Effects of Peganum harmala L Seed Extract on Culex pipiens (Diptera: Culicidae) / Efeitos do extrato de semente de Peganum harmala L em Culex pipiens (Diptera: Culicidae)

Mosquito-borne diseases result in the loss of life and economy, primarily in subtropical and tropical countries, and the emerging resistance to insecticides is increasing this threat. Botanical insecticides are promising substitutes for synthetic insecticides. This study evaluated the larvicidal and growth index of Culex pipiens of four solvent extracts of Terminalia chebula, Aloe perryi, and Peganum harmala against Cx. pipiens. None of the 12 extracts exhibited larvicidal potential against third instars except the ethyl acetate extract of P. harmala. After 24 h of exposure, the LC50 value was 314.88 ppm, and the LC90 value was 464.19 ppm. At 320 ppm, the hatchability was 25.83%, and it resulted in 100% mortality. In addition, the eggs treated with the EtOAc extract of P. Harmala exhibited a long larval period compared with the control. The larval period continued for 12 days, and the pupal period took three days in the treatment groups. The growth index data also exhibited a decrease (0.00–7.53) in the treated groups compare with 8.5 in the control. The transformation of eggs into adults decreased with increasing concentrations. This paper is the first report on the development and growth index of Cx. pipiens potential using P. harmala seeds.

As doenças transmitidas por mosquitos resultam na perda de vidas e economia, principalmente em países subtropicais e tropicais, e a resistência emergente aos inseticidas está aumentando essa ameaça. Os inseticidas botânicos são substitutos promissores dos inseticidas sintéticos. Este estudo avaliou o índice larvicida e de crescimento de Culex pipiens de quatro extratos solventes de Terminalia chebula, Aloe perryi e Peganum harmala contra Cx. pipiens. Nenhum dos 12 extratos exibiu potencial larvicida contra o terceiro ínstar, exceto o extrato de acetato de etila de P. harmala. Após 24 horas de exposição, o valor LC50 era 314,88 ppm e o valor LC90 era 464,19 ppm. A 320 ppm, a eclodibilidade foi de 25,83% e resultou em 100% de mortalidade. Além disso, os ovos tratados com o extrato de EtOAc de P. harmala exibiram um longo período larval em comparação com o controle. O período larval continuou por 12 dias, e o período pupal durou três dias nos grupos de tratamento. Os dados do índice de crescimento também exibiram uma diminuição (0,00-7,53) nos grupos tratados em comparação com 8,5 no controle. A transformação de ovos em adultos diminuiu com o aumento das concentrações. Este artigo é o primeiro relatório sobre o índice de desenvolvimento e crescimento de Cx. potencial de pipiens usando sementes de P. harmala.

Effects of Peganum harmala L. Seed Extract on Culex pipiens (Diptera: Culicidae)

Abstract Mosquito-borne diseases result in the loss of life and economy, primarily in subtropical and tropical countries, and the emerging resistance to insecticides is increasing this threat. Botanical insecticides are promising substitutes for synthetic insecticides. This study evaluated the larvicidal and growth index of Culex pipiens of four solvent extracts of Terminalia chebula, Aloe perryi, and Peganum harmala against Cx. pipiens. None of the 12 extracts exhibited larvicidal potential against third instars except the ethyl acetate extract of P. harmala. After 24 h of exposure, the LC50 value was 314.88 ppm, and the LC90 value was 464.19 ppm. At 320 ppm, the hatchability was 25.83%, and it resulted in 100% mortality. In addition, the eggs treated with the EtOAc extract of P. Harmala exhibited a long larval period compared with the control. The larval period continued for 12 days, and the pupal period took three days in the treatment groups. The growth index data also exhibited a decrease (0.007.53) in the treated groups compare with 8.5 in the control. The transformation of eggs into adults decreased with increasing concentrations. This paper is the first report on the development and growth index of Cx. pipiens potential using P. harmala seeds.

Resumo As doenças transmitidas por mosquitos resultam na perda de vidas e economia, principalmente em países subtropicais e tropicais, e a resistência emergente aos inseticidas está aumentando essa ameaça. Os inseticidas botânicos são substitutos promissores dos inseticidas sintéticos. Este estudo avaliou o índice larvicida e de crescimento de Culex pipiens de quatro extratos solventes de Terminalia chebula, Aloe perryi e Peganum harmala contra Cx. pipiens. Nenhum dos 12 extratos exibiu potencial larvicida contra o terceiro ínstar, exceto o extrato de acetato de etila de P. harmala. Após 24 horas de exposição, o valor LC50 era 314,88 ppm e o valor LC90 era 464,19 ppm. A 320 ppm, a eclodibilidade foi de 25,83% e resultou em 100% de mortalidade. Além disso, os ovos tratados com o extrato de EtOAc de P. harmala exibiram um longo período larval em comparação com o controle. O período larval continuou por 12 dias, e o período pupal durou três dias nos grupos de tratamento. Os dados do índice de crescimento também exibiram uma diminuição (0,00-7,53) nos grupos tratados em comparação com 8,5 no controle. A transformação de ovos em adultos diminuiu com o aumento das concentrações. Este artigo é o primeiro relatório sobre o índice de desenvolvimento e crescimento de Cx. potencial de pipiens usando sementes de P. harmala.

Effects of Peganum harmala L. Seed Extract on Culex pipiens (Diptera: Culicidae) / Efeitos do extrato de semente de Peganum harmala L. em Culex pipiens (Diptera: Culicidae)

Mosquito-borne diseases result in the loss of life and economy, primarily in subtropical and tropical countries, and the emerging resistance to insecticides is increasing this threat. Botanical insecticides are promising substitutes for synthetic insecticides. This study evaluated the larvicidal and growth index of Culex pipiens of four solvent extracts of Terminalia chebula, Aloe perryi, and Peganum harmala against Cx. pipiens. None of the 12 extracts exhibited larvicidal potential against third instars except the ethyl acetate extract of P. harmala. After 24 h of exposure, the LC50 value was 314.88 ppm, and the LC90 value was 464.19 ppm. At 320 ppm, the hatchability was 25.83%, and it resulted in 100% mortality. In addition, the eggs treated with the EtOAc extract of P. Harmala exhibited a long larval period compared with the control. The larval period continued for 12 days, and the pupal period took three days in the treatment groups. The growth index data also exhibited a decrease (0.00­7.53) in the treated groups compare with 8.5 in the control. The transformation of eggs into adults decreased with increasing concentrations. This paper is the first report on the development and growth index of Cx. pipiens potential using P. harmala seeds.

As doenças transmitidas por mosquitos resultam na perda de vidas e economia, principalmente em países subtropicais e tropicais, e a resistência emergente aos inseticidas está aumentando essa ameaça. Os inseticidas botânicos são substitutos promissores dos inseticidas sintéticos. Este estudo avaliou o índice larvicida e de crescimento de Culex pipiens de quatro extratos solventes de Terminalia chebula, Aloe perryi e Peganum harmala contra Cx. pipiens. Nenhum dos 12 extratos exibiu potencial larvicida contra o terceiro ínstar, exceto o extrato de acetato de etila de P. harmala. Após 24 horas de exposição, o valor LC50 era 314,88 ppm e o valor LC90 era 464,19 ppm. A 320 ppm, a eclodibilidade foi de 25,83% e resultou em 100% de mortalidade. Além disso, os ovos tratados com o extrato de EtOAc de P. harmala exibiram um longo período larval em comparação com o controle. O período larval continuou por 12 dias, e o período pupal durou três dias nos grupos de tratamento. Os dados do índice de crescimento também exibiram uma diminuição (0,00-7,53) nos grupos tratados em comparação com 8,5 no controle. A transformação de ovos em adultos diminuiu com o aumento das concentrações. Este artigo é o primeiro relatório sobre o índice de desenvolvimento e crescimento de Cx. potencial de pipiens usando sementes de P. harmala.

Effects of Peganum harmala L Seed Extract on Culex pipiens (Diptera: Culicidae) / Efeitos do extrato de semente de Peganum harmala L em Culex pipiens (Diptera: Culicidae)

Mosquito-borne diseases result in the loss of life and economy, primarily in subtropical and tropical countries, and the emerging resistance to insecticides is increasing this threat. Botanical insecticides are promising substitutes for synthetic insecticides. This study evaluated the larvicidal and growth index of Culex pipiens of four solvent extracts of Terminalia chebula, Aloe perryi, and Peganum harmala against Cx. pipiens. None of the 12 extracts exhibited larvicidal potential against third instars except the ethyl acetate extract of P. harmala. After 24 h of exposure, the LC50 value was 314.88 ppm, and the LC90 value was 464.19 ppm. At 320 ppm, the hatchability was 25.83%, and it resulted in 100% mortality. In addition, the eggs treated with the EtOAc extract of P. Harmala exhibited a long larval period compared with the control. The larval period continued for 12 days, and the pupal period took three days in the treatment groups. The growth index data also exhibited a decrease (0.00–7.53) in the treated groups compare with 8.5 in the control. The transformation of eggs into adults decreased with increasing concentrations. This paper is the first report on the development and growth index of Cx. pipiens potential using P. harmala seeds.(AU)

As doenças transmitidas por mosquitos resultam na perda de vidas e economia, principalmente em países subtropicais e tropicais, e a resistência emergente aos inseticidas está aumentando essa ameaça. Os inseticidas botânicos são substitutos promissores dos inseticidas sintéticos. Este estudo avaliou o índice larvicida e de crescimento de Culex pipiens de quatro extratos solventes de Terminalia chebula, Aloe perryi e Peganum harmala contra Cx. pipiens. Nenhum dos 12 extratos exibiu potencial larvicida contra o terceiro ínstar, exceto o extrato de acetato de etila de P. harmala. Após 24 horas de exposição, o valor LC50 era 314,88 ppm e o valor LC90 era 464,19 ppm. A 320 ppm, a eclodibilidade foi de 25,83% e resultou em 100% de mortalidade. Além disso, os ovos tratados com o extrato de EtOAc de P. harmala exibiram um longo período larval em comparação com o controle. O período larval continuou por 12 dias, e o período pupal durou três dias nos grupos de tratamento. Os dados do índice de crescimento também exibiram uma diminuição (0,00-7,53) nos grupos tratados em comparação com 8,5 no controle. A transformação de ovos em adultos diminuiu com o aumento das concentrações. Este artigo é o primeiro relatório sobre o índice de desenvolvimento e crescimento de Cx. potencial de pipiens usando sementes de P. harmala.(AU)

Citrus essential oil fractionation using ethanol with different water contents as solvents: Phase equilibrium, physical properties and continuous equipment extraction

Óleos essenciais são importantes produtos comercializados mundialmente devido às suas diversas aplicações em indústrias alimentícias e químicas, em diferentes áreas da medicina, e como agentes antibacteriano, antifúngico e antioxidante. Um dos fenômenos responsáveis pela sua perda de qualidade pode estar associado à degradação dos hidrocarbonetos terpênicos por oxidação, quando estes são expostos ao ar, luz ou calor, ocasionando odor desagradável. O procedimento para redução do teor de terpenos no óleo essencial, conhecido como desterpenação, pode ser realizado por diferentes técnicas, entre as quais a extração líquido-líquido se destaca uma vez que pode ser conduzida sem o emprego de calor e mudanças na pressão, o que atenua o impacto nas qualidades sensoriais e demanda menor gasto energético. Este estudo se concentrou no processo de fracionamento de óleos essenciais cítricos, pela técnica de extração líquido-líquido, empregando misturas de etanol e água como solventes. Foram obtidos dados de equilíbrio líquido-líquido de sistemas cítricos modelo e reais. O perfil de aroma dos óleos essenciais brutos (laranja - Citrus sinensis e lima ácida Citrus latifolia) e das fases provenientes do equilíbrio líquido-líquido também foram avaliados. Além disso, os óleos essenciais brutos foram submetidos ao processo de fracionamento em equipamento de operação contínua (coluna de discos rotativos perfurados, PRDC). Verificou-se que a água possui uma importante influência sobre o desempenho do processo de fracionamento, mas não afetou o aroma das fases. Os dados experimentais dos sistemas modelo (mistura modelo de óleo essencial cítrico + etanol + água) foram utilizados para o ajuste de parâmetros de modelos empíricos e termodinâmicos, os quais apresentaram bons resultados no cálculo de valores de propriedades físicas e da composição das fases oriundas dos sistemas reais (óleo essencial cítrico bruto + etanol + água). O fracionamento de óleos essenciais cítricos pela tecnologia de extração líquido-líquido mostrou-se tecnicamente viável e pode ser conduzido em equipamentos contínuos como a coluna de extração PRDC. Os solventes empregados permitiram a obtenção de fases extrato enriquecidas com compostos oxigenados.

Essential oils are featured commodities in the global market due their many applications in food and chemical industries, in different medicine areas, and as antibacterial, antifungal, and antioxidant agent. One of the phenomena accountable for the loss of essential oils quality may be associated with the degradation of terpene hydrocarbons by oxidation when exposed to air, light or heat, causing disagreeable odors. The procedure of terpenes content reducing, known as deterpenation, can be performed by diverse techniques, among which the liquidliquid extraction can be highlighted since this process can be operated without the use of heating and pressure changes, causing low impact on the essential oil sensory qualities and low energy consumption. This research was focused on the fractionation process of citrus essential oils, by liquidliquid extraction, using ethanol/water mixtures as solvents. Experimental liquidliquid equilibrium data of model and real citrus systems were obtained. The aroma profile of the crude citrus essential oils (orange - Citrus sinensis and lime - Citrus aurantifolia) and the phases from the liquidliquid equilibrium was also evaluated. Moreover, the crude citrus essential oils were fractionated in a continuous operation equipment (perforated rotating disc contactor, PRDC). It was verified that the water has an important influence over the fractionation performance, but not over the aroma profile of the phases. The experimental data from the model systems (citrus essential oil model mixture + ethanol + water) were used to adjust parameters of empirical and thermodynamic models, which provided satisfactory results on the calculation of physical property values and compositions of the phases from the real systems (crude citrus essential oil + ethanol + water). The fractionation of citrus essential oils by liquidliquid extraction technology was technically feasible and can be accomplished into continuous apparatus such as PRDC column. The solvents employed provided extract phases enriched in oxygenated compounds.

Minimização de Resíduos do Processamento do Café Solúvel através do Reaproveitamento da Borra para Extração de Óleo utilizando Solvente Renovável

O principal resíduo da indústria de café solúvel é a borra de café, gerada após a extração de sólidos solúveis com água, sendo usualmente queimada em caldeiras para geração de energia para a própria indústria. Entretanto, este co-produto pode conter de 15 a 20 % de óleo, componente de grande interesse na indústria alimentícia. Em paralelo, na indústria de produção de óleos vegetais o solvente frequentemente utilizado é o hexano. Contudo, por este ser um derivado de combustíveis fósseis, alternativas para sua substituição por solventes mais amigáveis ao meio ambiente, que podem ser obtidos por via biotecnológica, estão sendo estudadas. Deste modo, o objetivo principal desta dissertação de mestrado foi a viabilização técnica do emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café proveniente da indústria de processamento de café solúvel. Foram realizadas extrações sólido-líquido em um estágio para estudar a influência das variáveis de processo temperatura (60 a 90 °C), tipo de solvente (etanol, ET ou isopropanol, IPA) e a hidratação do solvente (absoluto ou azeotrópico) nas características das fases extrato e rafinado, em termos de rendimento de extração de óleo, de ácidos clorogênicos (ACG), de carboidratos totais, teor de proteínas e índice de solubilidade de nitrogênio (ISN) da fase rafinado. Pré-tratamento enzimático ao processo de extração também foi realizado para investigar a sua atuação sobre o rendimento de extração de óleo e ACG, além do ISN das fases rafinado obtidas na temperatura de 70 °C. De forma geral, pode-se inferir que a temperatura favorece a extração de compostos lipídicos, mas a hidratação do solvente prejudica a extração destes compostos pelo aumento da polaridade do solvente. Do mesmo modo, como o ET é mais polar que o IPA, o primeiro solvente proporcionou a obtenção de menores rendimentos de extração de óleo. A temperatura de processo também influenciou a extração de ACG, a qual foi beneficiada a temperaturas mais baixas pelo aumento da polaridade dos solventes utilizados. De tal forma, que a 60 °C, nos experimentos utilizando etanol azeotrópico obteve-se os menores rendimentos de extração de óleo, porém maior rendimento de extração de ACG. O pré-tratamento enzimático apresentou diferenças significativas nas características das fases extrato e rafinado. No entanto, somente os experimentos com etanol absoluto resultaram em rendimentos de extração de óleo economicamente viáveis. De fato, será relevante um estudo mais aprofundado das variáveis de pré-tratamento enzimático para obter resultados mais expressivos em relação à extração de compostos lipídicos. Diante dos dados experimentais obtidos, conclui-se que é tecnicamente viável o emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café. Entretanto, nota-se que as condições de processo devem ser avaliadas minuciosamente com o objetivo de se obter altos rendimentos de extração de óleo com maior teor de ACG.

Spent coffee grounds are the main residues of the soluble coffee industry, which are generated after the extraction of soluble solids with water. They are generally burned in boilers to generate energy for the coffee industry. However, this residue may contain 15 to 20 % oil, a component of interest to the food industry. Hexane is the most common solvent used in the vegetable oil industry; however, as it is a fossil fuel byproduct, biotechnology alternatives that replace it by more environmental-friendly solvents are being studied. Therefore, the main objective of this study was to determine technical viability of alcoholic solvents in oil extraction of spent coffee grounds. Solid-liquid extractions were carried out in one stage in order to analyzed the influence of the variables of the process (temperature, 60 to 90 °C; type of solvent, ethanol, ET or isopropanol, IPA; and solvent hydration level, absolute or azeotropic degree) in the characteristics of extract and raffinate phases, in terms of yield of oil extraction, chlorogenic acids (CGA), total carbohydrates, protein content, and nitrogen solubility index (NSI) of the raffinate phase. Enzymatic pre-treatment in the extraction process was also carried out to assess its effect on the oil and CGA yields, as well as NSI in the raffinate phase obtained at 70 °C. In general, it could be inferred that temperature favored lipid extraction, but solvent hydration level negatively affected extraction due to the increased polarity of the solvent. Similarly, as ET is more polar than IPA, the former solvent enabled lower yield of oil. The temperature of the process also influenced CGA extraction, which was favored by lower temperatures and increased solvent polarity. Therefore, at 60 °C, in the trials using azeotropic ethanol, oil extraction yield was lower, and CGA yield was greater. Enzymatic pre-treatment showed significant differences in the characteristics of the extract and raffinate phases. However, only the trials with absolute ethanol led to economically viable oil yields. In fact, further studies on pre-treatment variables of the enzymatic treatment should be carried out for more relevant results in relation to lipid compound extraction. Given the experimental data obtained here, it was concluded that the use of alcoholic solvents in oil extraction of spent coffee grounds is technically viable. However, the conditions of the process should be carefully analyzed for high yields of oil with greater levels of CGA to be obtained.