Aceito em: 14/06/2021 Publicado em: 15/08/2021
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Arquivos do Mudi, v. 25, n. 2, p. 100 - 110, ano 2021
ARTIGO ORIGINAL
ÓLEOS ESSENCIAIS DE PIPER L. (PIPERACEAE) E SUA
APLICAÇÃO BIOTECNOLÓGICA NA AGRICULTURA: UMA
REVISÃO DA LITERATURA
Deivisson Wolf Rodrigues
1
Universidade do vale do itajaí
Deivisson@univali.br
Resumo
A família Piperaceae, é uma família de plantas que está distribuída
em regiões tropicais e subtropicais, com cerca de 3.700 espécies.
O gênero Piper sp. vêm destacando-se na área da química e
prospecção biotecnológica por apresentarem-se capazes de
produzir óleos essenciais com potencial biotecnológico para o
ramo da saúde e agricultura. Considerando as problemáticas
ambientais e de saúde que envolvem o uso excessivo de
defensivos agrícolas e o crescente anseio de alternativas mais
sustentáveis parafrear os efeitos adversos no ambiente, realizamos
uma revisão da literatura acerca da prospecção biotecnológica de
óleos essenciais obtidos de espécies do gênero Piper L. para o
setor agrícola. A pesquisa dos trabalhos científicos foi realizada
por meio das plataformas online Portal CAPES, SciELO, Science
Direct e Google Acadêmico. Diferentes espécies de Piper sp.
foram descritas produzindo óleos essenciais com aplicação
biotecnológica visando o setor agrícola, destacando-se as
atividades antifúngica contra Fusarium sp. e Colletotrichum sp.,
ovicidacontraAnticarsiagemmatalis,inseticidacontra
Callosobruchus maculates, acaricida contra Tetranychus urticae e
nematicidasobreMeloidogynejavanica.Asatividades
apresentadas pelos óleos essenciais provenientes de Piper sp.
estão atribuídos a diversidade de seus constituintes químicos
representados em particular por terpenoides, taninos, flavonoides
epolifenóis. Acreditamos queos óleos essenciais produzidos pelas
espécies de Piper sp. estudadas até então, apresentam-se como
uma alternativa eco-friendly para o setor agrícola possibilitando a
redução do consumo e aplicação de agrotóxicos e derivados.
Palavras-chave: Prospecção biotecnológica; eco-friendly; setor
agrícola.
João Arthur dos Santos Oliveira
2
Universidade Estadual de Maringá
Joaoarthur_oliveira@hotmail.com
Óleos essenciais de Piper l. (Piperaceae) e sua aplicação biotecnológica na agricultura
ESSENTIAL OILS FROM PIPER L. (PIPERACEAE) AND THEIR BIOTECHNOLOGICAL APPLICATION
IN AGRICULTURE: A LITERATURE REVIEW
Abstract
The Piperaceae family is a plant family that is distributed in tropical and subtropical regions, with about 3.700
species. The genus Piper sp. has been standing out in the area of chemistry and biotechnological prospection
for being capable of producing essential oils with biotechnological potential for health and agriculture fields.
Considering the environmental and health problems involving the excessive use of pesticides and the growing
desire for more sustainable alternatives to mitigate adverse effects on the environment, we carried out a
literature review on biotechnological prospection of essential oils obtained from species of the genus Piper L.
for the agricultural sector. The research of scientific works was carried out through the online platforms Portal
CAPES, SciELO, Science Direct, and Academic Google. Different species of Piper sp. were described
producing essential oils with biotechnological application aimed at the agricultural sector, highlighting the
antifungal activities against Fusarium sp. and Colletotrichum sp., ovicide against Anticarsi agemmatalis,
insecticide against Callosobruchus maculates, acaricide against Tetranychus urticae, and nematicide against
Meloidogyne javanica. The activities presented by essential oils from Piper sp. are attributed to the diversity
of its chemical constituents represented in particular by terpenoids, tannins, flavonoids, and polyphenols. We
believethat essential oils produced by Piper sp. studied so far, present themselves as an eco-friendly alternative
for the agricultural sector, enabling the reduction of consumption and application of pesticides and derivatives.
Keywords: Biotechnological prospection; eco-friendly; agricultural sector.
sistemas de produção e, consequentemente, os
Em 2004, Schulz (2004), estimou que
1. INTRODUÇÃOdestes produtos. De acordo com dados da FAO
indiretamente os agricultores quetrabalham nos
(Food and Agriculture Organization of the
Os defensivos agrícolas, conhecidos
United States), a aplicação mundial destes
popularmente como agrotóxicos, fazem parte
defensivos agrícolas aumentou 3% entre os
de uma problemática de saúde pública da
anos de 2015 a 2019, com uma diferença de uso
atualidade,porafetaremdiretaou
de aproximadamente 63 mil toneladas usadas.
Considerando que a aplicação em 2004 saltou
ALBUQUERQUE, 2018).
de 3,3 milhões de toneladas para 4,1 milhões
consumidoresdosprodutos(RIGOTTO;
em 2019 (FAO, 2021), acreditamos queas áreas
VASCONSELOS; ROCHA, 2014;LEE;
atingidas indiretamente por estes defensivos
CHOI, 2020; RANI et al. 2021). Além da
químicos tenhas aumentado.
contaminaçãoambiental,intoxicações
A presença destes agrotóxicos no
alimentares e o surgimento de doenças crônicas
ambientetrazdiversosprejuízosaos
são exemplos de problemas gerados pelo uso
ecossistemas e a saúde humana (SALVAGNI et
excessivodestes agroquímicos(LOPES;
al. 2011; SABARWAL et al. 2018; PORTER et
al. 2018), assim, na busca por produtos naturais
que mitiguem essas problemáticas, o uso de
cerca de 10% dos agrotóxicos aplicados
óleosessenciaiscompropriedades
atingem áreas não-alvo, ou seja, regiões que
biotecnológicas importantes para o setor
inicialmente não foi realizada a aplicação direta
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Rodrigues e Oliveira, 2021
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setor farmacêutico, entre outros, além de seu
Peperomia
recorrentes
(BRITO; PEREIRA, 2019). No Brasil, o gênero
Piper L. é considerado o quinto mais diverso,
com aproximadamente 291 espécies (MELO;
ALVES, 2019).
Espécies do gênero Piper vêm
destacando-se em pesquisas na área da química
plantas que está distribuída em regiões tropicais
de óleos essenciais obtidos de espécies do
e subtropicais, com cerca de 3.700 espécies
gênero Piper L. no setor agrícola como
descritas e agrupadas em cinco principais
alternativasustentávelaosprodutos
gêneros:Macropiper,Zippelia,Manekia,
xenobióticos de origem sintética.
e Piper, sendo os três últimos
na Amazônia e Mata Atlântica
2. METODOLOGIA
A pesquisa dos trabalhos científicos
foi realizada por meio das plataformas online
Portal CAPES, SciELO, Science Direct e
Google Acadêmico priorizando o período de
busca de 2010 a 2021. Empregou-se os
alimentícianaforma deaditivos alimentares, no
agrícola como atividades antimicrobianas,
e prospecção biotecnológica por
inseticidas, e outras, são de extrema valia
apresentarem-se capazes de produzir
tornando-os uma alternativa de menor impacto
metabólitos secundários e óleos essenciais
ambiental quando comparado com outros
com potencial biotecnológico para a
produtos de origem sintética (OOTANI et al.
agricultura (OLIVEIRA et al. 2020) como
2013; BIZZO et al. 2009; HERMAN et al.
atividade antimicrobiana contra
2019).
fitopatógenos (CHANPRAPAI et al. 2017;
Produzidos em diferentes partes da
VALADARES et al. 2018), inseticida e
planta, os óleos essenciais são caracterizados
repelente (BRÚ et al. 2016), ovicida
como compostos aromáticos e voláteis, gerados
(KRINSKI et al. 2018), acaricida (ARAÚJO
nometabolismosecundáriovegetal,
et al. 2012), entre outras.
constituídos principalmente por terpenos e
Os óleos essenciais são produtos
fenilpropanoides (KNAAK; FIUZA, 2010).
naturais com uma grande diversidade
Naturalmente são produzidos com a
química que podem ser aplicados em
finalidade de proteção, atração de
diferentes áreas, especialmente na área da
polinizadores, controle osmótico e de
agricultura. Cada vez mais, se intensifica a
temperatura foliar (WOLFFENBÜTTEL,
busca por alternativas eco-friendly que
2019), entretanto, podem ser amplamente
contribuam com o meio ambiente,
utilizados na indústria cosmética/perfumaria,
possibilitando a redução do consumo e
aplicação de agrotóxicos e derivados. Diante
desta perspectiva, realizamos uma revisão da
crescenteusonaaromaterapia(RAUT;
literaturaacercadaprospecção
KARUPPAYIL, 2014).
biotecnológica
A família Piperaceae, é uma família de
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Óleos essenciais de Piper l. (Piperaceae) e sua aplicação biotecnológica na agricultura
descritores citados, foram selecionados aqueles
antimicrobiana,inseticida,nematicidae
acaricida.
Prospecção dos óleos essenciais de Piper sp.:
panorama geral
Considerando a obtenção de óleos, sua
extração é comumente realizada a partir de
descritores em português e inglês: Piper ANDfolhas por hidrodestilação, com aparato tipo
óleos essenciais (essential oil), óleos essenciaisClevenger. Neste sistema que aquece o material
de Piper (essencial oil from Piper) ANDvegetal em contato com a água destilada em
controle de patógenos (pathogen control) euma manta de aquecimento, ocorre o aumento
PiperANDaplicaçãobiotecnológicada temperatura gradativamente, gerando um
(biotechnological application). vapor que contém as substâncias voláteis
Dos trabalhos encontrados a partir dos
presentes na planta. Este vapor gerado pelo
aumento da temperatura no balão passa, em
seguida, por um resfriamento no condensador
que descreviam a obtenção, elucidação química
e aplicação de óleos essenciais obtidos de
da vidraria, formando ao final do processo duas
espécies de Piper com potencial biotecnológico
fases líquidas que podem ser separadas
para agricultura, em particular para atividade
resultando no óleo essencial (SILVEIRA et al.
2012).
A tabela 1 apresenta 24 espécies de
Piper sp. das quais foram obtidos óleos
essenciaiscomsuarespectivaaplicação
3. REVISÃO DE LITERATURA
biotecnológica visando o setor agrícola. 33,3%
destacam-secomatividadeantifúngica
(especialmentecontraFusariumsp.e
Colletotrichum sp.), 62,5% ovicida contra
Anticarsi agemmatalis e 12,5% inseticida ou
acaricida.
Tabela 1. Aplicação biotecnológica de óleos essenciais de Piper sp. para o ramo agrícola considerando o
controle de patógenos e insetos-praga.
Espécie
Atividade
Patógeno alvo
Referência
P. aduncum
Antifúngica
Botryosphaeria dothidea
Rhizoctonia solani
Moniliophthora perniciosa
Fusarium solani
Phytophthora sp.
Sclerotinias clerotiorum
Colletotrichum theobromicola
SILVA et al. 2012
BRAMBILLA et al. 2012
ROCHA et al. 2013
SCALVENZI et al. 2016
VALADARES et al. 2018
OLIVEIRA et al. 2019
Lasiodiplodia theobromae
CRUZ et al. 2012
Inseticida
Cupins (Ordem Blattodea,
Subordem Isoptera)
SANTOS et al. 2018
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Rodrigues e Oliveira, 2021
Ovicida
Anticarsia gemmatalis
KRINSKI et al. 2018
Acaricida
Tetranychus urticae
ARAÚJO et al. 2012
P. nigrum
Antifúngica
Fusarium oxysporum
Aspergillus niger
Aspergillus flavus
CASTELLANOS et al. 2020
ZHANG et al. 2021
Phakopsora euvitis
FIALHO et al. 2015
Inseticida
Callosobruchus maculates
BOODRAM et al. 2019
P. hispidinervum
Antifúngica
Colletotrichum theobromicola
OLIVEIRA et al. 2019
Antialimentar
Leptinotarsa decemlineata
Myzus persicae
Rhopalosiphum padi
ANDRÉS et al. 2017
Spodoptera littoralis
Nematicida
Meloidogyne javanica
ANDRÉS et al. 2017
P. marginatum
Antifúngica
Alternaria solanii
Colletotrichum theobromicola
OLIVEIRA et al. 2019
Fusarium oxysporum
Larvicida
Aedes aegypti
BRÚ et al. 2016
Repelente
Tribolium castaneum
BRÚ et al. 2016
Antialimentar
Spodoptera littoralis
BRÚ et al. 2016
Inseticida
Solenopsis saevissima
BRÚ et al. 2016
OvicidaAnticarsia gemmatalisKRINSKI et al. 2018
P. sarmentosum
Antifúngica
Bipolaris oryzae
Rhizoctonia solani
CHANPRAPAI et al. 2017
Antibacteriana
Xanthomonas oryzae
CHANPRAPAI et al. 2017
P. callosum
Antifúngica
Colletotrichum theobromicola
OLIVEIRA et al. 2019
Ovicida
Anticarsi agemmatalis
KRINSKI et al. 2018
P. malacophyllum
P. caldense
P. fuligineum
P. mosenii
P. abutiloides
P. amalago
P. arboreum
P. crassinervium
P. fuligineum
P. gaudichaudianum
P. lhotzkyanum
P. tuberculatum
P. umbellatum
P. chaba
Antifúngica
Phytophthora capsici
Colletotrichum capsici
RAHMAN et al. 2010
Fusarium oxysporum
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Óleos essenciais de Piper l. (Piperaceae) e sua aplicação biotecnológica na agricultura
Rhizoctonia solani
Fusarium solani
P. betle
Antifúngica
Penicillium expansum
BASAK et al. 2015
P. mikanianum
Acaricida
Rhipicephalus microplus
FERRAZ et al. 2010
P. xylosteoides
Acaricida
Rhipicephalus microplus
FERRAZ et al. 2010
Aedes albopictus
P. capitarianum
Larvicida
Aedes aegypti
FRANÇA et al. 2021
cariofileno) e fenilpropanoide (dilapiol) como
constituintes majoritários (VALADARES et al.
2018; SANTOS et al. 2018).
Atividade antifúngica e antimicrobianae germacreno-D) sendo o principal agente
(piperitona) e sesquiterpenos (nerolidol, beta-
antibacteriano o fenilpropanoide miristicina
Asatividadesantibacterianae(CHANPRAPAI et al. 2017). Contra fungos o
antifúngica apresentadas pelos óleos essenciaisóleo essencial de P. aduncum têm apresentado
provenientes de Piper sp. estão atribuídos aresultados promissores (VALADARES et al.
diversidade de seus constituintes químicos2018; SANTOS et al. 2018).
representadosemparticularterpenoides,Além da atividade antibacteriana,
taninos, flavonoides e polifenóis (OOTANI et muitos fungos fitopatogênicos de importância
al. 2013). O óleo essencial da espécie P. agrícola como Colletotrichum sp., Fusarium
aduncum, por exemplo, possui monoterpenos sp., Aspergillus sp., entre outros, já foram
reportados controlados pelos óleos essenciais
produzidos por P. aduncum (CRUZ et al. 2012;
ROCHA et al. 2013; SCALVENZI et al. 2016;
VALADARES et al. 2018; OLIVEIRA et al.
Estes óleos essenciais afetam a2019), P. nigrum (FIALHO et al. 2015;
permeabilidadeefuncionamentodeCASTELLANOS et al. 2020; ZHANG et al.
membranas dos micro-organismos patogênicos,2021), P. hispidinervum (ANDRÉS et al.
contudo, eles também podem inibir a formação2017), P. marginatum (OLIVEIRA et al. 2019),
da parede celular, a divisão celular ou osP. chaba (RAHMAN et al. 2010) e P. betle
processos detranscrição etradução ((MORAIS;(BASAK et al. 2015).
MARINHO-PRADO,2016;RAVEAU;
FONTAINE; SAHRAOUI, 2020).Biocontrole de insetos-praga
P. sarmentosum é capaz de produzir
um óleo essencial com atividade antibacterianaO uso de óleos essenciais para o
contra Xanthomonas oryzae. Quimicamente, controle deinsetosestárelacionado
este óleo essencial é constituído principalmente notadamente asatividades inseticidas,
defenilpropanoide(miristicina)e repelente, larvicida, inibitória alimentar ou de
sesquiterpenos (trans-cariofileno, alfa-copaeno
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Rodrigues e Oliveira, 2021
oviposição (MORAIS; MARINHO-PRADO,
2016).
atividade por meio da composição química do
cupins (SANTOS et al. 2018) e C. maculates
(BOODRAM et al. 2019). Os óleos essenciais
O óleo essencial de P. marginatumdestas espécies são capazes de limitar as trocas
tem sido estudado devido sua diversidadegasosas destes insetos com o ambiente,
química de terpenoides e sesquiterpenoides dosespecialmente quando aplicados sob ovos,
quais estão relacionados com a atividadeprejudicando assim o seu desenvolvimento
biocontroladoradeinsetos-praga(BRU;(KRINSKI et al. 2018).
GUZMAN; 2016).
Rhopalosiphum padi. Os autores explicam esta
No trabalho realizado por Andrés et al.Atividade nematicida e acaricida
(2017), foi relatado o efeito anti-alimentar do
óleo essencial de P. hispidinervum inserido naOs compostos dos óleos essenciais
dietadosinsetosSpodopteralittoralis, atuam diretamente sobre os patógenos ou como
Leptinotarsa decemlineata, Myzus persicae e indutores de resistência no mecanismo de
defesa nas plantas. Porém, a ação nematicida
envolvendo os óleos essenciais ainda não está
óleo,compostomajoritariamentepelocompletamente elucidada (MOREIRA et al.
fenilpropanoide safroleomonoterpeno2015).
terpinoleno, substâncias que sinergicamente Os nematoides, por serem patógenos
aumentam o potencial biológico para o uso minúsculos, podem atribuir uma predisposição
inseticida. na planta hospedeira no aparecimento de
O fenilpropanoide safrol e o patógenos secundários, por isso se faz a busca
monoterpeno terpinoleno atuam por nematicidas naturais que sejam eficazes ou
sinergiacamente no efeito anti-alimentar que contribuam no desenvolvimento de
quandoinseridonadietadosinsetosderivados (SAROJ et al. 2019).
Spodoptera littoralis, Leptinotarsa Andrés et al. (2017) testaram o efeito
decemlineata, Myzus persicae e do óleo essencial de P. hispidinervum sobre o
Rhopalosiphum padi. Estes dois compostos nematoide Meloidogyne javanica. O óleo
estão presentes no óleo essencial de P. essencial produzido por esta espécie vegetal
hispidinervum (ANDRÉS ET al. 2017). quando estudado em condições in vitro,
Os óleos de P. malacophyllum, P. demonstrou a capacidade de reduzir a eclosão
caldense, P. fuligineum, P. mosenii, P. de ovos de M. javanica, e em estudos in vivo
marginatum, P. aduncum e P. nigrum também em raízes de tomateiro, o óleo essencial foi
apresentam potencial biotecnológico contra capaz de diminuir a penetração deste nematoide
insetos, notadamente atuando em ovos de A. nas raízes. Quimicamente, este óleo essencial
agemmatalis (KRINSKI et al. 2018) e ação de P. hispidinervum apresentou os compostos
inseticida em S. saevissima (BRÚ et al. 2016), safrol e terpinoleno como constituintes
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Óleos essenciais de Piper l. (Piperaceae) e sua aplicação biotecnológica na agricultura
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majoritários, sendo o efeito biocida sobre M.Alémdaatividadecontra
xylosteoides sobre larvas recém eclodidas de
dilapiol foram encontrados como componentes
dos óleos essenciais quanto sua atividade
acaricida de ambas plantas.
O efeito do óleo essencial de P.
aduncum sobre o ácaro Tetranychus urtica por
meio do teste de fumigação em placas de petri
foi estudado por Araújo et al. (2012). A
toxicidade do óleo essencial avaliado, foi
atribuída a sinergia das substâncias nerolidol e
beta-cariofileno,sendoobeta-cariofileno
testadoisoladamente,demonstrandoos
melhores resultados contra T. urtica.
4. CONCLUSÃO
efeito tóxico dos óleos de P. mikanianum e P.
javanica encontrado pelos autores atribuídosnematoides, muitas plantas também vêm sendo
pela sinergia destes dois compostos.
estudadas como uma alternativa no As espécies do gênero Piper L. têm
combate a ácaros. O mecanismo de ação dos ganhado destaque na busca por produtos
óleos essenciais pode estar relacionado à naturais, como os óleos essenciais e seus
penetração dos constituintes químicos por meio compostos, que tenham o potencial de uso
da cutícula dos artrópodes, causando um efeito econômico. Para o setor agrícola, os óleos
neurotóxico (VIEIRA; ANDRADE; essenciais produzidos por estas plantas são de
NASCIMENTO, 2012). extrema valia por apresentarem atividade
Ferraz et al. (2010) observaram o antifúngica, contra insetos-praga, nematicida,
entre outras.
Embora os óleos essenciais destas
essencial obtido de P. xylosteoides. Safrol e
Rhipicephalus microplusem. Empregando oplantas apresentam resultados positivos em
ensaio de imersão larval, o óleo essencialcondições in vitro, avaliação em sistemas in
produzido por P. mikanianum apresentouvivo em campo fazem-se necessárias para
melhores resultados contra as larvas de R.elucidar o potencial destes produtos de origem
microplusem quando comparado com o óleovegetal como ferramenta alternativa aos
produtos químicos, além de sua produção em
larga escala.
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