Elicitação de calos de <i>Piper sarmentosum</i> com metais pesados: aumento de metabólitos secundários, atividades antioxidante e antimicrobiana

Junairiah,; Fatimah,; Nurhariyati, T.; Irfansyah, F. D.; Zuraidassanaaz, N. I.; Oktavia, G. A. E.

doi:10.1590/1519-6984.305777

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Original Article • Braz. J. Biol. 86 • 2026 • https://doi.org/10.1590/1519-6984.305777 linkcopiar

Elicitação de calos de Piper sarmentosum com metais pesados: aumento de metabólitos secundários, atividades antioxidante e antimicrobiana

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Piper sarmentosum é uma planta medicinal rica em metabólitos secundários bioativos. Este trabalho investigou os efeitos de metais pesados (cobalto, cobre, zinco e mercúrio) no crescimento de calos, nos metabólitos secundários e nas atividades antioxidantes e antimicrobianas em culturas celulares de P. sarmentosum. Os calos foram induzidos em meio sólido MS com 2 mg/L de 2,4-D e 0,5 mg/L de BAP, sendo depois subcultivado em meio líquido MS contendo 1,5 mg/L de 2,4-D e 1,5 mg/L de BAP, com a adição de elicitores nas concentrações de 0,5; 1; e 2,5 mg/L. A elicitação não contribuiu significativamente para a biomassa dos calos (p>0,05). Todos os extratos continham alcaloides e flavonoides, enquanto terpenoides/esteroides e saponinas não foram detectados. A análise por GC-MS identificou 42 compostos. Os extratos de cobalto e cobre acumularam ésteres metílicos de ácidos graxos (0,14-0,61%) e alcaloides, incluindo pipatalina (0,03%) no extrato de cobre. Os extratos de zinco e mercúrio foram dominados por glicerídeos (0,23-1,79%). A maior atividade antioxidante foi observada com 1 mg/L de cobalto (IC₅₀ 62,55 ± 2,08 µg/mL) e 2,5 mg/L de cobre (IC₅₀ 61,72 ± 1,31 µg/mL), enquanto o zinco e o mercúrio apresentaram atividade muito fraca (IC₅₀ > 200 µg/mL). Todos os extratos inibiram Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans. O cobalto a 2,5 mg/L na concentração de 750 mg/L apresentou a atividade mais forte contra S. aureus (40,37 ± 3,56 mm), o zinco a 2,5 mg/L na concentração de 750 mg/L contra E. coli (36,05 ± 3,86 mm) e o cobalto a 2,5 mg/L na concentração de 500 mg/L contra C. albicans (41,62 ± 4,83 mm). O cobalto e o cobre, em concentrações ótimas, aumentaram efetivamente as atividades antioxidantes e antimicrobianas. Até onde sabemos, este é o primeiro estudo comparativo de quatro elicitores de metais pesados em calos de P. sarmentosum.

Palavras-chave:
Piper sarmentosum; bioatividades; cultura de calos; metais pesados; metabólitos secundários

IC₅₀ (µg/mL)	Category
<50	Very strong
50-100	Strong
100-150	Moderate
150-200	Weak
>200	Very weak

Elicitors	0.5 mg/L	1 mg/L	2.5 mg/L
Fresh weight (g)
Cobalt	0.55 ± 0.11^a	0.58 ± 0.12^a	0.52 ± 0.11^a
Copper	0.55 ± 0.04^a	0.52 ± 0.04^a	0.52 ± 0.09^a
Zinc	0.53 ± 0.04^a	0.55 ± 0.05^a	0.57 ± 0.03^a
Mercury	0.53 ± 0.04^a	0.53 ± 0.05^a	0.52 ± 0.03^a
Dry weight (g)
Cobalt	0.07 ± 0.02^a	0.10 ± 0.04^a	0.08 ± 0.03^a
Copper	0.13 ± 0.16^a	0.07 ± 0.02^a	0.07 ± 0.01^a
Zinc	0.07 ± 0.01^a	0.08 ± 0.01^a	0.09 ± 0.01^a
Mercury	0.07 ± 0.01^a	0.08 ± 0.01^a	0.16 ± 0.17^a

Secondary metabolites	Cobalt	Copper	Zinc	Mercury
Alkaloids	+	+	+	+
Flavonoids	+	+	+	+
Terpenoids	-	-	-	-
Steroids	-	-	-	-
Saponins	-	-	-	-

Elicitor	Compound	Molecular formula	SI	RSI	RT (min)	Area (%)	Reported bioactivity (based on literature)
Cobalt	2-Hydroxy-gamma-butyrolactone	C₄H₆O₃	827	857	7.682	0.20	Antioxidant (Açikgoz et al., 2023; Nong et al., 2014)
	1,2,3,4-Tetrahydroisoquinolin-6-ol-1-carboxylic acid, 7-methoxy-1-methyl-	C₁₂H₁₅NO₄	856	876	18.327	0.19	Anti-inflammatory (Yang et al., 2025)
	Hexadecanoic acid, methyl ester	C₁₇H₃₄O₂	913-920	944	19.902	0.22-0.61	Antibacterial (Chandrasekaran et al., 2008; Shaaban et al., 2021; Casillas-Vargas et al., 2021)
	Methyl stearate	C₁₉H₃₈O₂	890-901	904	21.827	0.14-0.33	Antimicrobial (Chandrasekaran et al., 2008; Shaaban et al., 2021; Casillas-Vargas et al., 2021)
Copper	Hexadecanoic acid, methyl ester	C₁₇H₃₄O₂	914-921	921	19.905	0.35	Antibacterial (Shaaban et al., 2021; Casillas-Vargas et al., 2021)
	n-Hexadecanoic acid	C₁₆H₃₂O₂	895-907	916	20.228	0.46	Anti-inflammatory (Aparna et al., 2012)
	Methyl stearate	C₁₉H₃₈O₂	880	904	21.827	0.16-0.20	Antimicrobial Shaaban et al., 2021; Casillas-Vargas et al., 2021)
	Pipataline	C₁₃H₁₀O₄	889	906	23.766	0.03	Antimicrobial (Salehi et al., 2019; Perez-Gutierrez et al., 2013)
Zinc	2-Hydroxy-gamma-butyrolactone	C₄H₆O₃	853	873	7.699	0.27	Antioxidant (Açikgoz et al., 2023; Nong et al., 2014)
	Hexadecanoic acid, 2-hydroxy-1-(hydroxymethyl)ethyl ester	C₁₉H₃₈O₄	825-841	862	25.099	0.37-0.97	Antimicrobial (Henschel et al., 2024)
	Octadecanoic acid, 2,3-dihydroxypropyl ester	C₂₁H₄₂O₄	835-851	896	26.674	0.23-0.53	Antimicrobial (Henschel et al., 2024)
Mercury	2-Hydroxy-gamma-butyrolactone	C₄H₆O₃	835-840	853	7.702	0.32-0.35	Antioxidant (Açikgoz et al., 2023; Nong et al., 2014)
	Hexadecanoic acid, 2-hydroxy-1-(hydroxymethyl)ethyl ester	C₁₉H₃₈O₄	822-841	855	25.098	0.80-1.79	Antimicrobial (Henschel et al., 2024)
	Octadecanoic acid, 2,3-dihydroxypropyl ester	C₂₁H₄₂O₄	845-863	886	26.673	0.48-0.90	Antimicrobial (Henschel et al., 2024)

Elicitor	0.5 mg/L	1 mg/L	2.5 mg/L
IC₅₀ (µg/mL)
Cobalt	270.12 ± 3.63^d	62.55 ± 2.08^a	122.83 ± 1.31^ab
Copper	73.86 ± 5.42^a	93.31 ± 3.81^a	61.72 ± 1.31^a
Zinc	219.10 ± 1.99^c	252.91 ± 7.26^cd	252.91 ± 7.26^de
Mercury	300.10 ± 4.42^de	208.47 ± 2.64^bc	355.49 ± 2.70^e
Category
Cobalt	Weak	Strong	Moderate
Copper	Strong	Strong	Strong
Zinc	Very weak	Very weak	Very weak
Mercury	Very weak	Very weak	Very weak

Microorganism	Best elicitors (mg/L)	Extract concentration (mg/L)	ZOI (mm)
S. aureus	Cobalt 2.5	750	40.37 ± 3.56^a
S. aureus	Cobalt 1	1000	40.20 ± 4.69^a
E. coli	Zinc 2.5	750	36.05 ± 3.86^a
E. coli	Cobalt 1	750	33.37 ± 2.13^a
C. albicans	Cobalt 2.5	500	41.62 ± 4.83^a
C. albicans	Copper 1	500	40.77 ± 3.98^a

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[1] Values are mean ± SD (n=10). Means followed by the same superscript letter are not significantly different (Tukey's HSD, p>0.05).