Efeito acaricida de óleos essenciais e concentrados emulsionáveis de Eucalyptus spp em Boophilus microplus

Acaricide effect of Eucalyptus spp essential oils and concentrated emulsion on Boophilus microplus

Efeito acaricida de óleos essenciais e concentrados emulsionáveis de Eucalyptus spp em Boophilus microplus

Acaricide effect of Eucalyptus spp essential oils and concentrated emulsion on Boophilus microplus

Ana Carolina de Souza Chagas^I; Wanderley Mascarenhas Passos^II; Hélio Teixeira Prates^III; Romário Cerqueira Leite^IV; John Furlong^V; Isabel Cristina Pereira Fortes^VI

^IUniversidade Federal de Minas Gerais

^IIUniversidade Federal Rural do Rio de Janeiro - RJ

^IIIEmbrapa Milho e Sorgo, Sete Lagoas -MG

^IVEscola de Veterinária da UFMG, Belo Horizonte - MG

^VEmbrapa Gado de Leite, Juiz de Fora - MG

^VIDepartamento de Química da UFMG, Belo Horizonte - MG

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

Realizou-se um estudo sobre a ação biocida de Eucalyptus citriodora, Eucalyptus globulus e Eucalyptus staigeriana no carrapato Boophilus microplus, buscando-se a produção de acaricidas menos agressivos ao meio ambiente. Os óleos essenciais das três espécies e os concentrados emulsionáveis de E. globulus e E. staigeriana foram testados em cinco concentrações diferentes contra larvas e fêmeas ingurgitadas de B. microplus. Os óleos foram submetidos à análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM), a fim de se investigar sua composição. O citronelal é o principal componente do óleo de E. citriodora, sendo responsável por sua ação acaricida. O mesmo ocorre com o 1,8-cineol em E. globulus. Em E. staigeriana existem várias substâncias que agem sinergicamente contra B. microplus. O óleo essencial de E. citriodora matou 100% dos carrapatos a uma concentração média de 17,5%, o de E. globulus a 15% e o de E. staigeriana a 12,5%. Os concentrados emulsionáveis de E. globulus mataram 100% dos carrapatos a uma concentração média de 9,9% e o de E. staigeriana a uma concentração de 3,9%. O desenvolvimento de produtos que possam ser testados a campo e comercializados a preços competitivos serão passos a serem seguidos. Os biocarrapaticidas têm um apelo comercial grande, permitindo controlar B. microplus de um modo menos agressivo ao meio ambiente.

Palavras-chave:Boophilus microplus. Acaricidas. Eucalyptus. Óleos essenciais. Concentrados emulsionáveis.

SUMMARY

Biocide action of Eucalyptus citriodora, Eucalyptus globulus and Eucalyptus staigeriana were studied against Boophilus microplus tick, aiming the production of an environmentally and ecologically conect and len harmpol acaricide. Essential oil emulsion of three Eucaliptus species were tested in five different concentrations against larvae and engorged female of B. microplus. Oils were submitted to gas chromatograph coupled to mass spectrometer (GC/MS) analysis looking for its composition. Citronelal is the major component of E. citriodora essential oil, being responsible for its acaricide action. The same happens with 1.8-cineole in E. globulus. In E. staigeriana, there are many substances involved in a synergic action against B. microplus. E. citriodora essential oil killed all ticks in an average concentration of 17.5% as compared to E. globulus with 15% and E. staigeriana with 12.5%. E. globulus concentrated emulsion killed all ticks in an average concentration of 9.9% and E. staigeriana in a concentration of 3.9%. Further steps will be pursued to make those essential oils to be tested under field conditions and available to the farmers, since bioacaricides has commercial appeal, allowing B. microplus control in a less aggressive way to the environment.

Keywords:Boophilus microplus. Acaricides. Eucalyptus. Essential oils. Concentrated emulsion.

INTRODUÇÃO

Com o desenvolvimento da resistência contra drogas antiparasitárias, a indústria tem hesitado em investir na pesquisa de novos defensivos químicos. O tempo de comercialização de um novo produto é de difícil cálculo, mas certamente limitado em função da rápida aquisição de resistência³⁴. A resistência a diversos acaricidas que se desenvolveu em isolados do carrapato Boophilus microplus (Canestrini, 1887) (Acari: Ixodidae) se tornou um dos principais problemas da bovinocultura brasileira, já que ele é responsável por grandes perdas econômicas e pela transmissão de hemoparasitos causadores da "tristeza parasitária". O uso de muitos dos carrapaticidas atuais afetam o meio ambiente e outros organismos, fazendo com que se busque alternativas urgentes para os produtos químicos comerciais¹⁴.

Os metabólitos secundários de plantas têm sido utilizados como pesticidas ou modelos para pesticidas sintéticos, como o toxafeno, as piretrinas, a nicotina e a rotenona^2,13. Os monoterpenos são metabólitos secundários que podem causar interferência tóxica nas funções bioquímicas e fisiológicas de insetos herbívoros⁵. No entanto, a maioria dos monoterpenos são pouco tóxicos (dentro das primeiras 72h depois da aplicação) para os mamíferos^{28, 17}. Alguns monoterpenos têm sido considerados alternativas potenciais aos inseticidas comerciais sintéticos, já que geralmente são reconhecidos como seguros pela United States Food and Drug Administration, sendo utilizados em muitos produtos de uso humano: condimentos artificiais, perfumes³² e em inúmeras formulações de expectorantes, descongestionantes, analgésicos externos e anti-sépticos^{17, 36}.

Segundo Prates et al.²⁵, o monoterpeno 1,8-cineol está presente no óleo essencial do capim-gordura a uma concentração de 10,6%, sendo capaz de matar 100% das larvas do carrapato B. microplus em 5 minutos. O efeito inseticida do 1,8-cineol também já foi confirmado para a broca Rhyzopertha dominica (F.) e para o besouro Tribolium castaneum (Herbst), causadores de grandes perdas econômicas na estocagem de cereais²⁶. Segundo os mesmos autores, o 1,8-cineol ou eucaliptol é um produto natural produzido no metabolismo secundário de plantas e é um constituinte também do óleo essencial das folhas de várias espécies de Eucalyptus spp. (Myrtaceae). A concentração dessa substância nas folhas de eucalipto pode ser bem maior que a presente no capim-gordura, variando bastante com a espécie: Eucalyptus citriodora (55%), Eucalyptus globulus (71%), Eucalyptus punctata (66%), Eucalyptus maculata (51%), Eucalyptus maidesii (70%), Eucalyptus smithii (84%) e outros⁸.

No Brasil as principais espécies de eucaliptos que têm seus óleos essenciais comercializados são E. citriodora, E. globulus e Eucalyptus staigeriana. Assim, objetivou-se com este trabalho pesquisar a ação biocida destas espécies sobre o carrapato B. microplus, buscando-se um produto que pudesse ser manipulado para a produção de um acaricida menos agressivo ao meio ambiente.

MATERIAL E MÉTODO

Sensibilidade larval

Os óleos essenciais de E. citriodora, E. globulus e E. staigeriana foram adquiridos comercialmente e testados utilizando-se a técnica adaptada por LEITE¹⁹, na qual aproximadamente 100 larvas foram colocadas entre papéis de filtro de 2 x 2 cm recém impregnados pelos óleos, que formaram um "sanduíche", o qual foi colocado em um envelope também de papel de filtro, vedado por pregadores de plástico¹⁶. Os envelopes ficaram em estufa climatizada (± 27ºC e UR > 80%) e as leituras foram feitas após 24h, separando-se as larvas vivas das mortas utilizando-se uma bomba à vácuo com uma pipeta adaptada na ponta.

Os óleos foram testados em cinco concentrações diferentes (1, 5, 10, 20 e 30%) e foram solubilizados e diluídos em álcool metílico, sendo o controle constituído pela mesma substância. Todos os testes foram realizados com duas repetições. Foram utilizadas somente larvas com 14 a 21 dias de idade, oriundas de fêmeas ingurgitadas enviadas por proprietários de bovinos para a Embrapa Gado de Leite, com a finalidade de se fazer o teste de detecção de resistência a carrapaticidas comerciais. As fêmeas restantes eram então utilizadas no experimento para a produção de larvas.

Cálculo da mortalidade:

Mortalidade (%) = larvas mortas x 100

total de larvas

Mortalidade média (%) =

mortalidade da repetição 1 + mortalidade da repetição 2

2

Não foram incluídos testes que produziram resultados com mortalidade no grupo controle superior a 10%. Nos testes com mortalidade no grupo controle entre 5 e 10%, cada mortalidade média foi corrigida aplicando-se a fórmula de ABBOTT¹. Não foram feitas correções quando a mortalidade do controle foi entre 0 e 5% e a mortalidade do teste foi de 0 ou 100%.

Sensibilidade das fêmeas ingurgitadas

A metodologia usada foi semelhante à descrita por Drummond et al.¹², na qual fêmeas ingurgitadas foram pesadas em grupos de 10 e cada grupo foi submetido à imersão por 5 minutos em soluções de óleo essencial de eucalipto em cinco concentrações diferentes, tendo-se como solvente o álcool metílico e o grupo controle formado somente por esta substância. Os grupos foram colocados em estufa climatizada, os ovos foram pesados e a eclodibilidade verificada visualmente. Esse teste teve duas repetições. A porcentagem de controle ou de eficácia foi calculada¹².

Testes realizados com os concentrados emulsionáveis

Os óleos essenciais que demonstraram uma eficiência geral melhor (E. globulus e E. staigeriana) foram transformados em concentrados emulsionáveis (Patentes definitivas número PI0105955-6 e PI0105956-4 respectivamente). O primeiro concentrado é composto por 90% de óleo de eucalipto e 10% de tensoativos, tendo sido testado em cinco concentrações contra larvas e fêmeas utilizando-se as metodologias supracitadas. O grupo controle foi composto por água. Nos testes com larvas, as leituras foram feitas após 48h, pois com 24h elas ainda estavam molhadas e imóveis. A ação desse concentrado emulsionável sobre fêmeas foi pequena e assim produziu-se um segundo concentrado para ser testado contra este estádio: 25% do óleo, 65% de xilol e 10% dos mesmos tensoativos. Tal formulação é semelhante à da maioria dos carrapaticidas comerciais, tanto com relação ao solvente, quanto às concentrações. Utilizou-se um tensoativo não-iônico (6,5% de nonil fenol etoxilado com 10 moles de óxido de etileno) e um aniônico (3,5% de éster cálcico do ácido fenil sulfônico). Os resultados foram submetidos à análise utilizando-se o procedimento Probit do Programa Statistics Analysis System²⁹, fazendo-se uma correlação positiva entre as diferentes concentrações testadas e a mortalidade do hospedeiro, estimando-se a curva de eficácia dos concentrados emulsionáveis.

Análise do óleo essencial por CG/MS

A identificação da composição química dos óleos essenciais foi feita através da cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas. As análises foram realizadas em equipamento CG/EM modelo HP5890 série II/HP5989A, no modo de IE (impacto eletrônico) usando-se uma coluna capilar de sílica fundida (25m x0,25mm; df= 0,33mm, HP5), tendo como fase estacionária o fenildimetil siloxano. Utilizou-se hélio como gás de arraste a um fluxo de 0,800 mL/min. Alíquotas de 1 mL das amostras foram injetadas no modo split, com razão de divisão 1:100, com fonte de ionização a 70 eV. As condições de operação do equipamento foram as seguintes: temperatura do injetor: 250 ºC, temperatura inicial: 60 ºC, temperatura final: 220 ºC, tempo final: 2 min, taxa de aquecimento: 4 ºC/ min, temperatura da interface: 250 ºC, temperatura da fonte de ionização: 250 ºC, temperatura do quadrupolo: 100 ºC, varredura: 45 a 550 daltons.

O espectro de cada constituinte da amostra é comparado com cada um dos espectros armazenados no banco de dados do computador. Após esta comparação, o programa faz uma lista tríplice de compostos com sua respectiva probabilidade de ser ou não um determinado composto. Se p > 90%, existe uma grande probalidade de ser este o composto identificado. O banco de dados é limitado e, em alguns casos, ele indica quais seriam os prováveis constituintes, por aproximação.

RESULTADOS

Constatou-se que o óleo essencial de E. citriodora e E. staigeriana mataram 100% das larvas (eficácia máxima) a uma concentração de 10% e E. globulus a 20%. No caso das fêmeas ingurgitadas, o óleo essencial de E. citriodora teve eficácia máxima a 25%, E. globulus a 10% e E. staigeriana a 15% (Tab. 1). De uma maneira geral, fazendo-se uma média da ação dos óleos sobre os dois estágios, o óleo essencial de E. citriodora teve eficácia máxima a uma concentração média de 17,5% (10% para larva e 25% para fêmea), E. globulus a 15% (20 e 10%) e E. staigeriana a 12,5% (10 e 15%).

O primeiro concentrado emulsionável produzido (90% de óleo em sua composição) causou mortalidade de 100% das larvas a uma concentração de 7,3% para E. globulus e de 1,6% para E. staigeriana. Para as fêmeas ingurgitadas no entanto, obteve-se eficácia máxima a uma concentração de 40%. Já o segundo concentrado produzido (25% de óleo em sua composição) teve eficácia máxima sobre as fêmeas a uma concentração de 12,5% para E. globulus e de 6,2% para E. staigeriana (Tab. 1). A concentração média dos concentrados emulsionáveis de E. globulus (compostos por 90 e 25% de óleo essencial) com eficácia de 100% foi de 9,9% e de E. staigeriana de 3,9%. Utilizando-se os resultados obtidos, foi possível estabelecer valores estimados para os concentrados emulsionáveis, demonstrando sua eficácia sobre larvas e fêmeas ingurgitadas (Fig. 1).

As análises dos óleos essenciais feitas por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas indicaram os prováveis constituintes e as suas concentrações nas três espécies de eucalipto: E. citriodora: citronelal (94.9%), acetato de citronelila (2.61%) e trans-cariofileno (2.49%); E. globulus: alfa-pineno (9.93%), beta-pineno (0.88%), beta-mirceno (1.23%), 1-felandreno (0.56%), 1,8-cineol (85.84%), gama-terpineno (1.24%) e alfa-terpinoleno (0.32%); E. staigeriana: alfa-tujeno (0.37%), alfa-pineno (3.37%), beta-pineno (2.30%), beta-mirceno (0.97%), 1-felandreno (3.32%), alfa-terpineno (0.20%), 1–metil-2-(1-metiletil) benzeno (1.12%), dl-limoneno (24.78%), trans-ocimeno (0.49%), gama-terpineno (2.36%), 1–metil-2-(2-propenil) benzeno* (0.17%), alfa-terpinoleno (10.78%), citronelal (1.64%), pulegona* (0.47%), (2–metilenobutil) ciclopropano* (0.90%), 4–metil-20–(1–metiletil) ciclohexen-20–o1 (1.16%), 1–alfa-terpineol (0.98%), Z-citral (11.36%), 3–metil-6-(1–metiletil)-2–ciclohexen - 1–ona (0.13%), E-citral (14.99%), ácido 2, 6–octadienóico-3,7–dimetil-metil ester (5.45%), propionato de citronelila (0.75%), acetato de nerila* (3.20%), acetato geranila (7.61%), nerolidol (0.34%) e germacreno* B (0.79%).

As substâncias marcadas por um asterisco foram identificadas por aproximação, já que apresentaram probabilidade menor que 90%.

DISCUSSÃO

A mortalidade causada pelos óleos essenciais das espécies de Eucalyptus em larvas e fêmeas de B. microplus já era esperada, em função da presença de substâncias de comprovado efeito inseticida e acaricida nos mesmos. Chungsamarnyart e Jiwajinda¹⁰ estudaram destilados das folhas de Cymbopogon citratus ou capim-limão (rico em citral) e de Cymbopogon nardus ou capim-citronela (rico em citronelal), observando que ambos causaram a morte da fêmea ingurgitada de B. microplus in vivo. Calderone Wilson e Spivac⁷ observaram que uma mistura de timol com citronelal foi a mais ativa contra o ácaro Varroa jacobsoni. Segundo os mesmos autores o citronelal é o principal componente do produto italiano Apilife/VAR, utilizado no controle de ácaros de colméias de abelhas. Veríssimo e Piglione³⁵ detectaram em seu trabalho que as larvas de B. microplus são repelidas pela essência natural de citronelal. A partir da cromatografia, observa-se que o constituinte majoritário do óleo essencial do E. citriodora é o citronelal, justificando assim a mortalidade detectada no presente trabalho.

Prates et al.²⁴ detectaram que E. globulus é eficaz para 76% das pragas de grãos armazenados até a diluição de 2:8 (óleo essencial:acetona). Em Prates et al.²⁷, o vapor do óleo essencial puro de Eucalyptus cameronii causou mortalidade de 55% em Sitophilus zeamais, 45% em Sitophilus. oryzae, 100% em Rhyzopertha dominica e 42% em Tribolium castaneum. As duas espécies de Eucalyptus supracitadas são ricas em 1,8-cineol (71% e 57% respectivamente), sendo a primeira a principal fonte desta substância para a comercialização. A análise por CG/EM mostra a ausência de 1,8-cineol em E. citriodora e em E. staigeriana, mas sabe-se análise do programa Probit, os concentrados contendo 90% do óleo têm uma variação maior na eficácia ao longo das concentrações, mas ao mesmo tempo agem em concentrações menores nas larvas. Já os concentrados com 25% de óleo, têm sua ação mais homogênea, mas produzem eficácia máxima sobre as fêmeas ingurgitadas somente em concentrações maiores.

E. citriodora, E. staigeriana e Eucalyptus macarthuri são fontes de óleos essenciais destinados à perfumaria, sendo o primeiro a principal espécie comercializada contendo cerca de 80% de citronelal e o segundo, rico em acetato de geranila (60 a 70%)^{31, 37}. No entanto, de acordo com análise por GC/EM, o óleo essencial de E. staigeriana é composto por 26 substâncias diferentes e o acetato de geranila está presente somente a 7,61%. Ao mesmo tempo, observa-se que outros constituintes desse óleo possuem efeitos inseticidas conhecidos, tais como o citral¹⁰, alfa-pineno e beta-pineno²⁵, terpineno e terpineol⁶ e ainda o dl-limoneno^{9, 33}.

Através da tabela, observa-se que os óleos essenciais foram potencializados quando transformados em concentrados emulsionáveis, principalmente para larvas. Para um bioativo funcionar, ele precisa ser hidrofílico e lipolítico para ser absorvido, pois todos os artrópodos têm esses dois meios de absorção²². Quando um produto como um óleo natural está muito concentrado, ocorre o fenômeno físico chamado apassivação, onde o produto é inicialmente absorvido, mas depois forma um filme apassivador, barrando a passagem do óleo. Quando ele está mais diluído, este filme não se forma e a penetração ocorre mais lentamente, porém de maneira muito mais devastadora. O óleo puro de eucalipto é somente lipolítico possuindo assim menor absorção. Como concentrado emulsionável, tornou-se lipolítico e hidrofílico, sofrendo um equilíbrio eletrônico através de dois tensoativos. Estes reduzem o tamanho das partículas do óleo e modificam as forças entre as moléculas da água, permitindo que as moléculas dos monoterpenos penetrem facilmente na água, formando o concentrado emulsionável. Este é mais agressivo que o óleo, pois as partículas estão menores, tornando-se mais biodisponíveis para penetrar e agir sobre B. microplus (W. M. Passos, Com. Pes., 2001). Os concentrados emulsionáveis contendo 25% de óleo foram mais eficazes contra as fêmeas em função da presença de um solvente, que amplia a área de ação do produto, distribuindo os bioativos homogeneamente na cutícula. Com relação à figura 1, observa-se que através da análise do programa Probit, os concentrados contendo 90% do óleo têm uma variação maior na eficácia ao longo das concentrações, mas ao mesmo tempo agem em concentrações menores nas larvas. Já os concentrados com 25% de óleo, têm sua ação mais homogênea, mas produzem eficácia máxima sobre as fêmeas ingurgitadas somente em concentrações maiores.

Atualmente existe o produto AV/EPP/14 (Dabur Ayurvet Ltda.), constituído de Cedrus deodara 2 g, Pongamia glabra 0,5 g, Azadirachta indica 0,3 g, Eucalyptus globulus 0,2 g e Acorus calamus 0,2g. Ele mostrou-se eficaz no controle de piolhos (Trichodectes canis) e pulgas de cães (Ctenocephalides felis)³, carrapatos de cães (Rhipicephalus sanguineus)^23,30, carrapatos de bovinos (B. microplus) e piolhos de búfalos (Haematopinus tuberculatus)¹⁸. Tais trabalhos indicam a tendência de substituição dos acaricidas sintéticos por produtos de menor impacto. No entanto, observa-se que o AV/EPP/14 é um produto com baixa concentração de ativos e por isso é utilizado em altíssima concentração (1:4), o que não acontece com os concentrados emulsionáveis à base de Eucalyptus do presente trabalho (alta concentração de ativos na fórmula, controle em baixas concentrações).

Nenhum gênero foi tão largamente plantado no mundo como o Eucalyptus. Estima-se que existam seis milhões de hectares plantados, dos quais a metade está no Brasil, representado mais da metade de toda a área reflorestada do país¹⁵. Das mais de 600 espécies e variedades de Eucalyptus existentes, somente vinte têm sido exploradas comercialmente e menos de doze têm importância econômica no mercado mundial de óleos essenciais³¹. Os estudos nessa linha continuam com o desenvolvimento de um concentrado emulsionável do óleo essencial de E. citriodora (Patente número PI0105957-2), assim como serão iniciados os estudos a campo. Existe também a expectativa de se testar esses concentrados contra outros ectoparasitos e até endoparasitos, desenvolvendo-se produtos que possam ser comercializados a preços competitivos. Segundo Chungsamarnyart et al.¹¹, acaricidas originados de plantas tendem a ter baixa toxicidade aos mamíferos, rápida degradação e desenvolvimento lento da resistência. Tais características fazem com que os biocarrapaticidas tenham um apelo comercial muito grande, permitindo controlar B. microplus de uma maneira menos agressiva ao meio ambiente.

Recebido para publicação: 14/03/2002

Aprovado para publicação: 21/05/2002

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  06 Jun 2003
• Data do Fascículo
  2002

Histórico

• Aceito
  21 Maio 2002
• Recebido
  14 Mar 2002