Variação sazonal e regional dos óleos essenciais de Piper marginatum Jacq. (Piperaceae)

Abstract

Resumo: O gênero Piper L. (Piperaceae Giseke) possui 292 espécies produtoras de óleos essenciais distribuídas pela Amazônia brasileira e Mata Atlântica. Os óleos voláteis da espécie Piper marginatum Jacq. são conhecidos por possuírem atividades biológicas, sendo constituídos principalmente por terpenos e arilpropanoides, os quais apresentam variações na sua composição, atribuídas a diferenças climáticas e ambientais. Neste trabalho, foi determinada a variação sazonal e regional da composição química dos óleos essenciais das folhas de P. marginatum coletada nas Regiões Centro-Oeste, Norte e Nordeste, nas quatro estações do ano. Ao todo foram identificados 63 constituintes por Cromatografia em fase Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas e pelo Índice Aritmético (IA), sendo eles das classes dos hidrocarbonetos monoterpênicos, monoterpenos oxigenados, hidrocarbonetos sesquiterpênicos, sesquiterpenos oxigenados e arilpropanoides. Os constituintes majoritários encontrados foram os hidrocarbonetos sesquiterpênicos p-cariofileno, germacreno D e biciclogermacreno, os sesquiterpenos oxigenados óxido de cariofileno e espatulenol e os arilpropanoides miristicina, 3,4- metilenodioxipropiofenona, elemicina, 2,4,6-trimetoxi-1 -[(1 Z)-1 -propenil]benzeno, exalatacina e pipermargina. Para cada região, verificou-se, através da Análise de Componentes Principais (ACP), que há diferenças quantitativas entre as composições dos óleos essenciais de cada estação. Em relação às diferenças regionais, notou-se que a Região Nordeste é distinta das demais, apresentando constituintes majoritários específicos, fato corroborado pela ACP e pela Análise de Agrupamento Hierárquica. Os constituintes majoritários presentes nos óleos essenciais do material botânico coletado na Região Nordeste, que não puderam ser identificados pelo IA, foram isolados por Cromatografia em Camada Delgada e identificados por Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C. É o primeiro relato da presença das substâncias 2,4,6-trimetoxi-1-[(1Z)-1-propenil]benzeno e pipermargina em óleos essenciais, sendo os seus IAs determinados neste trabalho como 1629 e 1720, respectivamente. As análises antimicrobianas mostraram que os óleos essenciais mais ativos foram os das Regiões Centro-Oeste e Norte, sendo as melhores atividades observadas contra a bactéria Gram-positiva Bacillus subtilis, com concentração inibitória mínima (CIM) de 0,25 mg mL-1, pelos óleos essenciais das estações de verão e outono da Região Centro-Oeste e da estação de outono da Região Norte. Contra a bactéria Gram-negativa Escherichia coli, todos os óleos apresentaram inibição, sendo a mais significativa apresentada pelo óleo essencial da estação de inverno da Região Nordeste (CIM = 0,25 mg mL-1). Palavras-chave: Piper marginatum. Óleo essencial. Variação sazonal. Variação regional. Atividade antimicrobiana.

Abstract: The genus Piper L. (Piperaceae Giseke) has 292 species present on the Brazilian Amazon and Atlantic forests. The volatile oils of the Piper marginatum Jacq. species are known for their biological activities and are mainly composed of terpenes and arylpropanoids, whose compositions vary due to seasonal and environmental differences. In this study, the seasonal and regional chemical composition variation of the essential oils from the leaves of P. marginatum collected in three regions (Center-West, North and Northeast) were evaluated. A total of 63 compounds were identified by Gas Chromatography coupled with Mass Spectrometry and Arithmetical Index (AI), which belonged to the classes of monoterpene hydrocarbons, oxygenated monoterpenes, sesquiterpene hydrocarbons, oxygenated sesquiterpenes and arylpropanoids. The major compounds were sesquiterpene hydrocarbons pcaryophyllene, germacrene D and bicyclogermacrene, oxygenated sesquiterpenes caryophyllene oxide and spathulenol and arylpropanoids myristicin, 3,4- methylenedioxypropiophenone, elemicin, 2,4,6-trimethoxy-1 -[(1 Z)-1 - propenyl]benzene, exalatacin and pipermagine. For each region, Principal Component Analysis (PCA) has shown that there were quantitative differences between the compositions of the essential oils from each season. It was also found that the Northeast region was distinct from the others, with specific major compounds, which was confirmed by PCA and Hierarchical Cluster Analysis. The major compounds from the essential oils of the plant collected in the Northeast Region, which could not be identified by the aI, were isolated by Thin Layer Chromatography and identified by 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance. This is the first report of the presence of 2,4,6-trimethoxy-1-[(1Z)-1-propenyl]benzene and pipermargine in essential oils, and their AI were determined in this work, being 1629 and 1720, respectively. The antimicrobial activities showed that the most active essential oils were those from the Center-West and Northern regions, and the highest activities observed were against the Gram-positive bacteria Bacillus subtilis, with a minimal inhibitory growth (MIC) of 0.25 mg mL-1 by the essential oils from the plant collected in the Central-West Region in summer and autumn and in the Northern Region in autumn. All essential oils exhibited inhibition against the Gramnegative bacteria Escherichia coli, the most significant being by the essential oil from the plant collected in the Northeast Region in winter (MIC = 0.25 mg mL-1). Keywords: Piper marginatum. Essential oil. Seasonal variation. Regional variation. Antimicrobial activity.