Subsídios para conservação e manejo de Quillaja lancifolia D. Don (Quillajaceae) : aspectos da autoecologia e da produção sazonal de saponinas

Abstract

Resumo: Quillaja lancifolia D.Don é uma espécie rara e nativa do Brasil, pertencente à família Quillajaceae, que além dela só possui outra espécie, Quillaja saponaria Molina, do Chile, ambas conhecidas pelo seu potencial de produção de saponinas. O objetivo deste estudo foi realizar uma revisão bibliométrica das pesquisas existentes no mundo sobre Q. lancifolia e Q. saponaria, além de analisar os aspectos fenológicos e de crescimento de Q. lancifolia em uma população natural, o seu desenvolvimento em plantio florestal, e a produção sazonal de saponinas em ambos os casos. Foi realizada uma revisão bibliométrica abrangendo todas as pesquisas publicadas sobre as espécies de Quillajaceae na base de dados Scopus até o ano de 2022, resultando em 552 documentos para Q. saponaria e 26 para Q. lancifolia. A área de ciências da saúde engloba o maior número de publicações sobre as duas espécies, cujas saponinas possuem aplicação em adjuvantes de vacinas, aditivos alimentares, surfactantes, emulsificantes e ação antimicrobiana, porém há reduzido número de abordagens sobre sua ecologia e conservação. Foi realizado um estudo de monitoramento de 20 árvores adultas de uma população natural na cidade de Curitiba, Paraná. Avaliou-se mensalmente, por um ano, os eventos vegetativos e reprodutivos por meio dos índices de atividade e de intensidade de Fournier. Foi analisado o incremento da circunferência por meio de cintas dendrométricas e foi feita a quantificação mensal de saponinas e do teor de sólidos solúveis. Folhas maduras foram observadas com elevada intensidade todos os meses, sendo a única fenofase sem sazonalidade. A umidade relativa do ar foi a única variável que não teve correlação significativa com alguma fenofase, sendo que a temperatura média teve correlação positiva e significativa com os eventos reprodutivos. A média anual de incremento em circunferência no ano avaliado foi de 0,75 mm, com valor maior em fevereiro, havendo correlação positiva do incremento mensal com precipitação, radiação solar e temperatura. O maior teor de saponinas foi evidenciado nas folhas. Houve correlação positiva e significativa da precipitação e temperatura com a quantidade de saponinas. As folhas apresentaram maior teor de sólidos solúveis. Na avaliação do desenvolvimento de Q. lancifolia num plantio de enriquecimento aos cinco anos de idade em duas áreas com distintos estágios de sucessão (T1 - fisionomia herbáceo-arbustiva; T2 - fisionomia arbórea) em Pinhais - PR, foram mensurados altura e diâmetro na base. Analisou-se também a produção sazonal de saponinas com coletas a cada estação durante um ano. Foi constatada 100% de sobrevivência e altura média superior a 2 m em ambas as áreas, ainda que o a altura tenha diferido significativamente, com melhor desempenho na fisionomia arbórea. Os valores médios de incremento em circunferência anual aos cinco foram de 1,537 cm (T1) e 1,568 cm (T2), sem diferença significativa. As folhas apresentaram valor máximo do índice de espuma em todas as estações, ainda que todas as partes tenham produzido valores superiores aos da Farmacopeia Brasileira. O tamanho da espuma das saponinas nas cascas foi negativamente correlacionado com a precipitação, enquanto para as saponinas das folhas ocorreu o inverso. As estruturas da planta não apresentaram diferença estatística no teor de sólidos solúveis por estação, com exceção da madeira, que na primavera e verão teve menores teores. Verificou-se que Q. lancifolia não tem sido abordada em pesquisas ecológicas e silviculturais, havendo também poucos trabalhos sobre o potencial de suas saponinas e possíveis aplicações. As folhas são a estrutura mais indicada para exploração de saponinas, devido a sua presença constante ao longo do ano e aos elevados teores constatados. A espécie tem bom potencial para plantios de enriquecimento florestal, sendo que as folhas e ramos das plantas jovens no plantio tiveram produção de saponinas superior às plantas adultas da população natural.

Abstract: Quillaja lancifolia D.Don is a regionally endangered species and native to Brazil, that belongs to the Quillajaceae family, which has only one other species, Quillaja saponaria Molina, from Chile, both known for their saponin production potential. The aim of this study was to carry out a bibliometric review of existing worldwide research on Q. lancifolia and Q. saponaria, in addition to analyzing phenological and growth aspects of Q. lancifolia in a natural population, its development in forest plantations, and the seasonal production of saponins in both cases. A bibliometric review was carried out covering all research published on Quillajaceae species in the Scopus database until 2022, resulting in 552 documents for Q. saponaria and 26 for Q. lancifolia. The area of health sciences encompasses the largest number of publications on the two species, whose saponins have applications in vaccine adjuvants, food additives, surfactants, emulsifiers and antimicrobial action, but there are few approaches about their ecology and conservation. In this way, a monitoring study was carried out on 20 adult trees from a natural population in the city of Curitiba, Paraná. Vegetative and reproductive events were assessed monthly for one year using the activity index and the Fournier intensity index. The increase in circumference was analyzed using dendrometric belts, and saponins were also quantified on a monthly basis. Mature leaves were observed with high intensity every month, being the only phenophase without seasonality. Relative air humidity was the only variable that had no significant correlation with any phenophase, while the average temperature had a positive and significant correlation with reproductive events. The average annual increase in circumference was 0.75 mm, with the highest value in February, and the mensal increase was positively correlated with rainfall, solar radiation and temperature. The highest saponin content was found in the leaves. There was a positive and significant correlation between rainfall and temperature and the amount of saponins. The leaves had the highest content of soluble solids. It was also assessed the development of Q. lancifolia in an enrichment planting at five years of age in two areas with different stages of succession (T1 – herbaceous-shrub physiognomy; T2 – arboreal physiognomy) in Pinhais - PR, measuring height and diameter at the base. The seasonal production of saponins was also analyzed by samples collected every season for a year. There was detected 100% survival and an average height greater than 2 m in both areas, although the height differed significantly, with better performance in the arboreal physiognomy. The average annual increment values were 1.537 cm (T1) and 1.568 cm (T2), with no significant difference. The leaves showed the highest foam index in all seasons, although all parts produced values higher than those defined in the Brazilian Pharmacopoeia. The foam size of the saponins in the bark was negatively correlated with precipitation, while the opposite occurred for the saponins in the leaves. The plant structures showed no statistical difference in soluble solids content per season, with the exception of the wood, which had lower levels in spring and summer. It was found that Q. lancifolia has not been studied in ecological and silvicultural research, and there are few studies on the potential of its saponins and possible applications. The leaves are the most appropriate structure for saponin extraction, due to their constant presence throughout the year and the high levels found. The species has good potential for forest enrichment plantations, and the leaves and branches of the young plants in the plantation had higher saponin production than the adult plants in the natural population.