Seasonal variation in essential oil content and chemical profile of mint in southeast of Brazil / Variação sazonal no teor e perfil químico do óleo essencial de menta no sudeste do Brasil

ABSTRACT: This study evaluated the influence of seasonality in essential oil (EO) chemical composition of Mentha x piperita L. and Mentha viridis L. grown in southeast of Brazil. Leaves were collected from November 2011 until August 2013, in the middle of the following seasons: Spring (November), Summer (February), Autumn (May) and Winter (August). EO extraction was carried out by hydrodistillation in Clevenger apparatus for 1 hour. Chemical composition of EO was analyzed by GC-FID and GC-MS. The EO content and its chemical composition were influenced by seasonality in both species. The highest EO content was obtained for M. x piperita during spring (4.26%) and for M. viridis during spring (3.30%) and summer (3.70%). Mentha x piperita increased menthol (16.31 to 41.26%), neomenthol (3.02 to 6.39%) and menthone (5.56 to 41.58%) contents during spring and summer, respectively. Whereas, M. viridis EO content did not show a quality response pattern in relation to seasonality. Therefore, harvest time for M. x piperita is recommended during spring, and for M. viridis is recommended during spring and summer.

RESUMO: O estudo teve como objetivo avaliar a influência da sazonalidade na composição química do óleo essencial (OE) de Mentha x piperita L. e Mentha viridis L. cultivadas no sudeste do Brasil. As folhas foram coletadas de novembro de 2011 até agosto de 2013, em meados das seguintes estações: primavera (novembro), verão (fevereiro), outono (maio) e inverno (agosto). A extração do OE foi realizada por hidrodestilação em aparelho de Clevenger por uma hora. A composição química do EO foi analisada por GC-FID and GC-MS. O teor de OE e sua composição química foram influenciados pela sazonalidade em ambas as espécies. O maior teor de OE foi obtido para M. x piperita na primavera (4,26%) e para M. viridis na primavera (3,30%) e verão (3,70%). Mentha x piperita aumentou o conteúdo de mentol (16,31 a 41,26%), neomentol (3,02 a 6,39%) e mentona (5,56 a 41,58%) durante a primavera e o verão, respectivamente. Já o conteúdo de OE de M. viridis não apresentou padrão de resposta de qualidade em relação à sazonalidade. Portanto, a colheita para M. x piperita é recomendada durante a primavera, e para M. viridis é recomendada durante a primavera e verão.

Atividade alelopática dos lixiviados de Asemeia extraaxillaris (Polygalaceae) sobre o crescimento de Ipomoea cordifolia / Allelopathic activity of leachates from Asemeia extraaxillaris (Polygalaceae) on the growth of Ipomoea cordifolia

RESUMO O objetivo desse trabalho foi avaliar a atividade alelopática dos lixiviados das raízes e folhas secas de Asemeia extraaxillaris sobre o crescimento de corda de viola Ipomoea cordifolia em casa de vegetação, para avaliação dos efeitos sobre o estresse oxidativo. Nos bioensaios foram utilizadas três concentrações (0,25 - 5,00 e 10,00 g) e um controle, com quatro repetições de 10 plantas, cultivadas em solo durante 30 dias. Os lixiviados possuem ação alelopática e o maior efeito foi verificado para o pó das raizes. O efeito inibitório foi dose-dependente e o aumento do estresse oxidativo foi observado pelos níveis da catalase, peroxidase, superóxido dismutase, glutationa redutase, peroxidação lipídica e síntese de formazan. Concluiu-se que A. extraaxillaris possui substâncias capazes de afetar a emergência, o crescimento e o estresse oxidativo de I. cordifolia.

ABSTRACT The purpose of this article is to assess the allelopathic activity of leachates from the roots and dried leaves of Asemeia extraaxillaris on the germination and growth of corda de viola (Ipomoea cordifolia) in a greenhouse, and evaluate its effect on oxidative stress. For the bioassays, three concentrations (0.25, 5.00, and 10.00 g) and one control were used, with four replications of 10 plants, cultivated in soil for 30 days. The leachates exhibited allelopathic action, and the greatest effect was found in the root powder. The inhibitory effect was dose-dependent and the increase in oxidative stress was observed by the levels of catalase, peroxidase, superoxide dismutase, glutathione reductase, lipid peroxidation, and formazan synthesis. It was affirmed that A. extraaxillaris contains substances capable of affecting seedling emergence, growth, and oxidative stress in I. cordifolia.

Pb and Cd on growth, leaf ultrastructure and essential oil yield mint (Mentha arvensis L.) / Pb e Cd no crescimento, ultraestrutura foliar e produção de óleo essencial de hortelã (Mentha arvensis L.)

Contamination of medicinal plants with heavy metals as Pb and Cd can affect the growth and the essential oil production of the plants and represent a risk to those who consume as medicine. This study aimed to evaluate the effects of absorption and localization of Pb and Cd on growth, ultrastructural aspects of leaves and essential oil yield and composition of Mentha arvensis, applied on the soil with increasing concentrations (8, 16, 32, 64 and 128mg kg-1). There was a differential absorption of Pb and Cd by M. arvensis mainly concentrated in the roots. Pb was found in small amounts in the leaves while Cd largely exceeded the safety limit without symptoms of toxicity. The ultrastructural analysis revealed the metal accumulation on vesicles surrounding the mitochondria and the presence of electron dense deposits surrounding the mitochondria, nucleus and chloroplasts. Little changes caused by Pb and Cd application were not enough to affect the growth and essential oil yield and composition of M. arvensis .

A contaminação de plantas medicinais com Pb e Cd pode afetar o crescimento e a produção de óleo essencial das plantas e representa um risco para quem as consome como medicamento. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da absorção e localização de Pb e Cd sobre o crescimento das plantas, aspectos ultraestruturais de folhas e sobre o rendimento e composição química do óleo essencial de M. arvensis, os quais foram aplicados ao solo em concentrações crescentes (8, 16, 32, 64 and 128mg kg-1). Houve absorção diferencial de Pb e Cd por M. arvensis, que se concentraram principalmente nas raízes. O Pb foi encontrado em baixas concentrações nas folhas, enquanto o Cd excedeu largamente o limite de segurança sem demonstrar sintomas de toxicidade. As análises ultraestruturais revelaram o acúmulo de metais em vesículas ao redor de mitocôndrias e a presença de depósitos eletrodensos ao redor de mitocôndrias, núcleo e cloroplastos. As pequenas mudanças causadas pela aplicação de Pb e Cd não foram suficientes para afetar o crescimento das plantas e o rendimento e composição química do óleo essencial de M. arvensis .

Peppermint (Mentha piperita) and albendazole against anisakiasis in an animal model.

OBJECTIVES: Therapy against anisakiasis requires invasive techniques to extract L3 , and an effective drug against this nematode is needed. The aim of this study was to determine the efficacy of peppermint essential oil (EO) and its main components against the parasite in comparison to albendazole, a drug currently prescribed to treat anisakiasis. METHODS: We conducted in vitro experiments and studied an experimental model simulating the human infection in Wistar rats. We used polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism to identify A. simplex s.s. and A. pegreffii and determine any differences in their pathogenicity and susceptibility to the treatments. RESULTS: The in vitro and in vivo experiments both showed that the larvicidal activity of peppermint EO, menthol, menthone and menthyl acetate is higher than that of albendazole. Large stomach lesions were observed in 46.7% of the albendazole-treated rats, whereas no gastrointestinal lesions were detected in those treated with peppermint EO, menthol, menthyl acetate or menthone. CONCLUSIONS: In this animal model, treatment with peppermint EO or its main components was more effective than was treatment with albendazole. Lesions were more frequently produced by A. simplex s.s. larvae than by A. pegreffii larvae.

Physiological indexese macro- and micronutrients in plant tissue and essential oil of Mentha piperita L. grown in nutrient solution with variation in N, P, K and Mg levels / Índices fisiológicos, macro e micronutrientes no tecido vegetal e óleo essencial de Mentha piperita L. cultivada em solução nutritiva com variação de N, P, K e Mg.

Mentha piperita L. is an aromatic and medicinal species of the family Lamiaceae, known as mint or peppermint, and its leaves and branches produce essential oil rich in menthol. This study aimed to evaluate physiological indexes, macro- and micronutrients inthe shootsand essential oil of Mentha piperita L. grown in nutrient solution number 2 of Hoagland and Arnon (1950) with different N, P, K and Mg levels. Shoot length, dry mass of the different organs, total dry mass, leaf area, essential oil yield and composition, and macronutrient (N, P, K, Mg, Ca, S) and micronutrient (Mn, Cu, Fe, Zn) contents in the shoot were evaluated. Plants treated with 65%N/50%P/25%K/100%Mg had a tendency towards longer shoot, greaterroot and leaf blade dry masses, higher essential oil yield, higher menthol levels and lower menthone levels. The results showed that Mentha can be grown in nutrient solution by reducing 65% N, 50% P, 25% K and 100% Mg. This solution had better development compared to the other tested treatments. Therefore,we recommendMentha piperita L. to be grown with such nutrient levels.

Mentha piperita L., é uma espécie aromática e medicinal pertencente à família Lamiaceae, conhecida como menta ou hortelã-pimenta que produz em sua parte aérea óleo essencial rico em mentol. O objetivo do trabalho foi avaliar os índices fisiológicos, macro e micronutrientes na parte aérea e óleo essencial de Mentha piperita L. cultivada em solução nutritiva numero Hoagland e Arnon (1950) com variação dos níveis de N, P, K e Mg. Foram avaliados comprimento da parte aérea, massa seca dos diferentes órgãos e total, área foliar, rendimento e composição do óleo essencial, teor de macronutrientes (N, P, K, Mg, Ca e S), e de micronutrientes (Mn, Cu, Fe e Zn) na parte aérea. As plantas nutridas com 65% de N, 50% de P, 25% de K, e 100% de Mg, apresentaram tendência de maior comprimento de parte aérea e massa seca de raízes e de lâminas foliares; maior rendimento de óleo essencial e, em média, maiores teores de mentol e menores teores de mentona. O resultados permitem concluir que a Mentha pode ser cultivada em solução nutritiva reduzindo-se 65% de N, 50% de P, 25% de K e 100% de Mg. Esta solução apresentou melhor desenvolvimento em relação aos outros tratamentos. Recomenda-se, portanto, o cultivo da Mentha piperita L. com tais níveis de nutrientes.

Produção de biomassa, teor e composição do óleo essencial de Mentha x piperita L. em resposta a fontes e doses de nitrogênio / Biomass production, essential oil yield and composition of Mentha x piperita L. according to nitrogen sources and doses

A adubação nitrogenada influencia o teor e a qualidade dos óleos essenciais de plantas aromáticas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes fontes e doses de nitrogênio na produção de biomassa e teor do óleo essencial de M. x piperita. O delineamento experimental foi de blocos casualizados em esquema fatorial 2 x 3 (duas fontes de nitrogênio e três doses). A aplicação nitrogenada de cobertura foi realizada 30 dias após o transplante das mudas. O óleo essencial foi extraído pelo processo de hidrodestilação em aparelho graduado Clevenger e sua composição química foi analisada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa. As fontes e doses de nitrogênio não influenciaram significativamente a biomassa de folhas e ramos, assim como a produtividade e o teor do óleo essencial. No entanto, a fonte de nitrogênio pode alterar significativamente a composição do óleo essencial de M. x piperita. O teor de mentol e neomentol foi menor quando 40 kg ha-1 de uréia foi aplicada, em comparação com a mesma dose de sulfato de amônio. Os teores de mentona foram influenciados apenas pela fonte de nitrogênio, onde níveis mais elevados foram observados quando o sulfato de amônio foi aplicado. Nenhuma alteração nos teores de mentofurano foi encontrada para as diferentes fontes e doses de nitrogênio. Considerando a grande importância econômica de mentol presente no óleo essencial de menta, os resultados obtidos indicaram que a utilização de 20 kg ha-1 de nitrogênio é suficiente para garantir a boa produtividade de óleo essencial e alto teor de mentol, e que altas doses de uréia devem ser evitadas.

Nitrogen fertilization affects the essential oil yield and composition of aromatic plants. The objective of this work was to evaluate the effect of nitrogen sources and doses on biomass production and essential oil yield and composition of M. x piperita L. The experimental design was in randomized blocks with four replications and the treatments in a 2 x 3 factorial design, corresponding to two nitrogen sources and three nitrogen doses. The nitrogen topdressing was applied 30 days after planting. The essential oil was obtained by hydrodestilation using a Clevenger apparatus, and the composition was analyzed by gas chromatography and coupled to a mass spectrometry. The nitrogen sources and doses did not significantly affect the leaf and stem biomass, as well as the essential oil yield and productivity. However, the nitrogen source can significantly change the essential oil composition of M. x piperita. The level of menthol and neomenthol was lower when 40 kg ha-1 of urea was applied compared to the same dose of ammonium sulphate. Menthone levels were affected only by the nitrogen source, where higher levels were observed when ammonium sulphate was applied. No changes on menthofurane levels were found for different nitrogen sources and doses. Considering the great economic importance of menthol from mint essential oils, the obtained results indicated that the use of 20 kg ha-1 of nitrogen is enough to guarantee satisfactory essential oil yield and great menthol levels and that high doses of urea should be avoided.

Alternativas de propagação na produção de óleo essencial de Mentha canadensis L. no Litoral Norte Catarinense / Propagation alternatives for the production of Mentha canadensis L. essential oil at the Santa Catarina State northern coast

O gênero Mentha é cultivado mundialmente para a produção de óleo essencial, com ênfase no constituinte mentol, amplamente utilizado nas indústrias farmacêutica, cosmética, alimentícia e de higiene pessoal. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da utilização de diferentes estruturas de propagação e épocas de colheita de Mentha canadensis L. no Litoral Norte Catarinense. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso em esquema fatorial 4x2, comparando quatro estruturas de propagação (estolões com 10, 15 e 20 cm de comprimento e estacas com 5 cm de comprimento) e duas épocas de colheita (95 dias após o plantio e 60 dias após a rebrota). Em cada colheita foi avaliado o crescimento vegetativo e produtividade de óleo essencial e de mentol. Na primeira colheita, houve maior acúmulo de massa seca de folhas, caules e total; produtividade de óleo essencial e de mentol quando o plantio foi realizado com mudas obtidas por estaquia. Na segunda colheita, no entanto, não houve diferença significativa entre os tratamentos para todas as variáveis analisadas. A primeira colheita resultou em médias superiores em relação à segunda colheita à exceção do plantio por estolão com 10 cm em todas as variáveis e estolão com 20 cm para a massa seca de caules. Os constituintes majoritários do óleo essencial foram mentol, mentona e neomentol. Os teores de mentol foram significativamente superiores na segunda colheita e de mentona na primeira colheita, sendo que o neomentol não apresentou diferença significativa em ambas as colheitas. Os resultados obtidos sugerem que a colheita antecipada da rebrota proporciona maior concentração de mentol no óleo essencial. O uso de estolões como estrutura de propagação pode ser considerada uma alternativa viável para menta, pois além de apresentar níveis similares de produção de óleo essencial e de mentol a partir da segunda colheita ao de áreas implantadas com mudas, diminui o custo de produção.

The genus Mentha is cultivated worldwide for essential oil production, with emphasis on its major constituent, menthol, which is used in the pharmaceutical, cosmetics, and food industries and for personal care. This work investigates the use of different propagation structures and harvesting times of Mentha canadensis L., in the Santa Catarina State north coast. The experimental design was in randomized blocks in a 4X2 factorial, comparing four propagation structures (stolon with 10, 15 and 20 cm and stem cuttings with 5 cm) and two harvesting times (95 days after planting and 60 days after the regrowth). In each harvesting time, the vegetative growth, essential oil and menthol productivities were evaluated. The first harvest showed greater leaf, branch and total dry mass accumulation, and essential oil and menthol productivities when stem cuttings were used. In the second harvest, no differences were observed for all evaluated variables. The first harvest resulted in higher averages than the second harvest, with exception in all variables for the use of stolon with 10 cm and in stem dry mass for stolon with 20 cm. The major constituents of the essential oil were menthol, menthone, neomenthol. The levels of menthol were significantly higher in the second harvest and of menthone in the first harvest, while neomenthol showed no significant difference. The results suggest that early harvest of the regrowth results in great menthol concentrations in the essential oil. The use of stolons as a propagation structure can be considered a viable alternative for mint, as it provides similar levels of essential oil and menthol productions after the second harvest, when compared to stem cuttings and also reduces the production cost.

Desenvolvimento vegetativo de Mentha campestris Schur e produção de mentol em diferentes espaçamentos de plantio e épocas de colheita / Vegetative development of Mentha campestris Schur and menthol production in different row spaces and harvest times

A produção de óleos essenciais nas plantas aromáticas é influenciada por fatores bióticos e abióticos. A demanda por esses produtos tem aumentado, sendo os óleos essenciais do gênero Mentha de grande interesse nas indústrias farmacêutica, de cosméticos, alimentícia e agrícola, principalmente em função do composto mentol. Esse trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de três espaçamentos de plantio (0,60 x 0,15 m; 0,60 x 0,30 m e 0,60 x 0,45 m) e duas épocas de colheita (60 e 90 dias após o plantio) na espécie Mentha campestris Schur. O experimento foi conduzido no Centro de Estações Experimentais do Canguiri-UFPR, em Pinhais-PR, no período de janeiro a abril de 2008. O delineamento utilizado foi o de blocos ao acaso em esquema de parcelas subdivididas. Houve diferença significativa para todas as variáveis analisadas. As massas secas de folhas, ramos e total foram maiores que na primeira época. Para a biomassa seca de folhas foram observados maiores valores no menor espaçamento de plantio. O rendimento de óleo essencial foi maior na segunda época de colheita e nos espaçamentos maiores. A produtividade do óleo também foi maior na segunda época de colheita, porém no espaçamento mais adensado. Pode-se concluir como recomendação para M. campestris Schur o espaçamento 0,60 x 0,15 m e colheita aos 90 dias, por terem atingido maior biomassa, rendimento de óleo essencial e produtividade de mentol por hectare.

Essential oil production in aromatic plants is influenced by biotic and abiotic factors. The demand for these products has increased, and essential oils from the genus Mentha have been of great interest for pharmaceutical, cosmetic, food and agronomic industries, especially because of the compound menthol. This study aimed to evaluate the effect of three row spaces (0.60 x 0.15 m; 0.60 x 0.30 m and 0.60 x 0.45 m) and two harvest times (60 and 90 days after planting) on the species Mentha campestris Schur. The experiment was carried out at Canguiri Experimental Stations-UFPR, in Pinhais, Paraná State , Brazil, between January and April 2008. The experimental design was in randomized blocks in split-plot. There was significant difference for all variables. In the second harvest time, leaf, branch and total dry yields were higher than those in the first time. For leaf dry mass, the highest values were observed in the narrowest space. Essential oil yield was higher in the second harvest and in wider rows. Essential oil productivity was also higher in the second harvest time, but in the narrowest row. The space 0.60 x 0.15 m and harvest at 90 days can be recommended due to their higher biomass, essential oil yield and menthol productivity per hectare.