Ilex paraguariensis A.St.-Hil. : caracterização de morfotipos e genótipos para produção de compostos bioativos e propagação

Abstract

Resumo: Ilex paraguariensis A.St.-Hil. é uma espécie arbórea, nativa e amplamente consumida e cultivada no Brasil, Paraguai e Argentina. Considerada um dos componentes dos sistemas tradicionais silviculturais mais antigos, a espécie apresenta reconhecida importância ecológica/ambiental, econômica, social e cultural para os três estados do Sul do Brasil. Seu consumo tradicional se dá pelo preparo de bebidas tônicas e estimulantes, como o chimarrão, tererê e chá mate. Em função da sua versatilidade química, a erva-mate vem se destacando no cenário mundial, sendo utilizada com sucesso na farmacologia, indústria alimentícia e cosmética, com reconhecimento científico em relação aos seus benefícios à saúde humana. Com essa crescente demanda, é necessário que a renovação e implantação de novos ervais seja realizada com materiais genéticos de qualidade, bem como ter as suas características químicas conhecidas, a fim de proporcionar maior produtividade dos plantios e maior qualidade do produto final. Neste sentido, existem vários gargalos que podem ser explorados pela silvicultura da erva-mate, e alguns desses foram tratados no presente estudo. No Capítulo I foi estudada a diferenciação e caracterização física de frutos e pirênios, a viabilidade e desenvolvimento embrionário de pirênios, anatomia foliar e os compostos bioativos em folhas (capacidade antioxidante, compostos fenólicos totais, metilxantinas e ácidos cafeoilquínicos) de cinco morfotipos de erva-mate: sassafrás, verde escuro, verde fosco, cinza e peludinha. Concluiu-se que: há diferenças entre os frutos e pirênios entre os lotes estudados; Todos os morfotipos apresentaram elevada atividade antioxidante e teores de compostos fenólicos totais; o teor de cafeína diferiu significativamente entre os morfotipos verde escuro e peludinha; A deposição e configuração da cutícula na face adaxial foi a principal diferença observada pela anatomia foliar entre os morfotipos. O Capítulo II teve como objetivos avaliar diferentes temperaturas (câmara fria a 5 °C, câmara seca a 15 °C e viveiro), substratos (areia e papel germitest) e períodos (0, 90 e 180 dias) como métodos alternativos de estratificação na superação da dormência embrionária de pirênios de erva-mate. De maneira geral, os métodos utilizados foram eficientes para manutenção da viabilidade dos pirênios. A estratificação à 5 e 15 °C por 90 dias possibilitou o desenvolvimento embrionário até o estágio pós-coração. A estratificação convencional foi o único método que apresentou embriões em estágio maduro. O Capítulo III objetivou avaliar a influência da sazonalidade (quatro estações do ano) nos teores de compostos bioativos e no enraizamento de estacas de 19 genótipos, bem como, a correlação entre esses compostos e a rizogênese da ervamate. Concluiu-se que o potencial de enraizamento e os teores de compostos bioativos sofrem variação entre os genótipos e entre as épocas do ano. Primavera e verão proporcionaram maiores porcentagens de enraizamento e maiores teores de compostos, sendo que os compostos bioativos estudados não apresentaram correlação com o enraizamento das estacas. E por fim, o Capítulo IV objetivou analisar a influência da tosta da erva-mate nos teores de compostos bioativos de diferentes genótipos e a aceitação por consumidores de chá mate cafeinados ou descafeinados. Os resultados indicaram que o processo de tosta influenciou significativamente nos teores de compostos bioativos dos chás, bem como houve diferenças significativas entre os genótipos. De maneira geral, os chás descafeinados tiveram melhor aceitação do que os chás cafeinados. Palavras-chave: Superação de dormência. Metabólitos secundários. Melhoramento genético da erva-mate. Produção de mudas. Seleção de genótipos.

Abstract: Ilex paraguariensis A.St.-Hil. is a tree species, native and widely consumed, cultivated and planted in Brazil, Paraguay and Argentina. Considered one of the components of the oldest traditional silvicultural systems, yerba mate has been recognized by ecological/environmental, economic, social and cultural importance in the three states of southern Brazil. Its traditional consumption is given by the preparation of tonic and stimulating drinks, such as chimarrão, tererê and mate tea. Due to its chemical versatility, yerba mate has been standing out on the world stage, being used successfully in pharmacology, food and cosmetics industry, with scientific recognition in relation to its benefits to human health. With this growing demand, it is necessary that the renovation and implantation of new mate plantations be carried out with high quality genetic materials, as well as having known chemical characteristics, in order to provide greater productivity and higher quality of the final product. In this sense, there are several bottlenecks that can be exploited by yerba mate silviculture, and some of these were treated in the present study. In chapter I we studied physical differentiation and characterization of fruits and pyrenes, embryonic viability and embryos development of pyrenes, leaf anatomy and bioactive compounds in leaves (antioxidant capacity, total phenolic compounds, methylxanthines and caffeoylquinic acids) of five yerba mate morphotypes: sassafras, dark green, dull green, gray and peludinha. We concluded that: there are differences between fruits and pyrenes of the studied lots; All morphotypes showed high antioxidant activity and total phenolic compounds; Caffeine content differed significantly between dark green and peludinha morphotypes; The deposition and configuration of the cuticle of the adaxial face was the main difference observed by the leaf anatomy between morphotypes. Chapter II aimed to evaluate different temperatures (cold chamber at 5 °C, dry chamber at 15 °C and greenhouse), substrates (sand and germitest paper) and periods (0, 90 and 180 days) as alternative stratification methods for overcoming embryonic dormancy in yerba mate pyrenes. In general, the methods used were efficient to maintain pyrenes viability. Stratification at 5 and 15 °C for 90 days favors embryonic development until the post-heart stage. Conventional stratification was the only method that presented mature embryos. Chapter III aimed to evaluate the influence of seasonality (four seasons) on the of bioactive compounds contents and the cuttings rooting in 19 genotypes, as well as the correlation between these compounds and the rhizogenesis of yerba mate. We concluded that rooting potential and bioactive compounds contents vary between genotypes and seasons. Spring and summer provided higher percentages of rooting and higher levels of compounds, and the bioactive compounds did not show correlation with rooting cuttings. Finally, Chapter IV aimed to analyze the influence of yerba mate toasting on bioactive compounds contents in different genotypes and the acceptance by consumers of caffeinated or decaffeinated mate tea. The results indicated that toast process significantly influenced the levels of bioactive compounds in teas, as well as a difference between genotypes. In general, decaffeinated teas were better accepted than caffeinated teas. Keywords: Overcoming dormancy. Secondary metabolites. Yerba mate breeding. Seedling production. Genotypes selection.