Síntese de biocomposto a partir de sementes de abacate e avaliação do potencial inseticida

Abstract

Atividades agroindustriais como o processamento das frutas geram resíduos diversos, muitas vezes com grande potencial a ser explorado. A semente de abacate é um destes resíduos com potencial bioativo. Nesta vertente o conceito de biorrefinaria, aplicando a tecnologia de liquefação, pode ser uma alternativa interessante para valorizar, explorar e transformar resíduos agroindustriais em novos produtos, como por exemplo um inseticida. Para atender estas expectativas, no Capítulo 1 deste estudo explorou a técnica de liquefação para síntese de biocompostos a partir da semente de abacate (Persea americana Mill. (Lauraceae)) (Margarida) e pó da folha de nim Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae) usando como solvente a glicerina. Também foram comaprados os grupos funcionais dos biocompostos do abacate e pó de nim por meio de espectroscopia FT-IR. Para isso, as sementes (biomassa) foram previamente desidratadas, pulverizadas e caracterizadas. Os resultados mostraram que o processo de liquefação foi eficaz em liquefazer a biomassa de semente de abacate, pois os rendimentos variaram entre 38 a 60 % m/m. Os valores de p<0,05 demonstraram que ambos os fatores (proporção x tempo) podem ser responsáveis pelo rendimento observado. O teste de médias indicou o biocomposto (AAA) que experimentou a combinação de 2:1/30 (solvente/biomassa/tempo) alcançou maior rendimento (60,3 ± 0,9 % m/m), apresentou viscosidade de 116 mPa e pH 5,01, e não exebiu variações significativas quando submetido a diluições. Através da espectroscopia FT-IR inferimos que os constituintes do biocomposto possuem grupos funcionais similares às estruturas de moléculas como: as acetogeninas, furanos e compostos fenólicos. A comparação dos grupos funcionais dos biocompostos sintetizados da biomassa do nim com Azamax ® revelou que eles não se sobrepõem, porém bioensaios preliminares revelaram que ambos apresentaram atividade inseticida sobre ninfas de primeiro/segundo ínstares de pulgões. No Capítulo 2 investigou o potencial inseticida dos biocompostos sobre ninfas de primeiro/segundo ínstares de pulgões (Brevicoryne brassicae (Linnaeus) e Myzus persicae (Sulzer)(Hemiptera: Aphididae)) em bioensaios de laboratório e campo. Bioensaios preliminares permitiram inferir que a técnica de liquefação é eficaz para síntese de biocompostos a partir da biomassa das sementes de abacate e nim, e ambos mostraram efeito letal sobre ninfas de primeiro/segundo ínstares de pulgões, variando entre 20 a 48% quando submetidos a doses preparadas à 15 % m/m observados no intervalo de 24 e 48h. Dentre estes, o mais efetivo contra as ninfas foi o biocomposto AAA (2:1/30 min), apresentando a DL 50 (64 mg/mL) e DL 90 (429 mg/mL) (p<0,001). A DL 90 do biocomposto AAA (2:1/30 min) repeliu ninfas de pulgões e o efeito observado se mostrou relativamente maior do que a dose de campo do Azamax ® (cultura da couve de folha). O bioensaio de campo demonstrou que a dose de campo do Azamax ® e a DL 90 do biocomposto AAA (2:1/30 min) foram capazes de reduzir as populações dos pulgões em cultivo de couve do grupo manteiga no período de outubro à novembro. Em conclusão, os resultados mostraram que as sementes de abacate podem ser uma fonte promissora de compostos bioativos a serem aplicados no controle de pragas importantes como os pulgões, podendo ser desenvolvido um inseticida a ser utilizado no Manejo Integrado de Pragas (MIP). Apesar dos resultados promissores, novos estudos serão necessários para investigar a(s) molécula(s) responsável(is) pela atividade inseticida observada, bem como realizar testes toxicológicos letais e subletais em organismo não-alvo, principalmente à saúde humana e biodegradabilidade à condições ambientais. Palavras-chave: Semente de abacate. Valorização de resíduos agroindustriais. Síntese. Biocomposto. Liquefação.Fruit processing in the gro-industry can engender various residues, which sometimes may contain great chemical potential to be explored. Avocado seed is one of these residues that possess important bioactive compaounds. In this regard, the use of liquefaction technology, can be an interesting alternative to explore chemically waste material from agro-industry, which may thus sometimes be transformed into new products such as insecticides. Therefore, in Chapter 1 we explored the liquefaction technique for the synthesis of biocompounds from avocado seeds (Persea americana Mill. (Lauraceae)) (Daisy) and neem leaf powder Azadirachta indica A. Juss (Meliaceae). In addition, wecompared the functional groups from avocado seed and neem biocompounds by menas of using the FT-IR spectroscopy. For this, the avocado seeds (biomass) were previously dehydrated, pulverized and characterized. The results showed that the liquefaction process was effective in liquefying the avocado seed biomass, as it yielded an efficiency rate of 38 to 60% m/m. The values of p<0.05 suggested that both factors (mass proportion x time) could be responsible for the observed performance/efficiency. The results indicate that the biocompound (AAA) that experienced the combination of 2:1/30 (solvent/biomass/time) as the one with the highest conversion efficiency rate (60.3 ± 0.9% m/m). This biocompaund alsopresented a viscosity of 116 mPa and pH 5.01, and had no significant variations when subjected to dilution. Through FT-IR spectroscopy we were able to infer that the constituents of the biocompound have functional groups similar to the structures of molecules such as: acetogenins, furans and phenolic compounds. Comparison of the functional groups of biocompounds synthesized from neem biomass and Azamax® revealed that they do not overlap, but preliminary bioassays revealed that both showed insecticidal activity on first/second instar nymphs of aphids. Thus, Chapter 2 investigated the insecticidal potential of biocompounds on first/second instar nymphs of aphids (Brevicoryne brassicae (Linnaeus) and Myzus persicae (Sulzer) (Hemiptera: Aphididae)) in laboratory and field bioassays. Preliminary bioassays allowed inferring that the liquefaction technique is effective for the synthesis of biocompounds fromavocado and neem seeds, and both showed a lethal effect on first/second instars nymphs of aphids, ranging from 20 to 48% when subjected to prepared doses. at 15 % w/w observed between 24 and 48 hours. Among these, the most effective against nymphs was the AAA biopolyol (2:1/30 min), presenting LD50 (64 mg/mL) and LD90 (429 mg/mL) (p<0.001). The LD90 of the AAA biopolyol (2:1/30 min) caused repellency to the aphid nymphs and the observed effect was shown to be relatively higher than the field dose of Azamax® (kale leaf culture). The field bioassay demonstrated that the field dose of Azamax® and the LD90 of the AAA biocompound (2:1/30 min) were able to reduce aphid populations in cabbage cultivation of the butter group from October to November, in tropical conditions. The results showed that avocado seeds can be a promising source of bioactive compounds to be applied in the control of important pests such as aphids, and an insecticide can be developed to be used in Integrated Pest Management (IPM). Despite the promising results, new studies are needed to investigate the molecule(s) responsible for the observed insecticidal activity, as well as to carry out lethal and sublethal toxicological tests on non-target organisms, mainly on human health and biodegradability under environmental conditions. Keywords: Avocado seed. Valorization of agro-industrial residues. Synthesis. Biocomposite. Liquefaction.