ACTAS
5° Congreso Sudamericano
de la
Yerba Mate
5 y 6 de Mayo de 2011
Posadas, Misiones - Argentina
1
2
Instituto Nacional de la Yerba Mate – INYM
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria – INTA
Universidad Nacional de Misiones – UNaM
Edición:
Mayo, 2011
Ejemplares:
1000
3
Actas del 5º Congreso Sudamericano de la Yerba Mate. - 1a ed. - Posadas : Instituto
Nacional de la Yerba Mate, 2011.
Internet.
ISBN 978-987-26787-2-2
1. Yerba Mate . 2. Actas de Congreso.
CDD 641.337 2
© 2011
INYM
Rivadavia 1515
Posadas.
Hecho el depósito que marca la ley 11.723.
4
PROMOCIÓN
INYM – Instituto Nacional de la Yerba Mate
INTA – Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
UNaM – Universidad Nacional de Misiones
COMISIÓN ORGANIZADORA:
Sr. Pedro Angeloni
Sr. Eduardo Tuzinkiewicz
Ing. Agr. Raúl Escalada
Sr. Roberto Buser
Ing. Agr. Oscar Burtnik
Ms. Sc. Ramón Marcelo Mayol
Ing. Agr. Sandra P. Molina
Ing. Qco. Miguel Schmalko
Ing. Qco. Rodolfo Känzig
Ing. Agr. Nestor Munaretto
SECRETARIA EJECUTIVA:
Ing. Agr. Matías Bazila
Ing. Agr. Verónica Scalerandi
Sr. José Carlos Añais
5
COMISION TÉCNICO CIENTÍFICA:
−
Conservación, mejoramiento y multiplicación
Ms. Sc. Ramón Marcelo Mayol
Ing. Agr. Sergio Dante Prat Kricun.
Ing. Agr. Ivar Wendling Dr. Rafael Scherer
−
Cultivo y extensión
Ing. Agr. Oscar Burtnik (INTA)
Ing. Agr. Sandra Molina (INTA)
Ing. Agr. Dorli Da Croce (EPAGRI)
Dra. Susete Penteado (EMBRAPA)
Dr. Luis Alves (Universidad Estadual do Oeste do Paraná)
Ing. Agr. Alberto Sosa (INTA)
Ing. Agr. Jorge Mazuchozski (EMATER)
−
Calidad y preservación del producto
Dra. Laura A. Ramallo (UNaM)
Dra. Miroslava Rakocevic (Instituto Agronômico do Paraná)
Dr. Oscar A. Albani (UNaM)
Ms. Sc. Rodolfo Kanzig (UNaM)
Dr. Marcelo Maraschin (Universidade Federal de Santa Catarina)
Dra. Leda Giannuzzi (UNLP)
Dra. Andrea Quiberon (UNL-CONICET)
−
Composición química
Dra. Beatriz Arguello (UNaM)
Dra. Edna Regina Amante (Universidad Federal de Santa Catalina)
Mgter Griselda Patricia Scipioni (UNaM)
Dra. Laura Sara Malec (UB)
Dra Cecilia Lanari (Cidca - La Plata)
Dra. Mirian Martino (Fac. de Ingeniería - UNLP - La Plata)
−
Industrialización y nuevos productos
Dr. Miguel E. Schmalko – UnaM
Dr. José Roberto Delalibera Finzer (FAZU- UNIUBE)
Dra. Alice Valduga (ERECHIM – URI - Brasil)
Lic. Claudia Elena Gonzalez (Un. Nac. de Itapúa )
Dr. Agenor Maccari Jr. (UFPR)
Dr. Luis A. Brumovsky (UNaM)
−
Salud
Prof. Rosana Filip (UBA)
Dra. Silvia Moreno (I.I.B.B.A CONICET)
Prof. Susana Llesuy (UBA)
Prof. Susana Gorzalczany (UBA)
Prof. Edson Luiz Da Silva (Universidad Federal de Santa Catarina)
Prof. Samuel Santos Valença (Universidad Federal de Rio de Janeiro)
Prof. Grace Gosmann (Universidade Federal do Rio Grande do Sul- Brasil)
−
Economía, legislación y aspectos sociales
Dra. Neusa Gomez de Almedia Rucker (SEAB - PR)
Mg. Patricia Parra (Min. de Agricultura)
Mg. Adriana Brignardello (UNaM)
Dr. Rodolfo Bongiovanni (INTA)
Dra. Carmen Gross (Com. Exterior Misiones – Argentina)
Dr. Francisco Rodríguez Saenz (INTA)
6
PROGRAMA
Día 05/05/2011
7.3014-00
8.009.30
9.3010.00
10.0010.15
10.1511.00
11.0012.30
12.3014.00
14.0015.00
15.0016.00
16.0016.15
16.1518.15
Acreditación
Salón principal
Exposiciones orales
Sala 2
Exposiciones orales
Área Yerba Mate y Salud
Área Cultivo y Extensión
Conferencia Dr Nelson Bracesco
“Yerba mate investigación en Uruguay - Relación entre academia e
industria”.
PAUSA CON MATE
Conferencia Dra. Rosana Filip
“Yerba mate: de bebida tradicional a alimento funcional.
Perspectivas para el siglo XXI”
ACTO DE INAUGURACIÓN OFICIAL
Receso para el almuerzo
Exposición de Poster con presencia de los autores áreas
Conferencias Prof. Dr. Marc Janssens
“Uso de morfotipos para la selección de Ilex paraguariensis con gusto
deseable en Misiones, Argentina”
PAUSA CON MATE
Exposiciones orales
Exposiciones orales
Área Conservación, Mejoramiento y Multiplicación.
Área Composición Química
BRINDIS DE BIENVENIDA
7
Día 06/05/2011
8.3010.15
10.1510.30
10.3012.15
12.1514.00
14.0015.00
15.0016.30
Salón Principal
Mesa Redonda
Sala 2
Área Industrialización y Nuevos Productos
PAUSA CON MATE
Mesa Redonda
Mesa de trabajo
Evaluación sensorial de Yerba Mate
Métodos de determinación de
polifenoles y capacidad
antioxidante en Yerba Mate
Receso para el almuerzo
Exposición de Poster con presencia de los autores
Exposiciones Orales y Conferencias
Economía, Legislación y Aspectos Sociales.
Exposiciones Orales
Calidad y Preservación del Producto
Industrialización y Nuevos Productos.
16.3016.45
16.45 –
17.30
17.30–
18.15
18.15 18.45
18.45
PAUSA CON MATE
Conferencia Dra. Neusa de Almeida Rucker
Erva – mate: prospecção tecnológica de mercado período 2011 – 2020
Conferencia G. A.Idígoras
Posicionamiento de la Argentina en la Unión Europea.
Principales aspectos sanitarios y de calidad a enfrentar en las regulaciones
para el ingreso de Yerba Mate
Conferencia
INYM: Una Herramienta al Servicio del Sector Yerbatero Argentino
Elección sede próximo Congreso y Acto de clausura.
Entrega de Certificados
8
PROLOGO
Con el objetivo de propiciar el encuentro de integrantes de los sectores involucrados en la
actividad yerbatera, incentivando el intercambio de información y experiencias y detectar
problemas que ayuden a elaborar Proyectos y acciones de investigación, el Instituto Nacional de
la Yerba Mate (INYM) junto con el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y la
Universidad Nacional de Misiones (UNaM), organizan el 5to.Congreso Sudamericano de la
Yerba Mate en Posadas, Misiones, los días 5 y 6 de Mayo de 2011, incorporando como novedad
al Programa áreas de importancia actual como ser: “Yerba Mate y Salud” y “Aspectos sociales”.
El Congreso está dirigido a los sectores de la cadena yerbatera: Universidades,
Organismos e Institutos de Investigación y Extensión, Empresas, Cooperativas y Productores,
Profesionales, Investigadores, como así también a Abastecedores de Insumos y Proveedores.
Son 114 trabajos de investigación presentados en este Congreso en los diferentes temas,
los cuales se encuentran en este Libro de Actas en la forma de trabajos completos y resúmenes,
organizados en 7 áreas específicas. Fueron incorporados también los resúmenes de las
Conferencias de Investigadores de destacada trayectoria que prestigian este evento.
La Comisión Organizadora del 5to.Congreso Sudamericano de la Yerba Mate, presenta la
información del Congreso en este Libro de Actas y a través del mismo espera contribuir con el
desarrollo de la actividad yerbatera, estimulando la integración de las Instituciones,
Investigadores, Empresas y Productores, así como los países involucrados en el cultivo de la
Yerba Mate.
Posadas, Mayo de 2011
La Comisión Organizadora
9
10
INDICE
CONFERENCIAS
YERBA MATE INVESTIGACIÓN EN URUGUAY. RELACIÓN ENTRE ACADEMIA E
INDUSTRIA.
L Blanc, M Cladera, MV. Brando, M Gutierrez , Luciana Benedetto, A Falconi, P Torterolo, E Migliaro
, A.G. Sánchez , V. Sosa, V. Contreras, E.C. Candreva, E. Nunes, N Bracesco.
21
YERBA MATE: DE BEBIDA TRADICIONAL A ALIMENTO FUNCIONAL. PERSPECTIVAS
PARA EL SIGLO XXI
R.Filip
25
USO DE MORFOTIPOS PARA LA SELECCION DE Ilex paraguarienses CON GUSTO
DESEABLE EN MISIONES, ARGENTINA
Marc J.J. Janssens & Rafael Scherer
29
ERVA-MATE: PROSPECÇÃO TECNOLÓGICA DE MERCADO PERÍODO: 2011 até 2020
N. de Almeida Rucker; L.R. Souza; A.F. Tetto, J.Z. Mazuchowski, J.Z.; M, Mazzarotto.
31
“INYM: UNA HERRAMIENTA AL SERVICIO DEL SECTOR YERBATERO ARGENTINO”
INYM
35
TRABAJOS CIENTÍFICOS
Área Conservación, Mejoramiento y Multiplicación
Resumenes
Diferencias genomicas entre Ilex paraguariensis e Ilex dumosa (aquifoliaceae) mediante RDA
- A.M. Gottlieb y L. Poggio
39
Cambona 4 – desenvolvimento de uma progenie biclonal de erva mate em Machadinho-RS /
Brasil - Correa. G.;Fonseca, T.M.; Melo,I. B.de.; Grison, A.; Ruffato, A.; Medrado, M.J.S.;
Cansian,R.; Montoya, L.; Felizari, S. R.
39
Variabilidade genética dos teores de compostos fenólicos em um germoplasma de erva-mate
cultivado no Brasil - J.C. Friedrich; E.L. Cardozo Junior; A. Gonela; G.H. Cassol; M.V.
Kvistchal; J.A. Sturion.
40
Divergência genética entre progênies de erva-mate com base em dados fitoquímicos - J.C.
Friedrich; A. Gonela; E.L. Cardozo Junior; M.V. Kvistchal; G.H. Cassol; J.A. Sturion.
40
Análise da variação genética entre progênies de Ilex paraguariensis St. Hil. utilizando
marcadores RAPD - J.C. Friedrich; A. Gonela; M.C. Gonçalves Vidigal; P.S. Vidigal Filho;
E.L. Cardozo Junior; M.V. Kvistchal; J.A. Sturion.
41
Miniestacas de material adulto en yerba mate – efecto del sustrato - S.P. Molina y R.M.
Mayol.
41
Sustratos en la propagación de estacas adultas de yerba mate - R.M. Mayol y S.P. Molina.
42
Trabajos completos
Distribuição de estômatos em folhas de diferentes idades de erva-mate cultivada em
monocultura e sub-bosque - M. Rakocevic, A. V. Borsato, C. Bona, M. J. S. Medrado.
43
Miniestaquia de erva-mate em relação a matrizes com diferentes idades - P. Pereira Pires; I.
49
11
Wendling; E. Brondani; D. Kratz.
Enxertia seriada e ambiente na propagação vegetativa de erva-mate - D. Santin, I. Wendling,
E.L. Benedetti; D. Morandi.
55
Calogênese in vitro a partir de folhas de erva mate (Ilex paraguariensis St.Hil.) Mantidas em
casa de vegetação. Degenhardt-Goldbach, J.; Stachevski, T.W.; Franciscon, L.; Buss, S.;
Wendling, I.; Dutra, L.F
61
Extração de dna genômico de amostras foliares de erva-mate armazenadas em sílica-gel - V.S.
Diaz, M.A.Moreno, E.M.Ferraz, B.Ibañes, D.R.Kestring, C.E.S.Seoane, P.Y. Kageyama.
67
Aclimatização e enraizamento ex vitro de microestacas juvenis de erva-mate - K. M.
Quadros1; D. A. Bisognin; R. T. Silveira; M. Comiran.
71
Adubação nitrogenada na fertirrigação de minicepas de Ilex paraguariensis St. Hil. – L.
Scheidt da Rosa; F. Grossi; I. Wendling; G- Ebling Brondani.
77
Produtividade de erva-mate com mudas produzidas por miniestacas juvenis e por sementes D.Santin, I.Wendling, D.Morandi, D.M.Domingos, E.L.Benedetti.
83
Área Cultivo y Extensión
Resumenes
Caracterización de sistemas tradicionales de yerba mate en las regiones Centro sur de Paraná
y Norte de Santa Catarina, Brasil - F.P. Chaimsohn, A.M. Souza, E.P. Gomes, A.A. Silva e
R.D.S. Milleo
91
Caracterização silvicultural e fitossociológica dos sistemas tradicionais de erva-mate no
Município de São Mateus do Sul, Paraná, Brasil - N.C. Machado, E. Pereira Gomes, F.P.
Chaimsohn, T.K. Pereira
91
Transmissibilidade de Beauveria bassiana entre adultos de Hedypathes betulinus n- M.S.
Pereira Leite, R.D. Ribeiro e S.R.C. Penteado.
Níveis tecnológicos de produção de erva-mate nas propriedades rurais da região Sudeste do
Paraná - C.M. Takeuchi, A. Juazeiro Dos Santos, T. Vieira, A.M. Bittencourt, N. Gomes de
Almeida Rucker e K. Nietsche.
92
92
Pedoambientes de cultivo de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) em sistemas tradicionais
familiares nas regiões Centro-Sul do Paraná e Norte Catarinense - D.A. Benassi, F.P.
Chaimsohm, N.F.B Giarola, J.A.B. Santos, E.P. Gomes, J.A. Fonseca.
93
Aislamiento de hongos entomopatógenos a partir de suelos cultivados con Ilex paraguariensis
(St. Hil.) - M.E. Schapovaloff , M.G. Medvedeff , C.C. López Lastra.
93
Viabilidade de pupas de Thelosia camina Schaus coletadas em plantios de erva-mate - M.J.
Thomazini, G. Jarenko Steil e T. Bochorny de Souza Braga.
94
Manejo de ervais nativos na região do Planalto Norte de Santa Catarina- Brasil - A.G. Mattos,
M. Sedrez dos Reis e N. Peroni.
94
Pesquisa participativa com manejo de ervais nativos: resultados preliminares da floresta
nacional de Tres Barras/Sc - A.G. Mattos, A. da Cunha Marques, M. Sedrez dos Reis, A.R.
Rotta e L.C. Bona.
Diversidade arbórea em plantios de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) em sistema
agroflorestal multiestrata no Sul do Brasil - G.A. Nadolny, G. Schmitz Gomes, E. Adenesky
Filho, C.M. de Moraes.
Manejo nutricional del cultivo de yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil. 1822) - D.A. Sosa;
N. Munaretto
Comparación de técnicas para el estudio de estrategias de control de Gyropsylla
95
95
96
96
12
spegazziniana LIZER & TRELLES, en laboratorio - M.A. Formentini, L.F.A. Alves, M.E.
Schapovaloff, R.N.C. da Silva, A.L.P. Fanti.
Evaluación in vitro de aislados de hongos y nematodos entomopatogénicos para el control del
taladro de la yerba-mate Hedypathes betulinus (KLUG) (coleoptera: cerambycidae) - A.L.
Pereira Fanti, L.F.A. Alves.
97
Ilex paraguariensis consorciada com Mimosa scabrella: produtividade e aspectos nutricionais
- D. Santin, E.L. Benedetti, C.B. Reissmann, N.F. de Barros e I. Wendling
97
Bioecologia de Hedyphates betulinus en la Provincia de Misiones, Argentina - O.R. de Coll;
D.V.Ohashi y R.M.Mayol
98
Trabajos completos
Curvas de respostas fotossintéticas na intensidade de irradiação em folhas de diferentes idades
da erva-mate - M. Rakocevic
99
Produção do componente arbóreo no sistema agroflorestal da erva-mate (Ilex paraguariensis)
em Machadinho, RS. A.J. Baggio; S.R. Felizari; A. Ruffato e A.O. Soares
105
Troca gasosa foliar da erva-mate no curso diário - M. Rakocevic
111
Evolução do software interpolmate para a representação do crescimento de erva-mate em 3d F.T. Matsunaga, M. Rakocevic
117
Modificação de padrão de ramificação das plantas jovens de erva-mate - M. Rakocevic, É.V.
Picarelli
125
Caracterização de sistemas agroflorestais de manejos de erva-mate (Ilex paraguariensis)
nativa no Município de Turvo, Paraná, Brasil - J.C.P. Santos, G.C.P.S. Savian e M. Savian.
131
Fitossociologia e estoque de carbono de sistemas agrosilviculturais de produção de erva-mate
(Ilex paraguariensis St. Hil.) nos Municípios de Turvo e São João do Triunfo, Paraná, Brasil G.C.P.S. Savian, C.A.Dalmaso, A. Mantovani, J.C.P. Santos, P.H.X. Ramos.
137
Caracterización de las constantes hídricas de suelos bajo cultivo de yerba mate (Ilex
paraguariensis St. Hil. 1822) - S. Barbaro y A. Sosa.
143
Evaluación de sistemas de cosecha de yerba mate - V. Kurtz; M. Mayol
149
Alumínio favorece o crescimento de mudas de erva-mate - E.L.- Benedetti1, N.F. de Barros,
D. Santin, I. Carvalho de Almeida, G. Pereira Leal e L. Fontes.
153
Estudio del efecto de la técnica de poda de rebaje en plantaciones de Ilex paraguariensis St.
Hil - V.D. Kurtz; D.H. Chifarelli; N. Munaretto; S.M. Korth
159
Calidad y Preservación del Producto
Resumenes
Isotermas de adsorción para una matriz formada por polvo de yerba mate, maltodextrina y
minerales entrampados - M.G. Acuña, M.A. Ayala, C.M. Martín.
169
Efecto del envase en la pérdida de calidad de yerba mate en condiciones de almacenamiento
domiciliario - O.A. Albani, L.A. Ramallo.
169
Efecto de las condiciones de almacenamiento en la valoración sensorial de la yerba mate
envasada - L. M. Armoa, O.A. Albani, L.A. Ramallo.
170
Validación de métodos para medir sólidos solubles extraídos durante el consumo de yerba
mate en forma de mateada - Viera, C. R., Sabbatella, O. P.
170
13
Aplicación de un método alternativo para determinar la humedad en yerba mate utilizando
microondas - O. E. Poiré, M.G. Acuña, M.E. Schmalko.
171
Evaluacion de la intensidad del sabor de yerba mate con diferentes tipos de secado Alexander F.; Gerhard M.; Galvagno R.
171
Yerba mate en saquitos: identificación genérica de mohos - ML Castrillo, AB Tayagüi, G
Jerke, MA Horianski.
172
Confirmación de Aspergillus sección nigri en muestras de yerba mate por métodos
microbiológicos y moleculares - ML Castrillo; MI Fonseca; MA Horianski; PD Zapata; G
Jerke
172
Determinación del contenido de palo de la yerba mate elaborada con palo mediante análisis
de la imagen - J. C. O. Hedman , L. O. Crotti, C. Xiscatti.
173
Detección de I. Dumosa en yerba mate I. Paraguariensis elaborada mediante un método
molecular - Barchuk M.L., Tiscornia M.M. y Zapata P.D.
173
Perfil micológico de yerba mate soluble - AB Tayagui, MV Silva, ML. Castrillo, GV Díaz,
MA Horianski, CA Figueroa, CI Serpp, G. Jerke.
174
Evaluación sensorial y fisicoquimica de persistencia de sabor de yerba mate - A. Giménez, M.
Cladera, M. Miraballes, G. Ares.
174
Análisis sensorial descriptivo de yerba mate - A. Giménez, M. Cladera.
Calidad microbiologica de yerba mate soluble - CA Figueroa, CI Serpp, AB Tayagüi, MV
Silva, ML Castrillo, GV Díaz, MA Horianski, G Jerke.
175
Efeito da embalagem sobre a cor verde da erva-mate chimarrão - K. Berté.
176
Método para detectar materias extrañas en yerba mate - J. I. Portnoy, A. I. Garbini, M. de
Nicola.
Control de calidad farmacobotánico de “yerba mate” y adulterantes no congenéricos Maiocchi MG, MR Téves, ME Petenatti, LA Del Vitto, MV Avanza & EM Petenatti.
Classificação de amostras de erva-mate de acordo com o seu envelhecimento por HS-SPME –
H. da Costa Araujo Filho1, M. Elisa Gonçalves de Lacerda1, M. A. Coelho Kaplan
175
176
177
177
Trabajos completos
Calidad higiénico-sanitaria de yerba mate (Ilex paraguariensis) elaborada en saquitos Bordenave, S.A1 ; Duce, J. A.; Ybarra, L.R.
179
Validación de métodos para medir sólidos solubles extraídos durante el consumo de yerba
mate en forma de mateada - Viera, C. R., Sabbatella, O. P.
185
Composición Química
Resúmenes
Valoración de fluoruro, ioduro y cloruro en extracto acuoso de yerba mate – J.E.Miño,
S.García, S. Serdiuk , T. Tannuri, M. Cantero M., C. Tannuri.
Efecto del contenido de hierbas aromáticas sobre la astringencia en yerba mate compuesta –
D.E. Ortiz, B. del V. Argüello, G.P. Scipioni.
Extracción de carotenos totales en yerba mate - G.P. Scipioni, S.C. Hapke, B. del V. Argüello.
193
193
194
Determinación de nucleidos emisores gamma en yerba mate - Montes M. L., Demarchi S.,
Bibiloni A., Errico L., Taylor M. A., Sives F., y Desimoni J.
194
Elementos minerales en yerba mate (ilex paraguariensis Saint Hill) Ybarra, l. Viera C.
195
14
Trabajos completos
A busca de impressão digital metabolômica em folhas da erva-mate – efeito de solvente extrator
– I. Spacinio Scarminio, F. Delaroza, L- J. S. Duo, M. Rakocevic
196
Influencia del origen y procesamiento de la yerba mate sobre su contenido de polifenoles
totales y capacidad antioxidante - G. Escalada, L. A. Brumovsky, V. G. Hartwig, R. M. Fretes.
202
Avaliação físico-química e colorimétrica de extrato de erva-mate desidratado com adição de
adjuvantes em spray dryer - F. J.O. Gomes da Costa, L. F. Ribeiro, K. Berté, P. V. Guedes, N.
Waszczynskyj, R. H. Ribani.
208
Correlação entre as propriedades químicas foliares e o amargor do chimarrão de folhas
sombreadas - M. Rakocevic, É.V. Picarelli , M.J.S. Medrado.
214
Estandarización del ensayo del radical DPPH en extractos de yerba mate (Ilex
paraguariensis) - V. G. Hartwig; L.A. Brumovsky; R. M. Fretes; L. Sánchez Boado.
Oxidação de folhas de Ilex paraguariensis ST. HIL e avaliação de cafeína - A. C. Piovezan
Borges, A. T. Valduga, N. Dartora, F. T. Ril, S. M. Dias Macedo.
221
227
Industrialización y Nuevos Productos
Resúmenes
Perfiles de humedad en yerba mate canchada secada en barbacuá de diferentes proveedores C. E. González; Y.M. Brizuela; L. E. Scholz.
235
Perfil fisicoquimico de yerba mate elaborada y compuesta entre el año 2001 al 2007 - C. E.
González; A. Rodríguez.
235
Modelado de la cinética de la extracción acuosa de cafeína de hojas de yerba mate elaborada
- M.L. Vergara, S.L Hase, A.R. Linares.
236
Alimentos funcionais - chá solúvel de mate verde – K. Berté, N. Almeida Rucker , R.
Hoffmann Ribani.
236
Los extractos antioxidantes de yerba mate modifican la estabilidad oxidativa de carne cocida,
aceites y emulsiones - J. Valerga, S. Kummritz y M. C. Lanari.
237
Avaliação de dispersões coloidais de extrato solúvel de erva-mate (Ilex paraguariensis) - L.
C. Bosmuler L. Mazur, D. Mantovani, A. de Paula Scheer, R. Hoffmann Ribani.
237
Trabajos Completos
Fortificación de la yerba mate con minerales utilizando matrices - M.G. Acuña, P.G. Scipioni,
M.E. Schmalko
Aplicación del secado intermitente a un lecho de yerba mate - S. A. Holowaty, L. A.
Ramallo, M. E. Schmalko
Simulación del secado en un secadero de cinta con aplicación intermitente de calor – S. A.
Holowaty, L. A. Ramallo, M. E. Schmalko
239
245
251
Estabilidad de polifenoles y capacidad antioxidante de extractos en polvo de yerba mate - V.
Hartwig, L. A. Brumovsky, M.E. Schmalko, H. Traid
257
Extracción de polifenoles de yerba mate con mezclas etanol-agua -V. G. Hartwig, L.A
Brumovsky, S. M Alzamora, R. M. Fretes
265
Estudio de la ganancia de humedad de la yerba mate durante el estacionamiento - W. Wood,
C.E. González.
273
Mate cocido soluble con leche de búfala en polvo: influencia de la temperatura de secado en
el sabor - G.D. Byczko, N.A. Byczko, L.A. Brumovsky.
279
15
Entrampamiento de vitamina c en una matriz de polvo de yerba mate fortificada - C.G.Silva,
D.J. Ferreyra, G.P. Scipioni.
Entrampamiento de R-Limoneno en una matriz de polvo de yerba mate para ser adicionada a
la yerba mate saborizada - C.G.Silva, D.J. Ferreyra, G.P. Scipioni.
285
291
Aceitabilidade de chá-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) em função do processamento e do
percentual da mistura entre folhas e palitos - R. C. Bueno de Godoy, L. B. Gheno, R. Deliza.
297
Estudio de las variaciones de las propiedades de la yerba mate durante el estacionamiento V.D Trela, G.D. Byczko, M. E. Schmalko.
303
Selección de la materia prima para la producción de extractos antioxidantes con actividad
óptima - J. Valerga, M. Reta y M. C. Lanari.
309
Enriquecimiento de sopas instantáneas con antioxidantes de yerba mate encapsulados - L.
Deladino , A. Navarro y M. Martino.
315
Protección de extractos de yerba mate por almidones tratados con alta presión hidrostática - L.
Deladino , A. Texeira, A. Navarro , A. Molina-García y M. Martino.
321
Variação dos níveis de pH e acidez em queijo tipo prato suplementado com extrato de ervamate (Ilex paraguariensis) e culturas mesófilas - F. Taís Ril; A. C. Piovesan Borges; A. J.
Cichoscki; A. M. Faion; S. M. Dias Macedo; A. T. Valduga.
327
Bebida de erva-mate de folhas oxidadas, processamento e aceitação - A. C. Piovezan Borges,
A. T. Valduga, M. Pistore, F. T. Ril
333
Yerba Mate y Salud
Resúmenes
Estudo da ação do mate comercial contra a inflamação pulmonar causada por fumaça de
cigarro em camundongos - Barroso MV, Lanzetti M, Cordeiro NC, Nesi RT, Lopes AA,
Borges PA, Alves JN, Brogliato AR, Porto LC, Benjamim CF, Valenca SS.
Chá mate previne enfisema pulmonar em camundongos expostos à fumaça de cigarro Lanzetti M, Lopes AA, Ferreira TS, Moura RS, Resende AC, Porto LC, Valenca SS.
Efeitos do chá mate (natural e diet) sobre o perfil redox e inflamatório em pulmões saudáveis
de camundongos idosos - Cordeiro NC, Lanzetti M, Barroso MV, Lopes AA, Alves JN, Nesi
RT, Santos JC, Pires KMP, Porto LC, Benjamim CF, Ribeiro ML, Valenca SS
Estudo do efeito protetor de extrato aquoso de Ilex paraguariensis sobre macrófagos
alveolares expostos à fumaça de cigarro - Lanzetti M, Pires KM, Porto LC, Valenca SS.
341
341
342
342
Caracterización microbiológica y molecular de cepas potencialmente aflatoxigénicas de
Aspergillus de la sección flavi aislados de yerba mate - AB Tayagui,-MI Fonseca; MA
Horianski; J Ferreras; G Jerke; PD Zapata.
343
Efecto protector del extracto acuoso de yerba mate y cafeilderivados frente a radiacion
ultravioleta - Bracesco, N. , Cogoi, L., Sosa, V., Blanc L, Isolabella, S, Filip R.
343
Trabajos completos
Saciedad sensorial especifica de infusiones de yerba mate sin y con endulzantes naturales de
tipo calorico y no calorico Cecilia Drolas, Natalia Pascale, Olga Tamasi,Amalia Calviño
345
Yerba mate con biodisponibilidad del hierro aumentada como prevencion de la anemia
ferropénica - Sánchez Boado, L.; Rio, M. E.; Brumovsky, L. A.
351
Comparación de actividad antibacteriana in vitro de dos extractos de yerba mate ((Ilex
paraguariensis St. Hil.) Frente a Klebsiella spp – Benítez L. B., Señuk I. A., Bich G. A.,
Schapovaloff M. E., Kramer F. L., Medvedeff M. G.
357
16
Actividad antibacteriana in-vitro de un extracto de yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil.)
frente a Enterococcus faecalis, utilizando técnicas de difusión en agar con discos y con
pocillos - Bich G. A., Benítez L. B., Señuk I. A., Schapovaloff M. E., Kramer F. L.,
Medvedeff M. G.
361
Evaluación antibacteriana in vitro de un extracto de Ilex paraguariensis St. Hil (yerba mate)
frente a Enterococcus cloacace - Señuk I. A., Benítez L. B., Bich G. A., Schapovaloff M. E.,
Kramer F. L., Medvedeff M. G.
365
Efecto de los extractos de Ilex paraguariensis sobre parámetros metabólicos en animales
sometidos a dietas enriquecidas calóricamente – Gorzalczany, S. , Cogoi, L., Acevedo, C.,
Ferraro, G. , Filip R.
369
Efecto modulador de un extracto acuoso de Ilex paraguariensis sobre las enzimas
antioxidantes de glándula submandibular de rata hembra - S. Turner, R. Filip, C Anesini.
375
Economía, Legislación y Aspectos Sociales
Resúmenes
La resiliencia de la producción yerbatera en la Provincia de Misiones - A. D. Zajdband.
383
A pegada ecológica como ferramenta de eficiência econômica-ecológica na produção de ervamate - A. L. Philomena
383
El mercado de trabajo para la cosecha yerbatera en Misiones (Argentina). Una aproximación
a sus estructuras a partir de un estudio cualitativo - V. Rau.
384
Tramas agroalimentarias: actores y estrategias en la economía de la yerba mate - A. D.
Oviedo.
384
Análise sócio-econômica de plantios de erva-mate (Ilex paraguariensis St.Hil.) Em sistema
agroflorestal multiestrata no Sul do Brasil - G. Schmitz Gomes; G. de Magalhães Miranda; D.
Martin Domingos; I. Crespo Silva ; J. Woruby; C. Miguel de Moraes.
385
Trabajos Completos
El Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) y la disputa distributiva en el sector yerbatero
- J. Gortari.
387
Processo sucessório e a diversificação da produção na agroindústria familiar ervateira- Neusa
Gomes de Almeida Rucker.
393
La intermediación de los secaderos en el circuito de la yerba mate. Análisis de
establecimientos del Departamento Oberá (Misiones) - G, Schiavoni; MR, Fogeler.
395
Consumidor de chá mate (Ilex paraguariensis St. Hil.): preferência e hábitos de consumo - R.
C. Bueno de Godoy, L. B. Gheno, R. Deliza, S. Licodiedoff, C. N. Tobaldini Frizzon, R.
Hoffmann Ribani.
401
17
18
Conferencias
19
20
YERBA MATE INVESTIGACIÓN EN URUGUAY. RELACIÓN ENTRE ACADEMIA E
INDUSTRIA.
L Blanc1, M Cladera4, MV. Brando2, M Gutierrez2 , Luciana Benedetto2, A Falconi3, P Torterolo3, E
Migliaro2 , A.G. Sánchez 1, V. Sosa1, V. Contreras1, E.C. Candreva1, E. Nunes1, N Bracesco1.
1)
Laboratorio de Radiobiología, Dpto de Biofísica. Fac. de Medicina. UDELAR.
Laboratorio de Fisiología Cardiovascular, Dpto de Fisiología. Fac. de Medicina. UDELAR.
3)
Laboratorio de Fisiología del Sueño, Dpto de Fisiología. Fac. de Medicina. UDELAR.
4)
Laboratorio de Control de calidad - Canarias S.A.
2)
En Uruguay se sabe que el 85 % de la población mayor de 15 años es consumidora de “mate” por lo
menos una vez por semana.
Es conocida la alta concentración que la infusión posee en polifenoles, vitaminas y cofactores los cuales
podrían ser utilizados como radioprotectores, como moduladores del ciclo celular y la reparación del
ADN., así como moduladores de diferentes respuestas a nivel fisiológico (Ciclos Sueño – Vigilia, sistema
cardiovascular, etc)
En los últimos 15 años se ha observado un incremento en el número de de publicaciones científicas sobre
efectos beneficiosos para la salud de distintos productos naturales que son ingeridos por ciertos grupos
humanos. Entre los más estudiados encontramos derivados de vegetales (ej.: vino, te, café, yerba mate).
En este trabajo se estudió la posible protección a nivel celular y molecular por productos naturales frente
a distintos agentes genotóxicos (radiaciones ionizantes, bleomicina y benzo[a]pireno). Se utilizó como
modelo eucariote Saccharomyces cerevisiae en fases exponencial y estacionaria. Como protectores se
utilizaron la infusión de Ilex paraguariensis y parte de sus componentes fenólicos. Se analizaron
probabilidades de sobrevida, mutagénesis y dobles roturas del ADN.
A nivel fisiológico se estudiaron los efectos de la yerba mate sobre distintos parámetros del ciclo sueñovigilia. Para este estudio se utilizaron gatos adultos (n=3) previamente implantados con electrodos
corticales, subcorticales y musculares para registros polisomnográficos. Los animales se registraron
diariamente en condiciones semirrestringidas durante 4 horas.
Estudiar los efectos de la IP sobre distintos parámetros del ciclo sueño-vigilia.
Vinculado a la esfera cardiovascular se estudió el efecto de la Ilex paguariensis en los trastornos del ritmo
que se verifican en un corazón de rata aislado que se somete a un período de isquemia con posterior
reperfusión. El resultados en cuarto corazones tratados en comparación con dos controles, sugiere un
efecto beneficioso de la Ilex paraguariensis.
Metodologías y Resultados:
Para el estudio a nivel celular y molecular, se expusieron poblaciones celulares a radiaciones ionizantes
gamma (D=200 Gy, 13KGy/h).La irradiación en presencia de la infusión de Ip o de rutina con incubación
previa(1hr.)
determinó un aumento significativo de la frecuencia relativa de sobrevida (S)
correspondiente a radiación gamma (gamma: S= 0,18 ± 0,02; Ip gamma:S= 0,28 ± 0,02; Rgamma: S=
0,32 R ± 0,03). La mutagénesis en presencia de los productos naturales y derivados no mostró diferencia
significativa con respecto a la tasa espontánea de mutación. Con respecto a las dobles roturas en el ADN
(DSBs) se realizaron electroforesis por campos pulsados alternados y se observó disminución de las
DSBs inducidas por la radiación cuando las muestras se irradiaban en presencia de IP o derivados.
Cuando se realizó la irradiación de forma concomitante los resultados obtenidos muestran que la
sobrevida a 200Gy para gamma es S=0,21 ± 0,02. mientras que en presencia de vino Tannat, de Ip o su
combinación en las mismas condiciones S= 0,33±0,03, S=0,34±0,03 y S=0,37±0,03 respectivamente.
Para resveratrol la sobrevida fue de S=0,26+0,02, ácido tánico S=0,40+0,03 y para la combinación de Ip
y ácido tánico S=0,40 + 0,03. La frecuencia mutagénica en muestras irradiadas en presencia de los
agentes utilizados disminuyó significativamente en relación a muestras solo irradiadas. Los productos
naturales presentaron similar frecuencia espontánea al control. Se observó disminución en la cantidad de
dobles roturas del ADN en muestras irradiadas en presencia de los agentes utilizados. Los resultados a) y
21
b) indican radioprotección por parte de los compuestos estudiados, que podría explicarse por
interacciones de los polifenoles aislados o en conjunto con cascadas de óxido-reducción perturbadas por
la radiación ionizante, además del estímulo de los sistemas de reparación y protección a nivel
intracelular.
También se realizarón estudios de la posible protección por Ip o sus componentes frente al radiomimético
bleomicina (BLM), tanto en fase exponencial como estacionaria
Se utilizaron poblaciones celulares de levadura en fase exponencial y estacionaria de la cepa haploide
SC7K lys2-3. Se expusieron de forma única, secuencial y combinada al radiomimético bleomicina
(BLM), con la infusión de Ip (al 10%) y al flavonoide Rutina a la concentración correspondiente a la
infusión (40 µg/ml). Las determinaciones de efectos letales y mutagénicos se realizaron a una
concentración de BLM = 7,5 µg/ml. Las probabilidades de sobrevida y mutagénesis se analizaron en
presencia o ausencia de Ip o Rutina. Se determinaron las dobles roturas de cadena de ADN (DSBs).
Los resultados indican que en cultivos en fase exponencial de crecimiento, el tratamiento único con Ip ó
Rutina no presenta efectos letales ni mutagénicos en las poblaciones celulares estudiadas. Bajo
condiciones de exposición secuencial se observa un ligero aumento de la sobrevida, mientras que en el
tratamiento combinado la yerba mate disminuye significativamente la letalidad. Respecto a la
mutagénesis el tratamiento secuencial provoca una disminución similar de la mutagénesis inducida por
BLM para ambos productos. La frecuencia mutagénica inducida por BLM también disminuye en el
tratamiento combinado con Ip (en un factor 10) o con Rutina (en un factor 3). Se observó, una
disminución de las DSBs inducidas por la BLM en presencia de Ip con el tratamiento combinado.
En fase estacionaria se observó que la bleomicina bajo estrés de nutrientes determinó aumento de la
resistencia a eventos letales y disminución de eventos mutagénicos, Además se observó protección
significativa frente a eventos letales y mutagénicos inducidos por bleomicina, en presencia del fenol
rutina.
Además se estudió la protección del IP frente al Benzo[a]pireno (PAH)
Se observó una disminución de la fracción sobreviviente en función de la dosis de benzo[a]pireno. En
poblaciones celulares expuestas concomitantemente a 24,5 µg/Kg de benzo[a]pireno e Ip la frecuencia
relativa de sobrevida S(x) aumentó un 80%. A dosis mayores de benzo[a]pireno (122 µg/Kg) S(x)
aumentó 30%. Se observó además una disminución significativa del rendimiento y frecuencia
mutagénicos en caso de tratamiento combinado. A la concentración de 24,5 µg/Kg de benzo[a]pireno la
frecuencia mutagénica fue 3,3 + 0,3 veces menor en las poblaciones concomitantemente expuestas a
infusión de Ip y a la concentración de 122 mg/Kg la misma fue 1,3 + 0,17 veces menor. Se concluye que
los componentes mutagénicos de las vías de reparación genómica que se ponen en juego frente a
derivados del benzo[a]pireno se modulan con disminución de flujos en presencia de componentes de Ip.
Estas vías mutagénicas son fundamentalmente las escisionales y las vías de reparación postrreplicativa
dependientes del gen RAD6/hRAD6 (polimerasas eta y zeta de síntesis translesión).
Para el estudio de sueño fueron utilizaron gatos adultos (n=3) previamente implantados con electrodos
corticales, subcorticales y musculares para registros polisomnográficos. Los animales se registraron
diariamente en condiciones semi-restringidas durante 4 horas.
Dos paradigmas experimentales fueron utilizados:
1. Al comienzo del registro se les administraron v/o soluciones de IP (2.5-30 %) o vehículo (agua
destilada, 20 ml).
2. Los animales fueron privados de sueño durante 4 horas. Las dos primeras horas se les permitió
deambular libremente. Posteriormente, luego de administrar IP o vehículo, los animales fueron
registrados en condiciones semi-restringidas y privados de sueño por otras dos horas mediante la
aplicación de estímulos somestésicos leves cada vez que el animal entraba en sueño. Posteriormente, se
le permitió dormir libremente durante las 2 horas siguientes.
Se analizó el tiempo en que los animales permanecieron en vigilia, sueño lento (SL) y sueño REM, así
como los espectros de potencia del EEG. La infusión de IP produjo un aumento del porcentaje de vigilia
proporcional a la dosis utilizada. Para IP 10%, la vigilia fue del 59.6 ± 8.0%, en comparación con los el
valor control de 40.1 ± 8.5 (P < 0.05). Asimismo, se observó una disminución del porcentaje de SL
(31.4 ± 4.4 %) en comparación con el vehículo (47.3 ± 4.5 %, P < 0.05). Durante la privación de sueño
fueron necesarios menos estímulos somestésicos para mantener despierto al animal bajo la influencia de
la IP 10% (22 ± 1.2 versus 99.2 ± 24.5 estímulos en 2 horas; P < 0.05). A su vez, el rebote fisiológico de
sueño que sigue a la privación se vio significativamente disminuído. Por último, la IP determinó una
22
vigilia más activa, caracterizada por un aumento de la potencia gamma (35-50 Hz) en el EEG y un sueño
lento más ligero demostrado por una disminución de la potencia delta (0.5 a 3 Hz) durante el SL.
Para el estudio fisiológico a nivel cardiovascular se utilizaron seis ratas Wistar macho de entre 200-300
g. de las que se aisló el corazón (ver debajo) para el estudio de iquemia/reperfusión. Cuatro corazones
recibieron la solución de Ilex paraguariensis mientras dos de ellos fueron tomados como controles.
Para aislar los corazones se siguió el siguiente protocolo aprobado por la CHEA.
Se les inyectó heparina sódica (1000 UI/kg i.p.) luego fueron anestesiados con pentobarbital sódico (50
mg/kg ip). Una vez anestesiados se extrajo el corazón que se colocó en un baño de solución salina (ver
luego) oxigenada fría.
Inmediatamente se transfirió el corazón a un equipo de perfusión de tipo Langendorff y se inició la
perfusión coronaria con un flujo constante de 6 ml/min.
La composición de la solución de perfusión fue de (en mM): NaCl 137, KCl 2.68, MgCl2 1.05,
NaHCO3 12, CaCl2 1.8, NaH2PO4 0.38, glucosa 5.5. La solución se trató en forma continua con
carbógeno (95% O2 y 5% CO2), para oxigenar y mantener el pH en 7.4. La temperatura se mantuvo entre
36-37º C, mediante el sistema de circulación de calor del equipo.
Presión interventricular : Luego de retirar parte de la aurícula izquierda, se introdujo en el ventrículo de
ese mismo lado un balón de látex (aproximadamente 5 mm de diámetro) lleno de agua y unido a un
transductor de presión (Statham). La del transductor se amplificó con un equipo Grass P11T y se envió a
un conversor analógico-digital (Lab master) que permitió recoger los datos en una PC en formato digital.
Para obtener un registro de la actividad eléctrica del corazón se fijaron dos electrodos de plata clorurada a
las paredes del ventrículo izquierdo. Estos electrodos fueron conectados a un amplificador (Tecnomed) y
la señal fue enviada a la PC mediante el conversor A/D ya referido.
Protocolo de Isquemia/reperfusión. Una vez estabilizado el preparado durante treinta minutos (período
preisquemia, pISQ), se detuvo la bomba de perfusión durante veinte minutos (período de isquemia, ISQ).
Al final de este período se reinició perfusión durante otros treinta minutos (período postisquemia, ptISQ).
Los registros fueron almacenados en formato ASCII y para su análisis fueron importados a un paquete de
programas (Spike 6) que permitió medir intervalos entre latidos y fuerza de contracción.
El ritmo regular que se obtiene una vez estabilizado el preparado, se desorganiza en el período post
isquemia. Esta arritmia (conocida como arritmia por reperfusión) se presentó en los corazones controles y
también en los tratados con Ilex paraguriensis (IP).
Sin embargo, cabe anotar que en los corazones tratados el período de arritmia es menos extendido que en
los controles. Analizado un período de 5 min. luego de la reperfusión, en el control el ritmo no se
restablecido en cambio en el corazón tratado con IP luego del primer minuto han cesado las arritmias.
Este comportamiento fue similar en los cuatro corazones tratados.
Canarias S.A. , se comenzó el estudio del Indice de Polifenoles por el método Folin Ciocalteau seriado
como accesorio a los controles de calidad realizados por la empresa, se esta trabajando en la puesta a
punto de varias técnicas conjuntas para complemento de los controles internos de calidad de los
productos.
Se continúa con la investigación para la obtención de un producto con alta calidad respecto a la salud. Se
organizaron campañas de divulgación dirigidas a la población teniendo como base muchos de los
resultados obtenidos por estos grupos de investigación de la UDELAR.
Conclusiones
Desde el punto de vista celular y molecular se podría plantear una posible interferencia a nivel de
cascadas redox por eventos antioxidantes discretos y activación de vías de reparación dependientes del
producto del genMEC1 (punto nodal en la red reguladora de estabilidad genómica) en distintos
compartimientos proliferativos, sugiriendo transactivación por interrelación entre respuestas al estrés con
importante participación de vías de reparación de unión no homóloga, recombinación homóloga, de
síntesis de glutatión y de catalasa.
A nivel fisiológico se destaca que el presente trabajo es el primer estudio que demuestra que la IP facilita
la generación de la vigilia y disminuye la somnolencia causada por la privación de sueño.
En la esfera cardiovascular el análisis realizado hasta ahora, nos permite suponer que llegaremos aprobar
nuestra hipótesis de un efecto beneficioso de la infusión de IP sobre la recuperación del ritmo cardíaco en
el corazón sometido a maniobras de isquemia/reperfusión. Nuestro propósito actual es incrementar el
número de registros y analizar la respuesta mecánica. Posteriormente entraremos en la etapa de
23
comparación de efectos con otros preparados antioxidantes.
Desde la interacción academia – industria podemos afirmar que el vínculo fue enriquecedor para ambas
partes contando con un dialogo fluido tanto en la confección de los protocolos de investigación así como
a lo referente a la logística de la empresa. Se plantea continuar con los estudios a nivel salud en sus
diferentes niveles.
Agradecemos soporte financiero CSIC–UDELAR. Proyectos vinculación sector Productivo M2.
Bibliografía:
Verónica Sosa, Valeria Contreras, Nelson Bracesco, Ema Candreva, Elia Nunes.(2010) Disminución del
efecto mutagénico del benzo[a]pireno por componentes de la infusión de Ilex paraguariensis. XIII
Jornadas de la Sociedad Uruguaya de Biociencias, Mayo 2010, Piriápolis.
Valeria Contreras, Verónica Sosa, Lourdes Blanc, Nelson Bracesco, Ema Candreva, Elia Nunes.(2010)
Radioprotección por vino Tannat, yerba mate, resveratrol y ácido tánico en poblaciones celulares de
Saccharomyces cerevisiae. XIII Jornadas de la Sociedad Uruguaya de Biociencias, Mayo 2010, Piriápolis.
Ana G. Sánchez, Lourdes Blanc, Deborah J. Keszenman, Nelson Bracesco. (2010) Efecto protector de
daño oxidativo inducido por Ilex paraguariensis y Rutina en levaduras. XIII Jornadas de la Sociedad
Uruguaya de Biociencias, Mayo 2010, Piriápolis.
Gutiérrez M, Benedetto L, Torterolo P, Falconi A (2009). Efectos de la yerba mate sobre los estados
comportamentales de vigilia y sueño. Segundas Jornadas de Comportamiento animal. Mayo 2009,
Montevideo-Uruguay.
Gutiérrez M, Benedetto L, Torterolo P, Falconi A (2010). El mate nos mantiene despiertos. ¿Mito o
verdad? XIII Jornadas de la Sociedad Uruguaya de Biociencias, Mayo 2010, Piriápolis.
Benedetto L, Gutiérrez M, Torterolo P, Falconi A (2008). Efectos del mate sobre el ciclo sueño-vigilia.
Primer simposio internacional sobre yerba mate y salud. Octubre 2008, Montevideo-Uruguay.
Gutierrez M, Benedetto L, Torterolo P, Falconi A (2009). Effects of Ilex paraguariensis (yerba mate) on
sleep and wakefulness. 3rd International Congress on Sleep Medicine and 12th Brazilian Congress on
Sleep Medicine, Noviembre 2009,San Pablo, Brasil.
Gutierrez M, Benedetto L, Torterolo P, Falconi A (2009). Effects of Ilex paraguariensis (yerba mate) on
sleep and wakefulness. Sleep Medicine 10, Suppl 2, S55.
Nelson Bracesco; Ana G Sánchez; Valeria Contreras; Teresita Menini; Alejandro Gugliucci.(2010) Recent
advances on Ilex paraguariensis research: inflammation and lipid metabolism Journal of
Ethnopharmacology.2010
Matè Review . Dellacassa E, Filip R, Ferraro G, Bandoni A, Bracesco N, Nunes E, Gugliucci A (2010).
In: Recent Advances in Phytochemistry Editor: Prof. Filippo Imperato pp 113 -133. ISBN 978-81-3080309-8
24
YERBA MATE: DE BEBIDA TRADICIONAL A ALIMENTO FUNCIONAL.
PERSPECTIVAS PARA EL SIGLO XXI
R. Filip
Cátedra de Farmacognosia-IQUIMEFA (UBA-CONICET)- Facultad de Farmacia y Bioquímica.
Universidad de Buenos Aires. Junín 956- 2º Piso- (1113) Buenos Aires- Argentina
e-mail: [email protected]
El género Ilex (Aquifoliaceae) se distribuye en todos los continentes particularmente en regiones
templadas, tropicales y subtropicales. Una de las especies más importantes dentro del género y según
algunos autores la única de interés medicinal es I. paraguariensis, propia del nordeste de Argentina, sur
de Brasil y este de Paraguay donde también es cultivada. El producto obtenido a partir del procesamiento
de las hojas y ramas jóvenes de esta especie es conocido con el nombre de “yerba mate”.
Los indios guaraníes utilizaban esta planta como parte de su alimentación, especialmente
apreciada por sus propiedades estimulantes. Su uso se fue extendiendo a otras etnias y fue incorporado
por los españoles evangelizadores y portugueses. La utilización de este producto por las poblaciones
aborígenes y la incorporación a otras culturas, implicó el aumento y extensión de su consumo a partir del
siglo XVII. Esto puede interpretarse, en el contexto histórico, social y cultural de esa época, una forma de
validar las propiedades biológicas de I. paraguariensis. El avance científico de la botánica, química,
farmacología, toxicología entre otras disciplinas, permitieron definir los parámetros actuales necesarios
para determinar su identidad, calidad y la seguridad de su uso, pilares fundamentales sobre los que se
sustenta la eficacia de una droga vegetal con actividad farmacológica.
En la actualidad es utilizada regionalmente como una bebida tradicional en forma de infusión o
cocimiento. Las hojas se utilizan además en medicina popular para combatir la artritis, cefalea,
constipación, reumatismo, obesidad, fatiga, retención de líquidos y desórdenes hepáticos, entre otros.
Actualmente se exporta a Europa, USA, Siria y Japón donde es comercializada en forma de droga vegetal
o extractos usados en formulaciones de productos fitoterápicos y alimentos funcionales con acción
estimulante, diurética, antioxidante, adelgazante y en suplementos dietarios por el contenido en vitaminas
y minerales (Heck and Gonzalez de Mejía, 2007; Filip et al., 2009).
La creciente demanda de I. paraguariensis y de yerba mate en los mercados de América del
Norte, Europa y Asia es, en gran parte, el resultado del aumento en las investigaciones y publicaciones
científicas sobre esta especie, con un aporte importante de grupos de Argentina, Brasil, Uruguay y USA
(Gugliucci and Menini, 2002; Bracesco et al., 2003; Filip and Ferraro, 2003; Taketa et al., 2004;
Lunceford and Gugliucci, 2005). Algunos de los resultados de esas investigaciones han sido
seleccionados por el Comité de Productos Medicinales a base de Plantas de la EMEA (Agencia Europea
de Medicamentos) conjuntamente con otros trabajos científicos de relevancia de otros países, a fin de
evaluar la inclusión de la yerba mate en productos medicinales en Europa (EMEA, 2011). En la
actualidad está incluida no sólo en los Códigos oficiales de Argentina y países vecinos, sino también en
las principales Farmacopeas y Códigos oficiales científicamente reconocidos del mundo, debido a sus
propiedades alimenticias, medicinales y funcionales.
Los Códigos que regulan los alimentos, definen a los mismos como aquellas sustancias o mezclas
de sustancias que ingeridas por el hombre, aportan a su organismo los materiales y la energía necesarios
para el desarrollo de sus procesos biológicos. Por otro lado, un producto de uso en medicina tradicional,
es aquel que posee la propiedad de tratar, prevenir o curar una enfermedad. Si bien no existe una
definición aceptada universalmente sobre los alimentos funcionales se considera dentro de esta categoría
a aquellos alimentos que contienen ingredientes activos, los cuales podrían actuar sobre las funciones
biológicas del cuerpo humano, además de las propiedades nutricionales. En el caso de los vegetales, estos
ingredientes activos son productos del metabolismo secundario de las plantas. Conceptualmente, los
alimentos funcionales pertenecen a un área intermedia entre los alimentos y los medicamentos de uso
tradicional. La yerba mate responde conceptual y técnicamente a las tres definiciones y categorías de
productos (Filip, R., 2011).
Dentro de los metabolitos secundarios más importantes presentes en I. paraguariensis se
encuentran: a) metilxantinas, b) polifenoles (cafeilderivados y flavonoides) y c) saponinas triterpénicas
25
(Bastos et al., 2007, Heck and Gonzalez de Mejía, 2007, Filip et al., 2009). Entre los grupos fitoquimicos
mencionados, los polifenoles han despertado el mayor interés en los últimos tiempos por sus propiedades
antioxidantes.
Está ampliamente reconocido que una de las fuentes naturales más importantes de sustancias
antioxidantes son las plantas y que la ingesta de frutas y vegetales puede prevenir el desarrollo de
numerosas patologías Los compuestos fenólicos presentes en las plantas protegen a los sistemas
biológicos del estrés oxidativo. Los flavonoides y los derivados hidroxilados del ácido cinámico poseen
actividad antioxidante (Wang, 1999). Los flavonoides presentan actividad antitumoral relacionado a la
inhibición de enzimas involucradas en la proliferación y diferenciación celular y en la formación de
radicales libres (Agullo, 1997).
Los radicales libres estarían implicados en enfermedades inflamatorias y cáncer (Halliwell et al.,
1992, Lin et al., 2001). Entre las enzimas antioxidantes más importantes se encuentra la peroxidasa. La
peroxidasa presente en la mucosa bucal constituye un sistema de defensa de la saliva contra
microorganismos patógenos y contra la acción tóxica directa del H2O2 que conduce a lisis celular (Pruit
and Reiter. 1985).
Nuestro grupo de investigación realizó estudios fitoquímicos y farmacológicos tanto en I.
paraguariensis (material vegetal sin procesar) como en yerba mate. Desarrollamos y validamos métodos
analíticos para la identificación y valoración de metilxantinas y polifenoles (cafeilderivados y
flavonoides).
Comprobamos la actividad antioxidante de I. paraguariensis en diferentes modelos, tanto in vitro
como in vivo. Entre los ensayos in vitro podemos mencionar: a) inhibición de la peroxidación lipidica en
liposomas (TBARS), b) actividad inhibitoria de la peroxidacion lipídica (FTC), c) capacidad eliminadora
de radicales libres (DPPH), d) actividad “like” peroxidasa, d) secreción de peroxidada en glándulas
submandibulares de rata (Filip et al., 2000, 2006;.Turner et al., 2011). Entre los estudios in vivo podemos
mencionar: a) actividad colerética, b) actividad antihiperglicémica y moduladora de parámetros
metabólicos (Gorzalczany et al., 2001, 2009). También demostramos la actividad antifúngica
(Malassezial. furfur) in vitro (Filip et al., 2010), sugiriendo su potencial utilización como agente
antifúngico de uso tópico. Las investigaciones llevadas a cabo permitieron corroborar la importancia
farmacológica de los polifenoles en procesos asociados al estrés oxidativo. Por otro lado, se validó el uso
tradicional de I. paraguariensis como colerético y permitió reportar otras potenciales propiedades
funcionales como agente quimiopreventivo de patologías orales y metabólicas. También se comprobó que
la cafeína desempeña un importante rol especialmente en procesos donde la peroxidada se encuentra
involucrada (Turner et al., 2009)
Si bien son numerosos los estudios y las evidencias sobre las propiedades antioxidantes de la
yerba mate en diferentes sistemas biológicos, es necesario destacar que la utilización de antioxidantes
exógenos para la prevención y/o tratamiento de enfermedades asociadas al estrés oxidativo tiene al día de
hoy, muchas investigaciones por delante a realizar.
Uno de los desafíos del siglo XXI debería ser el de atender las necesidades nutricionales de las
sociedades más carenciadas.
Por otro lado, en el área salud, uno de los objetivos es pasar de una medicina reactiva a una
nutrición preventiva. La era “ómica¨ y las nuevas tecnologías permiten plantear nuevos desafíos para la
yerba mate.
Referencias bibliográficas
-Bastos, M.D.H., de Oliveira, D. M., Matsumoto, R.L.T., de Oliveira Carvalho, P., and Ribeiro, M.L.
2007. Yerba maté:Pharmacological Properties, Research and Biotechnology. In. Medicinal and Aromatic
Plant Science and Biotechnology, 1, 37.
-Bracesco N, Dell M, Rocha A, Behtash, S., Menini, T., Gugliucci A and Nunes E. 2003. Antioxidant
activity of a botanical extract preparation of Ilex paraguariensis: prevention of DNA double-strand breaks
in Saccharomyces cerevisiae and human low-density lipoprotein oxidation. In: J Altern Complement
Med. 9(3): 379-87
-EMEA. Committee on Herbal Medicinal Products (HMPC) List of references supporting the assessment
of Ilex paraguariensis St. Hilaire, folium - FINAL
http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Herbal__List_of_references_supporting_the_as
26
sessment_report/2011/02/WC500102102.pdf
[On Line] Acceso: 21/03/2011.
-Filip, R., Lotito, S. B., Ferraro, G., and Fraga, C. G. 2000. Antioxidant activity of Ilex paraguariensis and
related species. In. Nutrition Research, 20, 1437-1446.
-Filip R and Ferraro GE 2003. Researching on new species of "Mate": Ilex brevicuspis: phytochemical
and pharmacology study In: Eur J Nutr 42(1): 50-4
-Filip, R., Ferraro, G. and Anesini, C. 2006. Peroxidase like activity of Ilex paraguariensis. In: Food
Chemistry 97, 459-64.
-Filip, R., Ferraro, G.E., Bandoni, A.L., Bracesco, N., Nunes, E., Gugliucci, A., and Dellacassa,
E. 2009, Mate (Ilex paraguariensis) In: Imperato, F. (Eds.), Recent advances in Phytochemistry,
Research Signpost, Kerala, 113.
-Filip, R., Davicino, R. and Anesini, C. 2010. Antifungal activity of aqueous extract of Ilex
paraguariensis against Malassezia furfur. In: Phytoterapy Research 24(5) 715-719.
-Filip, R. 2011. Argentine Ilex species: A Review on its Chemistry and Biological Activities. In: Filip, R.
(eds). Multidicilinary Approaches on Food Science and Nutrition for the XXI Century. Transworld
Research Network-Research Signpost. Kerala, India (en prensa)
-Gorzalczany, S., Filip, R., Alonso, M.R., Miño, J., Ferraro, G. and Acevedo, C. 2001. Choleretic and
Gastrointestinal Activity of South American Ilex spp. In: Journal of Ethnopharmacology, 75: 291-294.
-Gorzalczany, S., Cogoi, L., Miño, J. Acevedo, C., Ferraro, G. and Filip., R. 2009. Efecto de los
extractos de Yerba Mate sobre parámetros asociados a trastornos metabólicos inducidos
experimentalmente. En: Revista de Fitoterapia (España) 9 (1) 114.
-Gugliucci, A. and Menini, T., 2002. The botanical extracts of Achyrocline satureoides and Ilex
paraguariensis prevent methylglyoxal-induced inhibition of plasminogen and antithrombin III. In: Life
Sci, 72(3): 279-92
-Halliwell, B., Gutterdge, J. M. and Cross, C. E. 1992. Free radicals. Antioxidants and human disease:
Where are we now. In: Journal of Laboratory and Clinical Medicine 119 598-620.
-Heck, C.I. and Gonzalez de Mejía, E.G. 2007, Yerba Mate Tea (Ilex paraguariensis):A Comprehensive
Review on Chemistry, Health Implications, and Technological Considerations. Journal of Food Science
72, R138.
-Lin M T; Wang M Y; Liaw K Y; Lee P H; Chien S F; Tsai J S and Lin-Shiau S Y. 2001. Superoxide
dismutase in hepatocellular carcinoma affects patients prognosis. In: Hepatogastroenterology 48( 40):
1102-1105.
-Lunceford N and Gugliucci A., 2005. Ilex paraguariensis extracts inhibit AGE formation more
efficiently than green tea. In: Fitoterapia 76(5): 419-27
Yerba maté: Pharmacological Properties, Research and Biotechnology
-Pruit K M and Reiter B. 1985. Biochemistry of peroxidase system: antimicrobial effects. In: Pruitt K M,
Tenuovo J eds.. The lactoperoxodase sustem: chemistry and biological significance. New York: Marcel
Dekker,143.
-Taketa AT, Gnoatto SC, Gosmann G, Pires VS, Schenkel EP, Guillaume D. 2004. Triterpenoids from
Brazilian Ilex species and their in vitro antitrypanosomal activity. In: J Nat Prod 67(10): 1697-1700
-Turner, S., Manuele, M.G., Ferraro, G., Filip, R. and Anesini, C.. 2009. Effect of caffeine on the secretion
of peroxidase in rat submandibular gland: a study of its mechanism of action. In: Archives of Oral
Biology 54 (2) 179-184.
-Turner, S., Cogoi L, Isolabella, S., Filip, R. and Anesini, C. 2011.Evaluation of the Antioxidant Activity
and Polyphenols Content of Ilex paraguariensis (Mate) During Industrialization. In: Advanced Journal of
Food Science and Technology 3(1): 23-30.
27
28
USE OF MORPHOTYPES FOR SELECTING Ilex paraguariensis WITH DESIRABLE
TASTE IN MISIONES, ARGENTINE
M. J.J. Janssens1 & R. Scherer2
1
University of Bonn, INRES – Tropical crops, Auf dem Huegel 6, D-53121 Bonn, Germany
[email protected]
E-mail:
2
PINDO s.a., Puerto Esperanza, Misiones, Argentina
E-mail:
[email protected]
More than 9 morphotypes can easily be distinguished in the Mate, Ilex paraguariensis, as grown
in Misiones, Argentina. Some of them bear romantic names like “Señorita”. However, some very
precise morphological characteristics can be used as discriminative descriptors, like leaf colour,
leaf size, internode size etc. Moreover, some morphological characters coincide with some
biochemical traits as e.g. number of secondary twigs with caffeine content of leaves, or leaf wax
with saponin content of leaves. Some morphotypes are more likely to perform well under certain
environments as e.g. Señorita in the drier region of Corientes or Southern Misiones. There are
first indications that higher leaf saponin will protect Mate from frost damage. Currant
quantitative genetic analyses are unsatisfactory for detailed identification of the determining
genetic factors, say genes, responsible for some agricultural performance or quality taste in the
“bombilla” of Mate cultivars. It is therefore recommended to encourage research on gene
markers, identifying QTL (quantitative trait loci) and finally, the unravelling of the I.
parguariensis genome both in its female and male forms.
Keywords: Yerba Mate, morphotypes, taste quality, breeding, genetics
USO DE MORFOTIPOS PARA LA SELECCION DE Ilex paraguarienses CON GUSTO
DESEABLE EN MISIONES, ARGENTINA
Más de 9 morfotipos se distinguen fácilmente en la yerba mate, Ilex paraguarienses, cultivada en
Misiones, Argentina. Algunos tienen nombres románticos como “Señorita”. Sin embargo, existen
algunas características morfológicas como el tamaño de los internodios, el color y tamaño de la
hoja etc., que permiten su uso como descriptores suficientemente preciso. Además, algunas de
esas características, están relacionadas con los contenidos de compuestos químicos relacionados
con el sabor del mate. Como por ejemplo el número de los brotes secundarios con contenido de
cafeína de las hojas, o cera de la hoja con contenido de saponina de las hojas. Algunos
morfotipos están adaptados a condiciones medio-ambientes particulares, por ejemplo las
“Señoritas” se podrían adaptar mejor a las regiones mas secas de Corrientes o del Sur de
Misiones. Nuestras primeras observaciones indican que las hojas con contenido de saponina mas
alto presentarían una mejor aptitud para resistir las heladas durante el invierno. Debido a que el
estudio de genético cuantitativo noha demostrado ser satisfactorio para identificar precisamente
los factores genéticos determinantes, in casu “genes”, que pueden determinar el gusto del mate
en la bombilla. Sería entonces recomendable apoyar las investigaciones sobre marcadores
moleculares “gene markers”, la identificación del QTL (quantitative trait loci) y finalmente,
sobre la posibilidad de la determinación del genoma de I. paraguariensis tanto en plantas
femeninas como en las masculinas.
Palabras claves: Yerba Mate, morfotipos, sabor, selección, genética
29
30
ERVA-MATE: PROSPECÇÃO TECNOLÓGICA DE MERCADO PERÍODO:
2011 até 2020
N. G. A.Rucker1; L.R. Souza2; A.F. Tetto3; J.Z. Mazuchowski4; M. Mazzarotto5.
1. <[email protected]> <[email protected]>
2. Souza, L.R..<[email protected]>; 3<[email protected]>; 4
<[email protected]>,5 <[email protected]>
As fusões e incorporações das empresas que atualmente dominam marcas dos alimentos
prontos para o consumo, especialmente o segmento bebidas leves, configuram-se como
ferramentas gerenciais para análise das tendências de mercado do produto e serviços MATE.
Nesse contexto, soma-se ao desafio de fazer negócios, a necessária mudança de atitude
empresarial entre os agentes que processam os segmentos da Cadeia Produtiva da Erva-Mate.
Entende-se que a cooperação na competitividade faz parte da sofisticação corporativa. Seu
desempenho mede a eficiência empresarial frente à dinâmica do turbilhão de eventos que estão
dominando a fusão de novas marcas e, por conseguinte, nos próximos 10 anos, resultará na
união de empresas do agronegócio dos produtos especiais, nesse caso, a erva-mate.
Como medida de eficiência ou vantagem corporativa, ecessário se faz perceber os
acontecimentos no mundo dos negócios empresariais, para correção de algumas assimetrias e
direcionar o planejamento estratégico das empresas ervateiras, com vistas a identificar qual é a
posição do produto MATE como bebida leve e saudável, no mercado consumidor interno e
externo.
Essa premissa diz respeito ao acordo firmado entre OMS- Organização Mundial da
Saúde e FAO- Organização das Nações Unidas para Agricultura e Abastecimento em
colaboração com organismos internacionais de normas técnicas, o qual objetiva a segurança
alimentar e oferta de alimentos seguros, com eliminação dos aditivos químicos que são
legalmente adicionados aos alimentos no Brasil, os quais a partir de 2017, deixarão o lugar nas
prateleiras. Os produtos e procesos químicos usados em alimentos serão substituídos por
produtos naturais na linha de produção.
Nesse rol de produtos naturais para uso e aplicação industrial estão os corantes,
conservantes e estabilizantes, os quais atendem a expectativa de sustentabilidade. À essa
inclusão positiva, somam-se o consumo racional da água com a coleta da precipitação
pluviométrica e o uso dos recursos naturais, mais sol, mais luz e mais vida ao planeta terra.
A configuração desse panorama socioeconômico e a abertura de capital da empresa é um
rocesso inevitável, porém sem data. Entretanto, a próxima década apresenta-se como marco
divisório para empresas dos segmentos chás, bebidas e alimentos prontos para consumo. Esses
produtos disponibilizados no mercado consumidor vigilante e pertencente à tribo ecológica
radical (radical greening) e a venda casada com outras bebidas e alimentos prontos para o
consumo (fast food organics), promoverão novos valores e atitudes dos demais consumidores.
A vantagem competitiva estará no caixa das empresas ervateiras que participarem das
fusões corporativas, da Copa das Confederações em 2013, da Copa do Mundo em 2014 e dos
Jogos Olímpicos em 2016.
Confederations Cup - Copa das Confederações ou Taça das Confederações é um torneio
de futebol organizado pela FIFA entre seleções nacionais a cada quatro anos. Os participantes
são os seis campeões continentais, o campeão mundial e o país-sede da Copa do Mundo,
perfazendo um total de oito países. Nesse caso, vale para o Brasil, anfitrião da Copa das
Confederações de 2013 e da Copa do Mundo 2014. A Copa das Confederações já realizou oito
edições, sendo duas com o nome de Copa Rei Fahd, e possui um sistema de grupos e
eliminatórias. Em 1992 a Argentina foi o primeiro vencedor. O Brasil, além das conquistas de
31
1997 e 2005, foi o último vencedor em 2009. Num total de 92 jogos, cravaram-se 267 gols com
uma média de 2,9 gols por partida. http://pt.fifa.com . Acesso em: 26.09.10.
A Copa do Mundo realiza-se a cada quatro anos pela Federação Internacional de Futebol
– FIFA. A primeira edição aconteceu no Uruguai em 1930, com vitória da seleção da casa. A
África do Sul foi sede em 2010 da última Copa do Mundo, com a Espanha como campeã e os
Países Baixos em segundo lugar, a Alemanha em terceiro e o Uruguai em quarto. Em 2014,
conforme anúncio da FIFA no dia 30 de novembro de 2007, a Copa do mundo será no Brasil
cinco vezes campeão, onde participarão 32 seleções. http://pt.fifa.com. Acesso em: 26.09.10.
Os Jogos Olímpicos por sua importancia internacional devem ser considerados como a
terceira copa de esportes, em que milhares de atletas participam de várias competições. Os
jogos são realizados a cada dois anos. Em anos pares acontecem os jogos de verão e ímpares de
inverno. A crescente importância dos jogos está na questão do patrocínio corporativo e
representativo de cada país, produto e serviços. Os Jogos Olímpicos têm crescido em escala
mundial com representação da grande maioria dos países. Também é oportuno promover e
mostrar ao mundo o país, sua cultura, seus usos e costumes, em especial bebidas leves como a
erva-mate, não alcoólicas, mas energéticas.http://www.olympic.org e Sitio do Comitê Olímpico
Brasileiro <http://www.cob.org.br/home/home.asp>. Acesso em: 20.09.10.
Esses eventos criam oportunidades mercadológicas para empresas como a Ambev e a
Coca-Cola. Como também, para empresas nacionais que objetivam a expansão de mercado
interno e externo para o produto e serviços MATE. Conforme dados de IBGE, essa
possibilidade de expansão está centrada no avanço dos indicadores de IDH, assim como na
ascensão das classes D e E perante o mercado consumidor brasileiro.
Por causa disso, a Coca-Cola, detentora das maiores marcas de sucos e chás do Brasil,
anunciou a fusão das marcas Suco Mais e Del Valle. Da nova empresa Del Valle Mais, espera-se
um aumento no consumo de sucos prontos para beber, considerando-se que no Brasil, segundo a
agência ACNielsen, o segmento de sucos prontos para beber cresceu 16%. Mesmo assim a
média per capita é de 12 copos/ano. Ressalta-se o mercado americano que consome em média
232
copos/habitante/ano.http://wwwcocacolabrasil.com.br/realise_detalhe.asp?
release
=134&Categoria=30 . Acesso em: 13.10.10.
O mercado consumidor em expansão dos refrigerantes, sucos prontos para beber, chás e
hambúrgueres, representa um mundo novo para investimentos. Haja vista, a AmBev através do
fundo de investimentos 3G, sediado em Nova York, comprou a rede americana Burger King,
famosa concorrente das não menos famosas redes McDonalds, Wendys e Jack in the Box.
(Tabelas 1 e 2).
Os conquistadores da Ambev entraram em um mercado, cujo faturamento ultrapassa os
trinta bilhões de dólares e tende a crescer.
Estima-se que é esse o mercado no qual o produto e serviços MATE teriam a real
possibilidade de entrar no rol das bebidas prontas para beber. Diante da tomada de decisão da
Coca-Cola em optar por sucos leves e bebidas não alcoólicas, em especial, bebidas MATE,
nessa década que se anuncia, seria de bom tom, dar as boas vindas às concorrentes Burger King
e Jack in the Box.
Dessa forma, entende-se que a estratégia desenvolvida pelos comandantes da Ambev, os
quais, além de serem talentosos, pertencem ao time dos financistas mais poderosos do Brasil no
controle de uma marca muito importante no mercado consumidor americano, que além de
oferecer o hambúrguer e bebidas coca, poderia também oferecer bebidas MATE.
A Coca-Cola continua sendo a marca mais valiosa do mundo, avaliada em US$ 70,4
bilhões, de acordo com ranking da consultoria Interbrand (2010): sua marca e sua
[email protected] Acesso em:17/09/2010.
Parodiando o Sistema Coca-Cola Brasil, propõe-se ao Setor Ervateiro Brasileiro, algo
como “conhece-te a ti mesmo”, através do “Manifesto para o Conhecimento”. Essa proposta é
32
uma estratégia organizacional, a qual estabelece os parâmetros baseados em “Pessoas, Planeta,
Portfólio, Parceiros e Performance”. Os investimentos em marketing são absolutamente
necessários, em especial quanto ao planejamento para o atendimento de consumidores atletas,
torcedores e público em geral dos eventos: Copa das Confederações, Copa do Mundo e Jogos
Olímpicos.
TABELA 1 – FATURAMENTO - DEPOIS DA CERVEJA: O HAMBURGER
Empresa
Em US$ (bilhões)
Número de lojas
Mc
22,7
32.500
WENDY´S
3,6
6.500
BURGER
2,6
12.000
KING JACK In the
2,5
2.200
Box TOTAL
31
52.200
FONTE: VEJA, ed. 2181, 08/09/2010, p.104 e 105
TABELA 2 – RANKING - MARCAS DE BEBIDAS NÃO ALCOOLICAS
Empresa
Valor (US$)
COCA67,3 bilhões
1º lugar
16
NOSSAS
COLA
MARCAS Coca-Cola
PEPSI12,0 bilhões
22º
15
NOSSAS
COLA
lugar
MARCAS Pepsi-Cola
FONTE:
Interbrand,
2004.
Disponível
<http://vejaabril.com.vejasp/especialluxo/p_020sht >. Acesso em: 23.09.2010
em:
Os agentes dos segmentos da cadeia produtiva do produto e os serviços MATE
necessitam entender e disponibilizar um portfólio de produtos especiais, se possível orgânicos,
que serão oferecidos em embalagens recicláveis, os quais possuem performance em saúde,
lazer, natureza, sustentabilidade, diversão e prazer. A performance do MATE estaria em ser uma
bebida gourmet ou no mínimo glamourosa. Essa atitude de consumo promove a qualidade
sensorial. Todo produto erva-mate deverá sofrer rastreabilidade, identificação do produto,
delimitação geográfica e denominação de origem Brasil com identidade de produção familiar.
Elaborar e implementar a divulgação na mídia tendo como parceiros os concorrentes
entre si, considerando que são pessoas que possuem inteligência comercial, compartilham
informações e tomam decisões frente ao ranqueamento de mercado e da alta competitividade.
A gestão empresarial de recursos escassos e o “custo Brasil” perante as normas técnicas
do mercado internacional são fatores que afetam a competitividade. O Brasil carece de uma
política de inserção global das empresas de grande porte e com mais qualificação inserir as
empresas de pequeno e médio porte, como é o caso das indústrias ervateiras.
O Brasil seria um país sem foco no desenvolvimento econômico e nas estratégias de
competitividade? Se assim for, precisa-se de uma base empresarial organizada voltada à
cooperação corporativa, capaz de promover a discussão a respeito do câmbio, que para muitos é
um fator negativo às exportações. Somente uma mudança de câmbio favorável ao comércio
internacional, não é o suficiente. Câmbio é apenas uma variável, a qual não é a política de
comércio. É tão somente um produto de troca chamada moeda. Com certeza influencia a
tomada de decisões dos empresários exportadores, mas não é capaz de matar por si só o
comércio exterior dos produtos e serviços MATE.
Durante a reunião das parceiras ApexBrasil e ABIMATE, em Curitiba, 22.09.10, foram
discutidas estratégias de planejamento organizacional e as possibilidades futuras da erva-mate
como “O Grande Chá Mate”, tanto para mercado interno como o mercado externo. Deu-se
33
relevância às estratégias a pesquisa de mercado, quantificação e qualificação da matéria-prima
e, antes de tudo, vontade política empresarial.
Objetivando a oferta do produto MATE de acordo com o gosto do consumidor em
diferentes mercados, além das análises laboratoriais, sugere-se a avaliação sensorial por meio de
testes sensoriais com julgadores treinados.
Outra técnica de avaliação sensorial é a listagem de descritores consensuais, que são
termos utilizados para descrever os atributos sensoriais do produto MATE, quando da aplicação
da avaliação sensorial por julgadores treinados ou público geral durante o teste “just in time” da
degustação.
Potencial interessante e expertise de mercado para a erva-mate brasileira, diz respeito à
diversificação da produção, que além dos chás de MATE em suas composições quente ou fria,
pode-se ofertar erva-mate na composição de bebidas energéticas e tererê com exploração de
diferentes preparações.
Também se aplica testes laboratoriais e avaliação sensorial em novos produtos MATE
que fazem parte do portfólio de uso pessoal, cujos atributos físico- químicos participam dos
tratamentos fitoterápicos e auxiliam a saúde e beleza da pele, dos cabelos e promovem o bem
estar do consumidor, em especial das consumidoras.
Essa ação focada no consumidor é uma estratégia recomendada que deve ser discutida e
analisada de acordo com a prospecção tecnológica de mercado e das tomadas de decisões frente
às mudanças de cenário e a diversidade de opções quanto à qualidade e quantidade da matériaprima demandada e que faz a diferença junto ao consumidor. Nesse caso, a embalagem é a
preceptora da marca e da imagem do MATE from Brasil.
A maioria dos produtos e serviços MATE possui apenas um meio de divulgação: a
própria embalagem. Além dos predicados eficientes em ser bonita, prática e funcional em
preservar a vida de prateleira, a embalagem é um vendedor silencioso da marca e da imagem do
agronegócio erva-mate.
Buscar equilíbrio entre a estética e funcionalidade e, ainda pensar no impacto social,
ambiental e econômico da embalagem será o grande desafio dos segmentos do setor ervateiro e,
em especial, dos designers que serão selecionados para promover os produtos e os serviços
MATE durante os eventos programados para próxima década. Essa preocupação refere-se à
origem e identificação da matéria- prima que será usada nas embalagens, as quais sofrerão
reciclagem e reaproveitamento.
O uso e aplicação de tecnologias apropriadas ao processo industrial das embalagens
MATE fundamentam-se no consentimento entre as partes de que “quanto mais simples mais
eficiente”. A busca pela simplicidade sinaliza a tendência limpa (clean,) a qual fica muito longe
da poluição visual existente nas embalagens usadas para proteger a erva-mate.
Simplicidade produz soluções simples. Visibilidade e praticidade nas embalagens além
de seduzir o consumidor, deve estabelecer quais são os atributos do MATE de uma maneira
clara, generosa, saudável com sabor inigualável. Afinal é no ponto de venda que acontece o
momento máximo da aprovação, opção e compra.
Não obstante a importância do enfoque gerencial ao produto MATE, outro ponto a ser
destacado diz respeito ao planejamento estratégico na formação e qualificação de equipes de
trabalho voltadas à valorização do fator humano interno e externo. Essa filosofia em respeito ao
cliente interno, refere-se ao marketing interno ou endomarketing, numa tentativa de privilegiar a
orientação ao consumidor de qualquer mercado.
A percepção do ser humano como fator primordial ao agronegócio ervateiro tem como
pressuposto o processo de modernização da estrutura organizacional empresarial, assim como
das entidades representativas de classe. Nesse contexto, se dá ênfase aos Sindicatos,
Associações, Câmaras Técnicas e ABIMATE.
34
INYM: Una Herramienta al Servicio del Sector Yerbatero Argentino
Instituto Nacional de la Yerba Mate
Con la sanción de la Ley N° 25.564, el 21 de febrero de 2.002 nace formalmente el Instituto
Nacional de la Yerba Mate (INYM). Cinco meses después se reglamenta la ley a través del
Decreto Nº 1.240, y el 19 de Julio de 2.002 se realiza la primer reunión formal del flamante
Directorio.
El INYM es, entonces, un ente de derecho público no estatal con jurisdicción en todo el territorio
de la República Argentina, que tiene como objetivos principales promover, fomentar y fortalecer
el desarrollo de la producción, elaboración, industrialización, comercialización y consumo de la
yerba mate y sus derivados en las diversas modalidades de usos y consumo, procurando lograr la
sustentabilidad de todos los sectores involucrados con la actividad (trabajadores rurales,
productores, secaderos, industriales) en conjunción con las cadenas de distribuidores y los
consumidores, diseñando y ejecutando programas que mejoren la competitividad.
Cabe destacar que la actividad yerbatera es de neto corte regional, ya que la zona productora
abarca a la provincia de Misiones y al nordeste de Corrientes. Involucra a 17348 productores,
239 secaderos y 132 molinos; establecimientos que en su mayor parte se asientan en esta parte
del país.
Fue a partir de este contexto y de sus objetivos fundacionales que el Instituto comenzó a ejecutar
una serie de acciones centradas en la promoción del producto genérico “yerba mate argentina”,
en la asistencia técnica, en la investigación y en la fiscalización, tanto en sus puestos móviles
como fijos.
Las actividades de promoción están orientadas tanto al ámbito local como al mercado
internacional. Para analizar las tendencias del consumo en la Argentina, el INYM encargó
trabajos de relevamientos que reflejaron que la yerba mate está presente en más del 90% de los
hogares. Con la participación en ferias alimentarias, exposiciones y otros eventos se apunta a
consolidar la presencia del producto en nuestro país; mientras que las misiones comerciales al
exterior buscan explotar potenciales nichos de mercado, sin dejar de lado el apoyo a las empresas
que desde hace varios años embarcan a lejanos países como Siria, país que consume más del
60% de la yerba mate que exportamos los argentino.
En lo que se refiere a los aspectos técnicos, el Instituto ejecuta el Programa Regional de
Asistencia al Sector Yerbatero (PRASY), que brinda asistencia a grupos de productores en temas
básicos como manejo de suelo, cosecha, control de plagas y malezas. La otra vertiente del
PRASY se orienta a financiar proyectos de investigación en los diversos campos de la yerba
mate (producción primaria, elaboración, búsqueda de nuevos productos, análisis de sus
propiedades, etc.). Es tal vez en este campo, el de la investigación, donde se hallaron elementos
que pueden potenciar la demanda de yerba mate; sobre todo en el mercado externo. Este es el
caso del trabajo que reveló que la yerba mate posee propiedades antioxidantes (contenido de
polifenoles totales) muy por encima de cualquier otra bebida que consumimos habitualmente.
Finalmente, como tareas en ejecución se destacan el desarrollo de un Plan Estratégico para el
Sector Yerbatero y la puesta en marcha de un Mercado Consignatario de Yerba Mate Canchada.
Ambas iniciativas son llevadas adelante en forma conjunta con otras instituciones del ámbito
público y privado, y se espera que puedan aportar a la finalidad de fortalecer a los actores de la
actividad yerbatera que persigue el INYM.
35
36
CONSERVACIÓN, MEJORAMIENTO Y MULTIPLICACIÓN
37
38
DIFFERENCIAS GENOMICAS ENTRE Ilex paraguariensis E Ilex dumosa
(AQUIFOLIACEAE) MEDIANTE RDA.
A. M. Gottlieb1,2 y L. Poggio1,2
1
. Laboratorio de Citogenética y Evolución (LaCyE), Departamento de Ecología, Genética y
Evolución. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Intendente
Güiraldes y Costanera Norte s/n, 4to. Piso, Pabellón II, Ciudad Universitaria. C1428EHA.
Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. [email protected]
2
. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas.
La especie Ilex paraguariensis posee gran relevancia económica para los países de la región debido a su
comercialización para la preparación de infusiones; recientemente se ha incorporado al mercado de
consumo argentino la Ilex dumosa. Estas especies botánicas poseen diferencias morfológicas, anatómicas,
fenológicas y de composición de compuestos fitoquímicos. Además, exhiben diferencias en su resistencia
a insectos fitopatógenos. En el presente reporte se investiga la ocurrencia de diferencias genómicas entre
ambas especies mediante hibridación substractiva (Representational Difference Analysis, RDA). La
caracterización de las secuencias nucleotídicas derivadas de los ensayos RDA, empleando diversas
herramientas bioinformáticas, permitió distinguir tres grandes grupos de secuencias: a) potenciales
especie- específicas; b) asociadas a elementos móviles y c) relacionadas a organelas y ribosomas. Las
diferencias genómicas detectadas entre los taxones se discuten en relación a estudios de RDA previos,
destacándose la proyección de estos resultados en el marco de futuros planes de mejoramiento.
Palabras clave: hibridación substractiva RDA; bioinformática; secuencias nucleotídicas.
CAMBONA 4 – DESENVOLVIMENTO DE UMA PROGENIE BICLONAL DE ERVA
MATE EM MACHADINHO-RS / BRASIL
Correa. G.;¹Fonseca, T.M.;² Melo,I. B.de.;³ Grison, A.;³ Ruffato, A.; Medrado, M.J.S.; Cansian,R.;
Montoya, L.; Felizari, S. R.
Embrapa Florestas Estrada da Ribeira, Km 111 83411 000 – Colombo, PR-Brasil, Caixa Postal 319
[email protected]
A partir de informações de produtores rurais do município de Machadinho-RS,Brasil, verificou-se por
testes de degustação, que a matéria prima de um plantio de erva- mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire)
com dez anos de idade, cujo parental feminino era conhecido, originava um produto de bebida suave
valorizado pelo mercado interno de chimarrão. Através de um teste de DNA, foi identificado o parental
masculino preponderante (83,3%) daquele plantio. Esta qualidade de bebida, foi o fator de seleção do
cruzamento. Os dois parentais foram clonados por estaquia e implantado um pomar de sementes da
primeira progênie biclonal de erva mate do Brasil, utilizando-se 12 clones do parental feminino e 4 clones
do masculino. A seguir, com os produtores rurais do município,foi implantado um programa de plantio da
progênie,cuja matéria prima alcança um preço 62,9% a maior que a erva mate comum da região e a
produtividade media, 50,9% a mais.
Palavras –chave: : Ilex paraguariensis, cruzamento controlado, progênie biclonal
39
VARIABILIDADE GENÉTICA DOS TEORES DE COMPOSTOS FENÓLICOS EM UM
GERMOPLASMA DE ERVA-MATE CULTIVADO NO BRASIL.
J.C. Friedrich1; E.L. Cardozo Junior1; A. Gonela.2; G.H. Cassol3; M.V. Kvistchal4; J.A. Sturion5
(1)
Universidade Paranaense (UNIPAR), Departamento de Farmácia, Avenida Parigot de Souza, n.º 3.636, Jardim
Prada, CEP 85903-170, Toledo, Paraná, Brasil. E-mail: [email protected]. (2)Universidade Estadual de
Maringá (UEM), Departamento de Agronomia, Avenida Colombo, n.º 5.790, CEP 87020-900, Maringá, Paraná,
Brasil. (3)Produtores Associados para Desenvolvimento de Tecnologias Sustentáveis (Sustentec), Fazenda Britânia,
Perímetro 22, s/n, Lote rural 165B/B, Zona rural, CEP 85948-000, Pato Bragado, Paraná, Brasil. (4)Empresa de
Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural (Epagri), Rua Alcides Tombini, n.º 33, Paraíso, CEP 89500-000, Caçador,
Santa Catarina, Brasil. (5)Embrapa Florestas, Estrada da Ribeira, Km 111, CP 319, CEP 83411-000, Colombo,
Paraná, Brasil.
A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) é uma espécie economicamente importante nos países do cone
sul. Porém, a escassez de informações sobre a divergência no teor de compostos químicos influencia na
qualidade dos seus produtos comerciais. Este trabalho objetivou analisar a variabilidade genética dos
teores de compostos fenólicos em 16 progênies de erva-mate cultivadas em Ivaí, Paraná, Brasil. Os
compostos fenólicos (ácidos neoclorogênico, clorogênico e criptoclorogênico) foram analisados por
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência a 325 nm. Os dados obtidos mostraram diferenças entre as
progênies somente para ácido clorogênico, com concentração variando de 1,5924% (AQ151) a 2,8046%
(NA121). O maior teor dos ácidos neoclorogênico e criptoclorogênico foi detectado nas progênies BA25
(5,3795%) e Q65 (2,1997%), respectivamente. Houve correlação fenotípica positiva entre os ácidos
clorogênico e criptoclorogênico a 1% de probabilidade. Da mesma forma, notaram-se correlações
genética e ambiental positivas em relação ao acúmulo dos derivados cafeoil.
Palavras-chave: Ilex paraguariensis; ácido clorogênico; ácido neoclorogênico; ácido criptoclorogênico;
divergência genética.
DIVERGÊNCIA GENÉTICA ENTRE PROGÊNIES DE ERVA-MATE COM BASE EM
DADOS FITOQUÍMICOS.
J.C. Friedrich1; A. Gonela.2; E.L. Cardozo Junior1; M.V. Kvistchal3; G.H. Cassol4; J.A. Sturion5
(1)
Universidade Paranaense (UNIPAR), Departamento de Farmácia, Avenida Parigot de Souza, n.º 3.636, Jardim
Prada, CEP 85903-170, Toledo, Paraná, Brasil. E-mail: [email protected]. (2)Universidade Estadual de
Maringá (UEM), Departamento de Agronomia, Avenida Colombo, n.º 5.790, CEP 87020-900, Maringá, Paraná,
Brasil. (3)Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural (Epagri), Rua Alcides Tombini, n.º 33, Paraíso, CEP
89500-000, Caçador, Santa Catarina, Brasil. (4)Produtores Associados para Desenvolvimento de Tecnologias
Sustentáveis (Sustentec), Fazenda Britânia, Perímetro 22, s/n, Lote rural 165B/B, Zona rural, CEP 85948-000, Pato
Bragado, Paraná, Brasil. (5)Embrapa Florestas, Estrada da Ribeira, Km 111, CP 319, CEP 83411-000, Colombo,
Paraná, Brasil.
Este trabalho teve por objetivo analisar a divergência genética entre 80 acessos de erva-mate pertencentes
a progênies provenientes de Pinhão, Quedas do Iguaçu, Ivaí e Cascavel, no Paraná, e Barão de Cotegipe,
no Rio Grande do Sul a partir de características fitoquímicas. A quantificação dos compostos foi realizada
por Cromatografia Líquida de Alta eficiência a 265 nm (metilxantinas) e 325 nm (compostos fenólicos).
As medidas de dissimilaridade genética para as cinco características avaliadas utilizando-se a Distância
Generalizada de Mahalanobis demonstraram que as progênies mais dissimilares foram a NA121 e a C4
(102,557%). O agrupamento realizado por meio do método de otimização de Tocher evidenciou a
formação de cinco grupos distintos. Por outro lado, o agrupamento obtido pelo UPGMA evidenciou a
formação de oito grupos distintos. Portanto, foi possível comprovar a existência de variabilidade genética
entre as progênies, que poderá ser utilizada pelos programas de melhoramento.
Palavras-chave: Ilex paraguariensis; metilxantinas; compostos fenólicos; Tocher; UPGMA.
40
ANÁLISE DA VARIAÇÃO GENÉTICA ENTRE PROGÊNIES DE Ilex paraguariensis St.
Hil. UTILIZANDO MARCADORES RAPD.
J.C. Friedrich1; A. Gonela2; M.C. Gonçalves Vidigal2; P.S. Vidigal Filho2; E.L. Cardozo Junior1; M.V.
Kvistchal3; J.A. Sturion4
(1)
Universidade Paranaense (UNIPAR), Departamento de Farmácia, Avenida Parigot de Souza, n.º 3.636,
Jardim Prada, CEP 85903-170, Toledo, Paraná, Brasil. E-mail: [email protected].
(2)
Universidade Estadual de Maringá (UEM), Departamento de Agronomia, Avenida Colombo, n.º 5.790,
CEP 87020-900, Maringá, Paraná, Brasil. (3)Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural
(Epagri), Rua Alcides Tombini, n.º 33, Paraíso, CEP 89500-000, Caçador, Santa Catarina, Brasil.
(4)
Embrapa Florestas, Estrada da Ribeira, Km 111, CP 319, CEP 83411-000, Colombo, Paraná, Brasil.
O objetivo do presente trabalho foi analisar a variação genética entre cinco procedências distintas de ervamate (Pinhão, Quedas do Iguaçu, Ivaí, Cascavel e Barão de Cotegipe), mediante utilização de marcadores
moleculares RAPD. Um total de 80 progênies foi avaliado utilizando-se 20 primers RAPD. Os primers
empregados geraram um total de 254 fragmentos amplificados (94,89% polimórficos) e o tamanho das
bandas variou de 300 pb a 3.533 pb. Constatou-se maior variabilidade genética dentro das procedências
(92,00%), ou seja, entre as progênies. A combinação mais similar ocorreu entre os acessos 47 (progênie C
4/4) e 48 (progênie C 4/6), com sii’ = 0,913, enquanto a combinação entre os acessos 4 (progênie AM
110/1) e 68 (progênie Q 65/6) foi a mais dissimilar, com dii’ = 0,718. Os resultados mostraram que ganhos
apreciáveis podem ser obtidos a partir da seleção destes materiais, de forma a aprimorar os programas de
melhoramento da espécie.
Palavras-chave: erva-mate; marcador molecular; diversidade genética.
MINIESTACAS DE MATERIAL ADULTO EN YERBA MATE – EFECTO DEL
SUSTRATO
S.P. Molina1 y R.M. Mayol1
1
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) – EEA Cerro Azul, Misiones. CC 6, CP
3313.
La propagación por miniestaca es una técnica en la cual existen antecedentes de su mejor
desempeño comparado con la estaca convencional. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el
efecto de distintos sustratos en la sobrevivencia, enraizamiento y calidad del sistema radicular
(longitud y número de raíces) en miniestacas de yerba mate. La sobrevivencia (%) fue elevada en
los sustratos evaluados, variando entre el 75 y el 97,5%. En cuanto al enraizamiento, se
presentaron diferencias significativas entre los tratamientos, obteniéndose el 80% con la turba
comercial. En la cáscara de pino, la cáscara de arroz carbonizada y la turba se obtuvo la mayor
longitud y número de raíces. A partir de los resultados obtenidos, se encontraron sustratos con
mejores posibilidades de ser utilizados en la propagación vegetativa de la yerba mate a través de
miniestacas.
Palabras clave: enraizamiento, sobrevivencia, propagación, Ilex paraguariensis, cáscara de pino
41
SUSTRATOS EN LA PROPAGACIÓN DE ESTACAS ADULTAS DE YERBA MATE
R.M. Mayol1 y S.P. Molina1
1
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) – EEA Cerro Azul, Misiones. CC 6, CP
3313.
Un factor importante a considerar en la propagación vegetativa es el medio de enraizamiento,
sobre todo en especies leñosas difíciles de enraizar. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el
efecto del sustrato en la propagación vegetativa de estacas de yerba mate a través de parámetros
como sobrevivencia y enraizamiento de estacas. Se analizaron ocho sustratos constituidos
básicamente por cáscara de pino compostada, cáscara de arroz carbonizada, perlita, vermiculita y
turba. En general, la sobrevivencia de las estacas fue elevada (entre 72,5 y 95%) en todos los
tratamientos. En cuanto al porcentaje de enraizamiento existieron diferencias significativas entre
los distintos sustratos, siendo el sustrato comercial a base de turba el de mejor comportamiento
(77,5%). En las condiciones evaluadas, se registró un comportamiento diferencial de las estacas
en función de los sustratos.
Palabras clave: Ilex paraguariensis, enraizamiento, cáscara de pino, vermiculita, turba
_______________________________________________________________________________
42
DISTRIBUIÇÃO DE ESTÔMATOS EM FOLHAS DE DIFERENTES IDADES DE ERVAMATE CULTIVADA EM MONOCULTURA E SUB-BOSQUE
M. Rakocevic1, A. V. Borsato2, C. Bona3, M. J. S. Medrado4
1
Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, Rodovia Celso Garcia Cid km 375, 86047-902 Londrina,
Paraná, Brasil, e-mail: [email protected]
2
Embrapa Pantanal, Rua 21 de Setembro 1880, 79320-900 Corumbá, Mato Grosso do Sul, Brasil, e-mail:
[email protected]
3
Universidade Federal do Paraná - UFPR, Setor de Ciências Biológicas, Jardim das Américas, 81531-970
Curitiba, Paraná, Brasil e-mail: [email protected]
4
Pesquisador aposentado da Embrapa Florestas, Estrada da Ribeira km 111, 83411-000 Colombo, Paraná,
Brasil, e-mail: [email protected]
Resumo
Objetivou-se determinar o tempo necessário para o crescimento de folhas e avaliar a distribuição de
estômatos em folhas de idades distintas de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.), provenientes de
monocultura (MO) e sub-bosque (FUS). No início da brotação de outono, do ano de 2005, foram coletadas
folhas de um e cinco meses de idade em ambos os ambientes, e folhas de 13 e 17 meses apenas em FUS.
Quatro regiões foliares (apical, mediana-central, mediana-lateral e basal) foram avaliadas por meio de
microscopia eletrônica de varredura. Os estômatos se encontram somente na face abaxial, com maior
densidade em folhas de MO do que de FUS. Maior densidade de estômatos foi encontrada nas folhas jovens
de MO e menor densidade na região apical das folhas, independente da idade e do ambiente. As folhas
crescem até cinco meses de idade em MO e até o fim do ciclo anual em FUS (13 meses).
Palavras chave: abaxial, crescimento foliar, densidade de estômatos, idade foliar, região foliar.
STOMATAL DISTRIBUTION AT DIFFERENT AGE LEAVES OF YERBA-MATE
CULTIVATED IN MONOCULTURE AND UNDER FOREST SHADE
Abstract
The aim of this work was to determine the time of leaf growth and differences in stomatal distribution at
leaves of distinct age of yerba-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) originated in monoculture (MO) and forest
understorey (FUS). In the beginning of the autumn growth flush of 2005, one and five month-old leaves
were presented in both environments, while leaves of 13 and 17 months were collected only in FUS. Four
leaf regions (apical, middle-central, middle-lateral and basal) were analyzed by scanning electronic
microscopy. Stomata are formed only in abaxial face in yerba-mate leaves, more frequent when originated
in MO than in FUS. The young leaves from MO show more stomatal density than any other analyzed
situation, while the apical leaf region showed the lowest stomatal density independently of leaf age or
environment. The leaves in MO grow until age of five, while in FUS until the age of 13 months.
Key words: abaxial, leaf age, leaf growth, leaf region, stomatal density.
Introdução
Erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hill) é considerada uma espécie umbrófila (Carpanezi 1995), mas muitas
características a colocam no grupo que evita a sombra, como é o caso da emissão de menor número de
metâmeros (Rakocevic e Martim, 2011) e a formação de menor área foliar (da Silva e Rakocevic, 2010)
quando cultivada em sub-bosque comparada com a área aberta (monocultura). Esses estudos recentes
relataram as análises morfológicas e arquiteturais relacionadas à forma foliar e distribuição de folhagem em
dossel de erva-mate cultivada em condições distintas quanto a disponibilidade de radiação solar (Rakocevic
43
et al., 2011), porém a distribuição do aparelho estomático dependente de ambiente luminoso ainda não foi
detalhado.
O começo de estudos de anatomia e histologia foliar de Ilex sp. situa-se nos anos trinta (Gurgel 1931).
Os estudos mais recentes (Valduga 1994, Mariath et al., 1995) mostram que Ilex paraguariensis possui
estômatos só na face inferior das folhas, podendo ocorrer estômatos pequenos e gigantes. Os estômatos
pequenos podem esporadicamente estar aderidos aos estômatos gigantes. Posteriormente foram estudadas as
relações entre anatomia foliar e funcionalidade fisiológica (Sansberro et al., 2004). Este estudo mostrou que
o ABA (ácido abscísico) externamente adicionado e o sombreamento artificial, não influenciaram o número
de estômatos, mas mudaram o grau de fechamento dos mesmos no meio dia. Os autores declararam a
presença de estômatos nas faces adaxial e abaxial.
O objetivo deste trabalho foi determinar a presença de estômatos nas faces foliares (adaxial e
abaxial), analisar as diferenças no número e na distribuição de estômatos na epiderme de folhas de idades
distintas e avaliar o tempo de crescimento de folhas, originadas em plantas cultivadas em monocultura e na
sombra de sub-bosque.
Material e métodos
Em uma área de produção de matéria prima da Indústria Barão, em Barão de Cotegipe (27° 37’ 15’’ S
e 52° 22’ 47’’ W, 765m de altitude) no estado Rio Grande do Sul, foram selecionadas duas parcelas (uma no
sub-bosque da floresta com Araucaria angustifolia enriquecida com erva-mate – FUS - que apresenta um
habitat parecido como nativo desta espécie e outra em um plantio de erva-mate a pleno sol em monocultura
- MO), distantes 100 m uma da outra. Temperatura e radiação que definem dois ambientes de cultivo foram
descritos em Rakocevic et al. (2008).
As plantas de erva-mate de quatro anos de idade foram podadas em abril de 2003 em MO e FUS.
Desde junho de 2003 as populações de folhas foram marcadas em intervalo de dois meses. Em março de
2005, na fase de crescimento que define o início de brotação de outono, foram coletadas folhas de todas as
populações foliares presentes. Três folhas correspondentes a cada idade e cada ambiente foram coletadas.
Durante a coleta em MO, apenas folhas provenientes das duas últimas brotações, ou unidades de
crescimento (Silva e Rakocevic, 2010) representaram as populações foliares de um e cinco meses de idade.
Estas folhas foram emitidas em março de 2005 (unidade de crescimento formado pela brotação de outono) e
em novembro de 2004 (unidade de crescimento formado pela brotação de primavera). Folhas com 13 e 17
meses foram coletadas apenas na FUS, já que em MO ocorreu uma acentuada queda de folhas emitidas no
ciclo anual precedente. Coleta ocorreu no meio-dia, para considerar o fechamento na redução de
transpiração.
Em laboratório, as amostras de folhas foram fixadas por 48 horas em solução de FAA 70%,
transferidas para solução de álcool etílico 70% e posterior desidratação em série etílica até álcool absoluto,
por duas horas em cada série. Estas amostras foram processadas no Centro de Microscopia Eletrônica –
CME da UFPR, onde foram submetidas às técnicas de ponto crítico no equipamento BAL-TEC CPD – 030
e metalização no equipamento SCD 030 – Balzers Union FL 9496. A análise microscópica foi realizada no
microscópio eletrônica de varredura – MEV (JEOL JSM – 6360LV) (Grinmstone, 1980; Bozzola e Russell,
1992). Para cada folha foram analisadas seções das regiões apical, mediana central, mediana lateral e basal,
nas faces adaxial e abaxial. As análises foram feitas em triplicata, para avaliação do número de estômatos e
do grau de fechamento.
O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com cinco idades em FUS e
duas em MO, para quatro posições foliares (em total 16 tratamentos) em três repetições. A análise se efetuou
por Kruskal-Wallis teste não paramétrico, aplicado para pequenas amostras que não apresentam a
distribuição normal.
Resultados e discussão
A Figura 1 ilustra exemplo da epiderme na face abaxial e adaxial da região basal das folhas de um mês de
idade provenientes de dois ambientes de cultivo da erva-mate (monocultura e sub-bosque). Na Figura 2 é
apresentada epiderme da face abaxial e adaxial das folhas provenientes de sub-bosque, com 13 e 17 meses de
idade.
44
Figura 1. Região basal da folha de um mês de idade: A/ face abaxial em FUS, B/ face abaxial em MO, C/ face
adaxial em FUS; D/ face adaxial em MO.
Figura 2. Região basal da folha proveniente de FUS de: A/ face abaxial de 13 meses de idade, B/ face abaxial
de 17 meses de idade, C/ face adaxial de 13 meses de idade; D/ face adaxial de 17 meses de idade.
O registro de estômatos apenas na região abaxial das folhas (Figuras 1 e 2) classifica a erva-mate no
grupo de espécies que formam as folhas hipoestomáticas. Isso caracteriza as espécies que evitam a sombra
(‘shade-avoiders’) e protegem o aparelho fotossintético de excesso de radiação solar, o que reforça
observações anteriores sobre as reações fotomorfogenéticas desta espécie (Rakocevic et al., 2003). Assim
sendo, pode-se acreditar que as amostras de Sansberro et al. (2004) vieram de alguma outra espécie de gênero
Ilex, ou que I. paraguariensis apresenta uma larga amplitude de formas anatômicas, o que indicaria ser
interessante o desenvolvimento de estudos no futuro. As espécies com maior plasticidade para caracteres
45
ligados à sobrevivência apresentam vantagens adaptativas em ambientes instáveis, resultando no aumento da
tolerância ambiental.
Tabela 1: P-valor de teste Kruskal-Wallis de número de estômatos (por mm2) em folhas de erva-mate
dependente de: A/ idade de folha, posição de estômatos na folha e sistema de cultivo, B/ idade de folha e
posição de estômatos de folhas provenientes de monocultura (MO) e sub-bosque (FUS). Nível estatístico para
p<0.05 foi considerado significante e marcado em negrito.
O p-valor de Kruskal-Wallis teste (Tabela 1A)
mostrou uma variação no número de estômatos entre
folhas de plantas cultivadas em ambientes distintos. A
maior densidade de estômatos apresentada em MO em
relação a FUS (Figuras 1 e 3), pode ser devido ao
tamanho menor de folhas individuais em MO – pleno sol
(Rakocevic et al., 2011) e muito maior assimilação de
carbono (Rakocevic et al., 2009). Existem evidências de
que altos valores de radiação fotossinteticamente ativa
(PAR) são capazes de provocar aumentos na densidade
estomática em muitas outras espécies (Larsen e Buch
1994). A sombra de dossel é caracterizada por diminuição
não somente de PAR, mas de simultânea modificação da
sua qualidade, pela reduzida proporção de luz vermelha
(R) em comparação ao vermelho distante (FR) causado
pela seletiva absorção de radiação visível pelos pigmentos fotossintéticos e reflexão e transmissão de FR
(Holmes e Smith, 1977). As plantas percebem a sombra - a baixa razão R: FR - através de bateria de
fitocromos, especialmente o fitocromo B (Yanovsky et al., 1995). Recentemente foi mostrado que além de
alto PAR, as altas razões de R: FR (condições de pleno sol) também aumentam a densidade de estômatos na
Arabidopsis thaliana, o que se relaciona com aumento de proporção de forma ativa de fitocromo B
(Boccalandro et al., 2009).
As diferenças na densidade de estômatos também se manifestaram entre diferentes idades de folhas da
erva-mate, ou seja, entre folhas de um e cinco meses na análise geral (Tabela 1A, Figura 3). As folhas de um
mês em MO (média de 1117 por mm2) apresentaram maior densidade de estômatos em comparação com
todas as outras situações. O índice de estômatos (razão entre o número de estômatos e células epidérmicas) é
definido cedo no desenvolvimento foliar (Larkin et al., 1997). Por isso, a modificação de densidade de
estômatos no desenvolvimento foliar (Figura 3) deve-se ao crescimento celular. Os resultados mostram que
as folhas crescem até os cinco meses de idade em MO, enquanto que em FUS crescem até o fim do ciclo
anual, ou até os 13 meses.
Quanto à posição de estômatos no limbo foliar, a menor densidade foi encontrada na região apical
(Tabela 1 e Figura 3) que é a primeira região a envelhecer. Nas folhas jovens de MO houve maior
densidade de estômatos nas regiões basal e mediana, enquanto que em FUS houve nas laterais (Figura 3).
Nas folhas maduras e velhas, nos dois ambientes, constatou-se maior número de estômatos nas laterais,
mostrando que a elongação longitudinal é predominante na maturação. Folhas de cinco meses de idade, em
FUS, apresentaram maior número de estômatos do que as de 17 meses (Figura 3).
A organização das estrias epicuticulares é preferencialmente circular e em volta dos estômatos, mas
também ocorrem distribuídas aleatóriamente entre os estômatos. As estrias são mais adensadas na face abaxial
(mais curtas e próximas entre si) que na face adaxial (Figuras 1-2). Na face adaxial das folhas de MO
aparecem menor número de estrias do que em FUS (Figura 1), porém as folhas de mesma idade em MO são
mais desenvolvidas do que nas folhas de FUS, com estrias mais longas e mais esparsas. Isso mostra que folhas
em monocultura têm processo mais intensivo de maturação, mostrando que as folhas têm maior longevidade
na sombra de floresta. A folha com 13 meses, na sua face abaxial e adaxial parece ter estrias mais esparsas do
que com 13 meses (Figura 2), o que acontece pela expansão celular.
A/ Visão geral
DF
p-valor
Sistema de cultivo
1
0.0001
Idade de folha
1
<0.0001
Posição na folha
3
0.2593
B/ Número de estômatos relativo à posição de
estômatos na folha de diferentes idades
DF
p-valor
MO
1 mês
3
0.02998
5 meses
3
0.02821
p-valor
FUS
1 mês
3
0.02339
5 meses
3
0.2736
13 meses
3
0.4182
17 meses
3
0.0173
46
NÚMERO DE ESTÔMATOS/mm 2
1600
1400
base
mediana-central
mediana-lateral
apical
1200
1000
800
600
400
200
0
MO 1m
MO 5m
FUS 1m
FUS 5m
FUS 13m
FUS 17m
CULTIVO E IDADE DE FOLHAS
Figura 3. Número de estômatos (por mm2) em folhas de erva-mate dependente de idade de folha (1-17
meses), posição de estômatos na folha (apical, mediana-central, mediana-lateral e basal) e sistema de cultivo
(monocultura – MO e sub-bosque – FUS).
Neste trabalho não se coletaram as amostras diferenciadas pelo sexo das plantas nos dois ambientes,
porém, devido múltiplas características morfofisiológicas que apresentam as diferenças sexuais (Rakocevic et
al., 2009; Rakocevic e Martim, 2011), seria interessante, ampliar as futuras pesquisas de anatomia celular com
o dimorfismo sexual.
Conclusão
Os estômatos aparecem somente na face abaxial de folhas, o que classifica erva-mate no grupo das espécies
que evitam a sombra (`shade avoiders`) e protegem o aparelho fotossintético de excesso de radiação solar. Este
fato explica a adaptabilidade da erva-mate no cultivo em áreas abertas (monocultura).
As folhas cresceram até cinco meses de idade em MO, enquanto que em FUS cresceram até o fim do
ciclo anual, ou até 13 meses. O tempo de crescimento foliar e a durabilidade de folhas implicam na
necessidade de diferenciar a freqüência de poda em dois sistemas.
A densidade de estômatos apresentou-se maior nas folhas originadas de MO do que de FUS. Menor
densidade de estômatos da erva-mate foi encontrada na região apical, a região foliar que envelhece primeiro.
Nas folhas maduras e velhas, nos dois sistemas, constatou-se maior número de estômatos nas laterais,
mostrando que a elongação longitudinal é predominante na maturação.
Agradecimentos
Ao Centro de Microscopia Eletrônica da UFPR, cuja equipe foi bastante prestativa e eficiente no apoio, desde
o preparo até a visualização e captura de imagens das amostras. Ao CNPq e IICA que financiaram a bolsa de
Pesquisador Visitante para Dra M. Rakocevic.
Referencias bibliográficas
Boccalandro, H.E.; Rugnone, M.L.; Moreno, J.E.; Ploschuk, E.L.; Serna, L.; Yanovsky, M.J. e Casal, J.J. 2009.
Phytochrome B enhances photosynthesis at the expense of water-use efficiency in Arabidopsis. In: Plant
Physiology 150: 1083–1092.
Bozzola, J. F. e Russell, L.D. 1992. Electron microscopy – principles and techniques for biologists. Sudbury:
Jones and Bartlett Publishers 542p.
Carpanezzi, A.A. 1995. Cultura da erva-mate no Brasil: Conflitos e lacunas. In: Winge, H.; Ferreira, A. G.;
47
Mariath, J. E. A. e Tarasconi, L. C. (Eds.). Erva-mate: biologia e cultura no Cone Sul. Porto Alegre: Ed. da
UFRGS: 43-46.
Grimstone, A.V. 1980. O microscópio eletrônico em biologia. Tradução: Marina Silveira. In: Temas de
biologia: 11. São Paulo: Epusp, 70p.
Gurgel, L. 1931. Primeira contribuição para o estudo do mate: Histologia e anatomia de algumas variedades de
Ilex paraguariensis St. Hill. Rio de Janeiro: Instituto de Química, 91p.
Holmes, M.G. e Smith, H. 1977. The function of phytochrome in the natural environment. I. Characterization
of daylight for studies in photomorphogenesis and photoperiodism. In: Photochemistry and Photobiology
25: 533–538,
Larkin, J.; Marks, M.; Nadeau, J. e Sack, F. 1997. Epidermal cell fate and patterning in leaves. In: The Plant
Cell 9: 1109–1120.
Larsen, J.B. e Buch, T. 1995. The influence of light, NPK-fertilizer, and lime on photosynthesis, respiration, as
well as transpiration and water use efficiency of different beech provenances/Fagus sylvatica L.). In:
Forest and Landscape Research 1: 227-240.
Mariath, J.E.A. de; Coelho, G.C.; Santos R.P. dos; Heuser, E.D.; Ayub, D.M. e Cocucci, A.E. 1995. Aspectos
anatômicos e embriológicos em espécies do gênero Ilex. In: Erva-mate: biologia e cultura no Cone Sul. In:
Winge, H.; Ferreira, A. G.; Mariath, J. E. A. e Tarasconi, L. C. (Eds.). Porto Alegre: Ed. da UFRGS, p.
263-287.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S. e Takaki, M. 2003. Aspectos fotomorfogenéticos de plantas jovens de ervamate. In: Anais de 3° Congresso Sul-Americano da erva-mate, 2003, Chapecó, 5(15): 1-8.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F. e Valduga, A.T. 2008. Intensity of bitterness of processed
yerba-mate leaves originated in two contrasted light environments. In: Brazilian Archives of Biology and
Technology 51: 569-579.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Martim S.F. e Assad, E. 2009. Sexual dimorphism and seasonal changes of
leaf gas exchange in the dioecious tree Ilex paraguariensis grown in two contrasted cultivation types. In:
Annals of Applied Biology 154: 291-301.
Rakocevic, M. e Martim S.F. 2011. Time series in analysis of yerba-mate biennial growth modified by
environment. In: International Journal of Biometeorology 55(2): 161-171.
Rakocevic, M.; Costes E. e Assad E. 2011. Structural and physiological sexual dimorphism estimated from 3D
virtual trees of yerba-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) is modified by cultivation environment. In:
Annals of Applied Biology 156 (on-line).
Sansberro, P.A.; Mroginski, L.A. e Bottini, R. 2004. Foliar sprays with ABA promote growth of Ilex
paraguariensis by alleviating diurnal water stress. In: Plant Growth Regulation 42(2): 105-111.
Silva, M.H.M. da e Rakocevic M. 2010. Software for interpolation of vegetative growth of yerba mate plants
in 3D. In: Pesquisa Agropecuária Brasileira, 5(3): 244-251.
Valduga, E. Caracterização química e anatômica da folha de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hill) e de
espécies utilizadas na adulteração do mate. Curitiba, 1994. 119p. Dissertação de Mestrado (Mestre em
Tecnologia Química) – Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná (UFPR).
Yanovsky, M.J.; Casal, J.J. e Whitelam G.C. 1995. Phytochrome A, phytochrome B and HY4 are involved in
hypocotyl growth responses to natural radiation in Arabidopsis: weak de-etiolation of the phyA mutant
under dense canopies. In: Plant Cell and Environment 18: 788–79.
48
MINIESTAQUIA DE ERVA-MATE EM RELAÇÃO A MATRIZES COM DIFERENTES
IDADES
P. Pereira Pires1; I. Wendling2; E. Brondani3; D. Kratz4
1
Universidade Federal do Paraná, Av. Pref. Lothário Meissner, n°632, CEP 80.210-170, Jd. Botânico,
Curitiba/PR, Brasil. e-mail: [email protected]; 2 Estrada da Ribeira Km 111, CEP 83411-000,
Colombo/PR. e-mail: [email protected]; 3Escola Superior de Agricultura “Luiz de
Queiroz”/Universidade de São Paulo, Av. Pádua Dias, n°11, CP 9, CEP 13418-900, Piracicaba/SP, Brasil.
e-mail: [email protected]; 4 Universidade Federal do Paraná, Av. Pref. Lothário Meissner,
n°632, CEP 80.210-170, Jd. Botânico, Curitiba/PR, Brasil. e-mail: [email protected]
Resumo
A produção de mudas via sementes de erva-mate apresenta várias limitações, sendo a miniestaquia uma
alternativa para a propagação da espécie em escala comercial, porém ainda pouco estudada. Objetivou-se
avaliar a técnica de miniestaquia quanto à sobrevivência de minicepas, produção de brotações e
enraizamento de miniestacas oriundas de matrizes selecionadas de erva-mate com diferentes idades (F5 e
F7 com 80 anos; A7, A35, A21, A8 e A3 com 12 anos). A diferença de idade das matrizes mostrou-se
relevante no processo de miniestaquia. Para todas as variáveis, as matrizes mais jovens proporcionaram
melhores resultados, destacando-se a matriz A35. A partir disso, concluiu-se que a técnica de miniestaquia
é uma alternativa para a produção de mudas da espécie, devendo-se levar em consideração a idade do
material genético para a clonagem.
Palavras-chave: Ilex paraguariensis, propagação vegetativa, enraizamento, clonagem.
MINICUTTING TECHNIQUE OF MATE IN RELATION THE SELECTED TREES WITH
DIFFERENT AGES
Abstract
The production of seedlings by seeds of mate has several limitations, being minicuttings technique an
alternative to the propagation of that specie on a commercial scale, but little studied. This work aimed to
evaluate the minicuttings technique in relation the ministumps survival, shoots production and rooting of
minicuttings derived from selected trees of mate with different ages (F5 and F7 with 80 years old and A7,
A35, A21, A8 and A3 with 12 years old). The difference in age was relevant in the process of minicuttings
technique. For all variables, the younger trees provided better results, especially the clone A35. The
minicuttings technique is an alternative for the production of seedlings of mate and the age of genetic
material should be consideration for cloning.
Key-words: Ilex paraguariensis, vegetative propagation, rooting, clonage.
Introdução
A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.), espécie nativa da floresta ombrófila mista, é de grande
importância sócio-econômica para a região sul do Brasil, Paraguai e Argentina. Seu cultivo se constitui
numa das principais fontes de renda, especialmente para os pequenos e médios produtores. Apesar de ser
uma espécie utilizada há varias décadas, alguns problemas silviculturais ainda persistem, dentre os quais,
a germinação não uniforme e demorada das sementes (Fowler e Sturion, 2000). Suas folhas apresentamse como o principal produto comercializado, utilizadas, principalmente, para a fabricação de chás e
bebidas (Coelho et al., 2002).
A produção de mudas de erva-mate em escala comercial sempre foi e continua sendo efetuada
pela via seminal ou sexuada. Em vista de uma série de problemas e limitações relacionadas à semente e a
49
produção da muda via sexuada, a propagação vegetativa tem sido tema de inúmeros estudos visando
proporcionar ganhos no campo do melhoramento genético da espécie (Wendling, 2004).
Estudos referentes à estaquia de erva-mate foram realizados com a finalidade de desenvolver
protocolos para viabilizar a obtenção de mudas (Iritani e Soares, 1981; Higa, 1983; Graça et al., 1988),
porém os resultados de enraizamento não foram promissores devido aos baixos índices. Segundo Sturion
e Resende (1997), a falta de um método que possibilite a propagação vegetativa da erva-mate de forma
eficiente tem sido a principal limitação para o melhoramento genético da espécie, e, para tal, a
implementação da miniestaquia poderá vir a ser decisiva e proporcionar ganhos em escala comercial de
produção de mudas.
Em relação à técnica de estaquia convencional, a miniestaquia apresenta uma série de vantagens:
eliminação do jardim clonal de campo; maior facilidade no controle de patógenos, bem como das
condições nutricionais e hídricas no minijardim clonal; maior produtividade, uma vez que as operações de
manejo do minijardim clonal, coleta de brotações e confecção de miniestacas são mais fáceis e rápidas de
serem executadas; maior produção de propágulos (miniestacas) por unidade de área e em menor unidade
de tempo; a necessidade de menores concentrações de reguladores de crescimento vegetal e, em alguns
casos, até a sua exclusão completa; a coleta das miniestacas pode ser realizada em qualquer horário do
dia; melhor qualidade do sistema radicular em termos de vigor, número, uniformidade e volume; redução
do tempo de formação da muda no viveiro, devido ao menor tempo de permanência para enraizamento
(Wendling et al., 2003; Alfenas et al., 2004).
Ao estudar a influência da idade fisiológica da planta matriz de erva-mate na capacidade de
enraizamento, Sand (1989) observou enraizamento de 91,7% e 39,4% em estacas caulinares e foliares,
respectivamente, provenientes de plantas matrizes de um ano de idade, enquanto que apenas 6,8% e 2,6%
para aquelas oriundas de plantas de 60 anos. Estes resultados, segundo conclusões do mesmo autor,
indicam que o fator juvenilidade se perde após três anos de idade das plantas de erva-mate, sem, no
entanto, terem ainda alcançada a maturação reprodutiva, a qual iniciaria após o quinto e sexto ano de
vida.
A partir do exposto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a técnica de miniestaquia em
sistema semi-hidropônico na sobrevivência e enraizamento de miniestacas oriundas de matrizes
selecionadas de erva-mate com diferentes idades.
Material e métodos
O trabalho foi conduzido no Laboratório de Propagação de Plantas pertencente a Embrapa
Florestas-CNPF, Colombo-PR, de dezembro de 2007 a setembro de 2009.
O minijardim clonal em sistema semi-hidropônico tipo canaletão com areia foi composto por
minicepas de matrizes selecionadas com diferentes idades: F5 e F7 (80 anos), A7, A35, A21, A8 e A3 (12
anos), as quais foram propagadas pelo processo de estaquia convencional (Brondani et al., 2009). Para
tanto, as estacas foram confeccionadas com tamanho de 12 cm, contendo um par de folhas reduzidas a
50% da área foliar e tratadas com 8.000 mg.L-1 de AIB (ácido indolbutírico). Em seguida, as estacas
foram inseridas em tubetes (110 cm-3) contendo a mistura de casca de arroz carbonizada e vermiculita
média (1:1 v/v) e dispostas em casa de vegetação controlada (umidade relativa do ar acima de 80% e
temperatura entre 20-30°C) para o enraizamento durante quatro meses.
As estacas enraizadas foram transplantadas no sistema de canaletão no espaçamento 10 x 20 cm.
Uma semana após estarem estabelecidas no sistema semi-hidropônico, os ápices das mudas foram
podados a uma altura de 7 cm, sendo convertidas em minicepas para emissão das brotações a serem
usadas como miniestacas.
A solução nutritiva adotada para a condução das minicepas foi formulada de acordo à proposta
por Wendling e Dutra (2008), aplicada automaticamente por um sistema de gotejamento a uma vazão de 5
L m-2 dia-1, parcelados em três vezes.
Os intervalos de coleta das brotações (20 a 60 dias) variaram em função do vigor das minicepas e
o padrão estabelecido como ideal das brotações, o qual correspondeu de 7 a 10 cm de comprimento. No
total, foram realizadas 18 coletas, sendo a primeira realizada em 20 de dezembro de 2007 e a última em
24 de setembro de 2009. As miniestacas coletadas no minijardim clonal foram padronizadas com duas
folhas reduzidas à metade e, posteriormente, enraizadas em casa de vegetação com temperatura de 2030°C e umidade relativa do ar maior que 80%, em tubetes plásticos de 55 cm3. Não foi realizado
50
tratamento fitossanitário. O substrato foi constituído de proporções iguais de vermiculita de granulometria
média e casca de arroz carbonizada (1:1 v/v).
Foi realizado tratamento com o regulador vegetal AIB na concentração de 3.000 mgL-1 pela
imersão da base das miniestacas em solução alcoólica (50% v/v) durante 10 segundos. As miniestacas
permaneceram por 60 dias em casa de vegetação para a indução do processo rizogênico. Após esse
período, foram transferidas para casa de sombra com 50% de luminosidade, onde permaneceram por mais
20 dias para aclimatação.
O delineamento estatístico utilizado foi o inteiramente casualizado com cinco repetições de 10
miniestacas. Como variáveis respostas avaliaram-se: sobrevivência das minicepas, produção de
miniestacas por m2, sobrevivência em casa de vegetação, número de raízes por miniestaca, comprimento
total das raízes principais, número de miniestacas com calos, sobrevivência em casa de sombra (SCS%),
número de miniestacas brotadas e altura da brotação. Para a análise foi utilizada uma média das 18 coletas
em todas as variáveis mensuradas.
Os dados foram analisados pelo teste de Hartley (P<0,05) a fim de verificar a homogeneidade de
variância entre os tratamentos, e em seguida, foram submetidos à análise de variância (P<0,05 e P<0,01).
De acordo com a significância, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (P<0,05).
Resultados e discussão
A partir da análise de variância verificaram-se diferenças significativas para todas as matrizes
analisadas em relação às características avaliadas (Tabela 1).
Tabela 1. Análise de variância para SMC (Sobrevivência da minicepa), SCV (Sobrevivência miniestaca
em casa de vegetação), SCS (Sobrevivência da miniestaca em casa de sombra), PMC2 (Produção de
miniestacas por m2), NR (Número de raízes), CTR (Comprimento total de raízes), NEC (Número de
estacas com calo), NEB (Número de estacas brotadas), ALT (Altura da brotação) de minicepas de Ilex
paraguariensis em função das matrizes avaliadas.
(1)
Causas da
Quadrados Médios
GL
Variação
SMC
SCV
SCS
PMC2
NR
CTR
NEC
NEB
ALT
Tratamento
6
0,0089*
0,0801**
0,31**
3,58**
0,047**
0,254**
0,025**
0,150**
0,014**
Erro
28
0,0029
0,0089
0,01
0,11
0,005
0,011
0,001
0,0048
0,0009
Média
97,3
58,7
38,6
118,6
4,5
7,6
1,07
2,49
4,6
1,73
3,91
5,81
10,08
10,88
12,41
13,51
14,74
4,63
CVexp.(%)
* e ** valor significativo ao nível de 5% e 1% de probabilidade de erro, pelo teste F.
(1)
dados transformados por (n/10)0,5 pelo teste de Hartley ao nível de 5% de probabilidade de erro. n = dado amostrado. GL =
graus de liberdade. CVexp.(%) = coeficiente de variação experimental.
Todas as matrizes demonstraram vigor considerável ao observar a elevada sobrevivência das
minicepas. Observou-se que as matrizes F7 e A21 apresentaram valores inferiores de sobrevivência em
relação às matrizes A35 e A3. Os clones A35 e A3 demonstraram excelente vigor, com médias de 100 e
99,6% de sobrevivência das minicepas, respectivamente (Figura 1A). O bom comportamento dessas
minicepas foi semelhante ao encontrado por Wendling et al.(2007) que, trabalhando com minicepas de
erva-mate provenientes de sementes, obtiveram sobrevivência de 97% em um ano.
Quanto à sobrevivência das miniestacas em casa de vegetação, todas as matrizes, exceto a matriz
A35, apresentaram comportamento semelhante, com variação de 52,7 a 59,9%. A matriz A35 (71,2%) se
destacou mais uma vez ao apresentar a maior taxa de sobrevivência, diferindo significativamente em
relação às demais (Figura 1A). Na casa de sombra, as diferenças entre as matrizes foram mais
pronunciadas. A matriz F5 apresentou o menor percentual de sobrevivência de miniestacas, 25,1%, sem
variação significativa com a matriz A7 e a matriz A35 apresentou o melhor resultado, 52,3% de
sobrevivência (Figura 1A). Segundo Wendling e Xavier (2005) esse decréscimo na sobrevivência em casa
de sombra está relacionado às condições ambientais mais rústicas deste ambiente, levando as estacas não
enraizadas à mortalidade.
Brondani et al. (2008) trabalhando com os clones A7, A21 e A35 observaram sobrevivência na
saída da casa de vegetação de 57,1, 58,0 e 71,9%, respectivamente, e na saída da casa de sombra de
51,8% para os clones A7 e A21 e 67,5% para o clone A35. Esses resultados são semelhantes aos
encontrados neste trabalho.
51
A
B
Figura 1. Valores médios das características avaliadas durante a miniestaquia de diferentes matrizes de
Ilex paraguariensis. A: sobreviência de minicepas (SM), sobrevivência na saída da casa de vegetação
(SSCV) e sobrevivência na saída da casa de sombra (SSCS) e, B: produção de miniestacas por metro
quadrado (PMCm2).
A produção de miniestacas é outra característica que demonstra o vigor das minicepas. Essa
variável seguiu o padrão da sobrevivência. A matriz A35 apresentou a maior média de produção, ou seja,
244,3 miniestacas/m2, resultado similar ao de Wendling et al. (2007) que obtiveram, 291 miniestacas/m2 a
partir de minicepas provenientes de material seminal, demonstrando a característica de juvenilidade da
matriz A35. Já as matrizes F5, F7 e A3 tiveram produções inferiores, variando de 61,8 a 98,51
miniestacas/m2, diferindo significativamente das demais (Figura 1B). Cabe destacar que as minicepas
oriundas de matrizes de 80 anos (F5 e F7) apresentaram a produção mais baixa em relação àquelas de 12
anos, embora sem diferença significativa com as matrizes A7 e A21.
Ao avaliar a qualidade da raiz, através do comprimento total de raízes, verificou-se que as
matrizes mais jovens, como a A3 (13,7 cm) foram superiores em relação às matrizes mais velhas. Esse
fato foi verificado entre as matrizes A3 e F5, as quais diferiram significativamente e apresentaram valores
de 13,7 cm e 2,6 cm, respectivamente (Figura 2A). Wendling et al. (2006) verificaram também a
superioridade do material juvenil comparado ao adulto avaliando o comprimento de raiz. Em estudo com
mudas de erva-mate produzidas via miniestaquia, Wendling e Souza Junior (2003) observaram que as
mesmas apresentaram sistema radicial vigoroso e ramificado, enquanto as mudas originadas de estacas de
material adulto, nas mesmas condições ambientais e de manejo, adquiriram sistema radicular bem menos
desenvolvido e pouco ramificado. Para a altura da brotação também ficou clara a superioridade das
matrizes de 12 anos em relação às de 80 anos.
Sand (1989), avaliou o comprimento médio das maiores raízes de estacas oriundas de plantas de
erva-mate com seis meses, 18 meses e 60 anos de idade em comparação com estacas de rebrotes oriundos
de plantas de 60 anos. Obteve 11,5 cm, 10,6 cm, 8,4 cm e 5,8 cm, respectivamente, para os quatro
tratamentos, ressaltando a importância do fator juvenilidade dos propágulos no vigor do sistema radicular.
A
B
Figura 2. Valores médios das características avaliadas durante a miniestaquia de diferentes matrizes de
Ilex paraguariensis. A: comprimento total de raiz (CTR) e altura de brotação (ALTBR) e, B: número de
raízes principais (NR), número de miniestacas com calo (NEC) e número de miniestacas com brotações
(NEB).
52
Em relação ao número de raízes principais observou-se que a matriz A3 apresentou a maior
quantidade, ou seja, 6,2 raízes/miniestaca, embora sem diferença significativa com as matrizes A8, A21 e
A35. Por outro lado, as matrizes F5 e F7 apresentaram as menores médias, 3,0 e 2,8 raízes/miniestaca,
respectivamente, sem diferença significativa com a matriz A7 (Figura 2B), demonstrando a superioridade
das matrizes de 12 anos em relação àquelas de 80 anos. Wendling et al. (2006) também verificaram maior
número de raízes em miniestacas juvenis comparadas o às adultas de Ilex paraguariensis.
A quantidade de calo induzido na porção inferior das miniestacas mostrou-se superior nas
matrizes F5 e A7, ou seja, 1,6 miniestacas com calo para ambas. Já as matrizes A35, A8 e A3
apresentaram valores inferiores, variando de 0,5 a 0,8 miniestacas com calo. (Figura 2B). Hartmann et al.
(1997) afirmam que a formação de calo em propágulos é um indicativo do fornecimento de condições
ambientais adequadas para o enraizamento, embora, segundo resultados de Wendling et al. (2006), a
maior ocorrência de calos foi observada em material adulto e representou a não-formação de primórdios
radiciais, o que corrobora com os dados do presente estudo.
A altura da brotação, na saída da casa de sombra, mostrou a tendência do melhor desempenho das
matrizes mais jovens, entre 4,5 a 5,3 cm, ficando a matriz F5 e F7 com média de 3,6 cm e 3,7 cm,
respectivamente (Figura 2A). Durante a avaliação do número de miniestacas brotadas em casa de sombra,
o melhor desempenho das matrizes mais jovens ocorreu para a matriz A35, que apresentou média de 5,6
miniestacas brotadas. As matrizes mais velhas apresentaram valores médios de 0,9 (F5) e 0,7 (F7)
brotações para cada miniestaca (Figura 2B). Essa tendência dos melhores resultados das matrizes mais
jovens, considerando as brotações, pode ser em razão de se ter elevada relação raiz:parte aérea, assim, os
fotoassimilados são alocados, preferencialmente para a formação da parte aérea, aumentando-a,
favorecendo o crescimento e desenvolvimento da muda formada.
Conclusões
A diferença de idade das matrizes de erva-mate mostrou-se relevante no processo de
miniestaquia. Para todas as variáveis analisadas, as matrizes mais jovens proporcionaram melhores
resultados, destacando-se a matriz A35.
A técnica de miniestaquia é uma alternativa para a produção de mudas da espécie, porém deve-se
levar em consideração a idade do material genético selecionado para o processo.
Referências bibliográficas
ALFENAS, A.C.; ZAUZA, E.A.V.; MAFIA, R.G.; ASSIS, T.F. Clonagem e doenças do eucalipto.Viçosa:
Editora UFV, 2004. 442p.
BORÉM, A.; VIEIRA, M. L. C.; COLLI, W. Glossário de biotecnologia. 2. ed. Viçosa: Suprema, 2009.
186 p.
BRONDANI, G. E.; ARAÚJO, M. A. de.; WENDLING, I. KRATZ, D. Enraizamento de Miniestacas de
Erva-Mate sob Diferentes Ambientes. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, n.57, p.29-38, jul./dez.
2008.
BRONDANI, G. E.; WENDLING, I.; ARAUJO, M. A.; SANTIN, D.; BENEDETTI, E. L.; ROVEDA, L.
F. Composições de substratos e ambientes de enraizamento na estaquia de Ilex paraguariensis A. St.Hil. Floresta, v.39, n.1, p.41-49, 2009.
COELHO, G. C.; MARIATH, J. E. de A.; SCHENKEL, E. P. Populational diversity on leaf morphology
of maté (Ilex paraguariensis A. St.-Hil., Aquifoliaceae). Brazilian Archives of Biology and
Technology, Curitiba, v. 45, n. 1, p. 47-51, 2002.
FOWLER, J. A. P.; STURION, J. A. Aspectos da formação do fruto e da semente na germinação da ervamate. Colombo: Embrapa Florestas, 2000. 5 p. (Embrapa Florestas. Comunicado Técnico, 45).
GRAÇA, M. E. C.; COOPER, M. A.; TAVARES, F. R.; CARPANEZZI, A. A. Estaquia de erva-mate.
Curitiba: Embrapa Florestas, 1988. 6 p. (Circular Técnica, 18).
HARTMANN, H. T., KESTER, D. E., DAVIES JUNIOR, F. T., GENEVE, R. L. Plant propagation;
principles and practices. 6 ed. New Jersey: Prentice-Hall, 1997. 770 p.
HIGA, R. C. V. Estaquia de erva-mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire): resultados preliminares.
Silvicultura em São Paulo, São Paulo, v. 8, n. 28, p. 304-305, 1983. Edição dos Anais do Congresso
Florestal Brasileiro, 4., 1983, Belo Horizonte.
53
IRITANI, C.; SOARES, R. V. Ação de reguladores de crescimento em estacas de Ilex paraguariensis St.
Hilaire. Revista Floresta, Curitiba, v. 12, n. 2, p. 59-66, 1981.
SAND, H. A. Propagación agamica de la yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil.). Cerro Azul: INTA.
Estación Experimental Agropecuaria Misiones, 1989. 11 p. (INTA. Nota tecnica, 40).
STURION, J.A.; RESENDE, M.D. Programa de melhoramento genético da erva-mate no Centro
Nacional de Pesquisa de Florestas da Embrapa. In: CONGRESSO SUL-AMERICANO DA ERVAMATE, 1.; REUNIÃO TÉCNICA DO CONE SUL SOBRE A CULTURA DA ERVA-MATE, 2.,
1997, Curitiba. Anais. Colombo: Embrapa-CNPF, 1997. p.285-297. (Embrapa-CNPF. Documentos,
33).
WENDLING, I.; SOUZA JÚNIOR, L. Propagação vegetativa de erva-mate (Ilex paraguariensis Saint
Hilaire) por miniestaquia de material juvenil. In: CONGRESSO SUL-AMERICANO DA ERVAMATE, 3., 2003, Chapecó. Anais. [Chapecó]: EPAGRI, 2003.
WENDLING, I. Propagação vegetativa de erva-mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire): estado da arte e
tendências futuras. Colombo: Embrapa Florestas, 2004. (Embrapa Florestas. Documentos, 91).
WENDLING, I.; XAVIER, A. Influência do ácido indolbutírico e da miniestaquia seriada no
enraizamento e vigor de miniestacas de clones de Eucalyptus grandis. Revista Árvore, Viçosa, v. 29,
n. 6, 2005, p. 921-930.
WENDLING, I.; FERRIANI, A. P.; BIASSIO, A.; HEBERLE, M. Miniestaquia de propágulos juvenis
e adultos de erva-mate sob diferentes concentrações de ácido indol butírico. In: CONGRESO
SUDAMERICANO DE LA YERBA MATE, 4.; REUNIÓN TÉCNICA DE LA YERBA MATE, 4.,
EXPOSICIÓN DE AGRONEGOCIOS DE LA YERBA MATE, 2., 2006, Posadas. Actas. Posadas:
INTA, 2006. p. 189-193.
WENDLING, I.; DUTRA, L. F.; GROSSI, F. Produção e sobrevivência de miniestacas e minicepas de
erva-mate cultivadas em sistema semi-hidropônico. Pesquisa agropecuária brasileira. Brasília, v.42,
n.2, p.289-292, fev. 2007.
WENDLING, I.; DUTRA, L. F. Solução nutritiva para condução de minicepas de erva-mate (Ilex
paraguariensis St. Hil.) em sistema semi-hidropônico. Colombo: Embrapa Florestas, 2008. 4
p. (Embrapa Florestas. Circular técnica, 157).
54
ENXERTIA SERIADA E AMBIENTE NA PROPAGAÇÃO VEGETATIVA
DE ERVA-MATE
D. Santin1, I. Wendling2, E.L. Benedetti3; D. Morandi4
1
Eng. Florestal, Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas da UFV,
Viçosa, MG - BR, Bolsista CNPq, [email protected]; 2Eng. Florestal, D.S., Pesquisador da
Embrapa Florestas – CNPF, Colombo, PR – BR; 3Eng. Agrônoma, Doutoranda do Programa de PósGraduação em Solos e Nutrição de Plantas da UFV, Viçosa, MG - BR; 4Técnico em Qualidade, Baldo
S.A. Comércio, Indústria e Exportação, São Mateus do Sul, PR – BR.
Resumo
O trabalho objetivou avaliar a influência dos subcultivos de enxertia e do ambiente na sobrevivência e no
vigor de enxertos em erva-mate. O primeiro experimento comparou 2 clones e 3 subcultivos, sendo a
enxertia realizada em mudas de 1,5 anos em viveiro. Em outro experimento comparou-se: ambiente
(campo com plantas de 5 anos x viveiro com mudas de 1,5 anos) e clones (2). Avaliou-se sobrevivência e
vigor (número e comprimento de brotos). Os clones e os subcultivos afetaram a sobrevivência e o vigor
dos enxertos das mudas. A sobrevivência a campo foi 32 % superior a do viveiro. O ambiente de campo
também atuou no vigor dos clones. Dois subcultivos são suficientes para alcançar as maiores taxas de
sobrevivência e vigor na enxertia de erva-mate e, a sobrevivência e o vigor dos enxertos são favorecidos
quando a enxertia é realizada à campo.
Palavras-chave: Ilex paraguariensis, substituição de copa, produção de mudas
SERIAL GRAFTING AND ENVIRONMENT IN VEGETATIVE PROPAGATION OF MATE
TEA
Abstract
This paper aimed at assessing both the influence of grafting subculture and the environment on survival
and vigor of mate-tea grafts. The first experiment compared 4 stages, 2 clones and 3 subcultures, when
grafting was performed on 1.5-year old seedlings in nursery. On another experiment, environment (field
5-year old plants x nursery 1.5-year old plants) and clones (2) were compared for survival and vigor
(number and length of sprouts). The both clones and subcultures affected seedling grafts’ survival and
vigor. Survival was 32% higher in the field than in the nursery. Environment also acted upon the clones’
vigor. Two subcultures are sufficient for achieving the highest rates of survival and vigor in mate-tea
grafting, whereas their survival and vigor benefit from grafting performed on field.
Key words: Ilex paraguariensis, replacement canopy, seedling production
Introdução
Grande parte dos ervais em produção foram estabelecidos com mudas propagadas por sementes,
sem que estas tivessem critérios de seleção. Os raros casos em que ocorria a escolha da melhor matriz
para coleta de sementes, não ocorria o controle da polinização, já que a Ilex paraguariensis é uma planta
dióica (Ferreira et al., 1983). Isso favoreceu a formação de ervais com baixa produtividade e qualidade,
indesejável ao produtor e a indústria. Dentre vários caminhos para reverter esta situação pode-se destacar:
o rebaixamento dos ervais e a enxertia destes com material superior selecionado geneticamente e a
renovação desses ervais com mudas, sejam elas clonais propagadas assexuadamente ou por sementes
oriundas de pomares clonais.
Como plantas de erva-mate podem permanecer produtivas por mais de 100 anos (Santin, 2008),
55
talvez seja economicamente mais viável a enxertia deste material já estabelecido, do que a renovação total
desses ervais. Por outro lado, a produção de mudas por sementes enxertadas pode vir a ser uma alternativa
para frear o estabelecimento de novos ervais com mudas de material genético desconhecido, já que a
propagação vegetativa de mudas via outras técnicas ainda não está ao alcance da maioria dos viveiristas.
No entanto, quando se objetiva a multiplicação de árvores superiores visando o aumento da
produtividade, melhoria da formação de plantios clonais, deve-se lançar mão de propágulos juvenis
(Wendling et al., 2004). Neste sentido, a reversão do estádio maduro para o juvenil de plantas é obtido por
métodos de rejuvenescimento, processo esse que em espécies florestais pode ser alcançado pela técnica de
enxertia (Menzies, 1992).
Dentre os métodos mais utilizados de rejuvenescimento há destaque para a propagação vegetativa
seriada (Eldridge et al., 1994). Neste método, propágulos maduros são enxertados em um porta-enxerto
juvenil, promovendo o rejuvenescimento destes materiais. O grau de rejuvenescimento obtido depende do
número de re-enxertias do enxerto no porta-enxerto juvenil e do gênero envolvido (Huang et al., 1990).
Pesquisas têm apontado de duas a seis re-enxertias sendo um número suficiente para rejuvenescer o
material (Assis, 1996; Eldridge et al., 1994), tendo-se variações para espécies.
A propagação vegetativa é influenciada por vários fatores, dentre eles, a espécie, condições
climáticas e fisiológicas da planta-mãe (Menzies, 1992; Eldridge et al., 1994). Para erva-mate, em
especial, a variação da capacidade de propagação vegetativa entre indivíduos é alta (Prat Kricun et al.,
1986; Tavares et al., 1992; Domingos e Wendling, 2006) tornando importante testes que avaliem os
fatores matriz, rejuvenescimento e ambiente da enxertia para esta espécie. Diante do relatado, este
trabalho objetivou avaliar a influência dos subcultivos e do ambiente na sobrevivência e no vigor de
enxertos em erva-mate.
Material e métodos
Os experimentos foram instalados em agosto de 2005 na empresa Baldo S.A., em São Mateus do
Sul - PR com erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.).
O trabalho consistiu de dois experimentos fatoriais, sendo um comparando-se o efeito de clone e de
subcultivo (2x3) e, no segundo experimento testou-se o efeito de ambiente e de clone (2x2). Os
experimentos foram conduzidos em blocos ao acaso, com 5 repetições e 5 plantas por repetição. Em
ambos os experimentos avaliou-se sobrevivência e vigor dos enxertos, sendo que as características de
vigor avaliadas foram ausência de broto, broto maior e menor de 1 cm, número e comprimento médio de
brotos.
O método de enxertia utilizado, para ambos os experimentos, foi o de garfagem em fenda cheia, em
que o porta-enxerto (hipobioto) foi cortado de modo a eliminar o seu ponteiro, sem deixar ramos laterais.
Posteriormente realizou-se uma fenda de aproximadamente 5 cm no sentido longitudinal, passando pela
medula, em que foi introduzido o enxerto (epibioto) com duas ou três gemas, preparado em cunha e
amarrado com fitilho plástico. Após, envolveu-se a região enxertada com dois sacos, um de plástico e o
outro de papel manteiga, sendo respectivamente com finalidade de manter a alta umidade do local e
proteger dos raios solares (Wendling et al., 2004; Domingos e Wendling, 2006).
Experimento 1
Nesse estudo avaliou-se o efeito de dois clones (C1 e C2) e de 3 subcultivos (SI, SII e SIII) sobre a
sobrevivência e vigor de enxertos.
A enxertia foi efetuada no viveiro, em porta-enxertos produzidos por sementes com um ano e meio
de idade mantidos em embalagem plástica com dimensões de 8x12 cm. O material vegetal utilizado para
enxertia do 1º subcultivo (SI) foi coletado da base da copa de uma planta matriz feminina (Clone 1 (C1))
e outra masculina (Clone 2 (C2)), ambas com aproximadamente 80 anos de idade. O 2º e 3º subcultivos
(SII e SIII) consistiram da enxertia de propágulos coletados dos brotos respectivamente, do SI e SII
enxertado em 2003 e 2004 (Figura 1).
Os enxertos foram avaliados aos 0, 30, 70 e 105 dias após a enxertia para sobrevivência ausência
de broto, broto maior e menor de 1 cm. Aos 105 dias, além da sobrevivência, avaliou-se número e
comprimento médio de brotos dos enxertos.
56
Experimento 2
Nesse estudo, comparou-se a enxertia em ambiente de campo e viveiro para dois clone (C1 e C2).
Os propágulos utilizados para enxertia foram provenientes de 2º subcultivo. Para a enxertia de campo
utilizou-se como porta-enxertos plantas de erva-mate com cinco anos de idade que foram decepadas ao
nível do solo um ano antes da enxertia, visando à indução de brotações novas aptas para receberem o
enxerto e, no viveiro, os porta-enxertos foram mudas conforme descritas no experimento 1. Após 105 dias
da enxertia avaliou-se a sobrevivência, número médio o comprimento médio de brotos dos enxertos.
Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA), sendo que, as variáveis avaliadas em
função da época foram analisadas por regressão e, as variáveis avaliadas aos 105 dias foram analisadas
pelo teste de Tukey. Todos os testes ao nível de 5 % de probabilidade.
Figura 1: Esquema ilustrativo dos propágulos utilizados na enxertia de mudas de erva-mate em viveiro.
Matriz com aproximadamente 80 anos de idade (A); primeiro (SI) e segundo (SII) subcultivo da
enxertia realizada, respectivamente, em 2003 e 2004 (B e C) e primeiro (SI), segundo (SII) e
terceiro (SIII) subcultivo de enxertos realizados em mudas em 2005 (D, E e F).
Resultados e discussão
Experimento 1: clone e subcultivo na enxertia em viveiro
A sobrevivência diminuiu para os dois clones e em todos os subcultivos, com o aumento do tempo
de avaliação (Figura 2A). Aos 105 dias de avaliação da enxertia, a maior (68 %) e a menor sobrevivência
(0 %) ocorreu no C2, sendo respectivamente para o SII e SI, porém no SI houve mortalidade total dos
enxertos (Figura 2A). A sobrevivência do C1 no SI e SII demonstrou comportamento semelhante,
chegando aos 105 dias de avaliação com respectivamente 56 e 54 % de sobrevivência.
Aos 105 dias após a enxertia, a sobrevivência de 40 % do C1 no SIII foi inferior aos demais
subcultivos. Já no C2 o SII com 68 % de sobrevivência foi superior aos SIII e I (Figura 2E). O fato da
sobrevivência do C2 no SI ter chegado a zero já aos 35 dias após a enxertia (Figura 2A) fez com que as
variáveis broto maior e menor de 1 cm para o C2 no SI não fossem significativas (Figura 2B e C), o que
não ocorreu às demais.
Em relação à percentagem de brotos maiores que 1 cm observou-se comportamento diferenciado
dentro de cada clone (Figura 2B). Enquanto houve aumento linear para o C1 no SI e SIII, com o máximo,
57
respectivamente de 64 e 49 % aos 105 dias, o C1 no subcultivo SII (61 %), C2 no subcultivo SII (76 %) e
C2 no subcultivo SIII (45%) obtiveram valores máximos, respectivamente aos 76, 79 e 76 dias. Observase que o C1 no subcultivo SI, mostrou-se com grande potencial de crescimento, já para um maior
crescimento de brotos para o C2 dois subcultivos são recomendados.
2
2
(C1SI) y = 104,0 - 0,4571***x R = 0,800
(C1SI) y = - 6,60 + 0,674286***x R = 0,826
2
2
(C1SII) y = 106,4 - 0,5029***x R = 0,896
2
2
(C1SIII) y = 106,8 - 0,6629***x R = 0,850
(C1SIII) y = 4,80 + 0,4229***x R = 0,789
2
3
2
ns
(C2SI) y = 100,0 - 4,8952***x + 0,0735***x - 0,00034**x R = 0,999
2
(C2SI) y = 0,0
2
2
(C2SII) y = 104,0 - 0,3429***x R R = 0,882
2
(C2SIII) y = 108,0 - 0,6857***x R = 0,882
(B)
105
Broto maior de 1 cm (%)
Sobrevivência (%)
90
75
60
45
30
15
90
75
60
45
30
15
0
0
0
35
70
105
2
3
2
2
2
3
2
2
3
2
ns
2
3
2
3
2
75
80
Ausência de broto (%)
Broto menor de 1 cm (%)
(D) 100
45
30
15
0
35
70
60
40
20
0
0
105
35
Clone 1
Clone 2
Ba
Ab
Ab
30
20
10
Bc
2,0
Aab
Ab
1,5
Subcultivo
Ba
Ba
1,0
0,5
Bb
0,0
3
III
Clone 1
Clone 2
Aa
-1
Aa
II2
105
(F) 2,5
Número de broto (planta )
Aa
40
70
Época de avaliação (dias)
Época de avaliação (dias)
(E) 70
2
(C2SIII) y = 95,00 - 3,00***x + 0,0204***x R = 0,933
90
60
2
(C2SII) y = 96,80 - 2,7771***x + 0,0180***x R = 0,971
2
(C2SIII) y = 0,0 + 6,614***x - 0,1551***x + 0,000886***x R = 0,999
I1
2
2
2
(C2SII) y = 0,0 + 3,0857***x - 0,07347***x + 0,00042***x R = 0,999
0
2
2
(C2SI) y = 95,60 - 2,9257***x + 0,0196***x R = 0,947
(C2SI) y = 0,0
50
2
(C1SIII) y = 95,60 - 2,9257***x + 0,0196***x R = 0,947
(C1SIII) y = 0,0 + 6,514***x - 0,1551***x + 0,000886***x R = 0,999
0
2
(C1SII) y = 95,60 - 2,7543***x + 0,0180***x R = 0,944
(C1SII) y = 0,0 + 4,1061***x - 0,1061***x + 0,000606***x R = 0,999
2
2
(C1SI) y = 99,20 - 2,480***x + 0,0147***x R = 0,998
(C1SI) y = 0,0 + 6,00***x - 0,1404***x + 0,00079***x R = 0,999
Sobrevivência (%)
2
(C2SIII) y = - 2,40 + 1,2457***x - 0,00816**x R = 0,920
(A)
60
2
(C2SII) y = - 0,20 + 1,9371***x - 0,01224***x R = 0,999
2
(C)
2
(C1SII) y = - 1,00 + 1,6286***x - 0,01061**x R = 0,991
1I
2
II
3
III
Subcultivo
Figura 2: Sobrevivência (A), brotos maiores de 1 cm (B), brotos menores de 1 cm (C) e ausência de
brotos (D) em função do subcultivo (SI,II e III) e do clone (C1 e C2) avaliados em intervalos
de 35 dias; sobrevivência (E) e número de brotos (F) em função do subcultivo (SI,II e III) e
do clone (C1 e C2) avaliados 105 após a enxertia em mudas no viveiro. *, **, ***
significativo respectivamente a 5; 1; 0,1% e ns não significativo. Médias seguidas de pelo
58
menos uma mesma letra maiúsculas não diferem entre si para clone e, letras minúsculas não
diferem entre si para subcultivo, ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
A avaliação da percentagem de brotos menores de 1 cm demonstrou comportamento semelhante
para os clones e os subcultivos (Figura 2C). A máxima percentagem ocorreu próxima aos 35 dias de
avaliação e, aos 70 dias, todos os enxertos já haviam mais de 1 cm de comprimento. Observou-se que aos
35 dias o C1 no subcultivo SI, SIII e C2 no subcultivo SIII se destacaram com maior percentagem de
brotos menores de 1 cm.
Decorridos 70 dias da enxertia todos os enxertos, com exceção do C1 no subcultivo SI, já
apresentaram brotos (Figura 2D). Quanto ao número de brotos (Figura 2F) observa-se que o C1 para o SII
com 2,08 brotos planta-1 foi superior, mas sem diferir do SIII (1,83 brotos planta-1). Já para o C2, o SII e
SIII, respectivamente com 1,15 e 1,17 brotos planta-1 foram superiores ao SI.
Apesar de que a juvenilidade seja considerada um dos principais fatores para o sucesso da
propagação vegetativa (Huang et al., 1990; Menzies, 1992; Wendling et al., 2004; Wendling, 2004),
sendo recomendadas de duas a seis re-enxertias para a obtenção do rejuvenescimento (Assis, 1996;
Eldridge et al., 1994), com erva-mate em viveiro este trabalho mostrou que no segundo subcultivo já se
obteve o maior índice de enxertos vivos.
É importante salientar que as percentagens de brotos menores de 1 cm e a ausência de brotos muito
próximo de zero já aos 70 dias de avaliação, para os dois clones nos três subcultivos, mostra que a
avaliação de sobrevivência em enxertos com erva-mate pode ser realizada após 70 dias da enxertia.
Experimento 2: ambiente e clone na enxertia
Em relação a sobrevivência das plantas enxertadas, não houve diferença significativa entre os clones
C1 e C2, dentro de cada ambiente. No entanto, a sobrevivência dos enxertos realizados no campo (56 %)
foi 32 % superior aos do viveiro (38 %) (Figura 3A).
Em relação aos ambientes, a condição de campo também favoreceu o número (Figura 3B) e o
comprimento de brotos (Figura 3C) independente do clone. No entanto, ao compararmos os clones dentro
de cada ambiente, observa-se que em condição de campo, o clone 1 foi superior ao clone 2 em número
(6,0 planta-1) e comprimento (11,3 cm planta-1) de brotos (Figura 3B e C). Já no viveiro, não houve
diferença entre os clones para essas mesmas variáveis analisadas.
A sobrevivência, obtida por Domingos e Wendling (2006), 90 dias após a enxertia superior a 56 %
em ambiente de campo no primeiro subcultivo com matriz de aproximadamente 70 anos de idade, reforça
a idéia de que para a enxertia da erva-mate dois ou até mesmo um subcultivo de enxertia pode ser o
suficiente para melhoria significativa dos índices de sobrevivência e vigor. No entanto, pesquisas
avaliando maior número de subcultivos devem ser desenvolvidas visando uma conclusão definitiva nesta
linha do conhecimento.
6
a
Sobrevivência (%)
50
b
40
30
20
10
0
Viveiro
2
Ambiente
Clone 1
Clone 2
5
4
Ba
3
Ab
2
Ab
1
0
Campo
1
(C)
Aa
1
Campo
2
Viveiro
Ambiente
12
Comprimento (cm broto-1)
(B)
60
Número de broto (planta-1)
(A)
Aa
Clone 1
Clone 2
9
Ba
6
Ab
3
0
1
Campo
Ab
2
Viveiro
Ambiente
Figura 3: Sobrevivência (A) número de brotos (B) e comprimento dos brotos (C) de enxertos de clones
de erva-mate realizados em campo e viveiro. Médias seguidas de pelo menos uma mesma
letra maiúsculas não diferem entre si para clone e, letras minúsculas não diferem entre si para
ambiente, ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Outro fato que chama a atenção é que em alguns trabalhos com enxertia com esta espécie, no
ambiente de viveiro, o sucesso foi superior ao de campo (Niklas, 1990; Oliszeski e Neiverth, 2002),
59
porém, neste trabalho a sobrevivência e o vigor da enxertia a campo foi muito superior a do viveiro. Isso é
muito importante no que tange a possibilidade de substituição dos ervais, já estabelecidos a campo de
baixa qualidade, por enxertia com material geneticamente superior (Wendling et al., 2004). Porém, antes
de iniciar a enxertia de campo em escala comercial devem ser tomadas algumas precauções,
principalmente com testes de produtividade. Isso porque, a grande diferença entre clones, para número e
comprimento de broto no ambiente de campo (Figura 3B e C), é um forte indicativo que possa haver
diferença de produtividade. Como que o índice de sobrevivência da enxertia de campo obtido foi próximo
de 50 %, ao se trabalhar com porta-enxertos adultos, recomenda-se a decepa do mesmo rente ao solo para
forçar a brotação na base, permitindo a enxertia entre 4 a 6 brotos por cepa, impedindo que ao final se
obtenha cepas sem enxertos vivos.
Conclusões
Com base nos resultados obtidos neste estudo pode-se concluir que dois subcultivos já resultam em
melhorias significativas nas taxas de sobrevivência e vigor na enxertia de erva-mate.
A enxertia realizada a campo, além de favorecer a sobrevivência e vigor dos enxertos, também
proporciona que cada clone demonstre melhor seu potencial de crescimento e produção de brotos.
Agradecimentos
À Empresa Baldo S.A. pelo suporte estrutural e financeiro para a realização do trabalho.
Referências bibliográficas
Assis, T.F. 1996. Melhoramento genético do eucalipto. Informe Agropecuário,18(185):32-51.
Domingos, D.M. e Wendling, I. 2006. Sobrevivência e vigor vegetativo de plantas de erva-mate (Ilex
paraguariensis a. St.- Hil.) enxertadas diretamente a campo. In: Ciência Florestal, 16(1):107-112.
Eldridge, K.; Davidson, J.; Hardwiid, C. e Vanwyk, G. 1994. Eucalypt domestication and breeding.
Oxford: Clarendon Press, p. 228-246.
Ferreira, A.G.; Kaspary, R.; Ferreira, H.B.; Rosa, L.M. 1983. Proporção de sexo e polinização em Ilex
paraguariensis St. Hil. In: Brasil Florestal, 53:29-33.
Huang, L.C.; Chiu, D.S.; Murashige, T.; Gundy, M, E.F.M.; Nagai, K. e Alfarro, F.P. 1990. Rejuvenation
of trees and others perennials for restoration of plant regeneration competence. In: Torres, A.C. e
Caldas, L.S. (Eds.). Técnicas e aplicações da cultura de tecidos em plantas. Brasília:
ABCTP/EMBRAPA-CNPH, 252-264.
Menzies, M.I. 1992. Management of stock plants for the production of cutting material. In: Symposium
Mass Prodution Technology For Genetically Improved Fast Growing Forest Tree Species, Bordeaux.
Syntheses... Bordeaux: AFOCEL: IUFRO, p. 145-158.
Niklas, O.C. 1990. Injertacion de yerba mate. Citrus Misiones, Misiones, 20: 7-9.
Oliszeski, A. e Neiverth, D.D. 2002. Recuperação de erveiras nativas por enxertia. In: Boletim de
pesquisas florestais, 44:127-132.
Prat Kricun, S.D.; Belingheri, L.D.; Piccolo, G.A.; Flores, S.E.R. e Fontana, H.P. 1986. Yerba mate:
informe sobre investigaciones realizadas, período 1984-85. Cerro Azul: INTA, Estación Experimental
Agropecuaria Cerro Azul, 32 p. (INTA. Publicación Miscelánea, 15).
Santin, D. 2008. Produtividade, teor de minerais, cafeína e teobromina em erva-mate adensada e adubada
quimicamente. 114f. Dissertação, Universidade Federal do Paraná, UFPR, Curitiba, PR.
Tavares, F.R.; Pichet, J.A. e Maschio, L.M.de.A. 1992. Alguns fatores relacionados com a estaquia da
erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.). In: Congresso Florestal Estadual, 7., Nova Prata. Florestas:
Desenvolvimento e Conservação: Anais. Santa Maria: UFSM, v. 2, p. 626-640.
Wendling, I.; Hoffman, H. e Lira, A. 2004. Influência da técnica e da origem do propágulo na enxertia de
campo em erva-mate (Ilex paraguariensis Saint Hilarie). In: Boletim de Pesquisa Florestal, 49: 47-60.
Wendling, I. 2004. Propagação vegetativa de erva-mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire): estado da arte
e tendências futuras. Colombo: Embrapa Florestas, 46p. (Documentos, 91).
60
CALOGÊNESE IN VITRO A PARTIR DE FOLHAS DE ERVA MATE (Ilex paraguariensis
St.Hil.) MANTIDAS EM CASA DE VEGETAÇÃO
Degenhardt-Goldbach, J1.; Stachevski, T.W.2; Franciscon, L.3; Buss, S.4; Wendling, I.1; Dutra, L.F.5
1
Pesquisador da Embrapa Florestas, Estrada da Ribeira km 111 CEP 83411-000, Colombo, PR
[email protected]
2
Aluna do curso de Biologia da Pontifícia Universidade Católica do Paraná.
3
Analista, estatística da Embrapa Florestas
4
Aluna de Graduação do curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia, UFPR
5
Pesquisadora da Embrapa Clima Temperado
Resumo
Este trabalho objetivou avaliar a indução in vitro de calogênese em folhas de erva mate.
Inicialmente foi avaliada a calogênese em função do tamanho de folhas em meio ¼ MS, com 30 g/L de
sacarose, 0,1 g/L de mio-inositol 1 mg/L BAP, 0,2 mg/L ANA e 7 g/L de agar. A seguir, folhas de plantas
de 2 e 10 anos foram utilizadas para avaliar o efeito de fitorreguladores no mesmo meio anterior
adicionado de: zeatina (0,5; 1,0 ou 2,0 mg/L); BAP (0,5; 1,0 ou 2,0 mg/L) ou 2iP (0,5; 1,0 ou 2.0 mg/L)
combinados ou não com 1,0 mg/L de 2,4D. Observou-se que folhas de tamanho médio apresentaram
menor porcentagem de necrose, mas não foram observados calos no meio testado. No segundo
experimento, houve indução de calos em meios que continham a combinação de 2,4 D com zeatina ou 0,5
mg/L de 2ip, independentemente da idade das mudas.
Palavras-chave: organogênese; idade do explante; citocininas; auxinas
In vitro CALLOGENESIS OF YERBA MATE (Ilex paraguariensis St. Hil.) LEAVES FROM
GREENHOUSE PLANTS
Abstract
Was evaluated the in vitro callus induction on leaves of yerba mate. In the first experiment, callus
induction was evaluated regarding the size of leaves on ¼ MS medium with 30 g/L sucrose, 0.1 g/L myoinositol 1 mg/L BAP, 0,2 mg/L NAA and 7 g/L agar. In the second experiment, leaves of 2 and 10 years
plants were used to evaluate the effect of growth regulators in the same medium as before supplemented
with: zeatin (0.5, 1.0 or 2.0 mg/L), BAP (0.5; 1.0 or 2.0 mg/L) or 2iP (0.5, 1.0 or 2.0 mg/L) combined or
not with 1.0 mg/L 2,4 D. Leaves of average size showed a lower percentage of necrosis, but no
regeneration was observed in the first experiment. In the second experiment, was observed callus
induction on media containing a combination of 2.4 D with zeatin or 0.5 mg/L 2ip, regardless the age of
seedlings.
Keywords: organogenesis; explant age; citokinins, auxins
Introdução
A erva mate (Ilex paraguariensis St. Hil) é nativa da Floresta Ombrófila Mista Montana (Floresta
com Araucária) e raramente encontrada em Floresta Ombrófila Densa (Floresta Atlântica). Suas folhas
possuem um teor de cafeína não inferior ao do café, das quais se prepara o chimarrão, o tereré ou o chá
mate. Nelas são encontradas também os taninos que dão o sabor adstringente desta bebida, além de
alcalóides (Simões et al., 1998).
A multiplicação a partir de sementes é normalmente dificultada pela dormência em virtude da
imaturidade do embrião, além de dormência tegumentar, devendo passar por um período de estratificação
(Fowler & Sturion, 2000). Além disso, as sementes apresentam baixa qualidade genética e fisiológica
(Sturion, 1988; Menna, 1995) e não são indicadas para iniciarem plantios, devido à alta variabilidade
genética.
61
Técnicas de cultura de tecidos permitem diminuir o tempo de produção, auxiliam no
melhoramento genético e podem ser consideradas ferramentas biotecnológicas para o estudo do
metabolismo, fisiologia, desenvolvimento e reprodução de plantas de interesse comercial. Estas técnicas
também são muito utilizadas para a clonagem de espécies nativas e exóticas (Sado, 2009).
A micropropagação de erva mate a partir da introdução de segmentos nodais vem sendo relatada
na literatura (Zaniolo e Zanete 1999; Horbach, 2008; Cuquel, 1993, Sansberro et al., 2001; Rey et al.,
1991) e representa um método importante de resgate de material adulto. No entanto, este método ainda
apresenta várias lacunas, entre elas as altas taxas de contaminação na introdução, baixas taxas de
multiplicação e bactérias endógenas que aparecem ao longo dos subcultivos. Portanto, outras técnicas de
cultura de tecidos devem ser investigados para avaliar a viabilidade da obtenção de métodos de
propagação vegetativa mais eficientes para esta espécie.
Um aspecto importante da capacidade adaptativa dos vegetais é a competência de iniciar a divisão
celular a partir de qualquer tecido e regenerar órgãos perdidos ou mesmo poder se diferenciar em
qualquer célula especializada como resposta a um determinado estímulo (Huey et al. 2003).
A indução de calos em diferentes tecidos vegetais pode ocorrer inoculando-se explantes de
qualquer parte da planta em meio de cultura com o estímulo de reguladores de crescimento ocorre a
indução de crescimento, modificando o metabolismo celular. Nesse processo, a diferenciação e a
especialização celular são revertidas e o explante dá início a um novo tecido composto por células
meristemáticas não especializadas. Embora o calo continue desorganizado durante a multiplicação celular,
alguns tipos de células especializadas podem ser formados ao acaso por meio de centros de morfogênese.
Essas células especializadas são capazes de iniciar a formação de órgãos como raízes, brotos e embriões
somáticos (George et al. 2008). Tecidos jovens meristemáticos são os mais indicados, mas é possível
obter calogênese a partir de fragmentos já diferenciados (Loyola-Vargas & Vazquez-Flota 2006; George et
al. 2008).
A embriogênese somática é uma técnica de cultivo in vitro capaz de multiplicar clones elite. Essa
técnica apresenta vantagens sobre as demais técnicas de micropropagação, como a capacidade de produzir
grande número de embriões num espaço limitado e o desenvolvimento direto de plantas a partir de
embriões individualizados (Guerra et. al., 1999). É um processo no qual células isoladas, ou um pequeno
grupo de células somáticas, dão origem a embriões, num processo morfogenético que se aproxima da
seqüência de eventos representativos da embriogênese zigótica. A indução e o controle da embriogênese
somática são dependentes do genótipo da planta matriz, da fonte e idade do explante, e do tipo e
concentração dos reguladores de crescimento adicionados ao meio de cultura (Guerra et al. 1999).
A micropropagação da erva mate através de embriogênese somática poderia fomentar programas
de melhoramento genético e diminuir o risco de perda de material genético, a partir da conservação in
vitro. Embriões somáticos já foram obtidos a partir de embriões imaturos, tanto de forma direta (sem a
formação de calos), quanto de forma indireta (Rey et al., 2002). A calogênese é uma etapa para o
desenvolvimento de sistemas de propagação massiva de plantas por organogênese ou embriogênese
somática.
Este trabalho teve por objetivo avaliar a indução de calos em folhas de plantas de erva mate de
dois ou dez anos mantidas em casa de vegetação de diferentes tamanhos e sob diferentes concentrações de
fitorreguladores.
Material e métodos
1. Material vegetal
Os experimentos foram realizados no Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais da Embrapa
Florestas, Colombo, PR. Foram utilizadas plantas matrizes cultivadas em minijardim clonal, em sistema
semihidropônico, em casa de vegetação. Foram utilizadas plantas de dois anos, obtidas a partir de
sementes, e plantas de 10 anos, originadas por estaquia de plantas a campo selecionadas pelo programa de
melhoramento da erva mate da Embrapa Florestas.
2. Calogênese a partir de folhas
As folhas foram coletadas em solução de ácido ascórbico (0,5 g/L) e ácido cítrico (0,5 g/L). No
laboratório foram inicialmente imersas em solução de álcool 70% por 1 minuto seguido de solução de
62
NaClO 2,5% por 20 minutos. Após tríplice lavagem com água bidestilada e autoclavada, as folhas foram
cortadas com auxílio de bisturi no sentido longitudinal, e então colocadas em placas de petri com a face
adaxial voltada para o meio de cultura, conforme os respectivos tratamentos. As folhas foram mantidas no
escuro com temperatura de 23 ºC ± 2 ºC por duas semanas e então colocadas em sala de crescimento sob
fotoperíodo de 16 horas.
3. Influência do tamanho das folhas de erva mate na indução de calos
Folhas de plantas de 2 anos de idade de diferentes tamanhos foram utilizadas, sendo as pequenas
correspondentes às duas folhas mais jovens das plantas (recém emitidas), folhas médias, as duas folhas a
seguir e folhas grandes, as 2 folhas logo abaixo destas. Foram utilizados 5 explantes por placa, com 5
placas por tratamento.
O meio de cultura utilizado foi o ¼ MS (Murashige e Skoog, 1962) contendo 30 g L-1 de sacarose, 0,1 mg
L-1 de mioinositol, 1 mg L-1 de BAP (6-benzil aminopurina), 0,2 mg L-1 de ANA (ácido naftalenoacético),
e 7 g L-1 de ágar. Após 15 dias foi avaliada a contaminação dos explantes por fungos ou bactérias, a
formação de calos e a quantidade de explantes necrosados.
Os dados do experimento foram analisados por meio da análise de deviance. A distribuição de
probabilidade usada foi a binomial, o modelo mediu os efeitos de tratamentos para as variáveis. As
comparações entre os tratamentos foi feita através de contrastes ortogonais.
Efeito de fitorreguladores e da idade da planta matriz na calogênese in vitro de erva mate
Foram utilizadas plantas matrizes de 2 ou de 10 anos. Foram testados diferentes fitorreguladores e
concentrações acrescidos ao meio ¼ MS contendo 30 g L-1 de sacarose, 0,1 mg/L de mioinositol, e 7 g L-1
de ágar, conforme os seguintes tratamentos:
T0- sem fitorreguladores; T1-zeatina 0,5 mg L-1; T2- zeatina 0,5 mg L-1+ 1 mg L-1 2,4 D (ácido
diclorofenoxiacético); T3- zeatina 1,0 mg L-1; T4- zeatina 1,0 mg L-1+ 1 mg L-1 2,4 D; T5- zeatina 2,0 mg
L-1 ; T6- zeatina 2,0 mg L-1+ 1 mg L-1 2,4 D; T7-BAP 0,5 mg L-1; T8- BAP 0,5 mg L-1+ 1 mg L-1 2,4 D;
T9- BAP 1,0 mg L-1; T10- BAP 1,0 mg L-1+ 1 mg L-1 2,4 D; T11- BAP 2,0 mg L-1; T12- BAP 2,0 mg L1
+ 1 mg L-1 2,4 D; T13-2ip (6-δ-δ-dimetilamilalino-purina) 0,5 mg L-1; T14-2ip 0,5 mg L-1 + 1 mg L-1 2,4
D; T15-2ip 1,0 mg L-1; T16-2ip 1,0 mg L-1 + 1 mg L-1 2,4 D; T17-2ip 2,0 mg L-1; T18-2ip 2,0 mg L-1 + 1
mg L-1 2,4 D.
Foram utilizadas 3 placas por tratamento, com 5 explantes por placa. Após 30 dias foi avaliada a
presença de calos nos explantes.
Resultados e Discussão
1. Influência do tamanho das folhas de erva mate na indução de calos
Para avaliar a possibilidade de utilização de folhas de erva mate mantidas in vitro para indução de
calos, folhas de diferentes tamanhos/idades foram utilizadas.
Foram avaliadas folhas de 3 tamanhos diferentes (Tabela 1). A porcentagem de explantes oxidados foi
influenciada pelo tamanho das folhas. Folhas de tamanho médio apresentaram a menor porcentagem de
oxidação, indicando que estas folhas devem ser preferidas para indução de calos para embriogênese
somática ou organogênese. Normalmente, explantes mais jovens tendem a responder melhor aos
tratamentos de indução de calos. No entanto, as folhas muito jovens demonstraram sofrer mais
intensamente com a oxidação.
De acordo com a análise de contrastes ortogonais, a oxidação em folhas médias difere
estatisticamente das pequenas e grandes quando avaliadas em conjunto, e de folhas grandes isoladamente.
Com relação à contaminação por fungos, também houve diferença com relação ao tamanho das folhas
utilizadas. As folhas grandes apresentaram menor contaminação por fungos em relação às demais, mas no
entanto apresentaram 80% de oxidação.
Não foi observada contaminação por bactérias. No meio avaliado, não houve formação de calos
em nenhum dos tratamentos.
63
Tabela 1 – Porcentagem de explantes de erva mate de diferentes tamanhos contaminados com fungos ou
bactérias, oxidados e com calos em meio ¼ MS acrescido de BAP e ANA.
Tratamento
Fungos *
Bactérias
Oxidados *
Calos
T1 - pequenas
30,8±0,092
0
46,2±0,100
0
T2 – médias
42,9±0,095
0
21,4±0,079
0
T3 - grandes
7,7±0,053
0
80,8±0,079
0
* Variáveis com diferença estatistística significativa entre os tratamentos
2. Efeito de fitorreguladores e da idade da planta matriz na calogênese in vitro de erva mate
Com relação aos fitorreguladores testados na indução de calos, na maioria dos tratamentos, a
resposta de indução de calos foi independente da idade das plantas (Tab. 2). O 2,4D demonstrou ser
indispensável para a indução de calos em combinação com a zeatina ou o 2ip.
Dentre as citocininas testadas, a zeatina foi a mais eficiente, quando combinada com o 2,4D. Em
todas as concentrações testadas houve a formação de muitos calos friáveis. Na presença de zeatina sem a
adição de auxina Rey et al. 2002 induziram a formação de calos embriogênicos a partir de embriões
tratados previamente com colchicina, trifluralina ou oryzalina. A obtenção de embriões somáticos a partir
de embriões zigóticos imaturos de forma direta ou indireta foi possível também para Ilex aquifolium, I.
Cornuta e I. opaca sem a adição de fitorreguladores (Hu & Sussex, 1971; Hu et al., 1978; Hu, 1989).
Em Rosa hybrida, a combinação de zeatina e 2,4D também possibilitou a formação de embriões
somáticos (Burrell et al., 2006).
Em Quercus suber, a adição de 9 µM de zeatina e 4,5 µM de 2,4D possibilitaram a formação de
embriões somáticos a partir de folhas de plantas de 60 anos de idade. Para esta espécie os autores também
observaram pouca ou nenhuma formação de calos na presença de BAP e 2,4D (Pinto et al., 2002). Para
esta espécie, a combinação de 4,5 mM de 2,4-D e 9.1 mM de zeatina foram ainda eficientes na indução
de embriões somáticos a partir de folhas de plantas de 3 anos de idade (Pinto et al., 2001).
Na presença de 2iP houve a formação de alguns calos na menor concentração da citocinina, ou
em folhas jovens, na presença de alta concentração, na ausência de 2,4D.
Para os tratamentos com BAP, houve a formação de calos apenas na ausência da auxina, e em
concentrações diferentes para folhas de plantas jovens ou velhas. Folhas de plantas velhas exigiram maior
concentração desse fitorregulador para a formação de calos. Estes resultados corroboram aqueles obtidos
no primeiro experimento, onde BAP na presença de auxina não foi eficiente na indução de calos.
Tabela 2 – Formação de calos induzidos in vitro em folhas de erva mate de plantas de dois ou dez anos de
idade (jovens e velhas, respectivamente) em meios de cultura contendo zeatina, BAP ou 2iP nas
concentrações de 0,5; 1,0 ou 2,0 mg L-1 na presença ou ausência de 1 mg L-1 de 2,4D.
Jovens
Tratamentos P
A
Controle
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
T9
Velhas
P
A
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Jovens
Tratamentos P
A
T10
T11
T12
T13
T14
T15
T16
T17
T18
X
X
X
X
X
Velhas
P
A
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
P – presença de calos; A – ausência de calos
64
Conclusões
- As folhas de tamanho médio foram as mais adequadas para indução de calogênese, por apresentarem as
menores taxas de necrose;
- A combinação de zeatina e 2,4D foi a mais favorável para a formação de calos em folhas;
- Apesar da formação de calos, não foi encontrado o balanço hormonal propício ao desenvolvimento de
embriões somáticos e, portanto, outros fitorreguladores devem ser avaliados.
Referências bibliográficas
Burrell AM, Lineberger RD, Rathore KS, Byrne DH (2006) Genetic variation in somatic embryogenesis
of rose. HortScience, 41:1165–1168.
Cuquel, F.L. 1993 –Avaliação de métodos de estratificação para a quebra de dormência de sementes de
erva mate- Departamento de Fitotecnia e Fitossanitarismo- ACI . Agric . ,Piracicaba,51(3):415 –
421,set/dez .1993.
Fowler, J.A.P.; Sturion, J.A. Aspectos da formação do fruto e da semente na germinação da erva-mate.
Brasília: EMBRAPA, 2000. p.1-5. (Comunicado Técnico, 45).
George, E.F., Hall, M.A. & Klerk, G.D. 2008. Plant propagation by tissue culture. Vol I, The Background.
3 ed. Springer, Dordrecht, pp.508.
Guerra, M.P.; Torres, A.C.; Teixeira, J.B. Embriogênese somática e sementes sintéticas. In: Torres, A.C.;
Caldas, L.S.; Buso, J.A. Cultura de Tecidos e Transformação genética de Plantas. Brasilia,
SPI/Embrapa, v.2, 1999, p. 533-568.
Horbach,M.A.-2008 Propagação in vitro e ex vitro de erva mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire –
Aquifoliaceae) Santa Maria, RS, Brasil.
Huey, R.B., Carlson, M., Crozier, L., Frazier, M., Hamilton, H., Harley, C., Hoang, A.; Kingsolver, J.G.
2003. Plant versus animals: do they deal with stress in different ways? Integrative and Comparative
Biology 42: 415-423.
Loyola-Vargas, V.M.; Vazquez-Flota, F. 2006. Plant cell cultures protocols. 2 ed.Humana Press Inc. New
Jersey, Totowa.
Menna, A. B. Proposta para ação extensionista na cultura da erva-mate. In: WINGE, H.(1995) Murashige,
T. & Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures.
Physiology Plantarum 15: 473-496.
Pinto, G.; Valentim, H.; Costa, A.; Castro, S.; Santos, C. (2002) Somatic embryogenesis in leaf callus
from a mature Quercus suber tree. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant 38:569–572.
Pinto, G.; Amaral, R.; Santos, C.; Carnide, O. (2001) Somatic embryogenesis in calluses of leaves from
three year old Quercus suber L. plants. In: De Loose, M.; Amancio, S., eds. Quality enhancement of
plant production through tissue culture. Book of Abstracts. Second Meeting of the Cost 843 WG3,
Carcavelos, Portugal;:40–41.
Rey, H.Y.; Sansberro, P.A.; Collavino, M.M.; Daviña, J.R.; Gonzàlez, A.M.; Mroginski, L.A (2002)
Colchicine, trifluralin, and oryzalin promoted development of somatic embryos in Ilex paraguariensis
(Aquifoliaceae). Euphytica 123(1):49-56(8).
Rey, H. Y.; Burtnik, O.J.; Sansberro, P.A.; Mroginski, L.A. (1991) Medios de cultivo para el
establecimiento in vitro de explantos de la yerba mate (Ilex paraguariensis). Turrialba, 41(3):306310.
Sado, M. 2009 Efeito do 2,4-D na calogenese de Senna spectabilis (DC) Irwin et Barn (Leguminosae) e
seus compostos de reserva, São Paulo, Dissertacao, Biodiversidade vegetal e meio ambiente, São
Paulo, 2009.
Sansberro, P.A.; Mroginski, L.A.; Bottini, R. (2001) In vitro morphogenetic responses of Ilex
paraguariensis nodal segments treated with different gibberellins and Prohexadione-Ca. Plant Growth
Regulation, 34(2):209-214.
65
Simões, C. M. O., Schenkel, E.P., Gosmann, G., Mello, J. C. P., Mentz, L. A.; Petrovick, P. R. (Org).
1999.Farmacognosia:
da
planta
ao
medicamento.
Porto
Alegre:
Editora
da
Universidade;Florianópolis: EdUFSC, 323-354..
Sturion, J.A. Produção de mudas e implantação de povoamentos com erva-mate. Curitiba: EMBRAPACNPF, 1988. 10p. (EMBRAPA-CNPF. Circular Técnica, 17)
Zaniolo, S.R.; Zanette, F. (2001) Micropropagação de erva-mate a partir de segmentos nodais. Scientia
agraria, 2(1-2): 39-44.
66
EXTRAÇÃO DE DNA GENÔMICO DE AMOSTRAS FOLIARES DE ERVA-MATE
ARMAZENADAS EM SÍLICA-GEL
V.S. Diaz1, M.A.Moreno1, E.M.Ferraz1, B.Ibañes1, D.R.Kestring2, C.E.S.Seoane2, P.Y.
Kageyama1.
1
Universidade de São Paulo - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (USP/ESALQ),
Av. Pádua Dias, 11, CP 9, CEP 13418-900, Piracicaba, Brasil, [email protected];
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
2
Embrapa Florestas, Estrada da Ribeira, Km 111, CP 319, CEP 83411-000, Colombo, PR, Brasil,
[email protected]; [email protected].
Resumo
Estudos com marcadores moleculares em erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) podem ser
utilizados para diversas aplicações, desde estudos de genética de populações até programas de
melhoramento. Para trabalhos de caracterização e diversidade genética é exigido um grande
número de indivíduos, necessitando de métodos confiáveis de armazenamento. Este trabalho
avaliou a viabilidade do método de armazenamento de material vegetal foliar em sílica-gel para
extração de DNA genômico de erva-mate, comparando quantidade e qualidade do DNA total
obtido de amostras conservadas a frio e de amostras conservadas em sílica-gel. O protocolo
utilizado foi adaptado de Ferreira & Grattapaglia (1998), que consiste em: CTAB 3%, 1,4 NaCl,
20mM EDTA, 100mM Tris-HCl pH 8,0, adicionado PVP 1,0%, ß-mercaptoetanol 0,2%. Após 45
dias de armazenamento foi possível extrair DNA das amostras foliares, com boa qualidade, sem
sinais de oxidação, rastro de proteína e RNA.
Palavras-chave: preservação de amostras, análises moleculares, transporte de material,
marcadores moleculares.
EXTRACTION OF GENOMIC DNA SAMPLES OF LEAF YERBA MATE STORED IN
SILICA-GEL
Abstract
Studies with molecular markers in yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) can be used for
various applications, ranging from studies of population genetics to plant breeding. To work on
characterization and genetic diversity is required a large number of individuals requiring a
reliable method of storage. This study evaluated the feasibility of the method of storage of plant
leaf material in silica gel for extraction of genomic DNA of yerba mate comparing the quantity
and quality of total DNA obtained from samples stored cold and samples preserved in silica gel.
The protocol used was adapted from Ferreira & Grattapaglia (1998), which consists of: 3%
CTAB, 1.4 NaCl, 20 mM EDTA, 100 mM Tris-HCl pH 8.0, plus 1.0% PVP, 0 ßmercaptoethanol, 2%. After 45 days of storage was possible to extract DNA from leaf samples,
with good quality, with no signs of rust, trace of protein and RNA.
Keywords: preservation of samples, molecular analysis, material transport, molecular markers.
Introdução
Estudos com marcadores moleculares em erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) podem
ser utilizados para diversas aplicações, desde estudos de genética de populações até programas
de melhoramento. Para trabalhos de caracterização e diversidade genética é exigido um grande
número de indivíduos, necessitando de métodos confiáveis de armazenamento do material
vegetal. Sempre que possível é indicado o uso de material fresco, entretanto, em trabalhos com
populações nativas as amostras podem estar distante dos centros de pesquisa, levando por vezes
67
tempo considerável de transporte até os laboratórios.
A preservação de amostras em sílica-gel tem por vantagem conservar o material vegetal a
um baixo custo, pois dispensa estruturas de refrigeração no transporte e no local de
armazenamento (Chase e Hills, 1991). Tecidos secos em estudos moleculares são rompidos com
maior facilidade, além de serem menos suscetível à degradação química ou enzimática,
preservando desta forma o DNA com qualidade. (Murray e Thompson, 1980). Vários estudos
confirmam a eficácia da sílica-gel como método de armazenamento. Moraes Filho (2010)
comparou o uso de material conservado em sílica-gel e material fresco conservado a frio para o
gênero Citrus, e verificou que não houve diferença significativa. Santos et al. (2007)) extraiu
adequadamente DNA com material conservado em sílica-gel para a espécie Aniba rosaeodora
Ducke (Pau-rosa). Stefenon e Nodari (2003) utilizaram com sucesso a sílica-gel para Araucária; e
De Almeida Vieira et al. (2010) utilizou a sílica-gel para a extração de DNA da espécie Ficus
bonijesulapensis. Entretanto, o uso deste método de conservação deve ser realizado com cautela,
pois, como demonstrou Feres et al. (2005) a sílica-gel não foi eficaz para a obtenção de DNA de
alta qualidade em folhas de plantas de várias espécies coletadas no cerrado ou campos rupestres.
Estes estudos demonstram a necessidade de realizar estudos prévios da viabilidade da
aplicação do método. A técnica de conservação em sílica-gel, quando viável, é uma importante
ferramenta para estudos populacionais, sendo adequada a condição de trabalho de campo por ser
de simples execução; e ideal para o transporte por não necessitar de equipamentos de
refrigeração.
O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade do método de
armazenamento de material vegetal foliar em sílica-gel para extração de DNA genômico de ervamate.
Metodologia
O presente trabalho foi desenvolvido no laboratório de Biologia Reprodutiva e Genética
de Espécies Arbóreas da Universidade de São Paulo - Escola Superior de Agricultura Luiz de
Queiroz (USP/ESALQ). As amostras foliares foram coletadas de 11 indivíduos adultos de ervamate (Ilex paraguariensis St. Hil.) no município de Colombo, estado do Paraná. As amostras
foliares de cada árvore foram armazenadas em sílica-gel e também foram mantidas frescas por
meio de refrigeração de aproximadamente 05 ºC. Após 15 e 45 dias de armazenamento foi
realizado o primeiro e segundo teste de extração de DNA genômico. Foi comparada a quantidade
e qualidade do DNA total obtido do material foliar conservado a frio e do material armazenado
em sílica-gel.
O protocolo utilizado foi adaptado de Ferreira & Grattapaglia (1998), que consiste em:
CTAB 3%, 1,4 NaCl, 20mM EDTA, 100mM Tris-HCl pH 8,0, adicionado PVP 1,0%, ßmercaptoetanol 0,2%. Para extração de DNA genômico das amostras foliares foi utilizado
aproximadamente 100 mg de tecido vegetal. As amostras foram acondicionadas em microtubos
de 1,7 ml e maceradas com auxílio de nitrogênio líquido. Em seguida foi adicionado 700 µl de
tampão de extração. Os microtubos foram incubados no banho-maria à 65ºC por uma hora, sendo
agitados manualmente a cada 10 minutos. Após essa etapa, os microtubos foram resfriados até
temperatura ambiente, e foi adicionado 600 µl de clorofórmio-álcool isoamílico na proporção de
24:1. Posteriormente foram agitados e centrifugados por 10 minutos a 13.000 rpm, e o
sobrenadante, de aproximadamente 400 µl foi transferido para um novo microtubo. Em seguida
foi adicionado 400 µl de isopropanol e o material foi armazenado em freezer a -20ºC por 12
horas. Posteriormente foi centrifugado durante 10 minutos a 13000 rpm para formação dos
pellets. O sobrenadante foi descartado e os pellets foram lavados por duas vezes a 500 µl de
etanol 70%, e por uma vez a 500 µl de etanol 95%. Retirado o etanol os microtubos
permaneceram à temperatura ambiente sobre a bancada por aproximadamente 05 horas para
secagem. Os pellets foram ressuspendidos com 60 µl de tampão TE (10 mM Tris- HCl, 1 mM de
68
EDTA, pH 8,0) acrescido de RNAse (15 mg / ml) e incubados a 37ºC por uma hora. Após essa
etapa, as amostras foram armazenadas a -20ºC.
A quantificação do DNA foi realizada por meio da análise comparativa com amostras de
concentração conhecida (λ) de 50 µl, 100 µl e 300 µl. O DNA das amostras e os λ foram
submetidos à eletroforese durante 30 minutos em gel de agarose a 1% corado com brometo de
etídio e visualizado sob luz ultravioleta.
Resultados e Discussão
De acordo com apresentado nas figuras 1 e 2, foi possível extrair DNA de boa qualidade
do material conservado em sílica-gel. As amostras não apresentaram sinais de oxidação, rastros
de proteína e RNA. A principal diferença entre os dois períodos de armazenamento foi a
quantidade de DNA obtido, menor para o período de armazenamento de 45 dias. Os resultados
indicam que a sílica-gel é uma técnica viável de armazenamento de amostras foliares para a ervamate. A escolha do método de armazenamento deve considerar o tempo entre a coleta e o
transporte ao centro de pesquisa. Nesse sentido, a técnica de conservação em sílica-gel é
adequada a condição de trabalho de campo onde o transporte até os laboratórios podem
necessitar de um tempo considerável. Para coleta em locais próximos, onde é menor esse
intervalo de tempo, o uso de material fresco é mais indicado.
Figura 1: gel de quantificação de amostras
com 15 dias de armazenamento
Figura 2: gel de quantificação de amostras
com 45 dias de armazenamento
Conclusão
Foi possível extrair DNA genômico sem sinais de oxidação, rastro de proteína e RNA das
amostras armazenadas em sílica-gel.
Agradecimentos
Ao CNPq pela bolsa de mestrado do primeiro autor, processo 147251/2010-9.
Referências
Almeida Vieira, F.; Da Silva Santana J. A.; Dos Santos, R. M. Métodos de extração de DNA e
seleção de primers de cpDNA para Ficus bonijesulapensis (Moraceae). Revista Caatinga, v.
23, n. 4, p.69-74. 2010.
Chase, M.; Hills, H. Silica-gel - an ideal material for field Preservation of leaf samples for DNA
studies. Taxon, v. 40, n. 2, p. 215-220, 1991.
Feres, F.; Souza, A. P.; Amaral, M. C.; Bittrich, V. Evaluation of methods of Neotropical Savanna
69
plant samples preservation for yielding high quality DNA for molecular studies. Revista
Brasileira de Botânica, v. 28, p. 277–283, 2005.
Ferreira, M.E.; Grattapaglia, D. Introdução ao uso de marcadores moleculares em análise
genética. 3. ed. Brasília:EMBRAPA-CENARGEN, 220p.1998.
Moraes Filho, R. M.; Jimenez, H. J.; Martins, L. S. S.; Montarroyos, A. V. V.; Musser, R. S.;
Ferreira da Silva, E.; Moura da Silva, M. Estudo comparativo entre protocolos de extração de
DNA para o gênero Citrus. Star, v.1, p.6-8, 2010.
Murray, M. G.; Thompson, W. F. Rapid isolation of high molecular weight plant DNA. Nucleic
Acids Research, v. 8, n. 19, p.4321, 1980.
Novaes, R.; Rodrigues, J.; Lovato, M. An efficient protocol for tissue sampling and DNA
isolation from the stem bark of Leguminosae trees. Genetics and Molecular Research, v. 8, n.
1, p. 86-96, 2009.
Santos, R. P.; Angelo, P. C. D. S.; Quisen, R. C.; Oliveira, C. L.; Sampaio, P. D. T. B. RAPD em
Pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke): adaptação do método para coleta de amostras in situ,
ajuste das condições de PCR e apresentação de um processo para selecionar bandas
reprodutíveis. Acta Amazonica, v. 37, n. 2, p.253-259. 2007.
Stefenon, V. M.; Nodari, R. O. Marcadores moleculares no melhoramento genético de araucária.
Revista Biotecnologia Ciência & Desenvolvimento. Edição nº, v. 31, p. 95, 2003.
70
ACLIMATIZAÇÃO E ENRAIZAMENTO EX VITRO DE MICROESTACAS JUVENIS
DE ERVA-MATE
K. M. Quadros1; D. A. Bisognin; R. T. Silveira; M. Comiran.
1
Universidade
Federal
de
Santa
Maria,
CEP:
97105-900,
Santa
Maria
(RS).
e-mail:
[email protected]
O objetivo deste trabalho foi desenvolver um protocolo de aclimatização e enraizamento ex vitro de
microestacas de erva-mate. Para tal, foram utilizadas microestacas de cerca de 1 cm de comprimento,
retiradas de microcepas in vitro oriundas de embriões zigóticos, e colocadas a enraizar ex vitro. Um
ensaio foi realizado em sala de cultivo do laboratório, e foram avaliados diferentes concentrações de AIB
e diferentes substratos. Outro ensaio foi realizado em câmara úmida na casa de vegetação e foram
avaliados os mesmos substratos e diferentes composições de substratos. O enraizamento e a aclimatização
ex vitro de microestacas pode ser realizado em câmara úmida, e é necessário o uso de AIB, sendo
eficiente a concentração de 1000 mg L-1. A composição de casca de arroz carbonizada + areia + substrato
é aconselhada.
Palavras-chave: Ilex paraguariensis; substrato; AIB; propagação vegetativa; produção de mudas.
ROOTING AND EX VITRO ACCLIMATIZATION MICROCUTTINGS
JUVENILE OF YERBA MATE
The objective of this study was to develop a protocol for rooting and acclimatization ex vitro of yerba
mate microcuttings. For these purposes, microcuttings about 1 cm in length, taken from microstumps in
vitro originated from zygotic embryos, and placed in rooting ex vitro. An experiment was conducted in
the laboratory room cultivation, and evaluated different concentrations of IBA and different substrates.
Another experiment was conducted in humid chamber in the greenhouse and evaluated the same type of
substrates and different substrate compositions. Rooting and acclimatization ex vitro of microcuttings can
be performed in a humid chamber, and requires the use of IBA being efficient the concentration of 1000
mg L-1. The composition of carbonized rice husk + sand + substrate is recommended.
Key words: Ilex paraguariensis; substrate; AIB; vegetative propagation; plantlet production.
Introdução
A erva-mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire) foi o primeiro produto das exportações brasileiras
e ainda se constitui em uma das principais fontes de renda para pequenos e médios produtores da região
de ocorrência da espécie (Leontiev-Orlov, 2003). É uma planta de difícil propagação por sementes por
apresentar dormência tegumentar e embrionária (Backes y Irgang, 2002). Além do baixo poder
germinativo (de 5 a 20%), as mudas produzidas por semente apresentam baixa qualidade genética e
fisiológica, resultando em povoamentos desuniformes e de baixa produtividade (Sturion, 1988).
O cultivo in vitro, acelera a propagação da espécie e se constitui em uma ótima fonte de explantes
devido à natureza juvenil que confere alto poder regenerativo e maior capacidade de enraizamento aos
propágulos (Hu y Ferreira, 1990; Litz, 1991; Hartmann et al., 2002). A técnica de microestaquia, onde
plantas produzidas in vitro são podadas continuamente para fornecer novos propágulos vegetativos
(Ferrari y Wendling, 2004), pode maximizar o enraizamento. O enraizamento das microestacas pode
ocorrer in vitro ou ex vitro direto em substratos. O enraizamento em substrato produz um sistema
radicular de melhor qualidade e com maior número de raízes secundárias, possibilitando maior
suprimento de água e nutrientes para a planta e evitando a desidratação. (Xavier et al., 1997; Díaz-Pérez
et al., 1995).
Vários fatores influenciam no desenvolvimento das raízes e formação da parte aérea da planta
propagada, como a combinação de fitohormônios, o substrato utilizado, o ambiente de enraizamento (a
luz, a umidade e a temperatura) e o tipo e estágio fisiológico da planta matriz e do propágulo (Gomes,
1987; Malavasi, 1994). O ácido indolbutírico (AIB) é a auxina mais utilizada para estimular o
enraizamento dos propágulos, devido à baixa toxidez para a maioria das espécies. No entanto, a
71
concentração de deve ser adequada para cada espécie e tipo de propágulo (Titon, 2003). O substrato de
enraizamento deve possuir baixa densidade, boa capacidade de absorção e retenção de água, boa aeração
e drenagem para evitar o excesso de umidade, além de ser isento de patógenos e substâncias tóxicas
(Kämpf, 2005; Wendling, 2002). No ambiente de propagação, a temperatura e a umidade relativa do ar
exercem papel fundamental no enraizamento, sendo a faixa ideal de temperatura entre 25 e 30 °C e
umidade do ar acima de 80% (Goulart y Xavier, 2008). Na microestaquia, o enraizamento se dá em
câmara úmida, na sala de cultivo (Horbach, 2008) ou em casa de vegetação (Higa, 1983), no entanto não
há registros de trabalhos que relacionem o ambiente de enraizamento na microestaquia de erva-mate.
O objetivo deste trabalho foi desenvolver um protocolo de aclimatização e enraizamento ex vitro
de microestacas de erva-mate.
Material e métodos
Os experimentos foram conduzidos no Núcleo de Pesquisa em Melhoramento e Propagação
Vegetativa de Plantas, do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, RS. As
microcepas foram formadas a partir de embriões excisados de sementes (Horbach, 2008). Estas plântulas
formadas tiveram seus ápices podados formando microcepas, de onde foram retiradas brotações para a
condução dos experimentos. Em câmara de fluxo laminar, as brotações das microcepas in vitro foram
coletadas, e as microestacas foram padronizadas para o comprimento de 0,5 a um cm, com um segmento
nodal e uma ou duas folhas cortada pela metade.
As microestacas foram avaliadas aos 30 dias quanto à porcentagem de mortalidade, de formação
de calo, de enraizamento, de brotação e de inalteradas (quando a estaca estava viva, mas não enraizou,
não emitiu brotação e nem perdeu suas folhas primarias).
Em ambos os experimentos, o delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com
cinco repetições de quatro microestacas cada, ou seja, 20 estacas por tratamento. Os dados foram
submetidos à análise da variância e as médias comparadas por regressão ou teste de Tukey, conforme o
caso, com o auxílio do programa Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) 7.5 para Windows
(SPSS Inc. Chicago II).
Ensaio 1: Previamente ao plantio, a base da microestaca foi imersa por 10 s em uma solução de AIB,
diluído em solução alcoólica na proporção de 50%. Os tratamentos foram as concentrações de 0, 250,
500, 1.000 e 2.000 mg L-1 de AIB. As microestacas foram então plantadas individualmente em copos
plásticos drenados, contendo substrato comercial esterilizado. Os copos plásticos foram fechados com
filme de PVC transparente, colocados em bandejas de polietileno com uma lâmina de água e mantidos em
sala de incubação com fotoperíodo de 16 h e temperatura de 25°C. Foram feitas irrigações diárias com
água destilada e, a cada dois dias, com sais de MS (Murashige y Skoog,1962).
Após definida a concentração de AIB, foi realizado estudos com substratos. A base das
microestacas foi imersa por 10 s em solução de 1.000 mg L-1 de AIB e plantadas em substrato esterilizado
e mantidos em sala de incubação. Foram avaliados os substratos areia de granulometria média, casca de
arroz carbonizada, vermiculita de granulometria média, fibra de coco comercial e substrato comercial.
Ensaio 2: As microestacas padronizadas tiveram sua base mergulhada por 10 s em solução de 1.000 mg
L-1 de AIB e então plantadas individualmente em copos plásticos com o substrato. Foram testados os
mesmos substratos utilizados para o ensaio 1, além de diferentes composições de substrato (casca de arroz
carbonizada + areia de granulometria média (1:1); casca de arroz carbonizada + areia de granulometria
média + substrato (1:1:1); casca de arroz carbonizada + substrato comercial (1:1). Os copos plásticos
drenados foram mantidos em bandejas de polietileno em câmara úmida disposta dentro da casa de
vegetação climatizada.
Resultados e discussão
Ensaio 1: Não houve efeito de concentrações de AIB somente para a mortalidade das
microestacas mantidas em sala de cultivo. Para os demais parâmetros avaliados, o ponto de máxima
eficiência técnica foi aproximadamente 1.000 mg L-1 de AIB. (Figura 1). As microestacas não enraizaram
quando não foram tratadas com AIB, além de ter ocorrido a oxidação. A concentração de 2.000 mg L-1 de
AIB indicou um possível efeito de fitotoxidez, pelo fato de que algumas plantas deste tratamento
apresentaram escurecimento na base das microestacas, interferindo na formação de raízes e na emissão de
72
brotos. As microestacas tratadas com 1.000 mg L-1 de AIB obtiveram as melhores porcentagens para os
parâmetros avaliados, visando a formação de muda.
150
100
50
0
0
500
1000
Calo
A
1500
2000
Y= -2,9567E-5X +0,0814X
2
R = 0,836
80
60
40
20
0
0
500
500
1000
D
2
1500
2000
Microestacas
(%)
Microestacas
(%)
0
2000
Enraizamento
C
Y= 2,997E-5X +0,648X+49,769
2
R = 0,279
80
60
40
20
0
1500
Concentrações de AIB (mg L )
Concentrações de AIB (mg L )
2
1000
-1
-1
Inalteradas
B
2
Microestacas
(%)
Microestacas
(%)
Brotação
Y= -3,371E-5X +0,0850X
2
R = 0,76046
100
50
0
0
500
1000
1500
2000
-1
Concentrações de AIB (mg L )
Concentrações de AIB (mg L-1)
Figura 1 – Parâmetros observados no enraizamento de microestacas de erva-mate com diferentes doses de AIB (0,
250, 500, 1.000 e 2.000 mg L-1) em avaliação aos 30 dias. Porcentagem de enraizamento (A), de calo (B), de estacas
inalteradas (C) e de brotação (D). Santa Maria, RS.
Pedrotti y Voltolini 2001, encontraram resultados similares trabalhando com microestaquia de
maçã (Malus pumila Mill), pois as maiores porcentagens de enraizamento foram quando as microestacas
foram tratadas com 500 e 1.000 mg.L-1 de AIB (82 e 84% respectivamente), e, além disto, concentrações
superiores a 1.000 mg.L-1 de AIB também foi prejudicial, inibindo a porcentagem de enraizamento nessa
espécie,. Em oposição a esses resultados, Pompelli y Gerra (2006), pesquisando bromélia (Dyckia
distachya Hassler), observaram que a porcentagem de enraizamento e o tamanho das raízes formadas ex
vitro, não foram influenciados pela aplicação de AIB.
Houve mortalidade de 100% das microestacas plantadas em vermiculita e mantidas em sala de
incubação, sendo este tratamento eliminado. Houve diferença significativa para todos os parâmetros
avaliados, exceto para porcentagem de microestacas inalteradas (Tabela 1).
Tabela 1 - Porcentagem de enraizamento, de brotação, de calo, de microestacas inalteradas e de mortalidade de microestacas de
erva-mate, utilizando diferentes substratos e sala de cultivo como ambiente de enraizamento, em avaliação 30 dias
após instalação de experimento. Santa Maria, RS, 2008.
Substrato
Areia média
Casca de arroz
Substrato comercial
Fibra de coco
Enraizamento
(%)
5,0 b*
45,0 a
20,0 ab
10,0 ab
Brotação
(%)
25,0 b
80,0 a
70,0 ab
35,0 ab
Calo
(%)
0b
55 a
50 a
55 a
Inalteradas
(%)
30 a
25 a
20 a
0a
Mortalidade
(%)
65 c
5a
20 ab
45 bc
*Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5 % de probabilidade de erro.
A casca de arroz apresentou porcentagem de enraizamento, de brotação e de calo superior á areia
média, além da porcentagem de mortalidade inferior á esse tratamento. Embora não tenha apresentado
diferença significativa entre os tratamentos, no substrato areia, a presença de calo foi nula e no substrato
fibra de coco, a taxa de microestacas inalteradas foi nula. Em analogia, Schuch et al (2007), na
microestaquia de mirtilo (Vaccinium ashey Reade), obteve a taxa de sobrevivência estatisticamente
superior utilizando o substrato comercial à base de casca de pinus quando comparado à areia. Maciel et al
(2002) encontrou resultados contrários á esses, pois no enraizamento ex vitro de macieira (Malus
prunifolia Willd Borkh), a casca de arroz carbonizada foi eficiente. Com o uso do substrato solo na
aclimatização de mudas de marmeleiro (Cydonia oblonga Mill.) ocorreu morte total das mudas (Erig y
Schuch, 2004). A utilização de substratos que permitam o controle de incidência de patógenos nas
microestacas é de fundamental importância principalmente quando o enraizamento ocorre em sala de
incubação ainda dentro do laboratório de cultura de tecidos. A areia, a vermiculita, a fibra de coco, a casca
73
de arroz carbonizada e o substrato comercial podem ser esterilizados por autoclavagem, auxiliando no
controle da contaminação de microestacas. Além dessas características dos substratos, a condição
fisiológica do genótipo utilizado terá influência no tempo necessário para a indução de raízes em
microestacas (Díaz-Perez et al., 1995; Lê y Collet, 1991).
Quando as microestacas foram aclimatizadas e enraizadas em câmara úmida, não houve diferença
entre os substratos, exceto para porcentagem de mortalidade (Tabela 2).
Tabela 2 - Porcentagem de enraizamento, de brotação, de calo, de microestacas inalteradas e de mortalidade de microestacas de
erva-mate, utilizando diferentes substratos e câmara úmida, em casa de vegetação como ambiente de enraizamento,
em avaliação 30 dias após instalação de experimento. Santa Maria, RS, 2008.
Substrato
Areia média
Casca de arroz
Substrato comercial
Fibra de coco
Vermiculita
Enraizamento
(%)
55,0 a
35,0 a
40,0 a
5,0 a
30,0 a
Brotação
(%)
0a
5,0 a
0a
10,0 a
5,0 a
Calo
(%)
15,0 a
0a
15,0 a
5,0 a
5,0 a
Inalteradas
(%)
30,0 a
25,0 a
35,0 a
20,0 a
40,0 a
Mortalidade
(%)
5,0 b
35,0 ab
15,0 b
65,0 a
25,0 b
*Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5 % de probabilidade de erro.
A porcentagem de brotação e de presença de calo foi baixa em todos os tratamentos avaliados.
Microestacas plantadas em substrato comercial apresentaram a maior porcentagem de brotação, quando
comparada as estacas plantadas em fibra de coco.
Avaliando a composição de substratos para o enraizamento de microestacas em câmara úmida,
observou-se que todos os parâmetros avaliados apresentaram diferença entre os tratamentos, exceto para a
presença de calo (Tabela 3).
Tabela 3 - Porcentagem de enraizamento, de brotação, de calo e de mortalidade de microestacas de erva-mate, utilizando
diferentes composições de substratos (casca de arroz carbonizada e areia média – C A; casca de arroz carbonizada e
substrato comercial – C S; casca de arroz carbonizada, areia média e substrato comercial – C A S) em câmara úmida,
na casa de vegetação como ambiente de enraizamento, em avaliação 30 dias após instalação de experimento. Santa
Maria, RS, 2008.
Substrato
CA
CS
CAS
Enraizamento
(%)
50,0 b
85,0 a
95,0 a
Brotação
(%)
15,0 b
80,0 a
70,0 a
Calo
(%)
25,0 a
10,0 a
10,0 a
Mortalidade
(%)
50,0 b
15,0 a
5,0 a
*Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5 % de probabilidade de erro.
A composição de casca de arroz carbonizada + substrato comercial, e a casca de arroz
carbonizada + areia + substrato comercial apresentaram as maiores porcentagens de enraizamento, de
brotação e a menor porcentagem de calo do que a composição de casca de arroz carbonizada + areia.
Geralmente, o substrato puro pode não atender de maneira equilibrada todas as características físicas
necessárias para a espécie, como aeração ou absorção e retenção de água. Portanto, a composição de mais
de um material pode ser a alternativa para que substratos apresentem melhores características visando o
enraizamento e crescimento de plantas. Na propagação de maracujá, o uso de casca de arroz carbonizada
provocou a desidratação e prejudicou a sobrevivência das estacas. No entanto, a mistura de casca de arroz
carbonizada com vermiculita permitiu atingir níveis intermediários de retenção de água, variando a
aeração e a disponibilidade de água nos substratos, favorecendo a propagação desta espécie (Souza et al.,
2006). Na miniestaquia de erva-mate, Wendling y Souza Junior (2003), obtiveram a média geral de 75%
de enraizamento quando utilizaram a composição de casca de arroz carbonizada, vermiculita e substrato
comercial (3,5:3,5:3). No presente estudo ficou evidente que a composição de substrato, com mais de um
material promoveu o maior enraizamento das microestacas de erva-mate. Em adição, a utilização de casca
de arroz carbonizada com areia e substrato comercial é eficiente para o enraizamento de microestacas em
câmara úmida.
Conclusões
No enraizamento e aclimatização ex vitro de microestacas de erva-mate retiradas de microcepas
74
in vitro oriundas de embriões zigóticos, a utilização de AIB é necessária sendo que a concentração de
1.000 mg L-1 é eficiente.
O substrato vermiculita não é indicado para enraizamento de microestacas em sala de cultivo.
Em adição, a utilização da câmara úmida em casa de vegetação é apropriada para o enraizamento
de microestacas de erva-mate e a composição de casca de arroz carbonizada + areia + substrato pode ser
utilizada.
Referências Bibliográficas
Backes, P.; Irgang, B. 2002. Árvores do Sul: guia de identificação e interesse ecológico. 1° ed., Rio de
Janeiro: Instituto Souza Cruz, 326p.
Díaz-Pérez, J.C.; Sutter; E.G.; Shackel, K.A. 1995. Acclimatization and subsequent gas-exchange, water
relations, survival and growth of microcultured apple plantlets after transplanting them in soil.
Physiologia Plantarum, Copenhagen, v. 95, n. 2, p.225-232.
Erig, A.; Schuch, M.W. 2004. Schuch, M.W. Enraizamento in vitro de marmeleiro cv. MC como portaenxerto para a pereira e aclimatização das microestacas enraizadas. Ciência Rural, Santa Maria, v.34,
n.5, p.1443-1449.
Ferrari, M. P.; Wendling, I. 2004. Influência da utilização de antioxidantes na enxertia de erva-mate (Ilex
paraguariensis Saint Hilaire). Colombo – PR: Embrapa Florestas - CNPF,. 3 p. (Comunicado
Técnico, n. 109).
Gomes, A. L. 1987. Propagação clonal: princípios e particularidades. Vila Real: Universidade de Trás-osMontes e Alto Douro. 69p. (série Didáctica, Ciências Aplicadas, 1).
Goulart, B.; Xavier, A. 2008. Efeito do tempo de armazenamento de minestacas no enraizamento de
clones de Eucalyptus grandis x E. urophylla. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 32, n. 4, p. 671-677.
Hartmann, H. T.; Kester, D. E.; Davies, Jr. F. T.; Geneve, R. L. 2002. Plant propagation: principles and
practices. 7th ed, Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 847 p.
Higa, R.C.V. 1983. Propagação vegetativa da erva-mate (Ilex paraguariensis St Hil.) por estaquia. In:
Seminário sobre atualidades e perspectivas florestais, Silvicultura da erva-mate, 10, 1983, Curitiba.
Anais: Curitiba-CNPF. p 119-123. (Documentos, 15).
Horbach, M. A. 2008. Propagação in vitro e ex vitro de erva-mate (Ilex paraguariensis Saint HilaireAquifoliaceae). 52 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) - Universidade Federal de
Santa Maria, Santa Maria. 52p.
Hu, C. Y.; Ferreira, A. G. 1990. Cultura de embriões. In Torres, A. C.; Caldas, L. S. (Org.) Técnicas e
aplicações da cultura de tecidos de plantas. Brasília: EMBRAPA-CNPH,. p. 71- 86.
Kämpf, A.N. 2005. Produção comercial de plantas ornamentais. Guaiba: Agrolivros,.256p.
Lê C.L.; Collet G.F. 1991. Micropropagation de porte greffe de pommier. Revue Suisse de Viticulture,
Arboriculture et Horticiculture, v.23, n.3, p.201-204.
Leontiev-Orlov, O.A. 2003. Estudos de multiplicação in vitro com a matriz de erva-mate cambona-4. In:
CONGRESSO SUL-AMERICANO DA ERVA-MATE, 3; FEIRA DO AGRONEGÓCIO DA ERVAMATE, 1., Anais... disponível em CD-ROM.
Litz, R. E. 1991. Cultivo de embriones y óvulos. In: Roca, W. M.; Mroginski, L. A.; (Org.). Cultivo de
tejidos en la agricultura: fundamentos y aplicaciones. Cali, Colombia: CIAT, p. 295-312.
Maciel, S. C; Voltolini, J. A.; Pedrotti, E. L. 2002. Enraizamento ex vitro e aclimatização do portaenxerto de macieira marubakaido micropropagado. Revista Brasileira de Fruticultura, v.24. p 289292.
Malavasi, U. C. 1994. Macropropagação vegetativa de coníferas – perspectivas biológicas e operacionais.
Floresta e Ambiente , v. 1, n. 1, p. 131-35.
Murashige, T.; Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue
culture. Physiologia Plantarum, v. 15, p. 473-497.
Pedrotti, E. L.; Voltolini, J. A. 2001. Enraizamento ex vitro e aclimatização do porta-enxerto de macieira
m.9. Revista Brasileira de Fruticultura, v. 23, n. 2, Jaboticabal. 62p.
Pompelli, F. M.; Guerra, M. P. 2006. Enraizamento in vitro e ex vitro de Dyckia distachya Hassler, sob
diferentes concentrações de AIB. Floresta e Ambiente, v. 12, n. 2, p. 42 – 49.
Schuch, M. W.; Rossi, A.; Damiani, C. R.; Soares, G. C. 2007. AIB e substrato na produção de mudas de
mirtilo cv. “Climax” através de microestaquia. Ciência Rural, Santa Maria, v. 37, n. 5, p. 1446-1449.
75
Souza, P. V. D.; Carniel, E.; Fochesato, M. L. 2006. Efeito da composição do substrato no enraizamento
de estacas de maracujazeiro azedo. Revista. Brasileira de Fruticultura, SP, v. 28, n. 2, p. 276-279.
Sturion, J. A. 1988. Produção de mudas e implantação de povoamentos com erva-mate. Colombo:
Embrapa Florestas – CNPF,.10 p. (Circular Técnica, n.17).
Titon, M., A. Xavier; Otoni, W. C; Reis, G. G. 2003. Efeito do AIB no enraizamento de miniestacas e
microestacas de Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 27, n. 1, p.
1-7.
Xavier, A.; Comério, J.; Iannelli, C. M. 1997. Eficiência da microestaquia e da micropropagação na
clonagem de Eucalyptus spp. In: IUFRO CONFERENCE ON SILVICULTURE AND
IMPROVEMENT OF EUCALYPTS, 1997, Salvador. Proceedings... Colombo, PR: EMBRAPA,. v.
4, p. 40-45.
Wendling, I. 2002. Rejuvenescimento de clones de Eucalyptus grandis por miniestaquia seriada e
micropropagação. 2002. 99 p. Tese (Doutorado em Ciência Florestal) – Universidade Federal de
Viçosa, Viçosa.
Wendling, I.; Souza Junior. 2003. L. Propagação vegetative de erva-mate (Ilex paraguariensis St Hil.) por
miniestaquia de material juvenil. In: Congresso Sul-Americano de erva-mate, 3; Feira do
Agronegócio da erva-mate, 1, Chapecó. Anais Epagri, 8p. 1 CD-Rom.
76
ADUBAÇÃO NITROGENADA NA FERTIRRIGAÇÃO DE MINICEPAS DE Ilex
paraguariensis St. Hil.
Lucas Scheidt da Rosa1 Fernando Grossi2 Ivar Wendling3 Gilvano Ebling Brondani4
1
Coordenador Florestal – Plantar SA – Tres Lagoas/MS. E-mail: [email protected], 2DS,
Professor no Depto Engenharia Florestal – UFPR. E-mail: [email protected], 3Embrapa Florestas,
Estrada da Ribeira, Km 111, Caixa Postal 319, Colombo, PR, 83411-000, Brasil. E-mail:
[email protected], 4Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”/Universidade de São Paulo,
Av. Pádua Dias, n°11, CP 9, CEP 13418-900, Piracicaba-SP, Brasil. Bolsista FAPESP. E-mail:
[email protected]
Resumo
Objetivou-se estudar formas de nitrogênio na produtividade de minicepas, enraizamento e vigor
vegetativo de miniestacas de erva-mate. Foram avaliadas formas de nitrogênio: NO3- (da fonte KNO3),
NH4+ (da fonte [NH4]2SO4) e NH4++NO3- (fonte NH4NO3). Na miniestaquia, ainda foram testados efeitos
das doses de nitrogênio, acrescidos de nitrato de amônio (NH4NO3) nas quantidades: 3,34; 2,00 e 1,34 g
L-1, configurando os tratamentos: N Superior, N Médio e N Inferior, respectivamente. Foram mensurados
a produção de miniestacas por minicepa, diâmetro e altura das mudas formadas, e avaliações de peso seco
e úmido das estruturas folha, caule e raiz, comprimento total e da maior raiz e área foliar. Concluir-se que
a miniestaquia de erva-mate é tecnicamente viável proporcionando obter a muda em curto intervalo de
tempo. O manejo do minijardim clonal é um fator fundamental para o sucesso da propagação por
miniestaquia, devendo-se priorizar a utilização da fonte nitrogenada NH4+ na adubação.
Palavras-chave: Produção de miniestacas, miniestaquia, enraizamento, rizognênese, clonagem.
NITROGEN IN THE FERTIRRIGATION OF MINISTUMPS OF Ilex paraguariensis St. Hil.
Abstract
The objective was to study forms of nitrogen in the productivity of mini-stumps, rooting and vegetative
vigor of mini-cuttings of mate. The treatments were: NO3- (source KNO3), NH4+ (source [NH4]2SO4) and
NH4+ + NO3- (source NH4NO3). In the mini-cutting was evaluated the effects of nitrogen concentrations
with ammonium nitrate (NH4NO3): 3.34; 2.00 and 1.34 g L-1, setting the treatments: N superior, N
medium and N lower, respectively. We measured the production of mini-cuttings per mini-stump,
diameter and height of the stock formed, dry weight, wet weight of the leaves, stem and root, total length
of root system, length of the largest root and leaf area. Concluded that mini-cutting technique of mate is
technically viable, providing stocks in a short period of time. The management of clonal mini-hedge is a
factor for the success of propagation by mini-cuttings technique. The use of nitrogen source NH4+ in the
fertilization formulation should be prioritized.
Key-words: Mini-cutting production, mini-cutting technique, rooting, rhyzogenesis, cloning.
Introdução
A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) é uma espécie nativa da floresta ombrófila mista, de
grande importância sócio-econômica para a região sul do Brasil, Paraguai e Argentina. Apesar de ser uma
espécie utilizada há varias décadas, alguns problemas silviculturais ainda persistem, dentre os quais, a
germinação desuniforme e demorada (Fowler e Sturion, 2000), tendo em vista que os embriões
pertencentes a esse gênero permanecem rudimentares, em estágio de coração, quando os frutos estão
maduros (Heuser e Mariath, 2000).
Uma alternativa para a produção de mudas de erva-mate refere-se ao uso da técnica de
miniestaquia, a qual consiste na utilização de brotações de plantas propagadas pelo método de estaquia
convencional como fonte de propágulos vegetativos (Wendling, 1999) ou de plantas propagadas via
77
semente (Xavier e Santos, 2002; Wendling e Souza Junior, 2003). Numa seqüência esquemática desta
técnica, inicialmente desenvolvida para o gênero Eucalyptus, faz-se a poda do ápice da brotação da estaca
enraizada (muda com aproximadamente 60 dias de idade), e em intervalos de 10 a 25 dias (variáveis em
função da época do ano, do clone/espécie, das condições nutricionais, entre outras) ela emite novas
brotações, que são coletadas e postas para enraizar. Assim, a parte basal da brotação da estaca podada
constitui uma minicepa, que fornecerá as brotações (miniestacas) para a formação das futuras mudas. O
conjunto das minicepas forma um jardim miniclonal (Wendling, 1999). Contudo, pouco se conhece a
respeito dos efeitos nutricionais envolvidos nos precessos de rizogênese em miniestacas de erva-mate.
Diferentes formas de adubação nitrogenada, em culturas de maneira geral, proporcionam respostas
diferenciadas das espécies. Genericamente, plantas adaptadas a solos ácidos ou com baixo potencial redox
utilizam preferencialmente formas amoniacais (NH4+) enquanto plantas adaptadas a solos calcários, com
pH elevado, utilizam preferencialmente formas nítricas (NO3-). Porém, como regra, as taxas de
crescimento mais elevadas e maiores produções são obtidas pelo suprimento de um fertilizante contendo
as formas amoniacais e nítrica combinadas (Marschner, 1995; Gaiad, 2003).
O objetivo deste trabalho foi determinar a influência de diferentes formas de nitrogênio na
produtividade de minicepas, enraizamento de miniestacas e vigor vegetativo das mudas formadas, de Ilex
paraguariensis St. Hil.
Material e métodos
O trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Propagação de Plantas da Embrapa Florestas,
Colombo, Paraná, Brasil, no período de setembro de 2004 a dezembro de 2005. Para constituir o
minijardim clonal foram selecionadas mudas de Ilex paraguariensis em tubetes de 110cm³, com 2 anos
de idade, em substrato comercial composto de casca de pinus e vermiculita. As sementes que
originaram as mudas foram obtidas de um experimento de cruzamento controlado de genótipos
selecionados, compondo uma mistura de aproximadamente 25 matrizes.
A solução nutritiva foi constituída por superfosfato simples (10 g L-1), cloreto de potássio (4 g L-1)
e 1 g L-1 de solução de micronutrientes (9% de Zn, 1,8% de B, 0,8% de Cu, 3% de Fe, 2% de Mn e 0,12%
de Mo). A esta composição foi acrescida a forma de nitrogênio testada: NO3- (da fonte KNO3), NH4+ (da
fonte [NH4]2SO4) e NH4++NO3- (da fonte NH4NO3). Foi incorporada na solução a quantidade de 4 g L-1 de
N, das diferentes formas, tendo sido as soluções ajustadas para que somente este nutriente variasse. As
minicepas foram regadas semanalmente com 10 mL da solução por tubete, durante os primeiros seis
meses. Após esse período, a rega passou a ser realizada quinzenalmente. Nos tratamentos de doses de
nitrogênio, foi acrescido nitrato de amônio (NH4NO3) nas quantidades 3,34; 2,00 e 1,34 g L-1,
configurando os tratamentos: N Superior, N Médio e N Inferior, respectivamente.
A contagem e a coleta de miniestacas foi realizada a medida que as brotações produzidas nas
minicepas atingiram tamanho entre 3 e 5 cm, as quais foram realizadas aos 67, 116, 172 e 293 dias,
totalizando quatro coletas. A produção de miniestaca por minicepa foi mensurada em cada coleta.
Nas coletas aos 67, 116 e 172 dias, as miniestacas foram colocadas para enraizar em tubetes
preenchidos com 55cm³ de substrato composto por vermiculita média, casca de arroz carbonizada e
substrato comercial à base de casca de pinus e vermiculita (1:1:1). As miniestacas foram preparadas com
4-5 cm de comprimento contendo duas folhas reduzidas à um terço de seu tamanho original. Os tubetes
com as miniestacas foram dispostos em casa de vegetação, com temperatura mantida abaixo de 30 ºC e
umidade relativa mantida acima de 80%, durante 90 dias. Após esse período, as miniestacas, já
enraizadas, foram levadas à casa de sombra, com 50% de retenção lumínica, por 20 dias, e em seguida
para pleno sol, por 90 dias. Após os 200 dias de condução da miniestaquia, foram feitas avaliações do
diâmetro e altura das mudas formadas, e avaliações destrutivas de peso seco e úmido das estruturas folha,
caule e raiz, comprimento total e da maior raiz e área foliar. Os dados de comprimento total do sistema
radicial, da maior raiz e da área foliar foram obtidos com auxílio do software Rizhotron. O peso seco foi
obtido com secagem em estufa a 60 ºC por 72 horas.
O experimento de produção de miniestacas no minijardim clonal foi conduzido no delineamento
em blocos completos ao acaso contendo três tratamentos (NO3-, NH4+ e NH4++NO3-), quatro blocos de
nove minicepas, gerando assim 216 unidades experimentais. O experimento de enraizamento de
78
miniestacas foi conduzido no delineamento inteiramente casualizado contendo seis tratamentos (NO3-,
NH4+ e NH4++NO3-, inferior, médio e superior) com quatro repetições de 10 miniestacas por repetição.
Os dados mensurados foram submetidos a ANOVA (p<0,01 e p<0,05) e, de acordo com a
significância, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey (p<0,05). Para tanto, utilizou-se o
software SAEG, versão 5.0/1993.
Resultados e discussões
Os blocos não apresentaram diferença significativa, a 95% de confiabilidade, denotando, com isso,
que o ambiente de estufa com irrigação intermitente foi uniforme para a execução do experimento. Os
dados relativos aos tratamentos com fator quantitativo (doses de N), em virtude de sua natureza, deveriam
ser representados por curvas e equações, entretanto observaram-se coeficientes de variação bastante
baixos, sempre inferiores a 0,25. O mesmo foi observado para a análise dos dados quando consideradas as
coletas em diferentes dias, ou seja, novamente um dado de natureza quantitativa.
A Tabela 1 e a Figura 1 (1A e 1B) mostram a média de produção das minicepas nas diferentes
coletas ao longo do período de experimentação.
Tabela 1. Médias da produção de miniestacas por minicepa (PRODMC) no minijardim clonal, em função
do número da coleta e forma de N testadas, considerando o espaçamento de 10x10 cm entre
minicepa.
PRODMC
Média por minicepa
Trat.
Média por minicepa por m2
Média por minicepa por m2 ao ano
2ª coleta
3ª coleta
4ª coleta
1ª coleta
Média geral
(116 dias)
(172 dias)
(293 dias)
(67 dias)
2,03 A
0,28 B
0,50 C
0,11 C
0,73 C
203,0
28,0
50,0
11,0
73,0
NO31.105,9
88,1
106,1
13,7
328,5
1,89 A
1,08 A
2,08 A
2,60 A
1,91 A
189,0
108,0
208,0
260,0
191,3
NH4+
1.029,6
339,8
441,4
323,9
533,7
1,13 B
1,33 A
1,56 B
1,14 B
1,29 B
113,0
133,0
156,0
114,0
129,0
NH4++NO3615,0
418,5
331,0
142,0
376,8
Nas colunas, médias seguidas por mesma letra não diferem significativamente pelo teste de Tukey ao
nível de 5% de probabilidade de erro.
Conforme observado na Tabela 1, a fonte de nitrogênio NH4+, embora apresentando médias
menores nas primeiras duas coletas, não apresentou diferença estatística em comparação à NO3- e
NH4NO3. Na continuidade do experimento sobressaiu-se e superou os outros tratamentos, e quando
observada a média geral do experimento, apresentou-se igualmente superior.
A Tabela 1 mostra que o tratamento NO3- apresentou decréscimo desde a primeira até a última
coleta avaliada. O tratamento NH4+ apresentou acréscimo na produção de miniestacas com o passar do
tempo, ao passo que o tratamento NH4+ + NO3- apresentou constância entre as sucessivas coletas. Esse
desempenho concorda com os resultados obtidos por Gaiad (2003), que observou que mudas de erva-mate
nutridas com NH4+ apresentaram melhor desenvolvimento geral que nos demais tratamentos (NO3- e NH4+
+ NO3-).
Os dados obtidos permitem ainda classificar a espécie Ilex paraguariensis como uma espécie
calcífuga, ou seja, uma planta adaptada a solos ácidos ou com baixo potencial redox, que utiliza
preferencialmente formas amoniacais (NH4+) em seu metabolismo, não dispensando, entretanto, a forma
nítrica (NO3-) de absorção nitrogenada (Marschner, 1995; Gaiad, 2003).
A Figura 1 permite acompanhar a média geral de produção de miniestacas por minicepa
(PRODMC) ao longo do experimento (coletas 1 a 4).
79
(A)
NO3
NH4
(B)
NO3+NH4
medio
superior
3
PRODMC
PRODMC
3
inferior
2
1
0
2
1
0
1
2
3
4
1
Coleta
2
3
4
Coleta
Figura 1. Produção de miniestacas por minicepa (PRODMC) em função do tempo de experimento (dias),
para as três fontes (A) e doses (B) de N testados.
A Figura 1A mostra o tratamento NH4+ superando as demais fontes de nitrogênio na produção de
miniestacas nas coletas 2 e 3. A semelhança que esta fonte apresenta com as fontes NO3- na primeira
coleta e NO3- + NH4+ na segunda coleta são, provavelmente, em função da existência de reservas até o
momento em que essas coletas foram efetuadas, mascarando ou diluindo o real efeito das diferentes
formas de adubação nitrogenada ministradas. A Figura 1B mostra que quanto maior a quantidade de
nitrogênio administrada às minicepas, maior a produção de miniestacas, fato observado em todas as
coletas, exceto na primeira, onde as diferentes doses ainda não haviam determinado um ritmo
diferenciado de crescimento e produção de biomassa.
A produção de miniestacas nas diferentes coletas manteve-se relativamente constante para as
diferentes doses de N (Figura 1B), exceto por um decréscimo observado na segunda coleta, motivado
provavelmente pelo impacto da primeira coleta. Nas coletas subseqüentes as minicepas passaram a
assumir uma produtividade equilibrada para os tratamentos Inferior e Superior, decrescendo
estatisticamente somente no tratamento Médio.
As Figuras 1A e 1B mostram um decréscimo na produtividade quando comparadas 3ª e 4ª coleta
para todos os tratamentos, exceto NH4+ do teste de fontes e Inferior para o teste de quantidades. Esse fato
pode ser atribuído à exaustão das minicepas, embora Wendling e Souza Junior (2003) não tenham
observado exaustão de minicepas de Ilex paraguariensis após 210 dias de experimento e 6 coletas. Na
Figura 2 são apresentados os valores observados para a produção de miniestacas em função das doses de
N ministradas às minicepas.
3
2
PRODMC
y = 0,0222x + 0,0465x + 0,7211
2
R = 0,5043
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
N (g/L)
Figura 2. Curva da produção de miniestacas por minicepa (PRODMC) no jardim miniclonal em função
das doses de N testadas.
80
A produção de miniestacas é claramente influenciada pela quantidade de nitrogênio utilizada na
adubação nitrogenada das minicepas. A Figura 2 mostra uma produção média crescente à medida que
aumentamos a quantidade de N de 2,0 para 6,0 g L-1, indicando inclusive que a adição de maiores
quantidades de N poderá promover um aumento da produção de miniestacas. A Figura 3 apresenta o
percentual de enraizamento das miniestacas em pleno sol.
Coleta 1
Coleta 2
100
ENRPS
80
60
40
20
0
NO3
NH4
NO3+NH4
INF
MED
SUP
TRATAMENTO
Figura 3. Enraizamento das miniestacas em pleno sol (ENRPS), nas duas coletas (1 e 2) efetuadas no
jardim miniclonal, para os seis tratamentos de fontes e doses de nitrogênio.
A Figura 4 mostra novamente a variação entre as duas coletas, bem como os valores menores para
os tratamentos NO3- e inferior quando comparados com os demais. Considerando-se a constância dos
fatores de manejo no minijardim clonal, na casa de vegetação, na casa de sombra e em pleno sol, a
diferença entre as coletas pode ser atribuída à fatores ambientais, em especial à temperatura e
luminosidade, fatores condicionantes do sucesso de um processo de propagação por miniestaquia.
A Figura 4 mostra os valores de altura e diâmetro do coleto para as mudas enraizadas em pleno sol,
nos diferentes tratamentos.
Diâmetro (mm)
Altura (cm)
A
4
A
A
A
A
A
A
A
A
NO3+NH4
A
NH4
A
SUP
B
MED
A
B
A
A
2
A
A
A
3
B
B AB
A
A
Coleta 1
SUP
MED
INF
NO3
INF
NO3+NH4
NH4
0
NO3
1
Coleta 2
Figura 4. Média do diâmetro do coleto das mudas, em mm, e da altura total da muda, em cm, para os seis
tratamentos de fontes e doses de nitrogênio.
81
Os valores de diâmetro e altura (Figura 4) novamente mostram que os valores das coletas 1 e 2 são
aproximados, não tendo sido observadas diferenças estatísticas entre ambas. Os valores de diâmetro
acusaram diferença estatística somente para os tratamentos de dose da coleta 2, permanecendo bastante
homogêneos para os demais tratamentos. Os valores de altura apresentaram diferença estatística somente
nos tratamentos com doses crescentes, em ambas as coletas, destacando-se o tratamento com a maior dose
de nitrogênio (superior) como o melhor.
Os dados apresentados permitem afirmar que, à medida que aumentamos a dose de nitrogênio na
adubação da minicepa, no minijardim clonal, observa-se um resultado diretamente proporcional na altura
da muda obtida da miniestaca oriunda desse minijardim.
Conclusões
A miniestaquia de Ilex paraguariensis é tecnicamente viável e proporciona a obtenção de uma
muda em período inferior à metade do tempo necessário à obtenção de uma muda via semente.
O manejo do minijardim clonal, observando-se, em especial, o estatus nutricional da minicepa, é
fator fundamental no sucesso da propagação por miniestaquia, sendo que o caráter produtividade da
minicepa está intimamente ligada à sobrevivência das miniestacas, enraizamento e medidas de altura e
diâmetro das mudas, características determinantes da qualidade de uma muda para o plantio.
No manejo do minijardim clonal, deve-se priorizar a utilização da fonte nitrogenada NH4+ na
formulação de adubação semanal, e a quantidade aproximada de 10 mL de uma solução nutritiva
contendo 6 g L-1 de N em sua constituição, por minicepa, por semana.
Referências bibliográficas
Fowler, J.A.P.; Sturion, J.A. 2000. Aspectos da formação do fruto e da semente na germinação da ervamate. Comunicado Técnico nº 45. Embrapa, p. 1-5.
Gaiad, S. 2003. Alterações na rizosfera e seus reflexos na biomassa, na composição química e na
fotossíntese de erva-mate decorrentes do uso de diferentes fontes de nitrogênio. Tese de Doutorado.
Curitiba: UFPR – PPGEF. 132p.
Heuser, E.D.; Mariath, J.E.A. 2000. Comportamento do embrião de erva-mate (Ilex paraguariensis A. St.
Hil.) ao longo do seu desenvolvimento. Anais do II Congresso Sul-Americano da Erva Mate e III
Reunião Técnica da Erva Mate. Porto Alegre: Edição dos organizadores. p.137-139.
Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. 2ed. San Diego: Academic Press Inc. 889p.
Xavier, A.; Santos, G.A. 2002. Clonagem em espécies florestais nativas. In: Rocha, M.G.B. Melhoramento
de espécies arbóreas nativas. Belo Horizonte: IEF. 173p.
Wendling, I. 1999. Propagação clonal de híbridos de Eucalyptus spp. por miniestaquia. Tese de mestrado.
Viçosa: UFV-PPGEF. 68p.
Wendling, I.; Souza Junior, L. 2003. Propagação vegetativa de erva-mate (Ilex paraguariensis Saint
Hilaire) por miniestaquia de material juvenil. In: Anais do 3º Congresso Sul-Americano da Erva-Mate.
Chapecó (CD-ROOM).
82
PRODUTIVIDADE DE ERVA-MATE COM MUDAS PRODUZIDAS POR
MINIESTACAS JUVENIS E POR SEMENTES
D.Santin1, I.Wendling2, D.Morandi3, D.M.Domingos4, E.L.Benedetti5
1
Eng. Florestal, Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas da UFV,
Viçosa, MG - BR,; 2Eng. Florestal, D.S., Pesquisador da Embrapa Florestas, Colombo, PR - BR; 3Técnico
em Qualidade, Baldo S.A. Comércio, Indústria e Exportação, São Mateus do Sul, PR - BR; 4Eng.
Florestal, Analista Socioambiental, Suzano Papel e Celulose UNF-PI, Teresina, PI - BR; 5Eng. Agrônoma,
Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas da UFV, Viçosa, MG - BR,
Bolsista Fapemig, [email protected]
Resumo
O estabelecimento de ervais com mudas propagadas por semente pode levar a baixa produção e qualidade
do produto, sendo o uso de clones selecionados uma alternativa para a superação deste problema. Este
trabalho objetivou avaliar a produtividade de ervais estabelecidos com mudas propagadas por miniestaquia
e por semente. O experimento foi instalado com quatro tratamentos: testemunha (propagada por semente),
e três procedências (Bituruna, Pinhalão e São Mateus) propagadas por miniestaquia. Avaliou-se a
produtividade comercial de duas colheitas. A produção da segunda colheita foi maior que da primeira para
todas as procedências. Na segunda colheita as plantas propagadas por miniestaquia produziram mais que as
propagadas por sementes. A produção de mudas de erva-mate por miniestaquia é adequada, pois
proporcionou maior produção comercial, de folha e biomassa total. Ervais estabelecidos com mudas
propagadas por esta tecnologia produzem mais folha e galho fino e menos galho grosso, em relação às
propagadas por semente.
Palavras-chave: melhoramento vegetal, silvicultura clonal, produção de mudas, Ilex paraguariensis
PRODUCTIVITY OF MATE TEA FROM SEEDLINGS PRODUCED BY
JUVENILE CUTTINGS AND SEEDS
Abstract
Planting herbal field by means of seedlings propagated from seeds may lead to low production and
quality, while using selected clones is an alternative for overcoming this problem. This work aimed at
evaluating productivity of herbal planting from mini-cuttings and from seeds. Experiment was established
with four control treatments (seed propagation), and three different origins (Bituruna, Pinhalão and São
Mateus) for the mini-cuttings’ propagation. Commercial productivity was evaluated for both crops.
Production at second crop was superior for all origins, while plants propagated from mini-cuttings yielded
more than plants propagated by seeds. Production of seedlings of mate tea from mini-cuttings showed full
adequacy, once it provided greater commercial production, both from leaves and total biomass. Herbal
fields established by means of that technology produce more leaves and more twigs, in opposition to large
sticks, when compared to seedlings propagated by seeds.
Key words: vegetable improvement; clonal forestry; seedling production; Ilex paraguariensis
Introdução
A produção de mudas por semente, sem critérios de seleção de matrizes, ainda é a principal forma
de estabelecimento de ervais no Brasil. Esse fato se reflete diretamente nos plantios com crescimento
desuniforme, baixa produtividade e péssima qualidade da erva-mate comercial, que implica num produto
industrializado com baixo valor agregado e de difícil comercialização.
O uso de mudas propagadas vegetativamente com material geneticamente superior no
83
estabelecimento de novos ervais, pode ser uma das principais alternativas a fim de minimizar esse
problema no setor ervateiro. Porém, mesmo que desde a década de 30 a propagação vegetativa da ervamate tenha sido motivo de estudos (Prat Kricun, 1995), a adoção de protocolos de estaquia em escala
comercial na produção de mudas ainda é muito limitado, principalmente no que tange ao
rejuvenescimento de material adulto e a nutrição das estacas, o que dificulta o enraizamento das mesmas
(Wendling, 2004).
A propagação vegetativa no setor florestal já é bastante utilizada, principalmente no gênero
Eucalyptus onde a técnica de miniestaquia é que prevalece (Xavier e Silva, 2010). A formação de plantios
por mudas propagadas via assexuada permitiu a clonagem em escala comercial de material genético
superior, processo esse indicado como um dos principais fatores que alavancaram a eucaliptocultura
brasileira nas últimas décadas e que consagrou a silvicultura clonal do eucalipto (Xavier, 2002). Mas, para
comprovar e validar a silvicultura clonal de qualquer espécie florestal, a avaliação da qualidade e
produtividade a campo comparativa de mudas propagadas sexuada e assexuadamente é de fundamental
importância (Wendling, 2004).
O sistema radicular das mudas propagadas vegetativamente é diferente daquele obtido a partir de
sementes, sendo na maioria das vezes mais frágil, mais superficial com ausência de raiz pivotante (Sasse
e Sands, 1997). Porém, quando na propagação vegetativa são utilizadas técnicas adequadas e propágulos
juvenis, espera-se, assim como um vigor radicular adequado, um rendimento superior, ou pelo menos
igual, do material propagado vegetativamente em relação ao propagado sexuadamente (Resende et al,
1997).
Como na cultura da erva-mate os protocolos de propagação vegetativa ainda encontram-se pouco
aferidos em nível de campo e, consequentemente, as informações do comportamento de plantios oriundos
de mudas propagadas via assexuada ainda são muito incipientes, este trabalho teve por objetivo avaliar a
produtividade da erva-mate a campo em plantios estabelecidos com mudas propagadas por miniestaquia e
por semente.
Material e métodos
O experimento foi instalado em agosto de 2005 na propriedade do Sr. Olando Buaski, município
de São Mateus do Sul-PR. O mesmo foi conduzido em blocos ao acaso, com 9 blocos, 4 tratamentos e 9
plantas úteis por parcela. Entre cada bloco utilizaram-se duas linhas de erva-mate como bordadura.
Os tratamentos consistiram de uma testemunha, com mudas propagadas por sementes (T1 procedência São Mateus do Sul) e de mudas propagadas vegetativamente por miniestaquia em nível de
progênies oriundas de três procedências (T2 - procedência Bituruna; T3 - procedência Pinhalão e T4 procedência São Mateus do Sul).
A produção das mudas por sementes foi realizada a partir da coleta das mesmas em matrizes do
município de São Mateus do Sul, em fevereiro de 2004. As sementes, depois de lavadas e estratificadas
em areia por cinco meses foram semeadas em sementeira. As plântulas, ao atingirem aproximadamente 2
cm de altura foram transplantadas para tubetes, onde permaneceram até atingirem em média 9 cm de
altura e foram a campo. Já a produção das mudas por miniestaquia foi realizada a partir de propágulos
provenientes de plantas juvenis de erva-mate de diferentes procedências (Bituruna, Pinhalão e São
Mateus do Sul). Após atingir aproximadamente 15 cm de altura, as mudas foram transferidas para o
sistema semi-hidropônico em “canaletão” com areia média. Uma semana após, os seus ápices foram
podados a uma altura de 5 a 8 cm, sendo convertidas em minicepas para emissão das brotações a serem
usadas na coleta de miniestacas.
As miniestacas coletadas no minijardim clonal foram enraizadas em casa de vegetação, com
temperatura de 20-30 oC e umidade relativa do ar acima de 80%, em tubetes plásticos de 55 cm3. O
substrato foi constituído de partes iguais de vermiculita, casca de arroz carbonizada e substrato comercial
a base de casca de pinus. Após as mudas passar pelos processos de enraizamento, aclimatação e
rustificação, ao atingirem altura média de 9 cm foram plantadas a campo.
O plantio das mudas foi realizado em espaçamento de 3m x 1,2m, sem adubação de base. Durante
os primeiros 90 dias do estabelecimento das mudas foi feito coroamento com capina manual para
remoção de plantas invasoras. A partir desta idade a limpeza do erval foi realizada com roçadas no
intervalo de quatro meses. No inverno utilizou-se cobertura verde de aveia preta e nabo forrageiro.
A produtividade foi avaliada em duas colheitas, a primeira, três anos após o plantio (2008) e a
84
segunda, cinco anos após o plantio (2010). Na primeira colheita podaram-se as plantas entre 50 a 70 cm
de altura do solo, retirando-se aproximadamente 95 % da biomassa de galhos e folhas. Na segunda
colheita a poda foi realizada da mesma forma a aproximadamente 12 cm de altura do broto da primeira
poda.
Na colheita de 2008 avaliou-se somente a produtividade de erva-mate comercial verde (folha +
galho fino), sendo o diâmetro do galho fino menor que 0,5 cm. Já na colheita de 2010, a matéria verde foi
dividida em folha, galho fino e galho grosso, assim como avaliado suas proporções em termo de peso.
Para isso, pesou-se o galho grosso e parte comercial, onde se coletou uma amostra representativa de cada.
A amostra da parte comercial foi separada em folha e galho fino, sendo esse procedimento realizado em
cada parcela.
Os dados foram submetidos à análise da variância e as médias foram comparadas utilizando-se o
teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade, utilizando o programa estatístico SISVAR (Ferreira,
2000).
Resultados e discussões
A produção de erva-mate verde comercial foi em torno de sete vezes maior na 2ª colheita em
relação a 1ª para todas as procedências. Os tratamentos não influenciaram a produção da colheita de 2008,
sendo a média de 1,7 t ha-1. Na colheita de 2010, as plantas propagadas por miniestacas produziram mais
erva-mate verde comercial que as propagadas por sementes. Dentre as procedências propagadas por
miniestaquia, a São Mateus do Sul mostrou produtividade superior, seguida de Pinhalão e Bituruna,
respectivamente com 14,0, 13,3 e 12,8 t ha-1. Já a propagação por semente apresentou a menor produção,
com 10,7 t ha-1, (Figura 1A).
As maiores produções, de todos os compartimentos avaliados na colheita de 2010, foram obtidas
com as procedências propagadas por miniestaquia (Figuras 1B, C, D e E). A produção de folha e de
biomassa total foi inferior para as plantas propagadas por semente (Figuras 1B e E), já a procedência de
São Mateus do Sul (propagada por miniestaquia) proporcionou maior produção de galho fino e galho
grosso (Figuras 1C e D).
Em testes com cobertura morta em erval com cinco anos de idade e densidade de 2.359 plantas ha-1,
Lourenço et al. (2001) obtiveram produtividade média de 10,2 t ha-1. Em termos de produtividade por
área de erva-mate verde comercial, todas as procedências propagadas vegetativamente estão no patamar
de ervais considerados de alta tecnologia (maior que 12 t ha-1) (SBCS, 2004), mesmo o erval estando
apenas na segunda colheita, com potencial de aumento na produção.
Belingheri e Prat Kricun (1994), ao avaliar a produtividade e sobrevivência da erva-mate a campo,
comparando diferentes clones e progênies durante seis anos, concluíram pela superioridade das progênies
em relação aos clones. No presente trabalho, as plantas provenientes de mudas propagadas por
miniestaquia foram mais produtivas em relação às propagadas por sementes. Uma das causas pode estar
relacionada à ausência do controle da polinização das matrizes, mesmo que estas tenham sido
selecionadas em função da alta produtividade, o pólen pode ter vindo de plantas masculinas de baixa
produtividade, refletindo em mudas menos produtivas. Por outro lado, as plantas oriundas de mudas
propagadas por miniestaquia mantiveram as características das matrizes de cada procedência e,
consequentemente, mais produtivas que as produzidas por semente.
Em relação a participação de cada compartimento na biomassa total, a folha e galho fino não foram
afetados pelos tratamentos, sendo os valores médios respectivos de 34,2 e 17,6 %. Já a participação do
galho grosso foi menor para as procedências Pinhalão e São Mateus do Sul respectivamente com 46,9 e
47,3 %, porém, a procedência São Mateus do Sul propagada por semente em torno da metade (49,7 %) da
produção total foi proveniente do galho grosso (Figura 2A).
85
(B) 10
2008
2010
16
14
ABa
12
A
Ca
10
8
6
4
2
0
Ab
Ab
Ab
1
São Mateus
Semente
2
Bituruna
8
-1
Ba
A
Aa
Produção de folha (t ha )
-1
Produção comercial (t ha )
(A)
Ab
B
6
4
2
0
3
4
Pinhalão
São Mateus
Miniestaquia
1
São Mateus
Semente
2
Bituruna
Procedências
(D)
-1
Produção de galho grosso (t ha )
A
-1
Produção de galho fino (t ha )
6
5
AB
AB
B
3
2
1
0
3
4
São Mateus
Pinhalão
Miniestaquia
Procedências
(C)
4
A
1
São Mateus
Semente
2
Bituruna
3
4
Pinhalão
São Mateus
Miniestaquia
14
12
AB
8
6
4
2
0
1
São Mateus
Semente
2
Bituruna
3
4
Pinhalão
São Mateus
Miniestaquia
Procedências
(E) 28
A
-1
Produção total de biomassa (t ha )
A
10
Procedências
24
AB
B
A
A
B
20
16
12
8
4
0
1
São Mateus
Semente
2
Bituruna
3
4
Pinhalão
São Mateus
Miniestaquia
Procedências
Figura 1: Produção de erva-mate comercial verde de 2008 e 2010 (A); produção de folha (B), de
galho fino (C), galho grosso (D) e total de matéria verde (E) da colheita de 2010 em erval
estabelecido com mudas propagadas por miniestaquia e por sementes. Médias seguidas por
mesma letra maiúscula não diferem entre procedências e mesma letra minúscula dentro da
procedência ao nível de 5 % pelo teste de Tukey.
Para a relação entre erva-mate comercial/galho grosso, novamente as procedências propagadas por
miniestaquia obtiveram os maiores valores, sendo a procedência de São Mateus do Sul superior e a
propagada por semente inferior, respectivamente com 1,2 e 1,0 (Figura 2B). Considerando que a
produtividade de erva-mate comercial do erval foi elevada (SBSC, 2004), a relação entre erva-mate
comercial/galho grosso próximo do valor 1,0 pode ser indicativo de produtividade adequada e, valor
maior que 1,0 alta produtividade. Isso pode ser verificado pelo aumento de 0,2 no valor da relação entre
erva-mate comercial/galho grosso para a procedência São Mateus do Sul propagada por miniestaquia,
comparada com semente (Figura 2B), refletiu na diferença de 3,3 t ha-1 de erva-mate comercial. Mas este
comportamento não pode ser generalizado, pois, a folha e galho fino são suportados pelo galho grosso,
assim o valor desta relação, como indicativo de alta produtividade, não deve estar muito além de 1,2. Da
86
mesma forma vale para a idade do erval, pois, a relação entre erva-mate comercial/galho grosso deve
mudar com a mudança da estrutura e forma da copa das plantas à medida que a idade do erval avança.
Folha
G. Fino
G. Grosso
(B)
1,2
100
1,0
80
A
49,7
AB
48,6
C
46,9
BC
47,3
40
ns
17,4
ns
17,2
ns
17,6
ns
18,8
20
ns
33,0
ns
34,2
ns
35,5
ns
34,0
1
São Mateus
Semente
2
Bituruna
60
0
3
4
Pinhalão
São Mateus
Miniestaquia
Procedência
Relação entre produção
comercia/galho grosso
Participação dos compartimentos (%)
(A)
C
BC
AB
A
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
1
São Mateus
Semente
2
Bituruna
3
4
São Mateus
Pinhalão
Miniestaquia
Procedências
Figura 2: Percentagem de folha, galho fino e galho grosso (A) e relação entre erva-mate comercial e
galho grosso (B) da massa verde da colheita de 2010 em erval estabelecido com mudas
propagadas vegetativamente e por sementes. Médias seguidas por mesma letra maiúscula não
diferem entre procedências e ns não significativo ao nível de 5 % pelo teste de Tukey.
A relação entre erva-mate comercial/galho grosso é uma variável que deve ser levada em
consideração na seleção de matrizes, já que essa maior relação pode ser indicativo de que as plantas
tendem a gastar mais energia na produção de produto comercial em detrimento do galho grosso.
A superioridade de produção de erva-mate comercial das procedências propagadas por
miniestaquia na colheita de 2010 é evidenciada, principalmente pela diferença de 24 % na procedência de
São Mateus do Sul em relação às mudas propagadas por sementes (Figura 1A). Apesar de que o erval em
estudo ainda é bastante jovem, os resultados mostram claramente que a propagação vegetativa de mudas
com material selecionado no estabelecimento de plantios de erva-mate é uma excelente ferramenta para a
melhoria da produção.
Conclusões
A produção de mudas de erva-mate por miniestaquia demonstra ser adequada, visto que
proporcionou maior produção comercial, de folha e de biomassa total.
Dentre as procedências propagadas por miniestaquia, a de São Mateus do Sul mostrou-se superior.
Ervais estabelecidos com mudas propagadas por miniestaquia produziram mais folha e galho fino e
menos galho grosso, quando comparado aos de mudas propagadas por semente.
Agradecimentos
Agradecemos ao proprietário Sr. Olando Buaski pela disponibilidade da área para a realização
desse trabalho e a Empresa Baldo S.A. pelo suporte estrutural e financeiro para a realização do trabalho.
Referências bibliográficas
Belingheri, L.D. e Prat Kricun, S.D. 1994. Evaluacion de los rendimientos de clones y progenies de yerba
mate (Ilex paraguariensis St. Hil.). Cerro Azul: INTA, Estación Experimental Agropecuaria Cerro
Azul, 17 p.
Ferreira, D. F. 2000. Análises estatísticas por meio do SISVAR (Sistema para Análise de Variância) para
Windows 4.0. In: Reunião Anual da Região Brasileira da Sociedade Internacional de Biometria, São
Carlos. Anais... UFSCar, 255-258.
Lourenço, R.S.; Medrado, M.J.S.; Nietsche, K. e Sabatke Filho, F.E. 2001. Influência da cobertura morta
87
na produtividade da erva-mate. In: Boletim de Pesquisa Florestal, 43:113-122.
Prat Kricun, S.D. 1995. Propagación vegetativa de plantas adultas de Yerba mate. In:. Winge, H.;
Ferreira, A.G.; Marrita, J.E.A. e Tarasconi, L. C. (org). Erva-mate: biologia e cultura no Cone Sul,
Porto Alegre, Ed. UFRGS, 137-150.
Resende, M.D.V.de.; Sturion, J.A. e Simeão, R.M. 1997. Estratégias para o melhoramento genético da
erva-mate. In: Congresso Sul-Americano da Erva-Mate, 1.; Reunião Técnica do Cone Sul sobre a
Cultura da Erva-Mate, Curitiba. Anais. Colombo: Embrapa-CNPF, 243-266. (Documentos, 33).
Sasse, J. e Sands, R. 1997. Configuration and development of root systems of cuttings and seeding of
Eucalyptus globulus. In: New Forests, 14: 85-105.
SBCS - Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 2004. Manual de adubação e calagem para os Estados
do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. Comissão de química e fertilidade do solo. 10 ed. Porto
Alegre, 400 p.
Wendling, I. Propagação vegetativa de erva-mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire): estado da arte e
tendências futuras. Colombo: Embrapa Florestas, 2004, 46p. (Documentos, 91).
Xavier, A. e Silva, R.L. 2010. Evoluación de la silvicultura clonal de Eucalyptus en Brasil. Agronomia
Costarricense, 34(1): 93-98.
Xavier, A. 2002. Silvicultura clonal I: princípios e técnicas de propagação vegetativa. Viçosa: UFV. 64 p.
88
ÁREA CULTIVO Y EXTENSIÓN
89
90
CARACTERIZACIÓN DE SISTEMAS TRADICIONALES DE YERBA MATE EN LAS
REGIONES CENTRO SUR DE PARANÁ Y NORTE DE SANTA CATARINA,
BRASIL
F.P. Chaimsohn1 , A.M. Souza1 , E.P. Gomes1 , A.A. Silva1 e R.D.S. Milleo1
1
Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR). Caixa Postal 129, Ponta Grossa, PR, Brasil, CEP 84.001-970, Email: [email protected]
El artículo presenta la caracterización de sistemas tradicionales de yerba-mate en Paraná y Santa Catarina
(Brasil) para la construcción de la Indicación Geográfica. Se busca el reconocimiento de que se trata de un
“producto de la agricultura familiar, que contribuye para la conservación del bosque de araucaria”. Gran
parte de las familias de agricultores (70%) fueron clasificadas como productores sencillos de mercancías
(representativo de la región). En 43% de las fincas, el valor bruto de la producción (VBP) de yerba-mate
estuvo en el rango de > 0 a 20% del VBP total; 19% presentaron un VBP entre > 20 a 40% para la
producción yerbatera; mientras que, en el rango de e > 40 e 60% y > 80 a 100% del VBP de la producción de
yerba-mate se situaran 14%, en cada uno de los rangos y 4% presentó VBP de yerba-mate entre 60 a 80%.
Palabras clave: Ilex paraguariensis, sistemas tradicionales, indicación geográfica
CARACTERIZAÇÃO SILVICULTURAL E FITOSSOCIOLÓGICA DOS SISTEMAS
TRADICIONAIS DE ERVA-MATE NO MUNICÍPIO DE SÃO MATEUS DO SUL,
PARANÁ, BRASIL.
N.C. Machado1, E. Pereira Gomes1, F.P. Chaimsohn1, T.K. Pereira2
1
Instituto Agronômico do Paraná, Caixa Postal: 129, CEP: 84.001-970, Ponta Grossa, Paraná, Brasil.
[email protected]
2
Graduando em Ciências Biológicas, Universidade Estadual de Ponta Grossa, CEP: 84.030-900, Ponta
Grossa, Paraná, Brasil
Efetuou-se uma caracterização e análise da vegetação arbórea ocorrente em sistemas agroflorestais de
produção de erva-mate no município de São Mateus do Sul, Paraná, Brasil, através de levantamentos
fitossociológicos em três sistemas tradicionais de produção de erva-mate sombreada, sendo um adensado, um
natural, e um silvipastoril. Foram alocadas parcelas de 2500 m2, inventariando indivíduos com DAP maior
ou igual a 5 cm. Calculou-se os parâmetros fitossociológicos, resultando em uma densidade média entre 104
árvores.ha-1 e 280 árvores.ha-1, e dominância entre 16,04 m2.ha-1 a e 18,35 m2.ha-1. O número de plantas de
erva-mate nos sistema nativo e silvipastoril foi de 244 e 336 plantas.ha-1, respectivamente, e no sistema com
adensamento da erva-mate foi de 2.175 plantas.ha-1. As espécies arbóreas com maior valor de importância
foram Ocotea porosa, Araucaria angustifolia, Ocotea puberula, Campomanesia xanthocarpa. A composição
arbórea e os parâmetros fitossociológicos foram semelhantes entre as áreas estudadas.
Palavras-chave: erva-mate, fitossociologia, sistemas agroflorestais.
91
TRANSMISSIBILIDADE DE Beauveria bassiana ENTRE ADULTOS DE Hedypathes
betulinus
M.S. Pereira Leite1, R.D. Ribeiro1 e S.R.C. Penteado2
1
Novozymes - Turfal – Indústria e Comércio de Produtos Biológicos e Agronômicos- Ltda. Rua: Aristeu
Luciano Adamoski n° 12 – Quatro Barras - PR, CEP: 83.420-000 – [email protected],
[email protected]
2
Embrapa- Florestas- Estrada da Ribeira Km 111, Colombo-Pr CEP: 83.411-000- [email protected]
A broca-da-erva-mate é a principal praga da erva-mate e para seu controle foi desenvolvido o bioinseticida
BoveMAX à base do fungo Beauveria bassiana. Este tem apresentado um eficiente controle e para avaliar a
transmissão do patógeno entre adultos, foi realizado o presente estudo que constou de dois tratamentos:
aplicação BoveMax (T1) e Testemunha (T2), sem aplicação. No T1 foram contaminados primeiramente os
machos, que após uma semana, ficaram 24 h em contato com as fêmeas, sendo posteriormente
individualizados e alimentados até a morte. A mortalidade confirmada, descontando-se a infecção natural,
foram 37 e 53 %, para os machos e fêmeas, respectivamente. No T2 utilizou-se a mesma metodologia,
entretanto sem aplicação do bioinseticida, ocorrendo infecção natural do fungo em 33 e 25 % nos machos e
fêmeas, respectivamente. O presente estudo comprovou que insetos infectados com o fungo, passam a
transmiti-lo por contato para outros não infectados, aumentando o controle.
Palavras-chave: Controle biológico, broca-da-erva-mate, transmissibilidade, erva-mate e fungo
entomopatogênico.
NÍVEIS TECNOLÓGICOS DE PRODUÇÃO DE ERVA-MATE NAS PROPRIEDADES
RURAIS DA REGIÃO SUDESTE DO PARANÁ
C.M. Takeuchi¹, A. Juazeiro Dos Santos², T. Vieira3, A.M. Bittencourt4 , N. Gomes de Almeida Rucker5, K.
Nietsche.
1
Voluntária, Departamento de Economia Rural e Extensão, Universidade Federal do Paraná - Campus Botânico: Av.
Lothário Meissner, 632 – Curitiba, PR – Brasil. Email: [email protected]
² Prof. Dr. em Ciências Florestais, Departamento de Economia Rural e Extensão, Universidade Federal do Paraná Campus Botânico: Av. Lothário Meissner, 632 – Curitiba, PR – Brasil. Email: [email protected]
³ Mestranda em Ciências Florestais, Departamento de Economia Rural e Extensão, Universidade Federal do Paraná Campus Botânico: Av. Lothário Meissner, 632 – Curitiba, PR – Brasil. Email: [email protected]
4
Doutorando em Ciências Florestais, Departamento de Economia Rural e Extensão, Universidade Federal do Paraná Campus Botânico: Av. Lothário Meissner, 632 – Curitiba, PR – Brasil. Email: [email protected]
5
Pesquisadora Científica da Secretaria de Estado da Agricultura e do Abastecimento do Paraná – SEAB - Rua dos
Funcionários, 1559 – Curitiba, PR - Brasil. Email: [email protected]
Há divergências de opinião sobre os níveis tecnológicos de produção de Erva-mate no Paraná. Sendo assim,
o objetivo da pesquisa foi determinar qual nível é mais utilizado no estado, baseado em dados primários e
secundários. Os dados secundários foram obtidos a partir de revisão bibliográfica e a coleta de dados
primários em propriedades rurais nos municípios de Irati, Prudentópolis e União da Vitória, através de
questionários. Os dados foram, posteriormente, tabulados e analisados comparativamente entre os diferentes
níveis de produção. De acordo com revisão bibliográfica, existem três níveis tecnológicos: Extrativista, não
tecnificado e tecnificado. A maioria dos autores acredita que os agricultores não investem em tecnologia,
porém alguns afirmam que a tecnologia de plantio da erva-mate desenvolvida no Paraná se encontra num
estágio bastante avançado. A partir dos questionários aplicados e da discussão com especialistas da área,
conclui-se que a maior parte dos produtores utiliza processo de produção extrativista, reafirmando os
resultados secundários.
Palavras-chave: tecnologia, Ilex paraguariensis, extrativismo
92
PEDOAMBIENTES DE CULTIVO DE ERVA-MATE (Ilex paraguariensis St. Hil.) EM
SISTEMAS TRADICIONAIS FAMILIARES NAS REGIÕES CENTRO-SUL DO PARANÁ
E NORTE CATARINENSE
D.A. Benassi1, F.P. Chaimsohm2, N.F.B Giarola3, J.A.B. Santos1, E.P. Gomes4, J.A. Fonseca5
1
Profissional de Ciência e Tecnologia do Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR.
e-mail: [email protected]
2
Pesquisador do IAPAR. Ponta Grossa, Paraná, Brasil. e-mail: [email protected]
3
Professora do Departamento de Ciência do Solo e Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de
Ponta Grossa, Ponta Grossa, Paraná, Brasil. e-mail: [email protected]
4
Agente de Ciência e Tecnologia. IAPAR. e-mail: [email protected]
Pesquisador da Epagri/Estação Experimental de Canoinhas, Canoinhas, SC,
e-mail: [email protected]
5
Como parte de um projeto de caracterização dos sistemas tradicionais familiares de produção de erva-mate
sombreadas nas regiões centro-sul do Paraná e norte de Santa Catarina (Brasil) visando á construção de um
processo de indicação geográfica, foram analisados e classificados os solos predominantes nestas áreas.
Foram selecionados vinte e um produtores representativos da média regional destes sistemas de produção. Os
solos predominantes destas áreas foram caracterizados por meio de análise de atributos morfológicos, físicos
e químicos dos perfis e, posteriormente, enquadrados em sistema de classificação taxonômica. Solos com
menor grau de intemperismo (Cambissolos) predominaram nas áreas estudadas, mas solos mais
desenvolvidos e muito intemperizados (Nitossolos e Latossolos) também ocorreram de modo expressivo. Em
menor ocorrência apareceram solos rasos (Neossolos) e com gradiente textural (Argissolos). De modo geral,
a textura dos solos variou de média a argilosa e os solos apresentaram distrofismo e saturação por alumínio
elevadas.
Palavras-chave: caracterização de solos, agricultura familiar, indicação geográfica.
AISLAMIENTO DE HONGOS ENTOMOPATÓGENOS A PARTIR DE SUELOS
CULTIVADOS CON Ilex paraguariensis (St. Hil.)
M.E. Schapovaloff 1, M.G. Medvedeff 2, C.C. López Lastra1
1
CEPAVE – CONICET. UNLP. Centro de Estudios Parasitológicos y de Vectores.
Calle 2 Nº 584, La Plata, Argentina (CP 1900). E-mail: [email protected].
2
Laboratorio de Micología. FCEQyN. UNaM.
Los hongos entomopatógenos pueden eliminar o mantener las plagas en niveles que no ocasionan daños
económicos a los cultivos, en su fase saprofítica como micelio. El objetivo de este trabajo fue realizar un
relevamiento de especies de hongos entomopatógenos a partir de suelos cultivados con yerba mate de la
provincia de Misiones. Las muestras de suelo se obtuvieron en cercanías de plantas de yerba mate. Se aplicó
la técnica de dilución seriada en medios selectivos en cápsulas de Petri. Después de obtenidos los cultivos
puros se precedió a la caracterización morfológica, macroscópica y microscópica, realizando la
identificación de los aislamientos mediante el uso de claves taxonómicas específicas. Se aislaron 30 cepas
fúngicas pertenecientes a las especies: Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae e Isaria sp. Se
evaluará el potencial de patogenicidad y virulencia de estos entomopatógenos mediante bioensayos para
determinar su posible uso en el control biológico de insectos plagas de la yerba mate.
Palabras clave: hongos entomopatógenos, yerba mate, insectos plaga, control biológico.
93
VIABILIDADE DE PUPAS DE Thelosia camina SCHAUS COLETADAS EM PLANTIOS DE
ERVA-MATE
M.J. Thomazini1, G. Jarenko Steil1 e T. Bochorny de Souza Braga1
1
Embrapa Florestas, Estrada da Ribeira, Km 111, CEP 834111-000, Caixa Postal 319, Colombo, PR, Brasil,
[email protected]
A lagarta-da-erva-mate, Thelosia camina, é um dos principais problemas fitossanitários da cultura da ervamate no Brasil, causando desfolha e redução da produção. A duração da fase pupal é longa, cerca de nove
meses no solo. O objetivo desse trabalho foi verificar a viabilidade de pupas de T. camina coletadas em
plantios de erva-mate. Mensalmente, de março a outubro de 2010, em Ivaí, PR, pupas de T. camina foram
coletadas peneirando-se o solo embaixo de árvores de erva-mate atacadas pela praga e levadas ao
laboratório. Foram coletadas 2.228 pupas. Desse total, 46,4% estavam atacadas por fungos (provavelmente
do gênero Beauveria), 43,0% morreram por outras causas (principalmente secamento em laboratório) e 0,8%
estavam parasitadas por dípteros da família Tachinidae. Apenas 9,8% das pupas originaram adultos, com
relação sexual de 0,5. A longa duração e a baixa viabilidade da fase pupal de T. camina dificultam sua
criação em laboratório e estudos bioecológicos.
Palavras-chave: lagarta-da-erva-mate, mortalidade, fungos, parasitismo, Brasil
MANEJO DE ERVAIS NATIVOS NA REGIÃO DO PLANALTO NORTE DE SANTA
CATARINA- BRASIL
A.G. Mattos¹, M. Sedrez dos Reis¹ e N. Peroni¹
¹ Universidade Federal de Santa Catarina- Núcleo de Pesquisas em Florestas Tropicais. Email:
[email protected]
A erva-mate é uma espécie nativa da América do Sul de grande importância para o Sul do Brasil. O
foco deste trabalho é caracterizar as práticas de manejo empregados nos ervais nativos no Planalto
Norte de Santa Catarina, sul do Brasil. Referente à conservação dos fragmentos florestais e
relacionar às práticas de manejo. Foram implantados 25 parcelas de 40x40m em 6 propriedades de
agricultores familiares, todas as plantas acima de 1,50 m de altura foram identificadas, mensurada
sua altura e Diâmetro à Altura do Peito. Encontraram-se várias práticas de manejo aos quais estão
relacionadas com o tamanho da propriedade e conhecimento do proprietário. No levantamento
demográfico encontrou-se uma média de 3.046,7plantas/hectare. A Erva-mate representou 20% das
plantas com uma densidade média de 623,2 plantas/hectare. Este trabalho mostra que a Erva-mate
está presente em grande quantidade nestes fragmentos, sendo uma alternativa de renda para estes
agricultores, favorecendo a manutenção dos fragmentos.
Palavras Chave: erva-mate; conservação; práticas de manejo.
94
PESQUISA PARTICIPATIVA COM MANEJO DE ERVAIS NATIVOS: RESULTADOS
PRELIMINARES DA FLORESTA NACIONAL DE TRES BARRAS/SC
A.G. Mattos, A. da Cunha Marques, M. Sedrez dos Reis, A.R. Rotta e L.C. Bona.
Universidade Federal do Paraná – Pós Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento
Universidade Federal de Santa Catarina – Núcleo de Pesquisas em Florestas
Email:[email protected]
Assessoria e Serviços em Projetos em Agricultura Alternativa – AS-PTA
Tropicais.
A erva-mate produzida a partir de ervais nativos é de grande importância no Planalto Norte Catarinense.
Porém, existem poucas pesquisas quanto a este tipo de manejo junto à mata nativa que é realizado pelos
agricultores. Nesta pesquisa procura-se avaliar alguns destes manejos através da pesquisa participativa.
Foram identificados três tipos de manejo, sendo implantados pelos agricultores em parcelas de 1.500 m²,
localizadas em um erval sob floresta em regeneração na Floresta Nacional de Três Barras. Foram realizadas
avaliações de produção aos 6 e aos 32 meses; aos 32 meses também foi avaliado o sombreamento do dossel
através de um densiômetro. Observou-se que o tratamento com maior abertura do dossel apresentou as
maiores produções, no entanto, tende a sofrer maior ataque de lagartas desfolhadoras (Thelosia camina e
Hylesia sp). A pesquisa conseguiu envolver os agricultores em todas as fases do processo e avaliações mais
conclusivas serão realizadas em julho de 2011.
Palavras-chave: Erva-mate, ervais nativos, manejo, pesquisa participativa
DIVERSIDADE ARBÓREA EM PLANTIOS DE ERVA-MATE (Ilex paraguariensis St. Hil.)
EM SISTEMA AGROFLORESTAL MULTIESTRATA NO SUL DO BRASIL
G.A. Nadolny1, G. Schmitz Gomes1, E. Adenesky Filho1, C.M. de Moraes1
1
UNICENTRO, Universidade Estadual do Centro Oeste/ Departamento de Engenharia Florestal/ Laboratório
de Agrossilvicultura, Km 7, Bairro Riozinho; CEP 84500-000 Irati – PR. E-mail
[email protected], [email protected], [email protected]
O objetivo deste estudo foi avaliar a composição florística e a utilização de espécies arbóreas componentes
de plantios de Erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) em sistemas multiestrata na Floresta com Araucárias,
Centro-Sul do Paraná. As espécies arbóreas foram levantadas a campo através do Método de Quadrantes
aplicado a ervais localizados em uma propriedade rural familiar no município de Rebouças-PR. Em
entrevistas com o proprietário do erval, usos e práticas de manejo foram registradas. Identificou-se
preliminarmente 28 espécies vegetais ocorrentes nos ervais, destacando-se: Araucaria angustifolia, Cedrela
fissilis, Syagrus romanzoffiana, Ocotea puberula, Prunus sellowii e Eugenia involucrata. Observou-se
considerável diversidade florística, associada ao conhecimento etnobotânico do manejo e utilização das
espécies, inclusive em termos de favorecimento da cultura alvo do sistema, a erva-mate. Informações deste
tipo são úteis no planejamento de sistemas agroflorestais apropriados cultural e ambientalmente a cada
região, e que propiciem um ambiente adequado à produção da erva-mate com qualidade superior.
Palavras-chave: agrossilvicultura; PFNM; Floresta Ombrófila Mista; etnobotânica
95
MANEJO NUTRICIONAL DEL CULTIVO DE YERBA MATE (Ilex paraguariensis St. Hil.
1822).
D.A. Sosa1; N. Munaretto2
1
2
INTA - Estación Experimental Agropecuaria Cerro Azul, Misiones. [email protected]
Ministerio del Agro y la Producción de la Provincia de Misiones, Convenio
INTA.
[email protected]
El cultivo de yerba mate con papel preponderante en la economía de la región yerbatera Argentina, presenta
el problema de disminución de producción por agotamiento de nutrientes del suelo debido a sucesivas
cosechas sin reposición. Usando información básica sobre valores de elementos químicos en suelo y planta
en la zona yerbatera, se instaló un ensayo durante 5 años con diferentes dosis de fertilizante, con los
objetivos de evaluar el efecto en la producción y observar su evolución en relación a fertilizaciones de
reposición, Nitrógeno-Fósforo-Potasio, principalmente. La producción entre tratamientos (kg ha-1) se analizó
estadísticamente no encontrando diferencias significativas, atribuido a la variabilidad del desequilibrio de la
relación suelo/planta, pero observándose diferencias importantes en valores absolutos de 1000 a 2000 kg ha1
, comparando con el testigo. Se concluye así que hubo respuesta al manejo nutricional planificado y que la
reposición de nutrientes hace sustentable la producción del cultivo de yerba mate.
Palabras Clave: yerba mate, fertilizantes, nutrición
COMPARACIÓN DE TÉCNICAS PARA EL ESTUDIO DE ESTRATEGIAS DE CONTROL
DE Gyropsylla spegazziniana LIZER & TRELLES, EN LABORATORIO
M.A. Formentini1, L.F.A. Alves1, M.E. Schapovaloff2, R.N.C. da Silva1, A.L.P. Fanti1
1
Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Lab. Biotecnologia Agrícola, Cascavel,PR, Brasil
e-mail: [email protected]
2
Universidad Nacional de La Plata, Argentina
Gyropsylla spegazziniana es una importante plaga del cultivo de la yerba-mate, perjudicando las brotaciones
y el desarrollo de la planta. Hay pocos trabajos acerca de estrategias para su control y sobre métodos
adecuados para su mantención en laboratorio. El objetivo de este trabajo fue comparar técnicas para
posteriores estudios de control de la plaga. Fueron utilizadas jaulas de madera con telas (JT), jaulas de
politereftalato de etileno (PET) y de cloruro de polivilina (PVC), utilizándose mudas y ramas de yerba-mate
con 15 insectos/planta. Las jaulas permanecieron en sala climatizada (26±1°C y fotoperíodo de 14h; U.R.:
60±10%) y, diariamente, se realizó la evaluación, hasta 10 días. Se observo apenas 15% de mortalidad de los
insectos en las jaulas de PVC con mudas de yerba-mate, en comparación a 38% de JT y 23% en PET. Así se
concluye que esta técnica es la recomendada para estudios posteriores de control de esta plaga.
Palabras clave: sobrevivencia, jaula, yerba-mate
96
EVALUACIÓN IN VITRO DE AISLADOS DE HONGOS Y NEMATODOS
ENTOMOPATOGÉNICOS PARA EL CONTROL DEL TALADRO DE LA YERBA-MATE
Hedypathes betulinus (KLUG) (COLEOPTERA: CERAMBYCIDAE)
A.L. Pereira Fanti1, L.F.A. Alves2
1
UNIOESTE, Centro de Ciências Agrárias, Rua Pernambuco, 1777, 85960-000 , Marechal Cândido
Rondon, PR. E-mail: [email protected]
2
UNIOESTE, Lab. Biotecnologia, Unioeste, CCBS, Campus de Cascavel, R. Universitária, 2069,
85819-110, Cascavel, PR,
Con el avance de la agricultura moderna, la yerba mate se ha convertido en un monocultivo con el
fin de cumplir con su creciente consumo. Hedypathes betulinus conocido como “taladro”, es una
plaga de este cultivo, cuyas larvas se alimentan en el interior del tronco de la planta, causando el
debilitamiento de las ramas, y produciendo la muerte de la misma. Con el objetivo de un control
eficaz, se evaluaron 32 aislamientos de Beauveria bassiana y 19 aislamientos de Metarhizium
anisopliae. Los insectos adultos fueron inmersos individualmente en una suspensión de hongos
(108 conidias / ml). Los resultados de mortalidad confirmados fueron de 93%. En cuanto a los
nematodos se evaluaron Heterorhabditis sp. y Steinernema arenarium (100 JIs/cm2) aplicados en
recipientes de plástico con arena, los que resultaron en una tasa de mortalidad superior al 90%,
demostrando el potencial de estos entomopatógenos en el control de esta plaga.
Palabras clave: Entomopatógenos, control microbiano.
Ilex paraguariensis CONSORCIADA COM Mimosa scabrella: PRODUTIVIDADE E
ASPECTOS NUTRICIONAIS
D. Santin1, E.L. Benedetti2, C.B. Reissmann3, N.F. de Barros4 e I. Wendling5
1
Eng. Florestal, Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas da UFV, Viçosa, MG - BR,
Bolsista CNPq, [email protected]
2
Eng. Agrônoma, Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas da UFV, Viçosa, MG – BR
3
Eng. Florestal, Ph.D., Professor do Programa de Pós-Graduação em Ciências do Solo da UFPR, Curitiba, PR – BR
4
Eng. Florestal, Ph.D., Professor do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas da UFV, Viçosa, MG –
BR
5
Eng. Florestal, D.S., Pesquisador da Embrapa Florestas, Colombo, PR - BR.
Resumo
O objetivo desse estudo foi avaliar o crescimento, produtividade e fertilidade do solo de erval consorciado com
bracatinga. Para isso plantou-se, entre a erva-mate, bracatinga em diferentes espaçamentos, gerando os
tratamentos: T1= 0, T2= 833, T3= 1.250 e T4= 2.500 plantas ha-1 de bracatinga. Avaliou-se a altura, diâmetro
da copa e produção (comercial e de galho-grosso) da erva-mate durante as colheitas de 2003, 2005 e 2007,
sendo na última colheita, avaliado teor de nutrientes nas plantas e fertilidade do solo. O crescimento e a
produção aumentaram a cada colheita, sendo maiores no T1, já no T4 obteve-se os maiores teores de nutrientes
nas plantas de erva-mate. Nos tratamentos T2 e T3 houve aumento na disponibilidade de P, K e carbono
orgânico no solo. A bracatinga em baixa e média densidade é importante na manutenção e melhoria da
fertilidade do solo, porém, densidade superior a 833 plantas ha-1 limita a produção da erva-mate.
Palavras-chave:
erva-mate,
bracatinga,
consórcio,
fertilidade
do
solo,
sustentabilidade
97
BIOECOLOGIA DE Hedyphates betulinus EN LA PROVINCIA DE MISIONES,
ARGENTINA
O.R. de Coll1; D.V.Ohashi2 y R.M.Mayol2
1
2
E.E.A. INTA, Montecarlo, [email protected]
E.E.A. INTA, Cerro Azul, [email protected]
Hedyphates betulinus, taladro grande de la yerba mate, es una plaga de difícil control. El mayor daño se
produce en el estado larval en el interior del leño, provocando en casos severos muerte de plantas. El
objetivo del presente trabajo fue conocer aspectos de la bioecología del taladro y sus enemigos naturales. Se
monitorearon en el año 2010 cinco lotes de yerba (tres en San Vicente, uno en Oberá y otro en Jardín
América). El mayor % de aserrín en planta y número de taladros se obtuvieron en San Vicente. El adulto
presentó comportamiento solitario y poco móvil, provocando daño durante la alimentación en la corteza de
las ramas verdes y maduras, o en los pecíolos. El sex-ratio total fue de 2,60. La hembra colocó un solo huevo
por orificio. En laboratorio se observó que las chinches Arilus carinatus y Apiomerus sp. son predadoras de
H. betulinus.
Palabras clave: taladro grande de la yerba mate, enemigos naturales, Ilex paraguariensis.
98
CURVAS DE RESPOSTAS FOTOSSINTÉTICAS NA INTENSIDADE DE IRRADIAÇÃO
EM FOLHAS DE DIFERENTES IDADES DA ERVA-MATE
M. Rakocevic1
1
Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, Rodovia Celso Garcia Cid km 375, 86047-902
Londrina, Paraná, Brasil, e-mail: [email protected]
Resumo
Objetivou-se avaliar as curvas de resposta de fotossíntese na intensidade de irradiância (A/I) em folhas de
erva-mate de diferentes idades, cultivada em dois ambientes – monocultura (MO) e sub-bosque da floresta
(FUS). Das curvas ajustadas, estimou-se a região de saturação luminosa (platô, Amax), o rendimento
quântico aparente - Φ (de inclinação da curva inicial - α), a respiração no escuro (Rd) e o ponto de
compensação fotótica (LCP) para cada folha medida. As curvas A/I, ajustadas na forma polinomial,
mostraram diferenças entre os ambientes e entre as idades foliares. LCP, Rd e Φ se diferenciam
significativamente entre os ambientes, porém sempre com valores baixos. Apresentou-se fotoinibição de
folhas mais velhas (7-21 meses de idade) em FUS, enquanto em MO do platô de Amax foi mantido em altas
irradiâncias. Análise de curvas A/I classificou a erva-mate no grupo de espécies que toleram sombra e
possuem adaptações às condições de áreas abertas (“menos tolerante na sombra”).
Palavras chave: PAR, ponto de compensação fotótica, região de saturação luminosa, rendimento quântico
aparente, respiração no escuro.
PHOTOSYNTHETIC LIGHT-RESPONSE CURVES IN YERBA-MATE LEAVES OF DIFFERENT AGES
Abstract
The aim of this work was to estimate the photosynthetic light-response curves (A/I) at leaves of distinct age
of yerba-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) cultivated in monoculture (MO) and under forest understorey
(FUS). From the adjusted A/I curves, the curve parameters were estimated for each measured leaf: light
saturation region (Amax), apparent quantum yield - Φ (from the initial slope –α), dark respiration (Rd), and
light compensation point, (LCP). The A/I curves, fitted as polynomials, show the differences between
cultivation environment and between leaf ages. LCP, Rd and Φ shown low values that were modified by the
cultivation environment. The photoinhibition was expressed in older leaves (7-21 months) in FUS, while in
MO the Amax was maintained in high irradiances. The analyses of A/I curves classify the yerba-mate in a
group of species with shade tolerance with adaptation on open areas (“less shade tolerant”).
Key words: apparent quantum yield, dark respiration rate, light compensation point, PAR, light saturation
region.
Introdução
As curvas de resposta de fotossíntese na intensidade de radiação incidente ou absorvida (curvas de luz)
ajustam-se na base de diferentes equações, como: função monocromática (Causton e Dale, 1990), função
hiperbólica (Leverenz et al., 1990) ou polinomial (Kirschbaum e Farquhar, 1987). A curva de luz é
constituída por algumas regiões. Ela começa pela parte abaixo do ponto de compensação fotótica (LCP),
onde a irradiância é insuficiente para compensar os gastos com a fotorrespiração e a respiração no escuro
(Rd). Acima de LCP, quando a intensidade de radiação ainda é baixa, a taxa de fotossíntese aumenta
linearmente com aumento de irradiância. Nesta segunda parte de curva, a fotossíntese é limitada por
transporte de elétrons induzido por irradiância. Esta região da curva (inclinação inicial, α) define a eficiência
de conversão de fótons em carbono fixado. Quando a curva de luz se constrói na base de luz incidente, o
parâmetro calculado chama-se rendimento quântico aparente (Φ). A terceira região da curva considera altas
irradiâncias, onde a fotossíntese pode ser saturada pela luz, atingindo o seu platô (Amax). Nesta região, a
99
fotossíntese é limitada por taxa de carboxilação.
As curvas de fotossíntese foliar ou populacional ainda não foram analisadas na erva-mate (Ilex
paraguariensis St. Hil.), porém a fotossíntese desta espécie foi estudada recentemente. A taxa de fotossíntese
da erva-mate apresenta modificações relacionadas à emissão de unidade de crescimento, das fases de
desenvolvimento, ao sexo de plantas, à idade de folhas (Rakocevic et al., 2009) e à posição de folhas na
árvore (Rakocevic et al., 2007).
A erva-mate é classificada no grupo de umbrófilas (Carpanezzi, 1995), mas alguns parâmetros do seu
crescimento a classificam no grupo de espécies definidas por estratégia de evitar a sombra (Campbell et al.,
1991), como são as suas reações fotomorfogenêticas (Rakocevic et al., 2003). O tamanho e a forma de folhas
individuais também se modificam quando as plantas são cultivadas em sombra de floresta ou nas áreas
abertas (Rakocevic et al., 2011), o comportamento que a classifica no grupo de espécies que Petriţan et
al.(2009) chamam ”menos tolerantes à sombra”. A fotossíntese foliar de plantas cultivadas na sombra é
muito inferior quando comparada as da monocultura (Rakocevic et al., 2009; 2011), o que indica que esta
espécie é, até um certo grau, adaptável às condições de irradiâncias de áreas abertas.
Na análise de uso do recurso luminoso da erva-mate como espécie “menos tolerante na sombra”,
hipotetizou-se que as curvas de respostas fotossintéticas na radiação incidente não mostrarão as diferenças
significativas das suas formas quando comparadas às folhas de plantas em pleno sol e de florestas e que a
respiração no escuro apresentará as diferenças entre os ambientes luminosos diferenciados. Neste sentido
objetivou-se: 1) avaliar as curvas de resposta de fotossíntese na intensidade de radiação luminosa (PAR) em
folhas de diferentes idades de plantas da erva-mate cultivadas em dois ambientes – monocultura e subbosque florestal, 2) estimar a região de saturação luminosa (platô, Amax), o rendimento quântico aparente Φ (de inclinação da curva inicial - α), a respiração no escuro (Rd), o ponto de compensação fotótica (LCP) e
a fotoinibição.
Material e métodos
Em uma área de produção de matéria-prima na Indústria Barão, em Barão de Cotegipe (27° 37’ 15’’ S e 52°
22’ 47’’ W, 765m de altitude) no estado do Rio Grande do Sul, foram selecionadas duas parcelas (uma no
sub-bosque da floresta com Araucaria angustifolia enriquecida com erva-mate – FUS - que apresenta um
habitat parecido como nativo desta espécie e outra em um plantio de erva-mate a pleno sol em monocultura MO), distantes 100 m uma da outra.
As plantas de erva-mate de quatro anos de idade foram podadas em abril de 2003 em MO e FUS.
Desde junho de 2003 as populações de folhas foram marcadas em intervalo de dois meses. No primeiro
decênio de maio de 2005, na fase de crescimento que define o fim de formação de unidade de crescimento na
brotação de outono, foi medida a troca gasosa foliar em populações foliares. Em dois sistemas, apenas as
folhas formadas nas duas últimas unidades de crescimento (Rakocevic et al., 2006) foram presentes,
constituindo as populações foliares de um, cinco e sete meses de idade. Folhas com 15, 19 e 21 meses foram
presentes apenas na FUS, já que em MO ocorreu uma acentuada queda das folhas emitidas no ciclo anual
precedente.
Em cada sistema de cultivo (MO e FUS) foi escolhida uma planta fêmea, cujas folhas foram medidas a
fotossíntese líquida (A). Usou-se o equipamento portátil (LCpro, ADC Bioscientific Ltd., Hoddesdon, UK),
com recurso de luz artificial LED (ADC). A temperatura de folhas foi fixada entre 27-30°C e a concentração
externa de CO2 em 375-380ppm. As medições começaram com aproximadamente 5 minutos de luz de
saturação, ou máxima intensidade de radiação fotossinteticamente ativa (PAR) que o recurso pode realizar
(1740µmol m-2 s-1), seguidas por nove reduções incrementais de irradiança até atingir 17µmol m-2 s-1 e
terminar com a medição de respiração diária no escuro (sem luz), que durou 20 minutos. O uso de luz
decrescente, em vez de crescente, reduziu o tempo necessário para atingir o equilíbrio entre a abertura de
estômatos e a indução fotossintética, uma vez que medições foram feitas ‘in situ’, durante o dia. No uso de
radiação crescente, procurou-se obter uma resposta inadequada, devido que, aos estômatos, quando expostos
à irradiação intensa, podem não abrir suficientemente (Singsaas et al., 2001). Para cada população foliar de
cada planta realizou-se três repetições.
As curvas de resposta de fotossíntese na intensidade de radiação incidente (curvas de luz, ou curvas
A/I) foram construídas a partir de medições e ajustadas na função polinomial de quarto grau (Kirschbaum e
Farquhar, 1987) – equação 1, na parte de curva que é resposta no PAR > 50 µmol fótons m-2 s-1.
100
A= -a + b*Ia - b*10-3*Ia2 + c*10-5*Ia3- d*10-7*Ia4
Eq. 1
onde Ia é a irradiância absorvida máxima. No cálculo de coeficientes os valores de PAR (I incidente) foram
transformados para escala logarítmica, devido à lei de física ótica de Beer-Lambert, amplamente usado para
os cálculos de absorção e interceptação de radiação pela vegetação. Em consideração que não há as
informações sobre as propriedades óticas de erva-mate, assumiu-se o valor 0.9 para coeficiente de absorção,
que se usa em muitos modelos de interceptação (Sinoquet et al., 2000). Para cálculos de forma de curvas
usou-se o programa matemático TC, com a escolha de funções que apresentam r2 de 0.99.
O ponto de compensação de luz foliar (LCP) calculou-se a partir de função inicial linear, de α da
regressão linear. A regressão linear foi construída com o uso de primeiros três pontos de irradiância, ou seja,
0, 17 e 43 µmol fótons m-2 s-1. O rendimento quântico aparente (Φ) foi calculado da inclinação da curva
inicial (α), a respiração no escuro (Rd) como resposta diurna na ausência de luz. Pela reação de fotoinibição
calculou-se com a razão entre Amax e Afinal (atingida no fim da curva, sob o valor máximo de irradiância
aplicada - 1740µmol m-2 s-1).
Na análise de forma de curvas A/I, geradas para cada tipo de folha e ambiente, foi aplicado o modelo
de análise de variância repetitiva (ANOVAR), com a intensidade de radiação e as repetições como fatores
fixos. Uso-se teste de Kruskal-Wallis (análise não paramétrica aplicada para amostras com menos do que seis
repetições) para analisar os parâmetros estimados de curvas (LCP, Rd, Φ, Amax e Amax/Afinal) nas
modificações induzidas por ambiente de cultivo e idade de folhas. O valor p <0.1 foi considerado
significativo. Todas as análises estatísticas foram processadas no programa livre ‘R’ (versão 2.11.1).
Resultados e discussão
As curvas A/I são mostradas na Figura 1 para as folhas de diferentes idades e dois ambientes de cultivo da
erva-mate. A análise de formas de curvas A/I (Tabela 1) mostra que houve um impacto significante de idade
foliar e de ambiente de cultivo de erva-mate (Tabela 1A). Por isso, ajustaram-se três tipos de funções
polinomiais (Equações 2-10), que agrupam as respostas foliares (Tabela 1B). Primeiro grupo inclui folhas de
1/ 1, 3 e 7 meses de MO (Equações 2-4); segundo as folhas de 1, 3 e 7 meses de FUS (Equações 5-7) e
terceiro as de 15, 19 e 21 meses de FUS (Equações 8-10).
10
1 mês MO
3 meses MO
7 meses MO
10
6
4
2
7 meses FUS
21 meses FUS
6
4
2
0
0
0
-2
3 meses FUS
19 meses FUS
8
A (µmolCO2 m-2 s-1)
A (µmolCO2 m-2 s-1)
8
1 mês FUS
15 meses FUS
200
A/
400
600
800
0
1000 1200 1400 1600 1800
Irradiância (PAR), µmol fótons m-2 s-1
-2
200
B/
400
600
800
1000 1200 1400 1600 1800
Irradiância (PAR), µmol fótons m-2 s-1
Figura 1. Curvas de curvas de resposta de fotossíntese na intensidade de irradiância (A/I) em folhas de
diferentes idades de erva-mate cultivada em dois ambientes distantes: A/ monocultura (MO) e B/ sub-bosque
da floresta (FUS).
As equações calculadas e ajustadas para as curvas A/I de folhas de erva-mate (Eq. 2-10) são
comparáveis com as de Kirschbaum e Farquhar (1987) construídas para Eucalyptus pauciflora. Os valores de
coeficientes obtidos (a, b, c, d) pode ser útil em modelos de simulação de fotossíntese.
A análise de parâmetros extraídos da curva inicial linear (LCP, Φ e Rd) demonstra a diferença
significativa entre os dois ambientes de cultivo da erva-mate, enquanto a idade de folhas não apresentam
impacto nestes parâmetros (Tabela 2). O ambiente influencia LPC e Rd das folhas de 3 e 7 meses de idade
(folhas formadas ano vegetativo atual, porém já expandidas e maduras), mas não modifica as respostas das
mais novas (1 mês de idade), em decorrência de que ainda não completaram o seu desenvolvimento pleno
(Tabela 2).
101
Tabela 1. ANOVA de modelo repetitivo para as respostas de fotossíntese na intensidade de irradiação
incidente de folhas de diferentes idades da erva-mate cultivada em monocultura (MO) e em sub-bosque de
floresta (FUS). A/ Análise geral; B/ Analise de impacto de idade de folhas na forma de curva A/I pelo
ambiente de cultivo. Os valores de p<0.1 são considerados estatisticamente significados e estão marcados em
negrito.
A/ Ambiente
Idade
p-valor
p-valor
0.0547
<0.0001
B/ Idade foliar em meses
1
3
7
1,3 & 7
Todas
Ambiente MO FUS MO FUS MO FUS
MO
FUS
FUS
Ambiente
p- valor
0.4994
0.5703
0.3139
0.7437
Idade
p- valor
<0.0001 0.2151 <0.0001
Três grupos de equações de A/Iabsorvida ajustadas para folhas de diferentes idades (1-21 meses) de erva-mate
cultivada em dois ambientes:
A MO-1mês = 2.4133 + 2.7831*Ia – 2.4093*Ia2 + 0.5756*Ia3- 0.0388*Ia4
Eq. 2
A MO-3meses = -12.2381 -14.7899*Ia +9.7619*Ia2 -1.6886*Ia3+ 0.0932*Ia4
Eq. 3
A MO-7meses = -2.253-2.7604*Ia +1.6609*Ia2 -0.241*Ia3+0.0116*Ia4
Eq. 4
A FUS-1mês = 2.7209 + 3.1779*Ia – 2.5678*Ia2 + 0.6035*Ia3- 0.0414*Ia4
Eq. 5
A FUS-3meses = -0.9962 -1.2107*Ia – 0.7724*Ia2 -0.0577*Ia3- 0.001*Ia4
Eq. 6
A FUS-7meses = -2.7269 + 3.1839*Ia – 2.5768*Ia2 + 0.6068*Ia3- 0.0421*Ia4
Eq. 7
2
3
4
A FUS-15meses = -0.3501 + 0.3998*Ia – 0.3621*Ia + 0.102*Ia - 0.0067*Ia
Eq. 8
A FUS-19meses = 1.1571 + 1.317*Ia -1.2186*Ia2 + 0.303*Ia3- 0.0209*Ia4
Eq. 9
Eq. 10
A FUS-21meses = 0.9184 + 1.0464*Ia – 0.962*Ia2 + 0.2476*Ia3- 0.0176*Ia4
Tabela 2. Kruskal-Wallis teste de parâmetros de curvas de fotossíntese (ponto de compensação fotótica LCP, respiração no escuro – Rd, rendimento quântico aparente – Φ, platô de fotossíntese – Amax,
fotossíntese final - Afinal e razão Amax/Afinal) construídas para as folhas de diferentes idades da ervamate cultivada em monocultura (MO) e sub-bosque de floresta (FUS). Os valores de p<0.1 são considerados
estatisticamente significados e marcados em negrito.
Idade foliar em meses
Parâmetro
Ambient
e
LCP
p- valor
p- valor
Rd
p- valor
p- valor
Φ
p- valor
p- valor
Amax
p- valor
p- valor
Afinal
p- valor
Todas
MO e
FUS
0.000
7
0.148
3
0.000
9
0.240
7
0.042
1
0.114
9
0.030
5
0.073
8
0.002
1
1 mês
M FU
O
S
0.2752
0.4994
0.5127
0.0463
0.0495
3 meses
M FU
O
S
0.0495
0.0495
0.8273
0.1266
0.7963
7 meses
M FU
O
S
0.0495
0.1266
0.2752
0.2752
0.8273
1,3 & 7 meses
MO
FUS
Todas
FUS
0.0041
0.3932
0.837
1
0.0071
0.5505
0.4298
0.6854
0.1931
0.4334
0.1112
0.1326
0.670
3
0.3538
0.732
6
0.1319
0.425
4
0.0268
102
p- valor
Amax/Afin
al
p- valor
p- valor
0.1133
0.027
6
0.006
5
0.038
8
0.1266
0.1266
0.966
4
0.0584
0.0463
0.1663
0.061
2
0.1971
0.1279
Os parâmetros que definem a terceira parte da curva A/I (Amax, Afinal e Afinal/Amax) mostram-se
influenciados por ambiente de cultivo e por idade de folhas estudadas. As diferenças de ambiente em Amax e
Afinal relacionaram-se com as folhas mais novas (1 mês de idade), enquanto a fotoinibição diferencia as
folhas de 7 meses de idade (Tabela 2), ou seja, acontece em FUS e não acontece em MO (Figura 1). A
fotoinibição também não foi registrada nas folhas mais novas (1 e 3 meses) de FUS (Figura 1 e Tabela 2),
nem em folhas mais velhas (15-21 meses), emitidas no período vegetativo precedente (Figura 2C).
25.0
1.400
LCP-MO
LCP-FUS
Rd-MO
Rd-FUS
1.200
1.000
15.0
0.800
0.600
10.0
0.400
Rd (µmol CO2 m-2 s-1)
LCP (µmol fótons m-2 s-1 )
20.0
5.0
0.200
0.0
A/
0.000
1 mês
3 meses
7 meses
15 meses
19 meses
21 meses
Idade de folhas
1.05
9.0
1.00
Φ-MO
8.0
Φ-FUS
Amax (µmol CO2 m-2s-1 )
Φ (mol CO 2 mol-1 fótons)
0.05
10.0
0.04
0.03
0.02
0.95
7.0
0.90
6.0
0.85
5.0
0.80
4.0
0.75
3.0
0.01
0.70
2.0
Amax-MO
Amax/Afinal-MO
1.0
0.00
1 mês
B/
3 meses
7 meses
Idade de folhas
15 meses
19 meses
Amax-FUS
Amax/Afinal-FUS
0.0
21 meses
C/
Amax/Afinal
0.06
0.65
0.60
1 mês
3 meses
7 meses
15 meses
Idade de folhas
19 meses
21 meses
Figura 2. Parâmetros de curvas de fotossíntese A/ ponto de compensação fotótica - LCP, respiração no
escuro – Rd, B/ rendimento quântico aparente – Φ, C/ platô de fotossíntese – Amax e razão Amax/Afinal
para as folhas de diferentes idades da erva-mate cultivada em monocultura (MO) e sub-bosque de floresta
(FUS).
Os valores médios de Rd (µmol CO2 m-2 s-1) e LCP (1.14-18.89 µmol fótons m-2 s-1) apresentaram os
valores baixos em ambos os sistemas de cultivo (Figura 2A), apesar de que os valores para os ambientes
foram significantemente diferenciados (Tabela 2). Os valores médios de Φ da erva-mate foram no intervalo
entre 0.0198-0.046 mol CO2 mol-1 fóton (Figura 2B). Tsvuura et al. (2010) estudaram varias espécies
vegetativas e consideram que os LCP baixos (no intervalo entre 0.8-10 µmol m-2 s-) são valores que indicam
a tolerância na sombra, o que geralmente deveria ser consistente com os valores de rendimento quântico
aparente altos (faixa de 0.078 mol CO2 mol-1 fóton).
Apesar de que LCP, Rd, Φ e Amax da erva-mate são comparáveis com muitas outras espécies florestais
(Timm et al., 2002; Tsvuura et al., 2010), estes indicadores mostram sua menor tolerância na sombra, por
LCD mais intensivo e menor rendimento quântico do que as fisiologicamente lentas espécies tolerantes na
sombra, que pela regra apresentam altíssimo rendimento quântico. Zhang et al. (2006) mostraram que os
mais altos valores de Φ populacionais definem as florestas boreais em algumas florestas tropicais úmidas ou
extremamente secas. O intervalo de Φ da erva-mate do nosso experimento se compara com o de populações
florestais tropicais, florestas com pino escocês e florestas mistas.
103
Conclusão
1) LCP, Rd, Φ e Amax da erva-mate são comparáveis com muitas outras espécies florestais, porém indicam a
sua menor tolerância na sombra, por LCD mais intensivo e menor rendimento quântico do que as
fisiologicamente lentas espécies tolerantes na sombra, quais pela regra apresentam altíssimo rendimento
quântico.
2) A fotoinibição que ocorre nas folhas mais velhas de erva-mate em MO mostram o certo grau de estresse
luminoso, que provoca rápida senescência e queda de folhas em monocultura, compradas com as da floresta.
3) A análise de curvas A/I classifica a erva-mate em espécies “menos tolerantes na sombra”.
Agradecimentos
À Embrapa Florestas (Colombo, PR), onde foi efetuada atividade de pesquisador visitante na época de
medições, à indústria Barão de Cotegipe (RS), que sempre dava o apoio, ao CNPq e IICA que financiaram a
bolsa de Pesquisador Visitante e ao aluno de ciências computacionais da UEL, Fábio Takeshi Matsunaga,
para ajuda matemática em ajustes de curvas de luz.
Referencias bibliográficas
Campbell, B.D.; Grime, J.P. e Mackey J.M.L. 1991. A trade-off between scale and precision in resource
foraging. In: Oecologia 87:532-538.
Carpanezzi, A.A. 1995. Cultura da erva-mate no Brasil: Conflitos e lacunas. In: Winge, H.; Ferreira, A.G.;
Mariath, J.E.A. e Tarasconi, L.C. (Eds.). In: Erva-mate: biologia e cultura no Cone Sul. Porto Alegre: Ed.
da UFRGS: 43-46.
Causton, D.R. e Dale M.P. 1990. The monomolecular and rectangular hyperbola as empirical models of the
response of photosynthetic rate to photon flux density, with applications to three Veronica species. In:
Annals of Botany 65:389–394.
Kirschbaum, M.U.F. e Farquhar, G.D. 1987. Investigation of the CO2 dependence of quantum yield and
respiration in Eucalyptus pauciflora. In: Plant Physiology 83: 1032-1036.
Leverenz, J.W.; Falk, S.; Pilström, C.M. e Samuelsson, G. 1990. The effects of photoinhibitionon the
photosynthetic light-response curve of green plant cells (Chlamydomonas reinhardtil). In: Planta 182:161168.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S. e Takaki, M. 2003. Aspectos fotomorfogenéticos de plantas jovens de ervamate. In: Anais de 3° Congresso Sul-Americano da erva-mate, 2003, Chapecó, 5(15): 1-8.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lavoranti, O.J. e Valduga, A.T. 2007. Leaf gas exchange differences
between males and females of yerba-mate. In: Pesquisa Florestal Brasileira 54: 37-44.
Rakocevic, M.; Medrado M.J.S.; Martim S.F. e Assad E.D. 2009. Sexual dimorphism and seasonal changes
of leaf gas exchange in the dioecious tree Ilex paraguariensis grown in two contrasted cultivation types.
In: Annals of Applied Biology 154: 291-301.
Rakocevic, M.; Costes, E. e Assad, E.D. 2011. Structural and physiological sexual dimorphism estimated
from 3D virtual trees of yerba-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) is modified by cultivation environment.
In: Annals of Applied Biology 158, published on-line.
Singsaas, E.L.; Ort, D.R. e DeLucia, E.H. 2001. Variation in measured values of photosynthetic quantum
yield in ecophysiological studies. In: Oecologia 128:15–23.
Sinoquet, H.; Rakocevic, M. e Varlet-Grancher, C. 2000. Comparison of models for daily light partitioning in
multispecies canopies. In: Agricultural and Forest Meteorology 101: 251–263.
Timm, H.C.; Stegemann, J. e Küppers, M. 2002. Photosynthetic induction strongly affects the light
compensation point of net photosynthesis and coincidentally the apparent quantum yield. In: Trees 16:
47–62.
Tsvuura, Z.; Grifths, M.E.; Gunton, R.M.; Franks, P.J. e Lawes, M.J. 2010. Ecological filtering by a
dominant herb selects for shade tolerance in the tree seedling community of coastal dune forest. In:
Oecologia, published on-line 14 July 2010.
Zhang, L-M.; Yu, G-R.; Sun, X-M.; Wen, X-F.; Ren, Ch-Y.; Fu, Y-L. Li Q-K.; Li, Zh-Q.; Liu, Y-F.; Guan. DX. eYan, J-H. 2006. Seasonal variations of ecosystem apparent quantum yield (α) and maximum
photosynthesis rate (Pmax) of different forest ecosystems in China. In: Agricultural and Forest
Meteorology 137: 176–187 183.
104
PRODUÇÃO DO COMPONENTE ARBÓREO NO SISTEMA AGROFLORESTAL DA
ERVA-MATE (Ilex paraguariensis) EM MACHADINHO, RS.
A.J. Baggio1; S.R. Felizari2; A. Ruffato2 e A.O. Soares1
1
Embrapa Florestas – Estrada da Ribeira Km ,111 – Caixa Postal: 319 – Colombo, Paraná, Brasil, CEP:
80411-000. E-mail autor: [email protected]
2
Apromate - Associação de Produtores de Erva-mate de Machadinho
Resumo
O programa do SAF erva-mate-cambona-4 foi desenvolvido pela Apromate, em parceria com a Embrapa
Florestas e Emater/RS, com aporte financeiro do Consórcio Machadinho S/A e Tractebel Energia S/A. O
interesse comum em solucionar questões sociais, ambientais e econômicas do município motivou a geração
deste sistema. Neste trabalho, são apresentados resultados sobre o desenvolvimento e potencial de renda das
espécies utilizadas nas arborizações de duas unidades produtivas familiares, com áreas de 1,18 e 1,98
hectares, aos 8 e 9 anos de idade, respectivamente. A erva-mate foi plantada no espaçamento 2,5 x 1,5m e as
árvores a 6,0 x 7,5 m. Para produção de madeira serrada, destacam-se as seguintes espécies: louro-pardo
(Cordia trichotoma), canafístula (Peltophorum dubium), angico-vermelho (Parapiptadenia rigida),
canjarana (Cabralea canjerana), guajuvira (Patagonula americana) e ipê-roxo (Tabebuia heptaphylla). Os
incrementos médios anuais variam de 1,73 a 2,71 cm para diâmetros e 0,71 a 1,03 m, para alturas. Os valores
agregados em cada área, pela produção de madeira serrada, foram de R$1.470,00 e R$5.929,00/ha.
Palavras chave: arborização da erva-mate, espécies nativas, madeiras nobres.
Abstract
TREES PRODUCTION ON ERVA-MATE (Ilex paraguariensis) AGROFORESTRY SYSTEM IN
MACHADINHO, RS
The SAF yerba-mate-cambona-4 project was developed by Apromate in partnership with Embrapa Florestas
and Emater/RS, and with financial support from Consórcio Machadinho S/A and Tractebel Energia S/A. The
system was developed based on a shared interest in finding solutions for social, environmental, and
economic problems in the town of Machadinho, RS. In this study we describe results of the development and
potential yield of the species used in enrichment plantations of two family-based yerba mate fields, one that
was 8 years old and measured 1.18 ha and another that was 9 years old and measured 1.98 ha. The following
species were best suited for producing timber: louro-pardo (Cordia trichotoma), canafístula (Peltophorum
dubium), angico-vermelho (Parapiptadenia rígida), canjarana (Cabralea canjerana), guajuvira (Patagonula
americana), and ipê-roxo (Tabebuia heptaphylla). The species showed mean annual growth between 1.73
and 2.71 in diameter and 0.71 to 1.03 m in height . The added values in each area by timber production were
R$1,470 and R$5,929/ha.
Key words: erva-mate trees intercropping, native species, valious woods
Introdução
No Brasil, os monocultivos de erva-mate iniciaram nos anos 60, devido ao esgotamento de grande parte dos
ervais nativos, que eram explorados apenas em forma extrativista, com posterior erradicação das florestas
naturais para usos agropecuários (Linhares, 1969).
A domesticação da erva-mate para plantios puros obteve relativo sucesso, principalmente devido à
resistência das plantas adultas ao excesso de insolação e geadas. Embora se trate de uma espécie florestal
nativa de ambientes sombreados (Reitz et al., 1988; Carvalho, 1984), onde tradicionalmente foi explorada
em forma extrativista, até hoje são desconhecidas as reais necessidades de radiação para o máximo
desempenho produtivo da espécie.
105
Como o desmatamento generalizado limitou as áreas disponíveis para reposição dos ervais em ambientes
naturais, a arborização é uma alternativa para minimizar os problemas ambientais, sociais e econômicos,
decorrentes das áreas monocultivadas (Soares, 1998; Borges et al, 2003). A arborização desta cultura pode
imitar com vantagens o ambiente natural, pois a competição (por água, luz e nutrientes) pode ser controlada,
assim como as espécies arbóreas podem ser selecionadas para usos múltiplos.
Com relação à produção quantitativa, existem citações de que a erva-mate produz menos na sombra, de
acordo com estudos pontuais de plantios em florestas naturais, onde ocorre uma contínua variação de
espécies e intensidade de sombreamento, além de um número excessivo de árvores, ou seja, com grande
competição pelos recursos naturais.
Ainda não foram realizados ensaios de arborização (espaçamentos amplos), com espécies adequadas a este
tipo de consórcio, com diferentes graduações de entrada de luz e acompanhamento ao longo da rotação
produtiva da espécie, possivelmente devido às dificuldades e tempo de maturação demandados por estes
estudos. No entanto, são reais as perspectivas para manter ou até aumentar a rentabilidade da produção
ervateira, com o equacionamento desta questão.
Outro objetivo desejado pela arborização é a melhoria da qualidade dos diferentes produtos que a erva-mate
pode oferecer. No Brasil, o chimarrão proveniente de ervais sombreados sempre foi considerado de melhor
qualidade (pelos consumidores), existindo inclusive um mercado diferenciado para o mesmo, atualmente
também valorizado pelas vantagens ambientais. Como a biomassa verde da erva depende de uma complexa
composição química, além de outros fatores, estudos de arborização controlada também podem aportar
conhecimentos elucidativos, tanto para o chimarrão como para os demais produtos derivados.
Quanto à rentabilidade do sistema, há pelo menos dois importantes aspectos a serem considerados. A
população arbórea protetora implica também na ocupação produtiva do espaço vertical, que terá em seu
momento o devido retorno econômico, proporcional à qualidade das espécies selecionadas para a
arborização. Coincidentemente, muitas das essências nativas, que apresentam características desejáveis para
a arborização da erva-mate, produzem madeiras valiosas e consideradas extintas, para efeitos de mercado. A
certificação destes consórcios potencializa o seu comércio, com considerável valor agregado (Ruschel et al.,
2003; Baggio et al., 2009).
Por outro lado, os serviços ambientais resultantes (principalmente seqüestro de carbono, amenização do
clima e conservação da água) atendem ao apelo da sociedade, que valoriza em forma crescente produtos
oriundos deste tipo de sistema.
Com base nestes aspectos, foi desenvolvido o projeto do sistema agroflorestal da erva-mate-cambona-4,
através de parceria firmada entre a Apromate, Embrapa Florestas e Emater/RS, com aporte financeiro do
Consórcio Machadinho S/A e Tractebel Energia S/A. O interesse comum em solucionar questões sociais,
ambientais e econômicas do município de Machadinho, no Rio Grande do Sul, motivou a geração deste
sistema (Baggio et al., 2008).
Neste trabalho, são apresentados os resultados da produção e renda potencial de algumas das espécies
utilizadas nas arborizações do citado projeto, até os nove anos de idade.
Materiais e métodos.
O projeto foi implantado no período 2000 a 2007, alcançando 148 hectares do sistema agroflorestal de
arborização da erva-mate, em 85 pequenas propriedades familiares, propiciando também o estabelecimento
de uma nova progênie de erva-mate (recentemente desenvolvida no município, e nomeada de cambona-4), a
qual apresenta produtividade superior à erva comum, além de sabor mais suave.
A sede do município de Machadinho encontra-se nas seguintes coordenadas geográficas: 27º 34’ S e 51º 40’
W, com altitude média de 757 m. A precipitação média anual é de 2.098 mm, sendo que a temperatura média
anual oscila em torno dos 18 ºC. Os solos nas unidades experimentais são classificados, em primeiro nível,
como Cambissolos (Embrapa, 2006).
Foram utilizadas 21 espécies nas arborizações, durante todo o período e em todas as propriedades. As mudas
foram adquiridas em viveiros da região. As espécies arbóreas foram selecionadas pelos próprios agricultores,
havendo assim grande variação na biodiversidade de cada sistema (desde cinco até dezesseis espécies). Além
das essências madeireiras, também foram contempladas frutíferas, medicinais, e outras de menor uso.
Os espaçamentos inicialmente utilizados, determinados por responsáveis pelo acompanhamento técnico,
foram os seguintes: erva-mate = 1,5 m x 2,5 m; árvores protetoras: 6,0 m x 7,5 m. Como regra geral, o
106
plantio das árvores foi feito simultaneamente com a erva-mate, inserindo as mudas nas próprias linhas da
cultura. Maiores detalhes sobre o sistema estão descritos em Baggio et al., (2008).
Devido à grande população arbórea para este tipo de sistema, ficou evidente a necessidade de intervenções
de manejo, nos ervais onde a sobrevivência foi mais elevada. Desta forma, decidiu-se implantar uma unidade
demonstrativa para o manejo das árvores, com operações de poda e desbaste, a partir de 2007. O erval
escolhido apresentava a idade de cinco anos, tendo sido submetido às operações de desbaste seletivo,
retirando-se cerca de 30% das árvores. As árvores remanescentes ainda foram podadas, para correções ns
suas copadas, segundo a necessidade.
A partir desta idade as árvores vêm sendo mensuradas anualmente, em altura e diâmetro, para monitorar seu
desenvolvimento através do tempo. Quatro árvores de cada espécie foram amostradas para monitorar a
produção das erveiras, operação esta que vem sendo realizada a cada colheita. Nestas amostras, são medidas
as produções de todas as erveiras, anotando-se suas posições geográficas (norte, sul, leste e oeste) e distância
das árvores. As linhas das erveiras, e conseqüentemente das árvores, seguem a direção norte-sul, no caso
deste erval (Baggio et al., 2008).
Outro erval, plantado em 2001 e com área de 1,18 hectares, vêm sendo monitorado da mesma forma, com a
diferença de não ter sido desbastado, recebendo apenas intervenções de podas das espécies arbóreas.
As medições dendrométricas iniciaram aos cinco anos de idade, utilizando-se de fita métrica para mensurar
os diâmetros e transponder (marca Haglöf, modelo vertex DME 201) para determinação das alturas. Para
medição da altura comercial foi considerada apenas a primeira tora de aproveitamento contínuo,
independentemente do seu comprimento.
O número de árvores por espécie é bastante variável (até um máximo de indivíduos) e com distribuição
espacial aleatória, sob a forma de plantios mistos. Assim, optou-se pelo cálculo de médias e desvio-padrão,
para avaliação do desenvolvimento.
Neste trabalho, são apresentados apenas os dados de crescimento e valor agregado parcial para as espécies
consideradas mais relevantes para produção de madeira serrada.
Resultados e discussão.
Desenvolvimento das espécies madeireiras.
Os dados de crescimento médio das espécies madeireiras que mais se destacaram nos dois sistemas estão
apresentados na Tabela 1.
Tabela 1 – Incremento médio em Diâmetro à Altura do Peito (DAP a 1,30m, em cm) e Altura Total (Ht,
em m) de algumas espécies madeireiras nos ervais monitorados, com 08 e 09 anos.
Espécies
Nome Científico e comum regional
Cabralea canjerana (canjarana)
Cordia trichotoma (louro-pardo)
Parapiptadenia rigida (angico-vermelho)
Patagonula americana (guajuvira)
Peltophorum dubium (canafístula)
Tabebuia alba (ipê-amarelo)
Tabebuia heptaphylla (ipê-roxo)
* D.P.= desvio padrão.
DAP (cm)
14,54
24,41
17,29
16,06
20,28
12,68
13,85
Crescimento Médio Total
D.P.*
Ht (m)
D.P.*
2,36
7,08
1,46
3,18
8,39
1,67
2,21
7,65
1,09
2,37
6,44
0,67
1,89
8,25
0,86
2,10
6,32
0,78
1,86
6,25
0,81
Idade
(anos)
8
9
8
9
8
8
8
Na Tabela 2 estão apresentados os dados de incremento médio anual, para diâmetros e alturas, mostrando sua
evolução ao longo do tempo, mesmo em prazo relativamente curto. Em forma geral, as espécies tiveram
redução no ritmo de crescimento. Este fato pode ser considerado normal, pois a maioria das espécies
apresenta desenvolvimento mais acelerado nos primeiros anos de vida.
A única exceção foi a canjarana, que ainda apresentou evolução no incremento diamétrico no último ano
107
Tabela 2 – Evolução do Incremento médio anual (IMA) das espécies no prazo de três anos.
Espécies
Cabralea canjerana (canjarana)
Cordia trichotoma (louro-pardo)
Parapiptadenia rigida (angico-vermelho)
Patagonula americana (guajuvira)
Peltophorum dubium (canafístula)
Tabebuia alba (ipê-amarelo)
Tabebuia heptaphylla (ipê-roxo)
IMA em 2007
DAP (cm)
Ht (m)
1,74
1,15
2,92
1,52
2,37
1,37
1,83
0,82
2,88
1,39
1,67
1,01
1,74
1,03
IMA em 2010
DAP (cm)
Ht(m)
1,82
0,88
2,71
0,93
2,16
0,96
1,78
0,71
2,53
1,03
1,58
0,79
1,73
0,78
O incremento médio anual (IMA) pode ser considerado satisfatório para todas as espécies, tendo em vista a
produção de madeiras nobres, de média a alta densidade. Destacam-se o louro-pardo, com IMA em DAP de
2,71 cm e canafístula, com 2,53 cm. Embora seu formato de copa não lhes confere alturas extraordinárias,
muitos indivíduos já poderiam ser aproveitados para corte (com base apenas no volume comercial), apesar da
idade precoce. Por outro lado, tanto a guajuvira como os ipês, que se caracterizam pela produção de madeira
mais densa, também podem ser considerados com desenvolvimento satisfatório, neste tipo de sistema.
Em se tratando de espécies sem melhoramento genético, naturalmente ocorre grande variabilidade nas
populações, o que justifica alguns valores elevados para os desvios padrão.
A escassez de trabalhos semelhantes e mesmo plantios puros com espécies nativas dificultam comparações
com os resultados deste trabalho. Cabe ressaltar uma investigação semelhante, em andamento em Misiones
(Eibl et al., 2000; Montagnini, et al. 2005), onde Tabebuia heptaphylla apresentou comportamento parecido
ao longo do tempo reduzindo drásticamente o incremento médio anual em altura (1,21 m/ano para 0,725
m/ano), do 3º ao 11º anos de idade e praticamente mantendo o incremento diamétrico (variando de 1,39
cm/ano para 1,35 cm/ano) refletindo não somente as diferenças de crescimento mas também de forma,
Em outro consórcio, de louro-pardo com erva-mate, em Chapecó, SC, Floss et al. (2006) constataram IMA
de 1,82 cm para diâmetros e 0,87 m para alturas totais. Este resultado foi obtido com as árvores espaçadas
em 7,0 x 5,5 m, bastante próximo ao deste sistema, porém com menor número de erveiras (519
plantas/hectare).
As diferenças de crescimento entre as espécies provavelmente são influenciadas pelos arranjos espaciais,
além dos sítios. No entanto, cabe destacar que em ambos trabalhos citados as espécies arbóreas não causaram
prejuízos à produção ervateira, até as respectivas idades de avaliação, coincidindo com as conclusões
preliminares da situação de Machadinho (Baggio et al., 2008).
Produção de toras para processamento e valor potencial de mercado
Neste item foi incluída uma breve discussão sobre a formação do estoque de madeira para as mencionadas
espécies, apenas como referência para acompanhar a agregação de valor que as árvores imprimem ao
sistema, sem a pretensão de uma avaliação econômica. Na Tabela 3 são apresentados os dados sobre os
indivíduos que já poderiam ser aproveitados por espécie (com diâmetros superiores a 20 cm).
Entre as espécies de crescimento mais rápido, o louro-pardo apresentou nesta faixa 75 % dos indivíduos. Por
outro lado, 15% do total já apresentam diâmetros superiores a 30 cm. A canafístula apresentou 69% das
árvores com diâmetros maiores de 20 cm, porém nenhuma com mais de 30 cm. Angico-vermelho, guajuvira
e canjarana tiveram poucas árvores nesta faixa diamétrica, enquanto que os ipês não apresentaram nenhum
individuo. Os resultados podem ser considerados normais, para as características das espécies.
108
Tabela 3 – Número de plantas com DAP acima de 20 cm, altura comercial (Hc), volume cilíndrico
correspondente (Vc) e valor total de referência para o estoque total de madeira, para cada espécie (louropardo e guajuvira em área de 1,18 ha e canafístula, canjarana e angico-vermelho em área de 1,98 ha).
Espécies
Nº de plantas
DAP médio
Hc média*
Vc total**
Valor total***
(DAP>20cm)
(cm)
(m)
(m³)
(R$ x Vc total)
Louro-pardo
31
26,1
3,94
6,535
6.535,00
Canafístula
20
23,2
3,04
2,570
2.570,00
Guajuvira
04
22,0
3,10
0,471
471,00
Amgico-vermelho
02
22,3
2,54
0,198
178,2
Canjarana
02
21,5
2,81
0,204
163,2
* Comprimento da primeira tora até a bifurcação do tronco.
** Considerando volume cilíndrico, porém com uso do DAP-médio nos cálculos, para todas as árvores.
*** Considerando preços referenciais indicados por indústrias da Região Metropolitana de Curitiba,
mesmo com a ausência atual destas madeiras para beneficiamento (Baggio et al., 2009).
Para calcular os valores reais de estoque de madeira para cada espécie, seria necessário incluir outros
produtos, como a lenha, que engloba praticamente toda a madeira residual ou moirões (casos principalmente
da canafístula, com grande volume de galhos grossos, angico e guajuvira).
Mesmo apresentando estes valores parciais verifica-se que eles podem ser significativos, como no caso do
erval com nove anos, que contém louro-pardo e guajuvira, que somam R$5.929,00 (R$659,00/ha/ano), que,
aos preços atuais da erva-mate (R$0,47/kg), equivalem a 1.402 kg/ano (12.615 kg, no período) de erva in
natura.
O erval arborizado da outra propriedade é mais diversificado, contemplando assim menor número de
indivíduos por espécie. Predominam a canafístula e os ipês, como madeireiras, apresentando aos oito anos de
idade menor agregação de valor (R$1.470,00/ha).
Embora os produtores utilizem práticas culturais personalizadas na condução dos seus ervais, além de
sempre existirem diferenças entre sítios, a seleção das espécies aparece como decisiva em avaliações de
rentabilidade. Em ambos os inventários não foram enquadrados os ipês, cujos preços praticamente dobram
no mercado. No entanto, as duas espécies plantadas apresentam grande parte dos indivíduos na faixa de 16 a
20 cm de diâmetro, ou seja, logo alcançando dimensões valoráveis. Assim, como investimento de longo
prazo, a inclusão deles pode equilibrar estas diferenças parciais.
Em forma geral, mesmo que a velocidade de crescimento diminua com o avanço da idade, para todas as
espécies, os valores agregados devem aumentar.
Embora o corte das árvores esteja projetado para 30 a 40 anos de idade (período em que os ervais
possivelmente sejam reformados), pode-se adotar uma exploração seletiva antecipada, para algumas das
espécies. Nesse caso, devem ser criadas soluções técnicas que causem impactos mínimos à produção
ervateira, havendo necessidade de replantio das árvores cortadas. Isso pode ser tecnicamente viável e
importante, em caso de extrema necessidade do produtor.
Conclusões.
Os resultados preliminares sobre a arborização dos ervais são positivos. Devido à longa rotação da cultura da
erva-mate, a somatória dos efeitos da arborização sobre a rentabilidade do sistema deve ser avaliada
continuamente e, caso necessário, intervenções de manejo devem ser aplicadas. A influência direta das
árvores sobre o micro-clima, ocorrência de pragas, ciclagem de nutrientes, produção de matéria orgânica e
aumento da competição, possivelmente sofrerá contínua variação, impedindo projeções para anos distantes.
Agradecimentos
Agradecemos ao Consórcio Machadinho S/A e a Tractebel Energia S/A pelo financiamento dos sucessivos
projetos, assim como aos agricultores Roberto Pieri e Lourenço Pieri pela cessão dos seus ervais e apoio de
campo para as coletas de dados.
109
Referências bibliográficas.
Baggio, A.J.; Vilcahuáman, L.J.M. e Correa, G. 2008. Arborização na cultura da erva-mate: aspectos gerais,
resultados experimentais e perspectivas. Colombo: Embrapa Florestas. Documentos, Nº 161, 24p.
Baggio, A.J.; Soares, A.O. e Maschio, W. 2009. O estrato arbóreo nos sistemas agroflorestais: um estudo de
caso e perspectivas do mercado para espécies nativas. Colombo: Embrapa Florestas. 52p.
Borges, L. R.; Lázzari, S. M. N.; Lázzari, F. A. 2003. Comparação dos sistemas de cultivo nativo e adensado
de erva-mate, Ilex paraguariensis St. Hil., quanto às ocorrência e flutuação populacional de insetos.
In: Revista Brasileira de Entomologia, (47):563-568.
Carpanezzi, A. A. Cultura da erva-mate no Brasil: conflitos e lacunas. En: Winge, H.; Ferreira, A. G.;
Mariath, J. E. de A.; Tarasconi, L. C. (Org.). Erva-mate: biologia e cultura no cone sul: anais. Porto
Alegre: Ed. da UFRGS, 1995. p. 43-46. 1ª Reunião Técnica do Cone Sul sobre a Cultura da Ervamate, 1992, Porto Alegre.
Carvalho, P.E.R. 1994. Espécies florestais brasileiras: recomendações silviculturais, potencialidades e usos
da madeira. Curitiba: Embrapa Florestas. 640p.
Eibl, B.; Fernandez, R.A.; Kozarik, J.C. Lupi, A.; Montagnini, F. e Nozzi, D. 2000. Agroforestry systems
with Ilex paraguariensis (American holly or hierba mate) and native timber trees on small farms in
Misiones, Argentina. In: Agroforestry Systems, (48):1-8.
Embrapa. 2006. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro. Embrapa Solos. 2ª ed. 206p.
Floss, B.A.; Da Croce, D.M. e Nesi, C.N. 2006. Produtividade da erva-mate cultivada sob diferentes
densidades em consórcio com cinamomo e louro-pardo. Em: 4º Congreso Sudamericano de La
Yerba-mate.(Posadas, Argentina). Anais: p.274-279.
Linhares, T. 1969. História econômica do mate. Rio de Janeiro: J. Olympio, 522 p.
Montagnini, F; Eibl, B. e Fernández, R. 2005. Agroforestry systems with native trees species in Misiones,
Argentina:
productive,
social
and
environmental
services.
http://www.cinram.unm.edu/afta/2005/posteereighteen. Data de acesso: 04-02-2011.
Reitz, R.; Klein, R. M.; Reis, A. 1988. Projeto Madeira do Rio Grande do Sul. Porto Alegre: Sudesul; [S.l.]:
Herbário Barbosa Rodrigues. 525 p.
Ruschel, A.R.; Nodari. E.S., Guerra, M.P. e Nodari, R.O. 2003. Evolução do uso e valorização das espécies
madeiráveis da Floresta Estacional Decidual do Alto Uruguai, SC. In: Ciência Florestal, (13):152166.
Soares, C. M. S. 1998. Flutuação populacional, aspectos comportamentais e levantamento de inimigos
naturais de Hedypathes betulinus (Klug, 1825) (Coleoptera: Cerambycidae), em um povoamento
puro de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.). 73 p. Tese (Doutorado em Entomologia) –
Universidade Federal do Paraná, Curitiba.
110
TROCA GASOSA FOLIAR DA ERVA-MATE NO CURSO DIÁRIO
M. Rakocevic1
1
Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, Rodovia Celso Garcia Cid km 375, 86047-902 Londrina, Paraná,
Brasil, e-mail: [email protected]
Resumo
O objetivo deste trabalho foi determinar o curso diário de trocas gasosas foliares (A – taxa de fotossíntese
líquida, gs – condutância estomática e E - taxa de transpiração) da erva-mate, sua modificação com a posição
de folha na copa de árvore e o intervalo diurno quando as trocas gasosas são mais estáveis. As medições
foram efetuadas nas plantas adultas em um sistema agroflorestal, em dois estágios fenológicos (fim de
rebrota/pausa de crescimento), diferenciando posições foliares (ponteiras/autosombreadas), por hora (7h0018h00). Aplicou-se o modelo de ajuste de trocas gasosas no efeito aditivo de irradiância e temperatura. Os
estágios fenológicos não influenciaram as trocas gasosas ajustadas, enquanto a hora do dia apresentou efeitos
significativos. A posição foliar modificou a resposta de A e E, mas não de gs. Entre 10h00 e14h00 a variação
de trocas gasosas depende somente da posição foliar, definindo este intervalo diurno como mais estável para
efetuar estas medições na erva-mate.
Palavras chave: condutância estomática, Ilex paraguariensis, fotossíntese, estágios fenológicos,
transpiração
LEAF GAS EXCHANGE IN YERBA-MATE ON DAILY CYCLE
Abstract
The aim of this work was to determine the daily leaf gas-exchange responses (A – photosynthetic rate, gs –
stomatal conductance and E – transpiration rate) in yerba-mate, their modifications related to the leaf
position on tree crown and the daily interval when the gas-exchanges are the most stable. The gas-exchange
parameters were measured on adult trees cultivated in one agroforestry system, during two developmental
stages (autumn re-growth/winter growth pause), each hour (7h00-18h00), differencing two foliar positions
(tree tips /self shaded). The fitting model was applied upon a simple additive effect of irradiance and
temperature. The significative effect of daily hours, but not of phenological stages, was registered on leaf gas
exchanges. The leaf position modified the adjusted A and E responses, but not gs ones. At the interval 10h0014h00, the variations of gas-exchange depended only on leaf position, classifying it in the most stable daily
interval for those measurements in yerba-mate.
Key words: Ilex paraguariensis, phenological stages, photosynthesis, stomatal conductance, transpiration
Introdução
As folhas usam a energia de fótons da radiação solar visível, no comprimento de ondas de 400 até 700
nm (densidade de fótons da radiação fotossinteticamente ativa - PPFD) e a transformam em biomassa através
da fotossíntese. Neste processo, uma parte de PPFD que atinge as folhas é absorvida, enquanto a radiação
não absorvida pode ser transmitida ou refletida pela superfície foliar (Kumar e Silva, 1973). A
disponibilidade de PPFD para as folhas de uma planta ou dossel depende da sua posição no espaço
(Ellsworth e Reich, 1993). Em geral, estas que se desenvolvem em estratos inferiores são expostas à radiação
reduzida, e conseqüentemente, sofrem diminuição da taxa fotossintética (A) e da condutância estomática (gs)
– (Heraut-Bron et al, 1999). Desenvolvendo-se em condições de recurso luminoso reduzido, as folhas
sombreadas e autosombreadas de muitas espécies florestais, tais como é Coffea arabica, conseguem-se
adaptar com sucesso nas condições de certa limitação luminosa (Franck e Vaast, 2009).
As trocas gasosas foliares são influenciadas não somente pelo PPFD, mas variam com a temperatura
(Drake et al., 1970), disponibilidade de água (Pallas et al, 1967), idade de folhas, fase fenológica que a
planta está passando e sexo em algumas espécies dióicas (Rakocevic et al., 2009).
111
Considerado que as condições ambientais variam durante o dia, as trocas gasosas foliares respondem
nestas variações (Mohotti e Lawlor, 2002). Mesmo sob as condições constantes de ambiente, ocorrem as
oscilações diárias de muitos processos fisiológicos, como é a fotossíntese (Dodd et al., 2005), ou a abertura
de estômatos e taxa de assimilação (Mencuccini et al., 2000). O objetivo deste trabalho foi determinar as
respostas de trocas gasosas foliares (A – taxa de fotossíntese líquida, gs – condutância estomática e E - taxa
de transpiração) da erva-mate no curso diário, as suas modificações com a posição de folha na copa de
árvore, alem de definir o intervalo diurno quando trocas gasosas estão mais estáveis.
Material e métodos
Para a realização do experimento foram selecionadas seis plantas em uma propriedade em São Mateus
do Sul, Paraná. As plantas de erva-mate foram cultivadas no sistema agroflorestal de indústria ‘Baldo’, em
São Mateus do Sul (25°52'26"S e 50°22'58"W), Paraná, Brasil. Foram diferenciadas as folhas de ponteiras
(expostas ao pleno sol) e do interior da copa (submetidas ao auto-sombreamento).
As medições dos ciclos diários transpiratórios e fotossintéticos efetuaram-se em duas repetições (dois
cursos diários) e em dois períodos fonológicos (rebrota de outono - Maio de 2006 e início de pausa de
crescimento de inverno - Junho de 2006). Um período de seca, não muito comum no clima subtropical da
região, começou no fim de Abril de 2006 e continuou até a medição efetuada no fim de Junho de 2006. Os
ciclos diários de trocas gasosas (A – taxa de fotossíntese líquida, gs – condutância estomática e E - taxa de
transpiração), temperatura de ar perto de folha (Ta) e irradiância que atinge a folha (PPFD), mediram-se cada
hora, a partir das 6h40 até as 18h20, com o analisador de trocas gasosas, LICOR – 6200. As horas foram
marcadas no texto como inteiras (por exemplo, 7h00, 8h00...), porém compreendem 20 minutos antes e
depois deste horário.
Aplicou-se o modelo de regressão linear de ajuste de trocas gasosas no efeito aditivo de irradiância e
temperatura. Desta maneira foi eliminado o impacto de modificações permanentes destes dois fatores no
curso diário de trocas gasosas. Após de ajuste, aplicou-se a análise de variância repetitiva (ANOVAR) com
horas, dias de repetição e plantas medidas como fatores fixos, para calcular o impacto de fase fenológica em
resíduos de regressão linear. O impacto da posição na árvore e da hora de medição calculou-se com ANOVA
em resíduos de regressão linear. As análises estatísticas foram no software livre R, versão 2.11.1.
Resultados e discussão
A análise de variância repetitiva (Tabela 1) mostra que não houve as diferenças significativas nas
trocas gasosas entre duas fases fenológicas (brotação de outono e pausa de crescimento de inverno), quando
os efeitos de temperatura e de PPFD foram eliminados no seu impacto de variações diurnas. Os resultados
previamente realizados na erva-mate mostram a periodicidade de respostas ecofisiológicas (Rakocevic et al.,
2005) que foram relacionadas com fases fenológicas (Rakocevic et al., 2009), com a maior taxa
fotossintética na fase de brotação de primavera.
Na continuação de análise, procurou-se diferenciar a resposta de trocas gasosas de folhas
desenvolvidas em duas posições extremas (ponteiras e interior de copa), observadas a cada hora durante o
curso diário. Mostrou-se que os valores de trocas gasosas variam durante o dia (hora na Tabela 2), mesmo
quando os impactos de temperatura no redor de folha e de condições de luz incidente foram eliminados (os
cálculos efetuados no ajuste de efeito aditivo de temperatura e irradiância). Isso indica que pode existir o
impacto significante de mudanças no regime hídrico ou/e que as características internas responsáveis para a
criação de oscilações possuem um componente que varia durante o dia (Dodd et al., 2005).
Tabela 1: Impacto de fase fenológica (brotação de outono e pausa de crescimento de inverno) calculado pela
ANOVAR da regressão linear de ajuste de trocas gasosas foliares da erva-mate (A - taxa de fotossíntese líquida,
gs - condutância estomática e E - taxa de transpiração) no efeito aditivo de irradiância (PPFD) e temperatura (Ta)
no curso diário. Códigos de significância estatística: P<0.001 '***', P<0.01 '**', P<0.05 '*'.
Trocas gasosas G.L. G.L. interno
A
1
551
gs
1
551
E
1
551
Valor F
0.3122
1.0772
0.7771
Valor P
0.5765
0.2998
0.3784
Significância
n.s.
n.s.
n.s.
112
Tabela 2: Análise de variância de regressão linear de ajuste de trocas gasosas foliares da erva-mate (taxa de
fotossíntese líquida, condutância estomática e taxa de transpiração) em duas posições (ponteiras e interior da
copa) no efeito aditivo de irradiância (PPFD) e temperatura (Ta) no curso diário (medições realizadas a cada
hora). Códigos de significância estatística: P<0.001 '***', P<0.01 '**', P<0.05 '*', P<0.1 '.'.
Taxa de fotossíntese
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
Condutância estomática
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
Transpiração
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
G.L.
11
1
11
552
Soma dos
Quadrados
323.32
20.69
14.64
1226.72
Média dos
Quadrados
29.3930
20.69
1.3311
2.2223
11
1
11
552
0.1456
0.0053
0.0132
2.0389
11
1
11
552
5.972e-05
6.163e-07
3.202e-05
0.00182
Valor F
13.2263
9.3084
0.5990
Valor P
< 0.001
0.0023
0.8302
Significância
***
**
n.s.
0.0132
0.0053
0.0012
0.0036
3.5825
1.4458
0.3264
< 0.001
0.2297
0.9800
***
n.s.
n.s.
5.429e-06
6.163e-07
2.911e-06
3.297e-06
1.6467
0.1869
0.8829
0.0823
0.6657
0.5570
n.s.
.
n.s
A posição foliar modificou a resposta de A (Tabelas 2 e 3) e E (Tabela 3), mas não de gs (Tabelas 2 e
3). As folhas de ponteira, expostas à radiação luminosa não limitante (ponteira), têm maior taxa fotossintética
do que as folhas autosombreadas (Figura 1). As folhas autosombreadas (interior de copa), esforçam-se na
compensação de recurso luminoso reduzido e não diminuem os valores de trocas gasosas proporcionalmente
à redução de irradiância. Este fenômeno é conhecido (Valladares e Pearcy, 2000) e característico quando a
adaptação para maior eficiência de assimilação de espécies que ‘evitam a sombra’ (‘shade-avoiders’ Givnish, 1987), mas possuem certa tolerância quando desenvolvidas em condições de luz reduzida (Petriţan
et al., 2009). Desta maneira, os nossos resultados classificam a erva-mate no grupo de espécies florestais que
em condições de luz reduzida desenvolvem as estratégias de buscar a luz, mas possuem certa tolerância na
sombra.
Tabela 3: Análise de variância de regressão linear de ajuste de trocas gasosas foliares da erva-mate (taxa de
fotossíntese líquida - A, condutância estomática - gs e taxa de transpiração - E) no efeito aditivo de irradiância
(PPFD) e temperatura (Ta) para os intervalos diurnos (matinal 7h00-9h00; meio-dia 10h00-14h00; tarde 15h0018h00). Códigos de significância estatística: P<0.001 '***', P<0.01 '**', P<0.05 '*’, P<0.1 '.'.
G.L.
Soma dos
Quadrados
Hora
2
Posição 1
Hora x Posição 2
Resíduos 138
Hora
2
Posição 1
Hora x Posição 2
Resíduos 138
Hora 2
Posição 1
Hora x Posição 2
18.150
0.4678
0.184
140.661
0.0032
0.0003
0.0010
0.7120
5.12 e-06
5.0e-07
3.2e-07
Matinal
A
gs
E
Média dos
Quadrados Valor F
9.0749
0.4678
0.0922
1.0193
0.0015
0.0002
0.0005
0.0052
2.56e-06
5.0e-07
1.57e-07
Valor P
Significância
8.9033
0.4590
0.0905
< 0.001
0.4992
0.9135
***
n.s.
n.s.
0.2926
0.0482
0.0928
0.7468
0.8265
0.9114
n.s
n.s.
n.s.
0.8009
0.1577
0.0493
0.4510
0.6919
0.9519
n.s.
n.s.
n.s.
113
Resíduos 138
Meio dia
A
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
gs
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
E
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
Tarde
A
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
gs
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
E
Hora
Posição
Hora x Posição
Resíduos
4.41 e-04
3.2e-06
4
1
4
230
4
1
4
230
4
1
4
230
8.57
47.35
7.28
888.41
0.0351
0.0003
0.0091
1.0594
2.61e-05
1.18e-05
2.34e-05
8.96e-04
2.143
47.351
1.819
3.863
0.0088
0.0003
0.0023
0.0046
6.51e-06
1.18e-05
5.86e-06
3.89e-06
0.5548
12.259
0.4710
0.6957
< 0.001
0.7570
n.s.
***
n.s.
1.9026
0.0587
0.4966
0.1109
0.8088
0.7383
n.s.
n.s.
n.s.
1.6711
3.0376
1.5019
0.1575
0.0827
0.2025
n.s.
3
1
3
184
3
1
3
184
3
1
3
184
10.649
0.362
2.760
93.699
0.0046
0.0024
6.71e-04
0.2052
3.40e-06
1.67e-06
4.88 e-07
4.71e-04
3.5496
0.3622
0.9200
0.5092
0.0015
0.0024
2.24e-04
0.0011
1.13e-06
1.67e-06
1.61e-07
2.56e-06
6.9703
0.7113
1.8066
< 0.001
0.4000
0.1475
***
n.s.
n.s.
1.3695
2.1307
0.2005
0.2535
0.1461
0.8959
n.s.
n.s.
n.s.
0.4418
0.6507
0.0627
0.7234
0.4209
0.9794
n.s.
n.s.
n.s.
Brotação Outono-Dentro
Pausa Inverno-Dentro
7
Brotação Outono-Ponteiras
Pausa Inverno-Ponteiras
Brotação Outono-Ponteiras
Pausa Inverno-Ponteiras
0.2
5
g s (m o l m- 2 s - 1 )
-2 -1
A (µ m o l m s )
Brotação Outono-Dentro
Pausa Inverno-Dentro
0.25
6
.
n.s.
0.15
4
3
0.1
2
0.05
1
0
0
6
7
8
9
10
11
12 13 14
Hora do dia
A
0.0045
15
16
17
18
19
6
Brotação Outono-Dentro
Pausa Inverno-Dentro
0.004
7
8
9
10
11
B
12 13 14
Hora do dia
15
16
17
18
19
Brotação Outono-Ponteiras
Pausa Inverno-Ponteiras
-2 -1
E (m o l m s )
0.0035
0.003
0.0025
0.002
0.0015
0.001
0.0005
0
C
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Hora do dia
114
Figura 1. O curso diário de trocas gasosas. A/ A - taxa de fotossíntese líquida, B/ gs - condutância estomática e
C/ E - taxa de transpiração.
A variação significante de trocas gasosas no ciclo diurno dividido pelos intervalos foi somente percebida
na taxa fotossintética (Tabela 3), devido que a transpiração e condutância estomática apresentaram uma estreita
relação com a temperatura e intensidade de radiação solar. Quando eliminada o impacto de temperatura e
irradiância (com o efeito aditivo entre as trocas gasosas e Ta e PPFD), a variação de A e E dependeu somente da
posição foliar no intervalo entre 10h00 e 14h00, definindo este intervalo diurno como mais estável para efetuar
estas medições na erva-mate (Tabela 3). Para muitas outras espécies de região tropical e subtropical, as
medições de trocas gasosas são recomendadas a fazer no intervalo matinal, quando a fotossíntese é de valores
máximos no curso diurno. Este intervalo é freqüentemente situado entre 8h00-9h00, por exemplo, para as
medições de trocas gasosas de Coffea arabica (Silva et al., 2010). Outra cultura parecida com a erva-mate, a
Camellia sinensis (planta de chá) apresenta maiores valores de taxa fotossintética no intervalo matinal, porém
as variações são menores no meio dia (Mohotti e Lawlor, 2002). Este último é em acordo com nossos
resultados, ou seja, o intervalo diurno mais viável para medições de trocas gasosas na erva-mate encontra-se no
redor de meio dia local. Isso indica uma menor suscetibilidade dessa espécie nas mudanças de regime hídrico
diurno (não controlado em nossos cálculos) do que alguns outros vegetais (Tuzet et al., 2003).
Conclusão
• Dois estágios fenológicos estudados (brotação de outono e pausa de crescimento de inverno) não
influenciaram as trocas gasosas, enquanto a hora do dia apresentou efeitos significativos.
• A posição foliar modificou a resposta de A e E, mas não de gs.
• Entre 10h00 e14h00 a variação de trocas gasosas depende somente da posição foliar, definindo este
intervalo diurno como mais estável para efetuar estas medições na erva-mate.
• As respostas de processos fisiológicos da erva-mate controlados endogenamente representam uma
interação complexa com as variações ambientais diurnas.
Agradecimentos
À indústria ’Baldo’ (filial São Mateus do Sul) e ao engenheiro agrônomo Danilo Martim Domingos pela
grande ajuda logística. À IICA que financiou a bolsa de Pesquisador Visitante e à Embrapa Florestas (Colombo,
PR), onde foi efetuada atividade de pesquisador visitante na época de medições.
Referências bibliográficas
Dodd, A.N.; Salathia, N.; Hall, A.; Kévei, E.; Tóth, R.; Nagy, F., Hibberd, J.M.; Millar, A.J. e Webb, A.A.R. 2005.
Plant circadian clocks increase photosynthesis, growth, survival, and competitive advantage. Science
309(5734): 630 – 633.
Drake, B.G.; Raschke, K.e Salisbury, F.B. 1970. Temperatures and transpiration resistances of Xanthium leaves as
affected by air temperature, humidity, and wind speed. Plant Physiology 46: 324-330.
Ellsworth, D.S. e Reich, P.B. Canopy structure and vertical patterns of photosynthesis and related leaf traits in a
deciduous forest. Oecologia 96 : 169-178.
Franck, N. E e Vaast, P.H. 2009. Limitation of coffee leaf photosynthesis by stomatal conductance and light
availability under different shade levels. Trees 23:761–769.
Givnish, T.J. 1988. Adaptation to sun and shade: a whole-plant perspective. Australian Journal of Plant
Physiology 15: 63-92.
Heraut-Bron, V.; Robin C.; Varlet-Grancher, C.; Afif, D. e Guckert, A. 1999. Light quality (red:far-red ratio):
does it affect photosynthetic activity, net CO2 assimilation, and morphology of young white clover leaves?
Canadian Journal of Botany 77: 1425-1431.
Kumar, R. e Silva, L. 1973. Light ray tracing through a leaf cross section. Applied Optics 12: 2950-2954.
Mencuccini, M.; Mambelli, S. e Comstock J. 2000. Stomatal responsiveness to leaf water status in common bean
(Phaseolus vulgaris L.) is a function of time of day. Plant, Cell and Environment 23(10): 1109–1118.
Mohotti A.J. e Lawlor, D.W. 2002. Diurnal variation of photosynthesis and photoinhibition in tea: effects of
irradiance and nitrogen supply during growth in the field. Journal f Experimental Botany 53(367): 313-322.
115
Pallas, J.E.Jr.; Michel, B.E. e Harris, D.G. 1967. Photosynthesis, transpiration, leaf temperature, and stomatal
activity of cotton plants under varying water potentials. Plant Physiology 42: 76-88.
Petriţan, A.M.; von Lüpke, B.E. e Petriţan, I.C. 2009. Influence of light availability on growth, leaf morphology
and plant architecture of beech (Fagus sylvatica L.), maple (Acer pseudoplatanus L.) and ash (Fraxinus
excelsior L.) saplings. European Journal of Forest Research 128: 61–74.
Rakocevic, M.; Sturion, J.A.; Medrado, M.J.S.; Lavoranti, O.J.; Mosele, S.H.e Valduga, A.T. 2005 Propriedades
ecofisiológicas e produtivas como ferramenta para melhoramento genético de erva-mate (Ilex paraguariensis
St. Hil.). Boletim de Pesquisa Florestal 51: 109-130.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Martim, S.F. e Assad, E.D. 2009. Sexual dimorphism and seasonal changes of
leaf gas exchange in the dioecious tree Ilex paraguariensis grown in two contrasted cultivation types. Annals
of Applied Biology 154: 291-301.
Silva, V.A.; Antunes, W.C.; Guimarães, B.L.S.; Paiva, R.M.C.; Silva, V.de F.; Ferrão, M.A.G.; DaMatta, F.M. e
Loureiro, M.E. 2010. Respostas fisiológicas de clone de café Conilon sensível à deficiência hídrica, Pesquisa
Agropecuária brasileira 45(5): 457-464.
Tuzet A.; Perrier, A. E. e Leuning, R. 2003. A coupled model of stomatal conductance, photosynthesis and
transpiration. Plant, Cell and Environment 26: 1097–1116.
Valladares, F. e Pearcy, R.W. 2000. The role of crown architecture for light harvesting and carbon gain in extreme
light environments assessed with a realistic 3-D model. Anales Jadin Botanico de Madrid 58: 3-16.
116
EVOLUÇÃO DO SOFTWARE INTERPOLMATE PARA A REPRESENTAÇÃO DO
CRESCIMENTO DE ERVA-MATE EM 3D
F.T. Matsunaga1,2, M. Rakocevic1
1
Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, Rodovia Celso Garcia Cid km 375, 86047-902 Londrina, Paraná,
Brasil, e-mail: [email protected] / [email protected]
2
Universidade Estadual de Londrina - UEL, Departamento de Computação, Rodovia Celso Garcia Cid km 380,
86051-980 Londrina, Paraná, Brasil
Resumo
A arquitetura das plantas de erva-mate constrói-se conforme o modelo de Rauh, que descreve o crescimento
rítmico e a inclusão de unidades de crescimento. Começou-se com o uso do software InterpolMate, que
simula o crescimento das plantas da erva-mate em 3D em diversos estágios de crescimento. Objetivou-se
incluir parâmetros morfogenéticos e definir funções matemáticas de emissão de unidades de crescimento
para automação de produção dos estágios intermediários. As medições usadas na reconstrução vegetal em 3D
foram coletadas em dois ambientes distintos: monocultura e floresta antropizada. Usou-se AMAPmod,
software de modelagem e análise de arquitetura vegetal. A adição de novos parâmetros morfológicos
(número de metâmeros, tamanho de folhas individuais) em já existentes (alongamento do eixo principal,
aumento da área foliar por eixo, área foliar total, área de folhas caídas) resulta em melhor representação 3D.
As equações polinomiais inversas de segundo grau foram incluídas para modelar a formação das unidades de
crescimento.
Palavras chave: AMAPmod, crescimento de plantas, equações polinomiais, parâmetros morfológicos,
representação 3D.
EVOLUTION OF SOFTWARE INTERPOLMATE FOR REPRESENTATION OF THE YERBA-MATE
GROWTH IN 3D
Abstract
The architecture of yerba-mate plants is defined by Rauh's model, which comprises the rhythmic growth and
the inclusion of growth units. The InterpolMate software, which represents yerba-mate plants in 3D in several
known stages of development, was used. The aim of this study was include new morphological parameters and
define mathematical functions of growth unit emission to automate the production of stages. All of
measurements used for 3D plants reconstruction were collected in two contrasting environment: monoculture
and forest understory. The AMAPmod, software for modeling and analyzing plant architecture was used. The
inclusion of new morphological parameters (number of metamers, individual leaf size) at already existed (main
branch elongation, leaf number increase per branch, leaf area total, and leaf fall per branch) results in better
3D reconstruction. The inverse second-degree polynomial equations were included to define functions of
growth unit emission.
Key words: AMAPmod, morphological parameters, plant growing, polynomial equations, 3D reconstruction.
Introdução
Os computadores de alto desempenho e recente desenvolvimento na ciência da computação
disponibilizaram ferramentas para a análise e a simulação do crescimento de plantas. Diversas formas de
representações e notações matemático-computacionais de arquitetura de plantas foram desenvolvidas, tais
como eixos, grafos, strings de caracteres, grafos multiescalares, orientação a objetos e matrizes entre outros
(Godin, 2000). O crescimento de plantas modifica a rede estrutural de seus constituintes, que é a topologia
vegetal, e o espaço ocupado por eles, que é a geometria vegetal (Godin et al. 1999). O trabalho na área de
modelagem de crescimento de plantas está sendo baseado no desenvolvimento de modelos mecanicísticos e
estocásticos (Costes et al., 2008), na integração com os processos fisiológicos (Sievänen et al. 2000).
A arquitetura da erva-mate (Ilex paraguariensis, St. Hil.) foi codificada e reconstruída em 3D
(Rakocevic et al., 2008). A ritmicidade de crescimento da erva-mate expressa-se por duas ondas de brotações
117
anuais – uma na primavera e outra no outono (formando duas unidades de crescimento anuais - UC),
intercaladas com duas pausas de crescimento – uma no verão e outra no inverno (Rakocevic et al., 2006a). O
modelo arquitetural de Rauh descreve o crescimento (rítmico e monopodial) e a longevidade dos galhos
desta espécie (Hallé et al., 1978). A arquitetura da erva-mate, interpretada na base de grafos em árvores
multiescalares, foi codificada em quatro escalas (plantas, galhos, unidades de crescimento e entrenós Rakocevic et al., (2008)) usando o software AMAPmod (Godin e Guédon, 2003), da plataforma OpenAlea
(Pradal et al., 2008).
Na continuação de modelagem arquitetural de erva-mate, desenvolveu-se o software IntepolMate
(Silva e Rakocevic, 2010), que interpreta o crescimento bienal desta espécie. Ele possibilita a reconstrução
dos estágios intermediários de crescimento através do método de interpolação linear. Para esta finalidade, ele
considera as informações morfogenéticas de alongamento de caule, área foliar total, número total de folhas
emitidas e folhas caídas, as quais são definidas pelo usuário. O software InterpolMate tem algumas
desvantagens: 1/ as intensidades dos parâmetros morfológicos são manualmente definidas pelo usuário e 2/
por utilizar um método de interpolação linear, não mostra precisão quando os estágios intermediários são
modelados para unidades de crescimento não conhecidos, pois não considera a ritmicidade de crescimento
por não ter as pausas de crescimento bem definidas. Por isso, objetivou-se incluir novos parâmetros
morfogenéticos e definir as funções matemáticas de emissão de unidades de crescimento, no processo de
automação de produção dos estágios intermediários.
Material e métodos
As informações de cada parâmetro utilizadas para definir as funções de crescimento foram coletadas
no campo durante dois anos (de Junho de 2003 a Junho de 2005) em 38 observações, entre duas podas
consecutivas. Foram identificadas quinze plantas em cada de dois ambientes de cultivo: monocultura (MO) e
floresta antropizada primária (FUS), subdivididas também por plantas machos e fêmeas (Rakocevic et al.,
2006 a, b). Nelas foram observados seguintes parâmetros morfológicos em 38 observações temporais:
comprimento de caule, área foliar total, número total de folhas emitidas, número de folhas caídas, número de
metâmeros e tamanho médio de folhas. As médias foram calculadas entre plantas de mesmo ambiente e sexo
e usadas na construção de gráficos que se incluíram no software.
O software InterpolMate (Silva e Rakocevic, 2010) foi desenvolvido utilizando o NetBeans (2011), um
ambiente de desenvolvimento em Java Standard Edition (Sun Microsystems, 2011), com todos os seus recursos de
orientação à objeto e de interface gráfica. Para chamar o software AMAPmod dentro do InterpolMate, foi
utilizado as classes Runtime e Process de Java.lang.runtime (2011).
O trabalho de evolução do software envolveu a inserção de dois novos parâmetros morfológicos: o número
de metâmeros e o tamanho médio de folhas. Os metâmeros (entrenó com sua(s) folha(s) e gema(s)) são as
entidades arquiteturais básicas e por isso são primordiais para a determinação dos demais (Bathélémy e Caraglio,
2007), além de que as partes novas da planta, como as ramificações, surgem deles. As ondas de emissão de
novos metâmeros e dos demais parâmetros foram padronizadas para quatro unidades de crescimento (UC)
para seguintes dias: UC1 - 91 a 180, UC2 - 241 a 330, UC3 451 - 540 e UC4 - 601 - 690. As pausas de
crescimento (PC) foram padronizadas para os dias: PC1 - 1 a 90, PC2 181 a 240, PC3 - 331 a 450, PC4 - 541 a
600 e PC5 - 691 a 720, onde foram consideradas funções constantes com y=0. No eixo temporal (eixo-x)
padronizou-se seis observações por onda de emissão de novos metâmeros e quatro observações por PC, com
intervalo de 15 dias a 30 dias entre as observações.
Para definir as equações de crescimento relativas aos parâmetros morfológicos que constroem as UCs, usouse o método LOWESS, o método alisamento que utiliza a regressão ponderada local (Cleveland, 1979) para alisar
os pontos, do modo que estes sejam mais bem aproximados a uma curva suave, minimizando os desvios da curva
entre duas observações. O alisamento dos pontos foi feito utilizando o método dos mínimos-quadrados. Este
método teve como entrada os conjuntos de pontos que representam as intensidades médias dos parâmetros ao longo
do tempo e o grau de alisamento. Consideramos um grau de alisamento de 20%, para que o alisamento maior não
cause distorções nos dados subjacentes.
As equações matemáticas de crescimento, definidas para seis parâmetros morfogenéticos, foram
calculadas para cada unidade de crescimento (quatro UCs no fim do período bienal). Para alongamento de
caule (AC), aumento de número de metâmeros (NM), diferença em número de folhas (FE) e diferença em
número de folhas caídas (FC) considerou-se a diferença no crescimento com relação à observação anterior,
enquanto para área foliar total per planta (AF) e tamanho médio de uma folha (TF) foram considerados
valores absolutos. Os valores das extremidades das funções matemáticas em cada onda de brotação
118
apresentaram as pausas de crescimento e inclinaram para valor 0. No cálculo das funções de crescimento,
usou-se TableCurve 2D (2011), buscando que R2 seja ≥ 0.98. Após a definição das funções, a sua
implementação no software realizou-se com o uso da biblioteca Java.lang.Math (2011).
Resultados e discussão
As expressões matemáticas que representam as ondas de brotações através dos parâmetros AC, NM,
FE e FC foram definidas como funções polinomiais inversas de segundo grau. Conseguiu-se definir uma
equação que representa cada UC de todos os quatro parâmetros considerados na diferença do crescimento,
variando somente as constantes (Equação 1). Ela tem a seguinte forma:
y (AC, NM, FE e FC) = a+bx+cx2+d/x+e/x2
Equação 1
Tabela 1: Valores das constantes para alongamento de caule (AC) da erva-mate cultivada em dois ambientes
(MO e FUS) calculados para quatro unidades de crescimento (UC1-4).
As constantes 'c' (de maior
relevância) e 'a' em UC1 e UC2
são maiores em MO do que em
FUS (Tabela 1Tabela 1), o que
resulta em AC mais intenso em
MO no primeiro ano. A constante
'c' é maior para UC3, enquanto 'b'
e 'd' são maiores para UC4 em
FUS do que em MO. Isso resulta
em maior alongamento de caule
em FUS no segundo ano. O dia
quando as plantas atingem maior
intensidade de AC (pico) de UC1 é 140 em MO, enquanto é 119 em FUS. Isso mostra que o crescimento
começou muito mais cedo em FUS do que em MO, com a intensidade mais acentuada no começo, ocorrendo
nos primeiros 29 dias após o início de brotação. Após a diferença inicial, em UC2-4 ocorre maior
sincronização de crescimento entre dois ambientes.
Ambiente UC1
MO
a=2.20E+03
b=-9.95
c=1.58E-02
d=-2.01E+05
e=6.50E+06
FUS
a=-5.30E+02
b=2.25
c=-3.90E-03
d=5.85E+04
e=-2.36E+06
UC2
a=3.66E+03
b=-11.96
c=1.30E-02
d=-3.85E+05
e=4.39E+06
a=5.00E+03
b=-13.33
c=1.28E-02
d=-7.96E+05
e=4.48E+07
UC3
a=9.26E+04
b=-123.37
c=6.00E-02
d=-3.07E+07
e=3.78E+09
a=2.31E+05
b=-315.19
c=1.60E-01
d=-7.50E+07
e=9.07E+09
UC4
a=-4.89E+05
b=494.67
c=-1.90E-01
d=2.15
e=-3.53E+10
a=-6.41E+05
b=634.18
c=-2.40E-01
d=2.87
e=-4.82E+10
Tabela 2: Valores das constantes para aumento de número de metâmeros (NM) da erva-mate cultivada em dois
ambientes (MO e FUS) calculados para quatro unidades de crescimento (UC1-4).
Ambiente UC1
MO
a=-3.63E+03
b=17.17
c=-3.00E-02
d=3.38E+05
e=-1.15E+07
UC2
a=5.41E+03
b=10.97
c=-8.40E03
d=1.18E+06
e=9.50E+07
a=3.36E+01 a=9.95E+03
b=-0.63
b=-24.53
c=1.70E-03
c=2.23E-02
d=8470.57
d=e=-6.85E+05 1.76E+06
e=1.15E+08
UC3
a=3.74E+04
b=-57.75
c=3.27E-02
d=1.04E+07
e=1.05E+09
UC4
a=5.61E+05
b=-583.99
c=2.27E-01
d=-2.39
e=3.81E+10
FUS
a=4.96E+04
b=-72.71
c=3.95E-02
d=1.49E+07
e=1.64E+09
a=9.85E+05
b=-1026.13
c=4.00E-01
d=-4.19
e=6.69E+10
A emissão de NM em MO é
mais intensa do que em FUS para
UC1-2, pelo fato das constantes 'b' e
'd' serem maiores em MO
(Tabela 2).
Entretanto, somente na UC4, a
emissão de metâmeros é menor em
MO do que na FUS, porque as
constantes 'a', 'c' (de maior
relevância) e 'e' são maiores em
FUS.
A aplicação da Equação 1
com as constantes relativas a AC e
NM (Tabelas 1 e 2) mostra que o
crescimento é maior no primeiro
ano de crescimento após a poda e que no segundo ano o crescimento diminui em MO. Já em FUS, o
crescimento é menor no primeiro ano de crescimento e mantêm a intensidade no segundo ano. As
intensidades das curvas de crescimento indicam que em MO a freqüência da poda deveria ser de 12 ou 18
meses, enquanto que em FUS ela se pode recomendar para 24 meses ou mais.
119
Tabela 3: Valores das constantes para a diferença em número de folhas (FE) em dois ambientes (MO e FUS)
e para as fêmeas (F) e machos (M) calculados para quatro unidades de crescimento (UC1-4).
Ambiente Sexo UC1
MO
M
a=-1.98E+02
b=1.04
c=-2.30E-03
d=2.04E+04
e=-8.42E+05
MO
F
a=-1.94E+02
b=1.02
c=-2.30E-03
d=2.00+04
e=-8.22E+05
FUS
M
a=1.28E+03
b=-6.43
c=1.16E-02
d=-1.09E+05
e=3.31E+06
FUS
F
a=1.24E+03
b=-6.19
c=1.11E-02
d=-1.05E+05
e=3.19E+06
UC2
a=4.87E+03
b=-13.03
c=1.25E-02
d=-7.66E+05
e=4.21E+07
a=4.74E+03
b=-12.68
c=1.22E-02
d=-7.46E+05
e=4.11E+07
a=4.93E+03
b=-12.09
c=1.09E-02
d=-8.76E+05
e=5.72E+07
a=4.71E+03
b=-11.56
c=1.04E-02
d=-8.36E+05
e=5.46E+07
UC3
a=1.18E+05
b=-164.39
c=8.56E-02
d=-3.72E+07
e=4.39E+09
a=1.13E+05
b=-158.19
c=8.24E-02
d=-3.58E+07
e=4.23E+09
a=1.15E+05
b=-159.19
c=8.24E-02
d=-3.66E+07
e=4.36E+09
a=6.68E+04
b=-94.21
c=4.90E-02
d=-2.09E+07
e=2.44E+09
UC4
a=-1.26E+05
b=120.47
c=-4.29E-02
d=5.86E+07
e=-1.02E+10
a=-1.21E+05
b=115.41
c=-4.11E-02
d=5.62E+07
e=-9.76E+09
a=-5.98E+05
b=600.79
c=-2.26E-01
d=2.64E+08
e=-4.37E+10
a=-5.79E+05
b=582.58
c=-2.20E-01
d=2.56E+08
e=-4.23E+10
O aumento de FE
para UC1-3 é maior em MO
do que na FUS (Tabela 3)
Em UC4, onde a constante
'b' (que tem alta relevância
na equação) é bem maior
no ambiente FUS, o
aumento de FE é maior do
que em MO. As constantes
'a', 'c' e 'e' têm valores
maiores
nas
plantas
masculinas do que nas
femininas. Isso resulta em
dimorfismo
sexual
secundário,
expresso
através do maior número
de folhas preservadas em
plantas masculinas do que
femininas.
Tabela 4: Valores das constantes para a diferença em número de folhas caídas (FC) em dois ambientes (MO e
FUS) e para as fêmeas (F) e machos (M) calculados para quatro unidades de crescimento (UC1-4).
O aumento do
número de folhas caídas
foi maior em MO do que
em FUS durante UC1-2,
devido que 'b', e 'd' serem
maiores em MO (Tabela
4). Em UC3-4, o FC foi
mais intenso em FUS,
devido que as constantes
'b' e 'd' terem valor mais
alto nesse ambiente.
Também, 'b' e 'd' são
maiores em fêmeas do
que em machos, em
ambos os ambientes,
enquanto a constante 'c'
(de maior peso) mostra
pouca diferença entre os
sexos. A aplicação de
Equação 1 com as
constantes
relativas
(Tabela 4) resulta em
maior queda de folhas de plantas femininas do que masculinas, ou seja, fêmeas têm maior investimento em
frutificação e liberam maior espaço para formação de frutos nos entrenós livres.
Para os parâmetros morfológicos AF e TF, foram considerados os valores absolutos ao longo do
tempo. A seguinte equação foi ajustada para expressar a curva de crescimento durante dois anos:
Ambiente Sexo UC1
MO
M
a=-3.45E+03
b=16.82
c=-3.01E-02
d=3.07E+05
e=-9.95E+06
MO
F
a=-3.75E+03
b=18.30
c=-3.27E-02
d=3.34E+05
e=-1.08E+07
FUS
M
a=-1.42E+03
b=6.63
c=-1.14E-02
d=1.32E+05
e=-4.48E+06
FUS
F
a=-1.54E+03
b=7.19
c=-1.23E-02
d=1.43E+05
e=-4.86E+06
UC2
a=-3.26E+04
b=77.85
c=-6.92E-02
d=6.00E+06
e=-4.12E+08
a=-3.54E+04
b=84.66
c=-7.53E-02
d=6.53E+06
e=-4.48E+08
a=5.21E+03
b=-12.87
c=1.17E-02
d=-9.25E+05
e=6.06E+07
a=5.71E+03
b=-14.08
c=1.28E-02
d=-1.01E+06
e=6.63E+07
UC3
a=-4.97E+04
b=67.16
c=-3.39E-02
d=1.63E+07
e=-2.00E+09
a=-5.41E+04
b=73.10
c=-3.69E-02
d=1.77E+07
e=2.18E+09
a=-1.37E+05
b=184.44
c=-9.25E-02
d=4.54E+07
e=-5.60E+09
a=-1.49E+05
b= 200.39
c=-1.01E-01
d=4.93E+07
e=-6.08E+09
UC4
a=-2.32E+05
b=232.22
c=8.70E-02
d=1.03E+08
e=-1.72E+10
a=-2.52E+05
b=252.09
c=-9.45E-02
d=1.12E+08
e=-1.86E+10
a=1.54E+06
b=-1581.19
c=6.09E-01
d=-6.64E+08
e=1.07E+11
a=1.68E+06
b=-1721.41
c=6.62E-01
d=-7.23E+08
e=1.17E+11
120
y(AF, TF) = a + b*lnx + c*(lnx)2 + d*(lnx)3 + e*(lnx)4 + f*(lnx)5
Equação 2
Tabela 5: Valores das constantes da Equação 2 para área foliar total (AC) da erva-mate cultivada em dois
ambientes (MO - monocultura e FUS – floresta antropizada).
Ambiente
MO
MO
FUS
FUS
Sexo
M
F
M
F
a
-27.09
-16.86
13.78
8.61
b
2.24E+06
1.39E+06
3.25E+05
2.03E+05
c
-1.80E+06
-1.12E+06
-2.67E+05
-1.67E+05
d
5.28E+05
3.29E+05
8.02E+04
5.01E+04
e
-6.70E+04
-4.17E+04
-1.05E+04
-6.54E+03
f
3.12E+03
1.94E+03
5.04E+02
3.15E+02
As constantes 'b', 'd' e 'f' são maiores em MO do em FUS (Tabela 5). Isso mostra que as plantas de MO
formam a área foliar muito maior do que de FUS. Também, 'b', 'd' e 'f' são maiores em machos do que em
fêmeas, mostrando maior área foliar de plantas masculinas (Tabela 5). Isso é relacionado com o número de
folhas verdes que estas preservam (Tabela 3) e menor queda foliar (Tabela4)).
Tabela 6: Valores das constantes da Equação 2 para tamanho de folha individual (TF) da erva-mate
cultivada em dois ambientes (MO - monocultura e FUS – floresta antropizada).
As constantes 'c' e 'e' são
menores, enquanto e 'b', 'd' e 'f' (o
último de maior relevância) são
maiores em MO do que em FUS
(Tabela 6). Isso resulta em área
individual de folhas maior na
floresta (FUS) do que no pleno sol (MO), o que é conseqüência de diminuição de intensidade de radiação
solar e de fotomorfogênese (Rakocevic, 1997). As constantes 'b', 'd' e 'f' são maiores em machos do que em
fêmeas, tanto em MO como em FUS, resultando em folhas individuas maiores em plantas masculinas do que
em femininas.
Figura 1: Exibição de reconstruções em 3D
A/
de uma fêmea da erva-mate cultivada em MO.
Estágios consideram finais de formação de
quatro unidades de crescimento (UC1-UC4)
durante o período bienal. A/ Reconstrução de
InterpolMate inicial; B/ Reconstrução após a
inserção de novos parâmetros morfológicos e
das funções de crescimento.
B/
A inclusão de dois parâmetros
morfológicos e das equações de crescimento
resulta na melhor representação geométrica
3D dos estágios de crescimento da erva-mate,
(Figura 1Figura 1) e na automatização na
definição das ondas de brotações e das pausas
de crescimento.
UC1
UC2
UC3
UC4
Ambiente
MO
MO
FUS
FUS
Sexo
M
F
M
F
a
0
0
0.25
0.22
b
1581.48
1380.39
1214.66
1060.01
c
-1324.81
-1156.35
-993.57
-866.93
d
405.09
353.59
295.81
258.07
e
-53.62
-46.80
-38.03
-33.18
f
2.60
2.27
1.79
1.56
121
Conclusão
- O alongamento de caule e o aumento de número de metâmeros foram processos mais intensos em
monocultura do que na floresta antropizada no primeiro ano de crescimento, porém a situação se inverte no
segundo ano após a poda, principalmente no crescimento da UC4.
- Em monocultura, o crescimento é maior no primeiro ano após a poda, entretanto, no segundo ano, o
crescimento diminui. Já em floresta antropizada, o crescimento é menor no primeiro ano após a poda e
mantém a intensidade no segundo ano.
- A sincronização de crescimento de caule entre os dois ambientes ocorre apenas após a primeira unidade de
crescimento.
- O aumento do número de folhas emitidas e caídas e a área foliar foi um processo mais intenso em
monocultura do que na floresta antropizada.
- Enquanto que o aumento das folhas emitidas e formação de área a foliar foram processos mais intensos
para as plantas do sexo masculino, o aumento de folhas caídas foi mais intenso para as plantas do sexo
feminino.
- O tamanho individual de folhas é maior nas plantas cultivadas na floresta antropizada do que na
monocultura, indicando o fenômeno da fotomorfogênese.
- A inclusão de novos parâmetros morfológicos e de funções de crescimento resulta em representação 3D que
melhor reflete a realidade.
Agradecimentos
À Fundação Araucária e ao CNPq e que financiam as bolsas de Pesquisador Visitante [M. Rakocevic] e de
Iniciação Científica [F.T.Matsunaga].
Referências bibliográficas
Cleveland, W.S. 1979. Robust locally weighted regression and smoothing scatterplots. Journal of the
American Statistical Association 74(368): 829–836.
Costes, E.; Smith, C.; Renton, M.; Guédon, Y.; Prusinkiewicz, P. e Godin, C. 2008. MAppleT: simulation of
apple tree development using mixed stochastic and biomechanical models. Functional Plant Biology 35:
936-950.
Godin, C. 1999. Representing and encoding plant architecture: a review. Annals of Botany 84: 343-357.
Godin, C.; Costes, E. e Sinoquet, H. 1999. A plant architecture description method integrating topology and
geometry. Annals of Botany 84: 343-357.
Godin, C.; Guédon, Y. 2003. AMAPmod version 1.8: introduction and reference manual. Montpellier: Cirad.
Hallé, F.; Oldeman, R.A.A. e Tomlinson, P.B. 1978. Tropical trees and forests: an architectural analysis.
Berlin: Springer-Verlag, 441 p.
Java.lang.Math. http://download.oracle.com/docs/cd/E14571_01/apirefs.1111/e12048/functmath.htm. Data
de acesso: 24-01-11.
Java.lang.runtime. 2011. http://download.oracle.com/javase/1.5.0/docs/api/java/lang/Runtime.html. Data de
acesso: 31-01-11.
NetBeans. http://java.sun.com/javase/downloads/netbeans.html. Data de acesso: 26-01-11.
Pradal, C.; Dufour-Kowalski, S.; Boudon, F.; Fournier, C. e Godin, C. 2008. OpenAlea: a visual programming and
component-based software platform for plant modeling. Functional Plant Biology 35 (9-10): 751-760.
Rakocevic, M. 1997. Photomorphogenetic responses in plant species of upland grasslands in Serbia. Review
of Research Work at the Faculty of Agriculture 42(1): 111-125.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F.; Valduga, T.A. 2006a. Caracterização de crescimento do
caule da erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) cultivada em dois ambientes luminosos contrastantes. In:
4° Congreso Sudamericano de la yerba mate, Posadas, INYM: 244-249.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F.; Valduga, T.A. 2006b. Ritmicidade de emissão e de queda de folhas e as
suas conseqüências no manejo da erva-mate. In: 4° Congreso Sudamericano de la yerba mate, Posadas, INYM:
250-256.
Rakocevic, M.; Silva, M.H.M. da; Assad, E.D. e Megeto, G.A.S. 2008. Reconstrução de maquetes 3D e manipulação da
arquitetura de espécies perenes cultivadas no Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira 43: 1241-1245.
Sievänen, R.; Nikinmaa, E.; Nygren, P.; Ozier-Lafontaine, H.; Perttunen, J.; Hakula, H. 2000. Components of
Functional-Structure Tree Models. Annals of Forest Science 57(5-6): 399-412.
122
Silva, M.H.M.da e Rakocevic, M. 2010. Software for interpolation of vegetative growth of yerba mate plants
in 3D. Pesquisa Agropecuária Brasileira 45(3): 244-251.
Sun Microsystems. http://java.sun.com. Data de acesso: 28-01-11.
TableCurve 2D. http://www.systat.com/products/TableCurve2D. Data de acesso: 28-01-11.
123
124
MODIFICAÇÃO DE PADRÃO DE RAMIFICAÇÃO DAS PLANTAS JOVENS DE ERVAMATE
M. Rakocevic1, É.V. Picarelli2
1
Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, Rodovia Celso Garcia Cid km 375, 86047-902 Londrina, Paraná,
Brasil, e-mail: [email protected]
2
Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, Centro de Hematologia e Hemoterapia, Rua Carlos
Chagas 480, 13083-878 Campinas, São Paulo, Brasil, e-mail: [email protected]
Resumo
O objetivo deste trabalho foi determinar a estabilidade do padrão de ramificação de duas unidades de
crescimento (UC) anuais de plantas jovens da erva-mate, cultivadas sob sombrite e no fitotron. Aplicou-se a
análise multivariada de K-médias com agrupamento em três clusters. No agrupamento usaram-se posição do
ramo em três regiões do eixo principal (EP), comprimento do ramo, número de entrenós (EN) por ramo e
posição de ramificação no EP (%). O padrão de ramificação da UC1 edificada inicialmente no sombrite foi
mesotônico, enquanto no fitotron basotônico-mesotônico. No fitotron a UC2 repetiu o padrão inicial de
ramificação da UC1. A UC2 no sombrite foi pouco desenvolvida, porém estas plântulas emitiram dois novos
ramos na UC1 na região mediano-alta (10.45cm com oito EN), enquanto no fitotron emitiram um ramo nesta
região (11.14cm com 18 EN). O padrão de ramificação observado na escala de plântulas muda após um ano,
evoluindo para mesotônico-acrotônico.
Palavras chave: acrotonia, basotonia, mesotonia, vigor.
THE BRANCHING PATTERN MODIFICATION IN YOUNG PLANTS OF YERBA-MATE
Abstract
The aim of this work was to determine the stability of the branching pattern of two annual growth unities
(GU) of yerba-mate young plants cultivated in phytotron and nursery. The multivariate analysis of K–means
and clustering in three groups was applied. The variables used for clustering were: branch position in three
regions of principal axe (PA), branch length, internode (IN) number per branch, branch position at PA (%).
The branching pattern of GU1 initially built in nursery was mesotonic, while in phytoron was basitonic–
mesotonic. The GU2 repeated the initial pattern in phytotron, while it was modestly developed on plants
cultivated in nursery. The plants in nursery emitted two new branches at median–high region (10.45cm with
eight IN), while those in phytotron emitted only one branch in this region (11.14cm with 18 IN). The
branching pattern on plant scale was modified after one year, evolving to mesotonic-acrotonic.
Key words: acrotony, basitony, mesotony, vigor.
Introdução
A edificação da arquitetura das plantas vasculares realiza-se através do funcionamento meristemático
que compreende dois processos essenciais: 1/ o crescimento primário (ou crescimento em comprimento,
alongamento) como resultado do funcionamento do meristema apical e 2/ a ramificação que permite o
aumento da estrutura vegetal em volume e em complexidade (Champagnat et al., 1986). Quando todos os
meristemas axilares do caule podem produzir os ramos, a ramificação se chama contínua; quando os ramos
são agrupados em níveis distintos, a ramificação se chama rítmica. O terceiro caso acontece quando a
disposição dos ramos no caule portador não mostra um arranjo particular - ramificação difusa (Hallé et al.,
1978). Na ramificação agrupada o desenvolvimento preferencial de ramos laterais vigorosos pode ocorrer: 1/
125
na região basal do caule - basotonia (Bell, 1991), na região mediana – mesotonia e no topo - acrotonia.
Conhecendo os padrões de ramificação, podemos os aplicar na formalização de modelos de crescimento
(Lück et al., 1990) e no melhor entendimento da ocupação do espaço. Bell (1978) prova que as ‘regras de
crescimento’ apresentam uma alta organização de ocupação do espaço para melhor uso dos recursos
ambientais.
Erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) é uma espécie arbórea sul-americana. Seu meristema terminal
guarda o potencial para funcionar indefinidamente, que significa que a erva-mate possui crescimento
monopodial. Também mostra a periodicidade de alongamento marcante controlada de maneira endógena, o
que a classifica no grupo vegetal com o crescimento rítmico (Hallé et al., 1978). A emissão de novas
unidades morfológicas anuais desta espécie realiza-se pela ocorrência de duas unidades de crescimento
(UC), separadas por agrupamento de ramificações e entrenós (EN) extremamente curtos (Rakocevic et al.,
2006) como marcadores de crescimento (Edelin, 1993). A estrutura da erva-mate que se constrói no processo
de ocupação do espaço é caracterizada por modelo arquitetural de Rauh, definindo a ritmicidade do seu
crescimento e a durabilidade dos seus meristemas apicais (Hallé et al., 1978). As plantas de erva-mate
suspendem as atividades meristemáticas durante os períodos regulares (duas pausas de crescimento sazonais
no verão e no inverno), enquanto o crescimento durante duas ondas de emissão de novos metâmeros é
modificado pelo ambiente (Rakocevic e Martim, 2011).
Alguns trabalhos recentes definem as diferenças de crescimento (Rakocevic e Martim, 2011) e a
arquitetura 3D de plantas adultas cultivadas em dois ambientes distintos (monocultura e floresta antropizada)
observada nas plantas masculinas e femininas (Rakocevic et al., 2011). Com o objetivo de melhor entender a
dinâmica de construção da complexidade da estrutura topológica dos ramos, analisou-se o padrão de
ramificação de duas unidades de crescimento, formadas na ocorrência de duas ondas de crescimento anuais,
das plantas jovens da erva-mate cultivadas em dois ambientes.
Material e métodos
A partir de um pomar de sementes da ervateira ‘Bitumirim’ (município de Ivaí, PR), foram obtidas
plântulas de erva-mate semeadas em sacos plásticos em abril de 2004. As plântulas foram transferidas para
Colombo, PR (25°17’30’’S, 49°13’27’’W) em agosto de 2004 e passaram pelo processo de repicagem, para
vasos de 5 l, no início de novembro de 2004. No fim de novembro do mesmo ano, 16 plântulas foram
transferidas para a área aberta (sombrite, reduzia a incidência da irradiância 30% - 50%) e o mesmo número
de plântulas para o ambiente controlado (fitotron, câmara climatizada - PERCIVAL, USA). As plântulas
foram deixadas para aclimatação em cada um destes ambientes, por duas semanas.
Temperatura Máxima ( ° C)
Temperatura Mínima ( ° C)
Temperatura Média ( ° C)
40.0
Temperatura (°C)
35.0
13:55
Duração da noite
13:26
30.0
12:57
°
Hora s
25.0
20.0
15.0
12:28
12:00
10.0
11:31
5.0
11:02
0.0
10:33
0
A/
40
80
120
160
200
240
280
Tempo de medições (dias)
10:04
B/
0
40
80
120
160
200
240
280
Tempo de medições (dias)
Dez/04 Jan/05 Fev/05
Abr/05 Maio/05 Ago/05 Set/05
Dez/04 Jan/05 Fev/05 Abr/05 Maio/05 Ago/05 Set/05
Figura 1. Condições meteorológicas. As linhas retas em ambas as figuras apresentam as condições do
fitotron. A/ Temperaturas diárias (máxima, mínima e média em °C) e B/ duração da noite no sombrite.
No sombrite as plântulas foram submetidas à irrigação duas vezes ao dia, pelo sistema de microdispersão, para eliminar a limitação do fator hídrico. As condições externas de temperaturas diárias médias,
126
mínimas e máximas (obtidas da estação meteorológica do SIMEPAR em Curitiba) e de duração de período
noturno (obtidos no http://www.agritempo.gov.br/) são apresentadas na Figura 1.
O fitotron foi programado para simular as condições otimizadas do crescimento da erva-mate, com
temperatura de 25°C para o período diurno e 18°C para o período noturno, com alteração de 12/12 horas. A
umidade relativa do ar era de 80%, com ventilação constante. No período diurno a densidade de fluxo de
fótons ativos em fotossíntese (PPFD) foi de 510 µmol m-2 s-1, com energia média de 58.4 W m-2, fornecida
por 32 lâmpadas fluorescentes e oito incandescentes, enquanto as irrigações ocorriam três vezes por semana,
colocando-se 300 ml de água em cada vaso.
As medições morfológicas periódicas começaram em dezembro de 2004. A última medição ocorreu em
setembro de 2005, resultando em um total de dez observações. Mediu-se comprimento e número de EN, e
número e posição de ramificações no eixo principal (EP). Na análise do padrão de ramificação consideraramse dois momentos cruciais: fim da primeira e da segunda onda de crescimento (formação da primeira e da
segunda UC). Aplicou-se a análise multivariada do modelo de K - médias com agrupamento em três
clusters, com uso do software Minitab 14. No agrupamento usaram-se seguintes variáveis: posição do ramo
em três regiões do eixo principal (baixa -1, média - 2 e alta - 3), comprimento do ramo, número de entrenós
por ramo e posição de ramificação no eixo EP (calculado pela distribuição e expresso na percentagem de
altura).
Resultados e discussão
Os dois ambientes de cultivo diferenciam-se significativamente pelo número de ramificações emitidas
até o fim do crescimento da primeira unidade de crescimento (UC1). Até o fim de formação da UC1 do eixo
principal (tronco) no fitotron apareceram 39, enquanto no sombrite somente 14 ramos da primeira ordem
(Tabela 1A). Os valores médios de comprimento de ramos também foram influenciados pelo ambiente
(média de 14.32cm no fitotron versus 5.29cm no sombrite).
A UC1 no sombrite emitiu maior número de ramificações na sua região mediana (nove ramificações de
6.83cm com 6-7 EN e três de 3.85cm com 3-4 EN) construindo mesotonia (Tabela 1A), com alguns ramos na
região superior, mas com o vigor reduzido (comprimento médio do ramo de 0.53cm com 2-3 EN). Percebese que a UC1 das plântulas cultivadas no fitotron emitiu mais ramos longos na região baixa (em total dez
ramos de comprimento de 4.93cm com oito EN e 18 ramos de 19.67cm com 28-29 EN), além de onze ramos
na sua região superior, mas com vigor pouco reduzido (média de comprimento de 14.09cm). A UC1 edificada
inicialmente no fitotron pode ser definida como basotônica - mesotônica (Tabela 1A e Figura 2A).
A/
B/
Figura
2.
Esquema da dinâmica do padrão de ramificação da erva-mate de A/ mesotônico para mesotônico - acrotônico
no sombrite e B/ de basotônico para mesotônico-acrotônico no fitotron. UC1 e UC2: primeira e segunda
unidade de crescimento; ▲: zona apical em crescimento.
A segunda unidade de crescimento (UC2) foi pouco desenvolvida no sombrite, ou seja, só algumas
plantas continuaram com o alongamento do eixo principal (Tabela 1D). No fitotron, a situação foi diferente e
UC2 se desenvolveu abundantemente, com aparição de 40 novos ramos (na média, 2.5 ramos por planta) na
posição mediana e alta do EP. Isso corresponde à região baixa e mediana da própria UC2. A análise mostra
127
que a UC2 no seu crescimento inicial repete o mesmo padrão da UC1 do início da sua formação (Tabela 1D
versus Tabela 1A e esquema da UC1 da esquerda versus UC2 da direita na Figura 2B).
No período da formação da UC2 no EP, a UC1 continuou a desenvolver o volume através de emissão
de novas ramificações e continuação do alongamento de ramos existentes (Tabela 1B). No sombrite, neste
período foram emitidos 30 novos ramos na UC1, privilegiando a sua região mediana (sete ramos com
comprimento de 19.92cm e sete de 2.55cm) e alta (16 ramos com comprimento de 9.76cm) – ilustração na
Figura 2A. No fitotron, neste período apareceram somente 13 novos ramos na UC1 na sua região mediana e
alta (Tabela 1B), já que no fitotron, o investimento no crescimento da UC2 foi mais priorizado do que no
sombrite (Figura 1A). O processo integral de crescimento resultou na formação da UC1 que após um ano
alterou a sua aparência, privilegiando as ramificações da região mediana e alta em ambos os ambientes de
cultivo (Tabela 1C, Figura 1).
Tabela 1. Análise multivariada (modelo de K - médias com três clusters) do padrão de ramificações da ervamate observado na escala de unidade de crescimento (UC). Posição em regiões do eixo principal (baixa - 1,
média - 2 e alta - 3), comprimento de ramos (cm), número de entrenós por ramo e posição de ramificações no
eixo principal (%) estão apresentados pelos seus valores médios, enquanto o número de ramificações
apresenta o valor somatório de 16 plantas medidas.
Sombrite
Variável
A/
Número de ramificações
Posição em regiões
Comprimento de ramos
Número de EN no ramo
Posição (% de altura)
B/
Número de ramificações
Posição em regiões
Comprimento de ramos
Número de EN no ramo
Posição (% de altura)
C/
Número de ramificações
Posição em regiões
Comprimento de ramos
Número de EN no ramo
Posição (% de altura)
D/
Número de ramificações
Posição em regiões
Comprimento de ramos
Número de EN no ramo
Posição (% de altura)
Cluster 1
9
2.00
6.83
4.56
48.78
7
1.87
19.92
11.57
44.29
3
1.67
25.52
13.33
34.67
-
Cluster 2
Cluster 3
Fitotron
Centróide
Cluster 1
Cluster 2
Cluster 3
Ramos que apareceram no UC1 na primeira onda de crescimento
3
2
10
18
11
2.00
3.00
2.14
1.30
1.44
2.45
3.85
0.53
5.29
4.93
19.67
14.09
5.00
2.50
4.36
8.00
28.72
21.82
60.67
86.50
56.71
23.50
29.67
65.63
Ramos que apareceram no UC1 na segunda onda de crescimento
7
16
10
1
2
1.87
2.94
2.43
2
3
3
2.55
9.76
10.45
10.35
25.55
7.93
4.57
8.2500
8.17
13.10
58.00
26.00
48.00
82.38
65.47
49.80
100.00
85.50
UC1 no fim do primeiro ano
25
16
14
18
20
1.92
3.00
2.30
1.50
1.44
2.40
7.30
9.98
9.51
6.15
19.67
13.15
6.36
8.56
7.64
8.93
28.72
21.80
51.36
82.50
61.56
29.14
29.67
65.90
UC2 no fim de segunda onda de crescimento (fim do primeiro ano)
1
2
4
15
21
2.00
2.53
3.00
19.32
6.63
3.13
16.50
10.00
10.33
47.00
67.73
85.14
Centróide
1.69
14.32
21.46
38.23
2.23
11.14
18.54
59.15
1.83
13.52
20.73
43.46
2.73
6.06
10.83
74.80
Durante o crescimento, o vigor de ramificações da UC1 em dois ambientes potencializa a acrotonia,
mas continua com ramos mais compridos na parte mediana. O padrão de ramificações na escala de plantas
inteiras muda lentamente com o crescimento e com a inclusão das novas unidades arquiteturais, muito
provavelmente por causa do melhor aproveitamento do espaço e sua invasão, evoluindo para mesotônico acrotônico após um ano de cultivo (Tabela 2 e Figura 2).
128
Tabela 2. Análise multivariada (modelo de K-médias com três clusters) do padrão de ramificações da ervamate observado na escala de plântulas após o seu crescimento durante um ano. Posição em regiões do eixo
principal (baixa -1, média - 2 e alta - 3), comprimento de ramos (cm), número de entrenós por ramo e
posição de ramificações no eixo principal (%) estão apresentados pelos seus valores médios, enquanto o
número de ramificações apresenta o valor sumário de 16 plantas medidas.
Plântula inteira com UC1 e UC2
Variável
Número de ramificações
Posição em regiões
Comprimento de ramos
Número de EN no ramo
Posição (% de altura)
Cluster 1
3
1.67
25.52
13.33
34.67
Cluster 2
Cluster 3
Sombrite
26
18
1.92
3.00
7.05
8.99
6.23
8.22
51.19
83.28
Centróide
2.32
8.97
7.45
62.43
Cluster 1
14
1.00
11.37
14.64
16.57
Cluster 2
Cluster 3
Fitotron
33
45
1.94
2.82
15.26
6.29
20.76
13.80
45.73
78.02
Centróide
2.23
10.28
16.42
57.09
A diferença entre dois ambientes e a distribuição de ramos posicionados na região mais baixa no
fitotron do que no sombrite deve-se, acreditamos, à indução de ramificação mais abundante no ambiente
otimizado, onde a radiação fotossinteticamente ativa foi mais accessível na escala diária, com maior
disponibilidade de radiação da região vermelha (Rakocevic et al., 2003). Também, o maior comprimento de
ramos e de número de entrenós por ramo no fitotron do que no sombrite, no fim do primeiro ano, devem-se à
temperatura do cultivo (Figura 1B) e o maior comprimento de dia (Figura 1A).
O padrão de ramificação vegetativa e floral é geneticamente controlado, onde para algumas espécies
anuais, como são Arabidopsis e Petúnia, foram localizados alelos responsáveis para este controle (Souer et
al., 1998). Sua expressão pode ser modificada por concentração de auxinas e citocininas, nutrição e fatores
de proliferação e crescimento (Bessonov et al., 2008). Apesar das plantas anuais e perenes provavelmente
têm os mesmos mecanismos de regulagem da ramificação, as árvores certamente possuem padrões não
presentes em plantas anuais (Lauri, 2007). Por isso, acrotonia pode ser mais importante nas árvores do que a
dominância apical. Os nossos resultados apóiam este novo conceito, devido que as plantas da erva-mate, em
ambos os ambientes de cultivo, construíram o mesmo padrão mesotônico - acrotônico, porém diferenciadose pelo tamanho de plantas e presença de uma ou duas unidades de crescimento no fim do primeiro ano.
Hoje, sabe-se que o padrão de ramificação pode diferenciar entre as espécies provenientes do mesmo
ecossistema (Damascos et al., 2005), mas também entre da populações da mesma espécie (Sabatier et al.,
2003), relacionado ao ambiente de cultivo a anos de observação (Costes, 2004).
Conclusões
•
•
•
•
•
•
Dois ambientes de cultivo diferenciam-se significativamente pelo número de ramificações emitidas
pelas plantas de erva-mate, o que é relacionado à disponibilidade de radiação na região vermelha;
O padrão de ramificação de plantas jovens de erva-mate, da UC1, edificada inicialmente no sombrite,
foi mesotônico, enquanto no fitotron basotônico-mesotônico;
No fitotron, plantas jovens de erva-mate da UC2 repetiu o padrão inicial de ramificação da UC1
enquanto a UC2 no sombrite foi pouco desenvolvida;
As plântulas de erva-mate, no sombrite, emitiram dois novos ramos na UC1 na região mediano-alta
do EP durante a segunda onda de crescimento, enquanto no fitotron, neste período e nesta região do
EP, apareceu somente um ramo;
O padrão de ramificação da erva-mate modificou na escala de planta inteira após um ano (devido à
edificação de novas unidades e novas ramificações), desenvolvendo a aparência mesotônicoacrotônica;
O padrão que tende ao acrotônico da erva-mate, ocorre muito provavelmente por causa do melhor
aproveitamento do espaço e sua invasão em três dimensões.
129
Agradecimentos
À Embrapa Florestas (Colombo, PR), onde foi efetuada atividade de pesquisador visitante (PV) na época
de medições, e ao CNPq que financiou a bolsa do PV na época da realização do experimento.
Referências bibliográficas
Bell, A. 1979. The hexagonal branching pattern of rhizomes of Alpinia speciosa L. (Zingiberaceae). In:
Annals of Botany 43: 209-223.
Bell, A. 1991. Plant form. An illustrated guide to fIowering plant morphology. Oxford University Press.
Oxford, New York, Tokyo: 341p.
Bessonov, N.; Morozova, N. e Volpert, V. 2008. Modeling of branching patterns in plants. In: Bulletin of
Mathematical Biology 70: 868-893.
Champagnat, P.; Barnola, P. e Lavarenne, S. 1986. Quelques modalités de la croissance rythmique endogene
des tiges chez les végétaux ligneux. In: Naturalia Monspeliensia n° hors série: 279-302.
Costes, E. 2004. Integrating Knowledge of Tree Biology and Physiology into Models of Fruit Tree
Development: A Review. In: Proceedings of XXVI IHC – Deciduous Fruit and Nut Trees. Ed. A.D.
Webster. Acta Horticulturae 636, ISHS 2004: 575-589.
Damascos, M.A.; Prado, C.H.B.A. e Ronquim, C.C. 2005. Bud composition, branching patterns and leaf
phenology in cerrado woody species. In: Annals of Botany 96: 1075–1084.
Edelin, C. 1993. Aspects morphologiques de la croissance rythmique chez les arbres tropicaux. In: Compte
Rendu du Séminaire du groupe d'Etude de l'Arbre: Le rythme de croissance, base de l'organisation
temporelle de l'arbre, Angers, 25-26 março de 1993: 13-23.
Hallé, F.; Oldeman, R.A.A. e Tomlinson, P.B. 1978. Tropical trees and forests - An Architectural Analysis.
Berlin: Springer-Verlag. 441p.
Lauri, P-E. 2007. Differentiation and growth traits associated with acrotony in the apple tree (Malus x
domestica, Rosaceae). In: American Journal of Botany 94(8): 1273–1281.
Lück, J.; Lück, H.B. e Bakkali, M. 1990. A comprehensive model for acrotonic, mesotonic and basitonic
branchings in plants. In: Acta Biotheoretica 38: 257-288.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S. e Takaki, M. 2003. Aspectos fotomorfogenéticos de plantas jovens de ervamate. In: Anais de 3° Congresso Sul-Americano da erva-mate, 2003, Chapecó, 5 (15): 1-8.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F. e Valduga, T.A. 2006. Caracterização de crescimento do
caule da erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) cultivada em dois ambientes luminosos contrastantes. In:
Actas del 4° Congreso Sudamericano de la yerba mate, 2006, Misiones, Argentina, pp. 244-249.
Rakocevic, M. e Martim S.F. 2011. Time series in analysis of yerba-mate biennial growth modified by
environment. In: International Journal of Biometeorology 55: 161–171.
Rakocevic, M.; Costes E. e Assad E.D. 2011. Structural and physiological sexual dimorphism estimated from
3D virtual trees of yerba-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) is modified by cultivation environment. In:
Annals of Applied Biology 158, published on-line.
Sabatier, S.; Baradat, P. e Barthelemy, D. 2003. Intra- and interspecific variations of polycyclism in young
trees of Cedrus atlantica (Endl.) Manetti ex. Carrière and Cedrus libani A. Rich (Pinaceae). In: Annals of
Botany 90: 19-29.
Souer, E.; Krol, A. van der; Kloos, D.; Spelt, C.; Bliek, M.; Mol, J. e Koes, R. 1998. Genetic control of
branching pattern and floral identity during Petunia inflorescence development. In: Development 125:
733-742.
130
CARACTERIZAÇÃO DE SISTEMAS AGROFLORESTAIS DE MANEJOS DE ERVA-MATE (Ilex
paraguariensis) NATIVA NO MUNICÍPIO DE TURVO, PARANÁ, BRASIL.
J.C.P. Santos1, G.C.P.S. Savian2 e M. Savian3
1
Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC. Prof. Dr. Departamento de Solos. Av. Luís de
Camões, 2090 – 88.520-000, Lages, Santa Catarina, Brasil; [email protected].
2
Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC. Bolsista CNPq DTI. Av. Luís de Camões, 2090 –
88.520-000, Lages, Santa Catarina, Brasil; [email protected]
3
Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC. Prof. Msc. Departamento de Agronomia. Av. Luís de
Camões, 2090 – 88.520-000, Lages, Santa Catarina, Brasil; [email protected]
Resumo
O presente estudo teve como objetivo a caracterização de sistemas agroflorestais de erva-mate (Ilex
paraguariensis) nativa. Foram realizadas visitas a 43 propriedades rurais produtoras de erva-mate nativa, no
município de Turvo, no Estado do Paraná, Brasil. Levantaram-se características de cada área produtiva,
analisando aspectos da estrutura fundiária, solos, cobertura vegetal, biodiversidade, sanidade dos ervais e
regeneração natural. Observou-se o efeito do envelhecimento dos ervais nativos, declínio de produção com
morte de erveiras resultantes da inexistência de matrizes, exploração com animais, época de corte e
severidade das podas. As áreas produtivas foram classificadas em quatro tipologias: 1.erva solteira
(monocultivo); 2.ervais com presença de árvores esparsas e pouca biodiversidade; 3.ervais com cobertura
florestal, porém baixa biodiversidade; 4.ervais com cobertura florestal, estratos intermediários e
biodiversidade. Para a estrutura fundiária da região, os diferentes sistemas de manejo constatados, com
exceção da erva-mate solteira, apresentam contribuição em diferentes magnitudes para a preservação da
floresta.
Palavras-chave: Sistemas de produção, biodiversidade, Floresta Ombrófila Mista.
CHARACTERIZATION OF AGROFORESTRY MANAGEMENTS OF NATIVE YERBA MATE (ILEX
PARAGUARIENSIS) IN TURVO, PARANÁ STATE, BRAZIL.
Abstract
The present study aimed at characterizing agroforestry native yerba mate (Ilex paraguariensis). Visits were
made to 43 farms producing native yerba mate in the city of Turvo, in Parana State, Brazil. The
characteristics of each area were investigated, examining aspects of agrarian struture, soils, vegetation,
biodiversity, health of “erval” and natural regeneration. It was noted the effect of aging of native “erval”,
decline of production with the death of yerba mate trees resulting from the absence of seed-producing trees,
with farm animals, cutting time and severity of pruning. Productive areas were classified into four types:
1.single yerba mate trees (monoculture), 2.“erval” with the presence of scattered trees and low biodiversity
3.“erval” with forest cover, but low biodiversity; 4.“erval” with forest cover, intermediate strata and
biodiversity. For the agrarian structure, the different management systems observed, except for single mate,
have different magnitudes for assistance in preserving the forest.
Keywords: Production systems, biodiversity, Subtropical Ombrophilous Forest
Introducão
A Floresta Ombrófila Mista ou Floresta com Araucárias faz parte do Bioma Mata Atlântica e
constitui um ecossistema complexo e com grande diversidade de espécies, algumas destas endêmicas. Sua
fitofisionomia é caracterizada por dois estratos distintos – o superior com presença predominante de
Araucaria angustifolia, e outro inferior com a ocorrência de imbuias (Ocotea porosa) e canelas (Ocotea sp.),
presentes no sub-bosque erva-mate (Ilex paraguariensis) e xaxins (Dicksonia sellowiana).
131
Originalmente a Floresta com Araucárias abrangia, no Brasil, uma área total de aproximadamente
200 mil km2 (Schäffer e Prochnow, 2002) nos Estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do sul e em
mosaicos nas regiões mais altas dos Estados de São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais. Atualmente esta
ocorrência diminuiu vertiginosamente para aproximadamente 5% do original (Medeiros et. al., 2005).
A destruição da Floresta de Araucária teve início nos dois últimos séculos com a colonização dos
Estados do Sul do Brasil, a exploração sem limite de espécies com alto valor econômico e o grande
crescimento populacional no século XX. Grande parte da floresta encontra-se hoje em franco estado de
degradação apresentando matas em estágio inicial a secundário de regeneração, não obstante à rígida
legislação florestal brasileira. Em muitas dessas áreas degradadas não se observa somente a retirada da mata
(corte raso), mas a degradação pelo corte seletivo e sistemático das espécies de maior interesse, levando à
formação de matas com baixa diversidade vegetal.
Uma minoria destes remanescentes da Floresta com Araucárias encontra-se protegido em Unidades
de Preservação, ou seja, a maior parte da floresta está em áreas privadas ou propriedades rurais. Neste
contexto pode-se relacionar a preservação das florestas com a agricultura familiar, visto que em regiões onde
predomina uma estrutura fundiária composta de pequenas propriedades observa-se maior área de floresta
preservada.
A erva mate é uma espécie de sub-bosque adaptada ao ambiente associada com outras espécies de
dossel. Essa associação não se fundamenta somente na questão de luz, como também no aspecto nutricional.
Perfeitamente adaptada a solos nutricionalmente deficientes e ácidos, a erva-mate depende então da ciclagem
de nutrientes do solo e outros mecanismos de interação solo/planta/biota para lograr êxito em desenvolver-se
satisfatoriamente.
A espécie Ilex paraguariensis ocorre no Brasil, nos Estados de Mato Grosso do Sul, Paraná, Rio
Grande do Sul, Santa Catarina, Minas Gerais e em reduzidas populações nos Estados do Rio de Janeiro e São
Paulo (em áreas de ocorrência de Araucaria angustifolia); e também na Argentina, Paraguai e Uruguai
(Lorenzi, 1998).
Espécie de clímax tolerante à sombra, cresce nas associações mais evoluídas dos pinhais. Regenerase com facilidade quando o estrato arbóreo superior e estratos arbustivos e herbáceos são raleados. É
característica de Floresta Ombrófila Mista, sempre em associações evoluídas com a Araucaria angustifolia.
Ocorre naturalmente em solos com baixa fertilidade, prefere solos de profundidade média a profundos, não
tolera solos úmidos não permeáveis (Carvalho, 2003).
A espécie tolera as baixas temperaturas e sombreamento de intensidade média em qualquer idade,
suportando mais luz na fase adulta. Essa espécie aceita plantio a pleno sol, sozinha ou em sistemas
agroflorestais.
De acordo com Maack (1968), o Estado do Paraná possuía cerca de 83% da superfície originalmente
coberta por uma exuberante vegetação, hoje tem sua área florestal reduzida a aproximadamente 5% do
território, sendo que, segundo FUPEF (2001), apenas algo em torno de 1% desta área se refere a
remanescentes em estágio avançado de regeneração. No município de Turvo e na região centro-sul do estado
do Paraná, estão concentrados boa parte dos remanescentes florestais da Floresta Ombrófila Mista do Estado.
A topografia da região apresenta-se de suave a fortemente ondulada (até montanhosa em algumas situações),
os solos são geralmente profundos, ácidos, apresentando teores de argila na faixa de 30-40% e baixos valores
de fósforo, potássio, cálcio e magnésio.
Assim, é fundamental que o manejo destas florestas seja repensado com vistas a permitir a sua
preservação de uma forma sustentável para garantir a continuidade da atividade ervateira com a qualidade
existente hoje e recuperar áreas parcialmente degradadas. Com base nestas considerações, este trabalho teve
por objetivo geral realizar um diagnóstico da produção de erva-mate orgânica nas propriedades associadas à
COOPAFLORA, no município de Turvo – PR.
Material e Métodos
Este trabalho foi desenvolvido nos anos de 2007 e 2008, nos município de Turvo, Estado do Paraná,
Brasil. Foram realizadas visitas a 43 propriedades certificadas ou em processo de certificação orgânica,
associadas à Cooperativa de Produtos Agroecológicos, Artesanais e Florestais de Turvo – COPAFLORA.
Nestas visitas conduziu-se, inicialmente, entrevista ao agricultor, abordando aspectos relacionados ao
intervalo e época de poda da erva-mate, erval com população nativa ou adensada, densidade de plantas por
área, produtividade observada nos últimos cortes, força de trabalho da propriedade e outras informações de
132
interesse.
Após a coleta de informações, realizaram-se caminhamento pelas áreas de produção, observando o
sombreamento do erval a partir da cobertura vegetal, regeneração natural da floresta, diversidade de outras
espécies florestais em acompanhamento à erva-mate, aparecimento de pragas e doenças e o sistema de poda
realizado. Concomitantemente a essas observações, procedeu-se a coleta de amostras representativas de solo
para sua caracterização química. As amostras de solo foram encaminhadas ao Laboratório de Análises de
Solos, da Universidade do Estado de Santa Catarina, Centro de Ciências Agroveterinárias (CAV/UDESC)
para determinação do pH, fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), sódio (Na), zinco (Zn), ferro
(Fe) e teores de matéria orgânica do solo segundo metodologia adotada pelo CQFS-RS/SC (2004).
Posteriormente, as informações obtidas foram processadas e submetidas à avaliação qualitativa.
Resultados e Discussão
Caracterização geral das áreas de produção
A estrutura fundiária predominante na região é a pequena propriedade, que utiliza em sua maioria a
força de trabalho familiar. Grandes partes dos remanescentes florestais do Paraná estão localizados nesta
região, e possivelmente exista forte relação entre a preservação das florestas e o manejo tradicional da ervamate pela agricultura familiar, contrapondo-se com outras regiões ervateiras do sul do Brasil onde a floresta é
suprimida para estabelecer cultivo da erva solteira, ficando a erva-mate sob manejo tradicional coberta pela
floresta parcialmente raleada.
Associada à exploração da erva mate nativa, nas pequenas propriedades encontrou-se com
frequência, como fonte de renda em sistemas preservacionistas ou agroflorestais, a comercialização de
produtos não madeiráveis para a produção de chás, extratos e óleos naturais, de plantas que compõem a
biodiversidade natural da floresta, como a Pitanga (Eugenia uniflora), Pata-de-vaca (Bauhinia forficata),
Espinheira Santa (Maytenus ilicifolia), entre outras.
A região apresenta solos geralmente profundos, ácidos, de baixa fertilidade natural, altos teores de
matéria orgânica, argilosos e com relevo variando de suave ondulado a fortemente ondulado (até
montanhosos). A capacidade de uso destes solos para exploração agrícola convencional apresenta como
limite maior a acidez associada aos níveis altos de alumínio trocável e a baixa fertilidade natural. O nutriente
o que se apresenta mais limitante, na grande maioria dos ervais amostrados, é o potássio (K), as análises
realizadas mostram resultados normalmente muito baixos de disponibilidade deste nutriente. Esta deficiência
natural pode ser explicada devido ao material de origem do solo, como também pela exportação contínua de
grandes volumes de folhas e galhos ano após ano, sem haver sua reposição. Para sistemas agroflorestais
esses fatores são menos limitantes e, em alguns casos pouco significativos, em relação às culturas anuais. No
caso da erva mate esses limites não estão relacionados unicamente à disponibilidade de nutrientes no solo,
mas muito à biodiversidade da floresta e da biota do solo, tendo em vista a qualidade e quantidade de
resíduos orgânicos para a ciclagem de nutrientes e as interações com microorganismos do solo. Mesmo
apresentando boas características físicas no que diz respeito à drenagem, textura e estrutura, em alguns locais
com relevo mais acidentado, a erva-mate é uma alternativa da maior importância para a conservação do solo
em relação às frequentes mobilizações realizadas nas culturas anuais.
As visitas realizadas às propriedades permitiram visualizar quatro situações distintas em relação ao
sistema de manejo da produção erveira: 1.erva solteira (monocultivo); 2.ervais com presença de árvores
esparsas e pouca biodiversidade; 3.ervais com cobertura florestal, porém baixa biodiversidade; 4.ervais com
cobertura florestal, estratos intermediários e biodiversidade.
Na primeira situação, verifica-se uma variação nas propriedades produtoras, sendo encontradas
algumas com plantas nativas remanescentes da retirada da floresta (normalmente com baixa densidade de
plantas); em outras propriedades, ervais com plantas nativas e adensados com plantas produzidas a partir de
sementes de indivíduos da própria região ou originados de outras populações. Nas plantas oriundas de
sementes de outras regiões constataram-se problemas na adaptação, com baixa produtividade de folhas e alta
frutificação, não sendo interessante para a produção erveira. De modo geral, a produtividade desse sistema é
a mais alta, mas os agricultores que o utilizam já enfrentam problema na comercialização da produção, tendo
em vista exigências do mercado consumidor.
No segundo caso, ervais com presença de árvores esparsas e pouca biodiversidade, o sombreamento
é mínimo e predominam espécies como a araucária (Araucaria angustifolia), canelas (Ocotea sp.) e
133
guavirova (Campomanesia xanthocarpa) em associações com a erva mate. Nessa situação, é frequente a
existência de manejo intensivo das áreas com criação de animais (gado, porcos, galinhas, ovelhas, cavalos), o
que leva à excessiva compactação do solo. Esta compactação, associada ao pastejo intenso, praticamente
elimina a regeneração natural, trazendo como consequência o envelhecimento do erval e redução de
produtividade.
Nos casos de ervais com cobertura florestal, porém baixa biodiversidade, onde existe um dossel em
estádio intermediário a médio de desenvolvimento, verificam-se duas situações. Numa, o dossel é composto
por espécies dominantes, havendo baixa biodiversidade; noutra, o dossel é composto por espécies de maior
porte e com estratos intermediários (sub-bosque), composto por espécies frutíferas, herbáceas e lianas
(trepadeiras lenhosas). Em ambas as situações existe necessidade de manejo da floresta, sendo no primeiro
necessária a reposição de espécies nativas combinada com a diversidade de espécies. No segundo caso deve
ser realizada a conservação das espécies existentes, da regeneração natural, combinadas com a reposição de
espécies.
A última situação encontrada, ervais com cobertura florestal, estratos intermediários e boa
biodiversidade, pode ser caracterizada como o ideal ao manejo agroflorestal sustentável para erva mate. As
áreas vistoriadas que se enquadraram nessa caracterização, apresentavam sempre a menor incidência de
problemas de pragas e doenças. Em casos onde há baixa luminosidade para a cultura da erva-mate, se faz
necessária realização de raleio, conforme legislação ambiental vigente.
Na situação 2 e no primeiro caso da situação 3, a cobertura florestal pode ser considerada instável,
pois esta está condicionada à presença dos indivíduos adultos, estando estes suscetíveis à morte. No segundo
caso da terceira situação, bem como na situação 4, os sistemas apresentam menores produtividades ou
maiores intervalos entre podas, mas já se destacam pela valorização do produto obtido diferenciado para o
mercado consumidor, agregando valor à produção.
Em todos os sistemas de manejo verificaram-se problemas comuns: ervais em declínio de produção e
com morte de erveiras. Pelas situações avaliadas, estes problemas podem ser resultantes da inexistência de
erveiras matrizes (de ambos os sexos), para garantir a reprodução natural e regeneração de mudas de ervamate, a criação de diversos animais dificultando a sobrevivência de mudas provenientes da reprodução
natural e o desenvolvimento das erveiras adultas, a compactação do solo resultante do pisoteio animal, e a
época e severidade das podas.
A criação de animais é uma fonte de renda complementar importante para a maioria dos agricultores
visitados. Levando-se em consideração a estrutura fundiária da região, a área destinada à produção de ervamate também é utilizada para a criação de animais, em função disto existem danos impossíveis de evitar que
são o pisoteio e a compactação do solo, e que tem efeito direto na própria erveira adulta, mas também
impede o estabelecimento das plantas originadas da regeneração natural. Existem formas de minimizar estes
efeitos negativos, como o piqueteamento das áreas, fazendo uma rotação de pastoreio, diminuindo assim a
densidade de animais/área, facilitando a sobrevivência de mudas novas.
Quanto aos problemas sanitários encontrados, pode-se citar: ampola (Gyropsylla spegazziniana),
lagarta (Thelosia camina), cochonilha (Ceroplastes grandis), fumagina (Meliola sp. e Capnodium sp.) e
besouros (Hedypathes betulinus). A ampola é um problema que aparece em todos os ervais, em diversas
intensidades, aparentemente não afetando significativamente a produção, apenas atrasando o
desenvolvimento da brotação. As lagartas não foram verificadas em todas as propriedades, porém são,
segundo os agricultores, encontradas em diferentes incidências de acordo com o ano. Em algumas
propriedades pode-se verificar um ataque intenso em árvores determinadas, indicando alguma variabilidade
de resistência ao ataque da praga em relação às diferenças genéticas entre plantas. A cochonilha aparece em
algumas erveiras, aparentando não causar prejuízos de monta à produção. A fumagina ocorre com maior
intensidade em áreas com maior densidade de bracatinga (Mimosa scabrella), também sem grandes prejuízos
à produção, apenas redução da área fotossinteticamente ativa. A pinta-preta (Cylindrocladium spathulatum) e
os besouros foram encontrados em áreas produtivas que não possuem cobertura vegetal e em ervais nativos
em decadência.
O manejo de poda pode influir grandemente na produtividade e longevidade dos ervais (Embrapa,
2005). Verificaram-se inúmeras formas de poda e época, entre elas, as mais perigosas para a sobrevivência da
planta são aquelas em que o rebrote da planta pode ser atingido por geadas; e com relação ao tempo entre
podas, a maioria dos produtores realiza poda com espaçamento entre 18 e 24 meses. Entretanto, em muitas
situações os produtores não definem este tempo pelo manejo dado na poda anterior, mas pela necessidade de
obter renda através da venda do produto, nestes casos havendo enfraquecimento da planta ou riscos de
134
exposição da brotação à geadas ou frios excessivos, ambos com riscos sérios à sobrevivência da planta.
Muitos produtores não tem, em sua propriedade, força de trabalho suficiente para realizar os tratos
culturais e outras atividades concomitantes da propriedade, existindo assim uma variação muito grande entre
os trabalhadores que fazem poda em cada safra, ocasionando prejuízos na qualidade e intensidade de poda.
Conclusão
O manejo tradicional dos ervais, encontrado na região Centro-Sul do Estado do Paraná, é importante
para a preservação da floresta nativa, porém deve ser manejado de forma a garantir a manutenção da
regeneração natural da floresta e a existência de sub-bosque para a conservação, não somente da cobertura
florestal para o sombreamento da erva mate, como também da biodiversidade da floresta e seu papel no
ecossistema.
Os problemas limitantes à produção sustentável de culturas anuais dos solos da região, não se
configuram problemas significativos para a erva-mate quando conduzida em associação com outras espécies
da floresta.
As quatro situações encontradas, demonstram os diferentes sistemas de manejo da erva mate, sendo
que nas situações de erval nativo com cobertura vegetal podem ser encontrados casos com variação entre a
biodiversidade encontrada, a presença de sub-bosque e na intensidade de regeneração natural. Para
a
estrutura fundiária da região, os diferentes sistemas de manejo constatados, com exceção da erva-mate
solteira, apresentam contribuição em diferentes magnitudes para a preservação da floresta, qualidade de
produto e podem representar um diferencial de mercado.
Agradecimentos
Os autores agradecem à empresa Guayaki Latin America por viabilizar a realização desta pesquisa e
aos parceiros Coopaflora e ao IAF – Instituto Agroflorestal Bernardo Hakvoort.
Referências bibliográficas
Carvalho, P. E. R. 2003. Espécies Arbóreas Brasileiras. Colombo: Embrapa Florestas, 1309 p. v.1
CQFS-RS/SC. 2004. Manual de adubação e de calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa
Catarina. 10 ed. Porto Alegre: SBCS/NRS, 400p
Embrapa.
2005.
Cultivo
da
Erva-mate.
Brasília:
Versão
Eletrônica.
Disponível:
http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Erva-mate/CultivodaErvaMate/15_
sistemas_agroflorestais.htm. Acesso em: dez/2010.
FUPEF – Fundação de Pesquisas Florestais do Paraná. 2001. Conservação do Bioma Floresta com Araucária:
relatório final. Diagnóstico dos remanescentes florestais/ PROBIO Araucária. 2 v. FUPEF, Curitiba,
Brasil, 236 pp.
Lorenzi, H. 1998. Árvores Brasileiras: Manual de Identificação e Cultivo de Plantas Arbóreas Nativas do
Brasil. 2. ed. Nova Odessa: Plantarum, v.2
Maack, R. 1968. Geografia física do Estado do Paraná. Curitiba: CODEPAR, 350p.
Medeiros, J.D; Savi, M.; Brio, B.F.A. 2005. Seleção de áreas para criação de Unidades de Conservação na
Floresta Ombrófila Mista. Biotemas, 18(2): 33-50.
Schäffer, W. B.; Prochnow, M. 2002. A Mata Atlântica e você: como preservar, recuperar e se beneficiar da
mais ameaçada floresta brasileira. Apremavi, Brasília, Brasil, 156 pp.
135
136
FITOSSOCIOLOGIA E ESTOQUE DE CARBONO DE SISTEMAS
AGROSILVICULTURAIS DE PRODUÇÃO DE ERVA-MATE (Ilex paraguariensis St. Hil.)
NOS MUNICÍPIOS DE TURVO E SÃO JOÃO DO TRIUNFO, PARANÁ, BRASIL.
G.C.P.S. Savian¹, C.A.Dalmaso², A. Mantovani3, J.C.P. Santos4, P.H.X. Ramos5
1
Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC. Bolsista CNPq DTI. Av. Luís de Camões, 2090 –
88.520-000, Lages, Santa Catarina, Brasil; [email protected]
²Universidade Estadual do Centro-Oeste – UNICENTRO. Mestrando - Programa de Pós-Graduação Stricto
Sensu em Ciências Florestais. Caixa Postal 21 - 84500-000 - Irati - PR, Brasil [email protected]
3
Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC. Prof. Dr. Departamento de Agronomia. Av. Luís de
Camões, 2090 – 88.520-000, Lages, Santa Catarina, Brasil; [email protected]
4
Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC. Prof. Dr. Departamento de Solos. Av. Luís de
Camões, 2090 – 88.520-000, Lages, Santa Catarina, Brasil; [email protected]
5
Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC. Av. Luís de Camões, 2090 – 88.520-000, Lages, Santa
Catarina, Brasil; [email protected]
Resumo
O presente trabalho teve o objetivo de quantificar o estoque de carbono do componente arbóreo e analisar a
fitossociologia em duas áreas de cultivo de erva-mate em sub-bosque. O estudo foi realizado nos municípios
de Turvo e São João do Triunfo no estado do Paraná, Brasil. O levantamento fitossociológico foi realizado
em 26 parcelas de 500m² onde todos os indivíduos com diâmetro do tronco à altura do peito ≥ 5 cm foram
registrados, tendo seus diâmetros medidos e alturas estimadas. O Carbono no fuste foi estimado
considerando o percentual médio do elemento presente na biomassa das espécies nativas da região. A
fitossociologia indicou como espécie predominante na estrutura horizontal da floresta a Araucaria
angustifolia, Ocotea porosa, Campomanesia xantocarphae e Ilex paraguariensis, respectivamente. A
quantidade de Carbono variou de 80,96 t/ha em áreas de floresta menos manejadas e 39,43 t/ha nas áreas
manejadas com maior adensamento da cultura da erva-mate.
Palavras-chave: fitossociologia; estoque de carbono; agrossilvicultura
PHYTOSOCIOLOGICAL AND CARBONSTOCK IN AGROFORESTRY PRODUCTION SYSTEMS OF
YERBA MATE (Ilex paraguariensis St. Hil.) IN THE MUNICIPALITIES OF SÃO JOÃO DO TRIUNFO
AND TURVO, PARANA, BRAZIL
Abstract
This study aimed to quantify the carbon stocks of tree component and analyze the phytosociology in two
areas of cultivation of yerba mate in forest intermediary stratum. The study in the cities of Turvo and São
João do Triunfo, in Parana - Brazil, was conducted. The phytosociological survey was conducted in 26 plots
of 500m², where all trees with trunk diameter at breast height ≥ 5cm were recorded and their diameters and
heights estimated. The carbon percentual in the fust of biomass of native species was estimated.
Phytosociology indicated as predominant species in the forest horizontal structure Araucaria angustifolia,
Ocotea porosa, Campomanesia xantocarpha and Ilex paraguariensis, respectively. The amount of carbon
varied from 80.96t/ha in forest areas under light managed and 39.43t/ha in managed areas with higher
density of the culture of yerba mate.
Key-words: phytosociology; carbon stocks; agroforestry
137
Introdução
A Floresta Ombrófila Mista originalmente abrangia, no Brasil, área de aproximadamente 200 mil km2
(Schäffer e Prochnow, 2002) nos Estados do Sul (Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná) e em
mosaicos nas regiões mais altas dos Estados do Sudeste (São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais).
Atualmente sua ocorrência diminuiu para aproximadamente 5% do original, sendo que em Santa Catarina
restam apenas 2% da área original, dispersa em fragmentos pequenos a médios (Medeiros et. al., 2005). O
Estado do Paraná possuía florestas em 85% de seu território (Maack, 1968), hoje possui apenas 0,8% de
floresta em estágio avançado de regeneração, em fragmentos pequenos a médios (FUPEF, 2001).
A erva-mate (Ilex paraguariensis) é uma espécie de sub-bosque adaptada a associações com outras
espécies, baseadas não somente na relação de luz, como fundamentalmente no aspecto nutricional.
Perfeitamente adaptada a solos deficientes nutricionalmente e ácidos, depende da ciclagem de nutrientes e
outros mecanismos de interação solo/planta/biota do solo para lograr êxito em desenvolver-se
satisfatoriamente. A erva-mate viabiliza a preservação das florestas, através de seu manejo sustentável, com
produção de qualidade, em áreas recobertas por floresta, compreendendo uma grande diversidade de
espécies, colaborando para a conservação da biodiversidade.
As florestas têm papel importante no equilíbrio ambiental global. As plantas têm capacidade de capturar
o carbono da atmosfera em sua estrutura, através da fotossíntese. O conhecimento do teor de carbono
presente na biomassa florestal é necessário para que se possa quantificar o estoque de carbono em
determinado ecossistema.
A fitossociologia é o ramo da Ecologia Vegetal mais amplamente utilizado para diagnóstico qualitativo e
quantitativo das formações vegetacionais no estado do Paraná (Isernhagen et al., 2001). Este trabalho
estimou o carbono fixado na biomassa florestal em áreas com manejo de erva-mate sombreada por floresta,
para posteriormente realizar estudo de incremento de carbono nestas mesmas áreas. Neste trabalho
apresentam-se dados obtidos a partir do inventário florestal quanto ao estoque de carbono na biomassa
florestal e a caracterização da estrutura fitossociológica das áreas avaliadas.
Material e Métodos
Para a quantificação do estoque de carbono florestal, foram amostradas três propriedades rurais
produtoras de erva-mate, sendo duas no município de Turvo (com30 hectares de floresta cada), e uma em
São João do Triunfo (com 175 hectares), ambas no Estado do Paraná, Brasil. As propriedades foram
divididas em dois estratos: a) estrato 1 – sem sub-bosque: Área de manejo de erva-mate adensada, com
cobertura florestal, sem estrato intermediário/sub-bosque, ausência de criação de animais consorciada; b)
estrato 2 – com sub-bosque: Área de manejo de erva-mate nativa, com cobertura florestal, com estrato
intermediário/sub-bosque, com presença de criação de animais consorciada.
A avaliação do estoque de carbono foi realizada através de um inventário florestal, contando como
método de amostragem, unidades amostrais (parcelas fixas) distribuídas aleatoriamente dentro das áreas de
floresta com manejo de erva-mate, com tamanho de 20 x 25 metros (500 m2)e instaladas todas no sentido
Norte/Sul, sendo número total de 12 parcelas no estrato 1 e 14 no estrato 2.
Para determinação da biomassa vegetal foram utilizadas metodologias de Arevalo et al. (2002),
Sanquetta (2004) e Britez et al.(2006), adaptadas à realidade de campo. Nas parcelas foram mensurados
todosos indivíduos com mais de cinco (05) cm de diâmetro a altura do peito-1,30m (DAP), medidos DAP e
altura estimada e demarcadas com plaquetas numeradas. As espécies florestais encontradas nas parcelas
foram identificadas a campo ou através de consultas às bibliografias de Carvalho (2003 e 2007), Lorenzi
(1998) e Sobral et al. (2006). No cálculo de biomassa aérea admitiram-se como constituintes deste
componente da floresta as árvores vivas e árvores mortas em pé.
A partir das informações obtidas, calculou-se o volume de madeira no fuste dentro de cada parcela,
utilizando o fator de forma (0,5) para espécies nativas. Com o volume de madeira de cada parcela, calculouse a biomassa levando-se em consideração a densidade da madeira de cada espécie/indivíduo, com base em
dados de pesquisas, em Britez et al. (2006) e Lorenzi (1998). Para aquelas espécies que não foram
encontrados os valores de densidade da madeira, utilizou-se um padrão de 0,65 g/cm3 (ou ton/m3), indicado
pelo primeiro autor.
Posteriormente, calculou-se a quantidade de carbono em cada indivíduo, utilizando valores de
porcentagem do referido elemento em cada espécie, com base em pesquisa de Watzlawick (2004). Para
138
aquelas espécies que o valor de porcentagem não foi encontrado nas bibliografias consultadas, utilizou-se
valor padrão 45%, como média de porcentagem de carbono na madeira.
A curva espécie/área foi comparada calculando-se as curvas médias e intervalos de confiança obtidos
com base em 100 aleatorizações a partir dos dados amostrados em cada área. Os cálculos foram efetuados
por meio das fórmulas e programa EstimateS 8.2.0 (Colwell, 2009). Na análise fitossociológica foram
utilizadas as estimativas usuais dos parâmetros da estrutura horizontal (Densidade, Freqüência e Dominância
- absolutas e relativas, Índice de Valor de Importância) para todas as espécies.
Resultados e Discussão
Nas duas áreas amostradas (Turvo e São João do Triunfo) foram encontradas um total de 77 espécies
pertencentes a 38 famílias botânicas, sendo que 1 espécie não foi identificada, 4 espécies identificadas
apenas em nível de família botânica e 7 espécies em nível de gênero. As famílias com maior número de
espécies foram Myrtaceae (14), Lauraceae (7), Aquifoliaceae e Fabaceae (5), Asteraceae e Salicaceae (4). A
curva espécie/área (Fig. 1) não mostrou sinal de estabilização com 26 parcelas de 20m x 25m (1,3 ha). A
forma da curva, porém, sofreu grande influência quando analisadas separadamente para os estratos, pois a
riqueza florística foi visivelmente inferior no estrato 1 (área de manejo de erval adensado com cobertura
vegetal, sem sub-bosque) com 30 espécies amostradas, comparado com o estrato 2 (manejo de erval nativo
com cobertura vegetal e manutenção de sub-bosque) onde foram amostradas 66 espécies. Neste caso podese inferir que o sub-bosque da floresta contribui diretamente na manutenção da diversidade.
Figura 2–Curva espécie/área e seus respectivos limites de confiança a 95%, para o estrato 1 São João do
Trunfo-PR (∆ e ▲) , estrato 2 Turvo-PR (○ e ● ) e para as duas áreas contíguas (* e +) obtida com base em
100 aleatorizações a partir dos dados amostrados em cada bloco.
Com relação aos parâmetros fitossociológicos da estrutura horizontal, as espécies que predominaram
apresentando maior Índice de Valor de Importância (IVI) foram similares nas duas áreas avaliadas, dessa
forma optou-se em apresentar uma análise geral da fitossociologia (Tabela 1). Na mesma tabela (Tabela 1)
são apresentados os dados médios de carbono (t/ha) presente no fuste para cada espécie em cada sistema de
produção. O valor encontrado no estrato 2 foi de 80,96 t/ha, já no estrato 1 foi encontrado 39,43 t/ha. O
motivo pelo qual os valores de carbono foram maiores no estrato 2 g devido à presença de sub-bosque e uma
maior densidade de árvores por unidade de área.
139
Tabela 7 - Relação das espécies encontradas e parâmetros fitossociológicos da comunidade arbórea nas duas
áreas avaliadas, situadas nos municípios de São João do Triunfo (Est. 1) e Turvo (Est. 2) – PR e estimativa de
carbono presente no fuste de cada espécie em cada sistema de produção.
Legenda: DA = Densidade Absoluta (N/ha); DR = Densidade Relativa; FA = Freqüência Absoluta; FR =
Freqüência Relativa; DoA = Dominância Absoluta (m²/ha); DoR = Dominância Relativa; IVI = Índice de
Valor de Importância; Est. 1 = Estrato 1 - área de manejo de erval adensado com cobertura vegetal, sem subbosque; Est. 2 = manejo de erval nativo com cobertura vegetal e manutenção de sub-bosque.
C (ton/ha)
NOME CIENTÍFICO
DA
DoA FA
DR
DoR FR
IVI
Est.
Est.
1
2
Araucaria angustifolia
121
7.54 0.73
12.8
21.4 5.7
13.3 20.44 11.13
Ocotea porosa
57
6.18 0.81
6.1
17.6 6.3
10.0 7.32 18.36
Morta
52
4.61 0.69
5.5
13.1 5.4
8.0
0.52 8.23
Campomanesia xanthocarpa
73
2.15 0.62
7.8
6.1 4.8
6.2
2.16 6.32
Ilex paraguariensis
68
0.39 0.58
7.2
1.1 4.5
4.3
0.13 0.48
Casearia decandra
50
1.04 0.50
5.3
3.0 3.9
4.1
0.05 3.65
Não identificada 5
48
0.60 0.42
5.1
1.7 3.3
3.4
0.08 1.35
Cinnamodendron dinisii
35
0.91 0.42
3.8
2.6 3.3
3.2
1.52 0.65
Casearia obliqua
25
0.85 0.31
2.6
2.4 2.4
2.5
3.45
Prunus myrtifolia
20
0.85 0.31
2.1
2.4 2.4
2.3
3.91
Mimosa scabrella
39
0.42 0.19
4.2
1.2 1.5
2.3
0.99
Matayba elaeagnoides
18
0.77 0.35
1.9
2.2 2.7
2.3
1.04 1.34
Drimys brasiliensis
34
0.27 0.27
3.6
0.8 2.1
2.2
0.51
Não identificada 1
40
0.23 0.19
4.3
0.7 1.5
2.1
0.49
Coussarea cf. contracta
36
0.34 0.19
3.8
1.0 1.5
2.1
0.77
Ilex theezans
18
0.21 0.42
2.0
0.6 3.3
1.9
0.11 0.38
Nectandra megapotamica
17
0.77 0.23
1.8
2.2 1.8
1.9
3.70
Clethra scabra
15
0.59 0.23
1.6
1.7 1.8
1.7
1.58
Sebastiania commersoniana
14
0.44 0.19
1.5
1.2 1.5
1.4
0.21 0.93
Sloanea hirsuta
12
0.31 0.27
1.2
0.9 2.1
1.4
1.32
Podocarpus lambertii
11
0.53 0.19
1.1
1.5 1.5
1.4
1.29
Dicksonia sellowiana
9
0.54 0.19
1.0
1.5 1.5
1.3
0.67
Ocotea puberula
5
0.68 0.19
0.5
1.9 1.5
1.3
0.34 1.87
Cupania vernalis
8
0.30 0.23
0.8
0.9 1.8
1.2
0.81 0.15
Allophylus edulis
8
0.25 0.23
0.9
0.7 1.8
1.1
0.57
Jacaranda puberula
6
0.16 0.15
0.7
0.5 1.2
0.8
0.44
Lonchocarpus campestris
6
0.32 0.08
0.7
0.9 0.6
0.7
1.56
Styrax leprosus
4
0.19 0.15
0.4
0.5 1.2
0.7
0.63
Ilex dumosa
3
0.18 0.15
0.3
0.5 1.2
0.7
0.15 0.42
Myrsine coriacea
4
0.04 0.19
0.4
0.1 1.5
0.7
0.10
Lonchocarpus sp.
6
0.04 0.15
0.7
0.1 1.2
0.7
0.15
Annona sylvatica
5
0.07 0.15
0.6
0.2 1.2
0.7
0.19
Lamanonia ternata
2
0.36 0.08
0.2
1.0 0.6
0.6
0.87
Maytenus officinalis
5
0.04 0.15
0.6
0.1 1.2
0.6
0.08
Myrcia hatschbachii
5
0.12 0.12
0.5
0.4 0.9
0.6
0.36
Eugenia uniflora
4
0.04 0.15
0.4
0.1 1.2
0.6
0.11
Picramnia parvifolia
5
0.16 0.08
0.5
0.5 0.6
0.5
0.48
Cedrela fissilis
2
0.22 0.08
0.2
0.6 0.6
0.5
0.43 0.51
Piptocarpha angustifolia
2
0.18 0.08
0.2
0.5 0.6
0.5
0.81
Calyptranthes sp.
4
0.01 0.12
0.4
0.0 0.9
0.4
0.03
Xylosma ciliatifolia
2
0.02 0.12
0.2
0.1 0.9
0.4
0.01 0.05
Strychnos brasiliensis
2
0.02 0.12
0.2
0.1 0.9
0.4
0.05
Vernonanthura discolor
2
0.02 0.12
0.2
0.1 0.9
0.4
0.01 0.03
Myrceugenia myrcioides
2
0.01 0.12
0.2
0.0 0.9
0.4
0.02
Laplacea fruticosa
2
0.09 0.08
0.2
0.3 0.6
0.3
0.30
140
Machaerium stipitatum
Dalbergia frutescens
Roupala montana
Ocotea pulchella
Ilex brevicuspis
Nectandra lanceolata
Blepharocalyx salicifolius
Syagrus romanzoffiana
Gochnatia polymorpha
Chrysophyllum marginatum
Meliosma sellowii
Cinnamomum glaziovii
Ocotea indecora
Myrceugenia euosma
Não identificada 4
Guazuma ulmifolia
Myrcianthes gigantea
Psychotria sp.
Não identificada 2
Aspidosperma australe
Ficus sp.
Schinus terebinthifolius
Não identificada 3
Vernonia sp.
Seguieria americana
Myrciaria sp.
Symplocos uniflora
Plinia cauliflora
Symplocos sp.
Banara tomentosa
Ilex taubertiana
Hovenia dulcis
Total geral
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
2
2
2
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
-
0.06
0.02
0.05
0.04
0.04
0.03
0.02
0.11
0.12
0.08
0.08
0.05
0.04
0.04
0.07
0.04
0.06
0.02
0.04
0.03
0.01
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
-
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.08
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
-
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
0.1
0.2
0.1
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
-
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.0
0.3
0.4
0.2
0.2
0.1
0.1
0.1
0.2
0.1
0.2
0.1
0.1
0.1
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
-
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
-
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
-
0.25
0.05
0.25
0.07 0.03
0.09 0.00
0.04
0.06
0.50
0.51
0.36
0.25
0.15
0.14
0.09
0.21
0.10
0.18
0.06
0.12
0.14
0.03
0.03
0.02
0.01
0.01
0.01
0.00
0.00
0.01
0.01
0.01
0.00
39.43 80.96
Com relação à densidade destacam-se as espécies Araucaria angustifolia (121 ind.), Campomanesia
xanthocarpa (73 ind.), Ilex paraguariensis (68 ind.), Ocotea porosa (57 ind.), somando estas quatro espécies
um total de 33,9 % da densidade da comunidade (Tabela 1). Com relação ao valor de Importância (IVI) as
espécies Araucaria angustifolia, Ocotea porosa, os indivíduos mortos, Campomanesia xanthocarpa, Ilex
paraguariensis, e Casearia decandra destacam-se sobre as demais e somam em conjunto 45,9 % do total do
Valor de Importância. É importante ressaltar que apesar da estrutura horizontal ter sido dominada pelas
mesmas espécies nas duas áreas avaliadas, ocorreu diferenças significativas na densidade de indivíduos e na
área basal das comunidades (Tabela 2) refletindo conseqüentemente nas diferenças na estimativa de carbono.
Tabela 8 – Variáveis avaliadas e analisadas por área de estudo.
ÁREA / TIPOLOGIA
Estrato 1
Estrato 2
Total geral
N° de ind.
Amostrados
304
918
1222
Área da
N°
amostra
amostras
(m²)
12
14
26
6000
7000
13000
Densidade
(ind./ha)
ÁREA
BASAL
(m²/ha)
C (ton/ha)
507
1311
-
23.70
45.03
-
39,43
80,96
-
141
Conclusão
O cultivo de erva-mate em sub-bosque na Floresta Ombrófila Mista é uma alternativa econômica que
concilia a preservação de uma considerável diversidade de espécies autóctones. A riqueza de espécies
arbóreas encontrada em pouco mais de um hectare (1,3 ha) de área amostral, neste estudo, foi de 77 espécies
e apesar das práticas de manejo com o adensamento de erva mate, outras espécies típicas da formação da
Floresta Ombrófila Mista tiveram grande participação na estrutura da comunidade florestal. Araucaria
angustifólia, Ocotea porosae, Campomanesia xanthocarpa sobres saíram com os maiores valores dos
parâmetros na fitossociologicos usuais (Densidade, Dominância e Freqüência). O estoque de Carbono nos
cultivos variou com o tipo de manejo adotado pelos produtores. Em áreas onde se preserva o sub-bosque
natural da floresta a quantidade de carbono estimada foi de aproximadamente 80 ton/ha, enquanto que em
áreas manejadas com a substituição do sub-bosque natural da floresta pelo adensamento da erva-mate a
quantidade de carbono caiu pela metade apresentando em torno de 40 ton/ha.
Agradecimentos
Os autores agradecem à empresa Guayaki Latin America por viabilizar a realização desta pesquisa e
à Coopaflora – Cooperativa de Produtos Agroecológicos e Artesanais de Turvo e ao IAF – Instituo
Agroflorestal Bernardo Hakvoot pela parceria e apoio logístico.
Referências bibliográficas
Arevalo, L.A.; Alegre, J.C.; Vilcahuaman, L.J.M. 2002. Documento 73 – Metodologia para estimar o
Estoque de Carbono em Diferentes Sistemas de Uso da Terra. Colombo: Embrapa Florestas. 41 p.
Britez, R.M.; Borgo, M.; Tiepolo, G.; Ferreti, A.; Calmon, M.; Higa, R. 2006. Estoque e incremento em
florestas e povoamentos de espécies arbóreas com ênfase na Floresta Atlântica do Sul do Brasil.
Colombo: Embrapa Florestas. 165 p.
Carvalho, P.E.R. 2003. Espécies Arbóreas Brasileiras. Colombo: Embrapa Florestas. 1309 p. v.1
Carvalho, P.E.R. 2007. Espécies Arbóreas Brasileiras. Colombo: Embrapa Florestas. 627 p. v.2
Colwell, R.K. 2009. EstimateS: statistical estimation of species richnessand shared species from samples.
Versão 8.2.0. Disponível em: <http://viceroy.eeb.uconn.edu/estimates>. Acesso em: 10nov. 2010).
FUPEF – Fundação de Pesquisas Florestais do Paraná. 2001. Conservação do Bioma Floresta com Araucária:
relatório final. Diagnóstico dos remanescentes florestais/ PROBIO Araucária. 2 v. FUPEF, Curitiba,
Brasil, 236 pp.
Isernhagen, I.; Silva, S.M. & Galvão, F. 2001. A fitossociologia florestal no Paraná: listagem bibliográfica
comentada. Publicação on line, acessada em 20 de janeiro de 2011. URL:
http://www.ipef.br/servicos/teses/isernhagen,i.pdf.
Lorenzi, H. 1998. Árvores Brasileiras: Manual de Identificação e Cultivo de Plantas Arbóreas Nativas do
Brasil. 4. ed. Nova Odessa: Plantarum. v.1 e v.2.
Maack, R. 1968. Geografia física do Estado do Paraná. Curitiba: CODEPAR. 350p.
Medeiros, J.D; Savi, M.; Brio, B.F.A. 2005. Seleção de áreas para criação de Unidades de Conservação na
Floresta Ombrófila Mista. Biotemas, 18 (2): 33 - 50.
Sanquetta, C.R.; Balbinot, R. 2004. Metodologias para determinação de biomassa florestal. In:
SANQUETTA, C.R. et al. Fixação de Carbono: Atualidades, Projetos e Pesquisas. Curitiba: AM
Impressos. p. 77-93.
Sobral, M.; Jarenkow, J.A.; Brack, P.; Irgang, B.; Larocca, J.; Rodrigues, R.S. 2006. Flora Arbórea e
Arborescente do Rio Grande do Sul, Brasil. Porto Alegre: Novo Ambiente.
Watzlawick, L. F.; Balbinot, R.; Sanquetta, C.R.; Caldeira, M.V.W. 2004. Teores de carbono em espécies da
Floresta Ombrófila Mista. In: SANQUETTA, C.R. et al. Fixação de Carbono: Atualidades, Projetos e
Pesquisas. Curitiba: AM Impressos. p.95-109.
142
CARACTERIZACIÓN DE LAS CONSTANTES HÍDRICAS DE SUELOS BAJO CULTIVO
DE YERBA MATE (Ilex paraguariensis St. Hil. 1822)
S. Barbaro1 y A. Sosa1
1
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria - EEA Cerro Azul. CP 3313 [email protected]
Resumen
El agua es fundamental en el rendimiento de los cultivos. Conocer el agua útil del suelo, permite establecer
manejos para optimizar su uso en la producción. Con el objetivo de conocer las constantes hídricas de suelos
con yerba mate, se seleccionaron en la región productora 14 plantaciones con dos tipos de manejo,
Conservacionista y Tradicional, actividad del proyecto RIAN (Red de Información Agropecuaria Nacional),
INTA Misiones. El muestreo se realizó a 0-20, 40-60 y 80-100 cm de profundidad, determinando Capacidad
de Campo (CC) y Punto de Marchitez Permanente (PMP). Los resultados obtenidos son valores promedios
de CC 28,59% y PMP 22,58% para manejo conservacionista y CC 28,40% y PMP 22,32% para manejo
tradicional. Se concluye que los suelos estudiados con yerba mate, de acuerdo a sus constantes hídricas,
presentan bajo contenido de agua útil y es necesario estudiar dinámica del agua en la relación suelo-planta.
Palabras Clave: suelo, constantes hídricas, agua útil.
CHARACTERISTICS CONSTANT HYDRIC SOIL UNDER CULTURE YERBA MATE (Ilex
paraguariensis St. Hil. 1822)
Abstract
Water is essential in crop yields. To know the soil available water, allow us to establish soil management to
optimize its use in production. In order to meet the yerba mate´s soils constant hydric, were selected 14
plantations with two types of management, conservationist and traditional in the productive area, RIAN
project activity (National Agricultural Information Network), INTA Misiones. The sampling was done at 020, 40-60 and 80-100 cm depth, determining field capacity (FC) and permanent wilting point (PWP). The
results are average values of FC 28,59% and 22,58% PWP for conservationist management and FC 28,40%
and PWP 22,32% for traditional one. We conclude that according to constant hyrdic, the studied yerba mate´s
soils have low water useful content and is necessary to study water dynamics in soil-plant relationship.
Keywords: soil, constant hydric, useful water
Introducción
La cantidad de agua que puede retener un suelo esta determinado por el espacio poroso que éste contenga.
La combinación de las partículas del suelo en agregados de diferentes tamaños y formas, van dejando
espacios para la formación de poros inter e intra agregados. Según Guérif et al. (2001) la porosidad
estructural consiste en los huecos creados por la disposición de los agregados y los terrones debido a la
labranza, el clima, y los poros biológicos (inter agregado). Es aceptado generalmente que la porosidad
textural (intra agregados) no es modificada por acciones mecánicas (compactación, fragmentación, etc.).
Estas acciones originan poros de diferentes tamaños llamados macro, meso y micro poros, estos tienen
distintas funciones de acuerdo a la fuerza con la cual retienen el agua, los poros no capilares, es decir que no
retienen al agua en contra del gradiente de gravedad, como es el caso de los macro poros se encargan del
drenaje rápido y el intercambio gaseoso, y los poros capilares, meso y micro poros si retienen al agua en
contra de la fuerza de la gravedad actuando como reservorios de agua en la matriz del suelo.
La susceptibilidad de los suelos agrícolas a la compactación conduce en muchos casos a bajos rendimientos
agrícolas como resultado de sus efectos en el crecimiento de la planta y el movimiento del agua en el suelo
(Quiroga et al., 1999).Para que un suelo satisfaga las necesidades hídricas, de aireación y de anclaje del
143
cultivo necesita poseer una combinación eficiente de poros capilares y no capilares.
Un suelo ideal presenta el 50 por ciento de su volumen en poros totales, pero más interesa saber como se
fracciona este 50% de poros totales, es decir la distribución del tamaño de poros ya que como se dijo
anteriormente, tienen diferentes funciones.
Los suelos pertenecientes al orden Ultisoles de textura arcillosa, gracias al efecto agregante de los óxidos de
hierro genera una adecuada estructura y porosidad, posibilitando buenas condiciones de permeabilidad y
aireación (Morrás y Píccolo, 1996). Una proporción variable del agua retenida esta fuertemente adsorbida a
las partículas finas que las convierte en agua no utilizable.
Para medir el contenido de humedad del suelo la muestra es sometida a una temperatura de 105ºC hasta peso
constante expresada como peso de agua por peso de suelo seco, esto nos da una idea de la cantidad de agua,
pero no nos dice nada acerca de su suficiencia para las plantas (Andreani, 2009). Para realizar un buen
diagnóstico del estado hídrico del suelo tenemos que conocer los valores de las constantes hídricas, de esta
manera el valor de humedad obtenido a 105ºC nos sea de utilidad si lo comparamos con estas dos constantes.
Las constantes hídricas son los puntos de capacidad de campo y el punto de marchitez permanente la
diferencia entre estos dos puntos nos indican el valor de agua útil del perfil, éstos dependen del tipo de suelo
y en algunos casos varían de acuerdo al tipo de manejo de labranza. El objetivo del presente trabajo fue
caracterizar los suelos con uso yerbatero valorando sus constantes hídricas y ver si existen variaciones de
acuerdo a los tipos de manejo de suelo realizados en los yerbales.
Materiales y métodos
Los lotes de muestreo pertenecen a los sitios de monitoreo del estado hídrico del suelo utilizados por el
proyecto RIAN (Red de Información Agropecuaria Nacional) perteneciente al INTA. Estos sitios
corresponden a lotes de yerba mate representativos de la zona, bajo dos tipos de manejos de suelo, labranza
tradicional y labranza conservacionista. En el tipo de labranza tradicional se caracteriza por el empleo de la
rastra de discos para el control de malezas habiendo remoción del suelo, en el caso de labranza
conservacionista no se realiza remoción de suelo controlando las malezas con macheteo o herbicida. En total
se cuenta con 7 lotes para cada tipo de manejo distribuidos en: Obera, Aristóbulo del Valle, San Vicente, San
Pedro, Ruiz de Montoya, Santo Pipó y Noreste de corrientes (Colonia Unión). Los muestreos se realizaron
con barreno helicoidal a tres profundidades, 0-20, 40-60 y 80-100 centímetros de profundidad, luego fueron
acondicionadas para analizar sus constantes hídricas en el laboratorio de la Facultad de Agronomía de
Corrientes perteneciente a la UNNE, en la cátedra de Manejo y conservación de suelos. Las constantes se
determinaron siguiendo la metodología de ollas de Richard (Richard, 1948). El diseño experimental fue en
bloques completos donde cada zona corresponde a un bloque (Dalurzo, 2005) se realizó análisis de varianza
y la comparación de medias por el test de comparación múltiple DGC (P<0,05) utilizando el programa
informático INFOSTAT (versión profesional).
Resultados y discusión
Las constantes hídricas analizadas fueron Capacidad de campo (CC) y Punto de Marchitez Permanente
(PMP).
La CC se define como la cantidad de agua que es retenida en el suelo luego de drenar el agua gravitacional y
cuando la velocidad de movimiento descendente del agua disminuye sustancialmente. (Taboada, 2008;
Viehmeyer y Hendrikson, 1931). En laboratorio, se obtiene la humedad equivalente que trata de asimilarse a
la CC, con la diferencia que se analiza la muestra de suelo seca y disturbada. Su valor es variable pero para
muchos suelos, un valor aceptable oscilaría entre 0,1 a 0,33 bares. Con referencia a esta constante en la Tabla
1, se observan los resultados de la CC del perfil de cada zona, como resultado del promedio de las
profundidades en el cual encontramos tres grupos diferenciados estadísticamente formados por A. del Valle,
Noreste de Corrientes y Ruiz de Montoya, siendo el de este grupo los valores mas bajos de CC, lo sigue
Santo Pipó, Oberá y San Pedro, y con el mayor valor de CC San Vicente. Además, se muestran los valores
promedios para los dos tratamientos, sin diferencias estadísticas entre ellos y la profundidad sin discriminar
entre tratamiento, diferenciándose estadísticamente las profundidades de 0 a 20 y 40 a 60 respecto a la de 80
a 100 centímetros de profundidad.
144
Tabla 1. Capacidad de campo por zona, tipo de manejo y profundidad. Letras distintas indican diferencias significativas
(P<= 0,05)
Zonas
Oberá
A. del Valle
San Vicente
San Pedro
R. de Montoya
Sto Pipó
Noreste ctes
%CC
28,58 b
26,76 a
31,60 c
29,68 b
27,59 a
28,45 b
26,82 a
Manejos
Tradicional
Conservacionista
28,40 a
28,59 a
Profundidades
0-20
40-60
80-100
27,79 a
28,23 a
29,47 b
El PMP se define como el contenido de agua retenida a fuerzas tan altas que las plantas no lo pueden
absorber, alcanzando su estado de marchitez parcial o total como resultado del estrés hídrico (Taboada,
2008); el valor de referencia es de -15 bares. En la tabla 2, se presentan los valores y diferencias estadísticas
de PMP del perfil para cada zona, agrupando al Noreste de corrientes, Ruiz de Montoya y Santo Pipó con
los valores mas bajos, valores intermedios para Oberá y A. del Valle y los valores de PMP mas altos para San
Pedro y San Vicente. Con respecto a los dos tipos de manejos no se observan diferencias significativas y
considerando el promedio de todo el perfil se presentan diferencias significativas entre los tres estratos
analizados, sin diferenciarlo por tipo de manejo de suelo.
Tabla 2. Punto de marchitez permanente por zona, tipo de manejo y profundidad. Letras distintas indican diferencias
significativas (P<= 0,05)
Zonas
Oberá
A. del Valle
San Vicente
San Pedro
R. de Montoya
Sto. Pipó
Noreste Ctes.
%PMP
22,52 b
23,20 b
25,14 c
24,39 c
20,57 a
21,39 a
19,95 a
Manejos
Tradicional
Conservacionista
22,32 a
22,58 a
Profundidades
0-20
40-60
80-100
21,06 a
22,45 b
23,84 c
Conociendo estas dos constantes podemos calcular el agua útil (AU) del suelo para cada profundidad
estudiada. Esta expresión se refiere al agua disponible en el suelo para el uso de la planta, y éste valor resulta
145
de la diferencia entre la CC y el PMP. Por lo tanto, cuanto mayor sea la capacidad de campo y menor el PMP,
mayor será el agua útil para el crecimiento y desarrollo de los cultivos.
Un mayor porcentaje de agua útil significaría un abastecimiento de agua a la planta por mayor cantidad de
días, con lo cual la planta puede sortear mejor los periodos de sequía sin entrar en estrés hídrico y sin que
afecte su rendimiento. En la tabla, 3 se pueden ver estos valores expresados en % de AU y las diferencias
estadísticas entre las zonas, tipos de manejo y profundidades.
Tabla 3. Agua útil por zona, tipos de manejo y profundidades. Letras distintas indican diferencias significativas (P<=
0,05).
Zonas
Oberá
A. del Valle
San Vicente
San Pedro
R. de Montoya
Sto. Pipó
Noreste Ctes.
%AU
6,07 c
3,56 a
6,46 c
5,30 b
7,02 c
7,06 c
6,87 c
Manejos
Tradicional
Conservacionista
5,82 a
6,27 a
Profundidades
0-20
40-60
80-100
6,73 b
5,78 a
5,63 a
Las prácticas de labranza tradicionales como el empleo de rastras de disco y falta de reposición de materia
orgánica a los suelos, mediante el buen manejo de coberturas nativas o la utilización de abonos verdes,
pueden afectar los valores de agua útil en el suelo. Si bien, en estos resultados no se ven diferencias
estadísticas significativas, si se observan los valores absolutos existe una disminución en el porcentaje de
agua útil para el sistema tradicional que podría ser una tendencia a largo plazo, ya que la capacidad de campo
esta linealmente afectada por el contenido de materia orgánica y la textura, que definen la estructura del
suelo, siendo éstas las propiedades más determinantes. En cambio, para el PMP la propiedad más
determinante es la textura (Taboada, 2008). Si analizamos el AU con respecto a la profundidad se observa
que el estrato de 0 a 20 centímetros de profundidad tiene un mayor porcentaje, diferenciándose
estadísticamente de las otras profundidades, lo que hace resaltar el beneficio de la materia orgánica. Esto
concuerda con lo encontrado por Alvarez y Steinbach (2006). La textura influye a elevados niveles de
succión (PMP), donde la micro porosidad juega un rol preponderante y el grado de agregación y el contenido
de materia orgánica influyen en altos contenidos hídricos cuando el agua es retenida a bajas succiones por la
macro porosidad (Ratto, 2000).
Conclusiones
El conocimiento de los valores de estas constantes hídricas ayudará a interpretar mejor la dinámica del agua
en los suelos.
No se encontraron variaciones de AU y las constantes hídricas para los dos tipos de manejo de suelo
estudiados.
La capacidad de almacenamiento de agua visto en los valores de CC es de casi el treinta por ciento, que
parecería suficiente. Pero quedó demostrado con los valores de AU que la brecha entre suficiencia e
insuficiencia de agua para los cultivos es muy pequeña y en algunas zonas mas que en otras, ya que también
son elevados los valores de PMP.
146
Bibliografía
Álvarez, R. y Steinbach, H.S. 2006. Valor Agronómico de la materia orgánica. En: Materia orgánica. 2do
capitulo. Editor Pascale A. 25p
Andreani, J. 2009. Constantes Hídricas de los principales suelos agrícolas de sur de Santa Fé. En: Para
Mejorar la Producción INTA EEA Oliveros.52p.
Dalurzo, H.C.; Toledo, D.M. y Vázquez, S. 2005. Estimación de parámetros químicos y biológicos en
oxisoles con uso citrícola Cátedra de Edafología. Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad
Nacional del Nordeste
Guérif, J. ; Richard,G. ; Dürr, C. ; Machet,J.M. ; Recous, S. and Roger-Estrade, J. 2001. A review of tillage
effects on crop residue management, seedbed conditions and seedling establishment. Soil & Tillage
Research. 61, 13-32.
Morrás, H y Píccolo, G.A. 1996. Degradación física y recuperación de un Ultisol bajo cultivo de yerba mate
en la provincia de Misiones. En: Informe de avance Nº2.
Quiroga,A.R.; Buschiazzo, D.E. and Peinemann, N. 1999. Soil compaction is related to management
practices in the semi-arid. Argentine pampas. Soil & Tillage Research. 52, 21-28.
Ratto, S. 2000. Agua del suelo. En: Principios de edafología. 2ª edición Quinto capítulo. Editor Pascale A.
246 p.
Richards, L.A. 1948. Porous plate apparatus for measuring moisture retention and transmission by soil. En:
Soil Science 66(2):105-110.
Taboada, M.A. y Alvarez, C.R. 2008. En: Fertilidad física de los suelos.2ª edición. Buenos Aires:
Universidad de Buenos Aires, 37p.
Viehmeyer, F.J. and Hendrickson, A.H., 1931. The moisture equivalent as a measure of the field
capacity of soils. In: Soil Science, 32:181-193.
147
148
EVALUACIÓN DE SISTEMAS DE COSECHA DE YERBA MATE
V. Kurtz1; M. Mayol2
1
AER Eldorado, EEA Montecarlo, Centro Regional INTA Misiones. Tel: (03751) 421663
[email protected]
2
EEA Cerro Azul, Centro Regional INTA Misiones. Tel: (03754) 422787 [email protected]
Resumen
Con el objetivo de evaluar cuatro sistemas de cosecha de Yerba mate, en el año 1994 se instaló una
experiencia en tres plantaciones, dos ubicadas en el departamento Eldorado (1905 pl ha-1) y la otra en
Montecarlo (2222 pl ha-1). El diseño estadístico fue el de bloques completos al azar, considerando los sitios
como repeticiones. Los tratamientos fueron: A) Tradicional mejorado; B) Tradicional mejorado con
quebrado de ramas verdes; C) Tradicional, sin poda de limpieza y protección y D) Poda de ramas maduras
con poda de limpieza sin viruteo. Según los resultados de 10 años, a excepción del año 2002, desde el año
1999 el tratamiento D superó estadísticamente al tratamiento B, también superó al tratamiento C a partir del
2001 y en el año 2003 superó a los demás (P<0,05). En las condiciones estudiadas, la poda de ramas maduras
sin viruteo incrementó la producción de hoja verde.
Palabras clave: podas, Ilex paraguariensis, tradicional, rama madura.
EVALUATION OF SYSTEMS OF HARVEST OF YERBA MATE
Abstract
With the objective of evaluating four systems of harvest of Yerba mate, an experience was installed in 1994
in three plantations, two located in the department Eldorado (1905 pl ha-1) and the other one in Montecarlo
(2222 pl ha-1). The statistical design was complete blocks at random, considering the places like repetitions.
Four harvest systems were studied during 10 years: A) Improved traditional; B) Improved traditional with
broken of green branches; C) Traditional, without pruning of cleaning and protection and D) Pruning of
mature branches without “viruteo”. According results of 10 years, to exception of the year 2002, from 1999
the treatment D was higher statistically than treatment B, also was higher than treatment C from 2001 and in
2003 was higher than other ones (p <0,05). Under the studied conditions the pruning of mature branches
increased the production of green leaf.
Key words: pruning, Ilex paraguariensis, traditional, mature branch.
Introducción
La Yerba mate es una especie cuyo producto de importancia económica son las hojas y ramas finas, que a
través de las sucesivas podas de las plantas se debe lograr una arquitectura adecuada para asegurar y
mantener importantes producciones. Estas podas de producción o cosecha inciden directamente en los
rendimientos del cultivo, por lo tanto es importante considerar el tipo de corte a realizar, época, estado de la
planta, fertilidad del suelo entre otros (Mayol, 1997).
Existen distintos sistemas de cosecha de Yerba mate, el más utilizado es la cosecha tradicional que según Prat
Kricun (1994), es un conjunto de técnicas de poda manual individualizada, efectuada en diferentes épocas y
formas. Una variante de la cosecha tradicional es el corte parejo que de acuerdo a Mayol (1997), consiste en
dos operaciones de extracción simultáneas, en la cual las hojas y ramas finas (virutas) son retiradas a mano
(viruteo) y las ramas maduras mayores a 0,02 m de diámetro son cortadas a 0,08-0,10 m de la inserción. Por
otro lado la cosecha se puede realizar en dos etapas del año denominada comúnmente melena y consiste en
un viruteo con poda de limpieza eventualmente en verano u otoño y en una segunda etapa se cortan las ramas
maduras dominantes (banderas) (Munaretto, 1992; Prat Kricun, 1994; Mayol, 1997).
Según Munaretto (1992), las ramas a ser cortadas deben ser maduras porque brotan mejor, por otro lado las
que están con un diámetro adecuado pero no han completado la madurez pueden ser quebradas en la punta,
dejando parte de la misma con hojas (Mboreví-Carú), se estimula así la maduración adecuada para ser
cortada con aumento en la próxima cosecha. En función de la fertilidad del suelo, estas ramas pueden ser
149
cortadas a los 18 meses, (Mayol, 1997). Conforme Kurtz (1996), deben mantener una distancia de
aproximadamente 0,20 m entre las mismas.
De acuerdo a Munaretto (1992), es posible realizar una combinación de sistemas de cosecha, se divide la
plantación en lotes y se cosechan en forma individual con los sistemas de viruteo, corte parejo y poda de
banderas en distintas campañas. Independientemente del corte o poda que se realice, se debe dejar en la
planta entre el 30 y 40% de follaje y ramas subdominantes bien distribuidas (Mayol, 1997). Según Kurtz
(1996), las técnicas de producción deben ser orientadas a la conservación de los recursos naturales y
buscando sistemas de producción que sean sostenibles en el tiempo.
Considerando la importancia que tiene el manejo de planta en la producción del yerbal, el objetivo de este
trabajo fue evaluar sistemas de cosecha de Yerba mate y la sostenibilidad en el tiempo.
Material y Métodos
La experiencia comenzó en el año 1994 y finalizó en el año 2003, por lo tanto se cuenta con un registro de 10
años de cosecha, repetido en tres sitios, que se describen a continuación: Sitio 1) En Colonia Eldorado s/
Ruta Nac. Nº 12, Establecimiento de “Horst Göbel”, sobre un yerbal implantado en el año 1987 a un
distanciamiento de 3,50 x 1,5 m. que origina una densidad 1.905 plantas ha-1; Sitio 2) En 9 de Julio s/ Ruta
Prov. Nº 17 Departamento de Eldorado, en el Establecimiento “Buen Día”, sobre un yerbal también
implantado en el año 1987 a la misma distancia (3,50 x 1,5 m) y densidad (1.905 plantas ha-1) y el Sitio 3) En
Caraguatay, Departamento Montecarlo, establecimiento "La Misionera", en una plantación del mismo año de
implantación que los anteriores, a una distancia de 3,00 x 1,5 m. (2.222 plantas ha-1).
Los tratamientos estudiados responden a distintos sistemas de cosecha: A) Sistema Tradicional Mejorado,
que consiste en dos entradas: viruteo y poda. (Otoño) y bandera madura (Invierno); con un remanente del
20% de ramas verdes sin quebrar. B) Igual que el tratamiento anterior pero con quebrado del remanente de
ramas verdes (verticales) a 50 a 60 cm, dejadas para protección. C) Cosecha tradicional en dos
oportunidades, viruteo en otoño y corte de la copa en invierno, sin poda de limpieza y sin protección. D)
Sistema de cosecha de ramas maduras, en donde se excluye el viruteo tradicional, se realizan dos entradas al
año: la primera con poda de ramas maduras entre 40 - 50 % en verano-otoño y la segunda en invierno que se
corta el remanente de ramas maduras y se efectúa una poda de limpieza de ramas maduras finas y verdes
(raleo) sin aumento.
El diseño estadístico utilizado fue el de Bloques Completos al Azar con tres repeticiones, considerando cada
sitio como una repetición.
Resultados y Discusión
En el Gráfico 1 se observa el rendimiento promedio de hoja verde de yerba mate en función de los sistemas
estudiados para cada uno de los 10 años de duración de la experiencia. Desde el inicio del trabajo hasta el
año 1998 no se detectaron diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos, aunque en la primer
cosecha (1994) se obtuvo mayor rendimiento en el tratamiento C (15938,3 kg ha-1) debido a que se extrajo
mayor cantidad de material verde que los demás, por otro lado en la segunda cosecha (1995) el tratamiento
A con 16074 kg ha-1 fue superior al resto. Como puede observarse en el Gráfico 1, desde la cosecha del año
1996 hasta el año 1998, el tratamiento D, a pesar de no diferenciarse estadísticamente de los demás, fue
superior en rendimiento.
150
Gráfico 1. Rendimiento promedio de hoja verde de yerba mate de cada sitio durante 10 años de cosecha.
Para cada año, letras distintas indican diferencias significativas (P<0.05), por el Test de Tukey.
A partir del año 1999 y hasta finalizar la experiencia se encontraron diferencias estadísticas significativas. El
tratamiento D superó estadísticamente (p<0,05) a través del Test de Tukey al tratamiento B excepto en el año
2002, que superó estadísticamente al tratamiento C al igual que en las cosechas de los años 2001 y 2003. En
el último año de cosecha (2003) el tratamiento D superó estadísticamente también al A, por otro lado este
tratamiento A superó al B y C, siendo este último superado por el B. Este resultado de corte de ramas
maduras coincide con Munaretto (1992), Prat (1992), Kurtz (1996) y Mayol (1997), que proponen cortar
ramas con suficiente grado de madurez identificadas por una coloración gris típica, resultado de la
lignificación. En la Figura 1 se puede observar como quedan las plantas luego de la cosecha para los
tratamientos “D” de rama madura y la poda tradicional.
Figura 1. Tratamientos de rama madura (izquierda) y cosecha tradicional (derecha)
Según se observa en los resultados encontrados, el sistema de poda de ramas maduras que es una variante de
cosecha fue superior a los demás sistemas, las plantas quedaron más protegidas de las temperaturas extremas
151
e irradiación solar y las cortes requirieron menor especialización de los cosecheros.
Conclusiones
En las condiciones estudiadas, la cosecha de Yerba mate considerando la poda de ramas maduras sin viruteo
incrementó la producción de hoja verde, cuando fue comparada con los otros sistemas evaluados.
Cuánto menor material remanente se deja en la planta, como es el caso de los tratamientos B y C, la
producción no es sustentable en el tiempo.
Agradecimientos
Se agradece la colaboración de las Empresas “Horst Göbel”, Establecimiento Buen Día de Juan Imhof y "La
Misionera".
Referencias Bibliográficas
Grupo Yerba Mate y Té. 1996. Manejo de la planta de Yerba mate. En: 3er Curso de Capacitación en
Producción de Yerba Mate. Mayol, R.M. y Belingheri L.D. (editores). EEA Cerro Azul-INTA. p.5760.
Kurtz, V. 1992. Cultivo de la Yerba mate en el área de influencia de la AER Eldorado. En:1er Curso de
Capacitación en Producción de Yerba Mate. Mayol, R.M. y Belingheri L.D. (editores). EEA Cerro
Azul-INTA.
Kurtz, V. 1994. 2do. Curso de Capacitación en Producción de Yerba Mate. Prat Kricun, S.D.y Belingheri
L.D. (editores). EEA Cerro Azul-INTA. p.123-126
Kurtz, V. 1996. El cultivo de la Yerba mate en el área de influencia de la Agencia de Eldorado. En: 3er
Curso de Capacitación en Producción de Yerba Mate. Mayol, R.M. y Belingheri L.D. (editores). EEA
Cerro Azul-INTA. p.163-188.
Mayol, R.M. 1997. La Experiencia Argentina en Sistemas de Poda de yerba mate. EMBRAPA –
1er.Congreso sudamericano de la yerba mate. Curitiba (PR) – Brasil. p.337-350
Munaretto, N.1992. Manejo de planta. En: 1er Curso de Capacitación en Producción de Yerba Mate. EEA
Cerro Azul-INTA.
Prat Kricun, S.D. 1994. Manejo de la planta. En: 2do Curso de Capacitación en Producción de Yerba Mate.
EEA Cerro Azul-INTA. p.47-50
152
ALUMÍNIO FAVORECE O CRESCIMENTO DE MUDAS DE ERVA-MATE
E.L. Benedetti1, N.F. de Barros2, D. Santin3, I. Carvalho de Almeida4, G. Pereira Leal4 e L. Fontes5
1
Eng. Agrônoma, Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas, UFV, Viçosa,
MG – BR, Bolsista Fapemig, [email protected]
2
Eng. Florestal, Ph.D., Professor do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas, UFV,
Viçosa, MG – BR
3
Eng. Florestal, Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas UFV, Viçosa,
MG – BR
4
Acadêmicos do Curso de Agronomia da UFV, Viçosa, MG – BR
5
Acadêmico do Curso de Engenharia Florestal UFV, Viçosa, MG – BR.
Resumo
A característica da erva-mate, de ocorrer naturalmente em solos ácidos e possuir altos teores foliares de Al,
podem ser indicativos de sua tolerância ao íon. Porém ainda não há informações, sendo assim o objetivo foi
avaliar a influência do Al no crescimento de mudas de erva-mate, e seu potencial de tolerância. Para isso
instalou-se experimento em solução nutritiva com três clones e cinco níveis de Al (T1=0; T2= 100; T3= 500;
T4= 1000 e T5=2000 µmol L-1 de Al), com quatro repetições. A cada 10 dias avaliou-se altura e diâmetro, aos
50 dias determinou-se matéria seca da folha, caule e parte aérea. Conclui-se que o Al proporcinou efeitos
positivos ao crescimento de mudas de erva-mate e que essa espécie possui tolerância diferencial ao Al, sendo
os clones 1 e 2 mais tolerantes quando comparado ao clone 3. O clone 1 possui menor potencial de
crescimento em relação aos demais clones.
Palavras-chave: Ilex paraguariensis, tolerância ao Al, solução nutritiva.
ALUMINIUM ENHANCES GROWTH OF MATE TEA SEEDLINGS
Abstract
Ilex paraguariensis grows naturally on acid soils and it leaves contain high concentrations of Al. These
characteristics can be an indicator that this tree species can tolerate high soil Al contents. However, no much
information is available in the literature about this feature. Therefore, the objective of this study was to
evaluate the effect of Al on growth and Al tolerance of three Ilex clones. A factorial experiment was carried
out in greenhouse to test the effect of five Al concentrations ((T1=0; T2= 100; T3= 500; T4= 1000 e T5=2000
µmol L-1 de Al) in the nutrient solution on seedlings of three Ilex clones. The solution pH was adjusted to 4,2
(± 0,2) every 2 days. A complete randomized design was used with four replications. At every 10 days
seedling height and diameter were measured until completing 50 days after treatment application, when
seedling leaves and stem dry matter production were also determined. Two of the tested clones showed higher
dry matter production when 1,000 µmol L-1 de Al was applied whereas the other the highest productions was
achieved with 500 µmol L-1 de Al. Therefore, it can be concluded that the presence of Al in the growth
medium is beneficial to Ilex seedling but the effect is clone-dependent.
Key-words: Ilex paraguariensis, Al tolerance, nutrient solution.
Introdução
A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) é típica das regiões subtropicais e temperadas da América do
Sul, sendo que, no Sul do Brasil a importância sócio-econômica desta cultura é relevante. É utilizada na
produção de bebidas, com potencial para outras aplicações na indústria como corante, conservante alimentar,
medicamentos, produtos de higiene e cosméticos (Maccari e Mazuchowski, 2000).
É uma espécie perene que ocorre naturalmente em solos de baixa fertilidade, com baixos teores de
cátions trocáveis, altos teores de alumínio (Al) e pH ácido (Carvalho, 2003). Apresenta altos teores foliares de
153
Al (Reissmann et al., 1999) superiores aos encontrados em espécies adaptadas a solos ácidos, como o café
(Mattiello et al., 2008). Essa característica sugere a existência de mecanismos de tolerância (Osaki et al.,
1997) que poderia induzir o aumento no crescimento vegetal, efeito esse, que provavelmente ocorre sob
condições especiais como baixas concentrações do íon no meio de cultivo (Foy et al., 1978). Apesar das
especulações sobre o papel do Al na planta Kinraide (1991) destaca que o Al pode ter efeito benéfico, em
especial no crescimento radicular, devido ao alívio da toxicidade do H+ em pH baixo.
Para erva-mate ainda não há informações a respeito do efeito do Al sobre seu crescimento. Alguns
sintomas de toxidez de Al já foram elucidados (Fráguas, 1993) como redução da parte aérea (Ryan et al.,
1993), raiz (Baligar et al., 1995) e do crescimento vegetal como um todo (Furtini Neto et al., 1999), sendo
que a redução do crescimento da parte aérea ocorre em momento posterior ao da raiz (Ryan et al., 1993). No
entanto, também se obteve efeito favorável do Al no crescimento de algumas espécies, como Tapirira
guianensis (Britez et al., 2002) a qual é tolerante ao íon. Em vista disso, objetivou-se avaliar a influencia do
Al no crescimento de mudas de erva-mate, assim como o potencial de tolerância da espécie.
Materiais e Métodos
O estudo foi realizado com mudas de erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) conduzido em casa de
vegetação em sistema hidropônico. Utilizaram-se três clones: clone 1 (C1) procedente de São Mateus do Sul
– PR, clone 2 (C2) e clone 3 (C3) procedentes de Bocaiúva do Sul – PR. As mudas foram produzidas por
miniestaquia, na instalação do experimento estavam com aproximadamente cinco meses de idade. Os
tratamentos foram dispostos em esquema fatorial (3 x 5) constituídos dos seguintes fatores: três clones e
cinco níveis de Al, com quatro repetições, no delineamento blocos casualizados. Cada unidade experimental
foi composta por vasos com 3L de solução e três mudas de cada clone.
No momento da transferência das mudas do substrato para solução nutritiva, suas raízes foram lavadas
em água deionizada, a fim de remover totalmente o substrato aderido a elas. A solução nutritiva utilizada foi a
de Wendling et al. (2007) modificada. As concentrações em mg L-1 dos nutrientes e as respectivas fontes
utilizadas foram: N=124 (nitrato de amônio); P=15 (fosfato de potássio); K=140 (cloreto de potássio);
Ca=120 (nitrato de cálcio); Mg=33 (sulfato de magnésio); S=60 (sulfato de potássio) B=3 (ácido bórico);
Cu=0,5 (sulfato de cobre); Mn=2 (sulfato de manganês); Zn=1 (sulfato de zinco); Fe=5 (sulfato de ferro) e
Mo=0,07 (molibdato de sódio). As mudas foram mantidas nessa solução durante 30 dias para adaptação. Após
esse período, os tratamentos foram adicionados: T1=0; T2= 100; T3= 500; T4= 1000 e T5=2000 µmol L-1 de
Al) na forma de cloreto de alumínio (Al Cl3.6H2O).
O pH das soluções foi ajustado a cada dois dias com HCl 1 mol/L ou NaOH 1 mol/L para 4,2 (± 0,2).
As soluções foram mantidas sob arejamento constante e substituídas a cada 10 dias. A solução nutritiva foi
utilizada com ½ de força.
Avaliou-se a cada 10 dias, durante 50 dias, o crescimento em altura (H) e diâmetro do colo (DC). A
altura foi medida através do uso de régua e o diâmetro, por paquímetro. Através dessas determinações foi
calculada a taxa de crescimento em altura e diâmetro aos 10, 20, 30, 40 e 50 dias.
Após 50 dias submetidos aos tratamentos, as mudas foram retiradas e a parte aérea foi separada em
folha e caule, lavadas e secas em estufa à 65 ºC. Posteriormente determinou-se matéria seca da folha (MSF),
do caule (MSC), da raiz (MSR) e total (MST), através de balança de precisão.
Os dados foram submetidos à análise da variância e regressão.
Resultados e Discussão
Os clones (C) apresentaram comportamento diferenciado para a taxa de crescimento em altura e
diâmetro. Somente o C1 na dose 0, 100, 1000 e 2000 µmol L-1 de Al para a taxa de crescimento em altura e
na dose 0 µmol L-1 de Al para a taxa de crescimento em diâmetro não foi significativo (Figuras 1 e 2). Para o
crescimento ao final do experimento, a MSF do C1 e MSC do C3 foram as únicas variáveis que não foram
afetadas pelas doses de Al (Figura 3).
A taxa de crescimento em altura do clone 1 foi influenciada pela adição de 500 µmol L-1 (T3), onde se
obteve a menor taxa aos 18 dias e a máxima aos 42 dias, com valores respectivos de 0,034 e 0,20 cm planta-1
d-1 (Figura 1C).
Dentre todas as doses de Al, as maiores taxas de crescimento para o clone 2 foram obtidas no intervalo
entre 34 e 37 dias (Figura1). Na ausência de Al esse clone demonstrou a menor taxa (0,29 cm planta-1 d-1)
(Figura 1A), já com adição de 500 µmol L-1 a taxa de crescimento foi máxima com 0,58 cm planta-1 d-1
(Figura 1C).
154
O clone 3 demonstrou as maiores taxas de crescimento, dentre as doses de Al testadas, no intervalo
entre 36 e 46 dias (Figura 1). As menores taxas (0,51 cm planta-1 d-1) foram obtidas com ausência e adição de
500 µmol L-1 de Al (Figuras 1A e C), já a adição de 1000 µmol L-1 de Al proporcionou a taxa máxima de 0,58
cm planta-1 d-1 (Figura 1D).
ns
2
2
2
2
(B)
(C2) y = -0,2575+0,02990***x-0,000405***x R = 0,71
2
2
2
2
2
2
(C2) y = -0,5770+0,06106***x-0,000854***x R = 0,79
(C)
(C3) y = -0,2050+0,03700***x-0,000445***x R = 0,89
(C3) y = -0,2765+0,04188***x-0,000557***x R = 0,99
0,6
2
(C1) y = 0,10
ns
(C1) y = 0,081
(A)
3
2
(C1) y = 0,441-0,0534*x+0,00214*x -0,000024*x R = 0,62
2
2
2
2
(C2) y = -0,658+0,0709***x-0,00102***x R = 0,79
(C3) y = -0,236+0,0446***x-0,00063***x R = 0,82
cm planta-1 d-1
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
10
ns
(C1) y = 0,10
(D)
2
2
2
2
(C2) y = -0,5600+0,06479***x-0,000921***x R = 0,77
(E)
ns
30
40
50
(C2) y = -0,6095+0,06813***x-0,001013***x R = 0,82
2
10
20
30
40
50
Avaliação (dias)
2
(C3) y = -0,0800+0,02750***x-0,000300**x R = 0,83
(C3) y = -0,1625+0,03650***x-0,000450***x R = 77
0,6
(C1) y =200,12
cm planta-1 d-1
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
10
20
30
Avaliação (dias)
40
50
10
20
30
40
50
Avaliação (dias)
Figura 1: Taxa de crescimento em altura para os clones 1, 2 e 3 submetidos as doses de 0,0=T1 (A),
100=T2 (B), 500=T3 (C), 1000=T4 (D) e 2000=T5 (E) µmol L-1 de Al. *, **, ***
respectivamente significativo a 5; 1; 0,1 % e ns não significativo.
A taxa de crescimento em diâmetro apresentou, de maneira geral, os maiores valores aos 50 dias de
avaliação (Figura 2). A máxima taxa (0,034 mm planta-1 d-1) para o clone 1 ocorreu com adição de 100 µmol
L-1 de Al (Figura 2B), já a taxa mínima foi de 0,0009 mm planta-1 d-1 com adição de 1000 µmol L-1 de Al
(Figura 2E). Para o clone 2 a taxa máxima (0,047 mm planta-1 d-1) foi obtida adicionando 100 e 2000 µmol L-1
de Al (Figuras 2B e E) e a mínima (0,0086 mm planta-1 d-1) na ausencia de Al (Figura 2A). Todas as taxas
máximas de crescimento para o clone 3 ocorreram aos 50 dias de avaliação e, a adição de 2000 µmol L-1 de Al
a esse clone proporcionou a máxima taxa (0,056 mm planta-1 dia-1) e a mínima (0,013 mm planta-1 dia-1) foi
obtida com 100 µmol L-1 de Al (Figura 2B e E).
Observa-se comportamento semelhante dos clones 1 e 2 quanto as taxas de crescimento. Para altura, a
taxa máxima foi obtida na dose de 500 µmol L-1 de Al, já para o diâmetro a taxa máxima ocorreu na dose de
100 µmol L-1 de Al para ambos os clones, e também com adição de 2000 µmol L-1 de Al para o clone 2. Já o
clone 3 não seguiu essa tendência, obtendo a máxima taxa nas doses de 1000 e 2000 µmol L-1 de Al
respectivamente para altura e diâmetro e, mínimas com 0 e 500 µmol L-1 de Al para altura e 100 µmol L-1 de
Al para o diâmetro.
Observando-se os tratamentos em que cada clone apresentou a máxima taxa de crescimento, percebe-se
que os clones 2 e 3 apresentaram o mesmo valor de máxima taxa de crescimento em altura (0,58 cm planta-1 d1
), porém no clone 3, essa taxa ocorreu na dose de Al duas vezez maior que no clone 2. Para a taxa de
crescimento em diâmetro o clone 3 obteve a melhor taxa, seguido dos clones 2 e 1.
Com relação as variáveis de crescimento, os clones 2 e 3 apresentaram comportamento semelhante
para a altura (Figura 3A), sendo o crescimento máximo respectivamente de 24,7 e 27,5 cm planta-1 nas doses
de 1195 e 1194 µmol L-1 de Al. Já o clone 1 teve comportamento linear crescente, com maior altura de 10,4 cm
planta-1 na maior dose de Al.
Em relação ao diâmetro (Figura 3B) os clones 1 e 2 demonstraram comportamento semelhante, com
valor máximo de 3,13 e 3,66 mm planta-1 respectivamente nas doses de 1146 e 1390 µmol L-1 de Al. O clone 3
teve comportamento cúbico com maior valor (3,6 mm) na dose de 437 µmol L-1de Al, sendo que a dose de
1563 µmol L-1 de Al demonstrou ser a mais prejudicial para essa variável.
155
A produção de MSF do clone 1 e MSC do clone 3 não foram influencias pelos tratamentos (Figuras 3C
e D). A maior produção de MSF para o clone 2 foi de 2,61 g planta-1 com adição de 1174 µmol L-1 de Al. Já
para o clone 3, a maior produção (2,53 g) foi obtida com 402 µmol L-1de Al (Figura 3C).
ns
ns
2
2
(B)
(C2) y = 0,0370-0,002075*x+0,000038**x R = 0,98
(A)
2
0,06
2
2
2
(C1) y = 0,0240-0,001296 x+0,000030*x R = 0,88
(C1) y = 0,02
ns
2
2
2
(C)
2
2
(C3) y = 0,0040+0,000900***x R = 0,86
(C3) y = 0,0395-0,00220**x+0,000050***x R = 0,85
3
(C1) y = 0,10-0,0112***x+0,00041***x -0,0000044***x R = 0,94
2
(C2) y = 0,0275-0,001557 x+0,000039**x R = 0,62
(C2) y = 0,0125+0,000500**x R = 0,91
ns
2
2
(C3) y = 0,0320-0,001179 x+0,000032*x R = 0,67
mm planta-1 d-1
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
10
20
30
2
(C1) y = -0,0058+0,0006750***x R = 0,53
40
2
50
3
2
(C2) y = -0,027+0,00691*x-0,000255*x +0,000003*x R = 0,99
(D)0,06
2
2
3
2
(C1) y = 0,088-0,0107**x+0,000413***x -0,0000047***x R = 0,95
(E)
2
(C2) y = 0,0053+0,000825***x R = 0,85
10
20
30
40
50
Avaliação (dias)
2
2
(C2) y = 0,0035+0,001050***x R = 0,84
(C3) y = 0,0115+0,000700***x R = 0,32
mm planta-1 d-1
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
10
20
30
Avaliação (dias)
40
50
10
20
30
40
50
Avaliação (dias)
Figura 2: Taxa de crescimento em diâmetro para os clones 1, 2 e 3 submetidos as doses de 0,0=T1
(A), 100=T2 (B), 500=T3 (C), 1000=T4 (D) e 2000=T5 (E) µmol L-1 de Al. *** significativo
a 0,1 %.
Para a MSC (Figura 3D), as doses de Al não alteraramm a produção do clone 3 obtendo em média 1,19
g planta-1. Já nos clones 1 e 2, a produção máxima de 1,32 e 1,30 g planta-1 ocorreu respectivamente nas doses
de 1350 e 1112 µmol L-1de Al.
Em relação a MSR (Figura 3E) observa-se que a produção de 0,33 g planta-1 foi a máxima obtida para
os clones 1 e 3, respectivamente nas doses de 1259 e 1303 µmol L-1 de Al. A produção de raízes do clone 2 foi
de 0,37 g planta-1 na dose de 1295 µmol L-1 de Al. Como o primeiro sintoma visível de toxidez por Al se dá
pela inibição do crescimento das raízes (Cambraia et al., 1991, Baligar et al., 1995), ao se trabalhar com
plantas sensíveis ao Al, espera-se que essa variável seja a mais afetada pela presença do Al, o que não ocorreu
para erva-mate, indicando seu potencial de tolerância ao Al.
Dentre os clones, o C1 apresentou a menor produção de MST, já a maior produção dessa variável foi
do clone 2 com 4,27 g planta-1 na dose de 1161 µmol L-1de Al. O clone 3 demonstrou comportamento cúbico
com produção máxima e mínima respectivamente de 4,04 e 3,23 g planta-1 nas doses de 448 e 1718 µmol L1
de Al.
Ao considerarmos que as variáveis determinadas nesse estudo são algumas das características
observados para classificação de mudas com qualidade (Carneiro, 1995), pode-se inferir que a presença de Al
em substratos para produção de mudas de erva-mate pode trazer benefícios, assim como verificado por Bastos
et al. (2008). Nicoloso et al. (2008) obteve diminuição no crescimento de plantas jovens de grápia, espécie
também adaptada à acidez do solo, com diminuição da disponibilidade de Al em função da calagem.
Nesse estudo ficou evidente o efeito benéfico da presença do Al no crescimento de mudas de ervamate. Porém, na dose de 2000 µmol L-1 de Al algumas plantas apresentaram estrias esbranquiçadas nas folhas
jovens, o que pode ser um sintoma da toxicidade do Al.
A intensidade do efeito benéfico do Al foi diferenciado para cada clone. Para os clones 1 e 2
demostrarem o máximo de crescimento foi necessário que a adição de Al na solução nutritiva fosse acima de
1000 µmol L-1. Já o clone 3, conseguiu maximizar seu crescimento, para a maioria das variáveis, com adição
156
de Al em torno de 400 µmol L-1. A única exceção para esse clone foi observada para altura em que necessitou
de 1194 µmol L-1 de Al para chegar a 27,5 cm, valor esse superior aos obtidos pelos demais clones.
Observa-se que a erva-mate possui tolerância diferencial ao Al. Considerando a produção de MST,
observa-se que os clones 1 e 2 são mais tolerantes quando comparado ao clone 3. O efeito benéfico do Al em
erva-mate merece ser melhor estudado a fim de conhecer, principalmente, onde e qual sua forma de atuação.
2
2
(C1) y = 2,9730+0,000275**x-0,00000012*x R = 0,59
2
2
(C2) y = 3,1557+0,000723***x-0,00000026***x R = 0,67
teste
2
3
2
(C3) y = 3,257+0,00185***x-0,0000027***x +0,0000000009***x R = 0,99
(B)
(A)
3,6
-1
Altura (cm planta )
-1
Diâmetro (mm planta )
25
20
10
2
(C1) y = 9,1682+0,000600*x R = 0,99
5
2
2
2
2
(C2) y = 17,8485+0,011476***x-0,0000048***x R = 0,66
3,2
2,8
(C3) y = 23,8112+0,006211***x-0,0000026***x R = 0,81
0,0
0
0 100
ns
(C1) y = 1,13
500
1000
1500
2
0 100
2000
500
1000
1500
2000
2
(C2) y = 1,9114+0,001198***x-0,00000051***x R = 0,51
2
3
2
(C3) y = 2,315+0,00116*x-0,0000018*x +0,0000000006*X R = 0,62
(D)
Matéria seca do caule (g planta )
-1
2,5
-1
Matéria seca da folha (g planta )
(c)
2,0
1,5
1,0
0,5
1,3
1,2
1,1
1,0
0,9
2
2
2
(C2) y = 1,0054+0,000534**x-0,00000024**x R = 0,76
(C3) y = 1,19
ns
0,00
0,0
0 100
500
1000
1500
00000
2
2
2000
enter
text here
2
2
(C1) y = 2,334+0,000782**x-0,00000031*x R = 0,95
(C1) y = 0,2432 + 0,000141**x - 0,000000056**x R = 0,92
2
2
ns
2
(C2) y = 3,158+0,00193***x-0,00000083***x R = 0,59
(C2) y = 0,2424 + 0,000202***x - 0,000000078** R = 0,79
2
2
3
2
(C3) y = 3,668+0,00185*x-0,0000026*x +0,0000000008*x R = 0,66
(C3) y = 0,2783 + 0,000086*x - 0,000000033 R = 0,48
(E)
(F) 4,4
0,36
4,0
-1
Matéria seca total (g planta )
-1
Matéria seca da raiz (g planta )
2
(C1) y = 0,9932+0,000486**x-0,00000018*x R = 0,98
0,33
0,30
0,27
0,24
0,03
0,00
0 100
500
1000
1500
enter text
here
-1
Dose de Al ( µmol L )
2000
3,6
3,2
2,8
2,4
2,0
0,4
0,0
0 100
500
1000
1500
enter text
here
2000
-1
Dose de Al ( µ mol L )
Figura 3: Altura (A), diâmetro (B), matéria seca da folha (C), matéria seca do caule (D), matéria seca
aérea total (E) de mudas de erva-mate após 50 dias submetidas a doses de Al. *, **, ***
respectivamente significativo a 5; 1; 0,1 % e ns não significativo.
Conclusões
O Al proporcinou efeitos positivos ao crescimento de mudas de erva-mate.
A erva-mate possui tolerância diferencial ao Al, sendo os clones 1 e 2 mais tolerantes quando
comparado ao clone 3.
O clone 1 possui menor potencial de crescimento em relação aos demais clones.
Agradecimentos
À Embrapa Florestas (Colombo, PR - BR) e à Baldo S.A. de São Mateus do Sul, PR pela produção das
157
mudas utilizadas nesse trabalho.
Referências bibliográficas
Bastos, M.C.; Reissmann, C.B.; Santin, D.; Benedetti, E.L.; Kaseker, J.F. e Brondani, G.E. 2008. Alumínio:
tóxico ou benéfico para araucária e erva-mate? In: Fertbio. Anais... Londrina, 1-4.
Baligar, V.C.; Anghinoni, I. e Pitta, G.V. E. 1995. Aluminum effects on plant and nutrient uptake parameters of
soil and solution grown sorghum genotypes. In: Journal of Plant Nutrition, 18:2325-2338.
Britez, R.M. de; Reissmann, C.B.; Watanabe, T. e Osaki, M. 2002. Efeito do alumínio no desenvolvimento e
nutrição de Tapirira guianensis Aublet em solução hidropônica. In: Floresta, 32(2):171-187.
Cambraia, J.; Silva, M.A.; Cano, M.A.O. e Sant'anna, R. 1991. Método simples para avaliação de cultivares
de sorgo quanto a tolerância ao alumínio. In: Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 3:87-95.
Carneiro, J.G. de A. 1995. Produção e controle de qualidade de mudas florestais. Curitiba: UFPR/FUPEF,
451p.
Carvalho, P.E.R. 2003. Espécies arbóreas brasileiras. Colombo: Embrapa Florestas, V. 1, 1039p.
Foy, C.D., Chanel, R.L. e Write, M.C. 1978. The physiology of metal toxicity in plants. In: Annual Review
Plant Physiology, 29:511-566.
Fráguas, J.C. 1993. Efeito do alumínio no comprimento de raízes e na absorção de fósforo e cálcio em porta
enxertos de videira. In: Revista Brasileira de Ciência do Solo, 17:251-255.
Furtini Neto, A.E.; Resende, A.V.; Vale, F.R.; Faquin, V. e Fernandes, L.A. 1999. Acidez do solo, crescimento
e nutrição mineral de algumas espécies arbóreas, na fase de muda. In: Cerne, 5(2): 1-12.
Kinraide, T.B. 1991. Identity of the rhizotoxic aluminum species. In: Plant Soil 134:167-178.
Maccari, J.R.A. e Mazuchowski, J.Z. 2000. Produtos alternativos e desenvolvimento da tecnologia industrial
na cadeia produtiva da erva-mate. Curitiba: Câmara Setorial da Cadeia Produtiva da Erva-Mate Paraná
MCT/CNPq/PROJETO PADCT Erva-Mate. Curitiba. 176p.
Mattiello, E.M.; Pereira, M.G.; Zonta, E.; Mauri, J.; Matiello, J.D.; Meireles, P.G. e Silva. I.R. 2008. Produção
de matéria seca, crescimento radicular e absorção de cálcio, fósforo e alumínio por Coffea canephora
e Coffea arabica sob influência da atividade do alumínio em solução. In: Revista Brasileira de Ciência
do Solo, 32:425-434.
Nicoloso, F.T.; Fortunato, R.P.; Fogaça, M.A. de F. e Zanchetti. F. 2008. Calagem e adubação NPKS: (I)
Efeito no crescimento de mudas de grápia cultivadas em horizontes A e B de um Argissolo Vermelho
distrófico arênico. In: Ciência Rural, 38(6):1596-1603.
Osaki, M.; Watanabe, T. e Tadano, T. 1997. Beneficial effect of aluminum on growth of plants adapted to low
pH soils. In: Soil Science Plant Nutrition, 43:827-837.
Reissmann, C.B.; Radomski, M.I. e Quadros, R.M.B. de. 1999. Chemical composition of Ilex paraguariensis
St. Hil. Under different management conditions in seven localities of Paraná State. In: Brazilian
Archives of Biology and Technology, 42:187-194.
Ryan, P.R. e Kochian, L.V. 1993. Interaction between aluminum toxicity and calcium uptake at the root apex
in near-isogenic lines of wheat (Triticum aestivum) differing in aluminum tolerance. In: Plant
Physiology, 102:975-982.
Wendling, I.; Dutra, L.F. e Grossi, F. 2007. Produção e sobrevivência de miniestacas e minicepas de erva-mate
cultivadas em sistema semi-hidropônico. In: Pesquisa Agropecuária Brasileira, 42(2):289-292.
158
ESTUDIO DEL EFECTO DE LA TÉCNICA DE PODA DE REBAJE EN PLANTACIONES
DE Ilex paraguariensis St. Hil.
V.D. Kurtz, D.H. Chifarelli, N. Munaretto, S.M. Korth
1
AER Eldorado, EEA Montecarlo, Centro Regional INTA Misiones. [email protected],
[email protected]
2
Ministerio del Agro y la Producción de la Provincia de Misiones, Convenio INTA.
[email protected]
3
Facultad de Ciencias Forestales, Universidad Nacional de Misiones. [email protected]
Resumen
Con el objetivo de evaluar el efecto de 4 técnicas de rebaje en yerbales, se instalaron dos ensayos en
plantaciones de 16 años y 25 años de edad, ubicadas en el noroeste de Misiones. El diseño
estadístico fue el de bloques completos al azar. Los tratamientos aplicados fueron: TO: poda de
rebaje a 80 cm del suelo en una única oportunidad; el T1: poda de rebaje sistemática selectiva entre
10 a 20 cm del suelo en dos oportunidades; T2: Poda sistemática selectiva, entre 40 a 70 cm del
suelo en 2 oportunidades; T3: Poda de rebaje a 20 cm del suelo, en una sola oportunidad. El
tratamiento T3 fue el que mas plantas muertas produjo, seguido por el T0, T1 y T2, con porcentajes
significativamente menores. El rendimiento por hectárea fue significativamente mayor en el T2 y
T1 comparados conT0 y T3.
Palabras claves: yerba mate, manejo de planta, técnicas de rebaje.
STUDY OF EFFECT OF PRUNING TECHNIQUES IN PLANTATIONS Ilex paraguariensis
St. Hil.
Abstract
In order to evaluate the effect of 4 different prune techniques applied on yerba mate plantations, two
trials were installed on plantations of 16 and 25 years in the northwest of Misiones, Argentina. A
randomised complete block design was applied to evaluate the effects of the four prune treatments,
which were: TO - pruning to 80 cm in a single opportunity; T1 - selective systematic pruning from
20 to 40 cm above the ground in two occasions, T2 - selective systematic pruning, between 40 to 70
cm in two opportunities, T3 - pruning at 20 cm above the ground in one occasion. The impact of
treatments on plant mortality as well as the level of yield were evaluated. T3 was the treatment
which more dead plants, followed by T0, T1 and T2. The yield per hectare was significantly higher
in T2 and T1 compared with T0 and T3.
Keywords: yerba mate, plant management, prune techniques.
Introducción
La yerba mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) es un cultivo endémico de la eco-región de la Selva
Paranaense. Su producción se concentra en el SO del Paraguay - 4% de la producción mundial, los
estados sureños del Brasil - 34% de la producción mundial) y la Mesopotamia Argentina - 62% de
la producción mundial (Gunther et al., 2008; INYM, 2010). En la Argentina se producen
aproximadamente 310 mil toneladas anuales de las cuales el 90% se destina al mercado interno y el
10% restante se exporta. El desarrollo histórico de la producción está muy ligado a la relación
precio-producción, implicando períodos de sobre-oferta y déficit de materia prima en ciclos de
aproximadamente 30 años.
La provincia de Misiones concentra una superficie cultivada con yerba mate de 183.876,88 ha. que,
159
sumadas a las 20.343,95 ha de los departamentos de Ituzaingó y Santo Tome de la provincia de
Corrientes, totalizan 204.220,95 ha que corresponden a 17.525 productores. En este cultivo existe
una preponderancia muy importante de pequeñas superficies de yerba que, en gran medida, se
encuentran en chacras de pequeños y medianos productores. Según datos del INYM (2010) el
90,4% (15.835) de los productores poseen menos de 20 hectáreas cultivadas, estos representan el
55,2% de la superficie total implantada, controlando el 48,1% de la producción. Los productores
con yerbales de mayor superficie no son tan importantes en número, pero si en superficie cultivada
y producción. Los productores de entre 30,1 a 100 ha. son los más destacado con una contribución
del 17,8% de la superficie y el 19,7% de la producción.
Según los datos del INYM (2010), los rendimientos promedios varían entre 4.255,2 y 7.472,5 kg de
hoja verde por hectárea, observándose un aumento en el rendimiento promedio a medida que nos
acercamos a los estratos de producción más grandes. Es decir que los yerbales de escasa superficie
son los que menor rendimiento obtienen debido a una falta de manejo de planta y de incorporación
de tecnología.
A continuación se enuncian algunas de las características y problemas de los yerbales, que habría
que considerar para interpretar la relevancia del trabajo realizado. El inicio productivo del yerbal se
produce con las primeras podas de formación, entre el 3º y 4º año de implantación, alcanzando su
máximo rendimiento entre el 7º y 8º año. Con posterioridad las variaciones en su rendimiento son
debidas a causas climáticas o culturales. El período productivo abarca entre 30 y 35 años, existiendo
yerbales de mayor edad con rendimientos satisfactorios. El manejo de la planta durante la cosecha
es una de las técnicas culturales más importantes para definir la duración productiva y el
rendimiento del yerbal (Prat Kricun y De Bernardi, 2001). Se observa que manejos inadecuados de
planta, como son las cosechas tradicionales, producen disminución de rendimientos entre los 12 a
15 años de edad. Entre estos manejos encontramos como principales problemas:
Exceso de altura que dificulta las tareas de cosecha.
Exceso de relación tronco - rama productiva.
La estructura de la planta (ramas primarias y secundarias) con daños físicos por
condiciones climáticas: golpe de calor, heladas, granizo, etc. Estos daños se intensifican
con la cosecha tradicional (donde se despoja de todo tipo de protección del follaje) en los
momentos de altas y bajas temperaturas.
Daños provocados por prácticas de cosecha inadecuadas: épocas no propicias para la
cosecha, corte de ramas verdes, alargues o aumentos reducidos, no existe selección de
ramas productivas, presencia de ramas dañadas y nudos, etc.
Los productores, para solucionar los problemas provocados por las prácticas de manejo inadecuadas
o fenómenos climáticos adversos (granizada por ejemplo), recurren a las podas de rebaje. Con esta
técnica se busca cambiar la estructura de la copa envejecida, deteriorada y/o en exceso de altura, por
una nueva renovada. Las prácticas de poda de rebaje más difundidas entre los productores se
realizan con métodos tradicionales: entre 70 u 80 cm del suelo y, en menor medida a 20 o 30 cm del
suelo; generando elevados porcentajes de mortandad de plantas. Esto se agrava en la medida en que
no se realiza previamente una preparación de la planta y del suelo para la poda, como ser control de
malezas, fertilización, selección de brotaciones en la base de la planta, etc. A su vez, este sistema de
rebaje en una sola oportunidad provoca la interrupción de la cosecha por un ciclo productivo.
Como consecuencia de estos problemas se genera una disminución paulatina de los rendimientos de
la producción. Esto es manifestado por las estadísticas del INYM que plantea que para el año 2010
el promedio de producción es de 5335,18 kg h.v. ha-1. No obstante este rendimiento (bajo) no se
relaciona solamente a problemas estructurales de la planta sino a otros condicionantes como la
calidad y el manejo del suelo, la densidad de las plantaciones, los problemas sanitarios, etc. Otros
160
estudios (Prat Kricun y Belingheri, 2003) plantean datos similares con rendimientos de entre 4.500
y 6.500 kg h.v. ha-1, observando a los problemas de cosecha y poda inadecuada como uno de los
principales condicionantes para estos rendimientos. Las prácticas de cosecha son relevantes para
determinar los buenos rendimientos sostenidos en el tiempo. Las cosechas tradicionales, generan a
mediano y largo plazo, disminución marcada de la productividad del yerbal.
Existen estudios realizados en INTA (Prat Kricun y Belingheri, 2003) sobre plantaciones de 10 años
donde se realiza rebajes escalonados, constatando que este sistema disminuía los efectos
traumáticos sobre la planta. También han existido otras experiencias de poda de rebaje como las
publicadas por Christin, 1988; Tkachuk, 1993; Burtnik, 1996, 2005; Mayol, 1997 y Urfer, 1998.
No obstante los problemas de disminución de productividad por manejo de planta inadecuado se
observa a partir de los 12 a 15años de edad. En función de esto se realizó un estudio comparativo de
técnicas de poda de rebaje en una sola oportunidad y sistemática, realizada en plantaciones de 16 y
25 años ubicadas en campos de productores agropecuarios. Éste buscó por un lado evaluar el
porcentaje de mortandad de las plantas y por otro evaluar la producción para cada método de rebaje.
El objetivo del presente trabajo fue analizar el porcentaje de mortandad y la producción en cuatro
tratamientos de poda de rebaje, en yerbales de 16 y 25 años de edad.
Materiales y Métodos
Ensayo Nº 1: Plantación de yerba mate de 16 años de edad en dos sitios diferentes.
Los tratamientos de poda de rebaje se iniciaron en junio de 1996, en los municipio de Montecarlo,
Departamentos de Montecarlo (Sitio 1), y de Colonia Delicia Mado, km 16, Departamento de
Eldorado (Sitio 2), ambos en la Provincia de Misiones, Argentina.
Las plantaciones fueron establecidas en el año 1980, con una densidad original de 1904 plantas por
hectárea (pl. ha-1), con espaciamiento de 3,5 x 1,5 m. Al inicio del estudio las plantaciones contaban
con una densidad de 1676 pl ha -1 en el Sitio 1 y 1704 pl ha -1 en el Sitio 2.
Labores culturales: los tratamientos de control de malezas consistieron en la aplicación de
herbicidas sobre líneos, con dos pasadas de rastra de disco superficial entre los mismos, con
apoyo de carpidas selectivas, macheteo, etc.
Al inicio del estudio los rendimientos promedio eran: en el Sitio 1 de 7.010 kg hoja verde ha.-1 y en
el Sitio 2 de 8.350 kg hoja verde ha.-1.
Tratamientos de poda de rebaje:
T0: Poda de rebaje a 80 cm del suelo en una única oportunidad (Testigo).
T1: Poda de rebaje sistemático, de 10 a 20 cm del suelo en 2 oportunidades (50% de los
tallos primarios al 0º año y el remanente al 1º año).
T2 Poda de rebaje sistemático selectivo, entre 40 a 70 cm del suelo en 2 oportunidades.
T3 Poda de rebaje a 20 cm del suelo, en una sola oportunidad.
Los rebajes fueron efectuados con motosierras y serruchos. Aproximadamente el 80% de las plantas
superaban los 2 m de altura de corte de cosecha; el 90 % presentaban tallos primarios múltiples, y el
10 % tallo único hasta aproximadamente los 50 cm del suelo a partir de donde se ramificaba (en
este caso para el tratamiento T1 se realizaba un anillado con motosierra a mitad del tronco para
incentivar la brotación en el año cero.)
Diseño estadístico: el ensayo se realizó en los dos sitios en bloques completos al azar, con 4
tratamientos y 4 repeticiones, las parcelas estaban constituidas por 40 plantas.
161
Ensayo Nº 2: Plantación de yerba mate de 25 años de edad en dos sitios diferentes.
Los tratamientos de poda de rebaje se iniciaron en junio de 1996 en los municipios de Puerto
Esperanza, Departamento de Puerto Iguazú (Sitio 3), y de Colonia Mado Delicia, km 36 (Sitio 4),
Departamento de Eldorado, Provincia de Misiones, Argentina.
Para el Sitio 3 la densidad original era de 1.250 pl. ha-1, con un espaciamiento de 4 x 2 m.; y la
densidad al inicio de los tratamientos era de 944 pl. ha-1. Para el Sitio 4 la densidad original era de
1.143 pl. ha-1, con un espaciamiento de 3,5 x 2,5 m; y la densidad al inicio de los tratamientos era
de 835 pl. ha-1.
Labores culturales y tratamientos de poda de rebaje: Idem ensayo Nº1
Aproximadamente el 95% de las plantas superaban los 2 m de altura de corte de cosecha. El
promedio de la producción al inicio del tratamiento fue de 5.250 kg hoja verde ha-1 para el Sitio 3 y
de 4.850 kg hoja verde ha-1 para el sitio 4.
Diseño estadístico: el ensayo se realizó en los dos sitios en bloques completos al azar, con 4
tratamientos y 4 repeticiones, las parcelas estaban constituidas por 40 plantas.
La evaluación de mortandad se realizó al 3º año desde el inicio del ensayo; al 5º año se realizó la
evaluación de rendimiento por tratamiento. Se cuantificó el número de plantas muertas y el
rendimiento promedio en cada parcela. El análisis estadístico de los datos se realizó mediante un
análisis de variancia y un contraste de medias a través de la prueba de Tukey para los distintos
tratamientos considerando la mortandad y la producción.
Resultados y Discusión
Primero se analiza la mortandad de plantas para cada uno de los sitios con respecto a los cuatro
tratamientos. El gráfico 1 muestra el comportamiento de esta variable. El análisis de variancia
indica que existen diferencias significativas entre los tratamientos de rebaje (a un nivel de
significancia del 5%) respecto de la mortandad de plantas luego de los 3 años de instalado el
ensayo.
b
b
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
a
Gráfico 1: Comparación de porcentajes de mortandad por tratamiento para los cuatro
sitios.
162
b
b
a
a
a
a
a
a
Gráficos 2 y 3: Mortandad promedio de los dos sitios de 16 años y los dos sitios de 25 años para los
4 tratamientos realizados.
Según la prueba de Tukey, con un α de 5%, existe heterogeneidad estadística entre los 4
tratamientos de rebaje tanto para las plantaciones de 16 años como para las de 25 años, como así
también para cada uno de los sitios evaluados individualmente. El tratamiento T3 es el que genera
una mayor mortandad en todas las plantaciones, siendo esta más importante en las plantaciones de
25 años (24,1 % promedio entre Sitio 3 y 4) que en las de 16 años (11,5% promedio entre Sitio 1 y
2). Sin embargo no se evidencian diferencias estadísticas significativas entre los tratamientos T0, T1
y T2 (Gráfico 2 y 3). Numéricamente es el tratamiento T2 el que menor mortandad genera en ambas
plantaciones, seguido por T1 y finalmente T0.
Numéricamente los tratamientos aplicados a la plantación de 16 años generaron porcentajes de
mortandad inferiores a los tratamientos aplicados a la plantación de 25 años de edad. El T0
manifestó un menor porcentaje de mortandad de planta que el T3, pero la brotación se produce
sobre tallos longevos. El T3 permitió renovar completamente la estructura, aunque con la
consecuencia de mortandad significativa. En los T1 y T2 la cosecha no fue interrumpida debido a
que la poda del 50% de los tallos primarios fue destinada a la cosecha.
Gráfico 4: Producción Total por tratamiento para los cuatro sitios
Sin embargo, en los T0 y T3 la cosecha se interrumpió hasta el 2º año, donde se iniciaron las
prácticas de manejo de planta, normalizándose la actividad de cosecha en el 3º año.
163
En el gráfico 4 se pueden observar los resultados de producción obtenidos para cada tratamiento en
cada uno de los sitios, donde según la prueba de Tukey se pudo comprobar que existen diferencias
significativas (α= 5%) en la producción de hoja verde de yerba mate en los 4 sitios.
Las menores producciones se produjeron en los Sitios 4 y 3, y las mayores en los sitios 2 y 1,
indicando que los yerbales de 25 años tienen menor rendimiento respecto de los mas juveniles de 16
años.
Tabla 1: Evaluación de producción según el tratamiento por cada sitio.
Ensayo
Sitio
Edad
años
1
16
2
16
3
25
1
2
4
25
Tratamiento
Mortandad
%
Sobrevivencia
Plantas ha-1
Producción
individual
kg h. v. pl-1
Producción
total
kg h. v. ha-1
Diferencial de
producción
%*
T0
T1
T2
T3
T0
T1
T2
T3
T0
T1
T2
T3
T0
T1
T2
T3
2,50a
1,25a
1,25a
12,50a
3,12a
1,25a
0,62a
10,62a
5,62a
2,50a
1,25a
23,75b
6,25a
3,12a
1,87a
24,37a
1.634
1.675
1.655
1.467
1.651
1.683
1.694
1.523
893
920
932
720
783
809
819
733
5,65a
7,48b
7,90b
5,95a
6,80a
7,35a
7,55a
7,05a
6,20a
7,80b
7,42ab
6,86ab
6,85a
7,60a
7,80a
7,15a
9.232,1a
12.529,0b
13.074,5b
8.728,6a
11.226,8a
12.370,0a
12.789,7a
10.737,0a
5.536a
7.176a
6.915a
4.939a
5.363ab
6.148b
6.388b
5.240a
31,69
78,73
86,73
24,51
34,45
48,14
53,17
28,58
5,44
37,00
31,71
-5,92
10,57
26,76
31,71
8,04
*Diferencia de rendimiento considerando como punto de referencia el comienzo del tratamiento (5 años)
Únicamente en el Sitio 1 y 4 los tratamientos produjeron diferencias estadísticamente significativas
en los niveles de producción. En el Sitio 1 se encontró grupos estadísticamente homogéneos entre
T1 y T2 con la mayor producción seguidos por los tratamientos T0 y T3. En el Sitio 4 se registraron
producciones distintas, encontrándose que el tratamiento T0 no difiere estadísticamente del T3 los
cuales producen los menores niveles de producción seguidos por T1 y T2.
Concluciónes
Los tratamientos con poda sistemática de rebaje (T1 y T2) y en una sola oportunidad (T0) a 80 cm
del suelo han tenido un porcentaje de mortandad menor que el tratamiento con poda en una sola
oportunidad a 20 cm del suelo.
Las plantaciones de 25 años tuvieron un porcentaje de mortandad mayor que las plantaciones de 16
años.
Los tratamientos con poda sistemática han mostrado un diferencial de producción mayor a los
tratamientos en una sola oportunidad en dos de los sitio analizados (16 y 25 años).
Agradecimiento
Se agradece a los familiares del Sr. Juan Reetz†, al Sr. Juan Alfredo Imhof y a la Compañía
General de Alimentos (CGA) por haber colaborado en alguna de las etapas de la realización de este
estudio.
Bibliografía
BURTNIK, O. 1996. Yerba Mate: manejo de plantas post-rebaje. INTA EEA Cerro Azul,
Miscelánea Nº 32, pág 9.
BURTNIK, O. 2005. Yerba mate: Manual de producción. AER INTA Santo Tomé, Corrientes, 2º
164
Edición.
CHRISTIN, O. 1988. Recomendaciones sobre poda de rebaje o de renovación. INTA- EEA Cerro
Azul, Circular Nº 28, pág 3.
GÜNTHER, D.; CORREA DE TEMCHUK, M.; LYSIAK, E. 2008. Zonas Agroeconómicas
Homogéneas de Misiones. Ediciones INTA. Centro Regional Misiones.
INYM. 2010. Trabajo de recopilación de información realizado por Miguel Naffin del Área de
Registros del INYM. Página web: www.inym.org.ar
MAYOL, R. M. 1997. La experiencia Argentina en sistemas de poda de yerba mate. En I Congreso
sul-Americano da Erva Mate – II ReuniaoTecnica do cone Sul sobre a Cultura da Erva Mate.
Curitiba, PR, Brasil. P337-350.
PRAT KRICUN, S.; DE BERNARDI, L. 2001 Guía de aplicación de buenas prácticas de
manufactura en Yerba Mate “Ilex paraguariensis”. Programa de Calidad de los Alimentos
Argentinos.
PRAT KRICUN, S.; BELINGHERI, L. 2003. Sistemas de Podas de Rebaje en Plantaciones de
Yerba Mate de Baja y Alta Densidad. 3° Congreso Sul-Americano da Erva Mate. Resúmenes
y CD Anales 5.24. pág 122. Chapecó, SC, Brasil.
TKACHUK, J. 1993. Poda de rebaje o renovación parcial de madera de yerba mate. INTA- EEA
Cerro Azul. Notas informativas Nº 23, pág 2.
URFER, P. 1998. Técnicas de poda de rebaje y renovación de plantas de yerba mate. Trabajo de
intensificación. Universidad del Salvador. Gobernador Virasoro, Corrientes, pág 84.
165
166
CALIDAD Y PRESERVACIÓN DEL PRODUCTO
167
168
ISOTERMAS DE ADSORCIÓN PARA UNA MATRIZ FORMADA POR POLVO DE
YERBA MATE, MALTODEXTRINA Y MINERALES ENTRAMPADOS
M.G. Acuña, M.A. Ayala, C.M. Martín
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones
Felix de Azara 1552 – 3300 – Posadas – Argentina
E-mail: [email protected]
El objetivo de este trabajo fue determinar las isotermas de adsorción de una matriz que contiene polvo de
yerba mate, maltodextrina y minerales (Fe, Mg y Ca) en el rango de temperatura en que se almacena y
comercializa este producto. Las isotermas se determinaron utilizando el método estático, con soluciones
salinas saturadas a 25, 35 y 45ºC. Los datos experimentales se ajustaron al modelo de Halsey para cada una
de las temperaturas, resultando un error promedio de 5,15%. Luego se ajustaron las constantes en función de
la temperatura, obteniéndose un error promedio de 5,89%, valor similar al del ajuste anterior. También se
calcularon los valores de contenido de humedad de equilibrio para actividad de agua igual a 0,6 (a 25ºC). Los
mismos variaron entre 5,64 y 13,13% (base seca). El valor que presenta la yerba mate (9,5%
aproximadamente), se encuentra entre los calculados.
Palabras clave: Yerba mate, matriz, minerales, isotermas de adsorción
EFECTO DEL ENVASE EN LA PÉRDIDA DE CALIDAD DE YERBA MATE EN
CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO DOMICILIARIO
O.A. Albani, L.A. Ramallo
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones
Felix de Azara 1552 – (3300) Posadas, Misiones. [email protected]
El almacenamiento domiciliario es la etapa final de la cadena de distribución de la yerba mate y se tiene poca
información del cambio de calidad del producto en esta etapa. En el presente estudio se analizó la ganancia
de humedad y su efecto sobre los cambios sensoriales en yerba mate envasada con papeles de alta barrera al
pasaje de humedad, con papeles simples de alta permeabilidad y en paquetes abiertos que simulan el
almacenamiento domiciliario una vez iniciado el consumo del producto. La yerba mate se almacenó en
condiciones constantes de humedad y temperatura 40C-90%RH, características de esta región pero
desfavorables para la preservación de su calidad. El 9,5% de humedad (límite legal) se alcanzó a los 30 días
en envase cerrado de baja permeabilidad; en 2-3 días con envases de alta permeabilidad y en 7 días en
paquetes abiertos de baja permeabilidad. Se demostró que la calidad de la yerba mate se preserva mejor en
envase abierto de alta barrera que en envase cerrado de baja barrera.
Palabras clave: Yerba mate. Almacenamiento. Ganancia de agua.
169
EFECTO DE LAS CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO EN LA VALORACIÓN
SENSORIAL DE LA YERBA MATE ENVASADA
L. M. Armoa, O.A. Albani, L.A. Ramallo
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones
Felix de Azara 1552 – (3300) Posadas, Misiones. [email protected]
En el presente trabajo se evaluó la pérdida de calidad durante el almacenamiento de yerba mate envasada en
paquetes comerciales de ½ kg. El producto, contenido en envases de permeabilidad elevada (P/L≈10,5 g/m2
día mmHg), se almacenó en las siguientes condiciones: 90%RH y 22, 30 y 40ºC, y 75%RH-22ºC. Para la
evaluación sensorial se adoptó la forma tradicional de consumo (mate). En cada caso, grupos de 35±5
consumidores habituales evaluaron muestras con diferentes tiempos de almacenamiento mediante una escala
hedónica de 9 puntos. Los resultados indicaron que la valoración global de muestras almacenadas durante 18
días a 22ºC-90%RH, 30ºC-90%RH y 40ºC-90%RH fue de 91, 50 y 80% respecto de la yerba sin
almacenamiento a alta humedad. El 30% de los panelistas consideró aceptable el producto con 18 días de
almacenamiento a 30ºC-90%RH y 29 días a 22ºC-90%RH. La valoración global fue de 80% para yerba mate
almacenada a 22ºC-75%RH durante 5 meses.
Palabras clave: Yerba mate. Almacenamiento. Pérdida de calidad. Evaluación sensorial.
VALIDACIÓN DE MÉTODOS PARA MEDIR SÓLIDOS SOLUBLES EXTRAÍDOS
DURANTE EL CONSUMO DE YERBA MATE EN FORMA DE MATEADA
Viera, C. R., Sabbatella, O. P.
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. UNaM. Félix de Azara 1552. (3300) Posadas, Misiones.
Argentina. E-mail: [email protected]
La Yerba Mate es consumida principalmente en forma de mateada, no existiendo método validado para medir
especies químicas así extraídas. Objeto del trabajo: proponer un método que se pueda validar para medir
sólidos durante la mateada en función del volumen de agua extraída. Se ensayaron muestras de yerba mate
de marca comercial, en tres alternativas del método, con 5 repeticiones. Se colocaron 50 g de yerba mate en
un vaso de precipitados de 200 ml con una bombilla conectada a un kitasato con una trampa de vacío,
produciendo succión, fueron medidos los sólidos extraídos, recogiendo alícuotas de 100 ml, luego llevados a
estufa hasta peso constante y pesados, se expresaron como sólidos (g) en función del volumen (ml).
Con la seleccionada se hicieron 30 repeticiones, sobre la misma muestra, se obtuvo un coeficiente de
variación cercano al 10%, concluyendo que el método es aceptable.
Palabras Claves: yerba mate, extracción, validación
170
APLICACIÓN DE UN MÉTODO ALTERNATIVO PARA DETERMINAR LA HUMEDAD
EN YERBA MATE UTILIZANDO MICROONDAS
O. E. Poiré, M.G. Acuña, M.E. Schmalko
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones
Felix de Azara 1552 – 3300 – Posadas – Argentina - e-mail: [email protected]
El objetivo del presente trabajo fue desarrollar un método alternativo para medir la humedad de la yerba
mate, utilizando un horno de microondas casero. De esta forma se tendrá un método rápido, fácil y
económico para medir la humedad, ya que el propuesto por IRAM (Instituto de Normalización y
Certificación de la República Argentina) requiere de aproximadamente 7 h y el de radiación infrarroja, utiliza
un equipo costoso.
Se utilizó yerba mate elaborada, empleando horno de microondas a diferentes tiempos y potencias, el método
ajustó seleccionando potencia de 400W durante 10 minutos con un %CV de 2,78, considerado aceptable.
Se ajustó una ecuación lineal para describir la relación existente entre ambos métodos, que resultó en: %
Humedad Microondas = 1,064 x % Humedad IRAM encontrándose una relación estadísticamente
significativa para el 99% del nivel de confianza. Los límites de confianza de la constante fueron ± 0,041.
Palabras clave: Yerba mate, humedad, microondas
EVALUACION DE LA INTENSIDAD DEL SABOR DE YERBA MATE CON
DIFERENTES TIPOS DE SECADO
Alexander F.; Gerhard M.; Galvagno R.
Empresa Yerbatera Campesino - e-mail: [email protected]
El presente trabajo consistió en evaluar la intensidad del sabor de muestras de yerbas provenientes de dos
sistemas de secados y estacionada durante un año.
Se utilizaron muestras de yerba canchada zafra 2007 secada en secadero rotatorio y barbacuá. Se molieron y
realizaron separaciones de las distintas fracciones (polvo, hoja, palo, cascara de palo); luego se realizaron
mezclas de los distintos componentes en distintas proporciones. Posteriormente, se realizaron ensayos
utilizando la forma tradicional de consumo (mateada) y otorgando puntuación a intensidad, duración, espuma
y amargor.
La intensidad de sabor fue muy similar en ambos casos existiendo una leve variación cuando se incrementó
el contenido de polvo, solo en ese caso se vio que la intensidad del sabor de la yerba de secadero rotatorio
aumentó. En el resto de las pruebas, no se vio una diferencia en el sabor de las muestras.
Palabras clave: Yerba mate, intensidad del sabor.
171
YERBA MATE EN SAQUITOS: IDENTIFICACION GENÉRICA DE MOHOS
ML Castrillo1, AB Tayagüi1, G Jerke1, MA Horianski1
Laboratorio de Microbiología, Modulo de Bioquímica y Farmacia, Facultad de Ciencias Exactas
Químicas y Naturales, UNAM. Mariano Moreno 1350, Posadas, Misiones. Argentina - E-mail:
[email protected]
La yerba mate en saquitos (YMSQ) es la yerba mate molida y envasada en bolsitas o saquitos. Es el producto
utilizado para preparar el mate cocido.
El objetivo del presente trabajo fue realizar la identificación genérica de hongos aislados en YMSQ
comercializada en Posadas, Misiones.
Se analizaron 22 muestras de YMSQ realizando la cuantificación fúngica y la caracterización genérica de
los mohos de acuerdo a claves taxonómicas disponibles.
Del total de las cepas fúngicas aisladas, 1,5 % correspondió a hongos levaduriformes y 98,5 % a hongos
filamentosos. El aporte relativo porcentual de los géneros de mohos identificados fueron: Aspergillus (83%),
Cladosporium (5,9%), Trichophyton (2,7%), Geotrichum (2,2%), entre otros.
En YMSQ se observó un predominio de hongos filamentosos, siendo el género Aspergillus el de mayor
incidencia, en concordancia con resultados de estudios previos en otras formas comerciales de yerba mate
(canchada, elaborada y compuesta) y en té negro.
Palabras claves: yerba mate en saquitos, identificación fúngica, mohos, Aspergillus
CONFIRMACIÓN DE ASPERGILLUS SECCIÓN NIGRI EN MUESTRAS DE YERBA
MATE POR MÉTODOS MICROBIOLÓGICOS Y MOLECULARES
ML Castrillo 1-2; MI Fonseca 2; MA Horianski 1; PD Zapata 2; G Jerke1
1
Laboratorio de Microbiología, 2Laboratorio de Biotecnología. Módulo de Bioquímica y Farmacia, Facultad
de Ciencias Exactas Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones, Posadas, Misiones,
Argentina. C.P. 3300 ([email protected])
Los mohos de Aspergillus sección nigri se encuentran distribuidos de forma ubicua y algunos de ellos son
utilizados a nivel industrial como fuente de enzimas extracelulares y ácidos orgánicos; y son considerados
potencialmente productores de ocratoxina A.
El objetivo de nuestro trabajo fue confirmar por métodos microbiológicos y moleculares mohos del género
Aspergillus sección nigri aislados de muestras de yerba mate.
Se aislaron 3129 cepas a partir de tres formas comerciales de yerba mate (canchada, elaborada y compuesta),
que presentaron características macro-micromorfológicas del género Aspergillus sección nigri (Klich, 2002),
y luego fueron confirmadas por amplificación por PCR de la región que comprende el ITS1, 5,8S e ITS2 del
ADNr con los primers ITS1 e ITS4 (White y col, 1990): ITS 1, 5’ TTCGTAGGTGAACCTGCGG; é ITS4, 5’
TCCTCCGCTTATTGATATGC..
Observándose que por ambos métodos analizados, todas las cepas pertenecieron a la sección nigri, pero en
ambos casos fue difícil identificar a nivel de especie, mostrando lo confusa y compleja que es la taxonomía
de Aspergillus sección nigri.
Palabras claves: yerba mate, Aspergillus sección nigri, identificación microbiológica, herramientas
moleculares.
172
DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE PALO DE LA YERBA MATE ELABORADA
CON PALO MEDIANTE ANÁLISIS DE LA IMAGEN
J. C. O. Hedman , L. O. Crotti, C. Xiscatti P.
Institución: Hedman Ingeniería, [email protected] Avenida Sarmiento 71, (3360) Oberá,
Misiones, Argentina.
El objeto de esta investigación ha sido determinar el contenido de palo en la yerba mate elaborada
con palo, mediante el análisis de su imagen.
Se elaboraron muestras patrones a partir de las cuales se realizó la adquisición de las imágenes con
un escaner de mesa, se desarrolló un programa de computación basado en la aplicación de técnicas de visión
artificial, se realizó la segmentación de hojas y palos, utilizando como características distintivas la
luminancia y la distribución de píxeles en el entorno.
Los resultados obtenidos dieron un error absoluto promedio de las seis muestras de 3,31%, lo que
demuestra que el método propuesto tiene una precisión similar o mejor al método de fibra cruda, con la
ventaja de la mayor velocidad de determinación, sin destrucción de la muestra y sin requerir personal técnico
especializado.
Palabras clave: imagen digital
DETECCIÓN DE I. dumosa EN YERBA MATE I. paraguariensis ELABORADA
MEDIANTE UN METODO MOLECULAR.
Barchuk M.L., Tiscornia M.M. y Zapata P.D.
Laboratorio de Biotecnología Molecular. Módulo de Farmacia y Bioquímica. Facultad de Ciencias Exactas,
Químicas y Naturales. Universidad Nacional de Misiones. Posadas, Misiones, Argentina.
[email protected]
Ilex dumosa suele mezclarse con la yerba mate (I. paraguariensis). Para diferenciarlas es factible utilizar
marcadores moleculares como las regiones ITS. El objetivo del trabajo fue determinar en porcentajes la
cantidad mínima detectable, utilizando cebadores específicos de la región ITS2 de I. dumosa, en una yerba
mate adulterada. Se trabajó según Giorgio et al., 2007 con hojas frescas, 13 marcas de yerba mate elaborada
y yerba canchada, se seleccionaron cebadores para la región ITS2 de I. dumosa y se modificaron la
concentración de MgCl2, la dilución del ADN y la Temperatura de hibridación. Posteriormente, se mezcló I.
paraguariensis con I. dumosa, 99g con 1g hasta 99,9999g con 0,0001g, respectivamente. Luego de la
estandarización de la PCR se obtuvo una detección de I. dumosa al 1%, cantidad que no fue detectada en los
paquetes testeados. Concluimos que los paquetes testeados no tiene cantidad suficiente de I. dumosa
detectables por este método.
Palabras claves: I. paraguariensis, I. dumosa, ITS2, PCR, MgCl2.
173
PERFIL MICOLÓGICO DE YERBA MATE SOLUBLE
AB Tayagui1, MV Silva1, ML. Castrillo1, GV Díaz1, MA Horianski1, CA Figueroa1, CI Serpp1, G. Jerke1
1
Laboratorio de Microbiología, Módulo de Bioquímica y Farmacia, Facultad de Ciencias Exactas Químicas
y Naturales, Universidad Nacional de Misiones, Posadas, Misiones, Argentina ([email protected])
La yerba mate soluble (YMSo) se obtiene a partir de un proceso denominado secado spray.
El objetivo del presente trabajo fue evaluar la contaminación micológica en YMSo.
Se analizaron 9 muestras de YMSo obtenidas de diferentes comercios de la ciudad de Posadas, Misiones. Se
realizó el recuento fúngico total, empleando el método de dilución en placas por diseminación en superficie
en medio de cultivo Hongos y Levaduras luego de 5 a 7 días de incubación a 28 ± 1 ºC. La identificación
genérica se efectuó en base a la macro-micromorfología de las colonias de acuerdo a claves taxonómicas.
Del total de cepas fúngicas aisladas el 22,3% correspondió a hongos levaduriformes y 77,7% a hongos
filamentosos, siendo el género Aspergillus (71,3%) el de mayor incidencia seguido de Penicillium (7.4%),
Fusarium (5,3%).
Los resultados obtenidos muestran elevada incidencia de hongos pertenecientes a géneros capaces de
biosintetizar micotoxinas.
Palabras claves: yerba mate soluble, contaminación micológica, identificación fúngica, hongos
levaduriformes, Aspergillus.
EVALUACION SENSORIAL Y FISICOQUIMICA DE PERSISTENCIA DE SABOR DE
YERBA MATE
A. Giménez1, M. Cladera2, M. Miraballes1, G. Ares1
1
Sección Evaluación Sensorial. Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Facultad de Química.
Universidad de la Republica (UdelaR). Av. Gral. Flores 2124. C.P. 11800, Montevideo, Uruguay.
2
Departamento de Calidad. Canarias S.A. Brigadier Gral. Juan A. Lavalleja, Km. 30500. Pando, Uruguay
[email protected]
Uno de los parámetros de calidad más importantes para el consumidor de yerba mate es su persistencia de
sabor. La intensidad de sabor y aroma de las infusiones obtenidas a partir de una porción de yerba mate
deben presentar variaciones mínimas a lo largo de las sucesivas extracciones. El objetivo del presente
trabajo fue evaluar el rendimiento de 3 marcas comerciales de yerba mate empleando técnicas sensoriales y
fisicoquímicas. Un panel de 20 jueces sensoriales entrenados evaluó la intensidad de amargor de 15
extracciones sucesivas de 30 g de yerba mate obtenidas con volúmenes fijos de agua a 65°C a intervalos
preestablecidos de tiempo. Además, se determinó el contenido de polifenoles de 15 extractos acuosos
obtenidos siguiendo un procedimiento similar. Los datos fueron analizados utilizando análisis de varianza y
métodos de regresión. La intensidad de amargor y el contenido de polifenoles disminuyeron
significativamente con las extracciones sucesivas, permitiendo detectar diferencias en el rendimiento de las 3
muestras evaluadas.
Palabras claves: yerba mate, polifenoles, persistencia de sabor
174
ANALISIS SENSORIAL DESCRIPTIVO DE YERBA MATE
A. Giménez1, M. Cladera2
1
Sección Evaluación Sensorial. Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Facultad de Química.
Universidad de la República (UdelaR). Av. General Flores 2124. C. P. 11800. Montevideo, Uruguay.
2
Departamento de Calidad. Canarias S.A. Brigadier Gral. Juan A. Lavalleja, Km. 30500. Pando, Uruguay [email protected]
Las características de sabor y aroma de la infusión de yerba mate son atributos clave en la aceptación del
consumidor. El análisis sensorial descriptivo permite obtener una descripción completa del producto, que
puede servir como base para determinar cuáles son los atributos de mayor importancia para el consumidor.
Considerando que Uruguay tiene el mayor consumo mundial per capita de este producto, importado en su
totalidad de Brasil o Argentina, esta información es de utilidad para la selección de la materia prima y
condiciones de proceso. El objetivo de este trabajo fue generar el perfil de sabor de seis marcas comerciales
del mercado uruguayo trabajando con un panel de 20 jueces sensoriales. Se seleccionaron seis descriptores
de sabor: aroma, impacto inicial, acidez, amargor, astringencia y persistencia de sabor. El análisis de varianza
permitió encontrar diferencias significativas entre las muestras en todos los descriptores. El análisis de
componentes principales mostro una alta correlación entre los descriptores de sabor, diferenciándose
claramente las muestras en los dos primeros componentes principales.
Palabras clave: análisis sensorial descriptivo, yerba mate, análisis de componentes principales
CALIDAD MICROBIOLOGICA DE YERBA MATE SOLUBLE
CA Figueroa1, CI Serpp1, AB Tayagüi1, MV Silva1, ML Castrillo1, GV Díaz1, MA Horianski1, G Jerke1
Laboratorio de Microbiología, Modulo de Bioquímica y Farmacia, Facultad de Ciencias Exactas Químicas y
Naturales, UNAM. Mariano Moreno 1350, Posadas Misiones.Argentina- E-mail: [email protected]
Yerba mate soluble (YMSo), es el producto en polvo resultante de la deshidratación de extractos acuosos de
la yerba mate.
El objetivo del presente trabajo es evaluar el contenido microbiológico de YMSo. Se analizaron 9 muestras
de YMSo comercializadas en Posadas, Misiones, Argentina. Se trabajó en base a la norma IRAM
20517:2007, realizando el perfil bacteriológico, mediante la cuantificación de bacterias aeróbias mesófilas
totales (BAMT), coliformes totales (CT), coliformes termotolerantes (CTT), detección de Escherichia coli y
el micológico con recuento diferencial de hongos y levaduras (RHL).
Los diversos recuentos microbiológicos presentaron valores en promedio para BAMT: 3,3 x 103 UFC/g; CT
y CTT: ausencia y RHL: 7,0 x 102 UFC/g.
Los resultados obtenidos indican que YMSo posee una contaminación bacteriológica y micológica menor a
la observada en otras formas comerciales (yerba mate elaborada en paquetes y en saquitos, yerba mate
compuesta).
Palabras claves: calidad microbiológica, bacterias mesófilas, coliformes, hongos, levaduras
175
EFEITO DA EMBALAGEM SOBRE A COR VERDE DA ERVA-MATE CHIMARRÃO
Kleber Berté1
PPGTA1. Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos. Universidade Federal do Paraná, Setor
de Tecnologia – Jardim das Américas Caixa Postal 19011 - CEP 81531-990 – Curitiba – PR – Brasil.
[email protected]
A embalagem e o tempo de estocagem influenciam na estabilidade dos alimentos. O objetivo deste trabalho
foi avaliar o efeito de diferentes embalagens plásticas sobre as mudanças de cor verde da erva-mate
chimarrão. A erva-mate foi embalada em porções de 500g em 2 diferentes tipos de embalagens, polietileno
tereftalato metalizado com polietileno laminado (PETmet/PE) e polipropileno biorientado metalizado com
polietileno laminado (BOPPmet/PE), estocada durante 180 dias a uma temperatura de 25° ± 1° C e umidade
relativa de 50%. A amostras foram analisadas em triplicata. As alterações de cor foram determinadas pelo
sistema CIELab. A coordenada (-a) referente à cor verde apresentou degradação de 27% para embalagem
PETmet/PE e 68% para embalagem de BOPPmet/PE durante 180 dias de experimento. A erva-mate
chimarrão apresentou maior estabilidade no atributo cor verde na embalagem PETmet/PE que apresenta
menor taxa de permeabilidade ao oxigênio e umidade. Nesse trabalho foi possível avaliar que para manter a
cor verde da erva-mate chimarrão é necessário que a embalagem apresente barreira contra a umidade e o
oxigênio, para melhor conservação do produto.
Palavras-chave: estabilidade, vida-de-prateleira, filmes plásticos
MÉTODO PARA DETECTAR MATERIAS EXTRAÑAS EN YERBA MATE
J. I. Portnoy1, A. I. Garbini1, M. de Nicola1
Instituto Nacional de Alimentos – ANMAT, Laboratorio de Microscopía, Estados Unidos 25 (C1101AAA)
CABA, Argentina. - e-mail: [email protected]
El objetivo del presente trabajo es modificar el método de flotación del AOAC con el objeto de estandarizar
la búsqueda de suciedades livianas en yerba mate de consumo.
Se debe primero determinar las materias extrañas por macroscopía (tamizaje) y luego se trata la fracción
tamizada con alcohol, calor, agitación mecánica, tween 80 y parafina líquida.
Se modifica el tipo y la cantidad de solventes y reactivos utilizados; se separan las fases por percolación.
Para validar los cambios introducidos, se introdujeron materias extrañas experimentalmente (fragmentos de
adultos y larvas de Lasioderma serricorne, pelos de rata/ón, plumas) en 20 submuestras de yerba mate de
diferentes marcas comerciales.
Se recuperó el 100% de los fragmentos introducidos. Se encontraron otras materias extrañas en las muestras:
ácaros, larvas enteras y fragmentos de otros insectos.
Se validó el método modificado para determinar materias extrañas en yerba mate; se continúan realizando
réplicas para otorgarle certeza estadística. En otros países el control de materias extrañas en yerba mate se
realiza regularmente y existe normativa sobre límites permitidos.
Palabras clave: yerba mate, materias extrañas, control.
176
CONTROL DE CALIDAD FARMACOBOTÁNICO DE “YERBA MATE” Y
ADULTERANTES NO CONGENÉRICOS
Maiocchi MG1, MR Téves2, ME Petenatti2, LA Del Vitto2, MV Avanza1 & EM Petenatti2
1.
Universidad Nacional del Nordeste/UTN, Corrientes, Argentina. 2. Universidad Nacional de San Luis,
Proyecto 22/Q016 SPU-ME, Av. Ejército de los Andes 950 – D5700HHW San Luis, Argentina. E-mail:
[email protected]
El alto valor económico de la “yerba mate” comercial (Ilex paraguariensis St.-Hil., Aquifoliaceae) ha
favorecido la adulteración con otras especies nativas de Ilex, “palo de yerba molido” y plantas exóticas, cuya
apariencia como producto terminado presenta semejanzas con la especie genuina.
El objetivo fue determinar caracteres micromorfológicos y parámetros micrográficos que permitan establecer
la genuinidad de muestras comerciales, aplicando métodos micrográficos cuali-cuantitativos sobre muestras
documentadas y estandarizadas, frente a patrones de cada droga vegetal. Los preparados fueron coloreados
con verde iodo-carmín alumbre y montados en gelatina glicerinada. Para el estudio de micrografía
cuantitativa, se realizó diafanización y se cuantificó número de estomas, índice de estomas, relación de
empalizada, número de islotes y de terminales de nerviación.
Se detectó la presencia de Mangifera indica L. (Anacardiaceae) y Ligustrum lucidum W.T.Aiton (Oleaceae).
Los caracteres morfoanatómicos y los parámetros micrográficos permiten contribuir al efectivo control de
calidad de muestras comerciales.
Palabras claves: control de calidad, farmacobotánica, Ilex paraguariensis, adulterantes
CLASSIFICAÇÃO DE AMOSTRAS DE ERVA-MATE DE ACORDO COM O SEU
ENVELHECIMENTO POR HS-SPME.
Hiram da Costa Araujo Filho1, Maria Elisa Gonçalves de Lacerda1, Maria Auxiliadora Coelho Kaplan2.
1
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro, campus Maracanã. Rua Senador
Furtado 121, Maracanã, Rio de Janeiro, Brasil – 20270-021. [email protected]
2
Núcleo de Pesquisas de Produtos Naturais – Universidade Federal do Rio de Janeiro. CCS, Bloco H, lha do
Fundão - Rio de Janeiro, Brasil- 21941-590.
O uso processos quimiométricos de reconhecimento de padrões tem sido muito difundido na classificação de
amostras de alimentos. Nesse âmbito, o método da Análise dos Componentes Principais (ACP) foi utilizado
para verificar a similaridade entre amostras de erva-mate cancheada com tempos de estocagem distintos a
partir do perfil de substâncias voláteis e semi-voláteis. Vinte e cinco amostras comerciais, com diferença de
três anos de estocagem entre si, foram analisadas nas mesmas condições por Cromatografia Gasosa, a partir
da técnica de Microextração em Fase Sólida com amostragem no Headspace (HS-SPME). As amostras foram
acondicionadas nas suas embalagens originais até o momento da análise. As áreas dos sinais de cinco
substâncias (ácido acético, (E,Z)-2,4-heptadienal, (E,E)–2,4-heptadienal, geranilacetona e β-ionona),
explicaram 95% da variância total do conjunto de dados. Resultados satisfatórios na distinção do
envelhecimento da erva, foram alcançados e por essa razão o método proposto tem potencial para ser
implantado em laboratórios de controle da qualidade a fim de verificar o prazo de validade da erva-mate
durante o período de estocagem.
Palavras-chave: erva mate, SPME, headspace, quimiometria, ACP, classificação.
177
178
CALIDAD HIGIÉNICO-SANITARIA DE YERBA MATE (Ilex paraguariensis)
ELABORADA EN SAQUITOS
Bordenave, S.A1 ; Duce, J. A.; Ybarra, L.R.
Laboratorio de Microbiología de Alimentos y Biotecnología “Dr. Fernando O. Benassi”
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Félix de Azara 1552. 3300-Posadas-Misiones.
1
[email protected]
Resumen
Debido a la necesidad de establecer parámetros de calidad higiénico-sanitaria para elaborar una Norma
IRAM de calidad microbiológica en Yerba Mate elaborada en saquitos, se analizaron 30 muestras
comerciales, procesadas según la Norma IRAM 20517. El 47 % de las muestras presentó recuentos de
aerobios mesófilos totales, hongos y levaduras menores de 100 UFC/g, valores considerados aceptables, el
16 % presentó valores superiores a 5.000 UFC/g de aerobios mesófilos totales y sólo una muestra, recuento
de hongos superiores a 5.000 UFC/g. Estos valores son considerados altos, según los parámetros ya
acordados en la Norma IRAM 20530 para Yerba Mate Elaborada. Se decidió investigar la presencia de
microorganismos potencialmente patógenos: Escherichia coli y Bacillus cereus. El recuento elevado de
aerobios mesófilos y la presencia de Bacillus cereus, indican que en algunas muestras se empleó Yerba Mate
con alto contenido de tierra en la elaboración del producto analizado, lo que podría generar un riesgo para la
salud de los consumidores.
Palabras clave: calidad microbiológica, yerba mate en saquitos, Escherichia coli, Bacillus cereus.
HYGIENIC-SANITARY QUALITY OF YERBA MATE (Ilex paraguarienses) TEA BAGS.
Abstract
Due to the need of establishing hygienic-sanitary quality parameters to prepare an IRAM Standard of
microbiological quality in yerba mate tea bags, 30 trademarks were analyzed, which were processed
according to the IRAM Standard 20517. Forty seven percent of the samples presented microorganism
recounts of total mesophilic aerobic, fungi and yeasts minor than 100 UFC/g, which are considered as
acceptable values. Sixteen percent presented values higher than 5.000 UFC/g of total mesophilic aerobic and
only one sample presented a recount of fungi higher than 5.000 UFC/g. These values are considered high,
according to the parameters for elaborated yerba mate given by the IRAM Standard 20530. The presence of
potentially pathogenic microorganisms: Escherichia coli and Bacillus cereus was determined. The high
recount of total mesophilic aerobic, the absence of E.coli and the presence of Bacillus cereus, indicate that in
some samples yerba mate was used with high contents of soil in manufacturing the analyzed product, which
could be a risk for consumers’ health.
Key words: microbiological quality, yerba mate tea bags, Escherichia coli, Bacillus cereus.
Introducción
La ausencia de una Legislación específica, [CAA, 2000] en cuanto a la calidad higiénico-sanitaria de Yerba
Mate, sus derivados y en particular de la Yerba Mate en saquitos, ha llevado a que en algunos casos se
emplee materia prima de menor calidad para su elaboración, con el objeto de reducir el costo final del
producto.
Desde el año 2002, realizamos investigaciones relacionadas con la Yerba Mate Elaborada, [Duce et al, 2005]
verde y canchada, los resultados fueron presentados a numerosos eventos nacionales e internacionales, en
particular a los Congresos de Yerba Mate [Cañete, et al., 2003; Duce, et al., 2003].
Los valores encontrados, evidenciaron que la calidad Higiénico-Sanitaria de Yerba Mate Elaborada de
distintas marcas; varía en gran medida según el establecimiento elaborador.
179
Con la Yerba Mate se prepara una infusión conocida en nuestra región como Mate Cocido, es una bebida de
gran consumo, y en general en todo el país que se consume alternativamente caliente o frío, en este último
caso aumenta aún más el riesgo sanitario debido a la proliferación de los microorganismos.
A fines de evaluar la calidad higiénico sanitaria de la Yerba Mate en saquitos para, con posterioridad
establecer parámetros de calidad, se realizaron las siguientes determinaciones: recuento de aerobios
mesófilos totales, recuento de hongos y levaduras y presencia de Escherichia coli y Bacillus cereus. [Ryu
Jee-Hoon et al, 2005].
Estos dos últimos microorganismos fueron analizados en las muestras de Yerba Mate en saquitos debido a
que los mismos ya fueron investigados en trabajos anteriores en Yerba Mate elaborada [Bordenave et al,
2006].
Materiales y Métodos
Se extrajeron muestras de distintas marcas comerciales de Yerba Mate elaborada en saquitos en diferentes
puntos de muestreo para la realización de las siguientes determinaciones: aerobios mesófilos totales, hongos
y levaduras, presencia de E. coli y Bacillus cereus, las cuales se procesaron en el Laboratorio de
Microbiología y Biotecnología “Dr. Fernando O. Benassi” de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y
Naturales; siguiendo normas establecidas por la Food and Drug Administration [FDA, 2001].
La metodología experimental fue la siguiente:
Se tomó una unidad analítica de 25 gramos y se homogeneizó en 225 ml de agua de peptona al 0,1%, luego
se realizaron diluciones seriadas y se sembraron en los medios correspondientes:
Para determinación de aerobios mesófilos totales se utilizó el medio Plate Count Agar, sembrándose en
profundidad e incubándose a 37 ºC durante 24 horas.
Para la determinación de hongos y levaduras se utilizó el medio H y L de laboratorios Britania; se realizó por
duplicado la siembra en superficie, y se incubaron las placas en estufa a 30ºC durante 3 a 5 días.
Para Bacillus cereus se utilizó el Medio Selectivo para Bacillus cereus de Laboratorios Britania; siembra en
superficie 2 placas por dilución. Las placas que evidenciaron colonias típicas de Bacillus cereus (de color
azul brillante rodeadas con un precipitado de yema de huevo del mismo color) fueron identificadas mediante
coloración, observación microscópica y pruebas bioquímicas: Voges Proskauer modificado para Bacillus
cereus, citrato, licuefacción de la gelatina, catalasa y desarrollo en CLNA al 7% [Logan y Turnbull, 2003].
Para determinación de Escherichia coli se utilizó la técnica descripta en la Norma IRAM 20517, [IRAM,
2006] y para confirmación se utilizó el medio Chromobrit de laboratorios Britania, las colonias positivas se
sometieron a tinción de Gram, observación microscópica y pruebas bioquímicas confirmativas de: Urea,
Indol, Motilidad, Citrato, Producción de H2S, MRVP (Rojo metilo Voges Prokauer) [Mac Faddin, 1980].
Resultados y Discusión
Del análisis de las 30 muestras de Yerba Mate Elaborada en saquitos de diferentes marcas adquiridas en
comercios de la provincia de Misiones, se obtuvieron los resultados expresados en la TABLA 1
De las muestras analizadas el 47 % presentó recuentos de: aerobios mesófilos totales y hongos menores de
100 UFC/g, valores considerados óptimos en cuanto a calidad higiénica sanitaria del producto.
El 16 % de las muestras presentó en los recuentos valores superiores a 5.000 UFC/g de aerobios mesófilos
totales y en el 4 % además se encontró recuentos de hongos superiores a 500 UFC/g.. Estos valores superan
los parámetros de calidad higiénica, acordados en la elaboración de la Norma IRAM 20530 para Yerba Mate
Elaborada por un Subcomité de expertos en Microbiología de Yerba Mate.
En las dos muestras (15 y 18) en las cuales se encontraron recuentos altos, se aislaron además cepas de
Bacillus cereus. En las muestras (7, 8, 14 y 20) también se aislaron cepas de Bacillus cereus.
No se detectó presencia de E. coli en ninguna muestra al igual que en té negro en saquitos [Jerke et al,2009].
Estos resultados están en concordancia con los resultados hallados en trabajos anteriores para Yerba Mate
Elaborada (60 muestras), Hierbas Sápido Aromáticas (40 muestras) [Bordenave et al, 2006] y Yerba Mate
Compuestas (20 muestras) [Duce et al, 2009] en todos los análisis no se aislaron cepas de Escherichia coli, a
pesar de encontrarse valores de aerobios mesófilos superiores a 10.000 UFC/gr y en algunos casos
coliformes fecales superiores a 100 UFC/gr.
180
TABLA 1.Calidad Higiénica Sanitaria de Yerba Mate en saquitos.
Muestras de Yerba Aerobios
Mate
Mesófilos Totales
Elaborada en
UFC/g
saquitos
Muestra 1.
140
Muestra 2.
420
Muestra 3.
480
Muestra 4.
40
Muestra 5.
60
Muestra 6.
40
Muestra 7.
2800
Muestra 8.
8500
Muestra 9.
10
Muestra 10.
6
Muestra 11.
0
Muestra 12.
0
Muestra 13.
320
Muestra 14.
1900
Muestra 15.
5500
Muestra 16.
0
Muestra 17.
0
Muestra 18.
6200
Muestra 19.
0
Muestra 20.
280
Muestra 21
410
Muestra 22.
70
Muestra 23.
2500
Muestra 24.
2700
Muestra 25.
30
Muestra 26.
1100
Muestra 27.
20
Muestra 28.
6500
Muestra 29.
6000
Muestra 30.
10
Bacillus cereus
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Positivo
Positivo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Positivo
Positivo
Negativo
Negativo
Positivo
Negativo
Positivo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Escherichia coli
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Negativo
Hongos y
Levaduras
UFC/g
350
210
410
0
50
480
240
0
60
0
210
70
25
185
4150
0
0
6000
0
260
260
65
280
480
0
320
0
0
0
0
En cuanto a Bacillus cereus, se encontró presencia en el 10 al 15 % de las muestras analizadas.
El hábitat natural del género Bacillus es el suelo, cepas de B. cereus fueron aisladas de aire, suelo, agua,
animales y vegetales deshidratados como especias [Martino et al, 2010].
La presencia de Bacillus cereus en Yerba Mate [Bordenave et al, 2006] está estrechamente relacionada con el
contacto con polvo circundante tanto en la cosecha como en la elaboración y almacenamiento, en depósitos
que en muchos casos, no reúnen las condiciones de higiene necesarias, en algunos establecimientos el
proceso se lleva a cabo en instalaciones con ventilación inadecuada, sin paredes laterales o sin ventanas.
La ausencia de Escherichia coli, se debe a las características del producto y a las condiciones higiénicas del
proceso. Se han detectado depósitos de Yerba Mate elaborada en los cuales las bolsas superiores de las
estibas se encontraban cubiertas de excremento de aves, también en los mismos es frecuente observar
presencia de roedores e insectos, a pesar de ello son poco los reportes de presencia de E. coli.
Esto puede deberse además, a que la Yerba Mate es un producto que durante el procesamiento es sometido a
altas temperaturas (bajo aw) lo que disminuye la carga microbiana, por lo que podemos inferir que la Yerba
Mate es un sustrato no favorable para la colonización de bacterias del grupo coliformes fecales y en especial
E. coli [Marucci et al, 2000].
Los valores superiores de hongos de 500 UFC/g hallados en el 4% de la muestras, pueden deberse a las
condiciones de estacionamiento del producto que no son controladas de manera estricta, al aumento relativo
de la humedad y temperatura en el estacionamiento de la Yerba Mate asociado a temperaturas ambientales
elevadas, favorece una proliferación de hongos.
181
Conclusiones
Los resultados presentan concentraciones de bacterias aerobias mesófilas totales y hongos altos en algunas
muestras, tal como se encontró en trabajos anteriores en Yerba Mate Elaborada y Compuesta, [Duce et al.,
2005] mientras más del 80 % de las muestras, presentan valores dentro de parámetros considerados normales
en la Norma IRAM 20530 [IRAM, 2004] para Yerba Mate Elaborada.
Los recuentos altos encontrados indicarían la falta de higiene que se detecta en algunos establecimientos.
Se aislaron cepas de Bacillus cereus en muestras que presentan recuentos de aerobios mesófilos totales
aceptables, lo cual nos demuestra que la presencia de los mismos puede deberse más a condiciones del
proceso, que a falta de higiene.
El aislamiento en sí de Bacillus cereus en muestras de Yerba Mate en saquitos, en tanto se encuentren en
bajas concentraciones, lo cual es predecible debido a la baja actividad acuosa que presentan las muestras, no
representa un riesgo alto, sobre todo si el producto se consume caliente o frío en el momento, el riesgo se
incrementa en el caso que las infusiones no se consuman en el día, lo que permitiría la proliferación de los
microorganismos.
Consideramos que debería establecerse una legislación que regule la calidad higiénico-sanitaria de los
productos elaborados en base a Yerba Mate.
Aún así, es importante destacar la ausencia de aislamientos de Escherichia coli, lo cual indica que en las
muestras analizadas, la contaminación de origen fecal estuvo ausente.
Referencias bibliográficas
Bordenave, S; Duce, J; Ybarra, L; Regalado, M; Kramer, L.. 2006. Investigación sobre la presencia de
Bacillus cereus en Yerba Mate elaborada. 4º Congreso Sudamericano de la Yerba Mate. 4º Reunión Técnica
de la Yerba Mate. 2º Exposición de Agronegocios de la Yerba Mate. En Libro de Actas del Congreso:.Pág. 90
-92.Posadas. Misiones .Argentina. ISBN: 13:978-987-23223-0-4.
Bordenave, S.; Ybarra, L; Duce, J; y Deganutto,S. 2006. Investigación sobre la presencia de
microorganismos patógenos en hierbas sápido aromáticas. En Póster Segundas Jornadas Científicas. Instituto
Universitario de Ciencias de la Salud. Fundación H.A. Barceló. Sede Santo Tomé. Secretaría de Ciencia y
Técnica.
Código Alimentario Argentino. CAA. 2000. Artículo 1194-1198. Ediciones La Rocca. Buenos Aires,
Pag.348-349.
Cañete, L.A; Duce, J.A.; Ybarra; L.R; Bordenave, S. A. 2003. Correlación del contenido de humedad y
cenizas con la calidad microbiológica de la Yerba Mate durante su proceso de elaboración .En Libro de
Actas del Congresso Sul-Americano Da Erva Mate. Chapecó/SC- Brasil. Sección 2.31. Pág.1-6.
Duce, J.A; Ybarra, L.R; Cañete, L., A; Bordenave, S.A. 2003. Correlación de las cenizas y humedad de hojas
de Yerba Mate y la calidad microbiológica de Yerba Mate elaborada. En Libro de Actas del Congresso SulAmericano Da Erva Mate. Chapecó/SC- Brasil. Sección 2.32. Pág. 1-5.
Duce, J.A; Bordenave, S.A; Ybarra, L. R. 2005. Propuesta de Parámetros de Calidad Higiénico Sanitaria
para Yerba Mate Elaborada. En CD. X Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Apertura
a nuevos procesos, productos e ideas: camino al futuro. 1er Simposio Internacional de Nuevas Tecnologías.
Mar del Plata. Argentina. ISBN 987-22165-1-7. Pág-1675-1682.
Duce,J; Bordenave, S; Ybarra, L. 2009 Presencia de colonias de Bacillus cereus y Staphyloococcus aureus en
Yerba Mate Compuesta. En CD Congreso XII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos.
CYTAL Concordia- Entre Ríos. ISBN: 978-987-22165-3-5. Área Microbiología de Alimentos. Sección 14.4.
Food and Drug Administration. FDA. 2001.Bacteriological Analytical Manual. Washington, D.C
Jerke,G.; Bargardi, S; Medvedeff, Martha; Gonzáles Suarez, E. 2009. Calidad Microbiológica de Té Negro
en Dos Formas Comerciales: en Hebras y en Saquitos En Revista Ciencia y Tecnología.
Nº 12 FCEQyN-UNaM [ISSN: 1851-7587]. Pág. 52-57.
Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. 2004. NORMA IRAM 20530.Yerba Mate Elaborada.
Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. 2006. IRAM 20517.Yerba Mate canchada y Yerba
Mate elaborada.
182
Logan, N.A.and Turnbull P.C.2003. Bacillus and other aerobic endospore-forming bacteria. In P.R.Murray;
E.J.Baron, J.H.Jorgensen,M.A.Pfaller and R.H.Yolken(ed.).Manual of Clinical Microbiology ASM
Press.Washington, D.C. p.445- 460.
Mac Faddin, Jean F. 1980.En Libro Pruebas Bioquímicas para la Identificación de Bacterias de Importancia
Clínica. Edición Panamericana.
Martino, Tamara K.; Leyva, V; Puig, Y; Machin, M; Aportela, N; Ferrer, Y. 2010. Bacillus cereus y su
implicación en la inocuidad de los alimentos: Parte I. En Revista Cubana de Salud Pública. [on line]. Ciudad
de la Habana. Vol.36, n.1, ISSN 0864-3466. Pág. 128-138.
Maruci, R.S; Jerke;G; Naidich, A.;Knass,P. 2000. Estudio Bacteriológico en Yerba Mate Envasada
comercializada en la ciudad de Posadas. Provincia de Misiones. Argentina. En Libro de Actas del 2°
Congreso Sul Americano da Erva Mate, 3° Reuniao Ténica da Erva Mate. Encantado R.G. do Sul. Brasil.
Pág.162-165.
Marucci, R.; Kanzig, R; Sartori,P; Kotlar, C.2003.Evaluación de la Flora Fúngica presente en Yerba Mate
estacionada en galpones calefaccionados. En Libro de Actas 3er Congreso Sul Americano da Erva Mate.
Chapecó. SC. Brasil. Sección 2.33. Pág. 67.
Ryu, Jee-Honn; Hoikyung kim; Beuchat, Larry R. 2005. Spore Formation by Bacillus cereus in broth as
affectec by temperature, Nutriente Availability, and Manganese. In Journal of Food Protection. Vol. 68. Nº 8.
Pág. 1734-1738.
183
VALIDACIÓN DE MÉTODOS PARA MEDIR SÓLIDOS SOLUBLES EXTRAÍDOS
DURANTE EL CONSUMO DE YERBA MATE EN FORMA DE MATEADA
Viera, C. R., Sabbatella, O. P
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. UNaM. Félix de Azara 1552. (3300) Posadas, Misiones.
Argentina. E-mail: [email protected]
Resumen
La Yerba Mate es consumida principalmente en forma de mateada, no existiendo método validado
para medir especies químicas así extraídas. Objeto del trabajo: proponer un método que se pueda validar para
medir sólidos durante la mateada en función del volumen de agua extraída. Se ensayaron muestras de yerba
mate de marca comercial, en tres alternativas del método, con 5 repeticiones. Se colocaron 50 g de yerba
mate en un vaso de precipitados de 200 ml con una bombilla conectada a un kitasato con una trampa de
vacío, produciendo succión, fueron medidos los sólidos extraídos, recogiendo alícuotas de 100 ml, luego
llevados a estufa hasta peso constante y pesados, se expresaron como sólidos (g) en función del volumen
(ml).
Con la seleccionada se hicieron 30 repeticiones, sobre la misma muestra, se obtuvo un coeficiente de
variación cercano al 10%, concluyendo que el método es aceptable.
Palabras Claves: yerba mate, extracción, validación
VALIDATION OF METHODS FOR MEASURING SOLUBLE SOLIDS TAKEN DURING THE
USE OF YERBA MATE IN FORM OF MATEADA
Abstract
Yerba Mate is consumed mainly in the form of mateada, and doesn’t exist validated method for
measuring chemical species and learned. Scope of work: to propose a method that can be validated for
measuring solids during mateada according to the volume of water extracted. Samples were tested trademark
mate in three alternative methods, with 5 repetitions. Were placed 50g of yerba mate in a beaker of 200 ml
with a bulb connected to a filter flask with a vacuum trap, producing suction, the extracted solids were
measured, collecting aliquots of 100 ml, then brought a stove until constant weight and heavy, expressed as
solids (g) according to the volume (ml).Were selected with 30 repetitions on the same sample yielded a
coefficient of variation of about 10%, concluding that the method is acceptable.
Keywords: yerba mate, extraction, validation
Introducción
La forma más tradicional y popularmente difundida de consumo de la yerba mate es el “cebado de
mate” o “mateada” el cual consiste en un recipiente que puede ser de madera o calabaza en donde se coloca
yerba mate y una bombilla, en más raras ocasiones el recipiente puede ser de loza o metal, como se lo
observa en ciudades como Buenos Aires y sur de la Argentina. Pueden ser de variados volúmenes. Se pueden
ver mates de unos 50 o 60 ml, como el citado mate de metal, o más comúnmente de 120, 150 ml, como los
de madera, muy usados en la región noreste de Argentina, Paraguay y Uruguay, y de mayores tamaños,
como los que se ven el sur del Brasil, que pueden albergar 300 o 500 ml de volumen. El consumo de mate en
forma de mateada esta difundido en los países del MERCOSUR (Argentina, Paraguay, Brasil, Uruguay).
Existen diversas normas que recomiendan diferentes metodologías para el control de calidad de la
Yerba Mate para su consumo en forma de mateada (IRAM 20540-1). No existe una forma de validada para
medir la cantidad de sólidos solubles extraídos durante la mateada
El objeto de este trabajo es proponer un método analítico, a fin de cuantificar la cantidad de sólidos
extraídos durante la cebada de mate. Un método validado, es decir lo suficientemente probado y conocidos
sus márgenes de error
184
Materiales y Métodos
Las muestras de yerba mate consistieron en paquetes de 1 kg de 2 marcas conocidas (denominadas A y
B), adquiridas en un supermercado de la ciudad de Posadas.
Previamente se procedió al homogeneizado de las muestras de la siguiente forma: el contenido de cada
paquete se mezcló en un recipiente, luego se procedió a un cuarteo del mismo y luego se tomaron alícuotas
de 50 g sobre las cuales se realizaron los ensayos.
El método que se utilizó, es el método de Mateado, el cual ha sido citado en varias publicaciones y
trabajos científicos. (Ramallo et al.1998; Pokolenko 2003; Pokolenko, J.J y Schmalko, M.E. 2005;
Sabbatella.O.P.2008).
Este consistió en colocar 50 g. de yerba mate en un vaso de precipitados, de 200 ml provisto de una
bombilla conectada mediante una manguera a un kitasato y a una trampa de vacío, a efectos de producir
succión en la bombilla, simulando la mateada. Se agregó, al vaso con yerba mate, aproximadamente 20 ml de
agua destilada a 70 ºC (IRAM 20540-1, 1997) y se la dejó actuar durante 20 segundos. Se conectó la trampa
de vacío, produciendo succión durante 20 segundos, forzando a la solución de sólidos solubles en agua a
pasar al kitasato. A continuación, se agregó agua caliente repitiendo la operación, hasta recolectar unos 100
ml aproximadamente, los que una vez medido su volumen se llevaron a un pesa filtros de aluminio de 200 ml
de capacidad, previamente tarado. Luego, se realizó el mismo procedimiento recolectando los siguientes 100
ml, y así hasta alcanzar un volumen total de 700 ml, divididos en alícuotas de 100 ml cada una. De este
modo se recogieron 7 fracciones, de 100 ml cada una, que se llevaron a estufa a 103 ± 2 ºC, hasta peso
constante (fig 1).A este Método se lo denominó Método I.
A continuación al método previamente descrito se le realizaron modificaciones. La primer
modificación consistió en agregar al principio, en la primera cebada, un volumen de 50 ml de agua a 70 ºC y
luego continuar la experiencia en la forma antes descripta, Método 2. La segunda fue armar un dispositivo
por medio de una bureta de 100 ml para agregar el agua siempre en el mismo lugar, Método 3
Los resultados obtenidos (gramos de sólidos obtenidos en cada alícuota) fueron ajustados a la
siguiente ecuación (Pilosoff et al.1985), con la que se determinaron las constantes a y b
p=
a.b
b+v
(1)
v= volumen de agua recogida
p= peso de sólidos solubles extraídos
a= constante = total de sólidos solubles extraídos durante una mateada.
b= constante = volumen de agua necesario para obtener la mitad de los sólidos solubles totales
(a/2)
En la figura 1 se muestra el dispositivo utilizado para extraer los volúmenes antes mencionados,
y luego cuantificar los sólidos solubles resultantes en la forma descrita.
185
Fig. 1 Dispositivo utilizado para la extracción de sólidos en solución
Resultados y Discusión
Se ensayó la muestra A con el método 1, con 6 repeticiones (Tabla 1), luego se ensayo la
otra muestra, muestra B, otra marca comercial, con cada uno de los 3 métodos con 5 repeticiones en cada
caso (Tablas 3, 4, 5,6 y 7).
Se observa una gran dispersión de resultados, de acuerdo a la denominada Gráfica de
William Horwitz (Horwitz, W 1982), que relaciona coeficientes de variación de concentraciones de solubles
en alimentos, etc. Se hace evidente que entre la serie de medidas correspondientes a las cebaduras existen
importantes variaciones en la intensidad del parámetro, sólidos solubles, involucrado, el peso de sólidos
solubles extraídos, debido quizás a la dificultad para lograr condiciones bajo control. Por lo tanto tomamos
las 3 experiencias más significativas
Fueron medidos los sólidos extraídos en función del volumen, estos fueron volcados en las
siguientes tablas
Tabla 1: Sólidos solubles obtenidos en función del volumen para la muestra A utilizando el método 1
Volumen
(ml)
Sólidos
solubles (g)
Desvío
Standard
Coeficiente de Variación (%)
100 5,00
0,69
13,86
200 7,91
0,79
10,03
300 9,82
0,75
7,60
0,66
0,58
0,41
0,48
1,14
71,63
5,95
4,79
2,73
2,96
5,95
24,60
400
500
1000
1500
a(g)
b(ml)
11,17
12,18
14,89
16,10
19,23
291,17
186
Se observa una gran dispersión de resultados.
Tabla 2: Sólidos solubles obtenidos en función del volumen para la Muestra B con el método 1
Volumen (ml)
100
200
300
400
500
600
700
a(g)
b(ml)
Sólidos solubles
(g)
2,90
5,08
6,78
8,16
9,30
10,26
11,07
21,89
615,69
Desvío
Standard
0,57
0,82
0,92
0,93
0,91
0,86
0,80
2,62
240,33
Coeficiente de Variación (%)
19,54
16,17
13,54
11,44
9,74
8,34
7,21
11,96
39,03
Se sigue observando mayor dispersión de resultados, los coeficientes de variación porcentual toman valores
muy grandes.
Tabla 3: Sólidos solubles obtenidos en función del volumen para la Muestra B con el método 2
Volumen
(ml)
100
200
300
400
500
600
700
a(g)
b(ml)
Sólidos solubles
(g)
4,06
6,62
8,39
6,69
10,69
11,48
12,12
18,24
355,26
Desvío
Standard
0,46
0,58
0,61
0,60
0,58
0,56
0,54
0,88
61,75
Coeficiente de Variación (%)
11,36
8,83
7,23
6,15
5,42
4,84
4,46
4,83
17,38
Con este método se mejora un poco la certidumbre de los resultados
Tabla 4 Sólidos solubles obtenidos en función del volumen para la Muestra B con el método 3
Volumen
(ml)
100
200
300
400
500
600
700
a(g)
b(ml)
Sólidos
solubles
(g)
3,68
6,10
7,81
9,09
10,08
10,87
11,52
18,43
424,08
Desvío
Standard
0,56
0,79
0,89
0,92
0,932
0,92
0,91
1,14
8680
Coeficiente de Variación (%)
15,40
13,04
11,39
10,17
9,24
8,51
7,92
6,18
20,47
Se decide investigar más el método 2, para lo cual se aplica sobre otra muestra este método repitiéndolo 30
veces utilizando la misma muestra, siendo los resultados los que están a continuación en la tabla 5
187
Tabla 5 Sólidos solubles en función del volumen repitiendo la misma medición 30 veces (muestra B)
Volumen
(ml)
Sólidos
solubles (g)
Desvío
Standard
Coeficiente de Variación (%)
100
4,11
0,42 10,32
200
6,90
0,58 8,33
300
8,84
0,64 7,27
400
500
1000
1500
a(g)
b(ml)
10,20
11,12
11,88
12,48
18,71
343,97
0,73
0,75
0,73
0,69
1,18
52,39
7,20
6,76
6,10
5,54
6,30
15,23
Gráfico peso en funcion volum en ec 1
14,1
Peso (g)
12,1
10,1
8,1
6,1
4,1
0
200
400
Volum en (m l)
600
800
Fig 2 Peso obtenido en función del Volumen
Conclusión
En general los métodos ensayados muestran una gran dispersión en la medición de sólidos solubles
(incertidumbre), con las modificaciones introducidas se logra mejorar el coeficiente de variación observado.
Se puede observar que al aumentar el número de repeticiones se mejora notablemente el coeficiente de
variación porcentual con lo que el método resulta más confiable
Referencias Bibliográficas
Horwitz Williams, 1982 Evolutions of Analytical Methods Used for Regulations of Foods and Drugs. FDA
Norma IRAM 20540-1. 1997. Yerba Mate Materiales y procedimientos a utilizar en la determinación de los
caracteres organolépticos de la yerba mate, bajo forma de mate. Instituto Argentino de Racionalización de
Materiales
Pilosof, A. M. R.; Boq uet, R. y Bartholo mai, G.B.1985 . Kin eti cs of w at er upt ak e by food
powders. Journ al of Food Sci en ce 50, 2 78 -283.
Pokolenko, J.J. 2003. Variaciones en los contenidos de cafeína y extracto acuoso y su velocidad de
extracción de la yerba mate en diferentes épocas del año, Tesis de Maestría, FCEQyN, UNAM.
Pokolenko, J.J y Schmalko, M.E. 2005. Variaciones de la cafeína y el extracto acuoso en la yerba mate en
diferentes épocas del año. Revista de Ciencia y Tecnología. Año 7, Nº 7b, p 49.
Sabbatella, O.P. 2008. Extracción de solubles de la yerba mate: Influencia de la mezcla, FCEQyN, UNAM.
188
189
COMPOSICIÓN QUÍMICA
190
191
VALORACIÓN DE FLUORURO, IODURO Y CLORURO EN EXTRACTO ACUOSO DE
YERBA MATE
J.E.Miño1, S.García1, S. Serdiuk1 , T. Tannuri1, M. Cantero2 M., C. Tannuri2,
1
Facultad de Ingeniería –UNaM- Rosas 325. Oberá Misiones Argentina. Tel. 03755-422169 int. 119.
Laboratorio de Materiales Cátedra de Química. Email: [email protected]
2
Becarios del Prasy INYM. Laboratorio de Alimentos. Dirección de Saneamiento Ambiental. Ministerio de
Salud Pública de Misiones Argentina.
El objetivo del trabajo fue determinar el porcentaje de la Ración Diaria Admitida (% ADR) de fluoruro
ioduro y cloruro, cubierto por la ingesta de 2 mateadas completas de 50 g yerba y 500 mL de agua c/u.
Se extrajeron muestras de 38 marcas y variedades comerciales de yerba, simulando sus formas habituales de
consumo, en frío y en caliente. Las concentraciones de halogenuros se midieron con electrodos de ión
selectivo.
Los valores medios de fluoruro y cloruro en el extracto acuoso caliente respecto del frío, presentaron
diferencias significativas, mientras que el ioduro no las presentó.
Los % ADR cubiertos por el fluoruro, ioduro y cloruro para personas de 0 a 90 años fueron de (128,5 a 22,5),
(46,6 a 28) y (6,3 a 5,3) respectivamente. En ningún caso los (% ADR) recomendados fueron superados. Esta
infusión podría ayudar a prevenir enfermedades endémicas originadas por la carencia de fluoruro y ioduro
Palabras claves: yerba mate, fluoruro, ioduro, cloruro, nutrición
EFECTO DEL CONTENIDO DE HIERBAS AROMÁTICAS SOBRE LA ASTRINGENCIA
EN YERBA MATE COMPUESTA
D.E. Ortiz1, B. del V. Argüello1, G.P. Scipioni1
1
Facultad de C.E.Q. y N. – Universidad Nacional de Misiones, Felix de Azara 1552 – 3300 –
Posadas – Argentina - [email protected]
El objetivo del presente trabajo fue estudiar el efecto del agregado de diferentes hierbas sobre la
astringencia de la yerba mate compuesta. Se utilizó el método de comparación por pares
(direccional) y un panel de once catadores entrenados. Cada par estuvo constituido por un mate con
la mezcla yerba mate-hierba: boldo; manzanilla; menta; tilo; cedrón; peperina; incayuyo y poleo, a
la mayor concentración que no resultaba desagradable, y otro con yerba mate únicamente. Los
resultados obtenidos indicaron que las hierbas no alteran la astringencia del producto, con
excepción de manzanilla (10%) y peperina (12%). Estas hierbas presentaron menor contenido de
fenoles totales (FC): 2,68g/100g y 3,43 g/100g respectivamente contra 16,45g/100g de la yerba
mate. Las hierbas restantes se utilizaron en cantidades menores en las mezclas y dieron valores más
altos de FC, lo que podría explicar que las diferencias no fueran percibidas.
Palabras claves: hierbas aromáticas, astringencia, fenoles totales, yerba mate.
192
EXTRACCIÓN DE CAROTENOS TOTALES EN YERBA MATE
G.P. Scipioni1, S.C. Hapke1, B. del V. Argüello1
1
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones
Felix de Azara 1552 – 3300 – Posadas – Argentina - [email protected]
El objetivo del presente trabajo fue seleccionar un solvente para extraer carotenos en yerba mate.
Las muestras consistieron en yerba mate sapecada y molida. Porciones de 1g se extrajeron durante
24 h con 10 ml de hexano, acetona, cloroformo, cloruro de metileno o etanol. La extracción se
repitió con mezclas de hexano y cada solvente en proporciones 1:3; 1:1 y 3:1. Luego se sonicó,
filtró, evaporó y disolvió cada extracto en cloroformo. En columna de MgO: Tierra de diatomeas
(1:1) se separó la fracción amarilla con cloroformo. El espectro entre 350 y 550 nm mostró bandas
típicas del β-caroteno. Los extractos obtenidos con los solventes puros, cloroformo y cloruro de
metileno, presentaron los valores mayores de Absorbancia. Los extractos en etanol mostraron menor
Absorbancia, al igual que los obtenidos con las mezclas hexano-solventes. Se concluye que el
Cl3CH o el Cl2CH2 serían los adecuados para extraer carotenos en yerba mate.
Palabras claves: carotenos, solventes de extracción, yerba mate.
DETERMINACIÓN DE NUCLEIDOS EMISORES GAMMA EN YERBA MATE
Montes M. L.,1,2 Demarchi S.,3 Bibiloni A.,1 Errico L.,1,2,4 Taylor M. A., 1,2 Sives F.,2 y Desimoni J.1,2
1
Grupo de Investigación y Servicios de Radioactividad en Medio Ambiente, Departamento de Física,
Facultad de Ciencias Exactas – UNLP - e-mail: [email protected]
2
Instituto de Física de La Plata - CONICET. CC 67, 1900 La Plata
3
Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos
4
Universidad del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires
La determinación de la radioactividad presente en alimentos es importante para establecer la dosis a la que
está sometida la población y fijar niveles guía para nucleídos naturales y artificiales. En este marco,
presentamos la determinación de actividades de emisores gamma presentes en yerba mate de consumo
masivo. Se usó un espectrómetro gamma de alta resolución y eficiencia. Se estudiaron las fracciones hoja,
palo y polvillo y muestras procesadas en condiciones que simulan una cebada.
La mayor contribución a la actividad está originada en el isótopo natural 40K (40-510Bq/L), mientras que la
de los nucleídos de las cadenas de U y del Th resultó por debajo del límite de detección. En algunas muestras
se observaron trazas de 137Cs (antropogénico). La actividad de 40K está correlacionada con la cantidad de
palo. Luego de la extracción, la concentración de 40K permanece constante mientras que la de Cs está por
debajo del límite de detección.
Palabras claves: yerba mate, radioisótopos, espectroscopía gamma
193
ELEMENTOS MINERALES EN YERBA MATE (ILEX PARAGUARIENSIS SAINT HILL)
Ybarra, L. Viera C.
Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. UNaM Félix de Azara 1552 (3300) Posadas Misiones.
Argentina E mail: [email protected]
El objetivo de este trabajo fue evaluar la concentración de macro y micro componentes minerales en cenizas
de Yerba Mate, teniendo en cuenta sus atributos nutricionales potenciales.
Las 53 muestras de Yerba Mate elaborada corresponden a la región sur de la Provincia de MisionesArgentina y se utilizó espectrofotometría de absorción atómica con llama- FAAS para la determinación de P,
K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu y Zn.
En general, la concentración media de los minerales evaluados se encuentra dentro los límites y valores
tolerables para su ingesta diaria.
Los resultados obtenidos reflejan las características de la zona geográfica, condiciones geoclimáticas,
actividad antropogénica, y de elaboración entre otros factores.
Las diferencias observadas, con respecto a los valores reportados por otros investigadores, se atribuyen a
discrepancias en las condiciones climáticas y edáficas de la zona de cultivo.
Palabras claves: yerba mate, minerales, absorción atómica.
194
A BUSCA DE IMPRESSÃO DIGITAL METABOLÔMICA EM FOLHAS DA ERVA-MATE –
EFEITO DE SOLVENTE EXTRATOR
Ieda Spacinio Scarminio1, Fernanda Delaroza1, Leandro J. S. Duo1, Miroslava Rakocevic2
1
Universidade Estadual de Londrina - UEL, Departamento de Química, Laboratório de Quimiometria em
Ciências Naturais, Rodovia Celso Garcia Cid km 380, 86051-980 Londrina, Paraná, Brasil, e-mail:
[email protected], [email protected], [email protected]
2
Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, Rodovia Celso Garcia Cid km 375, 86047-902 Londrina, Paraná,
Brasil, e-mail: [email protected]
Resumo
O objetivo do trabalho foi realizar uma análise exploratória do extrato bruto das folhas da Ilex paraguariensis
St. Hil (erva-mate) por métodos quimiométricos, visando obter subsídios para o desenvolvimento da impressão
digital metabólica, diferenciando dois ambientes de cultivo de plantas e dois sexos desta espécie. As folhas
foram coletadas na onda de crescimento que ocorre na primavera em plantas clonais de dois sexos, cultivadas
no mesmo sistema agroflorestal, sob sombreamento de 70% e nas clareiras. Na escolha do solvente extrator
usou-se um planejamento estatístico de mistura tipo centróide simplex de quatro componentes (etanol, acetato
de etila, diclorometano e hexano). Nos espectros no infravermelho com transformação de Fourier (FTIR)
associados à análise de componentes principais (ACP), diferenciaram-se grupos metabólicos para o efeito de
ambiente luminoso de cada sexo, quando a o solvente extrator foi mistura quaternária.
Palavras chave: ambiente luminoso, dimorfismo sexual, erva-mate, grupos metabólicos, quimiometria.
DETECTION OF THE METABOLIC FINGERPRINT IN YERBA-MATE LEAVES –
EXTRACTION SOLVENT EFFECT
Abstract
The aim of this work was to conduct an exploratory analysis of the yerba-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.)
leaf crude extracts by the chemometric methods, aiming at obtaining the tools for the metabolic fingerprint,
differencing two light environments and two genders of this species. The leaves were collected during a spring
growth on clone plants of two genders, cultivated in agroforestry system in two light regimes: ones under the
70% of shade and others at sunny areas. The statistical planning of simplex-centroid design with four
components (ethanol, ethyl-acetate, dichloromethane, and hexane) was used to choose of the extraction solvent.
Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and principal component analysis (PCA) shown the
differentiation in metabolic groups for the light environment and yerba-mate sex effects, when the applied
solvent was the quaternary mixture.
Key words: chemometry, light environment, metabolic groups, sexual dimorphism, yerba-mate.
Introdução
Ilex paraguariensis St. Hil. (erva-mate) é uma espécie Sul-americana, arbórea, dióica, originada de
florestas subtropicais. No seu habitat natural ela ocupa o primeiro estrato que se encontra abaixo de
Angustifolia angustifolia, atingindo a altura de 15m. Erva-mate é considerada uma espécie umbrófila
(Carpanezi 1995). Devido o seu uso para produção de diferentes tipos de bebidas, as plantas são podadas no
segundo ou terceiro ano. Por isso hoje raramente encontramos os indivíduos em crescimento livre, os que
atingem a altura máxima e a forma não alterada por poda, com a exceção de algumas matrizes fêmeas, deixadas
esporadicamente na borda de sistemas tradicionais agroflorestais, para a produção de sementes.
A bebida produzida de erva-mate possui as características medicinais, de ação hipocolesterolêmica,
hepatoprotetora, estimulante do sistema central nervoso, diurética, beneficiária para sistema cardiovascular,
recomendável para regime contra obesidade, com alta capacidade antioxidante e associada à prevenção até
195
causa de alguns tipos de câncer (Heck e Mejia, 2007). As folhas são ricas em xantinas (cafeína, teobromina e
teofilina), ácido clorogênico, saponinas e minerais.
O crescimento de erva-mate é rítmico, com duas ondas de crescimento que ocorrem na primavera e
outono e duas pausas de crescimento (verão e inverno) – (Rakocevic et al., 2006a). O crescimento é
geneticamente determinado e modificado por ambiente (Rakocevic e Martim, 2010). As modificações de
morfogênese exercitadas pelas influências ambientais são mais pronunciadas quando as plantas são cultivadas
sob um sistema que é menos parecido com o habitat natural desta espécie (monocultura), do que quando
cultivadas em sub-bosque de floresta com A. angustifolia (Rakocevic e Martim, 2010). A erva-mate apresenta
maior plasticidade morfogênica em monocultura do que na floresta e os indivíduos masculinos são mais
sensíveis nas modificações ambientais do que os femininos (dimorfismo sexual morfológico), especialmente
em monocultura.
Ambiente luminoso e sexo mostraram o seu efeito no sensorial de chimarrão - a bebida preparada com
folhas oriundas de plantas masculinas foi menos amarga do que das femininas, particularmente quando
coletadas das ponteiras dos ramos (Rakocevic et al., 2007), ou em monocultura comparada com floresta
(Rakocevic et al., 2008), porém, o dimorfismo sexual não foi evidenciado em conteúdo geral de macro- e
micro-elementos (Rakocevic et al., 2007). Devido ambigüidade na análise rotineira de metabólitos específicos,
começou-se com a análise metabolômica, por meio da “impressão digital dos metabólitos”. O experimento
metabolômico (amostragem, preparação da amostra, instrumentação analítica e preparação e interpretação dos
dados), tem como objetivo obter informação biológica relacionada ao metaboloma. O metaboloma representa
uma série completa de todos os metabólitos que existem em uma espécie biológica (Ellis e Dunn, 2005). Na
análise metabolômica o objetivo é analisar tantos metabólitos quanto possível em uma única análise, e sendo
assim, o extrato não é usualmente purificado, em contraste com os procedimentos de rotina usados para análise
de metabólitos específicos.
Na abordagem de impressão digital dos metabólitos, um ou dois marcadores ou componentes
farmacológicos ativos de plantas ou mistura de plantas são correntemente empregados no intuito de avaliar a
qualidade e autenticidade de plantas medicinais, para identificar uma espécie ou mistura de espécies vegetais e
para obter a quantificação desses componentes (Liang,et al., 2005). Este tipo de determinação não fornece um
parâmetro completo, pois os efeitos terapêuticos muitas vezes são alcançados por múltiplos constituintes, os
quais podem agir sinergicamente e dificilmente podem ser separados em “partes ativas”. Atualmente, muitas
técnicas cromatográficas e espectrométricas são aplicadas para obter este tipo de resposta, já que neste caso o
perfil cromatográfico ou espectroscópico inteiro seria tomado como “composto ativo” (Zhang, et al. 2005; Yan
et al., 2005).
O objetivo do trabalho foi realizar primeiros passos na análise exploratória do extrato bruto das folhas da
erva-mate por métodos quimiométricos, visando obter subsídios para o desenvolvimento da impressão digital
metabólica, diferenciando dois ambientes de cultivo de plantas e dois sexos desta espécie.
Material e métodos
As plantas de erva-mate foram cultivadas no sistema agroflorestal (SAF) de indústria ‘Baldo’, em São
Mateus do Sul (25°52'26"S e 50°22'58"W), Paraná, Brasil. Elas originaram de estaquias produzidas de duas
árvores, cada uma de sexo oposto (matrizes registradas na indústria como M9 e F5). As duas árvores originárias
(macho e fêmea) foram encontradas em SAF’s da mesma região.
As plântulas ’clonais’ da erva-mate foram plantadas no SAF em 2005 e foram coletadas as folhas na
primavera de 2009 de alguns indivíduos (quarto ano de idade) que desta maneira foram submissos a poda pela
primeira vez. Amostraram-se as folhas maduras e as novas emitidas na onda de brotação atual de primavera. Na
amostragem foi diferenciado o sexo de plantas (machos e fêmeas) e disponibilidade de radiação solar (coleta de
plantas muito sombreadas e das clareiras). Os dois ambientes luminosos definem-se pelo sombreamento de
70% (sombreadas) e clareiras que recebem a luz solar direto o dia todo. Respectivamente, as quatro amostras
foram nomeadas Ms (machos sombreados), mc (machos de clareiras), Fs (fêmeas sombreadas) e fc (fêmeas de
clareiras). As folhas serviram para a análise exploratória do extrato bruto de folhas.
Após as plantas serem secas em estufa no máximo 38-40o C (para evitar desnaturação das proteínas), as
folhas foram trituradas em um liquidificador. O extrato bruto foi preparado com 10,00 g das folhas secas
moídas submetidas à extração por maceração em banho de ultrassom por 30 minutos, com 60 mL do solvente
extrator escolhido seguindo um planejamento experimental do tipo centróide-simplex com quatro componentes
(Neto et al., 2001). Este planejamento é representado por um tetraedro (Figura 1), no qual os pontos 1, 2, 3 e 4
196
(vértices) correspondem aos solventes puros: etanol (et), acetato de etila (ae), diclorometano (dc) e hexano
(hx). Os pontos 5, 6, 7, 8, 9 e 10 (arestas) correspondem às misturas de volumes iguais dos solventes (et-ae);
(et-dc); (et-hx); (ae-dc); (ae-hx) e (dc–hx), respectivamente. Os pontos 11, 12, 13 e 14 (centro de cada face)
correspondem às misturas de volumes iguais dos solventes (et-ae-dc); (et-ae-hx); (et-dc-hx) e (ae-dc-hx),
respectivamente, e finalmente o ponto 15 (central) que corresponde à mistura de volumes iguais dos quatro
solventes.
etanol (et)
Figura 1. Planejamento experimental do
tipo centróide- simplex com quatro
componentes.
1
Os extratos foram submetidos à
filtração em papel filtro e submetidos à
evaporação num evaporador rotativo a 40ºC
12
(et:ae) 5
e colocados para secar a temperatura
13
(et:ae:hx)
(et:dc:hx)
ambiente até atingir peso constante.
15
Para a análise por espectroscopia no
(et:ae:dc:hx)
6
4 hexano (hx)
infravermelho com transformação de
(et:dc)
11
(et:ae:dc)
Fourier (FTIR) as pastilhas foram
9
preparadas pesando 0,0010 g de cada
(ae:hx)
acetato de
extrato e homogeneizadas com 0,2000 g de
10 (dc:hx)
14
etila (ae) 2
KBr e algumas gotas de clorofórmio. Os
(ae:dc:hx)
espectros
no
infravermelho
foram
8
registrados
na
região
de
4000-400
cm-1,
(ae:dc)
-1
8
com resolução de 1,93 cm e média de 80
3
diclorometano (dc)
leituras. Para a realização dos métodos
quimiométricos primeiro foi realizada
análise visual para verificar problemas de variação da linha de base e ruídos dos espectros definindo com isto a
região do espectro que contém a informação química necessária para a construção da matriz.
Os dados foram convertidos na forma de uma matriz (tabela de resultados), na qual é representada por
X(nxp). As ‘n’ linhas da matriz representam as amostras (extratos), enquanto que as ‘p’ colunas são variáveis que
correspondem a uma propriedade medida para cada amostra, neste caso 3397 valores de absorvâncias. Para o
pré-processamento da matriz Xnxp foi usada a normalização por comprimento do vetor unitário, dividindo cada
valor original pela soma dos quadrados de todos os valores das variáveis da mesma linha (Equação 1):
7
x' = xij /
(et:hx)
p
2
∑ xij
j =1
Equação 1.
Após os cálculos de normalização, os resultados foram interpretados pela análise de componentes
principais (ACP), um método que tem por finalidade a redução de dados a partir de combinações lineares das
variáveis originais (Neto e Moita, 1998). A decomposição em ACP foi calculada através da diagonalização da
matriz XtX e XXt. A matriz Xn x p foi decomposta no produto de duas matrizes menores:
X = T Pt + E
Equação 2.
no qual Tnxq é a matriz dos escores e Pqxp é a matriz “loadings” (pesos) das componentes principais, E é a matriz
dos resíduos. O sobrescrito ‘t’ indica a transposta da matriz e ‘q’ é um escalar que indica o número de
componentes principais que descreve a maior parte da variância dos dados. Para análise da ACP foi usada a
rotação varimax (Joreskog et al., 1976) que maximiza a variância dos pesos das componentes principais (agora
nominadas de fatores 1, 2, 3, 4 e 5), sujeitos a restrição que eles retenham a ortogonalidade.
Resultados e discussão
A separação de extratos provenientes de plantas masculinas e femininas da erva-mate, cultivadas em dois
197
regimes luminosos em SAF está apresentada na Figura 2. O gráfico da ACP dos fatores 3 com 4 separou os
extratos das folhas de machos quando cultivados em dois ambientes luminosos (Figura 2A). A separação foi
mais significativa quando os extratos foram submissos sob a mistura dos quatro solventes (combinação 15). Os
extratos originados de folhas de plantas femininas cultivadas em dois ambientes também se separaram com a
mesma mistura de solventes (Figura 2B), porém na análise de matriz de fatores 1 com 3. Os resultados
apresentados na Figura 2 mostram que a combinação igual de quatro solventes (solvente 15) extrai diferentes
grupos metabólicos que formam nas folhas como resultado de adaptação na falta/excesso de radiação solar.
Embora o sistema extrator seja o mesmo para as plantas masculinas e femininas, os gráficos da matriz dos
loadings, associados aos gráficos dos escores e os espectros originais, mostram que os conjuntos de grupos
funcionais que discrimina as plantas masculinas das femininas são diferentes, levando a inferir que os
metabólicos para as duas plantas nesta condição de extração são diferentes.
0,5
Ms12
Fs10
Ms15
0,4
Fs12
0,4
Fs5
Ms7
Fs1
0,3
Fs7
0,3
Ms10
fc3
fc2
Fs13
Ms6
Fator 3
Fator 4
mc10 mc3
0,2
Ms5
mc12
mc13
Ms2
0,1
mc4
0,0
Ms11
mc15
mc11
Ms1 mc14
Ms4
Ms13
mc2
mc5
mc9 Ms3
mc1
mc6
mc7
0,2
0,0
0,1
Fs6
Fs11
Fs3
fc6
fc7
0,1
fc13
Fs15
mc8
Ms8
fc12
fc11
fc14
fc9
fc8
fc10
Fs2
0,0
Fs4
Fs14
Fs9
Ms9 Ms14
Fs8
fc4
-0,1
-0,1
-0,1
fc1
fc5
0,2
Fator 3
0,3
0,4
0,5
-0,2
0,0
fc15
fc15a
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Fator 1
A/
B/
Figura 2. A) Fatores 3 e 4 da matriz dos escores da ACP (varimax) no confrontamento de machos cultivados
em clareiras (mc) versus sombreados (Ms); B/ Fatores 1 e 3 da matriz dos escores da ACP (varimax) no
confrontamento de fêmeas cultivadas em clareiras (fc) versus sombreadas (Fs).
O sensorial de folhas provenientes de ambiente mais aberto mostrou-se mais suave do que de floresta
(Rakocevic et al., 2008). Folhas de áreas ensolaradas contêm mais compostos fenólicos (Rakocevic et al.,
2006b) e teobromina (Esmelindro et al., 2004; Rakocevic et al., 2006b) do que de floresta. Na análise de
Esmelindro et al. (2004) em folhas das áreas abertas formou-se até três vezes mais cafeína do que em
sombreadas, enquanto os resultados de Rakocevic et al. (2006) mostram que não houve as diferenças
significativas no conteúdo de cafeína entre as folhas de floresta e das de áreas abertas. Por causa desta
ambigüidade, espera-se que o novo método aplicado neste estudo, trará os resultados mais claros na separação
dos grupos metabólicos para fatores estudados.
Na continuação de análise os extratos foram confirmados por análise em infravermelho em sextuplicatas
pelas componentes principais (ACP) dos fatores 2 e 5. Esta análise mostrou possibilidade de separar os grupos
metabólicos dois sexos, além da separação ambiental (Figura 3). Percebe-se que se separam os machos das
fêmeas em dois ambientes luminosos. O efeito de dimorfismo sexual foi mais intensivo na separação de grupos
metabólicos por FTIR quando analisadas as folhas provenientes de ambientes sombreados do que das clareiras.
198
Figura 3. Scores de matriz de fatores 2 e 5 no confrontamento entre machos cultivados em clareiras (mc),
machos sombreados (Ms), fêmeas cultivadas em clareiras (fc) e fêmeas sombreadas (Fs) para os extratos dos
solventes de mistura quaternária (mistura 15).
Conclusões
1/ Escolheu-se o meio extrator (mistura quaternária de etanol, acetato de etila, diclorometano e hexano)
para a busca da impressão digital espectroscópica para a diferenciação de folhas da erva-mate, com a aplicação
dos métodos quimiométricos aos espectros de infravermelho com transformada de Fourier.
2/ Os extratos de folhas de erva-mate apresentam diferenças na composição química relacionada de
ambiente luminoso e dimorfismo sexual, porém a composição será analisada em próximos passos.
3/ Os grupos de metabólicos que discriminam as plantas masculinas cultivadas em dois ambientes
luminosos são diferentes daqueles das plantas femininas. Isso se poderia relacionar com maior sensibilidade de
plantas masculinas nas mudanças de ambiente e sua maior plasticidade morfogenética.
Agradecimentos
À indústria ’Baldo’, filial São Mateus do Sul, e ao engenheiro agrônomo Danilo Martim Domingos pelas
amostras coletadas. À CNPq, CAPES e IICA que financiaram as bolsas de Pesquisador Visitante para Dra M.
Rakocevic, bolsa de produtividade para Dra. Ieda S. Scarminio e as de pós-graduação de F. Delaroza.
Referencias bibliográficas
Carpanezzi, A.A. 1995. Cultura da erva-mate no Brasil: Conflitos e lacunas. In: Winge, H.; Ferreira, A.G.;
Mariath, J.E.A. e Tarasconi, L. C. (Eds.). Erva-mate: biologia e cultura no Cone Sul. Porto Alegre: Ed. da
UFRGS: 43-46.
Ellis, D.I. e Dunn, W.B. 2005. Metabolic: current analytical platforms and methodologies. Trends in Analitical
Chemistry, 24 (5): 285-291.
Esmelindro, A.A.; Girardi, J.D.S.; Mossi, A., Jacques, R.A. e Dariva C. 2004. Influence of agronomic variables
on the composition of Mate tea leaves (Ilex paraguariensis) extracts obtained from CO2 extraction at 30
degrees C and 175 bar. Journal of Agricultural and Food Chemistry 52:1990–1995.
199
Heck, C.I. e Mejia E.G. de. 2007. Yerba Mate Tea (Ilex paraguariensis): A Comprehensive Review on
Chemistry, Health Implications, and Technological Considerations. Journal of Food Science 72(9): R138R151.
Joreskog, K.G.; Klovan, J.E. e Reyment, R.A. 1976. Geological factor Analysis. Geochimica et Cosmochimica
Acta 43(3): 450.
Liang, Y.Z.; Xie, P. e Chan, K. 2004. Quality control of herbal medicines, Journal of chromatography B, 812
(1-2): 53-70.
Neto, B.B.; Scarminio, I.S. e Bruns, R.E. 2001. Como fazer experimentos: pesquisa e desenvolvimento na
ciência e na indústria. Ed. 2, Campinas: Editora da UNICAMP: 313-319.
Neto, J.M.M. e Moita, G.C. 1998. Uma introdução a analise exploratória de dados multivariados. Quimica
nova, 21(4): 467-469.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lavoranti, O.J. e Valduga, A.T. 2007. Quality of yerba-mate leaves
originating from male and female plants. Pesquisa Florestal Brasileira 54:71-83
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F. e Valduga, A.T. 2008. Intensity of bitterness of processed yerbamate leaves originated in two contrasted light environments. Brazilian Archive of Biology and Technology
51: 569-579.
Rakocevic, M. e Martim S.F. 2010. Time series in analysis of yerba-mate biennial growth modified by
environment. International Journal of Biometeorology, published online 03 June 2010.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F. e Valduga, A.T. 2006a. Caracterização de crescimento do caule
da erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.) cultivada em dois ambientes luminosos contrastantes. In: Anais de
4° Congresso Sul-Americano da erva-mate, Pousadas, Ed. da INYM: 244-249.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F. e Valduga, A.T. 2006b. Influência do sexo, da sombra e da
idade de folhas no sabor do chimarrão. In: Anais de 4° Congresso Sul-Americano da erva-mate, Pousadas,
Ed. da INYM: 31-37.
Yan, S.K.; Xin, W.F.; Lou, G.A.; Wang, Y.M. e Cheng,Y.Y. 2005. An Approach to 2D fingerprint for the quality
control of Qingkailing injection by high-performance liquid chromatography with diode array detection.
Journal of Chromatography A, 1990: 90-97.
Zhang, J.L.; Cui, M.; He, Y.; Yu, H.L. e Guo, D. 2005. Chemical fingerprint and metabolic fingerprint analysis
of Danshen injection by HPLC-UV and HPLC-MS methods. Journal of Pharmaceutical and Biomedical
Analysis 36(5): 1029-1035.
200
INFLUENCIA DEL ORIGEN Y PROCESAMIENTO DE LA YERBA MATE SOBRE
SU CONTENIDO DE POLIFENOLES TOTALES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
G. Escaladaa, L. A. Brumovskya, V. G. Hartwiga,b, R. M. Fretesa
a
Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Universidad Nacional de Misiones - Félix de
Azara 1552 (3300) Posadas, Misiones. Argentina. Mail: [email protected]
b
CONICET. Departamento de Industrias. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de
Buenos Aires. Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Argentina.
Resumen
Se estudiaron los efectos de la zona de cultivo, tipo de secado y época de cosecha sobre el
contenido de polifenoles totales (CPT) y sobre la capacidad antioxidante (CAO) en yerba mate. Se
utilizaron los métodos de Folin-Ciocalteu y de reducción del radical DPPH para evaluar CPT y CAO
respectivamente. Las medias de CPT y CAO resultaron 21,6 g EAC/100 g y 26,4 g EAA/100 g
respectivamente. No se halló efecto del origen ni del tipo de secado sobre el CPT. El CPT para el
inicio de la zafra (IZ) fue superior en un 4,5 % respecto del valor para el final de la zafra (FZ). Los
tipos de secado inciden de distinta forma sobre la CAO según se trate del IZ o del FZ. En el secado
tipo barbacuá no se detectaron variaciones significativas en la CAO, mientras que en los secadores
tipo cinta y tubular, se encontraron valores mayores de CAO al IZ que al FZ.
Palabras clave: yerba mate, polifenoles, capacidad antioxidante, DPPH.
EFFECTS OF GROWING LOCATION AND DRYING PROCESS ON POLYPHENOL CONTENT
AND ANTIOXIDANT CAPACITY OF YERBA MATE (Ilex paraguariensis).
Abstract
The effects of growing location, drying process and harvest time on the total polyphenol content
(TPC) and on the antioxidant capacity (AOC) of yerba mate (Ilex paraguariensis) were investigated.
The Folin-Ciocalteu method and the DPPH assay were used to evaluate the TPC and the AOC
respectively. The averages resulted 21,6 g CAE/100 g of dry matter (dm) and 26,4 gAAE/100 g dm for
TPC and CAO respectively. The TPC was only influenced by the harvest time; at the early harvest it
resulted 4,5% higher than that at the end of the harvest. The effect of harvest time on the AOC
depended on the drying process: in the traditional discontinuous bed driers, called barbacua no
differences on CAO were found, but in the continuous rotary driers and in the belt driers the AOC at
the early harvest resulted higher than that at the end of the harvest.
Keywords: yerba mate, polyphenols, antioxidant capacity, DPPH.
Introducción
Los compuestos polifenólicos son metabolitos secundarios de las plantas, producidos en respuesta a
estímulos ambientales agresivos (Meyer et al., 2006), muchos son considerados antioxidantes, término
que agrupa a compuestos capaces de retardar o inhibir la oxidación de moléculas bloqueando el inicio
o la propagación de reacciones oxidativas en cadena. Poseen importancia nutricional ya que pueden
prevenir o reparar el daño causado por el oxígeno a las células de los tejidos vivos (Mazza y Velioglu,
1992) y además son utilizados como conservantes en la industria alimenticia.
El cultivo de la yerba mate (YM) se halla ampliamente distribuido en la provincia de Misiones y su
composición como la de todo producto agrícola, es influenciada por innumerables variables durante su
crecimiento (grado de exposición a la luz solar, localización geográfica, temperatura, precipitaciones,
composición de suelos, etc.) (Heck et al., 2008; Esmelindro et al., 2004). Bravo y Angus (2007),
201
reportan 28 compuestos fenólicos diferentes en extractos de YM, principalmente ácido clorogénico y
sus isómeros, y derivados del ácido dicafeoilquínico (Filip et al. 2000; Heck et al. 2008). A la
presencia de dichos compuestos (Turkmen y Sari, 2006) se le atribuye una probada capacidad
antioxidante (CAO) in vitro equivalente o superior a la de la vitamina C y vitamina E (Filip et al.,
2000; Gugliucci, 1996; Schinella, et al., 2000). Se reportan mayores contenidos de polifenoles y
menores contenidos de minerales en extractos de YM provenientes de plantas que crecen expuestas a
la luz solar (típicas condiciones dadas en los cultivares de YM, “yerbales”) que los provenientes de
plantas que crecen a la sombra (típicas condiciones dadas en plantas nativas) (Heck et al., 2008;
Jacques et al., 2007)
La cosecha de la YM (denominada zafra) comienza entre abril (inicio de zafra; IZ) y culmina en
septiembre (fin de zafra; FZ); no se realiza en los meses de verano ya que las plantas se hallan en las
etapas de brotación, floración y/o fructificación.
El proceso de industrialización primario consta de tres etapas: el zapecado, el secado y una molienda
gruesa (denominada canchado). En general existe un alto grado de uniformidad en el tipo de zapecado
llevado a cabo, no siendo así en los tipos de secado. El zapecado es un proceso térmico donde las
ramas frescas son expuestas al contacto directo con llamas por pocos segundos para inhibir las
reacciones enzimáticas y lograr un 60 % de reducción de la humedad inicial. Luego del zapecado la
materia prima ingresa a la etapa de secado para lograr el contenido de humedad final adecuado. En
Argentina actualmente se utilizan tres tipos de secado: barbacuá, (lecho de ramas en contacto directo
durante 9 y 24 h con gases de combustión de leña alcanzando temperaturas entre 60 y 90 °C); cinta
(lecho móvil de baja velocidad en contacto con aire caliente y gases de combustión de leña, durante 25 h, temperaturas entre 80 y 130 ºC); rotatorio o tubular, (tambores rotatorios, en algunos modelos las
ramas no toman contacto directo con los gases de combustión sino únicamente con aire caliente
(secaderos neumáticos) con tiempos de residencia entre 10-20 min y temperaturas superiores a 200
ºC). La zona de procedencia de la materia prima, el tipo de secado y la época de cosecha podrían
afectar tanto al contenido de polifenoles totales (CPT) como a la CAO de los extractos de YM. Los
objetivos del presente trabajo fueron evaluar los efectos del origen de la materia prima, del tipo de
secado y de la época de cosecha, sobre el CPT y la CAO de la YM canchada.
Materiales y metodos
Selección de las zonas productoras y de los establecimientos yerbateros
En base a la distribución geográfica de los establecimientos productores de YM en la provincia de
Misiones, se definieron 4 orígenes: Zona sur: comprende los departamentos de Apóstoles,
Concepción de la Sierra y San Javier. Banda latitudinal: S28° 08’ 17’’- S27° 45’ 00’’; Zona centro:
departamentos de Candelaria, Alem, Oberá, San Ignacio, 25 de Mayo, Cainguás, Guaraní, y parte de
Gral. San Martín. Banda latitudinal: S27° 45’ 00’’- S26° 55’ 00’’; Zona centro-norte: departamentos
de Montecarlo, San Pedro y parte de Eldorado. Banda latitudinal: S26° 55’ 00’’- S26° 22’ 00’’; Zona
norte: departamentos de Iguazú y Gral. Manuel Belgrano. Banda latitudinal: S26° 22’ 00’’- S25° 30’
00’’. La selección de los 19 establecimientos se llevó a cabo de acuerdo a su ubicación geográfica, el
tipo de proceso de secado utilizado y la procedencia de la materia prima que acopian. La totalidad de
los establecimientos muestreados procesan material procedente de la misma zona geográfica en que se
encuentran ubicados.
Extracciones y determinaciones
Se tomaron 2 muestras por establecimiento industrial, una al IF y otra al FZ correspondientes al año
2009. Se realizó separación manual de las fracciones de hoja y palo utilizándose la fracción de hoja
molida que atraviesa una malla de 500 micrómetros de apertura nominal.
Los extractos de YM se prepararon por duplicado mezclando 0,200 ± 0,001 g de material con 5 mL de
metanol (70% v/v; Merck, grado HPLC) a 70 °C. Cada tubo se mantuvo a 70 °C en un baño
termostatizado durante 10 min. Luego de alcanzar la temperatura ambiente cada extracto fue
centrifugado durante 10 min y los sobrenadantes fueron recolectados. El paso de extracción se repitió
dos veces y los sobrenadantes fueron mezclados y el volumen de dicha mezcla fue ajustado a 10 mL
con metanol (70% v/v) a temperatura ambiente (ISO 14502-1, 2004). Para la determinación de CPT
se utilizó una dilución acuosa 1:100. Para la determinación de CAO se utilizó una dilución acuosa
202
1:25 o 1:30.
El CPT se determinó de acuerdo al método de Folin-Ciocalteu (ISO 14502-1, 2004), se expresó
como g equivalentes a ácido clorogénico (g EAC) en 100 g de muestra seca (ms). Brevemente, un
mL de extracto diluido fue mezclado por duplicado con 5 mL del reactivo de Folin-Ciocalteu
(Fluka) diluido (1:10). Se agregaron 4 mL de carbonato de sodio (7,5 % p/v; 99 % pureza, Anedra)
y luego de 60 min a temperatura ambiente se determinó la absorbancia a 765 nm. Como blanco de
reactivos se utilizó agua destilada. La curva de calibración del patrón estándar se preparó con
ácido clorogénico (MP Biomedicals) entre 0-50 µ g/mL. Se realizaron dos determinaciones
analíticas por extracto.
La CAO se determinó mediante el ensayo de reducción del radical DPPH (Hartwig et al, 2009). Se
mezcló 100 µL de muestra, de los patrones estándares o del blanco (metanol) con 3 mL de solución
metanólica de DPPH (100 µM, Sigma). Transcurridos 120 min en oscuridad a 37 ± 1 °C se midió la
absorbancia a 517 nm usando metanol puro como blanco. Como patrones se usaron Trolox (Aldrich);
disuelto en metanol, y ácido ascórbico (Sigma Ultra). La concentración del radical DPPH en el medio
fue calculada a partir de una curva de calibración para el rango entre 10-100 µM. El % de DPPH
remanente se calculó como %DPPHR = DPPHee*100/DPPHo siendo DPPHee la concentración del
radical DPPH en el estado estable y DPPHo la concentración inicial de dicho radical. La CAO se
expresó en g equivalentes a ácido ascórbico (EAA) y g equivalentes a Trolox (ET) en 100 g ms.
Los datos experimentales se analizaron mediante análisis de varianza y comparación de muestras
pareadas (test t) con un NC del 95 % y fueron expresados como media ± error estándar (EE).
Resultados y discusión
En las Tablas 1 y 2 se presentan resúmenes estadísticos de CPT (expresados en g EAC/100 g ms) y
CAO (expresados en g ET y g EAA en 100 g ms) para las muestras analizadas. El CPT varió entre
19,2 y 24,3 g EAC/100 g ms, con una media global de 21,6 g EAC/100 g ms, la cual coincide
razonablemente con el valor de 22,2 g EAC/100 g ms reportado por Brumovsky et al. (2009) para
muestras de la fracción de hojas de YM. La CAO varió entre 30,0 y 44,8 g ET/100 g ms y entre 21,2 y
31,5 g EAA/100 g ms con medias globales de 37,4 g ET/100 g ms y 26,4 g EAA/100 g ms. La media
global del CPT para todos los orígenes y tipos de secado fue de 22,1 g EAC/100 g ms en el IZ y de
21,1 g EAC/100 g ms en el FZ. La medias globales de la CAO fueron de 39,7 g ET/100 g ms y 28,0 g
EAA/100 g ms en el IZ y de 35,1 g ET/100 g ms y 24,8 g EAA/100 g ms en el FZ. Bortoluzzi et al.
(2006), reportaron un mayor contenido de compuestos fenólicos (ácido clorogénico y ácido gálico) en
muestras comerciales obtenidas en octubre respecto de las obtenidas en abril de 2004. Esta diferencia
puede justificarse mencionando que otros compuestos fenólicos presentes en los extractos de YM,
especialmente los ácidos dicafeoilquínicos, contribuyen mayoritariamente en la determinación del
CPT.
Tabla 1. Valores de media±error estándar de las variables respuestas estudiadas
Recuento
Origen
Centro
Centro-Norte
Norte
Sur
Secado
Barbacuá
Cinta
Tubular
Época
FZ
IZ
CPT
CAO-ET
CAO-EAA
12
11
6
9
21,69±0,426
21,28±0,404
22,17±0,534
21,42±0,304
37,34±1,240
37,40±1,177
37,61±1,403
37,42±1,121
26,34±0,862
26,38±0,819
26,54±0,979
26,40±0,780
12
16
10
21,04±0,384
21,61±0,309
22,18±0,350
37,29±0,434
37,50±1,155
37,44±1,333
26,31±0,302
26,45±0,803
26,42±0,927
19
19
21,10±0,298
22,06±0,250
35,10±0,673
39,74±0,652
24,78±0,468
28,01±0,453
CPT: Contenido de polifenoles totales (g EAC/100 g ms); EAC: equivalentes a ácido
clorogénico; ms: masa seca; CAO: Capacidad antioxidante (g ET/100 g ms y g EAA/100
g ms); ET: equivalente a Trolox; EAA: equivalente a ácido ascórbico. Datos expresados
como media ± error estándar.
203
Tabla 2. Valores medios ± error estándar de CPT y CAO en las muestras analizadas
Identificación
CAO
Origen
Secado
Época
CPT
ET
EAA
de muestra
300
Centro
Cinta
IZ
21,98±0,69 43,20±0,46
30,41±0,31
301
Centro
Cinta
IZ
23,28±0,17 42,73±3,37
30,09±2,34
302
Norte
Cinta
IZ
24,22±0,06 40,91±0,10
28,83±0,07
303
Norte
Cinta
IZ
22,74±0,18 36,84±1,95
25,98±1,35
304
Sur
Tubular
IZ
21,59±0,25 35,79±0,19
25,27±0,13
305
Centro
Barbacuá
IZ
19,73±0,08 37,22±1,39
26,26±0,97
306
Centro
Tubular
IZ
21,31±0,20 39,75±2,70
28,02±1,87
307
Centro-Norte
Cinta
IZ
22,79±0,02 44,31±1,22
31,19±0,85
308
Centro
Tubular
IZ
21,91±0,50 40,46±0,46
28,51±0,32
309
Norte
Tubular
IZ
23,20±0,20 39,1±0,25
27,64±0,12
310
Centro-Norte
Tubular
IZ
23,08±0,62 44,81±0,29
31,53±0,20
311
Centro-Norte Barbacuá
IZ
22,55±1,53 37,62±0,69
26,54±0,48
312
Sur
Cinta
IZ
21,73±0,55 42,99±0,24
30,27±0,17
313
Centro-Norte
Cinta
IZ
21,77±0,41 37,84±2,34
26,69±1,63
314
Sur
Barbacuá
IZ
21,87±0,28 37,93±0,84
26,75±0,59
315
Centro-Norte Barbacuá
IZ
21,65±0,24 35,94±0,05
25,37±0,04
316
Sur
Cinta
IZ
20,91±0,04 41,53±0,12
29,25±0,08
317
Centro
Barbacuá
IZ
21,28±1,25 38,46±0,54
27,12±0,38
318
Sur
Barbacuá
IZ
22,09±0,62 37,69±0,03
26,58±0,02
319
Centro-Norte
Cinta
FZ
21,90±0,51 33,54±0,88
23,69±0,61
320
Sur
Cinta
FZ
20,94±1,08 32,43±0,80
22,93±0,55
321
Centro-Norte Barbacuá
FZ
20,12±0,57 34,70±1,10
24,50±0,77
322
Sur
Barbacuá
FZ
20,79±0,60 37,01±0,02
26,12±0,02
323
Centro-Norte Barbacuá
FZ
20,08±1,53 37,26±0,59
26,29±0,41
324
Centro-Norte
Cinta
FZ
20,46±0,59 35,78±0,40
25,25±0,27
325
Centro
Cinta
FZ
20,43±0,20 35,20±0,98
24,85±0,68
326
Centro
Cinta
FZ
20,14±0,20 30,97±0,88
21,91±0,61
327
Norte
Tubular
FZ
20,50±0,80 39,70±0,61
27,98±0,42
328
Norte
Cinta
FZ
21,12±0,15 37,90±0,19
26,72±0,13
329
Norte
Cinta
FZ
20,92±0,10 31,22±1,97
22,08±1,37
330
Centro
Barbacuá
FZ
22,48±1,37 40,52±0,28
28,55±0,19
331
Centro-Norte
Tubular
FZ
23,82±0,20 37,01±0,51
26,11±0,35
332
Sur
Tubular
FZ
21,91±0,32 33,63±0,86
23,75±0,60
333
Centro
Tubular
FZ
21,49±0,05 34,18±2,35
24,15±1,63
334
Centro-Norte
Cinta
FZ
24,28±0,66 32,67±1,18
23,09±0,82
335
Centro
Tubular
FZ
20,10±0,71 30,98±0,08
21,23±0,06
336
sur
Barbacuá
FZ
21,51±0,96 37,83±0,62
26,67±0,43
337
centro
Barbacuá
FZ
19,65±0,43 35,41±0,41
24,99±0,28
CPT: Contenido de polifenoles totales (g EAC/100 g ms); EAC: equivalentes a ácido clorogénico; ms: masa
seca; CAO: Capacidad antioxidante (g ET/100 g ms y g EAA/100 g ms); ET: equivalente a Trolox; EAA:
equivalente a ácido ascórbico. Datos expresados como media ± error estándar.
No hay evidencias suficientes de que el origen y el tipo de secado ejerzan un efecto significativo sobre
el CPT y sobre la CAO. En cambio la época de cosecha sí ejerce un efecto significativo tanto sobre el
CPT como sobre la CAO; el CPT y la CAO de los extractos de YM son mayores al IZ que al final de
la misma. Esto podría atribuirse a las distintas condiciones climáticas (temperatura, humedad
ambiental, intensidad solar, etc.) y a otros factores no identificados que se dan al IZ y al FZ y que
afectan al contenido de polifenoles presentes en las plantas de YM.
Las interacciones dobles entre los factores origen-época y secado-época para el CPT resultaron no
significativas (Tabla 3), por lo que la época de cosecha influye de igual forma en el CPT de los
extractos de la YM de todos los orígenes y de todos los tipos de secado. En cambio para la CAO, la
204
única interacción doble que resultó significativa se presentó entre los factores época y secado lo cual
significa que los diferentes tipos de secado inciden de distinta forma sobre la CAO según se trate del
IZ o del FZ.
Así, por ejemplo en el secado barbacuá no se detectaron variaciones significativas en la CAO mientras
que en los otros dos tipos de secado se halló variación significativa de la CAO según las épocas de
zafra, encontrándose valores mayores en el IZ, tanto para el secado en cinta como para el secado
tubular. Este comportamiento podría deberse a la variación del tratamiento térmico realizado en cada
tipo de secado. La época de cosecha afecta a la CAO de las muestras de YM independientemente del
origen de las mismas (Tabla 3).
Tabla 3. Análisis de varianza con interacciones dobles para CPT y CAO
Variable respuesta: CPT (g EAC/100 g ms)
Fuente
SC
GL
P-Valor
A: origen
3,30
3
0,4844
B: época
11,57
1
0,0059
AB
9,03
3
0,0985
Residuos
39,43
30
Total (corregido)
60,67
37
Variable respuesta: CPT (g EAC/100 g ms)
Fuente
SC
GL
P-Valor
A: secado
7,13
2
0,0636
B: época
6,05
1
0,0308
AB
6,76
2
0,0726
Residuos
37,96
32
Total (corregido)
60,67
37
Variable respuesta: CAO (g ET/100 g ms)
Fuente
SC
GL
P-Valor
A: origen
1,17
3
0,9888
B: época
168,67
1
0,0002
AB
12,00
3
0,7417
Residuos
287,40
30
Total (corregido)
505,25
37
Variable respuesta: CAO (g ET/100 g ms)
Fuente
SC
GL
P-Valor
A: secado
0,30
2
0,9778
B: época
172,21
1
0
AB
90,13
2
0,0033
Residuos
210,26
32
Total (corregido)
505,25
37
CPT: Contenido de polifenoles totales (g EAC/100 g ms); EAC: equivalentes a ácido clorogénico; ms:
masa seca; CAO: Capacidad antioxidante (g ET/100 g ms); ET: equivalente a Trolox; SC: suma de
cuadrados; GL: grados de libertad
Conclusiones
El CPT de la YM no es afectado significativamente por el origen ni el tipo de secado. La época de
cosecha influye sobre el CPT de la YM independientemente del origen y del tipo de secado al que
fuera sometida la hoja verde. El CPT para el inicio de zafra es 4,5 % mayor respecto del valor para el
final de zafra correspondiente al año 2009. La época de cosecha afecta a la CAO de la YM
independientemente del origen de las muestras, siendo la CAO al inicio de zafra aproximadamente
13% mayor que al final de zafra.
Los diferentes tipos de secado inciden de distinta forma sobre la CAO según se trate del inicio o del
final de la zafra. En el secado tipo barbacuá no se detectaron variaciones significativas en la CAO
mientras que en los otros dos tipos de secado (cinta y tubular) se halló variación significativa de la
CAO según las épocas de zafra, encontrándose valores mayores en el inicio de la zafra, tanto para el
secado en cinta como para el secado tubular.
El CPT varió entre 19,2 y 24,3 g EAC/100 g ms con un valor medio de 21,6 g EAC/100 g ms. La
CAO varió entre 21,2 y 31,5 g EAA/100 g ms (30,0 y 44,8 g ET/100 g ms) con valor medio de 26,4 g
205
EAA/100 g ms (37,4 g ET/100 g ms).
Los resultados encontrados demostraron que si se quiere obtener extractos de yerba mate con alto CPT
y alta CAO se debe trabajar con materia prima cosechada al inicio de zafra.
El presente trabajo contribuye a afirmar que los extractos de YM son ricos en polifenoles con alta
capacidad antioxidante in vitro.
Agradecimientos
Agradecemos al Concejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), al Instituto
Nacional de la Yerba Mate (INYM) y al Comité Ejecutivo de Desarrollo e Innovación Tecnológica
(CEDIT) por su soporte económico y a la fundación DINCYT por el uso de su laboratorio.
Referencias bibliográficas
Bortoluzzi, A; Pascualato, R; Gueser, G; Cardozo, E; Donaluzi, C. y Mitsui, M.2006. Cuantificacao de
metilxantinas e compostos fenólicos en amostras comerciais de erva-mate (Illex paraguariensis
Saint. Hilaire). En: Anales del 4to Congreso Sud-Americano de Yerba Maté. Posadas. Argentina. p.
143-147.
Bravo, L y Angus, H. T. 2007. LC/MS characterization of phenolic constituents of mate (Ilex
paraguariensis, St. Hil.) and its antioxidant activity compared to commonly consumed beverages.
En: Food Research International. 40:393-405.
Brumovsky, L. A.; Hartwig, V. G.; Fretes, R. M.; Novo, P. 2009. Evaluación del contenido de
polifenoles totales en distintas formas de consumo de yerba mate producidas en Argentina. En:
Anales del XII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CYTAL). Concordia.
Argentina.
Esmelindro, A. A.; Girardi, J. S.; Mossi, A.; Jacques, R. A. y Dariva, C. 2004. Influence of agronomic
variables on the composition of mate tea leaves (Ilex paraguariensis) extracts obtained from CO2
extraction at 30 °C and 175 bar. En: Journal of Agricultural and Food Chemistry. 52: 4820-4826.
Filip, R; Lotito, S. B. y Ferraro, G. 2000. Antioxidant activity of Ilex paraguariensis and related
species. En: Nutrition Research. 20:1437-1446.
Gugliucci, A. 1996. Antioxidant effects of Ilex paraguariensis: Induction of decreased oxidability of
human LDL in vivo. En: Biochemical and Biophysical Research Communications. 224:338-344.
Hartwig, V. G; Brumovsky, L. A.; Fretes, R. y Sánchez Boado, L. Aplicación del ensayo del radical
DPPH en extractos de yerba mate. Anales del XII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de
Alimentos (CYTAL). Concordia. Argentina.
Heck, C.; Schmalko, M. y González de Mejia, E. 2008. Effect of growing and drying conditions on the
phenolic composition of mate teas (Ilex paraguariensis). En: Journal of Agricultural and Food
Chemistry. 56:8394-8403.
ISO 14502-1 “Determination of total polyphenols in tea-Colorimetric method using Folin-Ciocalteau
reagent. Part 1”. 2004
Jacques, R.; Arruda, E.; De Oliveira, L. C. S.; De Oliveira, A. P.; Dariva, C.; De Oliveira, J. V. Y
Carama, E. B. 2007. Influence of agronomic variables on the macronutrient and micronutrient
contents and thermal behavior of mate tea leaves (Ilex paraguariensis). En: Journal of Agricultural
and Food Chemistry. 55: 7510-7516.
Mazza, G. y Velioglu, Y. S. 1992. Anthocyanins and other phenolic compounds in fruits of red-flesh
apples. En: Food Chemistry. 43:113-117.
Meyer, S.; Cerovic, Z. G.; Goulas, Y.; Montpied, P.; Demontes-Mainard, S.; Bidel, L. P. R.; Moya, I.;
Dreyer, E. 2006. Relationships between optically assessed polyphenols and chlorophyll contents and
leaf mass per area ratio in woody plants: a signature of the carbon-nitrogen balance within leaves.
En: Plant, Cell and Environment. 29:1338-1348.
Schinella, G. R; Troiani, G. y Dávila, V. 2000. Antioxidant effects of an aqueous extract of Ilex
paraguariensis. En: Biochemical and Boiphysical Research Communications. 269:357-360.
Turkmen, N. y Sari, F. 2006. Effects of extraction solvents on concentration and antioxidant activity of
black and black mate tea polyphenols determined by ferrous tartrate and Folin–Ciocalteu methods.
En: Food Chemistry. 99:835–841.
206
AVALIAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA E COLORIMÉTRICA DE EXTRATO DE ERVAMATE DESIDRATADO COM ADIÇÃO DE ADJUVANTES EM SPRAY DRYER
F. J.O. Gomes da Costa1, L. F. Ribeiro2, K. Berté3, P. V. Guedes4, N. Waszczynskyj5, R. H. Ribani6
Universidade Federal do Paraná1, 2, 3, 4, 5, 6 – Setor de Tecnologia – Centro Politécnico, Jardim das
Américas Caixa Postal 19011 - CEP 81531-990 – Curitiba – PR – Brasil - [email protected];
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected];
[email protected]
Resumo
O presente trabalho teve por objetivo avaliar a cor e composição físico-química de sete formulações de
extrato de erva-mate com três adjuvantes (maltodextrina, gelatina e goma acácia) desidratadas em
spray dryer. A determinação da cor foi definida nas amostras prontas conforme sugestão de preparo,
observando-se para amostra de extrato de erva adicionada de gelatina as características médias de L =
7,33, a = 0,50 e b = 3,88, de cor verde mais intensa. Para o extrato desidratado puro e a formulação
com os três adjuvantes obteve-se os valores de cálcio (207,39 e 277,87 mg/100g), magnésio (1150 e
429,89 mg/100g) e sódio (179,99 e 197,24 mg/100g). O teor de proteínas foi maior para os
desidratados adicionados de gelatina (20,17 a 52,07 g/100g), contendo as outras em média 1,58
g/100g. Todas as amostras apresentaram baixo teor de lipídeos, cerca de 0,50 g/100g. Portanto, os
adjuvantes influenciaram diretamente nas características de cada produto.
Palavras-chave: erva-mate, formulações, adjuvantes, composição físico-química, cor.
PHYSICAL - CHEMICAL AND COLORIMETRIC EVALUATION OF EXTRACT OF
MATE DEHYDRATED WITH ADDITION OF ADJUVANT IN SPRAY DRYER
Abstract
This study aimed to evaluate the color and physical-chemical composition of seven formulations of
extract of mate with three adjuvants (maltodextrin, gelatin and gum acacia) dehydrated in spray dryer.
The determination of color was defined in samples prepared at the suggestion of preparation,
observing the sample of extract of mate added of gelatin average characteristics of L = 7,33, a = 0,50,
b = 3,88, color more intense green. To the extract pure dehydrated and the formulation with the
addition of three adjuvants obtained for the values of calcium (207,39 and 277,87 mg/100g),
magnesium (1150 and 429,89 mg/100g) and sodium (179,99 and 197,24 mg/100g). The protein
content was higher in dehydrated added of gelatin (20,17 to 52,07 g/100g), the other containing an
average of 1,58 g/100g. All samples had low fat contents of around 0,50 g/100g. Thus, adjuvants have
directly influenced the characteristics of each product.
Keywords: mate, formulations, adjuvants, physical-chemical composition, color.
Introdução
A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil.)e uma planta originária das regiões subtropicais da América
do Sul, podendo ser coletada em ervais nativos ou cultivada (Filip et al, 2000). O maior produtor de
erva-mate é a Argentina, seguido pelo Brasil, Paraguai e Uruguai (Bastos et al., 2007).
A erva-mate é uma planta muito consumida não apenas na forma de chimarrão, mas também chá e
tererê, não só por fazer parte da cultura e história dos países latino-americanos, mas por ser
considerada uma das plantas mais ricas em substâncias benéficas para a saúde especialmente pelas
propriedades antioxidantes (Da Croce, 2000).
Como se trata de uma planta de composição química rica e abrangente pode-se vislumbrar muitas
207
aplicações industriais, tais como elaboração de extratos, aromas, uso em insumos de alimentos e
medicamentos, bem como a utilização do extrato desidratado na preparação de bebidas e, produtos
intermediários na obtenção de fármacos e cosméticos (Ribeiro et al., 2004).
Considerando as tendências do consumo de alimentos nutritivos e de rápido preparo, a desidratação de
alguns alimentos desponta como uma interessante alternativa. Um dos processos mais adequados para
desidratação de alimentos é a secagem por spray dryer, devido ao rápido contato do alimento com
elevadas temperaturas, alta produção e custos inferiores se comparados ao da liofilização (Masters,
1991). Este processo tem sido aplicado em diferentes alimentos líquidos tais como café, leite, chá,
dentre outros (Valduga et al., 2003).
Segundo Silva (2007) os extratos de erva-mate desidratados podem ser adicionados de adjuvantes que
auxiliam na reconstituição em água do produto e na estabilidade do mesmo além de proporcionar uma
melhora nas propriedades físico-químicas e minimizar possíveis problemas decorrentes do processo de
secagem.
Entre os adjuvantes que podem ser adicionados ao extrato de erva-mate estão a maltodextrina, gelatina
e goma acácia que diferem em suas características quanto ao perfil de dissolução. As maltodextrinas
são utilizadas como agentes gelificantes e espessantes, auxiliam na dispersibilidade, tem baixo custo e
menor higroscopicidade, evitando a aglomeração das partículas, além da boa retenção de voláteis
(Adhikari et al., 2004).
Entre os atributos da goma acácia estão baixa viscosidade, elevada solubilidade, fixador de aromas e
agente estabilizante de emulsões e espumas (Valduga et al., 2003). Enquanto que as principais
características da gelatina são a solubilidade em água e a capacidade de formação de gel termoreversível sendo que essa propriedade garante uma infinidade de aplicações tais como: espessante,
estabilizante, agente espumante/aerador, clarificante de bebidas, veículo para princípios ativos e
microencapsulação de vitaminas, óleos e corantes (Sebio, 2003).
Para avaliar a adição de diferentes adjuvantes, sete formulações de extrato de erva-mate adicionadas
de adjuvantes foram desidratadas em spray dryer e estudas com relação a cor e composição físicoquímica.
Material e Métodos
Amostras
Para composição das sete formulações, os extratos de erva mate obtidos segundo descrito por Burgardt
(2000) modificado para proporção de 1:10 (erva-mate: água) foram adicionados de três adjuvantes
maltodextrina, gelatina e goma acácia em proporções conforme estabelecido na Tabela 1, devidamente
codificadas. Os extratos foram obtidos por meio de secagem em spray-dryer, modelo K22/27 do
fabricante Kohls com bico atomizador de 3 mm. As condições operacionais de secagem foram
temperatura do ar de entrada 185ºC e saída 83ºC, pressão do ar 4,5 bar, a vazão média do ar de
secagem 5,5 m3/h e alimentação do extrato liquido de 12Kg/h.
Tabela 1 - Codificação das formulações do extrato de erva-mate desidratado com adição de adjuvantes.
Formulações
MP
M
G
GA
F1
100%
F2
85%
15%
F3
85%
15%
F4
85%
15%
F5
85%
7,5%
7,5%
F6
85%
7,5%
7,5%
F7
85%
7,5%
7,5%
F8
85%
5%
5%
5%
MP = extrato de mate puro; M = maltodextrina; G = gelatina; GA = goma acácia.
208
Métodos
Composição centesimal
As análises de umidade, cinzas, minerais, proteínas e lipídios foram determinados com repetições
segundo métodos descritos pela AOAC (2010).
Minerais
A partir da solubilização do resíduo mineral foi determinado o teor de cálcio, magnésio e sódio nos
extratos desidratados por espectrofotometria de absorção atômica. O equipamento utilizado foi o
Espectrômetro de Absorção Atômica Duplo Feixe (Varian), modelo SPECTRAA 100-200.
Determinação da cor
Para a determinação da cor as amostras foram preparadas conforme sugestão de preparo, onde 5g de
extrato foram dissolvidos em 200 ml de água morna. O colorímetro utilizado foi um espectrofotômetro
Hunter Lab Mini Scan XE Plus (Reston, VA, EUA), com o sistema CIELab ou L*, a* e b*. Onde o L*
representa a luminosidade que varia do preto ao branco e a* e b* coordenadas de croma (- a* = verde,
+ a* = vermelho, - b* = azul e + b* = amarelo). O instrumento, equipado com iluminante D65/10° foi
calibrado utilizando uma placa preta e uma cerâmica padrão branca (X = 78,9, Y = 83,9, Z = 88,9).
Análise estatística
Os resultados das análises de composição físico-química e teste de cor foram avaliados por análise
estatística univariada (análise de variância - ANOVA) e testes de médias de Tukey.
Resultados e Discussão
Os resultados de composição centesimal das amostras de extrato de erva mate obtidos neste estudo
encontram-se na Tabela 2. O teor de carboidratos foi calculado por diferença.
TABELA 2: Valores determinados na composição físico-química de extrato de erva mate.
Umidade
Proteínas
Lipídeos
Fibras
Cinzas
Formulações
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
(g/100g)
(g/100g)
(g/100g)
3,93 ± 0,25a
4,18 ± 0,40a
4,42 ± 0,30a
3,69 ± 0,16a
3,79 ± 0,31a
3,70 ± 0,13a
3,96 ± 0,41a
3,80 ±0,58a
3,76 ± 0,08d
1,47 ± 0,23e
52,07 ± 0,14a
0,49 ± 0,07f
28,57 ± 0,08b
0,59 ± 0,08ef
28,82 ± 0,52b
20,17 ± 0,08c
0,72 ± 0,01a
0,38 ± 0,05b
0,53 ± 0,03ab
0,37 ± 0,08b
0,53 ± 0,12ab
0,40± 0,02ab
0,45 ± 0,02ab
0,55 ± 0,02ab
(g/100g)
0,03 ± 0,01d
54,8 ± 0,20a
0,01 ± 0,01d
0,02 ± 0,01d
24,10 ± 0,59b
24,9 ± 0,16b
0,02 ± 0,01d
17,88 ± 0,18c
Carboidratos
(g/100g)
(g/100g)
9,97 ± 0,22a
6,72 ± 0,12b
4,90 ± 0,04e
3,99 ± 0,19f
5,66 ± 0,05cd
5,31 ± 0,03d
4,63 ± 0,11e
5,90 ± 0,16c
81,59 ± 0,06b
32,45 ± 0,83g
38,07 ± 0,07f
91,44 ± 0,64a
37,35 ± 0,11f
65,10 ± 0,61c
62,12 ± 0,92d
51,70 ± 0,12e
Médias seguidas pela mesma letra na vertical não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Em relação à determinação de umidade, os resultados da análise de variância revelaram que não houve
diferença estatisticamente significativa (p < 0,05) entre as formulações, assim a adição de adjuvantes
não influenciou no teor de umidade. Esses baixos teores de umidade podem promover maior
estabilidade aos produtos facilitando seu transporte e armazenagem.
As concentrações de proteína nas formulações de extrato de erva-mate variaram consideravelmente
entre si devido aos componentes adicionados em cada amostra. Sendo que a formulação F3 mostrou-se
superior e estatisticamente diferente em relação às demais formulações devido à adição de gelatina que
foi usada como adjuvante e que possui elevado conteúdo proteico. As formulações F5, F7 são iguais
estatisticamente mas superiores as demais por também apresentarem na composição quantidades
significativas de gelatina. Portanto, as alterações verificadas nesta análise estão diretamente
relacionadas à presença dos adjuvantes.
Na análise do teor de lipídeos as amostras em estudo apresentaram dados na faixa de 0,37 a 0,72
g/100g, sendo que a F1 que contém apenas erva-mate, apresentou o maior valor enquanto as outras
formulações não diferiram entre si. Contudo, as formulações com goma acácia (F2) e maltodextrina
209
(F4) não diferiram entre si e apresentaram os menores valores de lipídeos frente a amostra do extrato
puro (F1).
O teor de fibras para erva-mate segundo Santos (2004) encontra-se em torno de 50%, porém para os
extratos puros secos foram observados menores teores (0,03 g/100g), uma vez que estes contém apenas
a fração solubilizada das fibras no preparo dos extratos aquosos. O maior teor de fibras obtido foi na
amostra F2 e deve-se as fibras presentes na goma acácia contida nesta formulação. Proporcionalmente,
as amostras F5, F6 e F8 tiveram valores inferiores a F2, porém maiores que as outras formulações.
Todas as amostras que se destacaram quanto ao teor de fibras continham na formulação como
adjuvante goma acácia.
Os resultados para resíduo mineral (cinzas), referentes aos desidratados de erva-mate com adjuvantes,
apresentaram variação de 3,99 g/100g para F4, amostra com maltodextrina, a 9,97 g/100g para F1,
amostra do extrato puro de erva-mate. A F2 que contém na sua composição goma acácia, apresentou
os níveis de cinzas mais próximos da F1 e contribuiu para que as formulações onde estava presente
também apresentassem maiores valores. Observa-se assim para o teor de cinzas, que ocorreram
variações pelas diferenças na composição das amostras.
Os valores obtidos para carboidratos ocorreram por diferença, sendo que o maior valor deve-se aos
elevados teores de proteína, fibras e cinzas na formulação com adição de maltodextrina. E, o menor
valor encontrado foi na formulação com goma acácia, em que o teor de fibras apresentou-se elevado.
A partir do resíduo mineral foi possível determinar o teor de cálcio, magnésio e sódio no extrato
desidratado, conforme Tabela 3. Onde se pode perceber o aumento no teor de cálcio e sódio na F8 em
relação a F1, devido a presença destes minerais nos adjuvantes. Segundo Yebeyen (2009), a goma
acácia pode contribuir com 700 mg de Ca/100g, 201 mg de Mg/100g e 14 mg de Na/100g. Enquanto
que a gelatina pode conter aproximadamente 27 mg de Ca/100g, 2 mg de Mg/100g e 235 mg de
Na/100g (TACO, 2006). Desta forma, observa-se que a quantidade de magnésio na F1, foi maior em
relação a F8 devido à grande contribuição do magnésio das porfirinas da clorofila presente nas folhas
de erva mate. A diminuição do teor de Mg observado na F8 deve-se principalmente pela presença dos
adjuvantes e por perdas durante o processamento do desidratado ou também pela não homogeneidade
do produto.
TABELA 3: Teores obtidos dos elementos minerais presentes no extrato desidratado de erva-mate.
Formulações
Ca (mg/100g)
Mg (mg/100g)
Na (mg/100g)
F1
207,39 ± 22,93
1150,00 ± 94,65
179,99 ± 11,91
F8
277,87 ± 9,46
429,89 ± 4,89
197,24 ± 7,31
Para os parâmetros L*, a* e b* obteve-se os resultados conforme Tabela 3 em que por meio da análise
de variância percebe-se que houve diferença significativa (p < 0,05) entre as formulações.
TABELA 4: Resultados da análise colorimétrica para o extrato desidratado de erva-mate.
Formulações
L*
a*
b*
F1
11,371 ± 0,23a
0,861 ± 0,10e
11,165 ± 0,37a
F2
9,016 ± 0,05b
1,974 ± 0,09d
7,101 ± 0,15c
F3
7,330 ± 0,08e
0,502 ± 0,14e
3,880 ± 0,06f
de
a
F4
7,600 ± 0,07
4,485 ± 0,08
2,531 ± 0,41g
b
c
F5
8,737 ± 0,17
2,600 ± 0,34
6,503 ± 0,24cd
F6
7,810 ± 0,06cd
3,847 ± 0,17b
8,167 ± 0,09b
f
b
F7
6,027 ± 0,07
3,747 ± 0,29
5,373 ± 0,22e
c
c
F8
8,123 ± 0,11
3,133 ± 0,25
6,203 ± 0,45d
Médias seguidas pela mesma letra na vertical não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Para o parâmetro L*, houve uma tendência ao escuro em todos os tratamentos e as formulações F1 e
F7, apresentaram respectivamente, o maior e o menor valor.
Com relação ao parâmetro a*, F4 adicionada de maltodextrina, apresentou-se com maior inclinação
para o vermelho. Quando houve a mistura de um ou mais adjuvantes juntamente com maltodextrina os
valores de a* nos desidratados mantiveram a tendência (F6, F7 e F8) para vermelho. O extrato puro
(F1) e a formulação com gelatina (F3) com os menores valores de a* tenderam levemente a verde
210
possivelmente pela maior conservação do pigmento de clorofila original nestas amostras de erva-mate.
O parâmetro b* demonstrou propensão para o amarelo em todas as amostras sendo que a F1
apresentou-se superior as demais e a F4 (maltodextrina) inferior e com maior inclinação ao azul. As
variações entre as formulações devem-se provavelmente a presença/interação dos adjuvantes e os
pigmentos naturais da erva-mate.
Conclusão
A erva-mate é um produto versátil para aplicações industriais e a tecnologia de secagem em spray
drier empregada permitiu a obtenção de extratos desidratados com diferentes adjuvantes que
influenciaram nas características físicas e químicas destes. Os adjuvantes influenciaram diretamente na
cor e na composição de cada formulação. Tanto o extrato desidratado puro quanto a formulação com
adição de gelatina demonstraram tendência a coloração verde escuro. As demais formulações tiveram
mudanças na cor devido a presença dos adjuvantes, goma acácia e maltodextrina.
O extrato puro de erva-mate teve o maior valor de lipídeos em relação aos demais, no entanto em
todas as amostras este componente manteve-se baixo, mesmo havendo variação na adição dos
adjuvantes. E, as formulações que continham gelatina proporcionaram elevados teores de proteínas, já
nas adicionadas de goma acácia foram obtidos altos teores de fibras.
Referências
Adhikari, B.; Howes, T.; Bhandari, B. R,; Troung, V. 2004. Effect of addition of maltodextrin on
drying kinetics and stickiness of sugar and acid-rich foods during convective drying: experiments
and modelling. In: Journal of Food Engineering 62:53-68.
AOAC. ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS. Official methods of analysis of
AOAC International. 18th. ed. Gaithersburg. 2005. Revisão 2010.
Bastos, D. H. M.; Oliveira, D. M.; Matsumoto, R. L.T.; Carvalho, P.O.; Ribeiro, M. L. 2007. Yerba
mate: Pharmacological properties, research and biotechnology. In: Medicinal and Aromatic Plant
Science and Biotechnology 1 (1): 37 – 46.
BURGARDT, A.C. 2000. Desenvolvimento de uma bebida, utilizando extrato de erva-mate verde
(Ilex paraguariensis). Dissertação (Mestrado) Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal do
Paraná (Curitiba, Brasil).
Da Croce, D. M. 2002. Características físico-químicas de extratos de erva-mate (Ilex paraguariensis
St. Hil) no estado de Santa Catarina. In: Ciência Florestal 2 (2): 107-113.
Filip, R.; Silvina, B. L.; Ferraro, G.; Fraga, C. G. 2000. Antioxidant activity of Ilex paraguariensis and
related species. In: Nutrition Research 20 (10): 1437-1446.
Masters, K. 1991. Spray drying handbook. Londres: Longman Scientific and Technical 725.
Ribeiro, A. S.; Cruz, A. T.; Urias, V. C. 2004. O agronegócio da erva-mate: um grande potencial sulmatogrossense
a
ser
explorado.
VII
SEMEAD.
Pagina
web:
www.ead.fea.usp.br/.../Agronegocios/AGRO01-_O_Agronegocio_da_Erva_Mate.PDF. Fecha de
acesso: 01-02-11.
Santos, K. A. 2004. Estabilidade da erva-mate (ilex paraguariensis st. hill.) em embalagens plásticas.
Dissertação (Mestrado) Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal do Paraná (Curitiba, Brasil).
Sebio, L. 2003. Desenvolvimento de plástico biodegradável a base de amido de milho e gelatina pelo
processo de extrusão: avaliação das propriedades mecânicas, térmicas e de barreira. Tese
(Doutorado) Tecnologia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas (Campinas, Brasil).
Silva, F. A. 2007. Avaliação tecnológica e atividade antioxidante de produtos secos por spray-drying
de Ilex paraguariensis St. Hil. – Aquifoliaceae (erva-mate). Tese (Doutorado) Ciências
Farmacêuticas, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, (Porto Alegre, Brasil).
TACO - Tabela brasileira de composição de alimentos – UNICAMP. 2006. 2ª ed. Campinas, SP:
NEPA-UNICAMP. Página web: http://www.unicamp.br/nepa/taco/contar/taco_versao2.pdf. Fecha de
acesso em: 22/02/2011.
Valduga, A. T.; Battestin, V.; Finzer, J. R. D. 2003. Secagem de extratos de erva-mate em secador por
atomização. In: Ciência e Tecnologia de Alimentos. 23 (2): 184 – 189.
211
Yebeyen, D.; Lemenih, M.; Feleke, S. 2009. Characteristics and quality of gum arabic from naturally
grown Acacia senegal (Linne) Willd. trees in the Central Rift Valley of Ethiopia. In: Food
Hydrocolloids. 23: 175–180.
212
CORRELAÇÃO ENTRE AS PROPRIEDADES QUÍMICAS FOLIARES E O
AMARGOR DO CHIMARRÃO DE FOLHAS SOMBREADAS
M. Rakocevic1, É.V. Picarelli,2 , M.J.S. Medrado3
1
Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, Rodovia Celso Garcia Cid km 375, 86047-902 Londrina,
Paraná, Brasil, e-mail: [email protected]
2
Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP, Centro de Hematologia e Hemoterapia, Rua
Carlos Chagas, 480, 13083-878 Campinas, São Paulo, Brasil, e-mail: [email protected]
3
Pesquisador aposentado - Embrapa Florestas – CNPF, atual Diretor da MCA – Medrado &
Consultores Agroflorestais Associados Ltda. e-mail: [email protected]
Resumo
Objetivou-se analisar a influência de autosombreamento nas propriedades químicas de folhas e no
amargor da bebida chimarrão. Plantas adultas foram classificadas em três tipos devido ao amargor das
suas folhas. Folhas foram coletadas em duas posições (ponteiras\autosombreadas) e em dois momentos
(tarde\madrugada). Nelas foram avaliados os conteúdos de metilxantinas, açúcares e intensidade do
amargor da bebida. Aplicou-se análise de variância e correlação de Pearson. Momento de coleta e tipo de
planta apresentaram impacto no conteúdo de açúcares e amargor. Conteúdo de metilxantinas foi
influenciado somente pelo tipo de plantas. Folhas de plantas ‘suaves’ continham mais metilxantinas e
menos açúcares do que as ‘amargas’. O teor de açúcares correlacionou-se negativamente com o de
metilxantinas. O amargor da bebida correlacionou-se negativamente com o teor de teobromina e cafeína
e positivamente com o de glicose e sacarose. Isso indica que se devem buscar outros grupos metabólicos
que definam o amargor do chimarrão.
Palavras chave: açúcares, intensidade de amargor, metil-xantinas, sensorial.
CORRELATION BETWEEN CHEMICAL FOLIAR PROPERTIES AND BITTERNESS OF
CHIMARRÃO ORIGINATED FROM SHADED LEAVES
Abstract
The aim was to analyze the influence of self-shading on chemical properties of yerba-mate leaves and
taste of ‘chimarrão’ originated from them. The adult trees were classified in three groups related to bitter
taste of their foliage. Leaves were collected from two tree positions (tips\crown interior) and at two daily
intervals (afternoon\night). The metilxantin and sugar leaf contents and beverage bitterness were
evaluated from those leaves. The analyses of variance and Pearson correlation coefficient were applied.
The daily interval of leaf collection and plant class influenced the sugar content and beverage bitterness.
The leaves from ‘soft’ plants had higher metilxantin and lower sugar content than the ‘bitter’ ones. Sugar
content was correlated negatively to metilxantins. The beverage bitterness was negatively correlated to
theobromine and caffeine contents and positively to glucose and sucrose. Those results indicate that
some other metabolic groups have to be searched to define the ‘chimarrão’ bitterness.
Key words: bitterness intensity, metilxantins, sugars, taste.
Introdução
Trabalho recente questionou a idéia corrente de que o sombreamento está diretamente e positivamente
relacionado ao paladar suave do chimarrão (Rakocevic et al., 2008). Ele concluiu que o sombreamento
induz ao sabor mais amargo do chimarrão. Os autores mostraram, também, que os machos produzem
folhas menos amargas que as fêmeas e que o aumento de amargor em condições de sombreamento
relacionou-se ao decréscimo da temperatura e da transpiração na escala diária.
Correia et al. (2006) afirmaram que conteúdos de glicose, amido e sacarose do girassol variam
em função de fotossíntese e respiração na escala diária. O maior conteúdo do amido apresenta-se no
213
pico de fotossíntese máxima diária (meio dia em condições não limitadas de água). Por outro lado, o
maior conteúdo de sacarose mostrou-se no fim do ciclo noturno, explorando a decomposição do amido
no cloroplasto, para uso da energia na síntese e na respiração. As folhas da erva-mate originadas de
áreas abertas contêm maior teor de sacarose, compostos fenólicos, taninos condensados e teobromina
quando comparadas às de floresta (Rakocevic et al., 2006). Neste estudo, somente a cafeína foi o
composto químico mais abundante quando em folhas provindas da floresta antropizada. Em função
desses resultados e do fato da estrutura da planta de erva-mate proporcionar um elevado
autossombreamento, resolveu-se realizar este trabalho que visa analisar a influência de
autosombreamento nas propriedades químicas de folhas (açúcares e metilxantinas) e no amargor da
bebida chimarrão.
Material e métodos
A partir de teste sensorial foram selecionadas em um sistema agroflorestal de propriedade do Sr. Jorge
Gaensly Junior, em São Mateus do Sul, Paraná (25°52'26"S e 50°22'58"W) seis plantas diferentes
sendo duas de paladar amargo, duas de paladar médio e duas de paladar suave.
As folhas das árvores selecionadas foram coletadas no mês de Junho de 2006 (pausa de
crescimento de inverno) em dois momentos do dia: 1/ madrugada (antes de amanhecer, das 4h00 às
5h30, no, provável, ponto de maior concentração de sacarose e monossacarídeos) e 2/ tarde (das 14h30
às 15h30, após a maior assimilação de carbono diurno, no provável ponto de maior acumulação de
açucares na forma de amido). Durante a amostragem diferenciaram-se as folhas de ponteiras
(submetidas ao sombreamento de outras espécies do sistema) e do interior da copa (submetidas ao
sombreamento de outras espécies e ao auto-sombreamento).
Para o teste sensorial gustativo, as amostras foram processadas no mesmo dia de coleta,
seguindo o processamento de sapeco utilizado pela indústria “Baldo”. Para tal finalidade, os ramos
finos com as folhas amostradas foram marcados com fitas coloridas, garantindo a sua separação da
massa total processada. Após o sapeco, as folhas passaram pelo processo de lenta secagem (4-5 horas)
e foram moídas, amostra por amostra.
A extração de solúveis da erva-mate, para a preparação controlada do chimarrão, efetuou-se por
percolação com água quente sobre o leito fixo de erva-mate triturada (Valduga et al., 2003). Utilizouse 350ml de água quente com 18g de erva-mate moída para cada amostra. O teste sensorial foi
realizado com seis provadores semi-treinados da indústria ervateira ‘Baldo’, filial em São Mateus do
Sul, PR. O amargor foi julgado na escala quantitativa de 1-10 (Lamond, 1977), no período da tarde,
entre 15h00 e 17h00 horas. As infusões foram servidas na temperatura de 50-60°C em copos
descartáveis. Os formulários foram preenchidos para cada amostra com notas caracterizando o paladar
suave (1-4), normal (5-7) e amargo (8-10).
Os conteúdos de açúcares e metilxantinas de folhas sapecadas, secadas e moídas (processadas)
foram determinados no Laboratório da Embrapa Tecnologia de Alimentos (Rio de Janeiro, RJ). O
método de extração das metilxantinas (teobromina, teofilina e cafeína) baseou-se na separação por
ultra-som, posterior separação cromatográfica da amostra, e em seguida, determinação da
concentração por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) pelo detector de UV (280nm),
utilizando método de padronização externa. O método de extração de açúcares (sacarose, glicose e
frutose) baseou-se na separação cromatográfica da amostra em coluna de troca iônica e
posteriormente, na determinação da concentração dos açúcares por HPLC pelo detector de índice de
refração, utilizando método de padronização externa. Cada resultado de teor de metilxantinas e
açúcares foi obtido como média de três amostras, o que é padrão do procedimento do laboratório.
One-way ANOVA usou-se para analisar a confiabilidade dos provadores, enquanto o modelo linear
generalizado (GLM) de três fatores fixos (os provadores e as árvores estudadas foram considerados
repetições) foi aplicado para avaliar o impacto de tipo de planta selecionada, posição de folhas na árvore
e momento de coleta no amargor do ‘chimarrão’ e no conteúdo de compostos químicos. A correlação
entre o sensorial e os compostos químicos estudados (coeficiente de correlação de Pearson) e as análises
de variância foram calculadas com o uso do software estatístico Minitab Release 14 e considerou se
significativo o valor p <0.1.
214
Resultados e discussão
A primeira análise estatística considerou a confiabilidade dos provadores. A ANOVA mostrou que os
provadores foram bem treinados, não apresentando diferenças significativas na avaliação da bebida
‘chimarrão’ (Tabela 1).
Tabela 1. One-way ANOVA de nota atribuída para amargor do chimarrão pelos provadores.
G.L
Fator
.
Provad
or
5
Erro
138
Total
143
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Soma dos
quadrados
Quadrados
médios
Valor
F
Valor
p
14.92
672.83
687.75
2.9
4.88
0.61
0.691
Médias
Suaves
N ota de amargor
Amargas
Interior-Tarde
Os tipos de plantas
selecionadas por amargor de
bebida produzida a partir das
suas folhas, a posição de
folhas na copa de árvores e o
momento de coleta mostraram
impacto significativo no
sensorial do ‘chimarrão’
(Tabela 2). Os três grupos
identificados pelo produtor
realmente refletiram as
propriedades identificadas e
as ‘amargas’ originaram o
‘chimarrão’ com o amargor
avaliado por nota média de
7.08-8.58, as ‘médias’ de
5.41-6.33 e as ‘suaves’ de
2.75-4.00 (Figura 1).
Ponteira-Tarde
Interior-Madrugada Ponteira-Madrugada
Tipo de planta, posição foliar e momento de coleta
Figura 1. Os valores médios e erro padrão para nota de amargor do ‘chimarrão’ diferenciando o tipo
de plantas (amargas, suaves e médias), posição de folhas na árvore (ponteiras e interior de copa) e
momento de coleta (madrugada e tarde).
Tabela 2. Análise GLM do impacto de tipo de planta selecionada (amargas/ suaves/ médias), posição
de folhas na árvore (ponteiras/interior de copa) e momento de coleta (madrugada/tarde) no amargor do
‘chimarrão’. Os valores significativos são realçados em negrito.
A posição das folhas na
copa da árvore somente
Tipo de planta
2
<0.001 influenciou o amargor de
bebida originada da coleta
Posição de folhas
1
0.031
feita de madrugada (Figura
Momento de coleta 1
0.015
1, Tabela 2). As folhas de
Erro
139
interior da copa das plantas
Total
143
caracterizadas
como
‘médias’ e ‘suaves’ produziram bebida mais amarga do que as de ponteiras. Situação oposta foi
observada nas plantas caracterizadas como ‘amargas’ – as folhas das ponteiras produziram a bebida
mais amarga do que do interior da copa (Figura 1), onde o sombreamento fez efeito esperado no
amargor. Isso mostra que existe uma diferenciação em conclusões estritas e rígidas na avaliação de
sensorial, onde ele se deveria fazer limites micro-ecológicos e genéticos.
O horário da coleta influenciou o sabor em alguns casos – folhas de interior de copa das
‘amargas’ e de ponteiras das ‘suaves’ foram mais amargas na coleta de tarde do que de madrugada
(Tabela 2, Figura 1). Essas folhas, mais suaves do que as demais do mesmo tipo (ver o parágrafo
precedente) apoiaram a hipótese que a coleta de madrugada resultará em chimarrão menos amargo.
A continuação da análise considerou os compostos químicos – metilxantinas e açúcares (Figura 2
e Tabela 3). Nas amostras estudadas de erva-mate encontraram-se todas as metilxantinas (alcalóides
purínicos) bioativas: cafeína (1,3,7 trimetilxantina), teobromina (3,7 dimetilxantina) até a teofilina (1,3
Fatores
G.L.
Soma dos Quadrados
Valor F
quadrados
médios
464.54
232.27
155.90
7.11
7.11
4.77
9.00
9.00
6.04
207.10
1.49
687.75
Valor p
215
dimetilxantina). Em geral, os conteúdos de metilxantinas e açúcares variaram com tipo de plantas
selecionadas, adicionando o efeito de momento de coleta para o de açúcares (Tabela 3A).
Am a rga s
Média s
Sua ves
Teofilina Ama rga s
Teofilina Média s
Teofilina Sua ves
0.03
2.5
0.025
2
0.02
1.5
0.015
0.01
1
0.5
0.005
0
0
P-M
P-T
I-M
I-T
Teobromina Teobromina Teobromina Teobromina
A
P-M
Cafeína
P-T
Cafeína
I-M
Cafeína
I-T Cafeína
Tipo de planta, posição foliar e momento de coleta
7
Ama rga s
Média s
Sua ves
Frutose-Ama rga s
Frutose-Média s
Frutose-Sua ves
0.4
0.35
Teor de glicose e sacarose (g /100g)
6
0.3
5
0.25
4
0.2
3
0.15
2
0.1
1
0.05
0
0
P-M
Glicose
B
Teor de teofilina (g /100 g)
3
0.035
Teor de frutose (g /100g)
Teor de cafeína e teobromina (g/100 g)
3.5
P-T
Glicose
I-M
Glicose
I-T
Glicose
P-M
Sacarose
P-T
Sacarose
I-M
Sacarose
I-T
Sacarose
Tipo de planta, posição foliar e momento de coleta
Figura 2. Os valores médios e erro padrão para A/ metilxantinas e B/ açúcares de folhas processadas
da erva-mate diferenciando o tipo de plantas (amargas, suaves e médias), posição foliar de copa
(ponteiras - P e interior - I) e momento de coleta (madrugada - M e tarde - T).
O conteúdo de teofilina foi menor do que de outras metilxantinas e não variou com os fatores
estudados (Tabela 3C). Por esta causa os valores de teofilina se sobrepõem na Figura 2A. O conteúdo de
teobromina foi maior em ‘suaves’ do que em ‘médias’ e ‘amargas’ (Figura 2A e Tabela 3B), e as folhas
de ponteiras tinham maior teor deste composto do que as do interior da copa de árvores. A cafeína foi
significativamente mais abundante em folhas de ‘suaves’ comparadas com a de ‘amargas’ (Tabela 3D e
Figura 2A). É importante realçar este resultado, já que a cafeína considerada uma das substâncias
extremamente amargas, mesmo quando comparada com quinino (Leach e Noble, 1986), foi menos
presente no tipo de plantas que originam o chimarrão amargo.
O conteúdo total dos açúcares estudados foi influenciado pelo tipo de planta e momento de coleta
(Tabela 3A). Surpreendentemente, menos açúcares foram encontrados em plantas de sensorial ‘suave’ e
maior em ‘amargas’ (Figura 2B). O momento de coleta teve um impacto significativo no conteúdo de
sacarose de folhas processadas. O seu teor foi menor quando as folhas foram coletadas na madrugada do
216
que após o intervalo diário com maior fotossíntese (tarde), o que na primeira vista, contradiz com os
resultados de Correia et al. (2006). A diferença é que as folhas analisadas no nosso experimento foram
beneficiadas. Foi observado que elas acumulam a sacarose e diminuem o conteúdo de monossacarídeos
quando comparadas com as folhas não processadas (Rakocevic et al., 2006). No sapeco, etapa
preliminar à secagem, ocorrem reações pirolíticas nas folhas de erva-mate que reduzem o conteúdo de
glicose e frutose, com conseqüente aumento do teor de sacarose, devido à desidratação e condensação
dos monossacarídeos (Paredes et al., 2000). Isso explica o aumento de sacarose no intervalo diurno,
quando a produção de monossacarídeos e amido em cloroplastos é mais importante.
Tabela 3. Análise GLM do impacto de tipo de planta selecionada (amargas, suaves e médias), posição de
folhas na árvore (ponteiras e interior de copa) e momento de coleta (madrugada e tarde) no amargor do
‘chimarrão’ e compostos químicos de folhas processadas. Os valores significativos são realçados em negrito.
Fatores
A/
Tipo de planta
Posição de
folhas
Momento de
coleta
Erro
Total
B/
Tipo de planta
Posição de
folhas
Momento de
coleta
Erro
Total
C/
Tipo de planta
Posição de
folhas
Momento de
coleta
Erro
Total
D/
Tipo de planta
Posição de
folhas
Momento de
coleta
Soma
dos
G. quadrad Quadrado Valo Valor Soma dos Quadrados Valo
L
os
s médios r F
p
quadrados
médios r F
Metil-xantinas
Açúcares
12.4 <0.00 19.2199
9.6100
43.4
2 6.8301
3.4150
5
9
1
0.2731
0.2731
1.24
1 0.5163
0.5163 1.88 0.186
1.5403
1.5403
6.97
1 0.4704
0.4704 1.71 0.206
19 5.2136
0.2744
4.1986
0.2210
23 13.030
25.231
Teobromina
Frutose
13.3 <0.00
24.8
2 0.1949
0.0972
9
0.0709
0.0355
0
1
Valor
p
<0.00
1
0.280
0.016
<0.00
1
1
0.0384
0.0384
5.27 0.033
0.0008
0.0008
0.57 0.459
1
19
23
0.0014
0.1383
0.3730
0.0014
0.0073
0.19 0.672
0.0004
0.0272
0.0993
0.0004
0.0014
0.29 0.596
Teofilina
2
0.00013
0.00007
2.45 0.113
1
0.00007
0.00007
2.45 0.134
1 0.00007
19 0.00051
23 0.00073
0.00007
0.00003
0.61 0.443
1.2364
Glicose
0.6182
0.0060
0.0060
15.3 <0.00
4
1
0.15 0.704
0.1094
0.1094
2.71 0.116
0.7657
2.1175
0.0403
Cafeína
<0.00
1
2
4.9849
2.4925
9.77
1
0.2625
0.2625
1.03 0.323
1
0.4134
0.4134
1.62 0.218
0.2243
Sacarose
5.137
24.5 <0.00
4
1
0.2243
1.07 0.314
0.7921
0.7921
10.273
3.78 0.067
217
Erro
Total
19
23
4.8477
10.509
0.2551
3.9778
15.268
0.2094
Tabela 4. Coeficiente de Pearson e valor-p para correlação entre as propriedades químicas de folhas
processadas e amargor de bebida originada delas, devido o tipo de plantas, a posição de folhas e o
momento de coleta. As correlações significativas são realçadas em negrito.
Teobromi
na
0.099
Teofili
na
Cafeí
na
Fruto
se
Glico
se
Sacaro
se
A correlação entre os
compostos químicos de folhas
processadas originadas em
Teofili
diferentes posições de copa,
na
tipos de plantas e momento de
0.646
coleta mostrou-se positiva
Cafeín
0.559
-0.399
entre teobromina e cafeína e
a
negativa entre teofilina e
0.005
0.053
cafeína (Tabela 4). Isso indica
Frutose
-0.439
-0.262 -0.036
que existe uma competição
0.217 0.867
0.032
entre estas duas metilxantinas
Glicos
-0.629
0.447 -0.574 0.110
e por isso em muitas amostras
da erva-mate (Figueiredo,
e
2009; Rakocevic et al., 2006)
<0.001
0.028 0.003 0.607
a teofilina não foi encontrada.
Sacaro
-0.297
0.361 -0.611 0.262 0.616
Os conteúdos de teobromina e
se
cafeína
correlacionaram
0.158
0.083 0.002 0.217 0.001
negativamente com conteúdo
Amarg
-0.580
0.446 -0.693 0.114 0.762 0.821
de açúcares e com o amargor,
or
ou seja, quanto maior o
0.003
0.029 <0.00 0.594 <0.00 <0.001 conteúdo
destes
dois
1 (Tabela 4). A terceira
1
compostos, menos amargo foi o chimarrão
metilxantina estudada, a teofilina, teve o
comportamento diferente - correlacionou-se positivamente com o conteúdo de glicose e com o amargor de
bebida. Os conteúdos de glicose e sacarose mostraram se positivamente correlacionados, apresentando altos
valores de coeficiente de Pearson. Apresentou-se algo não esperado - estes dois açúcares correlacionaram-se
positivamente com o amargor da bebida chimarrão (Tabela 4). Isso indica que na definição do chimarrão
suave o paladar doce não se deve mais confundir com o paladar amargo, já que se diferenciam as papilas
gustativas responsáveis para dois paladares, apesar do que o doce pode fazer a supressão de amargor (Takagi
et al., 1998).
Os resultados do nosso experimento, contraditórios à expectativa geral, indicam que outros grupos
metabólicos deveriam ser buscados, pelos diversos métodos a aplicar e desenvolver, no intuito de definir e
estandardizar a qualidade de bebida ‘chimarrão’. Por exemplo, grupos como sapogeninas (Figueiredo,
2009) poderiam ser investigados neste sentido. O caminho de buscar novos métodos e outros compostos
que definem a qualidade de vegetais provenientes de diferentes ambientes já foi mostrado em outros
alimentos (Delaroza e Scarminio, 2008) e drogas (Tiwari et al., 2010), devido às situações contraditórias
que se apresentam no uso de análise de compostos convencionais.
Conclusões
•
As plantas selecionadas podem apresentar bom material para melhoramento genético desta
espécie em relação ao sensorial amargo;
•
Folhas de plantas ‘suaves’ continham mais metilxantinas e menos açúcares do que as ‘amargas’;
•
Amargor da bebida correlacionou-se negativamente com o teor de teobromina e cafeína e
positivamente com o de glicose e sacarose;
•
Acreditamos que se devem buscar outros grupos metabólicos e métodos que definem o amargor
e qualidade do chimarrão, devido às situações contraditórias que se apresentam no uso de análise
de compostos convencionais.
218
Agradecimentos
À Embrapa Florestas (Colombo, PR), onde foi efetuada atividade de pesquisador visitante (PV) na época
de medições, à Indústria ‘Baldo’ (filial São Mateus do Sul), ao engenheiro agrônomo Danilo Martin
Domingos e Sr. Jorge Gaensly Junior pela ajuda técnica e ao IICA que financiou a bolsa do PV.
Referências bibliográficas
Correia, M.J.; Osório, M.L.; Osório, J.; Barrote I.; Martins M. e David M.M. 2006. Influence of transient
shade periods on the effects of drought on photosynthesis, carbohydrate accumulation and lipid
peroxidation in sunflower leaves. In: Environmental and Experimental Botany 58: 75-84.
Delaroza, F. e Scarminio, I.S. 2008. Mixture design optimization of extraction and mobile phase media for
fingerprint analysis of Bauhinia variegate L. In: Journal of Separation Science 31(6-7): 1034-1041.
Lamond, E. 1977. Laboratory methods for evaluation of foods. In: Food Research Institute, Canadian
Department of Agriculture, Ottawa.
Figueiredo, M. 2009. Chá mate (Ilex paraguaruiensis): compostos bioativos e relação com atividade
biológica. Tese de doutorado, USP, Faculdade de Saúde Pública, São Paulo, 146p.
Leach, E.J. e Noble, A.C.1986. Comparison of bitterness of caffeine and quinine by a time — intensity
procedure. In: Chemical Senses 11(3): 339-345.
Paredes, A.M.; Valdez, E.C. e Kanzig, R. 2000. Variación de los hidratos de carbono durante el sapecado.
In: Anais de 2° Congresso Sul-Americano da erva-maté, Encantado-RS, 2000: 182-185.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F. e Valduga, T.A. 2006. Influência do sexo, da sombra e da
idade de folhas no sabor do chimarrão. In: Anais de 4° Congresso Sul-Americano da erva-maté, Posadas,
INYM, 2006: 31-36.
Rakocevic, M.; Medrado, M.J.S.; Lucambio, F.e Valduga, T.A. 2008. Intensity of bitterness of processed
yerba-mate leaves originated in two contrasted light environments. In: Brazilian Archivs of Biology and
Technology 51(3): 569-579.
Takagi, S.; Toko, K.; Wada, K.; Yamada, H. e Toyoshima, K. 1998. Detection of suppression of bitterness
by sweet substance using a multichannel taste sensor. In: Journal of Pharmaceutical Sciences 87: 552–
555.
Tiwari, L.; Pant, D.; Sharma K.N., Sarkar M. e Lohar D.R. 2010. Distinguished Characteristic Features of
Nicotiana tabacum L. leaf . In: Journal of Scientific Speculations and Research 1(2): 9 – 12.
Valduga, A.T.; Battestin, V. e Finzer, J.R.D. 2003. Secagem de extratos de erva-mate em secador por
atomização. In: Ciência de Tecnologia de Alimentos 23(2): 184-189.
219
ESTANDARIZACIÓN DEL ENSAYO DEL RADICAL DPPH EN EXTRACTOS DE YERBA
MATE (Ilex paraguariensis)
V. G. Hartwig1, 2; L.A. Brumovsky1; R. M. Fretes1; L. Sánchez Boado1
1
Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Universidad Nacional de Misiones - Félix de
Azara 1552 (3300) Posadas, Misiones. Argentina.
2
CONICET. Departamento de Industrias. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de
Buenos Aires. Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Argentina. [email protected]
Resumen
Los extractos de yerba mate (Ilex paraguariensis) poseen actividad antioxidante in vitro atribuida a la
presencia de compuestos polifenólicos, principalmente ácido clorogénico y derivados del ácido
dicafeoilquínico.
Si bien el ensayo del radical libre 1,1-difenil-2-picrilhidracilo (DPPH) es uno de los métodos más
usados para evaluar la capacidad antioxidante de compuestos puros y de extractos vegetales, la falta
de estandarización en su aplicación hace que las comparaciones entre diferentes extractos sean muy
difíciles. El protocolo estandarizado propuesto consiste en mezclar por duplicado el extracto
convenientemente diluido (100 µL) con una solución metanólica del radical (3,0 mL; 100 µM/L),
almacenar la mezcla durante 120 min en oscuridad a 37 ± 1 °C hasta la lectura de la absorbancia (517
nm). Los resultados deberían ser expresados como equivalentes a ácido ascórbico o a Trolox en
porcentaje másico (g % muestra seca, ms) para facilitar las comparaciones.
Palabras claves: DPPH, yerba mate, capacidad antioxidante, Ilex paraguariensis.
Abstract
Yerba mate (Ilex paraguariensis) extracts have in vitro antioxidant capacity attributed to the presence
of polyphenolic compounds, mainly chlorogenic acids and dicaffeoylquinic acid derivatives.
Although free radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) method is one of the most used assays to
measure the antioxidant capacity of pure compounds and plant extracts, the fact that there is a lack of
standardization in its application makes the comparisons between different extracts very difficult.
The proposed standardized technique is: an aqueous dilution of the extracts (100 µL) is mixed in
duplicate with a DPPH work solution in absolute methanol (3.0 mL; 100 µM/ L), with an incubation
time of 120 min in darkness at 37 ± 1 °C, and then absorbance is read at 517 nm against absolute
methanol. The results should be expressed as ascorbic acid equivalents or Trolox equivalents in mass
percentage (g % dry matter) in order to facilitate comparisons.
Keywords: DPPH; yerba maté; antioxidant capacity; Ilex paraguariensis
Introducción
La yerba mate (Ilex paraguariensis Saint Hil.) es un árbol que crece en la región central de
Sudamérica; sus hojas y ramas jóvenes se procesan y se destinan principalmente a la producción de
yerba mate elaborada (YM). Este producto es ampliamente consumido como infusión en la región
productora, pero debido a su capacidad antioxidante (CAO) también es destinado a la producción de
bebidas energizantes en países árabes y más recientemente en Estados Unidos y Europa (Heck et al.,
2008). Investigaciones previas describen la presencia en I. paraguariensis de derivados del ácido
cafeico (ácido cafeico, ácidos mono y dicafeoilquinicos), de metilxantinas (cafeína y teobromina) y
flavonoides (rutina, quercetina y kamferol) (Filip et al., 2000; Schinella et al., 2000; Ramírez-Mares et
al., 2004; Gugliucci, 1996). Dudonné et al. (2009) ubicaron a los extractos acuosos de YM entre los
cinco extractos de plantas con mayor capacidad antioxidante entre 30 plantas seleccionadas e
informaron un contenido de polifenoles totales (CPT) de 200 mg equivalentes a ácido gálico / g de
extracto en polvo; Bravo y Angus, (2007) reportaron 45 mg de ácidos cafeoilquinicos/ g de muestra).
El ensayo del radical 1,1-difenil-2-picrilhidracilo (DPPH) se destaca entre los ensayos para medir la
CAO de compuestos puros y de extractos vegetales; por su bajo costo, sencillez de manejo y por no
requerir el uso de equipos sofisticados, pero pese a ser uno de más usados, su aplicación no está
220
estandarizada: por ejemplo las concentraciones del DPPH usadas varían de 4 hasta 500 µM (BrandsWilliams et al., 1995; Elzaawely et al., 2007; Göktürk Baydar et., 2007; Kevers et al., 2007; Pineda
Rivelli et al., 2007); mientras que como medios de reacción se han usado metanol, etanol, tolueno y
metanol buffer (pH 5,5) (Chen et al., 2005; Karioti et al., 2004; Kevers et al., 2007; Lo Scalzo, 2000;
Pineda Rivelli et al., 2007; Wettasinghe y Shahid, 2000) y los principales tiempos de incubación
reportados fueron desde 5 hasta 1440 min (Chen et al., 2005; Kevers et al., 2007; Meda et al., 2005;
Paixao et al., 2007; Pineda et al., 2007; Thaipong et al., 2006).
El objetivo del presente trabajo fue proponer una metodología para estandarizar la determinación de
CAO en extractos de YM. Para ello se determinó el contenido de polifenoles totales (CPT) en
extractos de YM y su CAO, como así también la CAO de dos sustancias reconocidas por su acción
frente al DPPH, se verificó la no interferencia de la cafeína, y se evaluó la repetibilidad y
reproducibilidad del método.
Materiales y métodos
Se usó un lote de YM canchada y estacionada producido en Apóstoles, Argentina. Se utilizó la fracción
de hojas manualmente separada, molida (malla de 4 mm) y tamizada (40 mesh). La humedad se
determinó por triplicado por método gravimétrico: la muestra (2,5 g; base húmeda) se secó en estufa
(6 h; 103 ± 2 º C; IRAM 20503). Los extractos fueron obtenidos por duplicado: la muestra (fracción
hojas, 30 ± 0,001 g ms) se mezcló con una solución acuosa de etanol (75 % p/p; 180 mL) en
erlenmeyer (500 mL) y se mantuvo en baño (60 ± 1°C; 30 min; velocidad intermedia). Luego el
sobrenadante se filtró (diámetro de poro: 1 mm) y se registró el volumen recolectado. El contenido de
polifenoles totales (CPT) se determinó por duplicado por el método de Folin-Ciocalteu (ISO 14502-1,
2004), y se expresó como equivalentes de ácido clorogénico (EAC; g % ms) usando una curva de
ácido clorogénico (0-50 µg/mL; R2 = 0,9995; MP Biomedicals). Cada extracto se diluyó (1:5; luego
1:100). El extracto diluido (1 mL) se mezcló con el reactivo de Folin-Ciocalteu diluido (5 mL; 1:10
v/v; Fluka). Se agregó carbonato de sodio (4 mL; 7,5 % p/v; Anedra) y tras 60 min se midió la
absorbancia (A) (765 nm; espectrofotómetro UV/Vis; Espectro SP-2102, blanco de reactivos: agua).
La concentración de polifenoles totales (CoPT) en el extracto original se expresó como µg EAC/mL.
La CAO se determinó por duplicado con el ensayo del radical DPPH: se mezcló la muestra, la cafeína
o los patrones (100 µL) con una solución metanólica de DPPH (3 mL, 100 µM, Sigma). La A se midió
tras 2h en oscuridad a temperatura ambiente (517 nm; espectrofotómetro UV/Vis; Espectro SP-2102)
con metanol como blanco (Merck; grado HPLC). Para el perfil de A del radical, se mezcló metanol
absoluto (100 µL) con una solución metanólica de DPPH (3 mL; 10-200 µM) y se midió la A
inmediatamente (517 nm; temperatura ambiente). Los resultados se expresaron como equivalentes de
ácido ascórbico (Sigma Ultra) y equivalentes de Trolox (Aldrich) por 100 g de muestra seca (EAA;
ET; g % ms) y se calculó como el porcentaje de radical remanente en el equilibrio (%R= DPPHee*100/
DPPHo), siendo DPPHee la concentración del radical DPPH en el estado estable y DPPHo la
concentración inicial de dicho radical (ambas en µM). La concentración del radical en el medio se
calculó con una curva de calibración (10-100 µM). Para estudiar el efecto de la temperatura de
incubación sobre la capacidad de los extractos de neutralizar radicales libres, y para la validación del
ensayo, los extractos se obtuvieron por duplicado: se mezcló la muestra (0,2 ± 0,001 g) con solución
acuosa de metanol (5 mL; 70 % v/v; 70 °C) en un tubo usando un agitador de tubos (10 min; 1800
rpm; Vorterex VWR mini). Se enfrió a temperatura ambiente y se centrifugó (10 min; 1800 rpm); el
sobrenadante se recolectó. El paso de extracción se repitió dos veces. Los sobrenadantes se
combinaron y se ajustó el volumen a 10 mL con solución acuosa de metanol (70 % v/v; 70 °C) (ISO
14502-1, 2004). El extracto se diluyó (1:30; agua). La mezcla de reacción (100 µL de muestra; 3 mL
de solución metanólica de DPPH, 100 µM) se incubó durante 120 min en oscuridad a cuatro
temperaturas (20, 25, 30 y 40 °C) y luego se determinó la A (517 nm; temperatura ambiente).
(ISO/FDIS 14502-1; 2004). Las condiciones para la evaluación de la repetibilidad fueron tales que los
resultados de ensayos independientes de una misma muestra fueron obtenidos con el mismo método,
sobre ítems de ensayo idénticos, en el mismo laboratorio, por el mismo operador usando el mismo
equipo, dentro de un intervalo corto de tiempo y las condiciones para la evaluación de la
reproducibilidad fueron tales que los resultados de ensayos independientes de una misma muestra
fueron obtenidos con el mismo método, sobre ítems de ensayo idénticos, en diferentes laboratorios con
diferentes operadores usando distintos equipos (ISO/FDIS 14502-1; 2004). Los valores de
221
repetibilidad, se expresaron como el promedio de cinco determinaciones independientes. Participaron
tres laboratorios, obteniéndose cuatro resultados por muestra; usando dos muestras en total. Los datos
se evaluaron con los análisis: regresión lineal, análisis de varianza y correlación (Pearson). Los datos
se expresaron como media ± error estándar a partir de dos experimentos independientes realizados por
duplicado.
Resultados y discusión
El DPPH es un radical libre capaz de aceptar un electrón o un radical hidrógeno para convertirse en
una molécula estable, muestra un máximo de absorción entre 515 y 519 nm (Figura 1a) y es usado
como un sustrato para evaluar la habilidad de un compuesto puro y/o de un extracto para neutralizarlo
o inhibirlo. La reacción se basa en el cambio de color cuando el átomo de nitrógeno del radical DPPH,
que posee un electrón desapareado, es reducido por un antioxidante o por algún radical (Ec. 1 y 2;
Huang et al., 2005); se monitorea por el descenso en la A hasta alcanzar el estado estable (BrandWilliams et al., 1995).
DPPH. + AH → DPPH-H + A.
(1)
DPPH. + R. → DPPH-R
(2)
El ácido ascórbico es un antioxidante natural y el Trolox es una sustancia sintética soluble en agua
equivalente a la vitamina E, ambos son comúnmente usados como estándares para CAO (Chan et al.,
2010; Sharma y Bhat, 2009). Coincidiendo con Sharma y Bhat, (2009), el perfil de A del radical fue
lineal en el rango 10-200 µM (Figura 1b); pero como es deseable que la concentración del radical
durante el ensayo varíe en un intervalo tal que su A se encuentre dentro del rango de precisión de la
mayoría de los espectrofotómetros (0,4<A<0,9), ya que para A mayores resultaría difícil medir la
intensidad y para A menores se dificultaría la diferenciación entre la muestra y su referencia, se eligió
100 µM como concentración de trabajo. La concentración del radical DPPH en el medio de reacción a
distintos tiempos se estimó a partir del perfil de A del radical, A = 0,0103 x - 0,0013 siendo x =
concentración del radical DPPH (µM) (R2 = 1) válida para el rango 10-100 µM.
La duración del ensayo se estimó con el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio en oscuridad y a
temperatura ambiente entre el radical DPPH y la sustancia antioxidante (ácido ascórbico y Trolox: 01,2 mM; extractos diluidos de YM: diluciones 1:75, 1:100, 1:150, 1:200, 1:250, 1:300, 1:400 y
1:500). El equilibrio se alcanzó a 3, 20 y 120 min para el ácido ascórbico, Trolox y para los extractos,
respectivamente. El tiempo de reacción experimental para los extractos concuerda con el reportado por
Pineda Rivelli et al., (2007). Las curvas cinéticas de la reacción del radical DPPH con los estándares y
con los extractos para varios cocientes másicos (µgEAC/µg de DPPH) se presentan en las figuras 2a,
2b y 2c.
Los extractos más diluidos alcanzaron el equilibrio a menores tiempos de reacción. Las curvas de
calibración de los estándares ácido ascórbico y Trolox (disuelto en metanol y diluido en agua) para el
rango 0-1,2 mM, resultaron y = -3,98 x + 99,99, (R2 =0,998) y = -2,77 x + 99,05 (R2 = 0,999)
respectivamente, siendo y = % R en el equilibrio y x = cantidad del patrón estándar agregada (µg
patrón). Coincidiendo con Dae-Ok et al., (2002) el ácido ascórbico mostró mayor CAO que el Trolox
frente al radical DPPH. De acuerdo con Pineda Rivelli et al., (2007), se comprobó que la cafeína
presente en los extractos no interfiere en la determinación.
El CPT de los extractos resultó 8,25 ± 0,15 g EAC % ms, la CoPT fue 20,8 ± 1,02 mg EAC/mL y su
CAO fue de 10 ± 0,3g EAA % ms y 14,1 ± 0,35 g ET % ms. La relación entre CAO y CPT fue lineal
(R2 = 0,987) en el rango de cocientes másicos 0- 0,168 µg EAC/µg radical DPPH (Figura 2d). Por ello
se sugiere diluir los extractos hasta que la CoPT se halle entre 90-105 µgEAC/mL, así el cociente
másico extracto/radical DPPH se hallaría entre 0,075-0,088 (Figura 2d); si el extracto se obtiene según
la Norma ISO 14502-1, la CoPT debería hallarse entre 130-150 µgEAC/mL.
222
Figura 1. Absorbancia del radical DPPH a diferentes longitudes de onda (a); Absorbancia de
diferentes soluciones del radical DPPH disuelto en metanol puro (b).
Figura 2. Curvas cinéticas de la reacción del radical DPPH con ácido ascórbico (a), con Trolox (b) y
con diferentes diluciones de extracto (c); relación entre CAO y CPT de diferentes diluciones del
extracto (d) expresadas como % de DPPH remanente (%R).
A mayores temperaturas de incubación de la reacción, el estado estable de alcanza a menores
concentraciones del radical (p-valor≤0,0008) con lo cual se sobreestimaría la CAO. Se recomienda 37
°C como temperatura de incubación de la reacción (Benzie y Strain, 1996; Dudonné et al, 2009; Pulido
et al., 2000; Serafini et al., 2000).
En las Tablas 1 y 2 se presentan los estadísticos de precisión calculados.
223
Tabla 1. Evaluación de la repetibilidad del ensayo
CAO
g EAA; %ms
g ET; %ms
Muestra 1 Muestra 2 Muestra 1 Muestra 2
N° de resultados aceptados
5
5
5
5
Promedio (x)
18,12
16,32
25,46
22,89
Desvío Estándar (DS)
0,255
0,370
0,367
0,497
DS de los resultados (Sr = DS*m-0,5)
0,180
0,261
0,259
0,352
Repetibilidad (r = 2,77*Sr)
0,499
0,724
0,719
0,974
Repetibilidad en % (%r = 100*r/x)
2,8
4,4
2,8
4,3
Repetibilidad promedio en %
3,6
3,5
m: número de muestras; EAA: equivalente a ácido ascórbico; ET: equivalente a Trolox, ms:
masa seca
Tabla 2. Evaluación de la reproducibilidad del ensayo
CAO
g EAA; %ms
g ET; %ms
Laboratorio
Media
DS
Media DS
1
16,90
0,29
23,68
0,42
2
16,75
0,25
23,48
0,36
3
17,11
0,31
24,00
0,45
Promedio
16,92
0,29
23,72
0,41
DS entre laboratorios; Sn
0,181
0,260
DS entre laboratorios corregido; SR
0,231
0,332
Reproducibilidad (entre laboratorios); R = 2,77*SR
0,639
0,919
Reproducibilidad (entre laboratorios) en %
3,8
3,9
DS: desvío estándar; EAA: equivalente a ácido ascórbico; ET: equivalente a Trolox, ms: masa seca
Conclusiones
Los resultados de la aplicación del ensayo del radical DPPH para determinación de capacidad
antioxidante tanto para extractos vegetales como para compuestos puros depende entre otros factores,
de la concentración final de los extractos, de la concentración inicial del la solución de DPPH, de las
alícuotas de extractos y de soluciones de DPPH, del tiempo y temperatura de incubación. Para
asegurar estandarización en la determinación de CAO de extractos de yerba mate mediante este
ensayo, el protocolo sugerido consiste en mezclar por duplicado el extracto convenientemente diluido
(100 µL) con la solución metanólica de DPPH (3,0 mL; 100 µM) durante 2h a 37 ± 1 °C en oscuridad,
y medir la absorbancia a 517 nm con metanol puro como blanco de calibración. En la lectura del
blanco de reactivos, reemplazar los 100 de µL extracto por 100 µL metanol puro de manera de lograr
una A de 1,05 ± 0,05 unidades a 517nm. Los resultados deberían ser expresados como equivalentes a
ácido ascórbico o Trolox en porcentaje másico (peso seco), para facilitar posteriores comparaciones.
Los extractos etanólicos de yerba mate deberían ser diluidos de forma que la CoPT se halle entre 90 y
105 µgEAC/mL, en cambio si el extracto se obtiene según la Norma ISO 14502-1:2004 la CoPT
debería estar comprendida entre 130 y 150 µgEAC/mL. Ambos estándares mostraron sencillez de
manejo y gran estabilidad en las condiciones del ensayo. La presencia de cafeína en los extractos no
interfiere en la determinación de CAO. El protocolo propuesto es apropiado para la determinación de
la capacidad antioxidante in vitro de los extractos de I. paraguariensis y podría contribuir al control de
calidad de productos. Se uso puede extenderse a otros extractos vegetales como té o café.
Agradecimientos
Agradecemos al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM), al Concejo Nacional de Investigaciones
Científicas y Técnicas (CONICET) y a la fundación para el Desarrollo e Investigación Científica y
Tecnológica (DINCYT).
224
Bibliografía citada
Benzie, I. y Strain, J. 1996. The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of antioxidant power:
the FRAP assay. En: Anal. Biochem. 239:70-76.
Brand-Williams, W; Cuvelier, M. and Berset, C. 1995. Use of a free radical method to evaluate antioxidant
activity. En: Lebensm Wissu Technol. 28:25-30.
Bravo, L y Angus, H. 2007. LC/MS characterization of phenolic constituents of mate (I. paraguariensis, St.
Hil.) and its antioxidant activity compared to commonly consumed beverages. En: Food Res. Int. 40:393405.
Chan, E.W.C; Lim, Y.Y.;Chong, K.L Tan J.B.L. y Wong S.K. 2010. Antioxidant properties of tropical and
temperate herbal teas. En: J. Food Comp. Anal. 23:185-189.
Chen, Y; Sugiyama, Y; Abe, N; Kuruto-niwa, R; Nozawa, R; Hirota, A. 2005. DPPH Radical-scavenging
compounds from Dou-Chi, a soybean fermented food. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 69,
999-1006.
Dae-Ok, K; Ki Won, L; Hyong Joo, L. y Chang Yong, L. 2002. Vitamnin C equivalent antioxidant capacity
(VCEAC) of phenolic phytichemicals. En: J. Agric. Food Chem. 50:3713-3717.
Dudonné, S; Vitrac, X; Coutière, P; Woillez, M. y Mérillon, J. 2009. Comparative study of antioxidant
properties and total phenolic content of 30 plant extracts of industrial interest using DPPH, ABTS, FRAP,
SOD and ORAC assays. En: J. Agric. Food Chem. 57:1768-1774
Elzaawely, A; Xuan, T. y Tawata, S. 2007. Essential oils, kava pyrones and phenolic compounds from leaves
and rhizomes of Alpinia zerumbet (Pers.) B.L. Burtt. & R.M. Sm. and their antioxidant activity. En: Food
Chem. 103:486-494.
Filip, R; Lotito, S. y Ferraro, G. 2000. Antioxidant activity of I. paraguariensis and related species. En: Nutr.
Res. 20:1437-1446.
Göktürk Baydar, N; Özkan, G. y Yaşar, S. 2007. Evaluation of the antiradical and antioxidant potential of
grape extracts. En: Food Control. 18:1131-1136.
Gugliucci, A. 1996. Antioxidant effects of I. paraguariensis: Induction of decreased oxidability of human
LDL in vivo. En: Biochem. Biophys. Res. Commun. 224:338-344.
Heck, C; Schmalko, M. y González de Mejia, E. 2008. Effect of growing and drying conditions on the
phenolic composition of mate teas (I. paraguariensis). En: J. Agric. Food Chem. 56:8394-8403.
Huang, D; Ou, B. y Prior, R. 2005. The Chemistry behind Antioxidant Capacity Assays En: J. Agric. Food
Chem. 53:1841-1856.
IRAM 20503. 1995. Argentine Institute of Standardization and Certification. Yerba mate: Determination of
mass loss at 103 ºC.
ISO 14502-1. 2004. Determination of total polyphenols in tea-colorimetric method using Folin-Ciocalteau
reagent. Part 1.
Karioti, A; Hadjipavlou-Litina, D; Mensah, M; Fleischer T. y Skaltsa, H. 2004. Composition and antioxidant
activity of the essential oils of Xylopia aethiopica (Dun) A. Rich. (Annonaceae) leaves, stem bark, root
bark, and fresh and dried fruits, growing in Ghana. En: J. Agric. Food Chem., 52:8094-8098.
Kevers, C; Falkowski, M; Tabart, J; Defraigne, J. O; Dommes J; y Pincemail, J. 2007. Evolution of
antioxidant capacity during storage of selected fruits and vegetables. En: J. Agric. Food Chem. 55:85968603.
Lo Scalzo, R. 2000. Organic acids influence on DPPH scavenging by ascorbic acid. En: Food Chem. 107:4043.
Meda, A; Lamien, C; Romito, M; Millogo, J. y Nacoulma, O. G. 2005. Determination of the total phenolic,
flavonoid and proline contents in Burkina Fasan honey, as well as their radical scavenging activity. En:
Food Chem. 91:571-577.
Paixão, N; Perestrelo, R; Marques, J. y Câmara, J. 2007. Relationship between antioxidant capacity and total
phenolic content of red, rose and white wines. En: Food Chem. 105:204-214.
Pineda Rivelli, D; Vitoriano Da Silva, V; Dislich Ropke, C; Varella, D; Leite Almeida, R; Higashi Sawada,
T. y Berlanga de Moraes Barros, S. 2007. Simultaneous determination of chlorogenic acid, caffeic acid and
caffeine in hydroalcoholic and aqueous extracts of Ilex paraguariensis by HPLC and correlation with
antioxidant capacity of the extracts by DPPH• reduction. En: Braz. J. Pharm. Sci. 43(2):215-222.
Pulido, R; Bravo, L. y Saura-Calixto, F. 2000. Antioxidant activity of dietary polyphenols as determined by
a modified Ferric Reducing/Antioxidant Power assay. En: J. Agric. Food Chem. 48: 3396-3402.
Ramirez-Mares, M; Chandra, S. y Gonzalez de Mejia, E. 2004. In vitro chemopreventive activity of Camellia
sinensis, I. paraguariensis and Ardisia compressa tea extracts and selected polyphenols. En: Mutat. Res.
554:53-65.
Schinella, G; Troiani, G; Dávila, V; Buschiazzo, P. y Tournier, H. 2000. Antioxidant effects of an aqueous
extract of I. paraguariensis. En: Biochem. Biophys. Res. Commun. 269:357-360.
Serafini, M; Laranjinha, J; Almeida, L; y Maiani, G. 2000. Inhibition of human LDL lipid peroxidation by
phenol-rich beverages and their impact on plasma total antioxidant capacity in humans. En: J. Nutr.
Biochem. 11:585-590.
Sharma, O. y Bhat, T. 2009. DPPH antioxidant assay revisited, En: Food Chem. 113:1202-1205.
Thaipong, K; Boonprakob, U; Crosby, K; Cisneros-Zevallos, L. y Hawkins Byrne, D. 2006. Comparison of
ABTS, DPPH, FRAP, and ORAC assays for estimating antioxidant capacity from guava fruits extracts. En:
J. Food Comp. Anal., 19:669-675.
Wettasinghe, M. y Shahid, F. 2000. Scavenging of reactive-oxygen species and DPPH free radicals by
extracts of borage and evening primrose meals. En: Food Chem. 70:17-26.
225
OXIDAÇÃO DE FOLHAS DE ILEX PARAGUARIENSIS ST. HIL E AVALIAÇÃO DE
CAFEÍNA
A. C. Piovezan Borges1, A. T. Valduga2, N. Dartora3, F. T. Ril4, S. M. Dias Macedo5
1
Curso de Ciências Biológicas, URI - Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621 – Cx. Postal
743, Erechim, RS, Brasil. E-mail: [email protected]
2
Departamento de Ciências Biológicas, URI - Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621 – Cx.
Postal 743, Erechim, RS, Brasil. E-mail: [email protected]
3
Programa de Pós-Graduação em Ciências - Bioquímica, UFPR, Rua XV de Novembro, 1299,
Curitiba, PR, Brasil. E-mail: [email protected]
4
Curso de Farmácia, URI - Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621 – Cx. Postal 743,
Erechim, RS, Brasil. E-mail: [email protected]
5
Departamento de Ciências da Saúde, URI - Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621 – Cx.
Postal 743, Erechim, RS, Brasil. E-mail: [email protected]
Resumo
A cafeína é um alcalóide natural que apresenta inúmeros benefícios e por isso tem sido amplamente
estudada em áreas relacionadas à saúde e ao desempenho humano. Neste sentido, o presente trabalho
tem como objetivo simular a oxidação de folhas de erva-mate, processo este utilizado na obtenção do
chá preto, proveniente da Camellia sinensis e acompanhar nessas folhas o teor de cafeína por HPLC.
Um planejamento fatorial de experimentos foi efetuado para cinco variáveis: temperatura, umidade e
luminosidade da câmara, idade e umidade da folha. Os resultados obtidos indicam que a cafeína tende
a diminuir seu teor (%) conforme o aumento da idade das folhas. Ocorreu uma tendência de aumento
na concentração de cafeína nas folhas de erva-mate durante o período de incubação (24 horas),
deixando nítido que 6,5 meses é a idade intermediária da folha cujos valores de cafeína também são
intermediários.
Palavras-chave: erva-mate, oxidação de folhas, cafeína, metabólitos primários, Ilex paraguariensis
OXIDATION IN LEAVES OF ILEX PARAGUARIENSIS ST. HIL AND EVALUATION OF
CAFFEINE
Abstract
Caffeine is a natural alkaloid that has many benefits, has been widely studied in areas related to health
and human performance. In this sense, this work aims to simulate the oxidation of leaves of yerba
mate, a process used to obtain the black tea from the Camellia sinensis leaves and monitor these to
their caffeine content for HPLC. A factorial design of experiments was performed for five variables:
temperature, humidity and light câmera, humidity and leaf age. The results indicate that caffeine tend
to decrease their content (%) with increasing leaf age. There was a tendency of increasing the
concentration of caffeine in the leaves of yerba mate durins incubation period (24 hours), making clear
that 6,5 months is the intermediate age of the leaf whose values of caffeine are also intermediate. In
this sense there is a good possibility of to using the content of caffeine as a parameter to indicate the
age of the leaf.
Key words: yerba-mate, leaves rust, caffeine, primary metabolites, Ilex paraguariensis
Introdução
A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil) é uma espécie nativa, destacando-se como fonte econômica,
social e ecológica para as regiões de ocorrência produtoras da espécie como o Sul do Brasil, Norte e
226
Leste da Argentina e Paraguai. O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de erva-mate, sendo os
estados do Sul do país, os principais produtores, atendendo empresas ervateiras para consumo nacional
além de fornecer matéria-prima ao segmento industrial ervateiro explorador (Sidra, 2009).
Um dos principais constituintes de folhas utilizadas para chás são os alcalóides da família das
metilxantinas: cafeína, teobromina e teofilina. Além do chá, esses compostos também são encontrados
em bebidas como café e refrigerantes, assim como em produtos contendo cacau e em uma variedade
de medicamentos e suplementos alimentares (Andrews et al., 2007). Dentre os três compostos citados,
a cafeína é o mais comum deles. A quantidade de cafeína nas bebidas altera conforme a variedade da
planta, as condições ambientais e de cultivo e o método utilizado para a fabricação de cada bebida
(Mccusker et al., 2003; Heck e De Mejia, 2007).
Entre as bebidas acima citadas, o chá, em especial o de erva-mate possui um teor
consideravelmente maior de cafeína do que as outras, sendo a concentração dessa xantina na erva-mate
comparada com a das bebidas energéticas (Heck e De Mejia, 2007; Jun, 2009). Altos conteúdos de
teobromina também são identificados na erva-mate, enquanto que a presença de teofilina na maioria
dos estudos não é detectada (Dutra, 2009).
A cafeína tem sido amplamente estudada em uma variedade de áreas relacionadas a saúde e ao
desempenho humano (Smit e Rogers, 2002). Muitos estudos confirmam a capacidade que a cafeína
tem para melhorar o humor e o estado de alerta (Lorist e Tops, 2003) o desempenho do exercício,
(Doherty e Smith, 2004), a velocidade com que as informações são processadas, a conscientização,
atenção e tempo de reação (Cysneiros et al., 2007), também contribui potencialmente para reduzir
fatores de risco envolvidos na síndrome metabólica, incluindo diabetes mellitus tipo 2 e obesidade
(Hino et al., 2007). Além disso, pesquisas sugerem que a cafeína pode auxiliar na redução dos
sintomas associados à doença de Parkinson, tais como a deterioração das habilidades motoras e
tremores (Trevitt et al., 2009).
Uma vez ingerida, a cafeína é rapidamente absorvida no trato gastrointestinal para a corrente
sangüínea e torna-se metabolizada no fígado (Nawrot et al., 2003). Bonati et al., 1982, descobriram
que a cafeína é extensivamente metabolizada pelo fígado (99%) para formar 3 metabólitos principais:
3,7-dimetilxantina, 1,7-dimetilxantina e 1,3-dimetilxantina.
A erva-mate, devido a sua composição química apresenta propriedades semelhantes a da
Camellia sinensis (chá preto). Muitos estudos sobre os processamentos de chá foram efetuados
permitindo classificá-los em quatro grupos distintos. Os mesmos relacionam-se com seu processo
fermentativo/oxidativo (Muthumani e Kumar, 2007).
Neste sentido, esse trabalho teve como objetivo, simular a oxidação de folhas de erva-mate,
processo este utilizado na obtenção do chá preto, proveniente da Camellia sinensis e acompanhar
nessas folhas o teor de cafeína.
Material e Métodos
Área de estudo
A erva mate utilizada neste estudo foi proveniente de um cultivo homogêneo de produção a pleno sol,
localizada no interior do município de Barão de Cotegipe - RS, Brasil, a 27º37’15” de latitude Sul e
52º 22’ 47” Oeste, aos 765m de altitude.
Coleta e preparo das amostras
Folhas de pequenos ramos com idades conhecidas foram coletadas no período da manhã, sendo estas
acondicionadas em redes de tecido e levadas ao laboratório para posterior processamento. As folhas
foram submetidas a vários testes de desidratação para posteriormente passarem pelo pré-preparo e
processo de rolamento, e então submetidas a diferentes temperaturas e umidades relativas, dentro de
uma câmara, com a finalidade de estimular os processos oxidativos.
Delineamento Experimental
Um planejamento fatorial de experimentos foi efetuado para as variáveis: idade e umidade da folha;
temperatura, umidade e iluminação do local de incubação. As variáveis máximas foram denominadas
(+1), as variáveis mínimas denominadas (-1) e as variáveis intermediárias (0), como demonstra a
Tabela 1.
227
Tabela 1 – Variáveis máximas, mínimas e intermediárias cruzadas no experimento.
Variáveis
Máximas (+1)
Mínimas (-1)
40
26
Temperatura (ºC)
Intermediárias (0)
33
Umidade da câmara (%)
100
80
90
Idade (meses)
12
1
6,5
Umidade da folha (%)
65
35
50
Luz
Com luz
Sem luz
Semiluminado
As variáveis foram cruzadas com o auxílio do programa Statistica 6.0 (Stat. Soft. Ine). Cruzaramse as variáveis máximas e mínimas resultando em um planejamento com 12 ensaios e as variáveis
intermediárias resultaram em um ponto central e 3 repetições foram realizadas nesse.
Análise de cafeína
Para a análise de cafeína foram utilizadas cinco (5,0) gramas de amostra, limpa e finamente dividida,
essa foi deixada em ebulição com 100 mL de água ultra pura (Milli-Q), por 30 minutos. Em seguida, a
infusão foi filtrada a vácuo, lavando-se o resíduo sólido com cerca de 20 mL de água quente. O extrato
resultante foi recolhido em um balão volumétrico de 200 mL, o qual teve seu volume final aferido com
água.
As análises foram efetuadas em um cromatógrafo Agilent 1100 Series, com sistema de eluição
gradiente, composto por: Coluna analítica SB-C18 ZORBAX (4,6’ x 250mm), 5 Micron; Pré-coluna
C18 (4,6’ x 12,5mm), 5 Micron; Injetor Automático Agilent 1100 Series; Detector espectrofotométrico
UV-visível, Agilent 1100 Séries, operando em 280 nm; Sistema de aquisição de dados Chem Stations
Agilent. Como fase móvel empregou-se uma mistura metanol: água (40/60%), com vazão de 1
mL/min.
A curva padrão de cafeína foi obtida por meio da análise de soluções metanólicas destes
padrões nas concentrações de 1; 5; 10; 30 e 50 mg/L. As áreas dos picos referentes a cada
concentração foram medidas e plotadas em gráfico de concentração versus área, calculando-se o
coeficiente de regressão linear da curva e a equação da reta. Posteriormente as concentrações e a área
dos picos de cada um dos experimentos foram comparadas com a curva padrão de cafeína.
Resultados e Discussões
No sistema cromatográfico empregado, o padrão cafeína apresentou tempo de retenção de 7,4 min,
enquanto que nas amostras em estudo o tempo foi de 8,2. A Figura 1 apresenta exemplos de
cromatogramas em HPLC do padrão de cafeína (a) e cafeína obtida de extrato de erva-mate submetida
à oxidação (b).
Figura 1 – Perfis cromatográfico de cafeína padrão (a) e cafeína em erva-mate oxidada (b).
A curva de calibração da cafeína, por HPLC mostrou-se linear nas faixas de concentração
228
Área (u.a.)
empregadas, apresentando, coeficiente de regressão (r2) 0,9999. A equação da reta obtida por regressão
linear para cafeína foi y = 32,261x - 15, 235, onde y representa a área do pico (mV.s) e x representa a
concentração de cafeína (mg/L), conforme demonstra a Figura 2.
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
10
20
30
40
50
60
-1
Concentração (m g L )
Figura 2 – Curva padrão de cafeína em HPLC.
A cafeína tende a diminuir seu teor (%) conforme o aumento da idade das folhas. Isto pode
estar relacionado com a quantidade de massa seca presente na folha, a qual aumenta com a idade, por
conseqüência da diminuição de água. Neste sentido, a folha jovem possui maior quantidade de
umidade e menor quantidade de massa seca, o que indica que a cafeína encontra-se mais diluída.
Além da idade da folha, fatores climáticos podem interferir no teor de umidade das folhas.
Estudos anteriores demonstram que além da influência da brotação das folhas, outros fatores podem
desempenhar papel relevante nos teores de metilxantinas, como intensidade de luz e temperatura,
idade da planta, condições de estresse, ataque de predadores, tipo de poda e intervalo entre podas,
entre outros, além de diferenças entre as metodologias de coleta, extração e quantificação utilizadas
(Schubert, et al., 2006).
As variações no teor de cafeína em folhas de erva-mate submetidas à oxidação nos tempos de 0
e 24 horas são mostradas na Tabela 2, em diferentes condições experimentais (Temperaturas: 26; 33 e
40°C, Umidades da câmara: 80; 90 e 100% e Idades: 1; 6,5 e 12 meses).
Tabela 2 – Teor de cafeína (%) nos tempos de 0 e 24 horas em folhas de erva-mate submetidas a
oxidação sobre diferentes condições experimentais.
0 horas
24 horas
Experimentos
Idade
Temperatura
Umidade Teor de cafeína (%) Teor de cafeína (%)
9
1
26°C
80%
0,89
1,44
12
1
26°C
80%
4,47
4,64
11
1
26°C
100°C
1,57
1,69
10
1
40°C
80%
4,74
4,14
2
1
40°C
100°C
0,52
1,00
5
1
40°C
100°C
0,37
0,92
Média
6,5
33°C
90%
1,82
2,99
8
12
26°C
80%
0,29
0,41
3
12
26°C
100°C
0,45
0,42
7
12
26°C
100°C
0,61
0,92
1
12
40°C
80%
2,35
2,89
4
12
40°C
80%
1,17
2,07
6
12
40°C
100°C
1,33
1,62
A temperatura e a umidade da câmara não exerceram influência significativa no teor de
cafeína, durante o período de oxidação. No entanto a idade das folhas influenciou este processo e
229
quando folhas de diferentes idades foram submetidas à oxidação em diferentes condições de
temperatura e umidade em câmara de incubação, houve variação nos teores de cafeína, tendendo a um
aumento.
Os teores de cafeína variaram na faixa de 0,37 a 4,74% no tempo zero para folhas de um mês
de idade e 0,29 a 2,35% no tempo zero para folhas de 12 meses. Para o tempo de 24 horas de oxidação
a variação foi de 0,92 a 4,64% nas folhas de um mês de idade e de 0,41 a 2,89% nas folhas de 12
meses. As folhas oxidadas em condições intermediárias de incubação (33°C, 90% e 6,5 meses)
apresentaram uma média entre as variações de folhas de 1 e 12 meses, para ambos os tempos avaliados
(zero e 24 horas de oxidação).
Houve aumento na concentração de cafeína em folhas de erva-mate durante o período de
oxidação, deixando nítido que 6,5 meses é a idade intermediária da folha cujos valores de cafeína
também são intermediários. Neste sentido existe boa possibilidade de se utilizar a cafeína como um
parâmetro para indicação da idade da folha.
Durante o processo de fermentação da Camellia sinensis para a obtenção do chá preto,
também verificou-se um aumento no teor de cafeína com o período de fermentação/oxidação (Wang et
al., 1991; Xiaogang, et al., 2005).
A erva-mate submetida ao processo oxidativo sofreu um estresse severo na etapa do roolling
(prensagem de folhas), onde possivelmente a cafeína aumente sua concentração com o objetivo de
servir de metabólito para certas reações oxidativas.
Estudos de morfogênese de erva-mate efetuados a campo por Rakocevic et al. (2006), relatam
dois picos máximos de crescimento: outubro/ novembro e março, o que indica haver uma grande
quantidade de folhas jovens nesses períodos. Schubert et al. (2006) avaliando o teor de metilxantinas
(cafeína e teobromina) em Ilex paraguariensis St. Hil, durante os 12 meses do ano, demonstram que
este é diminuído nos meses de maio, junho, julho, agosto e setembro, o que corresponde a um período
onde existe o mínimo de folhas jovens. Os picos são mais altos nos períodos de desenvolvimento
vegetativo pleno. O que confirma os dados obtidos neste estudo.
Conclusão
- Folhas jovens de erva-mate (um mês de idade) possuem maior teor de cafeína (considerando-se o
peso em massa seca) do que plantas praticamente maduras (6 meses) e maduras (12 meses).
- O teor de cafeína em folhas de erva-mate aumenta com o período de oxidação de 24 horas.
- Folhas de erva-mate com 6,5 meses de idade apresentam teores de cafeína intermediários entre as
plantas de 1 e 12 meses de idade, mostrando ser uma idade intermediária de maturação das folhas.
- Existe boa possibilidade de se utilizar a cafeína como um parâmetro para indicação da idade da
folha.
Referências bibliográficas
Andrews, K.W.; Schweitzer, A.; Zhao, C.; Holden, J.M.; Roseland, J.M.; Brandt, M.; Dwyer, J.T.;
Piccianom, F.; Saldanha, L.G.; Fisher, K.D.; Yetley, E.; Betz, J.M. e Douglass, L. 2007. The caffeine
contents of dietary supplements commonly purchased in the US: analysis of 53 products with
caffeine-containing ingredients. Em: Anal Bioanal Chem. 389:231-239.
Bonati, M.; Latini, R.; Galletti, F.; Young, J.F.; Tognoni, G. e Garattini, S. 1982. Caffeine disposition
after oral doses. Em: Clin Pharmacol Ther 32:98–106.
Cysneiros, R.M.; Farkas, D.; Harmatz, J.S.; Von Moltke, L.L. e Greenblatt, D.J. 2007.
Pharmacokinetic and pharmacodynamic interactions between zolpidem and caffeine. Em: Clin
Pharmacol Ther 82:54–62.
Doherty, M. e Smith, P.M. 2004. Effects of caffeine ingestion on exercise testing: a metaanalysis. Em:
Intn J Sport Nutr ExercMetab 14:626–46.
Dutra, F.L.G. 2009. Compostos fenólicos e metilxantinas em erva-mate armazenada em sistemas de
estacionamento natural e acelerado. Dissertação (Mestre em Tecnologia de Alimentos) – Setor de
Tecnologia, Universidade Federal do Paraná (UFPR).
230
Heck, C.I. e De Mejia, E.G. 2007. Yerba Mate Tea (Ilex paraguariensis): A Comprehensive Review on
Chemistry, Health Implications, and Technological Considerations. Em: Journal of Food Science
72:138-151.
Hino A.; Adachi, H.; Enomotom, F. K.; Shigetoh, Y.; Ohtsuka, M.; Kumagae, S.I.; Hirai, Y.; Jalaldin,
A.; Satoh, A. e Imaizumi, T. 2007. Habitual coffee but not green tea consumption is inversely
associated with metabolic syndrome an epidemiological study in a general Japanese population.
Diabetes. Em: Res Clin Practice 76:383–9.
Jun, X. 2009. Caffeine extraction from green tea leaves assisted by high pressure processing. Em:
Journal of Food Engineering 94:105-109.
Lorist, M e Tops, M.M. 2003. Caffeine, fatigue and cognition. Em: Brain Cogn 53:82–94.
Mccusker, R.R.; Goldberger, B.A. e Cone, E.J. 2003. Caffeine content of specialty coffees. Em:
Journal Anal. Toxicol., 27:520-522.
Muthumani, T. e Kumar, K. 2007. Influence of fermentation time on the development of compounds
responsible for quality in black tea. Em: Food Chemistry 101:98-102.
Nawrot, P.; Jordan, S.; Eastwood, J.; Rotstein, J.; Hugenholtz, A. e Feely, M. 2003. Effects of caffeine
on human health. Em: Food Addit Contam 20:1–30.
Rakocevik, M; Medrado, M. J. S; Lucambio, F; Valduga, A. T. 2006. Ritmicidade de emissão e de
queda de folhas e as suas conseqüências no manejo da erva-mate. Em: Anais do 4° Congresso
Sudamericano de la yerba mate; 4ª Reunião técnica de la Yerba mate; Exposición de agronegocios de
la yerba mate. Posadas – Misiones, 70-78.
Schubert, A.; Zanin, F. F.; Pereira, D. F. e Athayde, M. L. 2006. Annual variations of mehtylxanthines
in Ilex paraguariensis A. St. Hil (Mate) samples in Ijuí and Santa Maria, State of Rio Grande Do Sul.
Em: Química Nova 29:1233–1236.
Sidra, Sistema IBGE de Recuperação Automática. Produção da Extração Vegetal e da Silvicultura.
Página da web: http://www.sidra.ibge.gov.br/bda/tabela/protabl.asp. Acesso em: 10-12-10.
Smit, H. J. e Rogers, P. J. 2002. Effects of energy drinks on mood and mental performance: critical
methodology. Em: Food Qual Pref 13:317–326.
Trevitt, J.; Kawa, K.; Jalali, A. e Larsen, C. 2009. Differential effects of adenosine antagonists in two
models of parkinsonian tremor. Em: Pharmacol Biochem Behav 94:24–9.
Wang, Z. S.; Tan, H. W. e Shi, L. 1991. Dynamics of major nitrogenous compounds during the primary
processing of dark green tea. Em: J.Tea Sci. 11:29-33.
Xiaogang, W.; Shuxia, H.; Xiaochun, Wan. e Caiyuan, P. 2005. Effect of Microbial Fermentation on
Caffeine Content of Tea Leaves. Em: Journal Agric. Food Chem. 53:7238-7242.
231
INDUSTRIALIZACIÓN Y NUEVOS PRODUCTOS
232
233
PERFILES DE HUMEDAD EN YERBA MATE CANCHADA SECADA EN
BARBACUÁ DE DIFERENTES PROVEEDORES
C. E. González; Y.M. Brizuela; L. E. Scholz;
Área de calidad Yerba Mate - Empresa Indega S.A, Dirección: Ruta sexta Km 8,30 Encarnación
Paraguay - Email: [email protected]
El objetivo del presente trabajo fue determinar porcentajes de humedades en la yerba mate canchada
de diferentes proveedores durante la zafra 2010 con la finalidad de tener un criterio de selección para
la zafra 2011. Se tomó como referencia la Norma IRAM 20503 para determinar el contenido de
humedad. Paraguay no cuenta con una norma para yerba mate canchada, las empresas yerbateras
reglamentan sus límites según sus directivas.
Se registraron las humedades para cada lote durante toda la zafra. Los datos fueron agrupados en 4
categorías: A: hasta 5 %, B hasta 5,99 %, C hasta 6,99 % y D superior a 7%. Estos datos permiten
seleccionar a los diferentes secaderos y almacenar la materia prima en diferentes depósitos según su
categoría, los lotes con límites superiores a 7 % se rechazarán. También se realizó un estudio
estadístico sobre la variabilidad en la entrega de cada empresa.
Palabras claves: yerba canchada, humedad, zafra
PERFIL FISICOQUIMICO DE YERBA MATE ELABORADA Y COMPUESTA
ENTRE EL AÑO 2001 AL 2007
C. E. González; A. Rodríguez
Área de calidad Empresa Indega S.A., Ruta sexta
[email protected]
km 8,5 - Encarnación-Paraguay - e-mail:
Los parámetros fisicoquímicos en la yerba mate elaborada son muy importantes como índice de
calidad para la empresa elaboradora y para los consumidores. Algunos de ellos y los más importantes,
regulados por norma Paraguaya INTN 3500193, son el contenido en % de humedad, % de cenizas
totales, % de cenizas insolubles en acido clorhídrico concentrado, extracto acuoso y cafeína. En este
trabajo presentamos la variabilidad de los resultados de los ensayos de laboratorio tanto de yerba mate
elaborada común y compuesta, y su evolución entre los años 2001 hasta el 2007. Las muestras se
tomaron de varios centros comerciales de Asunción, Paraguay. Se utilizo la norma Paraguaya INTN
3500193 “Especificaciones” como referencia para realizar las determinaciones de laboratorio.
También se realizó un estudio estadístico de ANOVA considerando las variables año de elaboración y
tipo de yerba.
Palabras clave: yerba mate, humedad, cafeína, extracto acuoso, cenizas.
234
MODELADO DE LA CINÉTICA DE LA EXTRACCIÓN ACUOSA DE
CAFEÍNA DE HOJAS DE YERBA MATE ELABORADA
M.L. Vergara, S.L Hase, A.R. Linares
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones, Félix de
Azara 1552- (3300) Posadas, Misiones, Argentina (e mail: [email protected])
El conocimiento de la cinética de extracción de los componentes de la yerba mate es de importancia
para el desarrollo de nuevos productos de aplicación industrial. El objetivo de este trabajo fue evaluar
modelos empíricos que puedan describir la cinética de la extracción acuosa de cafeína en hojas de
yerba mate elaborada a una temperatura de 70 ºC, utilizando diferentes relaciones yerba mate/agua
(25, 50,75, 100, 125 g/l), durante un período de 3600 segundos.
La cafeína fue determinada por cromatografía líquida de alta performance (HPLC). Los resultados
obtenidos fueron ajustados a los modelos empíricos Parabólico Difusional, Ley Potencial, Segundo
Orden, Elovich y Linares y col. La bondad de ajuste fue evaluada con el coeficiente de determinación
R2 y la Raíz Cuadrada del Error Cuadrático Medio Porcentual (% RMSE). El modelo con mejor ajuste
fue el propuesto por Linares y col. con RMSE < 2,7 % y R 2 mayor a 0,97.
Palabras claves: yerba mate, cinética, extracción, modelado
ALIMENTOS FUNCIONAIS - CHÁ SOLÚVEL DE MATE VERDE
K. Berté1, N. Almeida Rucker2 , R. Hoffmann Ribani3
PPGTA1, 3. Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos. Universidade Federal do Paraná,
Setor de Tecnologia – Jardim das Américas Caixa Postal 19011 - CEP 81531-990 – Curitiba – PR –
Brasil. [email protected]. SEAB2 – Secretaria da Agricultura e do Abastecimento do Paraná,
Curitiba – Paraná – Brasil.
As folhas da erva-mate (Ilex paraguariensis A.St. Hill) são utilizadas como estimulante e antioxidante,
e os principais constituintes químicos são os compostos fenólicos e a cafeína. Este trabalho teve como
objetivo desenvolver o chá solúvel de erva-mate verde, determinar a atividade antioxidante e o
conteúdo de compostos fenólicos e cafeína. A atividade antioxidante por DPPH do chá solúvel
apresentou IC50 de 2,52 mg/ml e foi 99,04% superior a vitamina C (IC50 = 260,4 mg/ml). O produto
apresentou 178,32 mg/g de compostos fenólicos totais; 1,54 mg/g de ácido caféico; 91,40 mg/g de
ácido 5-cafeoilquínico e 18,55 mg/g de cafeína. Os compostos fenólicos são antioxidantes naturais e
podem ser capazes de reduzir o risco de doenças. A cafeína é utilizada como estimulante para
combater a fadiga física e mental. O estudo revelou que o chá solúvel de erva-mate verde obtido por
spray-dryer apresenta elevado conteúdo de compostos químicos com propriedades funcionais.
Palavras-chave: novos alimentos, propriedades funcionais, desenvolvimento, chá solúvel.
235
LOS EXTRACTOS ANTIOXIDANTES DE YERBA MATE MODIFICAN LA
ESTABILIDAD OXIDATIVA DE CARNE COCIDA, ACEITES Y EMULSIONES
J. Valerga, S. Kummritz y M. C. Lanari
Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA), Universidad Nacional
de La Plata (UNLP) 47 y 116 La Plata (1900), Buenos Aires, Argentina, TE /Fax (0221) 4254853/
4249287 /4890741. e-mail: [email protected]
Los extractos de yerba mate demostraron una excelente actividad antioxidante (AOA) en sistemas
modelo por consiguiente seria de gran interés para la industria analizar su efecto en alimentos y
establecer la relación AOA/ composición.
La aplicación del 20 µmoles/kg de extracto de yerba mate a carne picada cocida o a aceite de girasol
libre de antioxidantes comerciales redujo la rancidez oxidativa. El efecto fue similar al obtenido con
una dosis igual de un extracto rico en tocoferoles. El incremento de la dosis (60 µmoles/kg) en aceites
fue negativo ya que se redujo la capacidad de inhibición.
60 µmoles/kg de extracto de yerba disminuyeron la oxidación en emulsiones aceite/agua. Niveles
menores (20 µmoles/kg) fueron ineficaces.
El modelo polinómico propuesto predijo satisfactoriamente la actividad de una mezcla de los ácidos
cafeico y clorogénico, kaemferol, quercitina y rutina. Detectamos 5 efectos sinergistas y 6 antagonistas
Palabras clave: yerba mate; oxidación de lípidos; antioxidantes, emulsiones; aceites.
AVALIAÇÃO DE DISPERSÕES COLOIDAIS DE EXTRATO SOLÚVEL DE ERVAMATE (Ilex paraguariensis)
L. C. Bosmuler1, L. Mazur2, D. Mantovani3, A. de Paula Scheer4, R. Hoffmann Ribani5
Universidade Federal do Paraná - Programa de Pós Graduação em Tecnologia de Alimentos1,2,3,4,5 –
Setor de Tecnologia – Centro Politécnico, Jardim das Américas, Caixa Postal 19011 – CEP 81531-990
– Curitiba – PR – Brasil [email protected]; [email protected];
[email protected]; [email protected]; [email protected]
A erva-mate (Ilex paraguariensis) é muito consumida no Brasil, Argentina, Paraguai e Uruguai.
Devido aos seus benefícios á saúde novos produtos são desenvolvidos com a finalidade de aumentar o
consumo desta. Neste estudo as dispersões coloidais de extrato solúvel de erva-mate pura (DEMP) e
com 15% de adjuvantes (goma acácia:maltodextrina:gelatina, 1:1:1) (DEMA), foram analisadas
quanto ao aspecto visual macro e microscópico, estabilidade e comportamento reológico. As
dispersões apresentaram características visuais de cor, brilho e homogeneidade próprias de um mousse
claro. A DEMA apresentou estabilidade (25 °C) superior a 15 dias, enquanto a DEMP desestabilizou
em 30 minutos. A DEMP apresentou microscopicamente gotas de tamanho superiores ao da DEMA,
podendo ser um dos fatores da menor estabilidade da DEMP. As duas dispersões apresentaram
comportamento reológico de fluido pseudoplástico. A DEMA se apresenta como nova alternativa para
uso da erva-mate em forma de chá cremoso pronto para o consumo.
Palavras-chave: dispersão coloidal; erva-mate; estabilidade; reologia.
236
237
FORTIFICACIÓN DE LA YERBA MATE CON MINERALES UTILIZANDO
MATRICES
M.G. Acuña, P.G. Scipioni, M.E. Schmalko
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones, Felix de
Azara 1552 – 3300 – Posadas – Argentina - E-mail: [email protected]
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue estudiar la aceptación sensorial de un producto fortificado con
minerales (Magnesio, Hierro, Calcio) y la determinación de las cantidades reales extraídas con el
mate. Para ello, en primer término se realizó un análisis sensorial comparándose las muestras
fortificadas y sin fortificar. Si bien en los tres minerales los panelistas encontraron diferencias
significativas entre las muestras; no consideraron que el material fortificado generaba gustos
desagradables. Luego, se realizaron ensayos de extracción simulando en el laboratorio una mateada.
Los perfiles de concentración disminuían en forma pronunciada, principalmente luego de la segunda
extracción. Al analizar las cantidades totales extraídas, se encontró que el Mg adicionado se extraía
casi en su totalidad en los primeros 500 ml. Por lo tanto este mineral se podría adicionar al mate sin
ningún inconveniente. El Ca y el Fe se extrajeron solo en porcentajes muy bajos (29 y 25%,
respectivamente).
Palabras clave: Fortificación, Calcio, Magnesio, Hierro, Análisis sensorial
FORTIFICATION OF YERBA MATÉ WITH MINERALS USING MATRICES
Abstract
The aim of this research was to study the sensorial accptance of a fortified food with minerals
(Calcium, Magnesium, Iron) and to determine the real quentities that they are extracted in a maté. First
a sensorial analysis was carrried out in order to compare the fortified and non-fortified maté. In all
minerals, the panelists found differences between them, but they did not found any umpleaseant
sabour. Then, some extractions assays were carried out simulating the maté comsuption in a
laboratory. Profile concentrations diminishes in a sharply way, mainly after the second extraction.
When the global quantity extracted was compared with the additionated one, the Mg was found to be
completed extracted in the first 500 ml. Consequently, this mineral could be added to the maté. The Ca
and Fe were extracted in a a very low percentaje (29 and 25%, respectively).
Key words: Fortification, Calcium, Magnesium, Iron, Sensorial analysis
Introducción
Una de las formas de suplir la falencia de determinados nutrientes en la población es utilizando
alimentos fortificados. En los alimentos fortificados, se adicionan nutrientes de tal forma que su
concentración sea superior a la que contiene el alimento. Para que se puedan rotular como alimentos
fortificados, el mismo deberá aportar entre un 20% y 50% de los requerimientos diarios recomendados
(CAA, 2000).
Para que estos alimentos puedan llegar a un sector importante de la población, se utilizarán,
generalmente, en alimentos de consumo masivo como leche, pan, harinas, cereales, etc. Por este
motivo es que en este trabajo se plantea fortificar la yerba mate. Este alimento es de consumo masivo
en la Argentina, Uruguay, Paraguay y el Sur de Brasil. De esta forma el producto podría ser destinado
a un sector importante de la población de esta región.
No obstante, la adición directa puede modificar sustancialmente el gusto de este producto. Esto se
debe que al ser las sales minerales muy solubles en agua caliente, las mismas se extraerían en su
totalidad en los primeros mates, produciéndose un sabor desagradable. Es por este motivo que en este
238
trabajo se plantea entrampar a los minerales para obtener una liberación más controlada, de tal forma
que el sabor de la yerba mate no tenga modificaciones importantes. Este método es utilizado en
numerosos productos para fortificarlos (Alzamora et al., 2005; Cetinus et al., 2009; Vitali et al., 2008;
Gonzalez et al., 2008; Akhtar et al., 2008).
Debido a la forma especial de consumo, las concentraciones de los minerales van variando a medida
que se realizan las extracciones. Esto produce modificaciones en el sabor del mate. Por lo tanto es
necesario realizar además un análisis sensorial del producto fortificado para corroborar su aceptación
por parte del consumidor.
En trabajos previos se ensayaron diferentes aglomerantes para formar matrices que entrampan los
compuestos a ser adicionados (maltodextrina, goma arábiga y almidón de mandioca). Como material
inerte se utilizó polvo de yerba mate, un subproducto de la industria. Los mejores resultados se
obtuvieron con maltodextrina al 10 % (g de maltodextrina/100 g de polvo) (Scipioni et al., 2010).
El objetivo del presente trabajo fue estudiar la aceptación sensorial de un producto fortificado con
minerales (Magnesio, Hierro, Calcio) y la determinación de las cantidades reales extraídas con el
mate.
Materiales y métodos
Material
Se utilizó polvo de hoja de yerba mate proveniente de un molino yerbatero de la Provincia de
Misiones. Este material presentó un tamaño de partícula menor a 40 mesh (0,425 mm). El aglomerante
utilizado maltodextrina de calidad comercial.. Los minerales utilizados para la fortificación fueron
Calcio, Magnesio y Hierro que se adicionaron en forma de: Gluconato de Calcio (C12H22O14Ca),
Oxido de Magnesio (OMg), Sulfato ferroso (SO4Fe) pro análisis.
Determinación de la cantidad de minerales a ser utilizados
Para determinar la cantidad de fortificante a añadir se consideró la exigencia del Código Alimentario
Argentino (CAA) Art. 1363 (Res. 1505 del 10/08/08), que determina que una porción del alimento
fortificado debe proporcionar el 50% de la dosis diaria recomendada (DDR). Estas cantidades son las
siguientes: para el Calcio (Ca), 500 mg; para el Magnesio (Mg), 130 mg y para el Hierro (Fe), 7 mg. A
su vez, el aporte que tiene la yerba mate (50 g) son: para el Ca, 50 mg; para el Mg, 58 mg y para el Fe,
2,2 mg (Ramallo et al., 1998a). La diferencia restante la deberían aportar los 5 g de matriz añadida.
Estos valores se tuvieron en cuenta para la preparación de la matriz.
Preparación de la matriz
Para preparar la matriz se mezclaron 250 g de polvo de yerba mate, 25 g de maltodextrina y luego
según la fortificación a realizar se adicionó: para el Ca 265,76 g de Gluconato de Calcio, se
homogeneizó en seco y luego agregó 750 ml de agua destilada; para adicionar el Mg a la mezcla de
polvo y maltodextrina se le agregó 396 ml de solución de Oxido de Magnesio de concentración 10g
Mg/L y se completó el volumen de 750 ml con agua destilada, para la adición del Fe se agregó 264,0
ml de solución de Sulfato ferroso de concentración 1gFe/L completando el volumen a 750 ml . La
mezcla se colocó en baño termostatizado a 60 ºC durante 10 min con agitación. Luego se sometió a
ultrasonido por otros 10 minutos, se distribuyó en cajas de petri y se secó en estufa a la misma
temperatura. Concluido el secado, la matriz fue molida en molino de cuchillas y tamizada. La fracción
retenida en el tamiz de malla 40 (425 mm) se utilizó en las experiencias. Las mismas se realizaron por
triplicado.
Ensayos de extracción
Para estudiar la velocidad de salida del fortificante, se simuló una mateada. Se colocaron en un vaso
de precipitado 50 g de yerba mate y 5 g de la matriz molida y tamizada que contenía el fortificante. A
la mezcla se le adicionaron 100 ml de agua caliente (70 ºC) y se dejó humedecer completamente.
Luego se agregaron porciones de 30 a 40 ml de agua, se dejó reposar durante 20 s y se realizó la
extracción por medio de una bombilla plástica conectada a un sistema de vacío (kitasato). La
extracción continuó hasta completar 100 ml. De esta forma se obtuvieron 5 fracciones diferentes
(Ramallo et al., 1998b; IRAM, 1997; Sabatella et al., 2009). El procedimiento se repitió con la matriz
239
preparada con los tres fortificantes, y un testigo de 50 g de yerba mate.
Determinación de minerales entrampados como Fortificantes
La determinación de los minerales adicionados Ca, Mg y Fe se realizó por espectrofotometría de
absorción atómica a partir de un extracto ácido de las cenizas obtenidas por disolución de las mismas
en 25 ml de Acido Clorhídrico (HCl) al 10% p/v y llevadas a volumen final de 100 ml con agua
destilada. Una alícuota de cada fracción del extracto se midió en un espectrofotómetro de absorción
atómica Perkin Elmer modelo Analyst 200. Para la cuantificación se utilizaron curvas de calibración
obtenidas con 4 concentraciones de los respectivos estándares, para la determinación de Ca se
practicaron diluciones con factores de dilución entre 10 y 50 y para el Mg el factor de dilución fue de
2500. No se realizaron diluciones en la determinación de Fe. Se realizaron tres lecturas de cada
muestra y se informan los valores promedios de las mismas. Los coeficientes de variación promedio
entre lecturas para el Ca y Mg fueron inferiores al 1%, mientras que para el Fe fue inferior al 2%.
Diseño Experimental
Las diferentes proporciones de los componentes de las matrices se pueden observar en la tabla 1.
Tabla 1. Composición de las matrices utilizadas en las experiencias
Experiencia Polvo Maltodextrina
Mineral
Cantidad de sal u
Nº
(g)
(g)
adicionado óxido añadido (g)
1
sin
sin
Ninguno
0
2
250
25
Calcio
265,76
3
250
25
Magnesio 6,57
4
250
25
Hierro
1,31
Cantidad de mineral
(mg)añadido por mate
0
450
72
4,8
Análisis sensorial
Mediante el test del triángulo se comparo el grado de aceptación de las matrices, la formada por la
yerba tal cual y la adicionada con las matrices que contienen a los minerales entrampados. Se
prepararon mates con 16,5 g de mezcla (1,50 g de la matriz y 15 g de la yerba mate elaborada). Se
distribuyeron 3 mates preparados y codificados, de los cuales dos eran iguales y uno diferente. El
catador debía detectar la muestra diferente y expresar si esta era más o menos agradable que las otras.
Resultados y Discusión
Análisis sensorial Comparativo
Los resultados obtenidos en el análisis sensorial se pueden observar en la tabla. Al comparar esta
proporción con la teórica del 33,3% (si la muestra se selecciona al azar) utilizando el test de las
proporciones (10), se encontró que existían diferencias significativas en todos los casos (Probabilidad
< 0,05). No obstante los catadores no coinciden en que la yerba mate fortificada tenga gusto
desagradable.
Tabla 2. Resultados del análisis sensorial
Calcio
Participantes
31
Respuestas correctas
16
Probabilidad
0,0154
Magnesio
33
17
0,0113
Hierro
35
18
0,0116
Ensayos de extracción del mineral entrampado
En la figura 1 se pueden observar los valores de concentración del mineral entrampado obtenido en
función del volumen de extracción para las diferentes experiencias. En todas ellas, las concentraciones
del mineral fueron disminuyendo en función del volumen de extracción. En la figura 1.a se tiene la
muestra fortificada con Calcio. Se puede observar en la muestra fortificada que las dos primeras
fracciones tienen un contenido muy alto y tienen una reducción muy importante a partir de la tercera
fracción.
240
C o n c e n t r a c ió n ( g / l)
0,7
0,6
0,5
0,4
Sin fortificar
Fortificado
0,3
C o n c e n t r a c ió n ( g /l)
En la figura 1.b se pueden observar los valores de concentración del Magnesio obtenidos con la
muestra testigo y la muestra fortificada. Debido a que en el mate se pueden encontrar cantidades
mayores de Magnesio que de Calcio, el porcentaje adicionado de este mineral fue menor. En este
mineral tenemos un perfil menos pronunciado que en el caso del Calcio.
En la figura 1.c se puede observar la variación de la concentración de Hierro en función del volumen
de extracción. Como en el caso del Magnesio, el perfil de la extracción es menor pronunciado que el
del Calcio.
1,400
1,200
1,000
0,800
Sin fortificar
0,600
0,2
0,400
0,1
0,200
Fortificado
0,000
0
100
200
300
400
100
500
200
400
500
b) Magnesio
a) Calcio
C on centración (g/l)
300
Volumen (ml)
Volumen (ml)
0,010
0,008
0,006
Sin fortificar
Fortificado
0,004
0,002
0,000
100
200
300
400
500
Volumen (ml)
c) Hierro
Figura 1. Variación de la concentración de los minerales en función del volumen de extracción para el
Calcio (a), el Magnesio (b) y el Hierro (c). En todos los casos se presentan las curvas sin fortificación
y fortificado
Es de especial interés obtener los valores posibles de peso acumulado finales obtenidos con los
diferentes minerales. Estos valores se presentan en la figura 2.a, b y c. El Magnesio presenta una
recuperación casi total de la cantidad añadida en los primeros 500 ml. Para el caso del Calcio y el
Hierro se extrae solo una fracción de la cantidad adicionada, que son de 29% y 25% respectivamente.
241
Magnesio
Calcio
500
350
450
300
350
PB exp
300
PB t
250
PF exp
200
PF t
150
Agregado
250
P e s o a c . (m g )
P e s o a c . (m g )
400
PB exp
PB t
200
PF exp
150
PF t
Agregado
100
100
50
50
0
0
0
100
200
300
400
500
0
600
100
200
300
400
500
600
Volumen (ml)
Volumen (ml)
b
a
Hierro
6
P e so ac . (m g )
5
PB exp
4
PB t
3
PF exp
PF t
2
Agregado
1
0
0
100
200
300
400
500
600
Volumen (ml)
c
Figura 2. Valores experimentales y teóricos obtenidos realizando el ajuste para los tres minerales,
Calcio (a), Magnesio (b), Hierro (c)
Conclusiones
Al fortificar la yerba mate con sales de Ca, Mg y Fe entrampados en una matriz y agregados al mate,
los catadores detectaron la muestra fortificada en todos los casos (P<0,05); pero no encontraron un
gusto desagradable en ellas.
Al determinar las curvas de concentración en función del volumen extraído como mate, se encontró
un cambio importante de concentración en las dos primeras fracciones de 100 ml extraídas,
permaneciendo luego la concentración, casi constante. En los otros dos minerales el cambio fue menos
pronunciado.
Cuando se determinaron las curvas de mineral extraído acumulado, se encontró que el Mg
adicionado se extraía casi en su totalidad en los primeros 500 ml. Por lo tanto este mineral se podría
adicionar al mate sin ningún inconveniente. El Ca y el Fe se extrajo solo una parte de las cantidades
adicionadas (29 y 25%, respectivamente).
Referencias
Akhtar, S.; Anjum, F.M.; Rehnman, S.U.; Sheikh, M.A. y Farzana, K. 2008. Effect of fortification on
physico-chemical and microbiological stability of whole wheat flour. Food Chemistry 110: 113119
Alzamora, S.M.; Salvatori, D.; Tapia, M.S;. López-Malo, A.; Welti-Chanes, J.; Fito, P. 2005. Novel
functional foods from vegetables impregnated with biologically active compounds. Journal of
Food Engineering 67: 205-214
242
CAA. 2000. Código Alimentario Argentino. Art. 1194-1198. Ediciones La Rocca. Buenos Aires: 348349
Cetinus, S.A.; Sahin, E. y Saraydin, D. 2009. Preparation of Cu (II) adsorbed chitosan breads for
catalase immobilization. Food Chemistry 114 (3): 962-969
González-Fésler, M.; Salvatori, D.; Gómez, P. yAlzamora, S.M. 2008. Convective air drying of apples
as affected by blanching and calcium impregnation. Journal of Food Engineering 87: 323-332
IRAM 20540-1. 1997. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. Norma 20540-1: Yerba
Mate: Materiales y procedimientos a utilizar en la determinación de los caracteres organolépticos
de la yerba mate, bajo forma de mate.
Ramallo, L.A.; Smorccewski, M.; Valdez, E.C.; Paredes, A.M. y Schmalko, M.E. 1998a. Contenido
nutricional del extracto acuoso de la Yerba Mate en tres formas diferentes de consumo. La
Alimentación Latinoamericana 225, 48-52.
Ramallo, L.A.; Schmalko, M.E. y Känzig, R.G. 1998. Variación de la concentración de ácido ascórbico
(Vitamina C) en el procesamiento de la Yerba Mate. Revista de Ciencia y Tecnología 1: 25-29
Sabatella, P.O.; Pokolenko, J. J. y Schmalko, M. E. 2009. Influencia de la composición en la
extracción de los solubles de la yerba mate.. Revista Ciencia y Tecnología 11 (a): 42-47
Scipioni. G.P.; Ferreyra, D.J.; Acuña, M.G. y Schmalko, M.E. 2010. Rebaudioside A release from
matrices used in a yerba maté infusion. Journal of Food Engineering 100: 627-633
Vitali, D.; Vedrina Dragojevic, I. y Sebecié, B. 2008. Bioaccesibility of Ca, Mg, Mn and Cu from
whole grain tea-biscuits: Impact of proteins, phitic acid and polyphenols. Food Chemistry 110: 6268
243
APLICACIÓN DEL SECADO INTERMITENTE A UN LECHO DE YERBA MATE
S. A. Holowaty, L. A. Ramallo, M. E. Schmalko
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones, Félix de
Azara 1552 – 3300 – Posadas – Argentina - E-mail: [email protected]
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue estudiar experimentalmente la cinética del secado intermitente en
un lecho de ramas de yerba mate y obtener un modelo que describa la variación de la humedad en
función del tiempo y de la temperatura del proceso. Para ello se evaluó, a escala planta piloto, la
variación de la masa y temperatura del lecho, a diferentes alturas del mismo. Las experiencias de
secado se realizaron a distintas temperaturas, con la aplicación de 1 y 2 períodos de reposo de 15
minutos. Estos ensayos se utilizaron para cuantificar los parámetros del modelo de Page, durante el
secado con aplicación constante e intermitente de calor, observando que el parámetro “n” (potencia
del tiempo) se mantiene aproximadamente constante con la temperatura, no así “k” (de
proporcionalidad) cuya variación con la temperatura siguió un modelo tipo Arrhenius. El modelo
presentó un buen ajuste, con valores de desviación absoluta promedio del 2,8 %.
Palabras clave: Yerba mate, secado intermitente, cinética de secado
APPLICATION OF INTERMITTENT DRYING TO A BED OF YERBA MATÉ
Abstract
The aim of this research was to study experimentally the intermittent drying kinetics in a bed of
yerba maté branches and to obtain a model that describes the dependence of moisture variation on
process time and temperature. For this, the variation of the bed weigh and temperature at different
height in a pilot plant scale dryer was evaluated. Experiences were carried out with the application of 1
and 2 tempering times of 15 minutes at different temperatures. The assays were used to quantify Page
model parameters during the drying with continuous and intermittent heat application, founding that
the “n” parameters remain approximately constant with temperature, but “k” parameter depended on
temperature and was described with an Arrhenius type model. This model had a good fit with a mean
absolute error of 2.8 %.
Key words: Yerba maté, intermittent drying, moisture loss kinetics
Introducción
En la actualidad existe una marcada tendencia a combinar diferentes procesos de secado con el
propósito de minimizar el consumo energético, siempre que las características del producto lo
permitan (Menshutina et al., 2004). El secado intermitente es un proceso de secado discontinuo con
períodos de reposo o intermitencia en los cuales se difunde agua desde el interior a la superficie del
sólido, disminuyendo el gradiente de humedad e incrementándose la velocidad de secado (Raisul
Islam et al., 2003). Esta técnica de secado ha sido ampliamente estudiada en arroz, banana, guayaba,
soja, trigo entre otros, reduciéndose así el tiempo de aplicación de calor (Chua et al., 2000; Chua et al.,
2003; Nishiyama et al., 2006; Shei and Chen, 2002; Thomkapanich et al., 2007; Tuyen et al., 2009).
En ramas de yerba mate se ha estudiado el efecto de los períodos de reposo usando una delgada capa
de producto (Ramallo et al., 2010).
La geometría irregular y naturaleza heterogénea de las muestras (ramas completas, incluyendo las
hojas) hace impráctica la aplicación de un modelo teórico como la Segunda Ley de Fick para describir
el proceso de secado, y es potencial el uso de modelos empíricos o pseudo-empíricos, como la
244
ecuación de Page (1949), para estimar coeficientes efectivos o aparentes que permitan comparar las
diferentes cinéticas de secado.
En el secado intermitente se realizan aplicaciones discontinuas de calor. El producto, por lo tanto,
tiene un tratamiento térmico diferente que en el secado tradicional.
El secado tradicional de las ramas de Ilex paraguariensis Saint Hilaire se realiza en secaderos de
cinta con flujo de aire transversal. Este proceso, a temperatura de aire de 80 a 120ºC, tiene una
duración de aproximadamente 5 horas. En virtud de la mayor relación área/volumen de la hojas
respecto de los palos (Coelho et al., 2002), el contenido de agua de las hojas disminuye con mayor
velocidad, creándose una importante diferencia en valores de humedad de ambos materiales. Así, en la
primer hora de secado las hojas llegan a un valor de humedad de 9 % (base seca, o b.s.) y los palos de
70 % (b.s.) (Schmalko et al., 2007).
La incorporación de períodos de reposo permitiría redistribuir la humedad entre ambos materiales,
además de la redistribución del gradiente interno de cada uno de ellos, y en consecuencia se esperaría
una reducción del tiempo de aplicación de energía.
El objetivo del presente trabajo fue estudiar experimentalmente la cinética del secado intermitente
en un lecho de ramas de yerba mate en planta piloto y obtener un modelo que describa la variación de
la humedad en función del tiempo y de la temperatura del proceso.
Materiales y Métodos
Material y procedimiento de secado
El material de trabajo, ramas de yerba mate previamente sometidas a pre-tratamiento térmico, se
obtuvo de un establecimiento industrial a la salida de la etapa de zapecado. Se trabajó con ramas de
características físicas similares.
Los ensayos de secado se realizaron en un secadero de flujo transversal de planta piloto, en
condiciones constantes de temperatura (60, 80 y 100ºC a la entrada al lecho) y velocidad del aire (1,5
m/s), en virtud de que son las condiciones típicas del proceso industrial. En primera instancia se
realizaron experiencias con el material en cestas formando un lecho uniforme de 5 cm de espesor y
250 ± 10 g. (capa fina) a 6 valores de temperatura diferentes, constante en cada experimento (50 ºC 100 ºC, con incrementos de 10ºC). De donde se extrajeron conclusiones acerca de los parámetros del
modelo de Page. Luego se realizaron experiencias con el material en cuatro cestas superpuestas,
formando un lecho uniforme de aproximadamente 50 cm de espesor, donde cada cesta contenía unos
450 g ± 10 g. En la entrada y salida de cada cesta se colocaron termocuplas con un adquisidor de datos
que registró las variaciones de temperatura durante cada experiencia. La pérdida de humedad se
evaluó a través de la pérdida de masa, a intervalos de tiempo constantes. En el periodo de reposo se
desvió el flujo del aire, manteniendo el material en una cabina cerrada.
Al finalizar el ensayo se determinó el peso del material seco de cada bandeja, a partir de su
contenido de humedad. Con éste valor y el peso del material, registrado en función del tiempo, se
calculó el contenido de humedad, se trazaron las curvas de secado (contenido de agua vs. tiempo), y se
realizaron los ajustes a los modelos matemáticos.
De acuerdo a las conclusiones obtenidas en un trabajo anterior (Ramallo et al., 2010), el tiempo de
reposo aplicado fue de 15 minutos, alternado con períodos de calentamiento de igual magnitud. El
tiempo total de secado varió entre 90 minutos y 150 minutos.
Metodología de cálculo
Se utilizó el modelo de Page (1949) para describir la variación en el contenido de agua del
producto en función del tiempo de secado. (Ec. 1)
MR =
M − Me
= exp − k t n
M0 − Me
(
)
(1)
Los parámetros k y n se determinaron por regresión no lineal utilizando el programa Statgraphics
Plus (2009). De los resultados de trabajos anteriores se extrajo que solamente el parámetro k es
afectado apreciablemente por la temperatura, y por los períodos de intermitencia, el cual expresa una
245
medida de la velocidad del secado. El parámetro n se mantiene aproximadamente constante (Ramallo
et al., 2010). Las variaciones de los parámetros con la temperatura se expresaron con un modelo del
tipo Arrhenius, por un análisis de regresión (Ec. 2). La humedad de equilibrio Me se determinó a partir
de ecuaciones empíricas de un modelo de secado. (Schmalko et al. 2007).
 ∆E * T 
k = ko * exp  −

R


(2)
Determinación del contenido de humedad
La humedad se determinó secando muestras en una estufa convectiva a 103 ºC ± 2ºC hasta que el
peso se mantuvo constante, durante 6 horas (IRAM 20503).
Resultados y Discusión
Cinética de secado
Debido a las diferencias entre los valores de humedad en hojas y palos luego de dos horas de
secado, el contenido de agua medio en las ramas al final del secado se calculó en base a la fracción de
masa seca de hojas y palos, y sus respectivos valores de humedad.
Las muestras de yerba mate utilizadas en los ensayos de secado presentaron valores medios de
humedad de 65,23 ± 6,90 % b.s. En virtud a que el objetivo del estudio es analizar el efecto del secado
intermitente sobre la velocidad de secado en un lecho de ramas de yerba mate se aplicó un rango de
temperatura que comprende las condiciones típicas del proceso industrial.
Las curvas de secado intermitente utilizando el tiempo de secado efectivo o acumulado, donde se
excluye el tiempo de reposo pueden ser comparadas con las curvas de secado continuo (Fig. 1).
Cinética a 80ºC sin Reposo
1,0
0,9
0,8
0,7
Exp_B1
Exp_B2
Exp_B3
Exp_B4
0,9
0,8
0,7
____ Ajuste con el Modelo
0,6
Bandeja 4
Bandeja 3
Bandeja 2
Bandeja 1
0,5
0,4
0,3
MR (bs)
MR (bs)
Cinética a 80ºC Con 1 Reposo
1,0
Exp_B1
Exp_B2
Exp_B3
Exp_B4
0,6
____ Ajuste con el Modelo
0,5
Bandeja 4
Bandeja 2
Bandeja 1
0,4
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
0,0
0,0
0
15
30
45
Tiempo (min)
60
75
90
0
15
30
45
60
75
90
Tiempo (min)
Fig.1: Cinética del contenido de humedad relativo (MR) en función del tiempo efectivo de secado, a 80ºC en la
entrada del lecho. Los puntos son los resultados experimentales y las líneas los calculados con el modelo.
Se tienen antecedentes de la aplicación del modelo de Page para describir el movimiento de agua
durante la deshidratación de diferentes alimentos: secado de arroz (Rarmesh & Rao, 1996; Chandra &
Singh, 1984); secado de semillas de girasol (Syarief et al., 1984); deshidratación osmótica de peras
(Park et al., 2002).
El análisis estadístico del ajuste de los datos experimentales a la ecuación de Page (Tabla 1)
demostró que el modelo es adecuado para describir la cinética del sistema, utilizando un valor
promedio del parámetro n. La influencia de la temperatura sobre el valor de k, obtenidos
anteriormente, se describe apropiadamente con un modelo tipo Arrhenius (2). Los valores obtenidos
de las constantes se pueden observar en la Tabla 2, con valores de errores absolutos menores al 3 %.
La comparación de los valores experimentales y los calculados con el modelo, se pueden observar en
la Tabla 3. Cabe destacar que se encontraron dos ecuaciones diferentes, una para las experiencias de
secado continuo y otra para las experiencias en secado intermitente.
El efecto del reposo (15 min) sobre la temperatura del lecho medida a distintos niveles del mismo,
se puede observar en la Fig. 2.
Tabla 1. Parámetros de la ecuación de Page para experiencias en capa fina usando n promedio.
246
T (ºC)
50
60
70
80
90
100
Tiempo de
intermitencia (min.)
k
R2
τ= 0
τ = 15
τ= 0
τ = 15
τ= 0
τ = 15
τ= 0
τ = 15
τ= 0
τ = 15
τ= 0
τ = 15
0,0980
0,1007
0,1245
0,1685
0,1285
0,1632
0,2340
0,2760
0,3222
0,2956
0,3639
0,3609
0,994
0,992
0,992
0,985
0,991
0,998
0,997
0,999
0,996
0,998
0,999
0,998
Tabla 2: Valores de los parámetros del modelo tipo de Arrhenius
∆E/R
3498
2880
Experiencias
Sin Reposo
Con Reposo
ko
4548
935
R2
94,99
97,44
χ2 total
0,00112
0,00079
Error Absoluto
2,8%
2,7%
Tabla 3: Comparación de los valores de contenido de humedad experimental y los calculados con el
modelo en el lecho.
Contenido de Humedad Final (M)
Errores
Experiencia
Reposo Bandeja Experimental Calculado
t=0
60ºC
t = 15
t=0
80ºC
t = 15
t=0
100ºC
t = 15
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
0,2269
0,2263
0,2406
0,2287
0,2190
0,1830
0,1960
0,1910
0,0780
0,1094
0,0985
0,1032
0,0670
0,0622
0,0791
0,1130
0,0320
0,0365
0,0330
0,0395
0,0200
0,0251
0,0245
0,0390
0,2237
0,2265
0,2666
0,2624
0,2017
0,2023
0,2254
0,2247
0,1226
0,1391
0,1598
0,1557
0,1013
0,1070
0,1180
0,1275
0,0457
0,0557
0,0580
0,0716
0,0447
0,0453
0,0480
0,0594
E Absoluto
0,32%
0,02%
2,60%
3,37%
1,73%
1,93%
2,94%
3,37%
4,46%
2,97%
6,13%
5,25%
3,43%
4,48%
3,89%
1,45%
1,37%
1,92%
2,50%
3,21%
2,47%
2,02%
2,35%
2,04%
E Abs Medio
χ2
1,58%
0,00046
2,49%
0,00067
4,70%
0,00235
3,31%
0,00123
2,25%
0,00055
2,22%
0,00050
247
Fig.2: Efecto del reposo (15 min.) sobre la temperatura del lecho medida a distintos niveles del mismo
(Reposo aplicado luego de 15 minutos de secado).
Para aplicar el modelo al secado del lecho, se utilizó la temperatura medida en el mismo. Para
describir el contenido de humedad de equilibrio (Me), se consideró la temperatura medida y el
contenido de humedad del aire. Se calculó realizando un balance de masa en cada bandeja. Se utilizó
Matlab V7.4.0.287 (R2007a) (The MathWorks Inc., MA, USA) para desarrollar un algoritmo robusto
que permita describir el comportamiento del lecho en función de las variables y parámetros citados
anteriormente. Los valores experimentales y los obtenidos con el modelo al final de la experiencia del
secado se pueden observar en la Tabla 3.
Se puede observar una buena concordancia entre los valores experimentales y los calculados con
errores promedios menores al 5 % en todos los casos. El perfil de humedad, considerando las
diferentes bandejas se vuelve mas pronunciado con el aumento de la temperatura.
Conclusiones
Las curvas de secado intermitente utilizando el tiempo de secado efectivo o acumulado, donde se
excluye el tiempo de reposo pueden ser comparadas con las curvas de secado continuo, obteniéndose
valores de contenido de humedad menores en todos los casos.
El análisis estadístico del ajuste de los datos experimentales a la ecuación de Page demostró que el
modelo es adecuado para describir la cinética del sistema. El parámetro k del modelo, también se
ajustó satisfactoriamente respecto a la temperatura. Al aplicar este modelo al lecho de ramas, los
valores de humedad final tuvieron errores absolutos que van desde 1,58 % a 4,70 % respecto a los
valores experimentales.
Nomenclatura
k
M
M0
Me
MR
n
t
τ
ko
∆E/R
T
Constante de la ecuación de Page
Contenido de humedad al tiempo t (g/100 g de sólido seco)
Contenido de humedad al tiempo t=0 (g/100 g de sólido seco)
Contenido de humedad de equilibrio (g/100 g de sólido seco)
Contenido de humedad relativo (M-Me)/(M0-Me)
Constante de la ecuación de Page
Tiempo de secado (min.)
Tiempo de reposo (min.)
Constante de la ecuación modelo tipo de Arrhenius
Constante símil a la energía de activación de la muestra
Temperatura de las ramas (ºC)
248
Referencias Bibliográficas
Chandra, P.K. y Singh,R.P. 1984. Thin layer drying of parboiled rice at elevated temperatures. J. Food
Sc. 49(3): 905-909.
Chua, K.J.; Mujundar, A.S.; Chou, S.K.; Hawlader, M. N. A. y Ho, J. C. 2000. Heat pump drying of
banana, guava and potatoes pieces: effect aof cyclical cariations of air temperature on convective
drying kinetics on color changes. Drying Technology 18(5): 907-936.
Chua, K.J.; Mujundar, A.S. y Chou, S.K. 2003. Intermittent drying of bioproducts-An overview.
Bioresource Technology, 90: 285-295.
Coelho G.C.; De Araujo Mariíta, J.E. y Schenkel, E.P. 2002. Population diversity on leaf morphology
of maté (Ilex paraguariensis A. St.-Hil., Aquifoliacae). Brazilian Archives of Biology and
Technology 45(1) : 47-51.
IRAM 20503. 1995. Instituto de Racionalización de Materiales. Yerba Mate: Determinación de la
Pérdida de Masa a 103° C.
IRAM Nº 20512. 2000. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. Norma 20512: Yerba
Mate: Determinación del Contenido de Cafeína.
Menshutina, N.V.; Gordienko, M.G.; Voynovsky, A.A. y Kudra T. 2004. Dynamic analysis of drying
energy consumption. Drying Technology 22: 2281-2290.
Nishiyama, Y.; Cao, W. y Li, B. 2006. Grain intermittent drying characteristic analyzed by a simplified
model. Journal of Food Engineering 76: 272-279.
Page, G. E. 1949. Factors influencing the maximum rates of air drying shelled corn in thin layers. M.
Sc. Thesis, Purdue University.
Park, K.; Bin, A.; Reis Brod, F. y Park, T. 2002. Osmotic dehydration kinetics of pear D´anjou (Pyrus
communis L.). Journal of Food Engineering 52: 293-298
Raisul Islam, M.; Ho, J.C. y Mujundar, A.S. 2003. Convective drying with time-varying heat imput:
Simulation results. Drying Technology 21: 1333-1356.
Ramallo, L.A., Lovera, N.N y Schmalko, M.E. 2010. Effect of the application of intermittent drying
on Ilex paraguariensis quality and drying kinetics. Journal of Food Engineering 97: 188-193.
Ramesh, M.N. y Rao, P.N. 1996. Drying studies of cooked rice in a vibrofluidised bed dryer. Journal of
Food Engineering 27: 389-396.
Schmalko, M. E.; Peralta, J. M. y Alzamora, S.M. 2007. Modeling the Drying of a Deep-bed of Ilex
paraguariensis in an Industrial Belt Conveyor Dryer. Drying Technology 25: 1967-1975.
Shei, H.J. y Chen, Y.L. 2002. Computer simulation on intermittent drying of rough rice. Drying
Technology 20: 615-636.
Statgraphics. Centurion XV. Statpoint Technologies, Inc. Warrenton VA, U.S.A. 2009.
Syarief, A.M.; Morey, R.V. y Gustafson, R.J. 1984. Thin- layer drying rates of sunflower seed. Trans.
ASAE. 27(1):195-200.
Thomkapanich, O.; Suvarnakuta, P. y Devahastin, S. 2007. Study of intermittent low-pressure
superheated steam and vacuum drying of heat-sensitive material. Drying Technology 25: 205-223.
Tuyen, T.T.; Truong, V.; Fukai, S. y Bhandhari, B. 2009. Effects of high-temperature fluidized bed
drying and tempering on kernel cracking and milling quality of Vietnamese rice varieties. Drying
Technology 27: 486-494.
249
SIMULACIÓN DEL SECADO EN UN SECADERO DE CINTA CON APLICACIÓN
INTERMITENTE DE CALOR
S. A. Holowaty, L. A. Ramallo, M. E. Schmalko
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones, Félix de
Azara 1552 – 3300 – Posadas – Argentina - E-mail: [email protected]
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue evaluar técnicamente la aplicación intermitente de calor durante el
secado de ramas de yerba mate en un secadero de cinta. Los parámetros tecnológicos utilizados como
variables fueron: tiempo de interrupción de aire caliente, altura del lecho y tiempo de residencia de las
ramas, a fin de mantener constante la producción horaria, junto a las demás condiciones del secado. Se
estimó la variación del contenido de agua en el sólido a través de un modelo semi-empírico, cuyos
parámetros fueron previamente evaluados. Los mejores resultados se obtuvieron al aplicar 15 minutos
de calor-15 minutos de reposo y calor hasta el final del proceso con una altura de lecho 10 % menor a
la normalmente utilizada (1 m). Estas condiciones permiten reducir el consumo energético en un 10 %
respecto del secado tradicional.
Palabras clave: Yerba mate, simulación, secado intermitente.
DRYING SIMULATION IN A BELT DRYER WITH INTERMITTENT HEAT
APPLICATION
Abstract
The aim of this research was to optimize the intermittent heat application during drying of yerba
maté branches in a belt dryer. The technological variables used were the tempering time of heat air
application, bed height and residence time of branches, remaining constant the dryer production,
besides the others drying variables. Moisture variation in the solid was estimated using a semiempirical model, whose parameters were previously determined. The best results were obtained with a
heat application of 15 min-a rest period of 15 min-heat application and a bed height 10% minor than
the original height (1 m). With these working conditions, a reduction of 10% in energy consumption
was obtained.
Key words: Yerba maté, simulation, intermittent drying
Introducción
Uno de los secaderos más utilizados en el secado de la yerba mate es el de tipo cinta, con flujo
cruzado del aire. Estos secaderos tienen una cinta perforada que llevan las ramas desde un extremo al
otro, mientras que el aire caliente se introduce por medio de tubos localizados en la parte inferior de la
cinta. El aire es luego forzado a pasar a través del lecho de ramas. El contenido de humedad y la
temperatura del producto y del aire varían a lo largo y alto del lecho. La velocidad de secado depende
de la velocidad y temperatura del aire, el flujo de material, la altura y porosidad del lecho y el tipo de
material (Giner et al., 1996; Khankari y Patankar, 1999; Erriguible et al., 2005, Schmalko et al., 2007).
En estos secaderos, el material sólido permanece en una posición fija respecto a la cinta y a las
otras partículas, por lo que el tiempo de residencia de las diferentes ramas se pueden considerar
similares. Por este motivo, si el secadero no tiene inversión del sentido de los flujos, las ramas pueden
tener diferentes tratamientos térmicos de acuerdo a su posición. Es decir que las ramas localizadas en
la parte inferior de la cinta están en contacto con aire a mayor temperatura y menor humedad; mientras
que las ramas localizadas en la parte superior, están en contacto con el aire más frío y húmedo. Esto
hace que exista una diferencia muy importante entre el contenido de humedad, la temperatura y la
250
composición de los otros componentes (clorofilas, azúcares, etc.) en las hojas (Schmalko et al., 2007)
y ramas a la salida del secadero de acuerdo al nivel que ocuparon en el mismo. Esta diferencia puede
ser importante cuando el lecho es de altura considerable, como en este caso (aproximadamente 1 m).
El secado intermitente es un proceso de secado discontinuo con períodos de reposo o intermitencia
en la aplicación de calor en los cuales difunde agua desde el interior a la superficie del sólido,
disminuyendo el gradiente de humedad e incrementándose la velocidad de secado (Raisul Islam et al.,
2003). En el secado de ramas de yerba mate, en virtud de la mayor relación área/volumen de la hojas
respecto de los palos (Coelho et al., 2002), el contenido de agua de las hojas disminuye con mayor
velocidad, creándose una importante diferencia de humedades entre ambos. La incorporación de
períodos de reposo durante el secado permite redistribuir la humedad entre ambos materiales, además
de la redistribución del gradiente interno de cada uno de ellos, y en consecuencia se esperaría una
reducción del tiempo de aplicación de energía para experiencias a escala industrial. Resultados
satisfactorios se encontraron para experiencias en planta piloto, usando una capa fina de producto
(Ramallo et al., 2010). En las experiencias, se aplicaron diferentes tiempos de reposo (15 y 30 min) y
se ajustaron a modelos empíricos para describir la cinética de secado. Se encontró que el periodo de
reposo de 15 min era el más adecuado y que el modelo de Page (1949) describía adecuadamente la
cinética de secado. En una primera etapa de este trabajo, se ajustó este modelo al secado de un lecho
con flujo cruzado de aire en un secadero piloto, obteniéndose las ecuaciones que se pueden aplicar a
un secadero industrial, de tipo cinta.
El objetivo del presente trabajo fue simular la aplicación intermitente de calor durante el secado de
ramas de yerba mate en un secadero de cinta industrial y evaluar su efecto sobre el consumo de
energía.
Materiales y Métodos
Material
El material de estudio fueron ramas de yerba mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire) provenientes de
la etapa de zapecado; cuya humedad varió entre 0,14 kg de agua/kg ss y 0,22 kg de agua/kg ss en las
hojas y entre 1,10 kg de agua/kg ss y 1,35 kg de agua/kg de ss en los palos.
Características del secadero industrial
El secadero industrial donde se evaluaron las condiciones de las variables tecnológicas utilizadas en
los balances de masa y calor, consta de paredes de mampostería y sus dimensiones son: 35 m de largo,
4 m de ancho y 7 m de altura. La alimentación del material a secar se realiza por un extremo del
mismo sobre una cinta transportadora que se desplaza formando un lecho uniforme de ramas de 1 m
de altura.
La cinta está conformada por dos tramos de 15 m de longitud y 4 m de ancho, con perforaciones que
permiten el paso del gas de secado. Éste último, se obtiene mediante la mezcla de aire frío y gases
calientes provenientes de combustión de leña y atraviesa la cinta desde abajo hacia arriba.
Metodología de cálculo
Para realizar la simulación del secado de ramas de yerba mate se tuvo en cuenta las siguientes
suposiciones:
1) Temperatura uniforme en los sólidos (hojas y palos).
2) Volumen variable del sólido con la humedad del producto.
3) Temperatura y composición del aire se secado invariable al ingreso del secadero.
4) Velocidad constante del medio de secado.
El secadero fue virtualmente dividido en 1080 sub-volúmenes o nodos: 120 divisiones
longitudinales y 9 divisiones de alto. Las ecuaciones básicas que describen el funcionamiento del
secadero se obtuvieron de los balances de masa y energía en cada nodo, considerando que el medio de
secado está compuesto por aire caliente y vapor de agua (proveniente del sólido a secar).
Para describir la pérdida de humedad en el sólido se utilizó el modelo de Page (1949):
M − Me
(1)
= exp − k t n
M0 − Me
El parámetro n no es afectado por la temperatura, ni por los períodos de intermitencia (Ramallo et
al., 2010). La influencia de la temperatura sobre el parámetro k se describió apropiadamente con un
MR =
(
)
251
modelo tipo Arrhenius (Ecuación 2) cuyos parámetros se cuantificaron en un una primera etapa de éste
trabajo.
∆E 

(2)
k = ko * exp  −

R
*T 

La pérdida de agua en las ramas se determinó considerando el valor de temperatura media del
nodo y el tiempo de permanencia en el mismo (Schmalko et al. 2006). Combinando algebraicamente
las Ecuaciones (1) y (2) se obtiene la Ecuación (3) que permite simular la variación de humedad del
producto con el tiempo de secado.

∆E 
(3)
 * ( t in+ 1 − t in ))
− M e ) * exp( − k 0 * exp  −
R
*
T
i 

De esta forma se obtuvieron ecuaciones que describen el perfil temperatura dentro del secadero y la
variación de humedad del sólido en función del tiempo de permanencia del producto en el mismo,
conociendo la humedad inicial de las ramas y las condiciones del aire a la entrada del secadero.
Propiedades termofísicas y de transporte
Las propiedades del aire de secado se consideran como la suma de los aportes individuales de gases de
combustión y H2O.
Las propiedades y coeficientes de la fase gaseosa se obtuvieron del Perry y Green (1977) y Kreith y
Bohn (1977). Las propiedades del sólido (densidad, conductividad térmica, calor específico, calor
latente e índice de contracción) se obtuvieron de trabajos previos realizados por Schmalko et al.(1997
y 1998), Ramallo et al. (2001) y Schmalko y Alzamora (2005b). Las ecuaciones presentadas para
determinar el coeficiente de difusión del agua en las ramas fueron estimadas a partir de resultados de
publicaciones previas (Schmalko et al., 1996; Ramallo et al., 2001; Ramallo et al., 2010).
Aplicación de intermitencia en el flujo de calor
En base a los resultados previos, para la simulación del secado de ramas de yerba mate se
seleccionaron las siguientes condiciones de operación:
•
Condición 1 (C1): 1 período de intermitencia: 15 min de calor – 15 min de interrupción de
calor – calor hasta el final del proceso.
•
Condición 2 (C2): 2 períodos de intermitencia: 15 min de calor – 15 min de interrupción de
calor – 15 min de calor– 15 min de interrupción de calor – calor hasta el final del proceso.
•
Secado continuo: Aplicación de calor durante todo el proceso.
La temperatura del aire que ingresa a la cinta fue de 110 ºC y 100 ºC en la primera y segunda parte de
la cinta y la velocidad de 0,08 m/s.
M
i +1
= M
e
+ (M
i
Resultados y Discusión
Simulación del proceso de secado continuo
En una primera etapa del estudio se simuló la pérdida de agua en ramas de yerba mate en el
secadero de cinta industrial, con un tiempo de residencia de 90 min, altura del lecho de 1 m y sin
interrumpir el flujo de calor (secado continuo). Se utilizó la Ecuación (3) para describir el
comportamiento del contenido de agua en cada punto de la cinta. Se tuvieron en cuenta las
condiciones iniciales de humedad del material, resultantes de las mediciones experimentales. Los
valores predichos por el modelo se compararon con valores de humedad promedio del material
obtenido al final del proceso de secado real. Estos datos experimentales de humedad fueron
cuantificados sobre yerba mate manufacturada en diferentes días. Los resultados se expresan en la
Tabla 1.
252
Tabla 1: Valores de humedad promedio (M), experimental y calculado, en ramas de yerba mate a la salida de la
cinta durante el secado continuo y la Desviación Absoluta (DABS).
Día
1
2
3
4
5
6
7
M Experimental
0,1506
0,1316
0,1894
0,1888
0,1592
0,1840
0,1550
M Modelo
0,1857
0,1690
0,1511
0,1463
0,1431
0,1410
0,1695
DABS
3,52 %
3,74 %
3,83 %
4,24 %
1,60 %
4,30 %
1,46 %
Valor medio
0,1655
0,1580
3,24%
Simulación del proceso de secado intermitente
En una segunda etapa se pretendió evaluar la influencia de tiempos de intermitencia en la
aplicación de calor sobre la cinética de pérdida de agua de las ramas. Se simularon distintas
experiencias de secado manteniendo constantes la producción horaria, las condiciones finales del
producto y la longitud de la cinta, modificándose, en consecuencia, el tiempo de residencia y altura del
lecho del material. Se comparó el resultado de aplicar 1 y 2 períodos de reposo, con los resultados de
aplicar secado continuo. En la Figura 1 se muestra la evolución del contenido medio de agua en el
lecho de yerba mate, sin modificar la altura ni el tiempo de residencia del material. En la Fig. 2 se
muestra el tiempo neto de aplicación de calor (excluyendo el tiempo de intermitencia) de los
resultados expuestos en la Fig. 1.
0,6
0,6
S/ Reposo
C/ 1 Reposo
C/ 2 Reposo
S/ Reposo
C/ 1 Reposo
C/ 2 Reposo
0,5
M promedio (bs)
M promedio (bs)
0,5
0,4
0,3
0,2
0,4
0,3
0,2
0,1
0,1
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0
90
10
Fig. 1: Pérdida de agua de las ramas de yerba mate
en función del tiempo de permanencia en el
secadero.
30
40
50
60
70
80
90
Fig. 2: Pérdida de agua en las ramas de yerba mate
teniendo en cuenta solamente el tiempo de aplicación
de calor.
__ Capa Superior
0,6
__ Capa Superior
0,5
__Capa 7
0,5
__Capa 7
0,4
__Capa 4
0,4
0,3
__Capa Inferior
M (b s )
M (b s)
0,6
20
Tiempo de Aplicación de Calor (min)
Tiempo de Residencia en la Cinta (min)
__Capa 4
__Capa Inferior
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
0
0
0
9
18
27
36
45
54
63
72
81
90
Tiempo de Residencia (min)
Fig. 4: Pérdida de agua de las ramas en distintos niveles
del lecho durante secado continuo.
0
9
18
27
36
45
54
63
72
81
90
Tiempo de Residencia (min)
Fig. 5: Pérdida de agua de las ramas en distintos
niveles del lecho durante el secado con 1 período de
intermitencia.
253
M (b s )
0,6
__ Capa Superior
0,5
__Capa 7
0,4
__Capa 4
0,3
__Capa Inferior
0,2
0,1
0
0
9
18
27
36
45
54
63
72
81
90
Tiempo de Residencia (min)
Fig. 6: Pérdida de agua de las ramas en distintos niveles del
lecho durante el secado con 2 períodos de intermitencia.
Las Figuras 4, 5 y 6 muestran los perfiles de humedad en el lecho de yerba mate en función del
tiempo de secado. En la simulación se supuso la altura del lecho de 1 m. El efecto de la aplicación de
períodos de intermitencia del flujo de aire caliente es más importante en las ramas próximas a la cinta.
Se simuló incrementos en la altura del lecho, con producción horaria constante y, por consiguiente,
incrementos en el tiempo de residencia, sin cambios positivos en la cinética de secado con y sin
períodos de intermitencia.
Por lo tanto, se simuló el comportamiento del sistema disminuyendo la altura del lecho y, en
consecuencia, disminuyendo el tiempo de residencia de las ramas en el secadero. Se observaron los
mejores resultados con la aplicación o un período de intermitencia de 15 min y una altura de lecho de
0,90 m (Figura 7). El tiempo necesario de aplicación de calor de un periodo de reposo de 15 min
resultó un 10% menor que el tiempo de secado en forma continua.
0,55
S/t lecho Normal
0,5
C/ 1 Temp Lecho 10% menor
0,45
C/ 2 Temp. Lecho 20 % menor
0,4
M (bs)
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Tiempo de Residencia (min)
Fig. 7: Pérdida de agua promedio en lecho de ramas de yerba mate con diferentes alturas, con y sin aplicación
de períodos de intermitencia, manteniendo la producción constante.
Conclusiones
Al simular un secadero de cinta industrial se encontró que las ecuaciones semi-empíricas utilizadas
para describir el proceso de pérdida de agua en las ramas de yerba mate se aproximan de manera
aceptable a los valores experimentales de humedad final del proceso. Se simuló la aplicación de
tiempos de reposo o interrupción de la aplicación de calor de 15 minutos. Las variables tecnológicas
utilizadas fueron: tiempo de interrupción de aire caliente, altura del lecho y tiempo de residencia de las
ramas, a fin de mantener la producción horaria constante, junto a las demás condiciones del secado.
Los mejores resultados se obtuvieron al aplicar 15 minutos de calor-15 minutos de reposo-calor hasta
el final del proceso y una altura de lecho 10% menor a la normalmente utilizada (1 m). Estas
condiciones permiten reducir el consumo energético en un 10% respecto del secado tradicional, y
alcanzar valores de humedad en las ramas similares al secado continuo.
254
Nomenclatura
Subíndice i
k
ko
M
M0
Me
Indica posición del nodo en la cinta
Constante de la ecuación de Page.
Constante de la ecuación modelo tipo
de Arrhenius.
Contenido de humedad al tiempo t
(kg/ kg de sólido seco).
Contenido de humedad al tiempo t=0
(kg/kg de sólido seco).
Contenido de humedad de equilibrio
(kg/kg de sólido seco).
n
t
Constante de la ecuación de Page.
Tiempo de secado (min).
T
Temperatura de las ramas (ºC).
∆E/R
Constante de la ecuación de Arrhenius.
τ
Tiempo de reposo (min).
Referencias Bibliográficas
Erriguible, A.; Bernada, P.; Couture, F. y Roques, M.A. 2005. Modeling of heat and mass transfer at
the boundary between porous medium and its surroundings. En: Drying Technology 23: 455-472.
Giner, S.A.; Mascheroni, S.H y Nellist, M.E. 1996. Cross-flow drying of wheat: A simulation program
with a diffusion-based deep-bed model and a kinetic equation for viability loss estimation. En:
Drying Technology 14: 2255-2292.
Khankari, K.K. y Patankar, S.V. 1999. Performance analysis of a double deck conveyor dryer- A
computational approach. En: Drying Technology 17: 2055-2067.
Page, G. E. (1949). Factors influencing the maximum rates of air drying shelled corn in thin layers. M.
Sc. Thesis, Purdue University.
Kreith, F. y Bohn, M. 1997. Principles of Heat Transfer, 5th Edition, West Publishing Company.
Perry, R.H. y Green, D.W. 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7th Edition, McGraw Hill.
Ramallo, L.A.; Lovera, N.N y Schmalko, M.E. 2010. Effect of the application of intermittent drying
on Ilex paraguariensis quality and drying kinetics. En: Journal of Food Engineering 97: 188-193.
Ramallo, L.A.; Pokolenko, J.J.; Balmaceda, G.Z. y Schmalko, M.E. 2001. Moisture diffusivity,
shrinkage, and apparent density variation during drying of leaves at high temperatures. En:
International Journal of Food Properties 4(1): 163-170.
Schmalko, M.E.; Morawicki, R.O. y Ramallo, L.A. 1997. Simultaneous determination of specific heat
and thermal conductivity using the finite-difference method. En: Journal of Food Engineering 31:
531-540.
Schmalko, M.E.; Ramallo, L.A y Morawicki, R.O. 1996. A comparison of the diffusion model and the
response surface method (RSM) in estimating the drying time of Ilex Paraguariensis. En: Latin
American Applied Research 26: 215-220.
Schmalko,M.E. y Alzamora, S.M. 2005a. Modeling the drying of a twig of “Yerba Maté” considering
as a composite material: Part I: Shrinkage, apparent density and equilibrium moisture content. En:
Journal of Food Engineering 66: 455-461.
Schmalko,M.E. y Alzamora, S.M. 2005b. Modeling the drying of a twig of “Yerba Maté” considering
as a composite material: Part II: Mathematical model. En: Journal of Food Engineering 67: 267272.
Schmalko, M. E.; Peralta, J. M. y Alzamora, S.M. 2007. Modeling the Drying of a Deep-bed of Ilex
paraguariensis in an Industrial Belt Conveyor Dryer. En: Drying Technology 25: 1967-1975.
255
ESTABILIDAD DE POLIFENOLES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE
EXTRACTOS EN POLVO DE YERBA MATE
V. Hartwig1,2, L. A. Brumovsky1, M.E. Schmalko1, H. Traid1
1
Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Universidad Nacional de Misiones - Félix de
Azara 1552 (3300) Posadas, Misiones. Argentina. [email protected]
2
CONICET. Departamento de Industrias. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de
Buenos Aires. Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Argentina.
Resumen
Se estudio el efecto de las condiciones de secado spray sobre la capacidad antioxidante (CAO) y el
contenido de polifenoles totales (CPT) de extractos acuosos concentrados de yerba mate siguiendo un
diseño factorial de 22 y considerando la proporción de material de cobertura (maltodextrina) y la
temperatura del gas de entrada como variables independientes. El impacto del secado spray sobre el
CPT y la CAO fue leve. Los polvos finales resultaron ser adecuados en cuanto al contenido de
humedad y sus solubilidades fueron superiores al 93 %. Por lo tanto el secado spray de extractos de
yerba mate con maltodextrina como agente de secado en el rango de concentraciones 0-14 % w/v,
puede ser empleado para mantener la actividad antioxidante de los extractos de yerba mate.
Palabras clave: yerba mate, polifenoles, capacidad antioxidante, DPPH, Ilex paraguariensis.
POLYPHENOLS STABILITY AND ANTIOXIDANT CAPACITY OF YERBA MATE POWDER
EXTRACTS
Abstract
The effects of spray drying conditions on the antioxidant capacity and on the total polyphenol content
of yerba mate aqueous extracts were investigated using a 22 statistical factorial design. The proportion
of coating material (maltodextrin) and the air inlet temperature were the independent variables. Spraydrying had a minor impact on the total polyphenol content and on the antioxidant capacity. The final
powders presented acceptable moisture levels and their solubility values ranged from 93 to 97%.
Therefore, spray dried yerba mate extracts with maltodextrin as carrier agents in the range 0-14% w/v,
could be used to preserve the antioxidant activities of yerba mate extracts.
Key words: Ilex paraguariensis, polyphenols, antioxidant capacity.
Introducción
En las últimas décadas, estudios epilemiológicos han mostrado que una dieta de alimentos ricos en
antioxidantes naturales se correlaciona con un menor riesgo de enfermedades relacionadas con la edad
como las enfermedades coronarias y el cáncer (Pokorny et al., 2001). La investigación y aplicación de
los polifenoles (PF) se han convertido en áreas de gran interés las industrias de los alimentos
funcionales y nutracéuticos y las industrias farmacéuticas (Fang y Bhandari, 2010; Mañach et al.,
2004). Actualmente existe la idea generalizada de que ciertos antioxidantes sintéticos como el
butilhidroxitolueno y butilhidroxianisol (BHA y BHT, por sus siglas en inglés) deben ser
reemplazados con antioxidantes naturales, debido a sus riesgos potenciales para la salud y su toxicidad
(Dudonné et al., 2009)
La yerba mate es un árbol que crece en la región central de los países del MERCOSUR, del
procesamiento de sus hojas y ramas se obtienen dos productos finales usualmente consumidos en la
región del MERCOSUR: yerba mate elaborada (YM) y mate cocido en saquitos. En los últimos años,
los EE.UU. y algunos países de Europa y en Oriente Medio han comenzado a utilizar la infusión de
YM, debido a su capacidad antioxidante (Heck et al., 2008). Investigaciones fitoquimicas previas
describieron la presencia en I. paraguariensis de derivados del ácido cafeico (ácido cafeico, ácidos
mono y dicaffeoylquinicos), de metilxantinas (cafeína y teobromina) y flavonoides (rutina, quercetina
256
y kaempferol) (Filip et al., 2000; Schinella et al., 2000; Ramírez-Mares et al., 2004; Bortoluzzi et al.,
2006; Gugliucci, 1996). Dudonné et al. (2009); quien posiciona a los extractos acuosos de YM entre
los cinco extractos de plantas con mayor capacidad antioxidante (CAO) entre 30 plantas
seleccionadas, informó un contenido de polifenoles totales (CPT) de 200 mg equivalentes a ácido
gálico por g de extracto en polvo y Bravo et al. (2007) reportaron 45 mg de ácidos caffeoyquinicos por
g de muestra seca).
Resulta conveniente disponer de PF en forma de polvo, por ser más fáciles de dosificar y consumir,
almacenar y transportar. Además, el hecho de que se hallen encapsulados en lugar de presentarse
como compuestos libres permite superar los inconvenientes de su inestabilidad, aliviar sus sabores
desagradables, así como mejorar la biodisponibilidad y la vida media de dichos compuestos in vivo e
in vitro. (Fang y Bhandari, 2010). El secado spray se ha utilizado ampliamente para la producción
comercial de zumos de verduras y frutas y con propósitos de encapsulación de aditivos alimentarios y
sabores desde la década de 1950, ya que representa una operación económica y flexible y produce
partículas de buena calidad (Gharsallaoui et al. 2007; Fang y Bhandari, 2010) (especialmente buenas
características reconstitución y baja actividad de agua) (Kha et al 2010). Sin embargo tales polvos
pueden presentar algunos problemas en sus propiedades como pegajosidad y alta higroscopicidad
causando problemas operacionales y pérdidas de calidad. Ciertos aditivos como la maltodextrina (MD)
se utilizan como agentes encapsulantes, además gracias a su elevado peso molecular poseen la ventaja
de aumentar la temperatura de transición vítrea de los polvos. La MD se destaca por ser
razonablemente barata, disponible comercialmente y soluble en agua.
Existe poca información publicada sobre los efectos del secado por aspersión en las propiedades
antioxidantes de extractos de YM. El objetivo del presente trabajo fue optimizar la retención de los PF
en extractos acuosos de YM y su CAO utilizando MD como agente de secado mediante la aplicación
de un diseño estadístico factorial 22 considerando la proporción de agente de secado (concentración de
MD) y la temperatura de entrada del aire como variables independientes.
Materiales y Métodos
Material y condiciones de secado
Se utilizó un lote de extractos concentrados de YM (jarabe) con un contenido de sólidos solubles (SS)
de 21 ± 1% y un CPT de 9,60 ± 0,075g EAC/100 mL y 45,73 ± 0,35 g CAE/100 SS, obtenido en un
establecimiento industrial en Apóstoles, Argentina. El agente de secado utilizado fue MD (Globe
019150, Argentina, DE: 15). La MD fue añadida directamente al jarabe con agitación manual, hasta su
completa disolución antes del proceso de secado spray. La Tabla 1 muestra las diferentes
formulaciones (jarabe + MD) ensayadas. Las experiencias de secado spray se realizaron a escala piloto
(equipo: modelo EQI, ESPAQ, Argentina) provisto de un rotor atomizador de disco (120 mm de
diámetro). El caudal de alimentación fue 200 mL/min usando una bomba de desplazamiento positivo.
Finalizado cada ciclo de secado, el polvo de la superficie de la cámara se combinó con el obtenido en
el ciclón. Los polvos obtenidos se mantuvieron a -20 ºC hasta su análisis.
Planeamiento factorial y análisis de datos
Para la optimización del secado por aspersión se usó un diseño de superficie de respuesta (SR) con
cinco repeticiones en el punto central, constituido por un total de 13 ensayos en orden aleatorio con
temperatura del aire de entrada (X1, Ti, º C) en el rango 192 - 240 º C y concentración de
maltodextrina (X2, MD, % w/v), en el rango de 0 a 14,1 g MD/100 mL como variables de diseño. Las
variables respuesta fueron: contenido de humedad (CH), contenido de polifenoles totales (CPT),
capacidad antioxidante (CAO) y color (L*, a*, b*). Los valores codificados de las variables de diseño
fueron determinados como xi=(Xi-Xio)/∆xi, donde xi es el valor codificado de la i-esima variable, Xi
es el valor no codificado de la i-ésima variable y Xio es el valor no codificado de la i-ésima variable
257
en el punto central y ∆xi fue el factor de incremento. El diseño experimental empleado se presenta en
la Tabla 1. Para estimar la función respuesta, se realizó un análisis de regresión con un polinomio de
segundo orden (Ec. 1), donde y es la respuesta predicha, a0, a1, a2, a11, a22 and a12 son los coeficientes
estimados y X1 y X2 son las variables independientes codificadas. La fuerza del ajuste se determinó
utilizando los parámetros estadísticos: coeficiente de determinación (R2), valor de Chi-cuadrado (χ2,
Ec. 2), raíz del cuadrado medio del error (RSME, Ec. 3) y porcentaje de error promedio porcentual
(MPE, Ec. 4). Los valores de R2 proporcionan el porcentaje de variación explicada por el modelo; el
valor de χ2 considera las diferencias entre valores experimentales (exp) y predichos (pre), el número de
datos experimentales (N) y el número de parámetros (Np) utilizados en el modelo (N-Np, o grados de
libertad). La RMSE se expresó como la diferencia media absoluta entre los valores experimentales y
los predichos, mientras que el error promedio porcentual se relaciona con la diferencia relativa.
(Scipioni et al., 2010). El propósito de los puntos centrales fue estimar el error puro y curvatura.
y = a0+a1*x1+a2*x2+a11*x12+a22*x22+a12*x1*x2
Chi - cuadrado (χ 2 ) =
−Y
∑ (Y
exp
pre
N − Np
[2]
1
Raíz del cuadrado medio del error (RMSE) =  ∑ (Yexp
N
Error medio porcentual (MPE) =
100
N
∑
[1]
)2
Yexp − Ypro

− Ypre ) 2 

0,5
[3]
[4]
Yexp
Determinaciones analíticas
Para determinar CPT del jarabe y de los polvos se aplicó el método de Folin-Ciocalteu (ISO 14502-1,
2004), y se expresó como equivalentes de ácido clorogénico (EAC) en g/100 g de polvo seco libre de
MD. Previamente a la determinación, el jarabe se diluyó 1:50 y luego 1:100. Los polvos (0,500 ±
0,001 g, base húmeda; bh) se disolvieron en agua (25 mL; temperatura máxima 60 ° C) y se dejaron
enfriar a temperatura ambiente. A continuación se agregó acetonitrilo (5 mL, Merck; grado HPLC) y
se enrazó con agua (50 mL). Brevemente, una alícuota del extracto diluido (1 mL) fue mezclado por
duplicado con el reactivo de Folin-Ciocalteu diluido (5 mL; 1:10 v/v; Fluka). Se agregó una solución
de carbonato de sodio (4 mL; 7,5 % p/v; 99 % pureza, Anedra) y luego de 60 min a temperatura
ambiente se determinó la absorbancia (765 nm; espectrofotómetro UV/Vis; Espectro SP-2102). Como
blanco de reactivos se utilizó agua destilada. Se usó una curva de calibración con ácido clorogénico
(MP Biomedicals) entre 0-50 µg equivalentes/mL. Se realizaron dos determinaciones analíticas por
extracto. Para determinar CAO se aplicó el ensayo de reducción del radical DPPH (Hartwig et al,
2009). Previamente a la determinación, el jarabe se diluyó 1:50 y luego 1:25, en el caso de los polvos,
alrededor de 0,5 g (bh) se reconstituyeron en agua (50 mL) y luego se diluyeron (1:25). Se mezcló por
duplicado la muestra, los patrones estándares o el blanco (100 µL) con una solución metanólica de
DPPH (3 mL, 100 µM, Sigma). Transcurridos 120 min en oscuridad a 37 ± 1 °C se midió la
absorbancia (517 nm; espectrofotómetro UV/Vis; Espectro SP-2102) usando metanol puro como
blanco (Merck; grado HPLC). Como patrones se usaron Trolox (Aldrich); disuelto en metanol, y ácido
ascórbico (Sigma Ultra). La concentración del radical DPPH en el medio fue calculada a partir de una
curva de calibración para el rango 10-100 µM. El % de DPPH remanente se calculó como %DPPHR =
DPPHee*100/DPPHo siendo DPPHee la concentración del radical DPPH en el estado estable y DPPHo
la concentración inicial de dicho radical. Los resultados del ensayo se expresaron como equivalentes
de ácido ascórbico (AAE) y equivalentes de Trolox (ET) en g/100 g de polvo seco libre de
maltodextrina. Para determinar sólidos solubles del jarabe de YM (SS), el jarabe (50 mL) se filtró y
una alícuota (10 mL) fue transferida a un vaso tarado y evaporada a sequedad. El residuo se secó en
estufa (12 h; 103 ± 2 ºC). El contenido de humedad (CH) se determinó por triplicado por método
gravimétrico: la muestra en polvo (2,5 g; bh) se secó en estufa (6 h, 103 ± 2 º C). Los resultados se
expresaron como porcentaje de masa (g % bh) (IRAM 20503). Para estimar el color, los parámetros de
258
color de la escala Hunter: luminosidad (L*), rojo (a*) y amarillo (b*) se midieron por triplicado con un
colorímetro Hunter Lab (D25-9; Hunter Associates Laboratory). Para determinar solubilidad (S), la
muestra en polvo (2 g; bh) y agua (40 mL, 25 º C) se mezclaron vigorosamente en un tubo de
centrifuga (1 min a 1800 rpm; luego 5 min a 2500 g) usando un agitador de tubos (Vorterex VWR
mini). Una alícuota (20 mL) del sobrenadante fue secada en estufa (6 h; 105 º C ± 2). La S (%) se
calculó como el porcentaje de sobrenadante seco con respecto al peso del polvo utilizado. (Kha et al.,
2010).
Análisis Estadístico
Los datos se expresaron como media ± error estándar. Los datos experimentales se estudiaron
usando metodología de superficie de respuesta, con análisis de regresión múltiple no lineal (p ≤
0,05) utilizando Statgraphics Centurion XVI Académico.
Resultados y Discusión
El diseño factorial y un resumen de los resultados se muestran en la Tabla 1; la Tabla 2 resume los
coeficientes de regresión y los criterios utilizados para evaluar el ajuste de la SR. Los coeficientes
de determinación (R2), de modelos de CH y CAO indican una correlación satisfactoria entre las
respuestas observadas y las predichas, a diferencia del R2 del modelo para CPT, que fue bajo. Sin
embargo los p-valores de dichos modelos implican una predicción adecuada de los resultados
experimentales, ya que el ajuste fue estadísticamente significativo (p <0,05).
Tabla 1. Diseño de las superficies de respuesta y resumen de los valores experimentales del
secado por aspersión con X1 = Ti (temperatura del aire de entrada, ° C) y X2 = MD
(concentración de maltodextrina, % p/v).
N° de
ensay
o
Variables
Respuestas
independientes
X1
X2
CH
CPT
CAO-EAA CAO-ET
S
1
200(-1)
2,05(-1)
7,7±0,01
41,6±0,42 53,3±0,25 75,6±0,25 93±0,01
2
200(-1)
12,05(1)
7,0±0,01
46,1±0,55 61,1±0,53 86,5±0,75 97±0,50
3
240(1)
2,05(-1)
3,7±0,07
42,6±0,04 51,9±0,97 73,7±1,39 94±0,30
4
240(1)
12,05(1)
4,4±0,08
45,5±0,03 58,2±0,44 82,4±0,63 94±1,15
5
248,2(1.41) 7,05(0)
3,2±0,01
45,8±0,66 58,5±0,99 83,0±1,44 96±1,70
6
191,8(-1.41) 7,05(0)
10,6±0,07 44,7±1,31 59,2±0,67 83,8±0,96 97±0,20
7
220(0)
14,10 (1,41) 7,1±0,05
47,1±0,78 62,5±0,95 88,5±1,38 95±0,50
8
220(0)
0 (-1,41)
4,0±0,02
44,7±0,30 51,7±0,42 73,4±0,60 91±0,10
9-13
220(0)
7,05(0)
4,1±0,27
45,3±0,18 56,1±1,88 79,5±2,70 95±0,28
Los datos se expresan como media ± EE.; CH: contenido de humedad (% base húmeda); CPT:
contenido de polifenoles totales (g EAC/100 g de polvo seco libre de maltodextrina); CAO:
Capacidad antioxidante (g EAA y g ET en 100 g de polvo seco libre de maltodextrina); EAC:
equivalentes a ácido clorogénico; EAA: equivalentes a ácido ascórbico; ET: equivalentes a Trolox
Figura 1. Superficie de respuesta para el contenido de polifenoles totales (CPT; en g EAC/100 g
de polvo seco libre de maltodextrina) y la capacidad antioxidante (CAO; en g AAE en 100 g de
polvo seco libre de maltodextrina), con X1 = Ti (temperatura del aire de entrada, °C) y X2 = MD
(concentración de maltodextrina, % p/v).
El modelo de CH, presentó un coeficiente lineal de la concentración de MD positivo, indicando
259
que aumentos en la concentración de MD producen aumentos en el CH final, ya que las grandes
moléculas de MD, dificultan la difusión de moléculas de agua (Adhikari et al., 2004). El aumento
de Ti provocó menores CH de los polvos debido a la mayor tasa de transferencia de calor, lo cual
facilitó la eliminación de agua (Kha et al., 2010). A bajas Ti (prueba 6; 191,8 ºC), el polvo resultó
demasiado húmedo. El CH varió entre 3,2-7,7% bh, excepto el polvo 6 (191,8 °C; 7,05% MD),
que presentó un CH del 10,6% bh. Para té soluble en polvo, se reportaron CH entre 6-8% (Sinija
y Mishra, 2008).
El CPT y la CAO resultaron más afectados por la concentración de MD que por Ti. Un aumento
de MD de 2,05% (200 °C) a 12,05% (200 °C) promovió un aumento casi lineal cercano al 10% en
los niveles de polifenoles totales. El CPT varió entre 41,6 - 47,1 g CAE/100 g de polvo seco libre
de MD; estos valores representan pérdidas en promedio menores al 10% respecto del CPT del
jarabe. La CAO varió de 51,7 - 62,5 g AAE/100 g de polvo seco libre de MD. Por lo tanto el
secado por aspersión en el rango de condiciones ensayas, ha tenido un impacto menor sobre las
propiedades antioxidantes del extracto de YM.
Tabla 2. Coeficientes de regresión de los términos significativos y criterios de ajuste
CAO
Coeficiente
CH (%)
CPT
EAA
ET
a0
4,12
45,29
57,16
81,07
Lineal
a1
-2,14
0,24
-0,66
-0,89
a2
0,56
1,35
3,68
5,13
Cuadrático
a11
1,26
-0,43
0,38
0,51
a22
0,59
-0,10
-0,50
-0,72
Cruzado
a12
0,37
-0,43
-0,38
-0,55
R2 (%)
86,6
67,3
88,7
88,3
χ2
1,15
1,17
2,15
4,45
RMSE
0,79
0,80
1,08
1,55
MPE
13,60
1,45
1,73
1,75
R2: coeficiente de determinación; χ2: Chi-cuadrado; RSME: raíz del cuadrado medio del
error; MPE: porcentaje de error promedio porcentual; CPT: contenido de polifenoles
totales (gEAC/100 g de polvo seco libre de maltodextrina); CAO: Capacidad antioxidante
(g EAA y g ET en 100 g de polvo seco libre de maltodextrina); EAC: equivalentes a ácido
clorogénico; EAA: equivalentes a ácido ascórbico; ET: equivalentes a Trolox.
En general, las características de color de los polvos obtenidos no se vieron afectados visualmente por
la concentración de MD y la Ti en el rango estudiado (con excepción de la muestra 6). Los
coeficientes de determinación (R2) para los parámetros L*, a* y b* indicaron modelos con una baja
concordancia entre las respuestas observadas y las predichas. Los valores de L*, a* y b* de los polvos,
excepto para el polvo de la prueba 6 (191,8 ° C; 7,05% MD), variaron en los rangos 56,5 a 62,5; -1,32
a - 2,28 y 25,33 a 24,1, respectivamente. La muestra 6 (198,1 ° C; 7,05% MD) presentó los valores de
L* y b* más bajos y valores positivos para el parámetro a* indicando un color más marrón. Se observó
un aumento en los valores del parámetro a* ante la disminución de Ti.
Los valores de S (%) de los polvos finales en todas las condiciones de secado ensayadas variaron entre
93 y 97%, excepto para el polvo formulado sin MD (muestra 8: 220 ° C; 0 % MD), que presentó una
solubilidad cercana al 91% bh.
Conclusiones
El secado por aspersión con temperaturas de aire de entrada entre 192 y 240 º C y concentración de
MD entre 0 y 14,1 g MD/100 mL ha ejercido un impacto menor sobre el contenido de polifenoles
totales y la capacidad antioxidante. A temperaturas de secado inferiores a 200 °C existen problemas de
operación y los polvos obtenidos resultaran demasiado húmedos y más marrones. El agregado de
maltodextrina mejora la solubilidad de los polvos finales.
260
Si bien el secado por aspersión de extractos concentrados de yerba mate en las condiciones ensayadas
ha demostrado ser adecuado para preservar sus propiedades antioxidantes, queda por investigar el
efecto del mismo sobre propiedades físico-químicas relacionadas con la estabilidad de los polvos
durante el almacenamiento.
Agradecimientos
Agradecemos a las siguientes instituciones: Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM), Concejo
Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Comité Ejecutivo de Desarrollo e
Innovación Tecnológica (CEDIT) y fundación DINCYT.
Nomenclatura
a*: rojo
b*: amarillo
CAO: Capacidad
antioxidante
CH: Contenido de humedad
CPT: Contenido de
polifenoles totales
DE: Dextrosa equivalente
DPPHo: concentración del
radical a tiempo cero
DPPHss: concentración del
radical en estado
estacionario
correlación
EAA: Equivalente en ácido
ascórbico
EAC: Equivalente en ácido
clorogénico
EE: Error estándar
ET: Equivalente a Trolox
L*: luminosidad
MD: Maltodextrina
MPE: Error medio
porcentual
p/v: peso/volumen
R2: Coeficiente de
RMSE: Raíz cuadrada del
error medio
S: Solubilidad
SR: Superficie de respuesta
SS: Sólidos solubles
Ti: Temperatura del aire de
entrada
YM: yerba mate
χ2: Chi-cuadrado
Referencias
Adhikari, B; Howes, T; Bhandari, B; y Truong, V. 2004. Effect of addition of maltodextrin on drying
kinetics and stickiness of sugar and acid-rich foods during convective drying: experiments and
modelling. En: J. Food Eng. 62:53-68.
Bortoluzzi, A; Pascualato, R; Gueser, G; Cardozo, E; Donaluzi, C. y Mitsui, M. 2006. Cuantificacao
de metilxantinas e compostos fenólicos en amostras comerciais de erva-mate (Illex paraguariensis
Saint. Hilaire). En Proceedings of 4th South American Congress of Yerba Maté. Argentina. 143-147.
Bravo, L y Angus, H. T. 2007. LC/MS characterization of phenolic constituents of mate (Ilex
paraguariensis, St. Hil.) and its antioxidant activity compared to commonly consumed beverages.
En: Food Res. Int. 40:393-405.
Dudonné, S; Vitrac, X; Coutière, P; Woillez, M. y Mérillon, J. 2009. Comparative study of antioxidant
properties and total phenolic content of 30 plant extracts of industrial interest using DPPH, ABTS,
FRAP, SOD and ORAC assays. En: J. Agric. Food Chem. 57:1768-1774.
Fang, Z. y Bhandari B. 2010. Encapsulation of polyphenols - a review. En: Trends Food Sci Technol.
21:510-523.
Filip, R; Lotito, S. B. y Ferraro, G. 2000. Antioxidant activity of Ilex paraguariensis and related
species. En: Nutr. Res. 20:1437-1446.
Gharsallaoui, A; Roudaut, G; Chambin, O; Voilley, A. 2007. Applications of spray drying in
microencapsulation of food ingredients: An overview. En: Food Res. Int. 40:1107-1121.
Gugliucci, A. 1996. Antioxidant effects of Ilex paraguariensis: Induction of decreased oxidability of
human LDL in vivo. En: Biochem. Biophys. Res. Commun. 224:338-344.
Hartwig, V. G; Brumovsky, L. A.; Fretes, R. y Sánchez Boado, L. 2009. Aplicación del ensayo del
radical DPPH en extractos de yerba mate. En: Anales del Congreso CyTAL, Concordia. Argentina.
Heck, C.; Schmalko, M. y González de Mejia, E. 2008. Effect of growing and drying conditions on the
phenolic composition of mate teas (Ilex paraguariensis). En: J. Agric. Food Chem. 56:8394-8403.
IRAM 20503. 1995. Argentine Institute of Standardization and Certification. Yerba mate:
Determination of mass loss at 103 ºC.
ISO 14502-1. 2004. “Determination of total polyphenols in tea-colorimetric method using FolinCiocalteau reagent. Part 1”.
Kha, T; Nguyen, M. y Roach, P. 2010. Effects of spray drying conditions on the physicochemical and
261
antioxidant properties of the Gac (Momordica cochinchinensis) fruit aril powder. En: J. Food Eng.
98(3):385-392.
Manach, C; Scalbert, A; Morand, C; Rémésy, C. y Jiménez, L. 2004. Polyphenols: food sources and
bioavailability. En: J Clin Nutr. 79:727-747.
Pokorny Jan. Antioxidants in food: Practical applications. 2001. Woodhead Publishing Limited,
Abington Hall, Abington Cambridge CB1 6AH, England: chapter 5 and 6, ISBN 1 85573 463 X
Schinella, G. R; Troiani, G. y Dávila, V. 2000. Antioxidant effects of an aqueous extract of Ilex
paraguariensis. En: Biochem. Biophys. Res. Commun. 269:357-360.
Scipioni, G. P; Ferreyra, D. J; Acuña, M. G. y Schmalko, M. E. 2010. Rebaudioside A release from
matrices used in a yerba maté infusion. En: J. Food Eng. 100:627-633.
Sinija, V.R. y Mishra, H. N. 2008. Moisture sorption isotherms and heat of sorption of instant
(soluble) green tea powder and green tea granules. En: J. Food Eng. 86(4):494-500.
262
263
EXTRACCIÓN DE POLIFENOLES DE YERBA MATE CON MEZCLAS ETANOL-AGUA
V. G. Hartwiga, L.A Brumovskyb , S. M Alzamoraa, R. M. Fretesb
a
Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Universidad Nacional de Misiones - Félix de
Azara 1552 (3300) Posadas, Misiones. Argentina. [email protected]
CONICET. Departamento de Industrias. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de
Buenos Aires. Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Argentina.
b
Resumen
Las condiciones óptimas para la extracción de polifenoles totales con alta capacidad antioxidante
a partir de extractos de yerba maté (Ilex paraguariensis) se estudió usando la metodología de
superficie de respuesta con la composición del solvente y la relación líquido-sólido como
variables independientes. Las respuestas investigadas fueron contenido de polifenoles totales
(CPT), capacidad antioxidante (CAO) y contenido de cafeína. Extracciones usando soluciones
acuosas de etanol en el rango de concentraciones 30-50 % p/p con relaciones líquido-sólido entre
8 y 9 g líquido/g materia seca durante 30 min a 60 ± 1 °C resultaron ser tan efectivas como las
extracciones usando agua en ebullición con el mismo tiempo de extracción y la misma relación
líquido-sólido. El CPT de la fracción de palos fue 36 % inferior al contenido de la fracción de
hojas.
Palabras clave: extracción, yerba maté, optimización, surface response, polyphenols, antioxidant
capacity.
RESPONSE SURFACE OPTIMIZATION OF TOTAL POLYPHENOLS EXTRACTION FROM
YERBA MATE (Ilex paraguariensis) LEAVES
Abstract
The optimum conditions for the extraction of total polyphenols with high antioxidant capacity
from yerba maté (Ilex paraguariensis) leaf extracts were determined using response surface
methodology with two independent variables: solvent composition and liquid to solid ratio. The
investigated responses were total polyphenol content, antioxidant capacity and caffeine content.
The optimal conditions found were a liquid to solid ratio in the range 8 - 9 using 30 - 50
percentage of ethanol in weight basis; under these conditions the main predicted values were 40
µg chlorogenic acid equivalents/ml of original extract, 13 g chlorogenic acid equivalents per 100
g dry matter for total polyphenol content; 22 g Trolox equivalents and 15,5 g ascorbic acid
equivalents per 100 g dry matter for antioxidant capacity. The total polyphenol content in the twig
extracts resulted 36% lower than in the leaf extracts. There was a strong linear direct association
between the total polyphenol content and the antioxidant capacity.
Keywords: extraction, yerba maté, optimization, surface response, polyphenols, antioxidant
capacity
Introducción
Varios estudios en yerba maté (YM) reportan la presencia de xantinas (cafeína y teobromina),
saponinas y compuestos polifenólicos (principalmente ácido clorogénico y derivados del ácido
dicafeoilquinico) (Ramirez-Mares et at., 2004; Bortoluzzi et at., 2006). Dudonné et al., (2009)
reportaron 200 mg equivalentes a ácido galico por g de extracto en polvo, Bravo y Angus, (2007)
reportaron 45 mg de acidos cafeoilquinicos por g de hoja seca). De 30 extractos acuosos
vegetales, los de YM estuvieron entre los cinco con mayor CAO (Dudonné et al., 2009), con igual
o mayor CAO que las vitaminas C y E (Chandra y G. Mejia., 2004; G. de Mejia et al., 2005;
Ramirez-Mares et al., 2004).
Etanol y agua son solventes ampliamente usados por razones de higiene y de abundancia relativa,
respectivamente. Además el etanol es un bio-solvente generado a partir de fermentación de
264
azúcares o almidones, con posibilidaddes de ser reciclado constituyendo un elemento básico para
el desarrollo de procesos sustentables. Muchos factores como la temperatura de extracción
(Wettasinghe y Shahidi, 1999), la polaridad del solvente (Turkmen et al., 2006), y el cociente
sólido/solvente (Cacace y Mazza., 2003) pueden influir sobre la extracción de polifenoles (PF).
Hay evidencias de la efectividad del etanol en la extracción de PF a partir de varios tejidos
vegetales: granos de soja (Jokić et al., 2010), té negro y verde (Astill et al., 2001), salvia (Durling
et al., 2007), semillas de uvas (Shi et al., 2003; Yilmaz y Toledo, 2006), arándanos (DragovićUzelac et al., 2010). Agua (Dudonné et al., 2009; Markowicz Bastos et al., 2006; Schinella et al.,
2000; Turkmen et al., 2006), acetona, metanol y etanol en diferentes soluciones hidroalcohólicas
(Pineda Rivelli et al., 2007; Turkmen et al., 2006) fueron usados para la extracción de PF en hojas
de YM. Turkmen et al (2006) reportan que para extraer polifenoles, una solución de etanol al
50% resulta más efectiva que agua. Los datos sobre sistemas de extracción de PF a partir de YM
son escasos. El objetivo de la presente investigación fue optimizar la extracción de PT con alta
CAO a partir de YM; para lograrlo se probaron varias composiciones de etanol y diferentes
relaciones líquido a sólido.
Materiales y Métodos
Planeamiento factorial y análisis de datos
La extracción se optimizó siguiendo un diseño de superficie de respuesta (SR) con cuatro repeticiones
en el punto central, constituido por 12 ensayos por duplicado, ejecutados en orden aleatorio. La
relación líquido/sólido (X1, RLS, g líquido/g sólido seco), en el rango 5-11 g líquido/g sólido seco y la
concentración de etanol (X2, E, % p/p so/sn) en el rango 15-85 % p/p so/sn fueron las variables de
diseño; las respuestas fueron: contenido de polifenoles totales (CPT), contenido de cafeína (CC),
CAO-ET, CAO-EAA y concentración de polifenoles totales (CoPT). Los valores codificados de las
variables controladas fueron determinados como xi=(Xi-Xio)/∆xi, donde xi es el valor codificado de la
i-esima variable, Xi es el valor no codificado de la i-ésima variable y Xio es el valor no codificado de
la i-ésima variable en el punto central y ∆xi fue el factor de incremento. El diseño experimental
empleado se presenta en la Tabla 1. Para estimar la función respuesta, se realizó un análisis de
regresión y = a0+a1*x1+a2*x2+a11*x12+a22*x22+a12*x1*x2 donde y es la respuesta predicha, a0, a1, a2, a11,
a22 y a12 son los coeficientes estimados y x1 y x2 son las variables independientes codificadas. El ajuste
se estimó con el coeficiente de determinación (R2) y el porcentaje de error promedio porcentual
(MPE). El objetivo de los puntos centrales fue estimar el error puro y la curvatura. Los datos se
expresaron como media ± error estándar (EE). Los análisis empleados fueron: análisis de regresión
múltiple no lineal (P≤0,05), análisis de correlación (Pearson) y prueba t (Student), usando Statgraphics
Centurion XVI Académico.
Experiencias preliminares
Se utilizó un lote de YM canchada obtenido en un establecimiento industrial en Apóstoles, Argentina.
Cada fracción fue manualmente separada, molida (malla de 4 mm) y tamizada (40 mesh). La fracción
de palos se utilizó únicamente durante la comparación del CPT de cada fracción. La primera
experiencia fue la selección de la materia prima; se evaluó el CPT de las fracciones de hojas y palos.
Los extractos de cada fracción fueron obtenidos por triplicado: la muestra (0,2 ± 0,001 g) se mezcló
con metanol (5 mL, 70 % v/v, 70 °C) en un tubo usando un agitador de tubos (10 min a 1800 rpm;
Vorterex VWR mini). Luego se enfrió a temperatura ambiente y se centrifugó (10 min, 1800 rpm); el
sobrenadante se recolectó. El paso de extracción se repitió dos veces. Los sobrenadantes se
combinaron y se ajustó el volumen (10 mL, metanol, 70 % v/v, 25°C). El extracto se diluyó (1:100,
agua)(ISO 14502-1, 2004). Esta extracción se usó como extracción control y fue considerada como el
método de extracción “total” (metanol; sistema 1). La segunda experiencia fue la determinación del
tiempo de extracción; se mezcló la muestra (fracción hojas, 30 ± 0,001 g ms) con agua (240 ± 1 g, 60
± 2 °C) en erlenmeyer (500 mL) y se mantuvo en baño (60 ± 1°C; 10, 20, 30, 50, 60 y 120 min;
velocidad rotacional en posición 5). Luego el sobrenadante se filtró (diámetro de poro: 1 mm) y se
registró el volumen recolectado (agua; sistema 2).
Extracciones
Los extractos de YM para el diseño experimental se prepararon por duplicado acorde al sistema 2
pero reemplazando el agua por cierta cantidad de solución extractiva (agua y etanol al 96°; acorde
265
al diseño experimental) durante 30 min (sistemas 3 al 11). Para validar los modelos, se probaron
por duplicado tres sistemas extractivos adicionales: sistema 12 (idem al sistema 2 pero a 95±2
°C), sistema 13 (idem al sistema 10 pero con etanol al 40 %) y sistema 14 (idem al sistema 10
pero con etanol a 96 %). Luego los sobrenadantes fueron unidos y filtrados (diámetro de poro: 1
mm), se registró el volumen recolectado y se almacenaron a -21 °C. Antes de las determinaciones
analíticas, los extractos fueron centrifugados (5 min) y diluidos (1:5, 1:8 o 1:9 y luego 1:100 para
determinar CPT y 1:50-1:200 para determinar de CAO y CC).
Determinaciones analíticas
El contenido de humedad se determinó por triplicado por método gravimétrico (IRAM 20503). El CPT
se determinó por duplicado por el método de Folin-Ciocalteu (ISO 14502-1, 2004), y se expresó como
equivalentes de ácido clorogénico (EAC) en g/100 g de muestra seca (ms); el extracto diluido (1 mL)
se mezcló con el reactivo de Folin-Ciocalteu diluido (5 mL; 1:10 v/v; Fluka). Se agregó carbonato de
sodio (4 mL; 7,5 % p/v; Anedra) y tras 60 min se midió la absorbancia (765 nm; espectrofotómetro
UV/Vis; Espectro SP-2102). Como blanco de reactivos se usó agua. La curva de calibración con ácido
clorogénico (MP Biomedicals) fue válida entre 0-50 µg equivalentes/mL. La CoPT se expresó como
µg EAC/mL de extracto original. El contenido de cafeína (CC) se determinó por duplicado por HPLC
(IRAM 20512, 2000) y se expresó como g CAF/100 g ms. Se usó una columna C18 (Ultrasphere; 250
mm × 4.6 mm., Beckman. USA) con un diámetro de partícula de 5µm, una fase móvil de metanol:agua
(30:70 v/v; Merck; HPLC grade), con un caudal de 1,1 mL/min y un detector espectrofotométrico UVVis (Waters, modelo 481) a 280 nm. Como patrón se utilizó cafeína (Sigma Ultra, 99 % de pureza).
Para determinar CAO se usó el ensayo del radical DPPH (Hartwig et al, 2009): se mezcló por
duplicado la muestra, los patrones estándares o el blanco (100 µL) con una solución metanólica de
DPPH (3 mL, 100 µM, Sigma). La absorbancia se midió tras 2h en oscuridad a 37 ± 1 °C (517 nm;
espectrofotómetro UV/Vis; Espectro SP-2102) con metanol como blanco (Merck; grado HPLC). Los
patrones fueron Trolox (Aldrich); disuelto en metanol, y ácido ascórbico (Sigma Ultra). La
concentración del radical en el medio se calculó con una curva de calibración entre 10-100 µM. El %
de DPPH remanente se calculó como %DPPHR = DPPHee*100/DPPHo siendo DPPHee la
concentración del radical DPPH en el estado estable y DPPHo la concentración inicial de dicho radical.
Los resultados se expresaron como equivalentes de ácido ascórbico (EAA) y equivalentes de Trolox
(ET) en g/100 g de ms.
Resultados y discuciónes
Se eligió la fracción hojas como materia prima para las extracciones (CPT de las fracciones hojas y
palos: 22,2±0,14 y 14,1±1,24 g EAC/100 g ms respectivamente; P ≤ 0,012). Holovaty et al., (2007)
reportaron CPT de 17,3 y 6,6 g EAC/100 g ms, respectivamente. Estas diferencias pueden atribuirse a
la falta de estandarización en la extracción y determinación del CPT. El CPT de las hojas usando el
sistema 1 fue considerado como el valor máximo posible.
El equilibrio de extracción acuosa de PT a 60 ºC se alcanzó en 30 min con un valor de 11,3 ± 0,18 g
EAC/100 g ms (sistema 2). La cinética ajustó a la ecuación CPT=(a+t)/(b+t) (Pilosof et al.,1985)
donde a es CPT máximo alcanzado (g EAC/100 g ms) y b es el tiempo (s) para lograr un CPT
equivalente al 50 % del CPT máximo; resultando a: 12 g EAC/100 g ms y b: 4,6 s, (R2 = 0,89).
El máximo valor experimental de CC obtenido representa el 35% del mayor valor reportado en la
literatura (1,27 g CAF/100 g ms; Ramallo et al., 1998).
El diseño factorial y un resumen de los resultados se muestran en la Tabla 1; la Tabla 2 resume los
coeficientes de regresión y los criterios para evaluar el ajuste de la SR. El valor de CoPT del punto
central experimental fue 42,9 µg EAC/mL de extracto original; y concuerda con el máximo predicho
por el modelo.
266
Tabla 1. Diseño de las superficies de respuesta y resumen de los valores experimentales para
extracción etanólica con X1: RLS (relación líquido a sólido; g líquido/g sólido seco) y X2: E
(concentración de etanol, en % p/p).
Sistema
extractivo
Variables
independientes
Respuestas
CoPT
CPT
CC
CAO-ET CAO-EAA
a,c
a
a,b
3
6(-1)
25(-1)
37,9±2,10
11,0±0,00
0,34±0,02
18,6±0,07a,d 13,2±0,05a,b
4
6 (-1)
75(1)
41,5±2,04 b,c 8,2±0,15d
0,35±0,01a,b,c 14,1±0,35e 10±0,26e
5
10(1)
25(-1)
34,8±0,06 a,d 13,4±0,40b
0,45±0,02e
21,8±1,49b,c 15,5±1,04c,d
f
c
d,e
6
10(1)
75 (1)
23,5±1,27
9,7±0,60
0,37±0,01
14,3±1,12e 10,1±0,79e
7
10,82(1,41)
50(0)
29,0±1,00e 12,8±0,20b
0,43±0,01b,c,d 23,1±0,46b 16,4±0,35d
8
5,18(-1,41)
50(0)
31,7±1,19 d,e 9,6±0,00c
0,29±0,01a
17,2±1,01d 12,2±0,7a
f
d
c,d,e
9
8(0)
85,25(1,41) 21,6±0,73
7,0±0,15
0,41±0,01
12,8±0,01e 9,1±0,01e
a,d
10
8(0)
14,75(-1,41) 36,2±1,27
10,0±0,25a,c
0,35±0,01a,b,c 21±1,76a,c
14,9±1,23 b,c
b
b
d,e
b
11
42,96±0,89 12,7±0,27
8(0)
50(0)
0,42±0,01
22,2±0,45
15,7±0,32d
Los datos se expresan como media ± EE. Valores con letras diferentes son significativamente diferentes a p ≤
0,012. CoPT: concentración de polifenoles totales (g EAC/100 mL); CPT: contenido de polifenoles totales (g
EAC/100 g ms); CC: contenido de cafeína (g CAF/100 g dm); CAO: Capacidad antioxidante (g EAA y g ET en
100 g ms); EAC: equivalentes a ácido clorogénico; EAA: equivalentes a ácido ascórbico; ET: equivalentes a
Trolox
X1
X2
Tabla 2. Coeficientes de regresión de los términos significativos y criterios de ajuste
CAO
Coeficiente
CoPT (%)
CPT
CC
ET
EAA
a0
-72,54
-7,90
-0,39
-17,98
-12,63
Lineal
22,62
3,14
0,14
6,77
4,79
a1
1,39
0,29
0,01
0,52
0,36
a2
Cuadrático
-1,28
-0,15
-0,01
-0,33
-0,23
a11
-0,01
-0,00
0,00
-0,005
-0,03
a22
Cruzado
a12
-0,075
-0,00
0,00
-0,015
-0,01
79,5
91,5
78,4
89,9
90,3
R2 (%)
8,09
4,45
4,772
4,856
4,88
MPE
R2: coeficiente de determinación; MPE: porcentaje de error promedio porcentual; CoPT: concentración de
polifenoles totales (g EAC/100 mL); CPT: contenido de polifenoles totales (gEAC/100 g ms); CC: contenido de
cafeína (g CAF/100 g ms); CAO: Capacidad antioxidante (g EAA y g ET en 100 g ms); EAC: equivalentes a
ácido clorogénico; EAA: equivalentes a ácido ascórbico; ET: equivalentes a Trolox; CAF: cafeína; ms: muestra
seca.
En el rango estudiado, la curvatura de las isolíneas de RLS fue mayor a la curvatura de las
isolíneas de E para CoPT y CAO y se halló una fuerte asociación lineal directa entre CPT y CAO,
(rCPT-CAO = 0,92, P = 2,6x10-10). La extracción de PT se favorece por incrementos en RLS y E, pues
los coeficientes lineales en el modelo de CPT fueron positivos. El CPT máximo experimental
(13,4 ± 0,40 g EAC/100 g ms; sistema 5); representa el 60 % del valor máximo posible (sistema
1), mientras que extrayendo únicamente con agua (sistema 2; 30 min) se logró una extracción del
51 %. Según literatura específica el mayor CPT fue 19,40 ± 0,38 g CAE/100 g ms (Brumovsky et
al., 2009) para infusiones similares al té en saquitos (conocidas popularmente como mate cocido
en saquitos; 200 mL de agua en ebullición; 3 g; agitado 5 min), sin embargo la RLS usada fue
cercana a 72 g líquido/g ms mientras que en presente trabajo la RLS estuvo en el rango 5,2-10,8 g
líquido/g ms y la temperatura de extracción fue 60 ± 1 °C. La elección de RLS bajas se
fundamenta en los futuros costos de evaporación. Turkmen et al., (2006) usando etanol (50 %)
reportan un CPT de 10,61 g EAG/100 g ms (106,1 ± 3,24 mg EAG/g ms) y usando etanol (80 %),
un CPT de 8,35 g EAG/100 g ms (83,5 mg EAG/g ms), valor similar al obtenido (etanol; 85,2 %;
CPT: 7 g EAC/100 g ms; sistema 9).
De la superposición de zonas de máximos para las respuestas (Tabla 3), la zona de óptimos sería:
8 ≤ RLS ≤ 9 y 30 ≤ E ≤ 50 a 60 ° C por 30 min, siendo los valores predichos: 40 µg EAC/mL
para CoPT; con un CPT de 13 g EAC/100 g ms; una CAO de 22 g ET y 15,5 g EAA por cada 100
g ms y un CC de 0,42 g CAF /100 g ms. Los valores obtenidos en las experiencias de validación
267
(Tabla 4) son razonablemente cercanos a los predichos confirmando la validez y suficiencia de los
modelos. El rendimiento de extracción de PT usando agua en ebullición (sistema 12; Tabla 4) es
razonablemente cercano al obtenido usando etanol (sistema 13; Tabla 4); la CAO resultó mayor en
el primer caso. Considerando el uso potencial en alimentos y nutracéuticos, los extractos acuosos
de vegetales son nutricionalmente más relevantes y presentan ventajas en relación a la
certificación y seguridad, por lo que la extracción acuosa a temperatura de ebullición es la
recomendada.
Tabla 3. Valores predichos para cada respuesta y rangos óptimos de las variables controladas.
Respuesta
Valores Predichos
Rangos Óptimos
RLS
E
CoTP
40
5,7 – 9,4
22 – 66
CPT
13
8 – 11,8
27 – 53
CAO
22 (ET) y 15,5 (EAA)
7,3 – 11,5
19 – 54
CC
0,42
8 – 12,3
19 – 55
CoPT: concentración de polifenoles totales (µg EAC/mL); CPT: contenido de polifenoles totales (g
EAC/100 g ms); CC: contenido de cafeína (g CAF/100 g ms); CAO: Capacidad antioxidante (g EAA y g ET
en 100 g ms); EAC: equivalentes a ácido clorogénico; EAA: equivalentes a ácido ascórbico; ET:
equivalentes a Trolox; CAF: cafeína; ms: muestra seca; RLS: relación líquido a sólido (g líquido/g dm); E:
concentración de etanol (g etanol/100 g líquido)
Tabla 4. Datos experimentales de los experimentos de validación
Sistema
CPT
CAO-ET
extractivo
12
13
14
12,25±0,16
12,33±1,35
2,85±0,10
26,9±0,4
22,5±2,8
4,2±0,2
CAO-EAA
19,0±0,3
16,0±1,9
3,1±0,2
CPT: contenido de polifenoles totales (g EAC/100 g ms); CAO: Capacidad antioxidante (g
EAA y g ET en 100 g ms); EAC: equivalentes a ácido clorogénico; EAA: equivalentes a ácido
ascórbico; ET: equivalentes a Trolox; ms: muestra seca
Conclusiones
El contenido de polifenoles totales de las ramas fue 36% menor al de las hojas. Para la extracción
de compuestos polifenolicos a partir de hojas de YM, las soluciones etanolicas en el rango de
concentraciones 30-50 % p/p y relaciones líquido/sólido comprendidas entre 8 y 9 g líquido/g ms
durante 30 min a 60 °C resultaron ser tan efectivas como agua en ebullición con el mismo tiempo
de extracción y la misma relación líquido/sólido. Si bien los valores de capacidad antioxidante en
las condiciones de extracción óptimas fueron menores a los valores previamente reportados para
extracción con metanol (sistema 1), los sistemas extractivos con agua en ebullición y con
soluciones etanolicas son potenciales sustitutos del metanol para extracciones sólido-líquido de
grado alimenticio más amigables ambientalmente. Los resultados del presente trabajo continuan
sugiriendo el uso de extractos de yerba mate en aplicaciones comerciales basadas en su capacidad
antioxidante.
Agradecimientos
Agradecemos al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM), al Concejo Nacional de Investigaciones
Científicas y Técnicas (CONICET) y a la fundación DINCYT.
268
Nomenclatura
bh: base húmeda
CAF: cafeína
CAO: Capacidad
antioxidante
EAA: Equivalente en ácido
ascórbico
EAC: Equivalente en ácido
clorogénico
P: p valor
R2: Coeficiente de
correlación
EE: Error estándar
RLS: relación líquido a
sólido
ET: Equivalente a Trolox
so/sn: soluto/solución
CoPT: Concentración de
polifenoles totales
MPE: Error medio
porcentual
SR: Superficie de
respuesta
CPT: Contenido de
polifenoles totales
ms: muestra seca
v/v: volumen/volumen
p/p: peso/peso
YM: yerba mate
CC: Contenido de
humedad
E: concentración de etanol
Referencias
Astill, C; Birch, M; Dacombe, C; Humphrey, P; Martin, P. 2001. Factors affecting the caffeine and
polyphenol content of black and green tea infusions. J. Agric. Food Chem. 49:5340-5347.
Bortoluzzi, A; Pascualato, R; Gueser, G; Cardozo, E; Donaluzi, C. y Mitsui, M. 2006. Cuantificacao
de metilxantinas e compostos fenólicos en amostras comerciais de erva-mate (Illex paraguariensis
Saint. Hilaire). En: Anales del 4to Congreso Sudamericano de Yerba Maté. Posadas. Argentina. 143147.
Bravo, L y Angus, H. T. 2007. LC/MS characterization of phenolic constituents of mate (Ilex
paraguariensis, St. Hil.) and its antioxidant activity compared to commonly consumed beverages.
En: Food Res. Int. 40:393-405.
Brumovsky, L; Hartwig, V; Fretes, R. y Novo, P. 2009. Evaluación del contenido de polifenoles totales
en distintas formas de consumo de yerba mate producidas en Argentina. En: Anales del Congreso
CyTAL. Concordia. Argentina.
Chandra, S. y Gonzalez de Mejia, E. 2004. Polyphenolic compounds, antioxidant capacity, and
quinone reductase activity of an aqueous extract of Ardisia compressa in comparison to mate (Ilex
paraguariensis) and green (Camellia sinensis) teas. En: J. Agric. Food Chem. 52:3583-3589.
Dragović-Uzelac,V; Zvonimir Savić, Z; Brala, A; Levaj, B; Bursać Kovačević, D. y Biško, A. 2010.
Phenolics and antioxidant capacity of blueberry. En: Food Tech Biotechnol. 48:214-221.
Dudonné, S; Vitrac, X; Coutière, P; Woillez, M. y Mérillon, J. 2009. Comparative study of antioxidant
properties and total phenolic content of 30 plant extracts of industrial interest using DPPH, ABTS,
FRAP, SOD and ORAC assays. En: J. Agric. Food Chem. 57:1768-1774.
Durling, N; Catchpole, O; Grey, J; Webby, R; Mitchell, K; Foo, L; y Perry, N. 2007. Extraction of
phenolics and essential oil from dried sage (Salvia officinalis) using ethanol-water mixtures. En:
Food Chem. 101:1417-1424.
González de Mejia, E; Soo Song, Y; Ramírez-Mares M. y Kobayashi, H. 2005. Effect of yerba mate
(Ilex paraguariensis) tea on topoisomerase inhibition and oral carcinoma cell proliferation. En: J.
Agric. Food Chem. 53:1966-1973.
Hartwig, V; Brumovs ky, L; Fretes, R. y Sánchez Boado, L. 2009. Aplicación del ensayo del radical
DPPH en extractos de yerba mate. En: Anales del Congreso CyTAL, Concordia. Argentina.
Holovatty, S; Argüello, B. y Malee, L. 2006. Variación del contenido de polifenoles durante el
procesamiento de yerba mate (Ilex paraguariensis). En: Anales del 4to Congreso Sudamericano de
Yerba Maté. Posadas. Argentina. 127-131.
IRAM 20503. 1995. Argentine Institute of Standardization and Certification. Yerba mate:
Determination of mass loss at 103 ºC.
IRAM 20512. 2003. Argentine Institute of Standardization and Certification –Yerba mate:
269
Determination of caffeine content.
ISO 14502-1. 2004. Determination of total polyphenols in tea-colorimetric method using FolinCiocalteau reagent. Part 1.
Jokić, S; Velić, D; Bilić, M; Bucić-Kojić, A; Planinić, M. y Tomas, S. 2010. Modelling of the process
of solid-liquid extraction of total polyphenols from soybeans. En: Czech. J. Food Sci. 28:206-212.
Markowicz Bastos, D; Ishimoto, E; Ortiz, M; Marques, M y Ferri, A. 2006. Essential oil and
antioxidant activity of green mate and mate tea (Ilex paraguariensis) infusions. En: J. Food Compos.
Anal. 19:538-543.
Pilosof, A; Boquet, R. y Bartholomai, G. 1985. Kinetics of water uptake by food powder. J. Food Sci.
50:278-283.
Pineda Rivelli, D; Vitoriano Da Silva, V; Dislich Ropke, C; Varella, D; Leite Almeida, R; Higashi
Sawada, T. y Berlanga de Moraes Barros, S. 2007. Simultaneous determination of chlorogenic acid,
caffeic acid and caffeine in hydroalcoholic and aqueous extracts of Ilex paraguariensis by HPLC
and correlation with antioxidant capacity of the extracts by DPPH• reduction. En: Braz. J. Pharm.
Sci. 43(2):215-222.
Ramallo, L; Smorcewsli, M; Valdez, E; Paredes, A. y Schmalko, M. 1998. Contenido nutricional del
extracto acuoso de la yerba mate en tres formas diferentes de consumo. En: La alimentación
latinoamericana. 225:48-52.
Ramirez-Mares, M; Chandra, S. y Gonzalez de Mejia, E. 2004. In vitro chemopreventive activity of
Camellia sinensis, Ilex paraguariensis and Ardisia compressa tea extracts and selected polyphenols.
En: Mutat. Res. 554:53-65.
Shi, J; Yu, J; Pohorly, J; Young J; Bryan, M. y Ying Wu, Y. 2003. Optimization of the extraction of
polyphenols from grape seed meal by aqueous ethanol solution. En: J. Food Agric. Environ. 1(2):4247.
Turkmen, N; Sari, F. y Sedat, V. Y. 2006. Effects of extraction solvents on concentration and
antioxidant activity of black and black mate tea polyphenols determined by ferrous tartrate and
Folin–Ciocalteu methods. En: Food Chem. 99:835-841.
Wettasinghe, M. y Shahidi, F. 1999. Evening primrose meal: A source of natural antioxidants and
scavenger of hydrogen peroxide and oxygen-derived free radicals. En: J. Agric. Food Chem.
47:1801-1812.
Yilmaz, Y. y Toledo, R. 2006. Oxygen radical absorbance capacities of grape/wine industry by
products and effect of solvent type on extraction of grape seed polyphenols. En: J. Food Compos.
Anal. 19:41-48.
270
271
ESTUDIO DE LA GANANCIA DE HUMEDAD DE LA YERBA MATE DURANTE EL
ESTACIONAMIENTO
W. Wood, C.E. González.
Empresa Indega S.A. Ruta sexta km 8,30 Encarnación Paraguay, Email: cgonzá[email protected]
Resumen
Se estudió la influencia de diferentes variables en la ganancia de humedad durante el estacionamiento
natural en un depósito de yerba mate. Para ello se midieron la temperatura del aire y humedad relativa
del depósito, la velocidad de adsorción de humedad en hojas y palos en bolsas ubicadas en diferentes
posiciones de la estiva y las condiciones climáticas externas. Las mediciones de humedad se realizaron
semanalmente y se utilizó un medidor de luz halógena. Para poder comparar las diferentes velocidades
de adsorción, los valores de humedad en función del tiempo se ajustaron al modelo de Pilosof. Se
encontró que la humedad del material tuvo un aumento rápido en los primeros días, hasta alcanzar el
equilibrio, produciéndose luego oscilaciones que dependían de las condiciones externas. Las hojas y
los palos tuvieron un comportamiento similar y la velocidad de adsorción dependió del valor inicial y
no del material.
Palabras clave: yerba mate, ganancia de humedad, estacionamiento
STUDY OF MOISTURE ADSORPTION IN YERBA MATÉ DURING THE SEASONING STEP
Abstract
The influence of different variables in water adsorption of yerba maté in the seasoning step was
studied. The seasoning was performed in a store in a natural way. The air room temperature and
humidity, and the water uptake rate in twigs and leaves were measured. The bags were located at
different sides and heights. The moisture content of the samples was measured each week and a
halogen lamp moisture measure, previously calibrated, was used. In order to compare the moisture
uptake rate, experimental data were fit to the Pilosof model. The moisture had a sharply increase at the
beginning, until reaching equilibrium. After that, some oscillations depending on the external
conditions was found. The leaves and twigs had a similar behavior and the moisture uptake rate
depended on its initial value, but not on the material.
Key words: yerba maté, moisture uptake, seasoning
Introducción
La etapa de estacionamiento de la yerba mate se lleva a cabo, en el Paraguay, de dos formas
diferentes. Una de ellas es el estacionamiento acelerado, que se realiza en cámaras con ambientes
controlados y el estacionamiento natural que se lleva a cabo en depósitos donde prácticamente no se
realiza el control de las condiciones ambientales. El primer método tiene una duración de 30 a 60 días;
mientras que el segundo se realiza durante 9 o más meses.
En actualidad en el país no existen datos que permitan comprobar la evolución en el
porcentaje de humedad durante el periodo de estacionamiento a la que es sometida la materia prima.
Se sabe que el contenido de agua aumenta la velocidad de las reacciones químicas y bioquímicas en
los alimentos. Además después de cierto valor crítico (correspondiente a una actividad de agua igual a
0,6) permite el crecimiento de microorganismos por lo que las variaciones de humedad son de gran
importancia ya que puede poner en riesgo la calidad de del producto final.
Se consideró importante estudiar la velocidad con que se adsorbe el agua durante el
estacionamiento en el depósito, ya que permitirá identificar los puntos críticos de control en el
depósito. A su vez, este conocimiento permitirá mejorar la infraestructura existente considerando que
existen muy pocos depósitos acondicionados en esta región. También el conocimiento de los lugares
272
donde la velocidad de adsorción es mayor, permitirá elaborar un procedimiento para manipular las
bolsas y de esta manera mantener su calidad.
El objetivo del presente trabajo fue estudiar la velocidad de adsorción de humedad en hojas y
palos de yerba mate en bolsas ubicadas en diferentes sitios de un depósito de estacionamiento natural y
describir esta velocidad en función de las condiciones ambientales.
Materiales y Métodos
Material
La muestra consistió en yerba mate canchada, la que fue extraída, de bolsas ubicadas en
diferentes sitios del depósito. Se utilizó un calador de acero inoxidable y se tomaron aproximadamente
8g de muestra por cada bolsa. Luego se separaban las hojas de los palos y se determinaba el porcentaje
de palo y el contenido de humedad. La distribución de las bolsas muestreadas se puede observar en la
Figura 1.
Figura 1: Distribución de las muestras en el depósito y fecha en que fueron colocadas las bolsas
Determinación del porcentaje de palo
Para determinar el porcentaje de palo, se realizó en primer lugar un tamizado (tamiz de
5mmx70 mm de abertura) y luego se separó en forma manual.
Determinación del contenido de humedad
La muestra extraída se homogeneizó y utilizando el método de cuarteo se extrajeron
aproximadamente 5g para determinación de humedad. La misma se realizó utilizando un
humedímetro (Mettler Toledo-HB43), de luz halógena.
Ajuste de los datos
Con el objeto de poder comparar la velocidad de ganancia de humedad en las diferentes
bolsas, los datos se ajustaron al modelo de Pilosof et al. (1985). Si bien este modelo fue desarrollado
para describir la ganancia de agua líquida en proteínas, se encontró que también describe muy bien la
velocidad de salida en solubles y adsorción de humedad a partir del aire en yerba mate (Sabatela et al.,
2009; Schmalko et al., 2009; Scipioni et al., 2010).
273
X − Xi =
( X inf − Xi )T
T1/ 2 + T
(1)
En la Ecuación 1, X (en kg de agua/100 kg de sólido seco) es el contenido de humedad en
función del tiempo (T); Xi, es el contenido inicial de humedad, T1/2, es una constante que indica el
tiempo necesario para alcanzar la mitad del contenido final de humedad y Xinf es el contenido de
humedad que se alcanzaría con un tiempo infinito de contacto. La constante T1/2, está relacionada a la
velocidad de adsorción de humedad.
Resultados y discusión
Las determinaciones de contenido de humedad se realizaron semanalmente en cada uno de los
puntos datos en la Figura 1. También se determinó la velocidad de adsorción de humedad, definida
como la variación de humedad en función de tiempo que como se mencionó era de 1 semana. Los
datos obtenidos se pueden observar en la Figura 2, para 3 muestras, ubicadas en diferentes puntos.
Figura 2. Variación del contenido de humedad en hojas y palos y la velocidad de ganancia de
humedad en función del tiempo en muestras localizadas en diferentes puntos del depósito.
En todos los casos se puede observar que la muestra alcanzaba el valor de la humedad final en
poco tiempo y luego se producían oscilaciones que dependían de las condiciones ambientales. Este
efecto se puede observar en los gráficos de velocidad de adsorción, cuando sus valores oscilan
alrededor del cero. Gómez Vara et al. (1979), encontraron un comportamiento similar al estudiar la
274
ganancia de humedad en un depósito de estacionamiento acelerado, es decir un aumento rápido al
principio y luego oscilaciones alrededor del contenido final de humedad. Sin embargo no mencionaron
las condiciones externas de operación.
Las variaciones que fueron ocurriendo durante el periodo de estacionamiento fue debido
principalmente a las condiciones climáticas. Durante los días de frío y/o lluvia la yerba mate canchada
alcanzó contenidos elevados de humedad (9 a 10,5%); en cambio, en los días soleados y calurosos la
humedad de la materia prima disminuyó hasta valores aproximados a 7% de humedad.
Los valores de las constantes resultantes de ajustar los datos de contenido de humedad a la
Ecuación 1, se pueden observar en la Tabla 1, para las hojas. También figuran los límites superior e
inferior de las constantes con el objeto de poder compararlos. Como se puede observar, en todos los
casos se tuvo superposición en los dos límites de confianza, por lo que se puede concluir, que la
velocidad de adsorción y el contenido final de humedad no dependen de la posición de las bolsas en el
depósito.
Tabla 1. Valores de las constantes de la Ecuación 1 y sus límites de confianza para las hojas de yerba
mate.
Lugar
Xinf
(kg agua/
100 kg ss)
Límite de
confianza
inferior
Límite de
confianza
superior
T1/2
(semanas)
Límite de
confianza
inferior
Límite de
confianza
superior
A
10,80
8,69
12,91
1,00
0,22
1,78
B
10,40
8,93
11,78
1,57
0
3,27
C
10,18
9,23
11,13
0,61
0
1,51
D
10,22
9,58
10,86
0,72
0,02
1,42
E
10,34
9,70
10,98
0,61
0
1,31
F
9,25
8,59
9,92
0,31
0
1,05
G
8,90
8,20
9,06
0,09
0
1,21
H
8,55
7,88
9,22
0,22
0
1,30
I
9,34
8,49
10,19
0,34
0
1,94
J
8,74
7,91
9,58
0,19
0
1,18
En el caso de los palos, se tuvo un comportamiento similar (Tabla 2).
Para las diferentes posiciones se realizó un análisis de diferencias de medias para determinar si
los contenidos de humedad de equilibrio eran diferentes en hojas y palos. Se encontraron diferencias
significativas entre estos valores (P<0,0001), teniendo las hojas un contenido mayor de humedad, que
en promedio dio un valor de 0,64%. En trabajos anteriores realizados por Kanzig et al. (1997), se
encontró que esta diferencia en el contenido de humedad de las hojas y los palos depende de la
humedad relativa del aire. Estos autores encontraron que a valores de humedad relativa menor a 0,5, el
contenido de humedad de los palos era superior al de las hojas; mientras que a valores mayores el de
las hojas resultaba superior.
Conclusiones
Al determinarse la velocidad con que se adsorbía la humedad del aire en las hojas y palos de yerba
mate en bolsas almacenadas en un depósito de yerba mate estacionada en forma natural , se encontró
275
que existía un rápido incremento en las primeras semanas y luego se mantenía casi constante,
fluctuando alrededor de un valor medio. Esta velocidad dependía del contenido de humedad inicial, y
no de la ubicación en el depósito.
Las condiciones climáticas influyeron en la velocidad de adsorción, encontrándose que
durante los días de frío y/o lluvia, la yerba mate canchada alcanzaba contenidos elevados de humedad.
En cambio en los días soleados y calurosos la humedad de la materia prima disminuía hasta valores
aproximados a 7% de humedad.
Al comparar las velocidades de adsorción, utilizando el modelo de Pilosof, se encontró que las
constantes de ese modelo no dependían de la ubicación del material en el depósito y ni del origen del
material (hojas o palos). Sin embargo el contenido de humedad final en las hojas era superior a la de
los palos en un 0,64% en promedio.
Tabla 2. Valores de las constantes de la ecuación 1 y sus límites de confianza para los palos de yerba
mate.
Lugar
Xinf
(kg agua/
100 kg ss)
Límite de
confianza
inferior
Límite de
confianza
superior
T1/2
(semanas)
Límite de
confianza
inferior
Límite de
confianza
superior
A
9,98
8,44
11,52
1,65
0
4,18
B
9,37
7,58
11,16
1,92
0
4,92
C
9,23
8,58
9,89
0,26
0
0,77
D
9,66
8,49
10,83
1,56
0
4,51
E
9,73
8,75
10,70
0,39
0
1,44
F
8,55
8,02
9,08
0,11
0
0,72
G
8,40
7,86
8,94
0,38
0
1,35
H
7,95
7,43
8,49
0
0
0,87
I
9,16
8,77
9,55
0
0
0
J
8,27
7,58
8,97
0,14
0
1,92
Referencias
Gomez Vara, M.E., Brieux, J.A. y Avanza, J.R. 1979. Investigaciones sobre la tecnología de la Yerba
Mate- Informe APRYMA: 1-226
Känzig, R.G.; Novo, M.A. y Schmalko, M.E. 1987. Comparación estadística de las isotermas de
adsorción de la Yerba Mate. Revista de Ciencia y Tecnología de la Universidad Nacional de
Misiones 5: 13-24
IRAM 20503. 1995. Instituto de Racionalización de Materiales. Yerba Mate: Determinación de la
pérdida de masa a 103°C.
Pilosof, A.M. R., Boquet, R., Bartholomai, G.B. 1985. Kinetics of water uptake by food powders.
Journal of Food Science 50: 278-283.
Sabatella, P. O.; Pokolenko, J. J. y Schmalko, M. E. 2009. Influencia de la composición en la
extracción de los solubles de la yerba mate. Revista Ciencia y Tecnología. 11(a): 42-47.
Schmalko, M.E.; Ayala, M.; Martín, C. y Carrattini, D. 2009. Isotermas de adsorción de la yerba mate
276
con aglomerantes utilizado en el entrampamiento de compuestos,. III Congreso internacional de
Ciencia y Tecnología de los Alimentos – Córdoba Argentina, 14 al 16/04/2009. Área Avances en
Análisis Físicos, Químicos y Sensoriales, pp. 326-332.
Scipioni, G.P.; Ferreyra, D.J.; Acuña; M.G. y Schmalko, M.E. 2010. Rebaudioside A release from
matrices used in a yerba maté infusion.. Journal of Food Engineering 100: 627-633.
277
MATE COCIDO SOLUBLE CON LECHE DE BÚFALA EN POLVO: INFLUENCIA
DE LA TEMPERATURA DE SECADO EN EL SABOR
G.D. Byczko, N.A. Byczko, L.A. Brumovsky
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones, Félix de
Azara 1552 – 3300 – Posadas – Argentina - e-mail: [email protected]
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue evaluar la aceptación sensorial de la mezcla de mate
cocido y leche de búfala, elaborada en forma de polvo soluble a dos temperaturas de secado. Para ello
se mezcló leche de búfala, yerba soluble y sacarosa (54 %, 13 %, 33 % en peso) y luego se concentró
la mezcla al vacío (65 ) hasta 30 % p/p de sólidos totales. Por último, se deshidrató la mezcla en un
secadero spray a 180 y 200 . Para evaluar la aceptación del producto se realizó un análisis sensorial
de preferencia por un panel de catadores. Al comparar los resultados se determinó que el producto
elaborado a 180 tuvo una mayor aceptación que el elaborado a 200 . Con la temperatura de 180
se obtuvo una aceptación del 78 % contra un 41 % a 200 . La mayoría de los catadores detectó un
sabor más amargo en la muestra secada a 200 ºC, debiéndose a la posible caramelización de la
sacarosa.
Palabras clave: Yerba mate, Mate cocido, Leche de búfala, Análisis sensorial
SOLUBLE MATE WITH POWDERED BUFFALO MILK: THE INFLUENCE OF DRYING
TEMPERATURE ON THE FLAVOR
Abstract
The aim of this study was to evaluate the sensory acceptance of the mixture of soluble yerba
maté with buffalo milk produced in the form of soluble powder at two different drying temperatures.
For this purpose, buffalo milk, soluble yerba and sucrose were mixed (with a weight of 54 %, 13 %
and 33 %, respectively). Then the mixture was concentrated under vacuum (65 °C) to 30% weight on
solids. Finally, the mixture was dried in a spray dryer at 180 °C and 200 °C. In order to assess the
preference of the product a sensory analysis was carried out with the participation of a taste panel.
After comparing the results, it was found that the product made at 180 °C received a higher acceptance
rate than the one which was made at 200 °C. The former (dried at 180 °C) received a 78 % of
acceptance while the latter (at 200 °C) only got 41%. Most of the tasters claimed having perceived a
more bitter taste in the sample dried at 200 °C. This may be due to the reaction of sucrose (browning).
Key Word: Yerba maté, soluble yerba maté, Buffalo milk, Sensory analysis
Introducción
La modalidad del consumo de la yerba mate (Ilex paraguariensis Saint Hilaire) varía en los
diferentes países del Mercosur. Existen tres formas básicas de consumir la yerba mate. La más común
es el mate, una infusión que se prepara en un recipiente (también denominado “mate”) en donde se
vierte agua entre 75 y 82 ºC, y se succiona por medio de una bombilla. El tereré es similar al mate,
pero se lo prepara con agua fría, consumiéndose principalmente en épocas de calor. Se le suele
agregar, al agua fría, limón, pomelo o naranja, tanto jugo y pulpa, como la cáscara del fruto. Es propio
de Paraguay y de las zonas calidas de la Argentina. El mate cocido es una infusión, que para
prepararlo primero se hierve la yerba mate en agua, y posteriormente se cuela y se sirve en una taza.
Se lo puede endulzar con azúcar o miel de abeja y además se puede agregar leche o limón según su
preferencia. Cabe destacar que esta forma tradicional de preparar el mate cocido, ha sido en gran parte
desplazada por el mate cocido preparado en bolsitas, similares a las del té común, o el mate cocido
278
soluble.
En la actualidad la tendencia del consumidor es a comprar productos listos para el consumo,
que demanden el menor tiempo posible en su preparación. Por eso con el mate cocido con leche de
búfala y azúcar en polvo se brinda esa posibilidad.
Hay que destacar que la yerba mate posee numerosos compuestos bioactivos, con propiedades
benéficas para la salud (Dellacassa y Bandoni, 2001).
En la provincia de Misiones, en las zonas de menores recursos se acostumbra a alimentar a los
chicos con mate cocido, pero tiene como desventaja que aporta pocas calorías y nutrientes a la dieta.
Por este motivo, se decidió agregar al mate cocido la leche de búfala. Esta leche posee varios
compuestos nutricionales y presenta mayor contenido de proteínas, carbohidratos, grasa, minerales y
calorías que la leche de vaca (Verruma y Salgado, 1994; Deepak Sahai, 1996; Patiño et al., 2005).
Además con la mezcla de mate cocido y leche de búfala se estaría aprovechando en este producto la
actividad antioxidante de la yerba mate (Filip et al., 2000; Brumovsky et al., 2009).
El mate cocido soluble es un polvo verde amarillento de baja densidad utilizado para preparar
bebidas para consumo humano, ya sea como infusión o como bebidas sin alcohol, gasificadas o no, el
cual conserva las propiedades antioxidantes de la yerba mate (Amaral da Silva et al., 2006).
El objetivo del presente trabajo fue evaluar la aceptación sensorial de la mezcla de mate
cocido y leche de búfala, elaborada en forma de polvo soluble a dos temperaturas de secado, 180 y 200
.
Materiales
Se utilizó leche proveniente de un criadero de búfalos ubicado en la localidad de Santa Inés,
provincia de Misiones. La yerba mate soluble que se utilizó fue elaborada a partir del secado del
extracto acuoso con una concentración de sólidos totales de un 24 % proveniente de la industria
yerbatera. La sacarosa utilizada fue de grado alimentario.
Métodos
Preparación del producto
Para la elaboración de mate cocido soluble con leche de búfala en polvo, primeramente se
pasteurizó la leche de búfala en un tanque con agitación a 72 ºC durante un minuto. Una vez realizado
esto se adicionó la yerba soluble y la sacarosa (13 % y 33 % en peso). Después se concentró la mezcla
al vacío (65 ºC) hasta un 30 % p/p de sólidos totales. Por último, se deshidrató la mezcla en un
secadero spray a dos temperaturas, 180 y 200 ºC. El producto obtenido se conservó refrigerado hasta
ser utilizado.
Análisis sensorial
Para la evaluación sensorial del producto se realizó un análisis de preferencia por un panel de
catadores de distintas edades y sexo sin entrenamiento. Se reconstituyó 24 g del mate cocido con leche
de búfala en polvo en 200 mL de agua a 70 ºC. Se les entregó a los catadores una planilla para cada
muestra, la cual contaba con una escala graduada que iba entre me agrada mucho y me desagrada
mucho como se muestra en la Figura 1.
279
Mate cocido con leche de búfala en polvo
(Marcar lo que corresponda)
Edad: …………….
¿Habitualmente consume mate cocido con leche?
Si
No
En cuanto al producto, me…
AGRADA MUCHO
AGRADA
NO LE AGRADA NI DESAGRADA
DESAGRADA UN POCO
DESAGRADA MUCHO
¿Qué le mejoraría al producto? (ej.: dulzor, amargor, cantidad de leche, etc.)
………………………………………………………………………………………………
¿Estaría dispuesto a pagar el producto? (sin tener en cuenta el precio)
Si
No
¿Por qué?
………………………………………………………………………………………………
Figura 1: Planilla de análisis sensorial
Análisis estadístico
Se realizó un análisis de varianza (ANOVA) para determinar si existe diferencia significativa
entre las medias de las muestras, para lo cual se asignó un valor numérico del 1 al 5 a la escala
graduada, 5 para me agrada mucho y 1 para me desagrada mucho.
Para realizar este análisis se utilizó el programa informático Statgraphics Centurion XVI
Académico.
Resultados y discusión
Al analizar las encuestas realizadas y comparar las distintas temperaturas de proceso se obtuvo
un porcentaje de aceptación del 78 % para 180 ºC y del 41 % para 200 ºC como se observa en la
Figura 2.
Figura 2: Diferencias entre las temperaturas de secado
280
En la muestra secada a 180 ºC, 21 panelistas sobre 27 la calificaron como “Agrada mucho” y
“Agrada”; mientras que la muestra secada a 200 ºC, fue calificada principalmente en los niveles de
“Agrada”, “No agrada ni desagrada” y “Desagrada poco”.
También se obtuvo, de la evaluación de la planilla de análisis sensorial, que el 50 % de los
catadores consumen mate cocido habitualmente y el 70 % comprarían el producto. La mayoría de los
panelistas coincidieron en disminuir el sabor amargo y aumentar el dulzor de la mezcla.
Con el análisis de varianza se determinó que hay diferencia estadísticamente significativa
entre las medias (P-valor <0,05) como se indica en la Figura 3.
Figura 3: Contraste múltiple de rangos
La diferencia de aceptación, del 37 %, entre las muestras se debe a que en la producida a
200ºC, los panelistas detectaron un mayor sabor amargo, debiéndose posiblemente a la caramelización
de la sacarosa, debido a que algunos productos de esta reacción presentan sabor amargo.
Conclusiones
Se puede concluir que la temperatura de secado influye notablemente en el sabor del mate
cocido con leche de búfala en polvo, obteniéndose un producto de mayor aceptación a menor
temperatura de procesamiento. También se puede decir que la diferencia en la aceptación se debe al
menor sabor amargo presentado por la muestra elaborada a 180 ºC.
Agradecimientos
Al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) por su aporte económico y al señor Lestón
Omar, criador de búfalos en la provincia de Misiones por el suministro de la leche de búfala.
Referencias bibliográficas
Amaral da Silva, F.; Pavei, C.; Gonzáles Ortega, G.; Fonseca Moreira, J.C. y Link Bassani, V. 2006.
Desenvolvimento de extratos secos por spray-drying de Ilex paraguariensis (A. St. Hil.):
Caracterizaçao tecnológica e determinaçao do teor de polifenóis por clae. En: Congreso
Sudamericano de la yerba mate. 5:349-353.
Brumovsky, L.A.; Hartwig, V.G.; Fretes, R.M. y Novo, P.S. 2009. Evaluación del contenido de
polifenoles totales en distintas formas de consumo de yerba mate producidas en argentina. En: XII
281
Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos 5:66.
Deepak Sahai. Ph. D. 1996. Buffalo milk, chemistry and processing technology. Food Science and
Technology, University of Nebreaska-Lincoln, USA.
Dellacassa, E. y Bandoni, A. L. 2001. El mate. En: Revista fitoterapia. 1(4): 269-278.
Filip, R.; Lotito, S. B.; Ferraro, G. y Fraga, C. G. 2000. Antioxidant activity of Ilex Paraguariensis and
related species. Pharmacognosy, and Physical Chemistry-PRALIB, School of Pharmacy and
Biochemistry, University of Buenos Aires. En: Nutrition Research. 20(10):1437-1446.
Patiño, E.M.; Faisal, E.L.; Cedres, J.F.; Mendez, F.I. y Guanziroli Stefani, C. 2005. Contenido mineral
de leche de búfalas (Bubalus bubalis) en Corrientes, Argentina. En: Revista Veterinaria 16(1):40-42.
Verruma M.R. y Salgado J.M. 2006. Análise química do leite de búfala em comparaçao ao leite de
vaca. Scientia Agricola 51(1): 131-137.
282
283
ENTRAMPAMIENTO DE VITAMINA C EN UNA MATRIZ DE POLVO DE YERBA
MATE FORTIFICADA
C.G.Silva1, D.J. Ferreyra1, G.P. Scipioni1
1
Facultad de C.E.Q. y N. – Universidad Nacional de Misiones, Felix de Azara 1552 – 3300 – Posadas
– Argentina - [email protected]
Resumen
Se prepararon matrices con polvo de yerba mate, un aglomerante (matodextrina o goma arábiga) y
vitamina C suficiente para cubrir los requerimientos diarios. Se estudió la velocidad de secado de las
matrices a 50ºC, 60ºC y 70ºC; la recuperación de la vitamina luego del secado y la velocidad de
liberación durante la mateada. El contenido de vitamina C se determinó por HPLC. Los resultados
mostraron que los tiempos de secado son menores con goma arábiga como aglomerante y que se
recupera un 39% de la vitamina C agregada, un 4% más que con maltodextrina, a una temperatura de
secado de 50ºC. La liberación de vitamina C durante la mateada es gradual cuando se utilizan las
matrices, no así por agregado directo al mate. Considerando las etapas de secado y extracción, la
cantidad extraída acumulada durante la mateada alcanza solo a un 4% de la cantidad inicial.
Palabras claves: entrampamiento, vitamina C, matrices, polvo de yerba mate, aglomerantes.
VITAMIN C TRAP IN ONE MATRIX OF MATE POWDER FOR TO ADD MATÉ FORTIFY
Abstract
The prepare matrix of mate powder, one agglomerate (maltodextrin or gum arabic) and vitamin C
sufficient for to cover the daily requirement. To study its velocity the matrix to be drying 50°, 60° and
70°C; the recovery of vitamin then of drying and its velocity of liberation during mate. The contained
of vitamin C then determine by HPLC. The results to demonstrate that to drying time lesser with
agglomerate gum Arabic and to recover 39% the vitamin add, one 4% more with maltodextrin, the
temperature drying of 50°C. Of liberation the vitamin during mate its gradual when use the matrix, no
the direct aggregate of mate. Whereas the phase of drying and extraction, the quantity to extract
accumulate during mate to reach of 4% of the initial add.
Key words: trap, vitamin C, matrix, mate powder, agglutinant.
Introducción
El ácido ascórbico es una vitamina hidrosoluble y termolábil. Se degrada por efectos del pH, oxígeno,
contenido de agua del alimento (actividad del agua), las enzimas y los catalizadores metálicos (Portela,
2003; Fennema, 2008).
Durante el procesamiento, estacionamiento y consumo de la yerba mate, se mantiene el 5,6 % del
contenido de vitamina C presente originalmente en la planta (Ramallo et al., 2006).
Las necesidades humanas de nutrientes esenciales están determinadas por las Ingestas Diarias
Recomendadas (RDAs), y siendo el mate una bebida de consumo masivo es una alternativa para
mejorar la calidad en la alimentación de la región, mediante la fortificación de la yerba mate (CAA,
2008).
El objetivo del presente trabajo fue estudiar la pérdida de la vitamina C durante el secado de las
matrices a tres temperaturas: 50ºC, 60ºC y 70ºC; determinar los porcentajes de recuperación y estudiar
la velocidad de su liberación durante la mateada. El entrampamiento de vitamina C en una matriz,
formada por polvo de yerba mate (un subproducto de la industria yerbatera) y un aglomerante,
maltodextrina o goma arábiga, tiene por finalidad proteger a la vitamina de los factores que influyen
en los mecanismos de degradación, además de lograr su liberación en forma controlada durante la
mateada.
284
Materiales y Métodos
Materiales
Se utilizó polvo de yerba mate proveniente de un establecimiento industrial de la provincia de
Misiones. Los aglomerantes empleados fueron: goma arábiga (Anedra) y maltodextrina de calidad
comercial. El ácido ascórbico, de 99% de pureza, fue de Saporiti SACIFIA.
Preparación de las matrices
Para la preparación de las matrices se mezclaron 20 g de polvo de yerba mate, 2 g de aglomerante
(maltodextrina o goma arábiga) y 0,16 g de Vitamina C con 60 ml de agua destilada a una temperatura
de 60ºC. Las mezclas se agitaron y se colocaron en baño termostatizado a 60 ºC durante 10 min.
Luego se distribuyeron en bandejas de aluminio. La cantidad de Vitamina C utilizada fue calculada
considerando cubrir el 100 % de los Requerimientos Diarios Recomendados, establecidos en el CAA.
Se consideró la cantidad de vitamina C presente en la yerba mate elaborada. Cada mezcla se preparó
por triplicado.
Determinación del contenido de humedad
El contenido de humedad se determinó según norma IRAM 20503 (IRAM, 1995). Aproximadamente
3 g de matriz se colocaron en pesafiltros previamente tarados y se llevaron a estufa a 103 + 2 °C
durante 6 hs hasta peso constante. Las determinaciones se realizaron por triplicado. El contenido de
humedad se calculó como la diferencia de masa entre la masa de la muestra húmeda y la muestra seca
sobre 100 g de sólido seco.
Cinética de secado
La cinética de secado se determinó a tres temperaturas diferentes: 50°C, 60°C y 70°C.
Una capa delgada de material de cada matriz se distribuyó uniformemente en bandejas de aluminio de
216 cm2. El secado de las matrices se realizó con un flujo paralelo de aire a una velocidad de 1,5 m/s.
Cada experiencia se realizó por triplicado. La disminución en el contenido de humedad en función del
tiempo se obtuvo pesando las matrices a intervalos de 10 minutos hasta peso constante.
La curva de velocidad de secado (W) indica la cantidad de agua evaporada por unidad de área y
tiempo. Se obtiene graficando W en función del contenido medio de humedad. Para calcular el valor
de la velocidad de secado (w) se considera la pérdida de humedad por unidad de peso seco (X0 - X1) en
un intervalo de tiempo (t1 - t0), luego se multiplica por la relación de peso seco por unidad de área
(Pss/A):
W= [(X0 - X1) / (t1 - t0)] * Pss/A
Contenido de vitamina C en las matrices secadas a 50°C, 60°C y 70°C
Luego del secado las matrices fueron acondicionadas en bolsas selladas y almacenadas en freezer.
Previamente a la realización de los análisis se molieron y tamizaron. Una porción de 2g de la fracción
de matriz retenida en el tamiz de malla 40 se colocó en un frasco de 125 ml, de color caramelo y con
tapa a rosca. A continuación se adicionó 100 ml de buffer fosfato de pH 2,5 y se sonicó en baño de
ultrasonido durante 10 minutos a temperatura ambiente. Una alícuota se filtró a través de filtros de
nylon de 0,45 µm y se trasvasó a un vial. Este se ubicó en un cromatógrafo de HPLC con inyección
automática marca Shimadzu prominence LC 20 AT; con detector de arreglo de diodos. Se utilizó una
columna ZORBAX ODS 4.6x250 mm, 5 µm y las lecturas se realizaron a 254nm. La fase móvil fue
una mezcla buffer:acetonitrilo (78:22 v/v). La solución buffer se preparó disolviendo fosfato de
potasio 0.02 M, ajustando el pH a 2,5 con ácido fosfórico. El flujo fue de 1,0 ml/min.
Las soluciones patrones de vitamina C se prepararon disolviendo 100 mg de ácido L-ascórbico en 100
ml de buffer. A partir de esta solución madre se realizaron diluciones 1/10, 1/50 y 1/100. Se tomó
como referencia para la cuantificación el área obtenida con las soluciones patrones.
Para determinar el porcentaje de vitamina C encapsulada, porcentaje de recuperación a las tres
temperaturas, se realizó el cociente entre la cantidad cuantificada por HPLC y la cantidad agregada en
la preparación de la matriz, multiplicado por 100.
Liberación de vitamina C durante la mateada
Para estudiar la velocidad de liberación del limoneno durante la mateada se colocaron en un vaso de
precipitado 50 g de yerba mate y 5 g de la matriz molida y tamizada. Luego se introdujo una bombilla
285
de plástico conectada a un kitasato ubicado en un baño de hielo-agua. A continuación se adicionó 100
ml de agua caliente, a una temperatura de 70 + 2ºC, al vaso de precipitado que contenía la mezcla y se
dejó humedecer completamente. Luego se agregaron porciones de 30 a 40 ml de agua caliente, se dejó
reposar 20 s y se realizó la extracción durante otros 20 segundos. El procedimiento se repitió hasta
obtener un volumen de aproximadamente 100 ml. De esta forma se obtuvieron 5 fracciones diferentes
(Ramallo et al., 1998; Schmalko et al., 2007).
Un procedimiento idéntico se realizó con yerba mate sin agregado de matriz, con la finalidad de
establecer la cantidad de vitamina C presente en la yerba mate elaborada empleada en el mateado
simulado. Además se realizaron experiencias con agregado directo de vitamina C (0,0364 g) a los 50 g
de yerba mate.
Para cuantificar la vitamina C liberada, se analizaron cada una de las cinco fracciones de 100 ml.
Previamente se ajustó el pH de cada fracción a 2,5 con ácido fosfórico y se centrifugó para separar el
residuo sólido. Una alícuota se filtró a través de filtros de nylon de 0,45 µm y se trasvasó a un vial.
Cada muestra fue ubicada en el cromatógrafo. La fase móvil empleada estuvo formada por una mezcla
buffer : acetonitrilo : metanol (78:12:10 v/v). La solución buffer se preparó disolviendo fosfato de
potasio 0.02 M, ajustando el pH a 2,5 con ácido fosfórico. El flujo fue de 0,9 ml/min.
A partir de una solución madre que contenía 100 mg de ácido L-ascórbico en 100 ml de buffer, se
prepararon diluciones patrones 1/50, 1/100 y 1/200, cuyas aéreas se usaron para cuantificar el
contenido de vitamina en las muestras.
Resultados y Discusión
Determinación del Contenido de humedad en función del tiempo
En la tabla 1 se lista el tiempo necesario para alcanzar el contenido final de humedad del 9% b.s.
(humedad límite para conservar la matriz) para cada una de las matrices elaboradas.
Tabla 1. Tiempos necesarios (min.) para alcanzar el 9% de humedad en las matrices elaboradas.
Temperatura
Maltodextrina
Goma arábiga
50 ºC
260 minutos
220 minutos
60 ºC
200 minutos
150 minutos
70 ºC
170 minutos
110 minutos
En las figuras 1 y 2 se pueden observar las curvas de secado para las diferentes matrices a las
temperaturas estudiadas.
1,2
Xprom/X0
1
0,8
Xprom/x0 50ºC
Xprom/x0 60ºC
0,6
Xprom/x0 70ºC
0,4
0,2
0
0
50
100
150
200
250
300
Tie mpo (min)
Figura 1. Curvas normalizadas (X/X0) vs tiempo de secado a 50°C, 60°C y 70°C (Matrices con
maltodextrina y vitamina C)
286
1,2
x/x0
1
0,8
Xprom/x0 70ºC
0,6
Xprom/x0 60ºC
Xprom/x0 50ºC
0,4
0,2
0
0
50
100
150
200
250
tie mpo (min)
Figura 2. Curvas normalizadas (X/X0) vs. tiempo de secado a 50°C, 60°C y 70°C (Matrices con goma
arábiga y vitamina C)
De la tabla 1 y de las figuras 1 y 2 puede observarse que los tiempos de secado son mayores para la
matriz elaborada con matodextrina y vitamina C a las tres temperaturas. Estas diferencias podrían
deberse a interacciones entre la maltodextrina y la vitamina C con capacidad para retardar la salida del
agua. En el caso de la goma arábiga estas interacciones serían menos efectivas. Las diferencias entre
los tiempos de secado para un mismo aglomerante se deben a que la velocidad de secado es
directamente proporcional a la temperatura, aunque también pueden influir otros factores como
composición, estructura, tamaño, forma y contenido de humedad inicial.
Velocidad de secado
Las figuras 3 y 4 muestran las curvas de velocidad de secado en función del contenido de humedad.
En ellas puede observarse que el secado transcurre en el período de velocidad lineal. Al comparar
ambas figuras se observa que la velocidad de secado es mayor para las matrices elaboradas con goma
arábiga.
0,003
0,0025
W
0,002
w50°C
w60°C
0,0015
w70°C
0,001
0,0005
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Xm
Figura 3. Velocidad de secado en función del contenido de humedad para las matrices con
maltodextrina y vitamina C a las tres temperaturas.
0,006
0,005
W
0,004
w 70ºC
w 50ºC
0,003
w 60ºC
0,002
0,001
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Xm
Figura 4. Velocidad de secado en función del contenido de humedad para las matrices con goma
287
Vitamina C (mg/100 g)
arábiga y vitamina C a las tres temperaturas.
Contenido de vitamina C en las diferentes matrices
En la figura 5 se compara el contenido medio de vitamina C en mg/100g de sólido seco, entre las
matrices preparadas con matodextrina o goma arábiga, secadas a 50ºC, 60ºC y 70ºC, y la yerba mate
elaborada.
300
250
200
T= 50ºC
150
T= 60 ºC
100
T= 70 ºC
50
0
Goma arábiga
Maltodextrina
Yerba
Aglomerantes y referencia
Figura 5. Concentración de vitamina C en mg/100 g s.s. en las distintas matrices
Se observa que la mayor concentración de vitamina C se mantiene en las matrices secadas a la
temperatura de 50 ºC, aunque el tiempo de secado a esa temperatura sea mayor. Cuando se compara el
efecto de los aglomerantes se observa que la goma arábiga presenta un efecto protector sobre la
vitamina C ligeramente mayor que la maltodextrina.
En la figura 6 se observa el porcentaje de recuperación de vitamina C en las diferentes matrices.
Porcentaje de Vitamina C
100
% Retención
80
60
Goma arábiga
40
Maltodextrina
20
0
50
60
70
Temperatura (ºC)
Figura 6. Recuperación de vitamina C (%) en las diferentes matrices secadas a las tres temperaturas.
Teniendo en cuenta la cantidad de vitamina C agregada al elaborar cada matriz (0,16 g.), calculada a
partir de los Requerimientos Diarios Recomendados establecidos por el Código Alimentario Argentino
(CAA, 2008), y considerando la cantidad de vitamina C presente en el polvo de yerba mate, se
recupera un 39 % cuando se usa como aglutinante goma arábiga y un 35 % al utilizar maltodextrina a
la temperatura de secado de 50 ºC.
Liberación de vitamina C durante la mateada
Para el estudio de la liberación de vitamina C se utilizaron las matrices preparadas con ambos
aglomerantes y secadas a la temperatura de 50 ºC. Con esta temperatura se logró la mayor
concentración de vitamina C en las matrices. Considerando las etapas de secado y extracción, la
cantidad extraída acumulada durante la mateada alcanza solo a un 4% de la cantidad inicial.
En la figura 7 se observa la cantidad de vitamina C extraída en cada fracción de 100 ml durante la
mateada, utilizando las matrices preparadas con los aglomerantes, agregando directamente la vitamina
C a la yerba y en la yerba mate sin agregado de vitamina C (en forma de matriz o directo). El agregado
288
Vitamina C (g/l)
directo conduce a la liberación de más del 90% de la vitamina adicionada en los primeros mates.
0,072
0,063
0,054
0,045
0,036
0,027
0,018
0,009
0
Maltode xtrina
Goma arábiga
Ye rba
Vitamina C agre gada
dire ctame nte
0
100
200
300
400
500
600
Volumen (ml)
Figura 7. Liberación vitamina en las diferentes fracciones de 100 ml obtenidas durante la mateada.
Conclusiones
Las matrices preparadas con goma arábiga presentaron menor tiempo de secado. De las tres
temperaturas estudiadas el menor tiempo correspondió a la temperatura de 70 ºC, pero a esta
temperatura la pérdida de vitamina C también fue mayor con ambos aglutinantes.
El porcentaje de recuperación de vitamina C fue mayor en la matriz preparada con goma arábiga (39
%) comparada la matriz preparada con maltodextrina (35%), teniendo una diferencia entre ambas del 4
%.
La liberación de vitamina C durante la mateada fue elevada con agregado directo. Con las matrices la
liberación es controlada y en bajas concentraciones. A partir de la tercera fracción se produce un leve
incremento en la liberación de vitamina C. Considerando las etapas de secado y extracción, la cantidad
extraída acumulada durante la mateada alcanza solo a un 4% de la cantidad inicial.
Agradecimientos
Al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) que ha realizado el aporte económico para la
realización de este trabajo y a la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales por haber
brindado las instalaciones y equipamientos.
Bibliografía
C.A.A. Alimento fortificado. 2008. Cap. I. Anexo A. Art. 1363.
Fennema, Owen R. Cap. 7. Vitaminas y minerales. 1993. Pag. 550-557.
IRAM 20503. Instituto de Racionalización de Materiales. 1995. Yerba Mate: Determinación de la
Pérdida de Masa a 103°C.
Portela, María Luz P.M. Vitaminas y minerales en nutrición. 2003. 2da edición. Cap. XII. Vitamina C.
Pág. 77-83.
Ramallo, L.A.; Crotti, L. Formulación y evaluación sensorial de yerba mate fortificada con calcio y
vitamina C. 2006. Libro de Actas del 4to. Congreso sudamericano de Yerba Mate. 5-8 Noviembre
2006. Pag. 315-321.
Ramallo, L.A.; Schmalko, M.E.; Känzig, R.G. Variación de la concentración de ácido ascórbico (vit c)
en el procesamiento de la yerba mate. 1998. Revista de Ciencia y Tecnología. Volumen I. Nº1.
Schmalko, M.E.; Ayala, M.; Martín, C.; Carrattini, D. 2009. Isotermas de adsorción de la yerba mate
con aglomerantes utilizados en el entrampamiento de compuestos. 2009. III Congreso internacional
de Ciencia y Tecnología de los Alimentos – Córdoba Argentina, 14 al 16/04/2009.
Schmalko, M.E.; Ferreyra, D.J.; Scipioni, G.P. Entrampamiento de edulcorantes para la utilización en
el mate. 2007. XI Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos CYTAL. 2do. Simposio
Internacional Nuevas Tecnologías. 12-24 de septiembre 2007.
289
ENTRAMPAMIENTO DE R-LIMONENO EN UNA MATRIZ DE POLVO DE YERBA
MATE PARA SER ADICIONADA A LA YERBA MATE SABORIZADA
C.G.Silva1, D.J. Ferreyra1, G.P. Scipioni1
1
Facultad de C.E.Q. y N. – Universidad Nacional de Misiones, Felix de Azara 1552 – 3300 – Posadas
– Argentina - [email protected]
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue estudiar el contenido de R-limoneno luego del secado y su
velocidad de liberación durante la mateada, de matrices preparadas con polvo de yerba mate, un
aglomerante (maltodextrina o goma arábiga) y R-limoneno. Las matrices fueron secadas a 50º, 60º y
70ºC. El contenido de R-limoneno se determinó por cromatografía gaseosa. Los resultados mostraron
que se retiene mayor cantidad de R-limoneno en las matrices con goma arábiga secadas a 60 ºC (33%)
y a 70ºC para las matrices con maltodextrina (23%). Durante la mateada se produce una liberación
elevada en las primeras mateadas con el agregado directo del saborizante, siendo la cantidad
acumulada del 48% del total agregado. Usando la matriz con goma arábiga secada a 60 ºC,
considerando las etapas de secados y extracción, la cantidad extraída acumulada alcanza al 16% de la
adicionada inicialmente.
Palabras claves: entrampamiento, R-limoneno, matrices, polvo de yerba mate, aglomerantes.
R-LIMONENE TRAP IN A MATRIX OF MATE POWDER FOR TO ADD TO YERBA MATÉ
FLAVORED
Abstract
The aim of this work was to study the R-limonene concentration and it’s rate release during the
consumption as maté. The matrix was prepared using mate powder, an agglutinant (maltodextrin or
gum arabic) and R-limonene. The matrices were dryied at 50°, 60° and 70°C. R-limonene content was
determined using gas-chromatography. The better results were obtained using arabic gum and a drying
temperature of 60°C (33%) and using maltodextrin at 70°C (23%). During the maté consumption a
high release is obtained when the R-Limonene is directly added (48 %). When the arabic gum matrix
was used an accumulated quantity of 16% was extracted.
Key words: trap, R-limonene, matrix, mate powder, agglutinant.
Introducción
Los aceites esenciales son compuestos volátiles, hidrofóbicos y muy lábiles. Una alternativa para
protegerlos de la oxidación (por acción de la luz y el oxígeno), la evaporación y favorecer su
liberación controlada es la encapsulación en una matriz soporte (Ayala-Zavala et al., 2009) (Kaushik et
al., 2006).
La cantidad de agua tiene un efecto decisivo sobre la estabilidad de la matriz. El agua controla
reacciones químicas importantes como la oxidación de los componentes entrampados. En trabajos
previos se determinaron las isotermas de sorción y a partir de éstas el contenido máximo de humedad
que debería tener la matriz, siendo de aproximadamente 9 % en base seca (Schmalko et al., 2009). Es
importante que la eliminación de agua desde la matriz sea rápida y a bajas temperaturas para evitar el
deterioro.
La maltodextrina es un almidón parcialmente hidrolizado y la goma arábiga es obtenida directamente
de los árboles de diversas especies de Acacia. Esta última es un polisacárido complejo que se
encuentra como una mezcla de sales de Ca2+, Mg2+ y K+, asociado con una pequeña cantidad de
proteínas (2% w/w) (Terta et al., 2006).
El limoneno es una sustancia terpenoide de origen natural que se extrae de las cáscaras de los cítrico.
Existe como par de enantiómeros R y S. Son las moléculas que confieren el olor característico a las
naranjas y limones.
290
La yerba mate saborizada (Código Alimentario Argentino, 2007) constituye una infusión de consumo
habitual en un sector importante de la población. Los saborizantes generalmente son agregados en
forma directa, produciendose su extracción en los primeros mates debido a su elevada concentración y
solubilidad en agua caliente, siendo escasa la cantidad liberada hacia el final de la mateada.
El objetivo del presente trabajo fue estudiar el contenido del saborizante R-limoneno en matrices,
obtenidas con polvo de yerba mate y los aglomerante maltodextrina y goma arábiga, luego del secado
a tres temperaturas diferentes y determinar la velocidad de liberación del R-limoneno durante la
mateada.
Materiales y Métodos
Materiales
Se utilizó polvo de yerba mate proveniente de un secadero industrial de la provincia de Misiones. Los
aglomerantes utilizados fueron goma arábiga (Anedra) y maltodextrina de calidad alimentaria. El
saborizante R-limoneno (sabor a naranjas) fue de Sigma.
Preparación de las matrices
Para la obtención de las matrices se agregaron 2 g de limoneno a 60 ml de agua destilada previamente
calentada a 60°C. La emulsión formada se homogeneizo con mixer durante 3 s y se mezcló con 2 g de
aglomerante (maltodextrina o goma arábiga) y 20g de polvo de yerba mate. La preparación se mezcló
y agitó durante 5 minutos en baño termostatizado a 60 °C, luego se distribuyó en bandejas de aluminio
de 216 cm2 y llevó a secadero de flujo paralelo. Las temperaturas de secado fueron 50ºC, 60ºC y 70ºC.
Las matrices se prepararon por triplicado para cada aglomerante y para cada temperatura.
Determinación del contenido de humedad
El contenido de humedad se determinó según norma IRAM 20503 (IRAM, 1995). Aproximadamente
3 g de matriz se colocaron en pesafiltros previamente tarados y se llevaron a estufa a 103 + 2 °C
durante 6 hs hasta peso constante. Las determinaciones se realizaron por triplicado. El contenido de
humedad se calculó como la diferencia de masa entre la masa de la muestra húmeda y la muestra seca
sobre 100 g de sólido seco.
Cinética de secado
La cinética de secado se determinó a tres temperaturas diferentes: 50°C, 60°C y 70°C.
Una capa delgada de material de cada matriz se distribuyó uniformemente en bandejas de aluminio de
216 cm2. El secado de las matrices se realizó con un flujo paralelo de aire a una velocidad de 1,5 m/s.
Cada experiencia se realizó por triplicado. La disminución en el contenido de humedad en función del
tiempo se obtuvo pesando las matrices a intervalos de 10 minutos hasta peso constante.
La curva de velocidad de secado indica la cantidad de agua evaporada por unidad de área y tiempo. Se
obtiene graficando la velocidad de secado (W) en función del contenido medio de humedad. Para
calcular el valor de W se considera la pérdida de humedad por unidad de peso seco (X0 - X1) en un
intervalo de tiempo (t1 - t0), luego se multiplica por la relación de peso seco por unidad de área
(Pss/A):
W= [(X0 - X1) / (t1 - t0)] * Pss/A
Determinación del contenido de R-limoneno en las matrices secadas 50°C, 60°C y 70°C.
Luego del secado las matrices fueron acondicionadas en bolsas selladas y almacenadas en freezer.
Previamente a la realización de los análisis se molieron y tamizaron. Una porción de 1g de la fracción
de matriz retenida en el tamiz de malla 40 se colocó en un frasco de 125 ml, de color caramelo y con
tapa a rosca. A continuación se adicionó 20 ml de agua destilada y 10 ml de n-hexano. La preparación
se sonicó en baño de ultrasonido durante 10 minutos a temperatura ambiente, separándose el residuo
sólido mediante filtración. El filtrado se trasvasó a una ampolla de decantación, se agregó 10 ml de nhexano, se agitó durante 1 min. y se dejó reposar. Se separó la fase orgánica, se secó con sulfato de
sodio anhidro, se filtró y se enrasó a 10 ml con n-hexano. Una alícuota se inyectó en un cromatógrafo
gaseoso Hewlett Packard HP 5890 series II acoplado con detector de masas de cuadrupolo. Para
determinar la cantidad de R-limoneno se utilizó la técnica de patrón interno. Se preparó una solución
al 1% de R-limoneno en n-hexano y como referencia para la cuantificación se consideró el área
obtenida por un patrón interno: n-decano. El porcentaje de eficacia de la encapsulación del Rlimoneno se calculó como el cociente entre la cantidad entrampada y la cantidad agregada al preparar
la matriz, multiplicado por 100.
291
Liberación de limoneno durante la mateada
Para estudiar la velocidad de liberación del limoneno durante la mateada se colocaron en un vaso de
precipitado 50 g de yerba mate y 5 g de la matriz molida y tamizada. Luego se introdujo una bombilla
de plástico conectada a un kitasato ubicado en un baño de hielo-agua. A continuación se adicionó 100
ml de agua caliente, a una temperatura de 70 + 2ºC, al vaso de precipitado que contenía la mezcla y se
dejó humedecer completamente. Luego se agregaron porciones de 30 a 40 ml de agua caliente, se dejó
reposar 20 s y se realizó la extracción durante otros 20 segundos. El procedimiento se repitió hasta
obtener un volumen de aproximadamente 100 ml. De esta forma se obtuvieron 5 fracciones diferentes
(Schmalko et al., 2007).
Un procedimiento similar se realizó con 50g de yerba mate a la que se le adicionó directamente Rlimoneno (0,5 g).
Para cuantificar el limoneno liberado durante la mateada cada fracción de 100 ml se trasvasó a una
ampolla de decantación, se agregó 20 ml de hexano, se agitó durante 1 min y se dejó separar las fases.
Se recogió la fase orgánica, se secó con sulfato de sodio, se filtró con papel de filtro y se analizó por
cromatografía gaseosa mediante la técnica de patrón interno. La solución al 1% de R-limoneno en nhexano se diluyo en una relación de 1/50.
Resultados y Discusión
Contenido de humedad en función del tiempo
En la tabla 1 se lista el tiempo necesario para alcanzar el contenido final de humedad del 9% b.s.
(humedad límite para conservar la matriz) para cada una de las matrices elaboradas.
Tabla 1. Tiempos necesarios para alcanzar el 9 % de humedad en las matrices elaboradas.
Aglomerantes
Temperatura
Maltodextrina
Goma arábiga
50 °C
240 minutos
220 minutos
60°C
160 minutos
160 minutos
70°C
120 minutos
120 minutos
Las diferencias observadas en los tiempos necesarios para alcanzar el 9% de humedad final, a las
diferentes temperaturas de secado, se debe a la dependencia de la velocidad de secado con la
temperatura y a otros factores como composición, estructura, tamaño, forma y contenido de humedad
inicial. En las figuras 1 y 2 se pueden observar las curvas normalizadas del cociente entre el contenido
de humedad y el contenido de humedad inicial (X/X0) en función del tiempo para las diferentes
matrices a las temperaturas estudiadas.
1,2
X/X0
1
0,8
Xprom/X0 50°C
0,6
Xprom/x0 60°C
Xprom/x0 70°C
0,4
0,2
0
0
50
100
150
200
250
tie mpo (min)
Figura 1. Curvas normalizadas (X/X0) vs tiempo de secado a 50°C, 60°C y 70°C (Matrices con
maltodextrina y limoneno)
292
1,2
X/X0
1
0,8
Xprom /x0 70°C
0,6
Xprom /x0 60°C
Xprom /x0 50°C
0,4
0,2
0
0
50
100
150
200
250
tie mpo (min)
Figura 2. Curvas normalizadas (X/X0) vs. tiempo de secado a 50°C, 60°C y 70°C (Matrices con goma
arábiga y limoneno)
Velocidad de secado
Las figuras 3 y 4 muestran las curvas de velocidad de secado en función del contenido de humedad.
En ellas puede observarse que el secado transcurre en el período de velocidad decreciente lineal. Las
variaciones observadas en las curvas de las matrices con maltodextrina, pueden ser debidas a la
estructura particular del aglomerante. Este retiene por más tiempo el agua, liberándola al producirse la
rotura de la superficie de la matriz.
0,006
w
0,005
0,004
w 50°C
0,003
w 60°C
w 70°C
0,002
0,001
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Xm
Figura 3. Velocidad de secado en función del contenido de humedad para las matrices con
maltodextrina y limoneno.
0,006
0,005
W
0,004
w 50°C
w 60°C
0,003
w 70°C
0,002
0,001
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Xm
Figura 4. Velocidad de secado en función del contenido de humedad para las matrices con goma
arábiga y limoneno.
Contenido de limoneno en las diferentes matrices
293
Limoneno (mg/100g)
En la figura 5 se grafica el contenido de R-limoneno encapsulado en las diferentes matrices expresado
mg/100 g de sólido seco en función del tipo de aglomerante. Puede verse que las mayores
concentraciones de limoneno se obtuvieron con las matrices preparadas con goma arábiga y
maltodextrina a las temperaturas de secado de 60 ºC y 70 ºC respectivamente.
3500
3000
2500
T=50ºC
2000
T=60ºC
1500
T=70ºC
1000
500
0
Goma arábiga
Maltodextrina
Aglomerantes
Figura 5. Concentración de limoneno en mg/100 gss. en las distintas matrices.
Teniendo en cuenta la cantidad de limoneno agregada a cada matriz durante la preparación (2g de
limoneno, 20g de polvo de yerba mate y 2g de aglomerante) y la cantidad final determinada luego del
secado, se encontró que se recupera un 33 % al utilizar goma arábiga como aglomerante y secar a una
temperatura de 60 ºC; en tanto que al utilizar maltodextrina y secar a 70 ºC se recupera el 23 % de la
cantidad adicionada inicialmente.
Liberación de R-limoneno durante la mateada
Para el estudio de la liberación de R-limoneno se utilizaron ambas matrices: la preparada con goma
arábiga y secada a 60 ºC, y la matriz preparada con maltodextrina y secada a 70 ºC. Estas matrices
presentaron los niveles más altos de R-limoneno entrampado.
La figura 6 muestra la concentración de limoneno que es liberada durante las mateadas realizadas con
muestras de yerba mate saborizada con cada una de las matrices y con yerba mate saborizada por
adición directa de R-limoneno. La concentración de limoneno graficada corresponde a los valores
medios obtenidos en dos mateadas sucesivas.
Limoneno (g/l)
0,54
0,45
0,36
Maltode xtrina
0,27
Gom a arábiga
0,18
Lim one no
0,09
0
100
200
300
400
500
Volumen (ml)
Figura 6. Liberación de R-limoneno en las diferentes fracciones de 100 ml obtenidas durante la
mateada.
Puede verse que cuando se realiza el saborizado por adición directa la cantidad extraída en los
primeros mates es elevada (100 ml). Al continuar la extracción la cantidad liberada disminuye
294
rápidamente. A los 300 ml se extrae apenas un 18% de la cantidad extraía en los primeros 100 ml. En
el caso de la yerba mate saborizada con limoneno entrampado en las matrices de polvo, puede verse
que al usar la matriz preparada con goma arábiga la liberación de limoneno en los primeros mates es la
menor (100 ml) y hacia el final es ligeramente mayor que en el saborizado por adición directa o con
matriz con maltodextrina. Esto indica que la liberación es controlada, lo que permitiría tener un
saborizado que se perciba durante toda la mateada. Para la matriz preparada con goma arábiga secada
a 60 ºC, considerando las etapas de secado y extracción, la cantidad extraída acumulada alcanza al
16% de la adicionada inicialmente, en tanto que en el caso de adición directa es del 48%.
Conclusiones
Los tiempos de secado para alcanzar un contenido de humedad del 9 % variaron de 120 a 240 minutos
para las matrices preparadas con los diferentes aglomerantes. A la temperatura de 50°C, la
maltodextrina presentó el mayor tiempo de secado.
De las curvas de velocidad de secado se concluyó que el secado transcurre en el período de velocidad
decreciente lineal. Una posible explicación podría basarse en la naturaleza de la estructura de los
aglomerantes y en el aumento de la superficie de secado debido a la rotura de la matriz. La menor
pérdida de limoneno se obtuvo en la matriz preparada con goma arábiga y secada a 60 ºC. En el caso
de la maltodextrina la menor pérdida se registró en la matriz secada a 70°C.
Durante la mateada con yerba mate saborizada por agregado directo de R-limoneno, la liberación del
saborizante fue elevada en las dos primeras fracciones de 100 ml, mientras que en las muestras
saborizadas con las matrices se observó una liberación controlada, siendo más efectiva al emplear la
matriz elaborada con goma arábiga.
Agradecimientos
Al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) que ha realizado el aporte económico para la
realización de este trabajo y a la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales por haber
brindado las instalaciones y equipamientos.
Referencias Bibliográficas
Ayala-Zavala, F.; Villegas Ochoa, M.; Del Toro Sánchez, L.; Alvarez Parrilla, E.; González Aguilar, G.
2009. Aceites esenciales microencapsulados: una opción natural para conservar la calidad y frescura.
Revista Industria Alimentaria.
C.A.A. Aditivos aromatizantes/saborizantes. 2007. Anexo I.
IRAM 20503. Instituto de Racionalización de Materiales. 1995. Yerba Mate: Determinación de la
Pérdida de Masa a 103°C.
Robert, P.A. 1995. Identification of Essential Oil. Components by gas chromatography/Mass
Spectroscopy. Pág. 12-13.
Schmalko, M.E.; Ayala, M.; Martín, C.; Carrattini, D. 2009. Isotermas de adsorción del polvo de yerba
mate con aglomerantes utilizados en el entrampamiento de compuestos. 2009. III Congreso
internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos – Córdoba Argentina, 14 al 16/04/2009.
Schmalko, M.E.; Ferreyra, D.J.; Scipioni, G.P. Entrampamiento de edulcorantes para la utilización en
el mate. 2007. XI Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos CYTAL. 2do. Simposio
Internacional Nuevas Tecnologías. 12-24 de septiembre 2007.
Terta M, Blekas G, Paraskevopoulou A. 2006. Retention of selected aroma compounds by
polysaccharide solutions: A thermodynamic and kinetic approach. Food Hydroicolloids, 20:863-871.
Vikas Kaushik and Yrjö H. Roos. 2006. Limonene encapsulation in freeze-drying of gum Arabicsucrose-gelatin systems. LWT-Food Science and Technology. Volume 40, Issue 8, October 2007.
Pages 1381-1391.
295
ACEITABILIDADE DE CHÁ-MATE (Ilex paraguariensis St. Hil.) EM FUNÇÃO DO
PROCESSAMENTO E DO PERCENTUAL DA MISTURA ENTRE FOLHAS E
PALITOS
R. C. Bueno de Godoy1, L. B. Gheno2, R. Deliza3,4,
S. Licodiedoff5, C. N. Tobaldini Frizzon6, R. Hoffmann Ribani7
1
Embrapa Florestas, Estrada da Ribeira, km 111, CEP: 83.411-000, Colombo-PR,, E-mail:
[email protected]. 2 Baldo S/A Com. Indústria e Comércio, Rodovia BR 476 km 150, CEP:
83.900-000, São Mateus do Sul-PR, Email: [email protected]. 3 Embrapa Labex Europe,Dijon,
France. 4Inra, UMR CSGA, 21065 rue de Sully, Dijon, France, Email: [email protected]
5,6,7
Universidade Federal do Paraná, Centro Politécnico-Usina Piloto A, Rua H dos Santos s/n, Jardim
das
Américas,
CEP:
81.531-980,
Curitiba-PR,
Email:
[email protected],
[email protected]. [email protected].
Resumo
O chá mate tradicional, embora predominante no mercado brasileiro, tem sua qualidade questionada
pelos consumidores principalmente com relação ao sabor. Estudou-se a aceitabilidade de chás obtidos
com erva mate (Ilex paraguariensis) estacionada e recente variando a porcentagem de mistura entre
folhas e palitos (100% folhas, 50% folhas/50% palitos, 100% palitos). Foram incluídas duas amostras
comerciais. As bebidas foram preparadas com 16 g de erva mate por litro, codificadas e servidas entre
50ºC e 60ºC. Cem consumidores da região de Curitiba (84% mulheres e 16% homens) avaliaram 8
amostras utilizando escala hedônica estruturada de 9 pontos. Os dados foram avaliados
estatisticamente por ACP, Análise de Segmentos e ANOVA. Com exceção do chá preparado
exclusivamente com palitos de erva mate estacionada, todos os demais foram aceitos pelos
consumidores, com notas superiores a 5 (região de aceitação da escala hedônica). Os produtos
comerciais foram menos aceitos que os produtos experimentais.
Palavras chave: infusão, sabor, mapa interno de preferência, Ilex paraguariensis, consumidor
ACEPTABILITY OF MATE TEA (Ilex paraguariensis St. Hil.) IN RELATION TO PROCESSING
AND THE PERCENTAGE OF MIXING BETWEEN LEAVES AND STICKS
Abstract
The traditional mate tea, present in the Brazilian market, has the quality questioned by
consumers especially in relation to flavor. It was studied the acceptability of tea made with
fresh and seasoned yerba mate (Ilex paraguariensis), varying the percentage of mixture of
leaves and sticks (100% leaves, 50% leaves/50% sticks and 100% sticks). Plus two
commercial mate tea. The teas were prepared with 16 g (mate herb) per liter, codified and
served between 50ºC and 60ºC. One hundred consumers in the region of Curitiba (84%
women and 16% men) evaluated eight samples using hedonic scale of 9 points. The data were
analyzed by PCA, and ANOVA analysis segments. Except the tea prepared with 100% sticks,
all of them were accepted by consumers, with scores above 5 (the region of acceptance of the
hedonic scale). Commercial products were less acceptable than the experimental products.
Key words: infusion, flavor, internal preference map, Ilex paraguariensis, consumer
Introdução
O uso da erva-mate (Ilex paraguariensis) como bebida, já era conhecido nos tempos dos
aborígenes da América do Sul (Mazuchowski e Rücker, 2000). Desde os primórdios sua maior
296
utilização tem sido tradicionalmente na forma de chimarrão (Frankel, 1983), fato que restringe a
expansão da erva-mate para outras regiões onde habitantes não possuem este hábito de consumo. O
aproveitamento da erva-mate na forma de chás não tem limitações regionais, sendo, portanto, ótima
opção para diversificar seu uso, explorar novas fronteiras e identificar nichos de mercado.
Chás, segundo a legislação é o produto constituído de uma ou mais partes de espécie(s)
vegetal(is) inteira(s), fragmentada(s) ou moída(s), com ou sem fermentação, tostada(s) ou não,
constantes de Regulamento Técnico de Espécies Vegetais para o Preparo de Chás. O produto pode ser
adicionado de aroma e ou especiaria para conferir aroma e/ou sabor. (BRASIL, 2005).
O mercado brasileiro de chá mate é constituído de poucas marcas comerciais (Supermercado
Moderno, 2009) com distintos padrões de granulometria, coloração, percentual de mistura entre folhas
e palitos e portanto, com diferentes características sensoriais.
Tais características são de extrema importância pois são elas que definem a aceitação ou
rejeição de um produto. De nada vale para o consumidor um produto que possua excelentes
características químicas, físicas ou microbiológicas, adequada qualidade nutricional, se as
características sensoriais não preencherem suas necessidades e anseios (Moskowitz, 2007; Della Lucia
et al., 2006).
Portanto, avaliar sensorialmente um produto através dos sentidos da visão, olfato, gosto,
audição e tato (Stone e Sidel, 2004) é fundamental nas distintas etapas do desenvolvimento e/ou
controle de qualidade de alimentos e bebidas. Estas avaliações não podem ser substituídas por medidas
físicas ou químicas.
O objetivo deste estudo foi a avaliação da aceitabilidade de chás obtidos com erva mate (Ilex
paraguariensis) estacionada e recente variando a porcentagem de mistura entre folhas e palitos bem
como de amostras comerciais.
Material e métodos
As amostras de erva-mate experimentais foram obtidas na empresa BALDO S/A Com. Ind.
Exportação, cujo processamento envolveu as seguintes etapas:
Recepção
Sapeco
Pré-secagem
Secagem
Cancheamento
Estacionamento
Torrefação
Mistura
Armazenamento
Figura 1: Etapas do processamento da erva-mate
O sapeco e a pré-secagem foram realizados em secador rotativo (Schiffl), temperatura de 600
a 800ºC durante 2 min. no sapeco e de 280ºC/3 min. na pré-secagem. A secagem foi realizada em
secador de esteira de 2 estágios (Barbaquá) durante 5:48 h. O cancheamento foi feito em moinho de
facas (Felix) com peneira classificadora. A erva-mate foi classificada em peneira malha 12. As
amostras estacionadas foram armazenadas durante 8 meses. A torrefação e a mistura de folha com
palito foi feita anteriormente aos testes sensoriais.
Os tratamentos avaliados foram: erva-mate comercial, erva-mate recém processada e
estacionada, constituídas de 100% folhas, 100% palitos e 50:50 folhas e palitos.
Os chás foram preparados utilizando-se 16 g de erva-mate por litro de água, fervidos durante 3
297
minutos. Posteriormente as bebidas foram filtradas e servidas aos consumidores em copos descartáveis
de 30 mL codificados com números de três dígitos à temperatura de 50 a 60ºC, nos intervalos das
refeições. A ordem de apresentação seguiu delineamento de blocos completos balanceados (Mac Fie et
al., 1989).
Os produtos foram avaliados quanto à aceitação por 100 consumidores de chás. Foi utilizada
escala hedônica estruturada de nove pontos, variando de “desgostei extremamente” (1) a “gostei
extremamente” (9), conforme ABNT (NBR 14141, 1998). Dados demográficos dos participantes
também foram coletados.
Para a análise estatística dos dados foram empregadas técnicas multivariadas, Mapa Interno de
Preferência e Análise de Cluster (Mac Fie, 2007) utilizando-se o programa estatístico XLSTAT-MX
(2005). A análise de variância (ANOVA) e o teste de média (Tukey a 5%) foram aplicados para
verificar a diferença entre os segmentos de consumidores.
Resultados e discussão
O Mapa Interno de Preferência (MIP), gerado através dos dados de preferência
representa graficamente a aceitação dos chás e a preferência individual de cada um dos 100
consumidores, criando um espaço multidimensional configurado por dimensões de
preferência que explicam a variação total das respostas sensoriais (Figura 2a). As duas
primeiras dimensões explicaram 39,2% da variação dos dados, dos quais 20,8% pela primeira
dimensão da preferência e 18,4% pela segunda. A dimensão 1 (F1) separou as amostras de
chás em três grupos, o primeiro constituído das amostras A467, A379, A482 (erva-mate recém
processada) e A152, o segundo pelas amostras A812, A138 (amostras comerciais) e A940
(erva-mate estacionada) e o terceiro pelos chás A324, os quais são mostrados através das
elipses (Figura 2). A segunda dimensão (F2) separou as bebidas A482 e A152 e, num menor
grau A940 dos demais produtos (elipses pontilhadas).
A posição dos consumidores pode ser vista na Figura 2b, bem como os segmentos
formados a partir da análise de cluster, a qual agrupou os indivíduos com preferência similar
pelos chás. Observa-se que a maior parte dos participantes do estudo situa-se no quadrante
superior direito do MIP, indicando preferência pela amostra comercial 1 e 2 (A812 e A138)
além das amostras experimentais A467 e A379 compostas em grande parte por folhas de ervamate recém processada. Os chás produzidos exclusivamente com palitos de erva-mate (A482
e A152) aparecem de forma isolada no gráfico demonstrando aceitação por pequena parcela
dos consumidores.
298
(a)
10
A812
5
F2 (18,46 %)
A467
A138
A379
A324
0
A940
-5
A482
A152
-10
-15
-10
-5
0
5
10
15
F1 (20,78 %)
Variáveis (eixos F1 e F2: 39,24 %)
30
A812
c44
c91c89
c9 c74
c16
c26
c93
c97 c36 c70
c42
c66
c56
c99
c14 A467
c88
c90
c50
c71 c28 c8
Seg2(n=29)
Seg1(n=34)
c1A138
1
c34 c80
c100 c33 c48
c38c83
c98 c85c69
c4
c41 c22
c23
c76
A379
c94 c1
c79 c49
c59c7
c92c12
c72
c13
c63
c18 c32
c20c73 c81
c95
c52
c15
c1
7
c54
Seg3(n=36)
c29
c3
c64 c62
c87
c31
c19
c40
c68
c43
c30
c96 c47
c21
c37
c51 c2 c55
c5c67c45
c10 c53
c24
c84
c25
c39
c57
A940
c61 c35
c58
c78
c60c75 c65 c6
c82
c46 c86
c77
20
F2 (18,46 %)
10
A324
0
-10
-20
A482
A152
-30
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
F1 (20,78 %)
Figura 2: (a) Representação gráfica das dimensões 1 e 2 do mapa interno de preferência mostrando a posição dos
chás elaborados com ervas oriundas de diferentes processos variando o percentual da mistura entre folhas e
palitos; (b) posição dos consumidores. A812 e A138 (amostras comerciais), A324 (erva mate estacionada 100%
folhas), A152 (erva mate estacionada 100% palitos), A940 (erva mate estacionada 50% folhas:50% palitos),
A467 (erva mate recém processada 100% folhas), A482 (erva mate recém processada 100% palitos) e A379
(erva mate recém processada 50% folhas:50% palitos).
A Tabela 1 contém as médias dos segmentos formados, bem como a média global
(n=100) para cada amostra. As médias globais da amostra comercial B (138), estacionada
100% folhas (324), recém-processada 100% folhas (467) e recém-processada 50% folhas:50%
palitos (379) estiveram dentro da região de aceitação na escala (>5) em dois segmentos.
Verifica-se que na análise de segmentos, amostras com pouca aceitação na média
geral, como os chás elaborados com palito de erva-mate, podem ser apreciados por
determinado grupo de indivíduos, a exemplo os resultados do segmento 2. Para este segmento
299
(29% dos consumidores), todas as amostras de chás foram aceitas cujas médias situaram-se acima
da região de aceitação da escala hedônica (>5). Estes consumidores não perceberam diferenças
significativas entre as amostras em relação a preferência, inclusive das comerciais. Os indivíduos deste
segmento caracterizaram-se por menor escolaridade tendo o preço como um dos principais fatores
para a compra de chás.
Tabela 1 - Médias da aceitação das amostras de chás em diferentes segmentos de consumidores
Amostras de erva-mate tostada
Segmento 1
Segmento 2
Segmento 3
(n=34)
(n=29)
(n=36)
Comercial A (812)
4,7 cd
6,6 ab
4,7 cd
Comercial B (138)
4,6 cd
6,7 ab
5,1 c
Estacionada – 100% folhas (324)
6,0 b
6,5 ab
3,5 ef
Estacionada – 100% palitos (152)
3,0 f
6,4 ab
4,8 cd
Estacionada – (50% folhas:50% palitos (940)
4,6 cd
6,6 ab
4,6 cd
Recém processada – 100% folhas (467)
3,7 ef
7,1 a
5,1 c
Recém processada – 100% palitos (482)
4,1 de
6,5 ab
4,9 cd
Recém processada – 50% folhas:50% palitos
4,7 cd
7,0 a
6,4 ab
(379)
Médias seguidas pela mesma letra na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de
probabilidade. Avaliadas em escala hedônica de nove pontos variando de 1: desgostei extremamente a 9: gostei
extremamente. N=100
No primeiro segmento, representado por 34 % dos consumidores, verifica-se que os mesmos
não gostaram das amostras de chás exceto do produto elaborado com a erva-mate estacionada
constituída exclusivamente de folhas (Tabela 1). Os indivíduos deste segmento possuem faixa etária
superior a 35 anos, nível superior e são exigentes quanto à qualidade e marca de chás.
Por último, no terceiro segmento, onde se concentram 36 % dos consumidores, a preferência
foi pelo chá elaborado com a erva-mate recém processada na proporção de 50% de folhas e 50% de
palitos. Também teve aceitação o chá obtido com a erva-mate comercial 2 e com a erva-mate recém
processada composta de folhas. Este segmento de consumidores caracteriza-se pela maior presença de
pessoas jovens com nível superior.
Com base nestes resultados pode-se dizer que os chás mate comerciais, disponíveis no
mercado brasileiro, tiveram baixa aceitação (próximo de 5 na escala utilizada) para a maioria dos
consumidores. Na análise por segmento de consumidores, a maior parte das amostras experimentais
alcançou aceitação igual ou superior à dos produtos comercializados, principalmente as bebidas
elaboradas com erva-mate recém processada, composta de folhas e palitos.
Conclusões
Bebidas de chá mate preparadas com erva-mate recém processada alcançaram maior aceitação
junto aos consumidores, podendo ser superior aos produtos comerciais. Neste caso o percentual de
adição de palitos, em até 50% da composição, não prejudicou a aceitabilidade.
Agradecimentos
A empresa Baldo S/A Com. Indústria e Comércio pelo apoio financeiro e a todos que colaboraram nos
testes sensoriais.
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS E TÉCNICAS. NBR 14141. 1998. Escalas utilizadas
em análise sensorial de alimentos e bebidas. Rio de Janeiro: ABNT.
BRASIL, Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução de Diretoria Colegiada RDC nº 277,
300
de 22 de setembro de 2005. Regulamento técnico para café, cevada, chá, erva-mate e produtos
solúveis. Diário Oficial [da] União. Brasília-DF, 23 de setembro de 2005.
Della Lucia, S.M.; Minim, V.P.R. y Carneiro, J.D.S. Análise Sensorial de Alimentos. 2006. In: Minim,
V.P.R. Análise Sensorial: estudos com consumidores. Viçosa: Editora UFV: 13-49.
Frankel, A. M. La yerba mate: produccion, industrializacion, comercio. 1983. Buenos Aires: Albatros.
Mac Fie, H.J.H.; Bratchell, N. ; Greenhoff, K. y Vallis, L. V. 1989. Designs to balance the effect of
order of presentation and first-order carry-over effects in hall tests. In: Journal of Sensory Studies,
Malden, 4(1): 129-148.
Mac Fie, H.J.H. Preference mapping and food product development. 2007. In: Mac Fie, H.J.H. (Ed.).
Consumer-led food product development. Cambridge: CRC Press, Woodhead Publishing Limited:
551-592.
Mazushowski, J.Z. y Rucker, N.G. de A. Erva-mate: prospecção tecnológica de cadeia produtiva. 1997.
Brasilia: Secretaria de Estado da Agricultura e do Abastecimento / IAPAR / EMATER-PR.
Moskowitz, H. Consumer-driven concept development and innovation in food product development.
2007. In: MacFie, H. Consumer-led food product development. Cambridge: CRC Wood head
Publishing Ltd: 342-382.
Supermercado moderno. Guia prático de sortimento 2009. Supermercado moderno, (6):92.
Stone, H. y Sidel, J. 2004. Sensory evaluation practices. 2 ed. San Diego: Elsevier.
XLSTAT-MX (2005). XLSTAT-PRO User´s guide version 7.5.3. Addinsoft Inst.Inc., NY, USA.
301
ESTUDIO DE LAS VARIACIONES DE LAS PROPIEDADES DE LA YERBA MATE
DURANTE EL ESTACIONAMIENTO
V.D Trela, G.D. Byczko, M. E. Schmalko
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales – Universidad Nacional de Misiones, Félix de
Azara 1552 – 3300 – Posadas – Argentina - E-mail: [email protected]
Resumen
El objetivo del trabajo fue estudiar los cambios que ocurren durante el estacionamiento de la yerba
mate, como ser: sólidos solubles, color, concentración de azucares y de cafeína, los cuales
generalmente se modifican durante esta etapa. Se analizaron 8 muestras, que se estacionó durante 5
meses. Para estudiar los cambios de color se realizaron mediciones de los parámetros de color: “L”,
“a” y “b”; la variación de los sólidos solubles se analizaron por dos métodos, la extracción del extracto
acuoso y por medio la simulación de una mateada. La variación de la concentración tanto de azucares
como de cafeína se determinó por medio de cromatografía HPLC. Los resultados obtenidos
demuestran que los sólidos solubles, la concentración de azucares y de cafeína disminuyen a medida
que pasa el tiempo de estacionamiento de la yerba. Los parámetros de color “L”, “a” y “b” también
sufrieron modificaciones en esta etapa.
Palabras clave: yerba mate, estacionamiento, modificaciones fisicoquímicas.
A STUDY OF YERBA MATÉ PROPERTIES VARIATION DURING THE SEASONING STEP
Abstract
The objective of this research was to study the changes that occur in the seasoning step of yerba maté.
Soluble solids, color, sugars and caffeine, which generally are modified during this step, were studied.
Analysis of eight samples seasoned for five months were performed. In order to study color changes,
color parameters: “L”, “a” and “b” were measured. The variation of soluble solids was analyzed by
two methods, an aqueous extraction at using a standard method and simulating the maté consumption.
The variation of the concentration of both sugar and caffeine was determined by HPLC. Results
demonstrated that the soluble solids, sugar and caffeine concentration decrease with time. The color
parameters “L”, “a” and “b” were also changes during this step.
Key words: yerba mate, seasoning, physical and chemical changes
Introducción
El estacionamiento es una etapa del procesamiento de la yerba mate elaborada en la Argentina
y el Paraguay. Actualmente en Argentina se utilizan tres tipos de estacionamientos: El
“estacionamiento natural” que se lleva a cabo en depósitos, durante varios meses, en los cuales no se
realiza casi ningún tipo de control de las condiciones ambientales, durante un tiempo que varía de 6 a
24 meses dependiendo del establecimiento industrial. El “estacionamiento acelerado” que se lleva a
cabo en cámaras acondicionadas durante un período de hasta 60 días, siendo las condiciones usuales
de trabajo de 60 ºC de temperatura y 60% de humedad relativa. En el “estacionamiento mixto la yerba
mate se estaciona en periodos de varios meses a temperaturas menores que de las cámaras de
estacionamiento.
Durante el estacionamiento de la yerba mate se producen variaciones importantes en el color
desde verde intenso a verde oliva. También se modifican otras propiedades organolépticas como el
sabor y el olor (Gomez Vara et al., 1979).
El objetivo de este trabajo fue estudiar los cambios que ocurren durante el estacionamiento de
tipo mixto de la yerba mate; como ser: sólidos solubles, color, concentración de azúcares (fructosa,
302
sacarosa, glucosa y maltosa) y de cafeína.
Materiales y Métodos
Materiales
Las muestras se obtuvieron de un establecimiento industrial de la provincia de Misiones que
emplea un sistema de estacionamiento mixto. Se tomaron las muestras, del depósito, al inicio y luego a
intervalos regulares, obteniéndose 8 muestras en un período de 5 meses. El depósito de mantuvo a 40
ºC durante este periodo.
Todas las muestras fueron almacenadas a temperatura de refrigeración con previo cuarteo. Se
prepararon mezclas con un porcentaje de 20% de palo y 80% de hoja para la posterior molienda, con
el fin de realizar los correspondientes análisis.
Métodos
Determinación en sólido: En este caso, se utilizó la muestra molida
Determinación de humedad: Una porción aproximada de 5 g de muestra se llevo a estufa a 103 +/- 2
ºC hasta peso constante (IRAM 20503, 1995). Se mantuvo en estufa durante un tiempo de 6 horas.
Determinación de color: Se realizó con un colorímetro HuterLab D25-9. Para realizar las mediciones
una porción de muestra se colocó en una caja de Petri de 1 cm de alto por 6 cm de diámetro. Se
utilizaron las coordenadas “L” que mide el grado de blancura (asigna 0 al negro y 100 al blanco); “a”
que mide la escala del verde (negativo) al rojo (positivo), y “b” que mide la escala del azul (negativo)
al amarillo (positivo) (Woniatckzuk et al., 2005).
Determinación de extracto acuoso: Una porción de 1 g de muestra se transfirieron a un balón de
500ml, se agregaron 200 ml de agua destilada y se mantuvo en ebullición durante 1hora. Se filtró, se
lavó el residuo con otros 200 ml de agua destilada caliente, se filtró nuevamente y los líquidos se
llevaron a estufa hasta peso constante en pesafiltros de peso conocido (IRAM 20510, 2005).
Obtención del extracto acuoso de la mateada: Se utilizo el método de “mateada simulada”, que
consistió en colocar 50 g de yerba mate en un vaso precipitado, al que se le agrego una bombilla de
plástico conectada a un kitasato y a una trampa de vacío, con el fin de producir la succión de la
bombilla, simulando la mateada. Al vaso con yerba se le agrego agua a 70 ºC hasta completar un
volumen de 500 ml. Las determinaciones se efectuaron por duplicado para cada muestra (Ramallo et
al., 1998; Ramallo et al., 2010; Sabatella et al., 2009, Scipioni et al., 2010).
Determinación de los sólidos solubles: Se tomaron 100 ml del extracto acuoso y se desecaron en
estufa a 103 +/- 2 ºC hasta peso constante.
Determinación de cafeína: se utilizó el método de HPLC a partir del extracto acuoso (IRAM Nº
20512, 2000).
Determinación de azucares: se utilizó el método de HPLC a partir del extracto acuoso (IRAM Nº
20532, 2004).
Análisis estadístico: El programa utilizado fue Statgraphics plus (v.3.0) con el cual se realizó un
análisis de regresión lineal simple. La variación de los componentes en función del tiempo se ajusto a
un modelo cinético de primer orden (ec.1):
ln C
C0
= −k ⋅ t
(1)
Resultados y Discusión
Los resultados se obtuvieron a partir de determinaciones realizadas por duplicado, y triplicado
en el caso de cafeína y azucares, obteniéndose de esta manera las graficas con los valores medios
correspondientes.
En las Figuras 1, 2 3 y 4 se pueden observar las variaciones del extracto acuoso, fructosa,
sacarosa y cafeína en función del tiempo, siendo los coeficientes de variación 4,78%, 7,77%, 40,04%
y 25,76% respectivamente. Los datos se ajustaron a un modelo de cinética de primer orden,
303
considerándose ln C
en función del tiempo.
C0
En todos los casos se tiene una disminución de la concentración con el tiempo, resultando
significativo con un p < 0,05.
mateada
0,16
0,06
-0,04
-0,14
-0,24
0
40
80
120
160
tiempo
Figura 1 – Variación de sólidos solubles en función del tiempo.
0,2
fructosa
0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1
0
40
80
120
160
tiempo
Figura 2 – Variación de fructosa en función del tiempo.
Los valores de la constante de la cinética de primer orden fueron: para los sólidos solubles
7,50 ⋅ 10 −4 dias −1 ; para la fructosa 5,15 ⋅ 10 −3 dias −1 ; para la sacarosa 3,46 ⋅ 10 −3 dias −1 y para la
cafeína 6,96 ⋅ 10 −4 dias −1 . Las variaciones mas importantes se tuvieron en los azucares.
Existen antecedentes de las modificaciones del extracto acuoso y de cafeína durante el
estacionamiento natural, cuyos resultados fueron similares a los obtenidos en estas experiencias
(Bertoni et al., 1992; Gomez Vara et al., 1979)
0,11
sacarosa
-0,09
-0,29
-0,49
-0,69
-0,89
0
40
80
120
160
tiempo
Figura 3 – Variación de sacarosa en función del tiempo.
304
0,3
0,2
cafeína
0,1
0
-0,1
-0,2
-0,3
-0,4
0
40
80
120
160
tiempo
Figura 4 – Variación de cafeína en función del tiempo.
En los siguientes gráficos se puede apreciar que los parámetros de color “L”, “a” y “b”
aumentan a medida que transcurre el tiempo de estacionamiento. Un aumento de los parámetros “L”
(que varia desde 38 a 42) y “b” (desde 14 a 15) indicaría que la muestra se vuelve menos oscura y más
amarilla; mientras que un aumento de “a” (desde -5 a -2) indicaría que la muestra pierde intensidad en
color verde, como generalmente se observa en el periodo de estacionamiento. (Figuras 4, 5 y 6)
0,15
ln(L/L0)
0,12
0,09
0,06
0,03
0
0
40
80
120
160
tiempo
ln(a/a0)
Figura 5 – Variación del parámetro de color L en función del tiempo.
0,35
0,15
-0,05
-0,25
-0,45
-0,65
-0,85
-1,05
-1,25
0
40
80
120
160
tiempo
Figura 6 – Variación del parámetro de color a en función del tiempo.
Se observa en la Figura 6 una pendiente negativa al graficar ln(a/a0) en función del tiempo.
Esto se debe a que si bien los valores de “a” aumentan con el tiempo, al tener un valor negativo los
valores absolutos van disminuyendo. Cabe aclarar que el valor de “a0” es negativo, por lo tanto la
relación a/a0 en valor absoluto disminuye con el tiempo.
305
ln(b/b0)
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
-0,02
-0,04
-0,06
0
40
80
120
160
tiempo
Figura 7 – Variación del parámetro de color b en función del tiempo.
Conclusiones
Con los resultados obtenidos podemos concluir que en la etapa de estacionamiento ocurren
diversas reacciones químicas que se reflejan en una disminución de los parámetros estudiados: Sólidos
solubles (8 %), azucares (49 %) y cafeína (12 %). Comportándose de manera inversa los parámetros
de color, donde todos aumentan: “L” un 10 %, “a” un 61 % y “b” un 3 %.
También se observó que existe una correlación de todos los parámetros analizados en función
del tiempo.
Referencias:
Bertoni, M.H., Prat Krikum, S.D., Känzig, R.G. y Cataneo, P. 1992. Hojas frescas de Ilex
paraguariensis St. Hil.-III-Influencia de las distintas etapas del proceso tradicional de elaboración de
la Yerba Mate (zapecado, secado+canchado y estacionamiento) sobre la composición de la hoja
fresca del Clon 44/75, cosecha 1988.En: Anales de la Asociación Química Argentina 80: 403- 501.
Gomez Vara, M.E., Brieux, J.A. y Avanza, J.R. 1979. Investigaciones sobre la tecnología de la Yerba
Mate- Informe APRYMA, 1-226
IRAM 20503. 1995. Instituto de Racionalización de Materiales. Yerba Mate: Determinación de la
pérdida de masa a 103°C.
IRAM N° 20510. 1995. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales- Norma 20510: Yerba
Mate: Determinación del Extracto Acuoso.
IRAM Nº 20512. 2000. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. Norma 20512: Yerba
Mate: Determinación del Contenido de Cafeína.
IRAM Nº 20532. 2004. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. Norma 20532: Yerba
Mate: Determinación de Sacarosa y glucosa por HPLC.
Ramallo, L. A., Schmalko, M.,E. y Känzig, R.G. 1998. Variación del contenido de acido ascórbico
(Vitamina C) durante la elaboración de la yerba mate. En: Revista Ciencia y Tecnología 1(1): 25-29.
Ramallo, L.A., Lovera, N.N. y Schmalko, M.E. 2010. Effect of the Application of Intermittent Drying
on Ilex paraguariensis Quality and Drying Kinetics. En: Journal of Food Engineering 97: 188-193.
Scipioni; P.G., Ferreyra, D.J.; Acuña, M.G. y Schmalko, M.E. 2010. Rebaudioside A release from
matrices used in a yerba maté infusion. En: Journal of Food Engineering 100: 627-633.
Sabatella, P.O.; Pokolenko, J.J. y Schmalko, M. E. 2009. Influencia de la composición en la extracción
de los solubles de la yerba mate. En: Revista Ciencia y Tecnología 11 (a): 42-47.
Schmalko, M.E., Scipioni, P.G. y Ferreyra, D.J. 2005. Effect of Water Activity and Temperature in
Color and Chlorophylls Changes in Yerba Maté Leaves. En: International Journal of Food Properties
8: 313-322.
Woniatczuk, M.I. y Schmalko, M.E. 2005. Estudio de la Variabilidad de los Parámetros de Calidad de
la Yerba Mate Elaborada en Diferentes Establecimientos. X Congreso Argentino de Ciencia y
Tecnología de Alimentos, Mar del Plata 18 al 20 de Mayo de 2005(en CD).
306
307
SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA PARA LA PRODUCCIÓN DE EXTRACTOS
ANTIOXIDANTES CON ACTIVIDAD ÓPTIMA
J. Valerga, M. Reta y M. C. Lanari
Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA), Universidad Nacional
de La Plata (UNLP) 47 y 116 La Plata (1900), Buenos Aires, Argentina - TE /Fax (0221) 4254853/
4249287 /4890741. e-mail: [email protected]
Resumen
Extractos mίnimamente purificados de yerba mate tienen excelente actividad antioxidante (AAO) por
consiguiente podrían ser utilizados por las industrias alimentaria y farmacéutica.
Como el procesamiento industrial puede modificar la actividad antioxidante de la yerba mate, la
producción de extractos de actividad optima y consistente requiere un análisis detallado de la
influencia de las distintas etapas del procesamiento industrial (zapecado, presecado, secado/canchado
y almacenamiento acelerado) en la composición y AAO de los mismos.
Debido a la gran complejidad de los mecanismos de acción de los antioxidantes, se recomienda usar
varios métodos para así tener una evaluación de la AAO mas completa. Para determinar la actividad
de los extractos de yerba se midió la actividad antiradicalaria (AA; método DPPH*), poder reductor
(PR; FRAP) y la capacidad de inhibición del β-caroteno/ácido linoleico (IA). La composición
polifenólica se determinó por HPLC.
El procesamiento industrial modificó el contenido, composición polifenólica, AA, PR e IA. La materia
prima más conveniente sería la proveniente de la etapa de pre-secado ya que allí se conjugan los
valores más altos de AA, PR e IA
Palabras clave: actividad antioxidante, procesamiento, DPPH, FRAP, β-caroteno/ácido linoleico
SELECTION OF THE RAW MATERIALS FOR THE PRODUCTION OF HIGH ACTIVITY
ANTIOXIDANT EXTRACTS
Abstract
Because of their excellent antioxidant activity (AAO), minimally purified polyphenolic extracts from
yerba mate leaves could be used for food and pharmaceutical production Industrial processing of yerba
mate may affect its antioxidant capacity. Therefore, to obtain extracts of consistent activity and
composition it is necessary to determine the influence of the different processing steps (zapecado,
predrying, drying/canchado, storage) on the polyphenol composition and the activity of the extracts.
Due to the great variety and complexity of the antioxidants mechanism of action, it is recommended to
evaluate the extracts activity with different methods. We determined the antiradical activity AA; DPPH
test), the reducing power (PR; FRAP assay) and the extracts capacity to inhibit β-carotene/ linoleic
acid oxidation (IA). The effect of industrial processing on the polyphenol composition was
determined by HPLC.
Industrial production modified polyphenol content and composition, as well as the AA, PR and IA of
the extracts. Leaves from the pre-drying step were the most appropriate raw material because they had
the highest levels of AA, PR and IA.
Keywords: Antioxidant activity; processing; DPPH, FRAP; β-carotene/ linoleic acid.
Introducción
La yerba mate (Ilex paraguariensis) tiene compuestos de alto poder antioxidante como cafeico
(C), clorogénico (CL) y sus derivados (DCL; ácidos mono y di cafeoilquinicos), rutina (R), quercetina
308
(Q) y kaempferol (K). Heck, Schmalko & Gonzalez de Mejia, (2008) informaron que debido a su alto
contenido en cafeoil derivados y flavonoides, la yerba mate tiene propiedades farmacológicas
beneficiosas para la salud.
La actividad antioxidante (AAO) de los extractos es altamente dependiente de la calidad de la
materia prima utilizada. Durante las distintas etapas de la elaboración industrial de la yerba mate
(zapecado, pre-secado, secado/canchado, almacenado) se producen modificaciones en la composición
de los polifenoles que pueden afectar la eficacia del extracto.
Para obtener extractos antioxidantes de actividad óptima y consistente se analizó el efecto de
las distintas etapas del procesamiento industrial (zapecado, pre-secado, secado/canchado, almacenado)
en la composición polifénolica de los mismos así como en su eficacia.
Para determinar la actividad de los extractos de yerba se midió la actividad antiradicalaria
(AA; método DPPH*), poder reductor (PR; FRAP) y la capacidad de inhibición del β-caroteno/ácido
linoleico (IA).
Materiales y Métodos
Las muestras de hojas de yerba mate fresca se congelaron en nitrógeno liquido y se almacena
ron a -80ºC al igual que las hojas zapecadas, presecadas, secadas/canchadas y las almacenadas. Las
extracciones se realizaron con acetona/H2O 80/20 en hojas finamente molidas.
El contenido de polifenoles totales (PT) se midió mediante la técnica de Folin-Ciocalteau
(Schlesier, 2002) mientras que la composición de los extractos se determinó con HPLC (Gonzalez de
Mejia, Young, Heck, & Ramírez-Mares, 2010).
La actividad antiradicalaria se determinó con el ensayo del DPPH (Brand Williams y col.
1995) mediante la siguiente ecuación
AA = 100(DPPH•0 - DPPH•80) / (DPPH•0)
(1)
DPPH•0 y DPPH•80 son las concentraciones de DPPH* iniciales y después de transcurridos 80
min de reacción.
El poder reductor se midió con la técnica de FRAP (Benzie y Strain, 1996) y se expresó en µg
equivalentes de Fe+2/ µg PT
La capacidad de inhibición del β caroteno/ácido linoleico (IA) se analizó según el protocolo
de Wettasinghe y Shahidi (1999) con la ecuación (2).
IA = 100* (β-caroteno)2h / (β-caroteno)0
(β-caroteno)2h y (β-caroteno)0
transcurridos 120 min de reacción.
(2)
son las concentraciones de β-caroteno iniciales y después de
Análisis Estadístico
El efecto del procesamiento industrial en el contenido de polifenoles totales y la actividad
antioxidante de los extractos de yerba mate se analizó mediante análisis de varianza de 1 vía (SYSTAT
12, 2007). Las diferencias significativas entre las medias (p≤0.05) se determinaron con el test de LSD
(SYSTAT 12, 2007).
Resultados y Discusión
Efecto del procesamiento industrial en la composición y la actividad antioxidante de extractos de
yerba mate
La Tabla 1 muestra el efecto del tratamiento industrial de yerba mate en el contenido de
polifenoles totales determinados con el método de Folin Ciocalteau.
El zapecado fue el único tratamiento que tuvo una influencia significativa en la concentración
de PTFC ya que las muestras zapecadas muestran un nivel de estos 22 veces mayor que en las hojas
309
frescas y no se detectaron cambios significativos (p>0,05) con los procesos posteriores. Walter (1975)
informó que las condiciones de secado favorecen las reacciones de oxidación y degradación de los
polifenoles termolábiles alterando el contenido total y la actividad antioxidante de los mismos.
Tabla 1: Contenido de polifenoles totales (PTFC) de los extractos de yerba mate
Fresca
PTFC (mg eq galico
(GAE) /g hs)*
4,15 ± 0.14a
Zapecada
98,86 ± 12,15b
Pre-secada
Secadacanchada
Estacionada
90,23 ± 4,08b
Tratamiento
96,07 ± 5,77b
101,00 ± 2,39b
*superíndices distintos indican diferencias significativas entre medias (α=0.05)
Análisis de la composición de los extractos por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC)
La influencia del zapecado, pre-secado, secado-canchado y estacionamiento en la composición
polifenólica de los extractos de yerba mate se determinó mediante el HPLC.
Los cromatogramas obtenidos para la hoja fresca y secada-canchada se muestras en las Figuras 1 y 2,
respectivamente.
En los extractos de hoja fresca (Fig. 1) se pudieron identificar cuatro de los cinco estándares;
clorogénico (tr = 11 min.), cafeico (tr = 13 min.), rutina (tr = 37 min.) y quercetina (tr = 42 min.). En
cambio, en los extractos provenientes de la hoja secada-canchada (Fig. 2), se detectó solamente
clorogénico y cafeico. Los extractos de hoja zapecada contenían clorogénico y rutina mientras que en
los de yerba pre-secada se determinó la presencia de clorogénico y cafeico y en la estacionada se
observaron los picos del clorogénico, cafeico y rutina (datos no presentados). En ninguna de las
corridas correspondientes a las distintas muestras se pudo detectar el kaempferol.
En todos los casos se observo que para tiempos de retención menores que 15 y mayores que
30 minutos, la presencia de picos cuyo espectro DAD tenia un alto grado de similitud con el del ácido
clorogénico. La comparación de estos resultados con los de Gonzáles de Mejía y col. (2010), sugiere
que los picos 1 (Fig.1) y 1-4 (Fig.2), podrían corresponder a derivados del ácido clorogénico de tipo
cafeoilquinico, mientras que los picos 3-5 (Fig 1) y 5-7 (Fig. 2) podrían ser dicafeoilquinicos.
Mediante un procedimiento similar se determinó la presencia de mono y dicafeoil quinicos en los
extractos de yerba zapecada, pre-secada y estacionada
Figura 1: Cromatograma de la yerba fresca. Picos 1-5 = der ac clorogénico.
Rutina
500
4
330 nm
mAU
4 00
360nm
300
Quercetina
Clorogenico
200
1
Cafeico
100
3
5
2
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
T iempo (min)
310
.Figura 2: cromatograma de yerba secada-canchada. Picos 1-7 = der clorogénico.
360 nm
2000
330 nm
1800
6
1
1600
1400
mAU
1200
1000
800
Clorogenico
600
400
200
Cafeico
2 3 4
5
7
40
45
0
0
5
10
15
20
25
30
35
50
Tiempo (min)
La Tabla 2 muestra el efecto del procesamiento industrial en el contenido de polifenoles
totales y la composición de cafeico, clorogénico, kaempferol, quercitina y rutina
Los resultados de las determinaciones con HPLC confirmaron que el procesamiento industrial
aumentaba significativamente el contenido de polifenoles totales.
El contenido de clorogénico aumentó con el zapecado de 0.08 a 6.92 mg/g hs, la aplicación
del pre-secado/canchado duplicó la concentración de CL existente en las muestras zapecadas, este
nivel se mantuvo constante con el secado/canchado pero disminuyo 92 % luego del almacenamiento
acelerado. La concentración de derivados del ácido clorogénico (DCL) aumentó con el procesamiento
industrial de 1.59 a 50.94 mg/g hs. Isolabella y col (2010) también encontraron un aumento del nivel
de derivados del ácido clorogénico en las hojas procesadas aunque el efecto no era tan pronunciado
como en el presente estudio. Estas diferencias podrían deberse a variaciones en la forma de procesar
las muestras de hojas frescas ya que Isolabella y col (2010) secaron las hojas a 40C lo que podría
haber ocasionado un incremento en el contenido de CLD (Ferracane y col, 2006) en las mismas.
El zapecado y el pre-secado no modificaron el nivel de ácido cafeico, sin embargo, se observó
que el secado y especialmente el almacenamiento acelerado aumentaron considerablemente este
compuesto. En el caso de la rutina se detectó un comportamiento anómalo ya que su concentración
creció considerablemente con el zapecado pero no fue detectada en las muestras provenientes de la
yerba pre-secada y secada-canchada mientras que en las muestras almacenadas se detectaron
concentraciones de 11.55 mg/Kg. Queremos remarcar que este comportamiento fue también detectado
en los tres replicados realizados.
Tabla 2: Efecto del procesamiento en el contenido de polifenoles (mg de polifenol/g h.s).
Tratamiento
CL
CA
R
Q
DCL
PTHPLC
Fresca
0,08
0,10
3,61
0,55
1,59
5.93
Zapecada
6.92
nc
15.49
nc
38.24
60.64
Pre-secada
Secada
canchada
14.50
0,09
nc
nc
23.43
38.02
13.01
0.16
nc
nc
20.51
33.69
1.13
7.30
11.55
nc
50.94
70.01
Estacionada
y
nc: no cuantificado; * CL: ácido clorogénico, CA: ácido cafeico, R: rutina, Q: quercetina, K:
kaempferol, DCL: derivados del ácido clorogénico y PT: polifenoles totales
311
Actividad Antioxidante
Método de Radical libre: 2.2-Difenil-l-picril hidracilo (DPPH•)
La Tabla 3 muestra el efecto del procesamiento industrial en la actividad antirradicalaria de los
extractos. El zapecado y especialmente el pre-secado aumentaron AA de 35.72 a un valor máximo de
60.07 %, este efecto se vio posteriormente compensado por el secado-canchado ya que AA disminuyó
a un 41.48 %. No se detectaron variaciones significativas (p>0.05) durante el almacenamiento.
Debido a sus bajos niveles de AA y PTFC, la hoja fresca seria la materia prima menos
apropiada para la obtención de extractos antioxidantes. Si se tiene en cuenta tanto la actividad como la
concentración de bioactivos la mejor materia prima sería la hoja proveniente de la etapa de pre-secado,
debido a su elevada cantidad de polifenoles y alta actividad. Las hojas de las etapas de zapecado,
secado-canchado y estacionada no presentan diferencias significativas (p>0.05) en el contenido de
polifenoles y en los niveles de AA.
Tabla 3: Efecto del procesamiento industrial en la actividad antiradicalaria (AA)
Tratamiento
AA*
Hoja fresca
35,72 ± 1,77 a
Zapecado
42,52 ± 2,38 b
Pre-secado
60,07 ± 0,75 c
Secado-canchado
41,48 ± 1,39 b
Estacionado
44,20 ± 0,50 b
*superíndices distintos indican diferencias significativas entre medias (α=0.05)
Poder Reductor: “Ferric reducing Antioxidant power” (FRAP)
El poder Reductor (PR) se expresó en µmoles equivalentes de Fe+2/ µg PT (Tabla 4). La
aplicación del pre-secado, secado-canchado y almacenamiento tuvo un impacto altamente significativo
ya que PR aumentó de 71.48 a 151.97. El zapecado no mostró diferencias significativas (p>0.05) en el
poder reductor. De los tres tratamientos, el almacenamiento acelerado fue el factor de variación más
importante, el poder reductor creció 63% alcanzando los valores más altos.
Tabla 4: Poder reductor (PR) de las muestras en µg equivalentes de Fe+2/ µg PT.
Tratamiento
PR*
Hoja fresca
71.48 ± 1.05 a
Zapecado
75.74 ± 7.54 a
Pre-secado
110.29 ± 8.92 b
Secado/
canchado
92.79 ± 4.49 c
Estacionado
151.97 ± 15.58 d
*superíndices distintos indican diferencias significativas entre medias (α=0.05)
Capacidad de inhibición de la oxidación de lípidos: Sistema β-Caroteno/Ácido linoleico
312
La Tabla 5 muestra la influencia del procesamiento industrial en la capacidad de los extractos
de inhibir la oxidación del ácido linoleico, calculada como índice antioxidante (IA) según la ecuación
(2). Los extractos de la hoja fresca y de la hoja pre-secada presentaron los valores más altos. El
zapecado redujo IA 21% pero este efecto fue compensado por el presecado. La posterior aplicación del
secado-canchado y especialmente del estacionamiento disminuyó la actividad 40%.
Tabla 6: Capacidad de inhibición de la oxidación de lípidos (índice antioxidante; IA).
Muestras
fresca
zapecada
pre-secada
Secada y canchada
estacionada
IA*
75,93 ± 3,45 a
59,61 ± 3,23 b
74,31 ± 2,65 a
66,27 ± 4,36 c
45,35 ± 2,52 d
*superíndices distintos indican diferencias significativas entre medias (α=0.05)
Conclusiones
Teniendo en cuenta los resultados de la actividad antiradicalaria, poder reductor y capacidad
de inhibir la oxidación de lípidos, la materia prima más apropiada sería la proveniente de la etapa de
pre-secado ya que allí se conjugan los valores más altos de AA, PR e IA.
Agradecimientos:
Los autores agradecen al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) por la financiación de
este trabajo a través del programa PRASY
Referencias bibliográficas:
Benzie, I.F.F. and Strain, J.J. 1996. The Ferric Reducing Ability of Plasma (FRAP) as a Measure of
‘‘Antioxidant Power’’: The FRAP Assay. En: Analytical Biochemistry, 239, 70-76.
Brand-Williams, W., Cuvelier M. E., y Berset, C.. 1995. Use of a Free Radical Method to Evaluate
Antioxidant Activity. En: Lebensm.-Wiss. u.-Technology, 28(1), 25-30.
Ferracane, R., Pellegrini, N., Visconti, A., Graziani, G., Chavero, E., Miglio, C. Y Fogliano, V. 2008.
Effect of different cooking methods on antioxidant profile, antioxidant capacity and physical
characterisics of artichole. En: Journal of Agricultural and Food Chemistry.56, 8601-8608.
González de Mejía, E., Soo Song, Y., Heck, C. I. y Ramírez-Mares, M. 2009. Yerba mate tea (Ilex
paraguariensis): Phenolics, antioxidant capacity and in Vitro inhibition of colon cancer cell
proliferation. En: Journal of Functional Food, 2, 23-34.
Heck, C.I., Schmalko, M. y González De Mejia, E.2008. Effect of Growing and Drying Conditions on
the Phenolic Composition of Mate Teas (Ilex paraguariensis). En: Journal of Agricultural and Food
Chemistry. 56, 8394–8403.
Isolabella, S., Cogoi, L., Lopez, P., Anesini, C., Ferraro, G. & Filip, R. 2010. Study of the bioactive
compounds variation during yerba mate (Ilex paraguariensis) processing. En: Food Chemistry,
122, 695-699.
Schlesier, K., Harwat, M., Böhm, V., & Bitsch, R. 2002. Assessment of antioxidant activity by using
different in vitro methods. En: Free Radical Research, 36(2), 177–187.
Systat. 2007. Systat 12 Statistics 1 11 111 1V. Systat Software Inc. San Jose CA. EUA
Walter, J. The Biology of plant phenolics. Edward Arnold (Ed) Londres, RUGB.
Wettasinghe, M. y Shahidi, F. 1999. Evening Primrose Meal: A Source of Natural Antioxidants and
Scavenger of Hydrogen Peroxide and Oxygen-Derived Free Radicals. En: Journal of Agricultural
and Food Chemistry, 47, 1801-1812.
313
ENRIQUECIMIENTO DE SOPAS INSTANTÁNEAS CON ANTIOXIDANTES DE
YERBA MATE ENCAPSULADOS
L. Deladino 1, A. Navarro 1,2 y M. Martino 1
(1) Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de los Alimentos (CIDCA), CONICET,
Fac. Cs. Exactas (UNLP), 47 y 116, La Plata (1900).
(2) Fac. Ing. (UNLP), 1 y 47, La Plata (1900) - [email protected]
Resumen
Se encapsuló un extracto de yerba mate en una matriz de alginato de calcio con o sin recubrimiento de
quitosano con el fin de incorporar antioxidantes naturales a alimentos en polvo. Los objetivos fueron
estudiar la liberación in-vitro de los antioxidantes encapsulados y el efecto del agregado de los
productos de yerba mate en sopas deshidratadas instantáneas. La liberación de los encapsulados se
estudió por inmersión en fluidos gastrointestinales simulados con agitación a 37°C. Ambos tipos de
cápsulas liberaron la mayor parte de su contenido en el fluido gástrico simulado y se solubilizaron en
el fluido intestinal simulado. Las sopas con extracto encapsulado mantuvieron constante el contenido
de polifenoles (determinado mediante Folin-Ciocalteau) durante el almacenamiento acelerado. Un
panel de consumidores no detectó diferencias sensoriales con respecto a las sopas comerciales. El
extracto de yerba mate encapsulado permitió enriquecer sopas en su contenido de antioxidantes.
Palabras claves: yerba mate, antioxidantes, encapsulación, sopas, análisis sensorial
ENRICHMENT OF INSTANT SOUPS WITH ENCAPSULATED YERBA MATE ANTIOXIDANTS
Calcium alginate matrix was used to encapsulate a yerba mate extract and to incorporate natural
antioxidants to powdered foods. Coated capsules were obtained adding an external layer of chitosan to
control capsules. The objectives were to study in-vitro release of encapsulated antioxidants and the
effect of their incorporation in instant soups. Capsules release was studied by immersion in simulated
gastric fluid with agitation at 37°C. Both type of capsules released the major part of their content in
simulated gastric fluid and capsule ghosts disintegrated in simulated intestinal fluid. Soups with
encapsulated extract did not modify their polyphenol content (as determined by Folin-Ciocalteau
method) during accelerated storage. A consumer panel did not detect sensorial differences with respect
to commercial product. The encapsulated yerba mate extract allowed enriching commercial soups by
increasing their antioxidants content.
Keywords: yerba mate, antioxidants, encapsulation, soups, sensory analysis
Introducción
El enriquecimiento de alimentos con sustancias beneficiosas para la salud es una práctica en expansión
en la industria alimentaria dado el cambio en los hábitos de consumo de la población y la búsqueda de
una alimentación más saludable. Un alimento, ya sea natural o formulado, se considera funcional
cuando puede mejorar la performance fisiológica, previniendo o tratando enfermedades y desórdenes.
Los alimentos funcionales incluyen aquellos desarrollados con propósitos medicinales o para el
bienestar físico. Wildman (2001) definió como funcional a cualquier alimento o ingrediente
alimenticio que es capaz de proveer un beneficio a la salud, además de los nutrientes tradicionales que
contiene.
El sector yerbatero necesita encontrar nuevas alternativas de procesamiento del cultivo además de los
usos tradicionales, para expandir el mercado a través de nuevos productos donde el uso de la yerba
mate no es habitual. La yerba mate (Ilex paraguariensis) es reconocida por su elevado contenido de
sustancias antioxidantes (Filip et al., 2001; Heck y González de Mejía, 2007). Los antioxidantes
pueden ser definidos como aquellas sustancias que retrasan significativamente o inhiben la oxidación
del sustrato, ya sea en los alimentos o en el organismo (Antolovich y col., 2002). Estos compuestos
intervienen frente a la acción de los radicales libres, responsables del deterioro de las células del
314
organismo, de la producción de enfermedades neurodegenerativas y del envejecimiento temprano.
Además, los antioxidantes en la industria de alimentos se utilizan para prevenir la rancidez, el
deterioro nutricional y modificaciones organolépticas.
La yerba mate podría ser utilizada como un aditivo natural para el campo de la industria alimenticia,
teniendo en cuenta que uno de sus principales componentes es el ácido clorogénico, el cual junto al
ácido cafeico y sus derivados, tienen reconocida acción hepatoprotectora y antioxidante (Gorzalczany
y col., 2001). Sin embargo, los antioxidantes debido a su alta reactividad resultan de vida útil limitada
por lo que se los debe proteger cuando la finalidad es incluirlos en formulaciones alimentarias. La
encapsulación ha sido definida como la tecnología mediante la cual se logra proteger materiales
sólidos, líquidos y gaseosos en pequeñas cápsulas que liberan sus contenidos a velocidades
controladas a lo largo de períodos de tiempo prolongados (Champagne y Fustier, 2007).
El objetivo principal de este trabajo fue enriquecer un alimento en polvo con antioxidantes de yerba
mate encapsulados. Dado que los encapsulados serán consumidos, es necesario conocer las estrategias
de liberación de estos compuestos activos; con tal fin, en este trabajo se utilizó un sistema modelo del
pasaje gastrointestinal. Por otro lado, para estudiar la estabilidad de los compuestos antioxidantes
encapsulados en un alimento comercial se realizó un ensayo de almacenamiento acelerado con sopas
instantáneas. Por último, con el propósito de analizar la aceptabilidad sensorial del producto
enriquecido se realizó un panel de consumidores.
Materiales y Métodos
Obtención de los encapsulados
Se utilizó un extracto de yerba mate obtenido en el laboratorio según lo descripto en un trabajo previo
(Deladino y col., 2008). Las cápsulas fueron obtenidas mezclando el extracto liofilizado (1% p/v) con
alginato de sodio 2% (p/v) en un agitador magnético durante 10 min. Con esta solución se alimentó
una bomba peristáltica (APEMA, PC25, Argentina) la cual disponía de una aguja hipodérmica
(0,80*25 21 G1) en la manguera de silicona de salida. La solución de alginato con extracto de yerba
mate se dejó gotear en CaCl2 (0,05 M) y las cápsulas obtenidas se mantuvieron en la solución
gelificante durante 30 min. Luego, fueron filtradas, enjuagadas con un buffer acético-acetato de
pH=5,5 y expuestas al aire durante 15 min para permitir la total difusión del calcio dentro de las
mismas. Los encapsulados así obtenidos se denominarán cápsulas A (Cápsulas de alginato de calcio).
Parte de estas cápsulas fueron sumergidas en una solución de quitosano (1% p/v) disuelto en ácido
acético glacial (1% v/v) y se denominarán cápsulas AQ. Los encapsulados fueron secados en una
estufa de convección a 65°C.
Digestión en fluidos gástricos simulados
Fluido gástrico simulado (FGS): Se preparó una solución 0,1 M de HCl (Anedra, Argentina). Se midió
el pH de la solución y se corrigió a pH ≈ 2 con NaOH 1 N.
Fluido intestinal simulado (FIS): Se empleó el Buffer Sorensen´s fosfato con un pH final de 7,4.
Se realizó un ensayo con una cantidad de cápsulas correspondiente a 10 mg de extracto encapsulado
(masa de extracto teórica). Las cápsulas se colocaron en un erlenmeyer con 100 ml de FGS, el cual se
dispuso en un agitador orbital (Orbit Environ Shaker, Lab Instruments, E.E.U.U) a 37°C y 180 rpm
durante 3 h Luego de este período, se filtraron las cápsulas y se trasvasaron a 100 ml de FIS, donde
también permanecieron 3 h. Se cuantificó la masa de polifenoles totales mediante el ensayo de FolinCiocalteau (Schlesier y col., 2002) en ambos medios. A partir de estos datos se calculó el porcentaje de
liberación de los polifenoles del extracto in vitro considerando la masa de polifenoles respecto al
contenido teórico.
Incorporación en sopas instantáneas en polvo
Se emplearon sopas deshidratadas instantáneas (“Knorr”, Unilever, Argentina), sabor “verduras light”.
Las sopas se mezclaron en seco en una proporción de 44 mg cápsulas/g sopa, equivalentes a 18 mg
extracto/g sopa. Las muestras analizadas fueron: SC: control (sopa comercial), SE: sopa comercial con
extracto liofilizado sin encapsular, SA: sopa comercial con cápsulas A, y SAQ: sopa comercial con
cápsulas AQ.
315
Se realizó un ensayo de almacenamiento acelerado a 42°C en estufa durante 3 meses. Las muestras se
colocaron en frascos color caramelo, con tapa de goma cubierta con parafilm, dentro de recipientes
con silicagel.
Estabilidad química de los antioxidantes encapsulados en las sopas
Las sopas fueron preparadas de acuerdo a las indicaciones del envase, a 11 g de sopa se le agregaron
250 ml de agua a 100°C, con agitación y se dejaron reposar durante 15 min. Luego se centrifugaron
(Rolco, 2036 Alemania) y el sobrenadante obtenido se filtró con papel Whatman N°1. En el
sobrenadante filtrado se cuantificó el contenido de polifenoles totales mediante el ensayo de FolinCiocalteau.
Evaluación sensorial
Se realizó un ensayo sensorial para estudiar si los consumidores detectaban diferencias entre sopas
instantáneas comerciales (SC) y sopas instantáneas con el agregado de encapsulados (SA y SAQ). Se
llevó a cabo una prueba de triángulo con un panel no entrenado de consumidores habituales de este
producto. Esta prueba es comúnmente utilizada para determinar si existe diferencia sensorial entre dos
productos.
El ensayo se dividió en dos partes, en una etapa se estudiaron las sopas SC vs. SA y en otra etapa SC
vs. SAQ. Las muestras fueron presentadas en vasos de plástico térmicos de 50 ml de capacidad,
codificados con números de tres dígitos. Se proporcionó agua para que los panelistas se enjuagaran la
boca a voluntad. El ensayo se realizó con 30 panelistas en cada caso, a cada uno se le entregó una
planilla en la cual debían señalar la muestra que consideraba diferente de las otras dos. Para el análisis
estadístico de los resultados en este ensayo se debe contar el número de respuestas correctas (correcta
identificación de la muestra diferente) y el número total de respuestas. Las muestras son diferentes si
el número de respuestas correctas con respecto al número total es igual o mayor que el indicado en una
tabla específica (Ureña y col., 1999).
Resultados
Digestión en fluidos gástricos simulados: En la Fig. 3 se observa el contenido de extracto liberado
luego de la digestión simulada. En las cápsulas de alginato de calcio se cuantificó cerca de un 80% en
el fluido gástrico simulado (FGS) y un 9% en el fluido intestinal simulado (FIS), mientras que para las
cápsulas con cubierta de quitosano se halló aproximadamente un 40% en el FGS y un 9% en el FIS.
100
Contenido de polifenoles (%)
(g ext./100 g ext. teórico)
FIS
80
60
40
FGS
20
FIS
FGS
0
A
AQ
Figura 1. Contenido de polifenoles determinado en cápsulas húmedas luego de su inmersión en
fluidos gastrointestinales simulados. FGS: Fluido gástrico simulado, FIS: Fluido intestinal simulado.
Se debe tener en cuenta que los porcentajes de liberación están referidos a la cantidad inicial de
extracto contenido en la solución de alginato. Por lo tanto, la diferencia observada entre los dos tipos
de cápsulas (Fig. 1) podría atribuirse a las pérdidas durante el proceso de obtención de las cápsulas
recubiertas. Por otro lado, se observó que luego del pasaje por ambos fluidos simulados, los dos tipos
de cápsulas perdían su integridad liberando totalmente su contenido. Con el objetivo de comparar el
comportamiento de ambos tipos de cápsulas frente a los dos medios de liberación, se calculó el
316
porcentaje de polifenoles en FIS con respecto al total cuantificado como FGS+FIS. Se evidenció que
las cápsulas recubiertas con quitosano protegieron mejor al antioxidante durante su pasaje por el FGS,
ya que los polifenoles cuantificados en FIS representaron un 20% del total FGS+FIS, mientras que las
cápsulas de alginato de calcio liberaron un 10% respecto del total de polifenoles. Por lo tanto, si el
propósito es prolongar y retener el compuesto activo para que la mayor cantidad posible llegue al
intestino, las cápsulas recubiertas serían más apropiadas.
Incorporación en sopas instantáneas: Se obtuvieron sopas instantáneas adicionadas con extractos
antioxidantes encapsulados de aspecto similar al producto comercial (Fig. 2).
a
c
b
d
Figura 2. Sopas instántaneas en polvo: a) Comercial, b) Con extracto sin encapsular, c) Con cápsulas
A y d) Con cápsulas AQ.
Almacenamiento acelerado de las sopas enriquecidas: Mediante la determinación del contenido de
polifenoles totales se evaluó el efecto del agregado de los encapsulados y del tiempo de
almacenamiento acelerado. Se utilizaron controles adicionales de cápsulas y de extracto libre, sin
encontrarse diferencias significativas (p>0,05) en el contenido de polifenoles totales durante el
almacenamiento acelerado.
En el caso de las sopas con agregado de extracto libre, el contenido de polifenoles totales aumentó un
30% en los últimos dos meses de almacenamiento con respecto al correspondiente tiempo inicial. Esto
denotaría una posible interacción entre el extracto y los ingredientes del producto comercial, indicando
la necesidad de proteger el mismo con el fin de mantener su composición inicial.
En la Fig. 3 se observa el contenido de polifenoles totales para las sopas comerciales y las sopas con
encapsulados y se indica el resultado del test de comparación de medias. En la sopa control, el
contenido de polifenoles totales al inicio del ensayo (t=0) fue significativamente menor (p<0,05) que
para el resto de las sopas y tiempos. Cuando el tiempo de almacenamiento fue de 3 meses, sólo
presentaron diferencias significativas las sopas con cápsulas entre sí, sin embargo ninguna de estas
formulaciones presentó diferencias con respecto a la sopa comercial.
0.5
a
a
a
0.4
0.3
0.2
0.1
3
0
0
SC
SA
SAQ
Tiempo de almacenamiento (meses)
Concentración de polifenoles (mg/ml)
b
ab
317
Figura 3. Concentración de polifenoles totales en sopas (SC: comercial, SA: con cápsulas A, SAQ:
con cápsulas AQ) en función del tiempo de almacenamiento. Letras diferentes indican diferencias
significativas entre medias (Test de Fisher LSD, α=0,05).
La sopa con cápsulas cubiertas con quitosano (SAQ) tuvo un contenido de polifenoles menor con
respecto a las sopas con cápsulas de alginato de calcio (SA). Sin embargo, fueron más estables en
función del tiempo de almacenamiento, ya que no presentaron modificaciones respecto al contenido de
polifenoles inicial.
Evaluación sensorial: Cuando el objetivo es determinar si existen diferencias entre dos muestras, la
prueba más empleada es la del triángulo. En la industria se utiliza cuando se desea detectar si existen
diferencias debido a cambios en los ingredientes, en el proceso, en el envasado o en el
almacenamiento, o bien cuando se desea saber si existe una diferencia global pero no se puede
identificar como responsable a ningún atributo específico. En la Fig. 4 se muestran los resultados de la
prueba del triángulo para ambos tipos de sopas con encapsulados, respecto al control sin cápsulas.
35
30
30
30
25
20
15
12
8
10
5
0
SA
Num. Rtas. Totales
SAQ
Num. Rtas. Correctas
Figura 4. Resultados de la prueba del triángulo para cada una de las sopas con encapsulados vs. la
sopa comercial.
Para un ensayo de 30 evaluadores, el valor crítico es de 15, con una confianza del 95% (Uruña, 1999).
Por lo tanto, ninguna de las sopas con cápsulas incorporadas presentaron diferencias significativas con
respecto a la sopa comercial. Este resultado indica que la incorporación de los encapsulados en las
sopas instantáneas no sería detectada por consumidores de este tipo de productos.
Conclusiones
Ambos tipos de encapsulados liberan la mayor parte de su contenido en el estómago. Sin embargo, si
el propósito de la encapsulación es prolongar y retener el compuesto activo para que la mayor cantidad
posible llegue al intestino, las cápsulas recubiertas con quitosano serían más apropiadas.
Las sopas instantáneas resultaron un vehículo apropiado para incorporar antioxidantes de yerba mate
encapsulados, con vistas a la obtención de un alimento funcional destinado a un mercado masivo. En
este sentido, la incorporación de los encapsulados no fue detectada sensorialmente por los
consumidores y, para beneficio de los mismos, se estaría adicionando un producto con antioxidantes
de origen natural, principalmente con elevada proporción de ácido clorogénico y sus derivados.
Agradecimientos
Al Instituto Nacional de la Yerba Mate por la financiación otorgada a través de su programa PRASY,
la cual ha hecho posible la realización de este trabajo.
318
Referencias Biliográficas
Champagne C.P.y Fustier P. 2007. Microencapsulation for the improved delivery of bioactive
compounds into foods. Curr. Opin. Biotechnol., 18, 184-190.
Deladino L., Anbinder P.S., Navarro A.S y Martino M.N. 2008. Encapsulation of natural antioxidants
extracted from Ilex paraguariensis. Carbohydrate Polymers, 71, 126 134.
Filip R., López P., Giberti G., Coussio J. y Ferraro G. 2001. Phenolic compounds in seven South
American Ilex species. Fitoterapia, 72, 774-778.
Heck y González de Mejía . 2007. Yerba Mate Tea (Ilex paraguariensis): A Comprehensive Review on
Chemistry, Health Implications, and Technological Considerations. Journal of Food Science, 72, 9,
138-151.
Schlesier K., Harwat M., Böhm V. y Bitsch R. 2002. Assessment of antioxidant activity by using
different in vitro methods. Free Radical Research, 36, 2, 177-187.
Ureña M., D’Arrigo M. y Girón, O. 1999. Evaluación sensorial de los alimentos. Editorial Agraria.
Universidad Nacional Agraria de La Molina. Lima (Perú).
Wildman R. 2001. “Nutraceuticals: A Brief Review of Historical and Teological Aspects”. En:
Handbook of nutraceuticals and Functional Foods. Ed. By Robert E. C. Wildman. CRC Press, Boca
Raton, Florida.
319
PROTECCIÓN DE EXTRACTOS DE YERBA MATE POR ALMIDONES TRATADOS
CON ALTA PRESIÓN HIDROSTÁTICA
L. Deladino 1, A. Texeira 3, A. Navarro 1,2, A. Molina-García 3 y M. Martino 1
(1) Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de los Alimentos (CIDCA), CONICET,
Fac. Cs. Exactas (UNLP), 47 y 116, La Plata (1900).
(2) Fac. Ing. (UNLP), 1 y 47, La Plata (1900).
(3) Instituto Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN), José Antonio Novais 10,
Madrid, España - [email protected]
Resumen
Una alternativa para la vehiculización de antioxidantes de yerba mate en alimentos es su incorporación
en almidones tratados. Se estudió el efecto del tratamiento con alta presión (AP) de suspensiones de
almidón de maíz para aumentar la capacidad de inclusión de extractos de yerba. Las suspensiones de
almidón de maíz (10 % p/v) se trataron a 40°C, 400 MPa y 35 min. Se analizaron las siguientes
variables: concentración del extracto y forma de agregado del mismo (antes y después del tratamiento
AP), presencia de NaOH 0,1 % p/p durante el tratamiento AP. Se observó un efecto significativo de
todas las variables analizadas sobre la cantidad de antioxidantes contenidos en los almidones secos
determinando ácido clorogénico por UV. Estudios de la cristalinidad de las muestras por rayos X y del
grado de gelatinización mediante calorimetría diferencial de barrido confirmaron dichos efectos. El
mayor contenido de antioxidantes se incorporó cuando el extracto se agregó antes del tratamiento con
alta presión.
Palabras claves: yerba mate, antioxidantes, almidón de maíz, alta presión hidrostática
Abstract
The incorporation of yerba mate extracts in modified starch is an alternative for its vehiculization in
foods. The effect of High Pressure (HP) treatment on corn starch was studied to increase the yerba
mate loading capacity. Corn starch suspensions (10 % w/v) were treated at 40°C, 400 MPa and 35 min.
The following variables were analyzed: extract concentration and incorporation time (before or after
HP treatment), NaOH 0.1 % w/w presence during HP treatment. The content of chlorogenic acid was
determined by UV and a significative effect of all studied variables was observed. Both, cristallinity
observed by X-rays and gelatinization degree determined by differential scanning calorimetry
confirmed these effects. Higher amounts of yerba mate were incorporated when the extract was added
before High Pressure treatment.
Keywords: yerba mate, antioxidants, corn starch, high hydrostatic pressure
Introducción
Teniendo en cuenta las propiedades benéficas de la yerba mate, no existen desarrollos a nivel
industrial que empleen esta materia prima en otros productos que expandan el mercado. Por esta razón
resulta interesante el estudio de nuevas alternativas. En trabajos previos se han encapsulado extractos
de yerba mate en cápsulas de alginato y quitosano (Deladino et al., 2008) y en matrices de sacarosa
(Deladino et al., 2010). El almidón constituye la mayor fuente de energía en la dieta humana y animal,
es un material de bajo costo y de fácil acceso para ser empleado como material de encapsulación. Los
gránulos de almidón están formados por moléculas de amilosa y amilopectina dando una estructura
semicristalina (Jay-lin , 2004). La ruptura de esta estructura en presencia de agua por medio del calor
es denominada gelatinización. Este proceso es esencial para todo tipo de uso ya sea industrial o
culinario y está caracterizado por la pérdida de la cristalinidad, por la solubilización de la amilosa y el
hinchamiento irreversible de los gránulos (Knorr et al., 2006). Además del calor, la gelatinización
también puede ser provocada por altas presiones hidrostáticas, aunque la degradación de los gránulos
sucede de modo diferente. En este caso, los gránulos tratados por alta presión presentan un menor
hinchamiento, reducida solubilización de amilosa, sin pérdida de integridad (Knorr et al., 2006).
La encapsulación puede ser definida como la inclusión de un compuesto o sistema dentro de un
320
material disperso para su inmovilización, protección, liberación controlada, estructuración y/o
funcionalización (Poncelet, 2006). El almidón ha sido empleado como sistema de encapsulación
mediante secado spray (Cano-Chauca et al., 2005; Shaikh et al. 2006). Las partículas producidas
incluyen al compuesto activo y aunque el proceso no conduzca a un encapsulado perfecto,
generalmente las propiedades obtenidas son suficientes para alcanzar la liberación retardada del
ingrediente activo. El empleo de almidones tratados por alta presión como “carriers” sólo ha sido
investigado para la unión de compuestos aromáticos para su uso en alimentos (Blaszczak et al., 2007).
Los cambios provocados en la estructura del almidón propiciarían la unión de diversos compuestos de
interés nutricional ampliando el uso del almidón como material encapsulante. Con el objetivo de
aumentar y modular la gelatinización del almidón para incrementar los sitios de unión se han
estudiado diversos tratamientos como combinación de tiempos, temperaturas y presiones hidrostáticas,
diferentes pH en almidones de distinto origen botánico, entre otros. Fernández et al. (2008) estudiaron
la incorporación de minerales en almidones de papa y maíz y observaron mayor cantidad de minerales
ligados cuando el almidón era tratado por alta presión y álcali.
El objetivo general del presente trabajo fue evaluar la capacidad de almidones tratados con alta presión
para retener extractos antioxidantes de yerba mate en comparación con el almidón nativo de maíz. En
particular, estudiar el efecto de la concentración del extracto, forma de agregado del mismo (antes y
después del tratamiento de alta presión) y presencia de NaOH 0,1 % p/p durante el tratamiento sobre el
contenido de extracto unido a los almidones.
Materiales y métodos
Preparación de las muestras
Almidones tratados con alta presión (preparados in-situ): Las muestras se prepararon a partir de
soluciones del 10% p/v de almidón de maíz (Maizena) en agua mili-Q. El tratamiento de alta presión
se llevó a cabo en un equipo (U111, UNIPRESS, Polonia) a 40°C, 400 MPa y durante 35 min. Para
estudiar el efecto del tratamiento alcalino junto con la AP, se prepararon suspensiones de almidón al 10
% p/p, a las que se adicionó antes de la presurización una solución al 1% de NaOH (Panreac, España)
para obtener una concentración final del 0,1% p/p. La solución alcalina fue removida cuando la
muestra decantó, luego del tratamiento de alta presión. Se prepararon almidones control (sin agregado
de yerba mate); almidón tratado con alta presión (AP) y almidón tratado con alta presión y álcali
(APA). El extracto de yerba mate liofilizado obtenido según trabajos previos (Deladino et al., 2008)
fue incorporado antes del tratamiento de presurización en concentraciones de 0,1; 1 y 10% p/p de
almidón seco.
Almidones preparados por inmersión: Los almidones control (AP ó APA) y el almidón nativo,
fueron empleados en la preparación de una suspensión de 10 % p/v en agua destilada, a la cual se le
adicionó el compuesto activo en las cantidades indicadas. Se colocaron en frascos color caramelo con
tapa y se dejaron 15 hs en un shaker orbital a 25°C a una velocidad de 180 rpm. Luego se
centrifugaron (Rolco, 20 min a 300g), se descartó el líquido y se enjuagó con 10 ml de agua destilada.
Se centrifugó nuevamente y se colocó el precipitado en una estufa a 30°C. Se molieron las muestras y
se almacenaron en recipientes herméticos hasta su análisis.
Caracterización
Observación microscópica: Se utilizó un microscopio óptico con luz polarizada.
Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC): Se prepararon suspensiones de almidón al 20 % p/v
(0,2 g de almidón/ml), las cuales se dejaron con agitación una noche antes del ensayo con el objetivo
de lograr la hidratación de los gránulos de almidón. Se pesaron 10 mg de la suspensión y se colocaron
en cápsulas de aluminio que fueron selladas herméticamente. Se corrieron las muestras desde 25 a 110
°C a una velocidad de 10 °C/min (DSC Q100, TA Instruments, EE.UU.).
Determinación del grado de cristalinidad por Rayos X: Las muestras de almidón molidas fueron
analizadas en un equipo difracción de rayos X (X´Pert PRO, Analytical Model PW 3040/60, Holanda)
provisto con un tubo con ánodo de cobre y un detector que opera a 40 kV y 40 mA. Los
difractogramas fueron obtenidos desde 2θ = 3-60°.
Contenido de extracto en los almidones: Se prepararon suspensiones de almidón con el extracto
incorporado en agua, se agitaron y se dejaron humectar 24 hs. Se centrifugaron y se registró el
321
espectro UV en un espectrofotómetro (Shimadzu, UV-mini 1240, Japón). Se detectó la absorbancia en
su pico máximo (324 nm) correspondiente al ácido clorogénico. Se realizó un ensayo equivalente
(disolución con agitación a 37°C) de los polvos en ácido clorhídrico 0,1M (fluido gástrico simulado).
Resultados y discusión
La aplicación de altas presiones a almidones permite incrementar los sitios activos para vehiculizar
compuestos de interés en la industria de alimentos y constituirse así en una nueva técnica de
encapsulación (Fernández et al., 2008). En trabajos previos se estudió el efecto del pH durante el
tratamiento por alta presión y se observó que incrementaba los sitios activos. Por lo tanto, en este
trabajo se sometió una suspensión de almidón y extracto de yerba mate a altas presiones en presencia
de una solución alcalina. Sin embargo, el cambio de color en el extracto y las diferencias observadas
en la concentración de ácido clorogénico por UV indicarían una modificación de la composición del
extracto, por lo que serán necesarios más ensayos para evaluar la efectividad del medio alcalino en
este tratamiento.
En la Figura 1 se puede observar el efecto del tratamiento con alta presión sobre los gránulos de
almidón.
10
20
30
40
2θ
50
a
b
a
b
60
10
20
30
40
50
60
2θ
Figura 1. Fotografías y difractogramas de rayos X de gránulos de almidón de maíz: a) sin tratar, b)
tratado por alta presión.
Como se puede observar en los gránulos de almidón sin tratar se evidencia la cruz de malta,
característica de la estructura semicristalina del almidón. En cambio, en los almidones tratados con
alta presión en la mayoría de los gránulos la cruz de malta ha desaparecido evidenciando una
gelatinización del almidón sin pérdida de integridad del gránulo. Esta estructura amorfa-cristalina
típica de los almidones, también se evidencia mediante los difractogramas de rayos X. Cuanto mayor
es el grado de gelatinización de una muestra, menor será el número de picos asociados a la
cristalinidad. En la Fig. 1b se observa que el tratamiento con alta presión produjo una gelatinización
322
parcial ya que se observa una disminución de los picos típicos de la muestra sin tratar.
Esta gelatinización parcial propiciaría posibles uniones de determinados compuestos. La intensidad de
este proceso se puede cuantificar indirectamente con un ensayo de DSC, a través de la energía puesta
en juego para gelatinizar la fracción no afectada por la alta presión. En los termogramas obtenidos con
y sin tratamiento por alta presión sólo se observó el pico endotérmico con temperaturas de pico
características de la gelatinización del almidón (Tabla 1). Sin embargo, el efecto del tratamiento se
reflejó en un valor menor de la energía puesta en juego durante la gelatinización (H) con respecto al
almidón sin tratamiento. Esto indicaría que la alta presión provocó una gelatinización parcial de los
gránulos de maíz.
Tabla 1. Efecto del tratamiento de alta presión a través de técnicas calorimétricas
Tratamiento
Almidón sin tratar
Almidón tratado
con alta presión
∆H (J/g)
Muestra
A
AYMi1
AYMi10
AP
APYMs1%
APYMi1
APYMi10
12,07
11,14
10,37
6,79
6,97
6,16
6,83
Tinicio
(°C)
64,52
65,13
65,13
66,02
66,22
65,85
66,01
Tpico
(°C)
69,86
70,54
69,96
70,59
70,49
70,21
70,18
Para las muestras de almidones sin tratar con yerba mate (AYMi1 y AYMi10), el H fue menor con
respecto al almidón sin tratar. En los almidones tratados con alta presión no se observaron mayores
cambios con respecto al control.
En la Tabla 2 se puede observar el efecto de la concentración de extracto sobre la masa contenida en el
producto final, obtenido por inmersión del almidón con el extracto liofilizado de yerba mate.
Tabla 2. Contenido de extracto de yerba mate (mg de extracto/g almidón)
Tipo de
almidón
Solvente
Sin tratar
Tratado con AP
+ inmersión
Contenido de extracto (mg ext./g almidón)
YM0,1%
YM1%
YM10%
Agua
Ácido
0,06
0,21
1,14
2,53
4,63
6,54
Agua
Ácido
0,10
0,12
1,18
2,29
17,01
12,36
En ambos tipos de almidones se observó que a medida que aumenta la relación extracto:almidón
aumenta la masa incorporada aunque no de manera proporcional. En líneas generales, se observó un
efecto positivo del tratamiento de alta presión, ya que los almidones tratados mostraron mayor
contenido de extracto de yerba mate.
Para determinar la eficiencia de la técnica teniendo en cuenta la relación almidón:extracto, se calculó
el contenido porcentual de extracto incorporado respecto al total de extracto disponible (Fig. 2).
323
Contenido de extracto %
(g de extracto/100 g de almidón)
30
HCl
Agua
25
20
15
10
5
0
YM0.1%
YM1%
A. sin tratar
YM10%
YM0.1%
A. sin tratar
A. Tratado + inmersión
YM1%
YM10%
A. Tratado + inmersión
Figura 2. Contenido porcentual de extracto de yerba mate en los almidones
Las muestras con un 1% de yerba mate presentaron mayor eficiencia con respecto a las demás
concentraciones indicando un mayor aprovechamiento del compuesto activo respecto a la matriz de
almidón para cada medio ensayado. En el caso particular de los encapsulados con almidón tratado con
10% de extracto en agua mostraron un comportamiento diferencial el cual está siendo analizado por
otras técnicas. Se observó un efecto del medio de liberación determinándose una mayor extracción con
el medio ácido (Tabla 2, Fig. 2).
Como se mencionó anteriormente, también se estudió el efecto de la incorporación del extracto
durante el tratamiento de alta presión (generación in situ). En este caso se seleccionó la concentración
del 1% de extracto de yerba mate. En la Figura 3 se muestra un gráfico comparativo del contenido de
extracto obtenido por inmersión e in situ.
Contenido de extracto %
(g extracto/100 g almidón)
40
30
20
10
0
Agua
Acido
In situ
Inmersión
Figura 3. Efecto del método de incorporación del extracto sobre la eficiencia de la técnica.
La cantidad de extracto liberada en ambos medios, fue mayor para el método de generación in situ
que en los encapsulados obtenidos por inmersión.
Conclusiones
El tratamiento de los almidones con alta presión fue satisfactorio permitiendo una mayor
incorporación del extracto de yerba mate con respecto al almidón comercial. La cantidad de
polifenoles liberada de los encapsulados depende del medio de inmersión. Si bien, el método de
incorporación del extracto por generación in situ mostró resultados promisorios, son necesarios
ensayos complementarios para la selección de uno u otro método.
324
Agradecimientos
Al Instituto Nacional de la Yerba Mate por la financiación otorgada a través de su programa PRASY,
la cual ha hecho posible la realización de este trabajo.
Referencias
• Blaszczak W., Misharina T. A., Yuryev V.P. & Fornala J., 2007. Effect of high pressure on
binding aroma compounds by maize starches with different amylose content. LWT, 40, 18411848.
• Cano-Chauca M., Stringheta P.C., Ramos A.M. y Cal-Vidal J., 2005. Effect of the carriers on
the microstructure of mango powder obtained by spray drying and its functional
characterization. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 6, 420-428.
• Deladino, L., Anbinder, P.S., Navarro, A.S. & Martino, M.N., 2008. Encapsulation of natural
antioxidants extracted from Ilex paraguariensis. Carbohydrate Polymers, 71, 126-134.
• Deladino L., Navarro A.S. & Martino M.N. (2010). Microstructure of minerals and yerba mate
extract co-crystallized with sucrose. Journal of Food Engineering. Journal of Food
Engineering, 96, 410-415.
• Fernández, P.P., Sanz, P.D., Martino, M.N. & Molina-García, A.D., 2008. Partially-gelatinised
starches by high hydrostatic pressure as oligoelement carriers. Spanish J. Agric. Res. 6.
• Jay-lin J. (2004). “Starch: Structure 7 and Properties”. En: Chemical and Functional Properties
of Food Components. Piotr Tomasik Ed. CRC Press. Bocaraton, Florida.
• Knorr D., Heinz V., Buckow R., 2006. High pressure application for food biopolymers.
Review. Biochimica et Biophysica Acta 1764, 619-631.
• Poncelet D. (2006). Microencapsulation: Fundaments, Methods and applications. Surface
Chemistry in Biomedical and Environmental Science, 23-34.
• Shaikh J., Bhosale R. & Singhal R., 2006. Microencapsulation of black pepper oleoresin. Food
Chemistry, 94, 105-110.
325
VARIAÇÃO DOS NÍVEIS DE pH E ACIDEZ EM QUEIJO TIPO PRATO
SUPLEMENTADO COM EXTRATO DE ERVA-MATE (Ilex paraguariensis) E
CULTURAS MESÓFILAS
F. Taís Ril1; A. C. Piovesan Borges1; A. J. Cichoscki2; A. M. Faion1; S. M. Dias Macedo1; A. T.
Valduga1
1
Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – Campus
Erechim – RS; 2Universidade Federal de Santa Maria – RS
2
Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – Campus Erechim. Av. Sete de
setembro, 1621 Erechim/RS, Brasil – [email protected]
Resumo
As bebidas oriundas da erva-mate trazem efeitos benéficos à saúde, porém inexistem estudos sobre o
uso do extrato de erva-mate associado à produto lácteo, pois foram avaliadas somente na forma de
infusões. Para isso efetuou-se o processamento de 6 formulações de queijo prato, contendo extrato de
erva-mate nas concentrações de 0,1% e 0,2% e adição de culturas probióticas, avaliando pH e acidez
durante a armazenagem (60dias) a 15ºC. Verificando-se que em relação ao pH todos os queijos
apresentaram valores mais elevados no primeiro dia, decaindo no decorrer do armazenamento. O
queijo padrão (queijo 1), seguido dos queijos 5 e 6 que continham somente extrato de erva-mate na
quantidade de 0,1% e 0,2% respectivamente, apresentaram os maiores valores de pH, e
consequentemente menores valores de acidez. Concluindo que o extrato de erva-mate pode ser
adicionado ao queijo tipo prato como suplemento, sem alterar as características de pH e acidez.
Palavra-chave: queijo-prato; pH; acidez, erva-mate; culturas
VARIATION OF PH AND ACIDITY LEVELS IN TYPE CHEESE DISH EXTRACT
SUPPLEMENTED WITH HERB-MATE (Ilex paraguariensis) AND CULTURES MESOPHYTIC
Abstract
The beverages coming from mate bring beneficial health effects, but there are no studies on the use of
extract of mate associated with dairy products because they were evaluated only in the form of
infusions. For that made up the processing of six formulations of cheese, containing extract of mate of
0.1% and 0.2% addition of probiotic cultures, evaluating pH and acidity during storage (60dias) at 15 °
C . Noting that over the pH all cheeses showed higher values on the first day, decreasing during
storage. The standard cheese (cheese 1), followed by cheese 5 e 6 extract which contained only mate
in the amount of 0.1% and 0.2% respectively, had the highest pH values and consequently lower levels
of acidity. Concluding that the extract of mate can be added to the cheese plate as a supplement,
without altering the characteristics of pH and acidity.
Key word: cheese platter, pH, acidity, mate tea; cultures
Introdução
No setor lácteo, os alimentos funcionais já são uma realidade e muitas empresas de alimentos
desenvolvem suas linhas de produtos tendo a promoção da saúde como principal objetivo. Isso se deve
ao fato de que os consumidores estão cada vez mais preocupados com a saúde, e também porque os
alimentos funcionais constituem-se hoje, como prioridade de pesquisa em todo o mundo, com a
finalidade de elucidar as propriedades e os efeitos benéficos que estes produtos podem proporcionar à
saúde e ao bem-estar (Belchior, 2004; Morais e Colla, 2006).
O queijo tipo prato, um queijo de massa semi-cozida e lavada, se caracteriza pelo seu sabor
suave e consistência macia. Atualmente, é o segundo queijo mais consumido no Brasil, principalmente
na forma de sanduíches ou como ingrediente culinário (Costa Júnior e Pinheiro, 1998; Garcia, et al.
326
2009).
A erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hill) é uma planta nativa da América do Sul, pertencente
à família Aquifoliaceae. Suas folhas são utilizadas na elaboração do chimarrão e do tererê e como
matéria-prima para a produção de chá mate. As bebidas à base de erva-mate (chimarrão e chá-mate)
apresentam propriedades antioxidante, hepatoprotetora, vasodilatadora, digestiva, já comprovadas in
vivo e in vitro (Baisch et al., 1998) e ação hipocolesterolêmica (Açari, 2009). Muitas destas
propriedades, notadamente a antioxidante, deve-se à presença dos ácidos fenólicos que estão presentes
em altas concentrações nessas bebidas (Cliford, 1990), e o consumo de produtos contendo erva-mate
poderiam contribuir para a prevenção da aterosclerose (Miranda et al., 2008) e do câncer de cólon
(Mejía et al., 2010).
Existe vasto conhecimento gerado sobre as propriedades e os efeitos benéficos à saúde das
bebidas contendo erva-mate, conforme citado acima, mas não sobre o uso do extrato atomizado de
erva-mate na forma de pó, associado ao produto lácteo queijo tipo prato. Essas informações assim
obtidas são importantes, uma vez que auxiliará no desenvolvimento de um novo tipo de alimento
funcional, adicionado a um produto lácteo amplamente consumido pela população do mundo todo. A
utilização da erva-mate como aditivo na indústria de laticínios ainda é uma incógnita, então surge à
indagação relacionada das possíveis alterações de pH e acidez do queijo prato, quando da elaboração e
armazenamento desses produtos, contendo o extrato de erva-mate, uma vez que essa atividade foi
avaliada somente em chimarrão e chá de mate.
Material e Métodos
Elaboração do Extrato de Erva-Mate
As folhas de erva-mate foram sapecadas a 180ºC, durante 5minutos, em sapecador de bancada.
Após foram secadas em secador de leito fixo, com circulação de ar quente a uma temperatura de 70ºC,
até umidade inferior a 5%, e trituradas em moinho de facas. Foram utilizadas 22g de folhas secas
trituradas e submetidas ao extrator, em leito fixo com percolação de 350ml de solvente (água), sob
aquecimento. O extrato de erva-mate foi secado por atomização em “Spray dryer”, conforme descrito
por Valduga (2002).
Elaboração do Queijo Prato
O leite utilizado na elaboração dos queijos foi pasteurizado e padronizado com 3,2% de
gordura. Os queijos foram fabricados pelo método tradicional (Oliveira, 1986). Colocou-se 30L de
leite em um tanque de inox, aquecido a 34ºC, adicionou-se 12mL de solução de cloreto de cálcio
(40%) e 12mL de corante de urucum, a cultura starter e 27mL de coagulante líquido quimosina.
A temperatura de coagulação foi de 34ºC, o corte foi efetuado em cubos de aproximadamente
0,5cm de aresta. Iniciou-se lenta agitação, 5 minutos após o corte realizado, e posteriormente o
aquecimento da massa até 40ºC. Ao atingir o ponto da massa, efetuou-se a primeira dessoragem, com a
retirada de aproximadamente 80% do soro. A salga foi efetuada na massa, com cloreto de sódio na
razão de 1,5% sobre o peso da massa. O extrato de erva mate foi adicionado após realização da salga,
seguindo com a enformagem e a submissão a duas etapas de prensagem a pressões de 2 lbf/pol2 e 3
lbf/pol2 por 90 minutos. Após a prensagem, os queijos foram embalados a vácuo e armazenados em
câmara fria a 15ºC e umidade relativa 85% durante 60 dias. Foram preparados seis tipos de queijo
prato sendo: queijo prato padrão, queijo prato com adição de culturas mesófilas, queijo prato com
adição de cultura e 0,1% de extrato de erva-mate, queijo prato com adição de cultura e 0,2% de extrato
de erva-mate, queijo prato com adição de 0,1% de extrato de erva-mate sem cultura, e queijo prato
com adição de 0,2% de extrato de erva-mate sem cultura..
pH e Acidez
O pH foi determinado pelo método potenciométrico, em pHmêtro previamente calibrado,
conforme metodologia descrita pelo Ial (2005). A acidez foi determinada por titulação conforme metodologia descrita também por Ial (2005), e o resultado foi expresso em porcentagem de compostos com
caráter ácido expresso como ácido láctico.
327
Resultados e Discussão
Para a realização das análises, foi coletada uma amostra de cada um dos seis diferentes tipos
de queijos nos dias 0, 7, 15, 30, 45 e 60. Os resultados correspondem à média de três determinações
realizadas com a mesma amostra, juntamente com o desvio padrão.
pH
A evolução dos níveis de pH foi realizado durante período de armazenagem a 15ºC, nos 6
tipos de queijo prato produzidos, e serão apresentados na Tabela 01.
Tabela 01: Variação dos níveis de pH, no decorrer dos 60 dias de armazenamento.
Tratamento
pH*
1 dia
7 dias
15 dias
30dias
6,75aA
5,10cE
5,79a B
5,57aC
1(Padrão)
(±0,01)
(±0,01)
(±0,03)
(± 0,02)
5,20f
4,72d
5,47b
5,29c
2(Cultura Mesófila)
(±0,01)
(±0,02)
(±0,02)
(±0,01)
5,41e
4,74d
5,62b
5,39b
3(Cultura / 0,1% extrato)
(±0,01)
(±0,01)
(±0,02)
(±0,01)
5,65d
4,67e
5,28c,d
5,26c,d
4(Cultura / 0,2% extrato)
(±0,02)
(±0,02)
(±0,02)
(±0,01)
5 (0,1 % de extrato)
6,03c
5,16b
5,30c
5,22d
(±0,02)
(±0,01)
(±0,01)
(±0,03)
6 (0,2 % de extrato)
6,32b
5,22a
5,24d
5,30c
(±0,02)
(±0,02)
(±0,01)
(±0,03)
*média ± desvio padrão seguida de letras iguais minúsculas/maiúsculas
diferem estatisticamente á nível de 5% (Teste de Tukey).
45dias
60dias
5,11bE
5,38cD
(± 0,01)
(± 0,02)
4,81c
5,01e
(±0,01)
(±0,02)
4,85b
5,25d
(±0,01)
(±0,01)
4,72d
5,00e
(±0,01)
(±0,01)
5,75a
5,50b
(±0,01)
(±0,01)
5,77a
5,58a
(±0,02)
(±0,01)
nas colunas/linhas não
O queijo 1 (padrão), foi o que apresentou o maior valor de pH (6,75) no primeiro dia após a
fabricação, decaindo na seqüências das análises, obtendo um pH final de 5,38. O mesmo
comportamento aconteceu com os demais queijos durante o processo de maturação, o que pode ser
atribuído segundo Spadoti (2003) à degradação da lactose residual que pode ocorrer em queijos no
início da etapa de armazenamento.
O pH controla o tipo de fermentação e a atividade das enzimas. Durante o período de
maturação ocorre um aumento do pH dos queijos, com conseqüentes aumentos da atividade das
proteases bacterianas e proteases naturais do leite (Grapin et al., 1985).
Pode-se verificar também que os queijos suplementados com o extrato de erva-mate (queijos 5
e 6), apresentaram maiores valores de pH em relação ao queijo 1 e 2, porém quando da adição do
extrato e associação com as culturas probióticas, queijo 3 e 4, estes valores foram menores. Este
ligeiro aumento do pH ocorre devido à diminuição da flora microbiana responsável pela transformação
de lactose em ácido láctico segundo Gutierrez et al. (2004).
Em relação à adição de cultura probiótica, GobettI et al. (1998); Stanton et al. (2001) e Bouton
et al (2009), observaram que queijos com probióticos, apresentaram maiores valores de pH em relação
aos queijos que não continham probióticos. Relacionaram-se esses maiores valores de pH com a maior
atividade proteolítica verificada. Indicando assim uma controvérsia neste estudo, onde o queijo com
adição de cultura apresentou valor menor de pH em relação aos demais, o que pode ter ocorrido por
alguma modificação na etapa de fabricação, ou por ter somente uma formulação para ser analisada.
Porém conforme descrito acima a atividade proteolítica pode estar sendo estimulado nos queijos com o
extrato de erva-mate que apresentaram valores um pouco mais elevados de pH.
Outro ponto importante a ser citado é que a fabricação dos queijos 5 e 6 não ocorreram ao
mesmo tempo dos demais, o que pode ter mudado as características do leite utilizado, uma vez que
328
não foi realizado a análise da matéria-prima. Podendo assim influenciar no pH do produto final.
Segundo Furtado; Lourenço Neto, (1994), o queijo prato maturado se caracteriza por
apresentar pH na faixa entre 5,2 a 5,4. No final da maturação apresenta valores de pH até 5,8 a 5,9
(Valle et al., 1992; Sádlíková et al., 2010). Seguindo esta afirmação os queijos 2 e 4 apresentaram
valores abaixo do determinado. Os valores acima de 5,4 encontrados no inicio do processo de
maturação, podem ser explicados por uma maior atividade da proteólise.
Neste sentido pode-se verificar, que a adição do extrato de erva-mate no queijo em relação ao
pH, não apresentou características favoráveis, quando isolado, uma vez que, quando em associação
com as culturas probióticas este parâmetro apresentou-se normal. Em contraponto no decorrer da
maturação todos os queijos apresentaram valores dentro do esperado ou estipulado para queijos tipo
prato.
Acidez
A evolução nos níveis de acidez são expressos em gramas ácido Lático/100g de amostra, e
foram acompanhados durante período de armazenagem a 15ºC, nos 6 tipos de queijo prato produzidos,
conforme Tabela 02.
Tabela 02: Evolução dos níveis de acidez, durante a etapa de armazenamento.
Tratamento
Acidez* (g ac. láctico/100g)
1dia
7dias
15dias
30dias
0,35f
1,58c
0,93d
1,08b
1(Padrão)
(±0,02)
(±0,01)
(±0,02)
(±0,02)
1,57a
1,80b
1,07c
1,35a
2(Cultura Mesófila)
(±0,01)
(±0,01)
(±0,04)
(±0,03)
1,32b
1,78b
1,11c
1,15b
3(Cultura / 0,1% extrato)
(±0,01)
(±0,02)
(±0,02)
(±0,03)
1,09c
1,99a
1,42a
1,30a
4(Cultura / 0,2% extrato)
(±0,03)
(±0,01)
(±0,02)
(±0,01)
5 (0,1 % de extrato)
0,65d
1,42d
1,20b
1,29a
(±0,04)
(±0,04)
(±0,02)
(±0,05)
6 (0,2 % de extrato)
0,53e
1,38e
1,36a
1,19b
(±0,05)
(±0,01)
(±0,01)
(±0,09)
*média ± desvio padrão seguida de letras iguais minúsculas/maiúsculas
diferem estatisticamente á nível de 5% (Teste de Tukey).
45dias
60dias
1,57c
1,22b
(±0,02)
(±0,05)
1,64b
1,62a
(±0,03)
(±0,08)
1,61b,c
1,30b
(±0,02)
(±0,02)
1,71a
1,54a
(±0,01)
(±0,01)
0,88d
1,10c
(±0,01)
(±0,02)
0,90d
1,06c
(±0,02)
(±0,02)
nas colunas/linhas não
Os níveis de acidez em todos os queijos analisados aumentaram no decorrer da etapa de
armazenagem, em maior proporção no sétimo dia de análise. Este resultado pode ser reflexo da quebra
de gordura com liberação de ácidos graxos livres, como observado por Abdel Baky et al. (1986).
Estudos com queijo prato com teor integral de gordura, também mostraram comportamento
crescente do teor de acidez, durante o período de maturação (Cichoscki et al., 2002, Nabuco et al.,
2004, Moretti et al., 2004, Silva et al., 2005) o que corrobora com o presente estudo.
Os queijos 1, 5 e 6 que apresentaram maiores valores de pH, apresentam agora menores
valores para acidez, demonstrando uma boa capacidade proteolítica, com liberação de compostos
aminados, que tendem a neutralizar a acidez natural da massa, conforme descreve Minussi et al.,
(1995).
O aumento da acidez, no decorrer da maturação, está relacionado à glicólise, na qual a lactose
é convertida em ácido lático pelas bactérias do fermento, sendo responsável pela produção de sabor e
aroma do queijo (Nabuco et al., 2004). Essa afirmação explica o motivo pelo qual os queijos 2, 3 e 4
apresentaram maiores níveis de acidez desde o início da etapa de maturação, netas três formulações foi
adicionado culturas probióticas.
Nos queijos 3 e 4 que continham além da cultura adição de extrato de erva-mate os valores de
329
acidez foram menores em comparação ao queijo 2 que era provido somente de cultura.
Conclusão
Após realizada as análises pode-se concluir que a adição de extrato de erva-mate e culturas
mesófilas não alteraram as características físico-químicas como pH e acidez, podendo assim ser
utilizado com aditivos na produção de queijo tipo prato.
Referências Bibliográficas
Abdel Baky, A.; Farahat, S.M.; Rabie, A.M.; Mobasher, S.A. 1986. The manufacture of ras cheese
from gamma irradiated milk. Food Chemistry,. 20: 201-212.
Açari, D. P. 2009. Efeitos biológicos do consumo de chá -mate (Ilex paraguariensis) frente à
obesidade em camundongos. 74p. Dissertação (Mestrado do Programa de Pós-graduação em
Nutrição e Saúde Pública). Faculdade de Saúde Pública. USP. São Paulo.
Baisch, A. I. M.; Johnston, F. L; Stein, P. 1988. Endothelium-dependent vasorelaxing activity of
aqueous extracts of Ilex paraguariensis on mesenteric arterial bed of rats. Journal of
Ethnopharmacology. 60:. 133-139.
Belchior, F. 2004. O ingrediente do lácteo saudável. Leite e Derivados, São Paulo, 13 , n. 76: 54-64.
Bouton Y.; Buchin S.; Duboz G.; Pochet S.; Beuvier E.; (2009). Effect of mesophilic lactobacilli and
enterococci adjunct cultures on the final characteristics of a microfiltered milk Swiss-type cheese.
Food Microbiology. 26: 183–191.
Cichoscki, A. J.; Valduga, E.; Valduga, A. T.; Tornadijo, M. E.; Fresno, J. M. 2002. Characterization
of Prato cheese, a Brazilian semi-hard cow variety: evolution of physico-chemical parameters and
mineral composition during ripening. Food Control, Guildford. 13(4): p. 329-336.
Cliford MN, Ramirez-Martinez JR. 1990. Chlorogenic acids and purine alkaloids contents on mate
(Ilex paraguariensis) leaf and beverage. Food Chemistry .35(1):.13-21.
Costa Júnior, L. C. G.; Pinheiro, A. J. R. 1998. Influência da relação caseína/gordura nas características
físico-químicas do queijo prato. Revista do Instituto de Laticínios Cândido Tostes 305, n. 53:. 2949.
Furtado, M. M.; Lourenço Neto, J. P. M. 1994. Tecnologia de queijos: Manual técnico para a
produção industrial de queijos. São Paulo: Dipemar, . 91-92.
Garcia A. G.; Moretti R. B.; Gomes G. R.; Casarotti N. S.; 2009. Composição de macronutrientes e
evolução da maturação de queijo Prato com teor reduzido de gordura adicionado de enzima
proteolítica fastuosaína. Braz. J. Food Technology., VII BMCFB.
Grappin, R., Rank, T. C., & Olson, N. F. 1985. Primary proteolysis of cheese proteins during ripening.
A review. Journal of Dairy Science 68: 531–540.
Gobetti, M. et al. 1998. Production of Crescenza Cheese by incorporation of bifidobacteria. Journal of
Dairy Science, Sauoy, IL, v. 81, n. 1, p. 37-47.
Gutierrez E. M. R.; Domarco R. E.; Spoto M. H. F.; Blumer L.; Matraia C. 2004. Efeito da radiação
gama sobre características do queijo prato durante a maturação, Ciência Tecnologia de Alimentos,
Campinas, 24(4): 596-601, out.-dez.
Ial – Instituto Adolfo Lutz. 2005. Métodos Físico-Químicos Para Análises de Alimentos. 4. ed. São
Paulo: Instituto Aldolfo Lutz, 1018p.
Mejía, G.E.; Song, S.Y.; Heck, I.C.; Mares-Ramírez, V.C.;2010. Yerba mate tea (Ilex paraguariensis):
Phenolics, antioxidant capacity and in vitro inhibition of colon cancer cell proliferation. Journal of
Functional Foods. Minussi, R.C.;
Furtado, M.M.; Mosquim, M.C.A V. 1995. Avaliação de métodos para a aceleração da maturação do
queijo prato. Rev. Instituto de Laticínio Cândido Tostes 50, n. 291:. 31-42.
Miranda, D. D., Arçari, D. P., PedrazzolI, J. Jr., Carvalhho, P. D., Cerruti,S. M., Bastos, D. H.,
Ribeiro, M. L. 2008. Protective effects of mate tea (Ilex paraguariensis) on H2O2 -induced DNA
demage and DNA repair in mice. Mutagenisis. Oxford journals. 24(.4): 375-381.
Moraes F.P; Colla L.M; 2006. Alimentos funcionais e nutracêuticos: Definições, legislações e
benefícios a saúde. Revista eletrônica de farmácia 3(2): 109-122.
Moretti, B. R.; Nabuco, A. C.; Penna, A. L. B. 2004. Evolução dos índices de maturação do queijo
330
Prato. Revista do Instituto de Laticínios Cândido Tostes, Juiz de Fora, 59, n. 339:. 363-366.
Nabuco, A. C.; Moretti, B. R.; Penna, A. L. B. 2004. Avaliação do perfl de tirosina e triptofano
durante a maturação do queijo tipo Prato. Revista do Instituto de Laticínios Cândido Tostes, Juiz de
Fora 59, n. 339: 360-363.
Oliveira, J. S.1986. Queijos: Fundamentos Tecnológicos. Campinas: Universidade Estadual de
Campinas, 146 p.
Sádlíková I.; Bunka S.; Budinský P.; Barbora V.; Pavlínek V.; Hoza I,; 2010. The effect of selected
phosphate emulsifying salts on viscoelastic properties of processed cheese. Food Science and
Technology..43: 1220-1225.
Silva, C. R. B.; Moretti, B. R.; Nabuco, A. C.; Garcia, G. A. C.; Penna, A. L. B. 2005. Maturação de
queijo Prato: comparação entre o produto integral e o produzido com teor reduzido de gordura.
Revista do Instituto de Laticínios Cândido Tostes, Juiz de Fora 60, n. 345:. 235-238.
Spadoti, L. M.; Dornellas J.R.F.; Petenate A.J.; Roig S. M.; 2003. Avaliação do rendimento do queijo
tipo prato obtido por modificação no processo tradicional de fabricação. Ciência e Tecnologia de
Alimentos, Campinas 23(3): 492-499.
Stanton, C. et al. 2001. Market potential for probiotics. The American Journal of Clinical Nutrition,
Houston, USA, 73(3): 476-483.
Valduga, A. T. 2002. Uso sustentado e processamento de Ilex paraguariensis St. Hill. (Erva Mate).
Tese de Doutorado. Universidade Federal de São Carlos. Programa de Pós Graduação em Ecologia
e Recursos Naturais, 216p.
Valle, J.L.E.; Moreno, I.; Dender, A G. F. V.; Souza, G. 1992. Evolução da microbiota láctica do queijo
prato conservado a temperatura de subcongelamento. Ciência e Tecnologia de Alimentos,
Campinas 22(1): 83-91.
331
BEBIDA DE ERVA-MATE DE FOLHAS OXIDADAS, PROCESSAMENTO E
ACEITAÇÃO
A. C. Piovezan Borges1, A. T. Valduga2, M. Pistore3, F. T. Ril4
1
Curso de Ciências Biológicas, URI - Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621 – Cx. Postal
743, Erechim, RS, Brasil. E-mail: [email protected]
2
Departamento de Ciências Biológicas, URI - Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621 – Cx.
Postal 743, Erechim, RS, Brasil. E-mail: [email protected]
3
Curso de Ciências Biológicas, URI - Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621 – Cx. Postal
743, Erechim, RS, Brasil.
4
Curso de Farmácia, URI - Campus de Erechim, Av. Sete de Setembro, 1621 – Cx. Postal 743,
Erechim, RS, Brasil. E-mail: [email protected]
Resumo
Com a elevação do preço de erva-mate no século passado, os produtores motivados com essa alta
implantaram reflorestamentos com erva-mate em monocultivos, e isso acabou acarretando em um
excedente de matéria-prima, assim as indústrias ervateiras têm solicitado investigação para o
desenvolvimento de novos produtos. Com base no processamento oxidativo da Camelliasinensis, este
estudo teve como objetivo,simular a oxidação de folhas de erva-mateem câmara de oxidação com
diferentes condições de temperatura e umidade e efetuar a análise sensorial das infusões.Para isto,
efetuou-se um planejamento estatístico fatorial para as variáveis: temperatura e umidade da câmara,
em função do período de oxidação para folhas de erva-mate jovens e adultas. Extratos solúveis foram
submetidos à análise sensorial considerando-se os atributos: sabor, cor e odor. As avaliações sensoriais
indicaram não haver diferença significativa das amostras de acordo com as variáveis de processo. As
infusões tiveram boa aceitação pelos provadores.
Palavras-chave: erva-mate, avaliação sensorial, processo oxidativo
DRINKOFMATELEAVESOXIDES,PROCESSINGAND ACCEPTANCE
Abstract
With the elevation price of mate in the last century, the producers motivated by that have implemented
reforestation with high matein monocultures, and this eventually resulting in a surplus of raw material,
such industries have ervateiras prompted research into the development of new products. Based on the
oxidative processing of Camellia sinensis, this study aimed out to simulate the oxidation of the yerba
mate leaves in the oxidation chamber with different conditions of temperature and moisture and make
the sensory analysis of the infusions. For this, we performed a factorial statistical design for the
variables: temperature and humidity chamber, depending on the oxidation period for young and adults
yerba mate leaves. In the soluble extracts were analyzed considering the sensory attributes: flavors and
color. The sensory evaluation showed no significant difference in the samples according tot he process
variables. The infusions were approved by the panelists.
Key words: yerba-mate, sensory evaluation, oxidative process
Introdução
A erva-mate é uma espécie nativa, sócio-econômico importante, na Argentina, Paraguai,
Uruguai e Sul do Brasil. Suas folhas processadas são principalmente consumidas na forma de
chimarrão. O processamento da erva-mate para chimarrão envolve inicialmente a inativação
enzimática e a secagem (Valdugaet al., 2003; Grigioni et al., 2004).
Atualmente, a produção de erva-mate tem aumentado devido aos monocultivos e ao sistema
agroflorestal (Vieira et al., 2003).
O consumo de erva-mate chimarrão per capita no Brasil é de 1,2Kg/ano; na Argentina e
Uruguai é de 5-7Kg/ano (Pagliosa et al., 2010). Embora nos últimos tempos a erva-mate venha
332
ganhando mercados externos como USA e Europa (Cardoso et al., 2007; Heck e Mejia, 2007), ocorre
excedente de matéria-prima.
A erva-mate apresenta benefícios à saúde, pela presença de metabólitos secundários
(alcalóidesmetilxantinas, polifenóis e saponinas). Estes estão associados com as folhas e tecidos e
estão relacionados a cor, sabor e odor (Cansian et al., 2008). Estes compostos têm importantes papéis
funcionais, contribuindo na prevenção de doenças crônicas, tais como: câncer, aterosclerose e diabetes
devido ao seu efeito antioxidante (Filip et al., 2000; Schuldt et al., 2005; Bravo et al., 2007; Chandra e
Mejia, 2004; Marques e Farah, 2009).
Diferentes mercados para erva-mate têm prioridade por diferentes produtos e por isso, nos
últimos anos, as indústrias ervateiras têm solicitado investigação para o desenvolvimento de novos
produtos, e desta forma utilizar o excedente produzido. O conhecimento dos princípios ativos da ervamate, oportunizou o seu uso em indústrias químicas e farmacêuticas com interesse na produção de
produtos de higiene e beleza como sabonete líquido, xampus e cremes para pele (Mosele, 2002).
Valduga (2002) utilizou erva-mate no desenvolvimento de novos produtos como balas duras e o
“Mateccino”, uma bebida achocolatada de mate.
As propriedades da erva-mate (Filip e Ferraro, 2003; Açari, 2009; Gonzalez, 1993; Filip et al.,
2000; Vanderjagt et al., 2002; Schinela et al., 2005; Miranda et al., 2008; Mejía et al., 2010) revelam
haver um grande potencial a ser explorado com esta espécie, tanto como bebidas quentes ou frias ou
como a utilização do extrato seco solúvel, na formulação de outros alimentos e/ou medicamentos.
As indústrias de alimentos se utilizam da análise sensorial como um instrumento fundamental
para o sucesso de um novo produto e empregam esta metodologia em todo o ciclo do produto. Tanto
no desenvolvimento de novos produtos, ajuste de formulações e avaliação da vida-de-prateleira. Dessa
forma, é possível assegurar consistência e dar antecipadamente um sistema preventivo relacionado à
qualidade do produto (Hollingworth, 1998).
O chá de Camelliasinensis é a bebida mais consumida no mundo, depois da água (Zari e AlAttar, 2010). Os chás são comercialmente classificados em três grandes categorias de acordo com o
grau de fermentação: não fermentados (chá branco e chá verde), parcialmente fermentado(chá oolong)
e totalmente fermentado(chá preto) (Zhaoet al., 2011; Karak e Bhagat, 2010). O processo básico para
obtenção do chá preto envolve o murchamento e acondicionamento, maceração e oxidação.
Acredita-se que a erva-mate, por apresentar propriedades similares às da Camelliasinensis,
pode consistir em um recurso viável para a elaboração de novos produtos, utilizando-se a oxidação.
Neste sentido, esse estudo teve como objetivo, simular a oxidação de folhas de erva-mate em câmara
de oxidação com diferentes condições de temperatura e umidade e efetuar a análise sensorial das
infusões.
Material e métodos
a)Processamento
As folhas de erva-mate utilizadas nesse trabalho são oriundas de um cultivo homogêneo sob a
exposição direta a luz solar, e coordenadas geográficas 27 º 37’ 15” sul, 52º 22’ 47” oeste, a 765 m de
altitude, após uma pausa de crescimento (novembro, dezembro). As folhas foram submetidas à
desidratação por 2h em estufa com circulação de ar a 30ºC. Em seguida, submetidas ao processo de
rolamento (“rooling”), onde as folhas foram espalhadas sobre um tecido de algodão branco,
envolvendo-as em forma de rolo sendo realizadas torções em direções opostas durante 5 min. Essas
etapas antecederam o processo de oxidação.
b) Oxidação e secagem
As folhas de erva-mate jovem e adulta submetidas ao “rooling” foram colocadas na câmara de
oxidação nas condições do planejamento fatorial, com incidência de luz, durante um período de 24
horas, conforme a Tabela 1.
Amostras foram retiradas, nos tempos: 3, 6, 12 e 24 horas, foram secas a 70°C, em secador de
leito fixo, com circulação de ar aquecido por cerca de duas horas até um teor de umidade inferior a
3%, maceradas e armazenadas em recipientes escuros, vedados, para posterior uso nas infusões.
333
Tabela 1 - Condições experimentais da câmara de fermentação.
Ensaios
Temperatura (°C)
Umidade (%)
1
26
80
2
40
80
3
26
100
4
40
100
c) Preparo de infusões
Utilizou-se uma cafeteira do tipo italiana, da marca Bialeti, com capacidade de 360 mL, conforme
metodologia descrita por Valduga (2002). O tempo de extração foi de 5 minutos. Ao volume de cada
extrato obtido foi adicionado água quente, até o volume de 800 mL e 4,8 gramas de açúcar,
acondicionadas em garrafas térmicas até a hora de servir.
d) Análise sensorial
Os extratos foram servidos em copinhos de cafezinho, codificados com números aleatórios de três
dígitos, acompanhados de água, biscoitos do tipo “Mignone” e uma ficha para a avaliação em cabines
especiais a 12 provadores pré-treinados.
Os atributos avaliados foram: sabor, cor e odor.
O Teste de preferência foi efetuado, por escala hedônica, com escore variando de 1 (desgostei
muitíssimo) a 9 (gostei muitíssimo) (Dutcoski, 2007).
Os resultados foram submetidos a analise estatística (por análise de variância e teste de Tukey) com
nível de significância de 95% com o uso do software Statistica 6.0 (Stat soft Ine.).
Resultados e discussões
A análise estatística dos dados experimentais obtidos nas condições de oxidação descritos no
planejamento de experimentos (Tabela 1) são apresentados na Tabela 2, bem como a análise de
variância (ANOVA) e teste de Tukey para cada atributo sensorial em cada tempo de tratamento.
Tabela 2 - Média de pontuação dos provadores para os atributos sabor, cor e odor das amostras de erva-mate
jovem e adulta com 3 horas de oxidação.
4
Ensaios
7,00 ± 0,33a 7,00 ± 0,11a 7,03
± 0,17aAvaliados
Atributos
7,18 ± 0,25a 7,00 ± 0,11a 7,03 ± 0,17a
Condições da
câmara
Jovem
Adulta
Sabor
Cor
Odor
Sabor
Cor
Odor
a
a
a
7,21 ± 0,34 7,48 ± 0,55 7,25 ± 0,28 7,23 ± 0,20a 7,30 ± 0,32a 7,30 ± 0,24a
7,14 ± 0,35a 7,18 ± 0,12a 7,11 ± 0,11a 7,40 ± 0,31a 7,33 ± 0,22a 7,00 ± 0,40a
6,92 ± 0,23a 6,84 ± 0,28a 6,96 ± 0,28a 7,29 ± 0,22a 7,03 ± 0,50a 7,07 ± 0,12a
1
2
3
334
Médias  desvio padrão seguidas de letras iguais minúsculas nas colunas, em cada atributo,não diferem
estatisticamente entre si (p0.05) pelo teste de Tukey. Onde: 0 = desgostei extremamente; 2= desgosteimuito,
3=desgostei moderadamente, 4=desgostei ligeiramente, 5=indiferente, 6= gostei ligeiramente, 7=gostei
moderadamente, 8=gostei muito, 9=gostei extremamente.
A avaliação sensorial da infusão de erva-mate, oxidada por 3 horas, nas condições
experimentais descritas na Tabela 2 indica que não há diferença significativa nos atributos avaliados
entre os vários testes de oxidação ao nível de confiança de p<0,05 para as folhas jovens e maduras.
Esse comportamento também foi observado nas amostras oxidadas por 2, 6 e 12 horas. Também foi
observado que o aumento da temperatura de incubação e a umidade da câmara, não resultaram em
diferença notável em chás pelos provadores, de acordo com o delineamento experimental efetuado.
Foi analisada a diferença entre os tempos de incubação de 2, 3, 6 e 12 horas, contra as
variáveis idade da folha e condições físicas da câmara de incubação. Os resultados revelam não haver
diferenças estatisticamente significantes entre os cruzamentos (Tabela 2). Tüfekçi&Guner (1997),
obtiveram boas condições de oxidação no tempo de 80 minutos, obtendo o chá preto de excelente
qualidade. Essa não interferência das condições de processo para a oxidação da erva-mate com relação
ao flavor, consiste em indicador importante para o extrapolamento em condições industriais, com
possibilidade de viabilização do processo.
O tempo, a temperatura, o pH, a umidade relativa e a disponibilidade de oxigênio durante a
fermentação da Camelliasinensis, são fatores decisivos e responsáveis pela formação de altos níveis de
produtos desejados no chá preto (Obanda, et al., 2001). O tempo de fermentação é importante, pois
tanto o aumento como a diminuição no tempo de fermentação pode levar à má qualidade do chá.
Muthumani&Kumar (2007), determinou que é necessário três horas de fermentação para manter a
qualidade do chá preto. Segundo esses estudos, a duração do processo de fermentação varia devido à
umidade, temperatura, localização da fábrica de chá e mês do ano. O tempo de fermentação ideal para
o processo de fabrico do chá preto pode variar de 40min a 2 horas.
No entanto, os resultados desta pesquisa, que relaciona o sabor, cor e odor para folhas de ervamate jovens e adultas, mostram que não houve diferença na análise sensorial de infusões de erva-mate
entre as diferentes temperaturas e umidadeda câmara, quando comparado com o tempo de incubação e
a idade da folha.
Conclusão
Todos os resultados obtidos a partir das notas dos provadores são bons, e não apresentam
diferenças significativas entre o tempo de incubação, idade de folha e umidade. Estes resultados
indicam viabilidade industrial, por não haver interferência das variáveis aqui ensaiadas, o qual poderá
ser processado nas condições ambientais.
Referências bibliográficas
Açari, D.P. 2009. Efeitos biológicos do consumo de chá-mate (Ilex paraguariensis) frente à obesidade
em camundongos. Dissertação (Mestrado em Nutrição e Saúde Pública) -Faculdade de Saúde
Pública – USP, São Paulo.
Bravo, L.; Goya, L. yLecumberri, E. 2007. LC/MS characterization of phenolic constituents of mate
(Ilex paraguariensis, St. Hil.) and its antioxidant activity compared to commonly consumed
beverages. En: Food Research International 40: 393–405.
Cansian, R.L.; Mossi, A.J.; Mazutti, M.; Oliveira, J.V.; Paroul, N.; Dariva, C. y Echeverrigaray, S.
2008. Semi-volatile compounds variation among Brazilian populations of Ilex paraguariensis St.
Hil. En: Brazilian Archives of Biology and Technology 51: 175–181.
Cardozo, E.L.; JR., Ferrarese-Filho, O.; Cardozo Filho, L.; Ferrarese, M. DE L.L.; Donaduzzi, C.M. y
Sturion, J.A. 2007. Methylxanthines and phenolic compounds in mate (Ilex paraguariensis St.
Hil.) progenies grown in Brazil. En: Journal of Food Composition and Analysis 20: 553–558.
Chandra, S. y Mejia, E.G. DE. 2004. Polyphenolic compounds, antioxidant capacity, and
quinonereductase activity of an aqueous extract of Ardisiacompressa in comparison to mate (Ilex
335
paraguariensis) and green (Camellia sinensis) teas. En: Journal of Agricultural and Food
Chemistry 52: 3583–3589.
Dutcosky, D. S. 2007. Análise Sensorial de Alimentos. 2.ed. Champagnot. Curitiba.
Filip, R. y Ferraro, G.E. 2003. Researching on new species of “Mate”: Ilex breviocuspis phytochemical
and pharmacology study. En: European Journal of Nutrition 42: 50-54.
Filip, R.; Lotito, S.B.; Ferraro, G. y Fraga, C.G. 2000. Antioxidant activity of Ilex paraguariensis and
related species.En: Nutrition Research 20: 1437–1446.
Gonzalez, A.; Ferreira, F.; Vazquez, A.; Moyna, P. y Paz, E.A. 1993. Biological screening of
Uruguayan medicinal-plants. En: Journal of Ethnopharmacology 39: 217-220.
Grigioni, G.; Carduza, F.; Irurueta, M. y Pensel, N. 2004. Flavour characteristics of Ilex paraguariensis
infusion, a typical Argentine product, assessed by sensory evaluation and electronic nose. En: J.
Sci. Food Agric. 84: 427–32.
Heck, C.I.; y Mejia, E.G. 2007. Yerba mate tea (Ilex paraguariensis): A comprehensive review on
chemistry, health implications, and technological considerations. En: Journal of Food Science 72:
138–151.
Hollingworth, P. 1998. Sensory testing rediscovered as key to new product success. En: Food
Technology 52: 26-27.
Karak, T. y Bhagat, R.M. 2010. Trace elements in tea leaves, made tea and tea infusion: A review. En:
Food Research International 43: 2234-2252.
Marques, V. y Farah, A. 2009. Chlorogenic acids and related compounds in medicinal plants and
infusions. En: Food Chemistry 113: 1370–1376.
Mejía, G.E.; Song, S.Y.; heck, I.C. y Mares-Ramírez, V.C. 2010. Yerba mate tea (Ilex paraguariensis):
Phenolics, antioxidant capacity and in vitro inhibition of colon cancer cell proliferation. En:
Journal of Functional Foods 2: 23-34.
Miranda, D.D.; Arçari, D.P.; Pedrazzoli, J.Jr.; Carvalho, P.D.; Cerruti, S.M.; Bastos, D.H. y Ribeiro,
M.L. 2008. Protective effects of mate tea (Ilex paraguariensis) on H2O2 -induced DNA demage
and DNA repair in mice. Mutagenisis. En: Oxford journals 24: 375-381.
Mosele, S.H. 2002. A governança na cadeia agroindustrial da erva-mate na região do Alto Uruguai
Rio-Grandense. 2002. Dissertação (Mestrado em Agronegócios) – Centro de Estudos e Pesquisa
em Agronegócios- UFRGS, Porto Alegre.
Muthumani, T. y Kumar, K. 2007. Influence of fermentation time on the development of compounds
responsible for quality in black tea. En: Food Chemistry101: 98-102.
Obanda, M.; Owuor, P.O. eMangoka, R. 2001. Changes in the chemical and sensory quality
parameters of black tea due to variations of fermentation time and temperature.En: Food
Chemistry75: 395-404.
Pagliosa, C.M.; Vieira, M.A.; Podestá, R.; Maraschin, M.; Zeni, A.L.B.; Amante, E.R. y Amboni,
R.D.M. C. 2010. Methylxanthines, phenolic composition, and antioxidant activity of bark from
residues from mate tree harvesting (Ilex paraguariensis A. St. Hil.). En: Food Chemistry 122:
173-178.
Schinella, G.; Fantinelli, J.C. y Mosca, S.M. 2005.Cardioprotective effects of Ilex paraguariensis
extract evidence for a nitric oxide-dependent mechanism. En: Clinic Nutrition 24: 360-366.
Schuldt, E.Z.; Bet, A.C.; Hort, M.A.; Ianssen, C.; Maraschin, M.; Ckless, K. y Ribeirodo-Valle, R.M.
2005. An ethyl acetate fraction obtained from a southern Brazilian red wine relaxes rat mesenteric
arterial bed through hyperpolarization and NO-cGMP pathway. En: Vascular Pharmacology 43:
62–68.
Tufekci, M. y Saadettin, G. 1997. The determination of optimum fermentation time in Turkish black
tea manufacture.En: FoodChemistry 60: 53-56.
Valduga, A. T. 2002. Uso sustentado e processamento de IlexparaguariensisStHilI (Erva-mate). 2002.
Tese (Doutorado em Ecologia e Recursos Naturais) – Centro de Ciências Biológicas e da SaúdeUFSCar, São Carlos.
Valduga, A.T.; Finzer, J.R.D. y Mosele, S.H. 2003. Processamento de erva-mate. Erechim: Edifapes,
182p.
Vanderjagt, T.J.; Ghattas, R.; Vanderjagt, D.J.; Crossey, M. y Glew, R.H. 2002. Comparison of the total
antioxidant content of 30 widely used medicinal plants of New Mexico.En: Life Science 70:
1035-1040.
336
Vieira, A.R.R.; Suertegaray, C.E.O.; Heldwein, A.B.; Maraschin, M. y Silva, A. L. 2003.Influência do
microclima de um sistema agroflorestal na cultura de erva-mate (Ilexparaguariensis St. Hil). En:
Revista Brasileira de Agrometeorologia 11: 91-97.
Zari, T.A. y Al-Attar, A.M. 2010. Influences of crude extract of tea leaves, Camellia sinensis, on
streptozotocin diabetic male albino mice. En: Saudi Journal of Biological Sciences 17: 295-301.
Zhao, Y.; Chen, P.; Longze, L.; Harnly, J.M.; Yu, L.L. y Li, Z. 2011.Tentative identification,
quantitation, and principal component analysis of greenpu-erh, green, and white teas using
UPLC/DAD/MS. En: 126: 1269-1277.
337
YERBA MATE Y SALUD
338
339
ESTUDO DA AÇÃO DO MATE COMERCIAL CONTRA A INFLAMAÇÃO
PULMONAR CAUSADA POR FUMAÇA DE CIGARRO EM CAMUNDONGOS
Barroso MV1, Lanzetti M2, Cordeiro NC1, Nesi RT1, Lopes AA2, Borges PA1, Alves JN2, Brogliato
AR1, Porto LC2, Benjamim CF1, Valenca SS1
¹Universidade Federal do Rio de Janeiro – Instituto de Ciências Biomédicas, Av. Carlos Chagas Filho
373, Bloco F/sala 14, Ilha do Fundão. CEP 21.941-902, Rio de Janeiro, R.J., Brasil.
²Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Av. Prof.
Manuel de Abreu 444, 3 andar, Maracanã. CEP 20.550-170, Rio de Janeiro, R.J., Brasil - Email:
[email protected] e [email protected]
A fumaça de cigarro (FC) é o principal responsável pelos casos de doença pulmonar obstrutiva
crônica. Nós testamos aqui os efeitos do chá mate (CM) antes, durante e após a exposição aguda de
camundongos à FC. CM impediu e preveniu o influxo de leucócitos para o pulmão dos camundongos
expostos à FC quando comparados ao grupo controle (p<0.05 e p<0.01). CM impediu o aumento de
citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-10 e IL13) nos camundongos expostos à FC quando
comparados ao grupo controle (p<0.05). CM impediu, preveniu e reverteu a produção de ROS nos
camundongos expostos à FC quando comparados ao grupo controle (p<0.05). CM impediu, preveniu e
reverteu o dano oxidativo (MDA e carbonil) nos camundongos expostos à FC quando comparados ao
grupo controle (p<0.05). Concluímos que o CM é um antioxidante eficaz contra a lesão oxidativa
causada pela FC em camundongos.
Palavras-chave: chá mate, fumaça de cigarro, antioxidantes, inflamação pulmonar, estresse oxidativo.
CHÁ MATE PREVINE ENFISEMA PULMONAR EM CAMUNDONGOS EXPOSTOS
À FUMAÇA DE CIGARRO
Lanzetti M1, Lopes AA1, Ferreira TS2, Moura RS1, Resende AC1, Porto LC1, Valenca SS2
1
Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Av.
Prof. Manuel de Abreu 444, 3 andar, Maracanã. CEP 20.550-170, Rio de Janeiro, R.J., Brasil.
2
Universidade Federal do Rio de Janeiro – Instituto de Ciências Biomédicas, Av. Carlos Chagas Filho
373, Bloco F/sala 14, Ilha do Fundão. CEP 21.941-902, Rio de Janeiro, R.J., Brasil.
Email: [email protected]
Exposição à fumaça de cigarro (FC) é associada à inflamação pulmonar, estresse oxidativo e enfisema.
Nosso objetivo foi estudar o chá mate (CM) como uma fonte de antioxidante contra o enfisema em
camundongos. Após 60 dias de exposição à FC (grupo CS, 12 cigarros por dia, durante 60 dias) a
histologia do grupo tratado com CM (500 mg/kg) apresentou uma redução das características
enfisematosas em comparação ao grupo CS. Nós observamos também no grupo CS lipoperoxidação,
aumento da atividade de mieloperoxidase (p<0.05), redução da razão entre glutationa reduzida e
glutationa oxidada (p<0.05), e redução de SOD (p<0.05) e CAT (p<0.001) quando comparamos os
mesmos parâmetros nos grupos controle e tratado com CM. Nós concluímos que o enfisema
observado em camundongos expostos à FC foi prevenido pelo tratamento com CM, associado a uma
redução dos parâmetros de inflamação e estresse oxidativo.
Palavras-chave: chá mate, estresse oxidativo, enfisema, fumaça de cigarro
340
EFEITOS DO CHÁ MATE (NATURAL E DIET) SOBRE O PERFIL REDOX E
INFLAMATÓRIO EM PULMÕES SAUDÁVEIS DE CAMUNDONGOS IDOSOS
Cordeiro NC1, Lanzetti M2, Barroso MV1, Lopes AA2, Alves JN2, Nesi RT1, Santos JC3, Pires KMP2,
Porto LC2, Benjamim CF1, Ribeiro ML3, Valenca SS1
¹Universidade Federal do Rio de Janeiro – Instituto de Ciências Biomédicas, Av. Carlos Chagas Filho 373, Bloco
F/sala 14, Ilha do Fundão. CEP 21.941-902, Rio de Janeiro, R.J., Brasil. E-mail: [email protected]
²Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Av. Prof. Manuel
de Abreu 444, 3 andar, Maracanã. CEP 20.550-170, Rio de Janeiro, R.J., Brasil.
3
Universidade São Francisco - Unidade Integrada de Farmacologia e Gastroenterologia. Bragança Paulista, S.P.,
Brasil.
O chá mate (CM) é uma bebida amplamente consumida em diversos países. Entretanto suas
propriedades antioxidantes e antiinflamatórias não são claras. Nosso objetivo foi observar os efeitos do
CM (natural [N] e diet [D]) no pulmão de camundongos durante o processo de envelhecimento. Para
tanto, camundongos receberam água filtrada, CMN ou CMD durante cinco meses. Nós observamos
uma redução da expressão das enzimas antioxidantes SOD (p<0.01), CAT (p<0.01) e GPx (p<0.05)
nos grupos CMN e CMD quando comparados ao grupo controle, em contraste a um aumento dos
reguladores transcricionais antioxidantes SIRT-1 e NRF2 (p<0.05). Observamos também redução na
expressão de citocinas próinflamatórias (TNF-α, IL-6 e iNOS) nos grupos CMN e CMD quando
comparados ao grupo controle (p<0.05). Entretanto, redução de ROS foi observada somente no grupo
CMD quando comparado ao grupo controle (p<0.05). Sugerimos que o CM pode retardar o processo
de envelhecimento e proteger o pulmão de camundongos agindo como antioxidante e antiinflamatório.
Palavras-chave: estresse oxidativo, mate comercial, envelhecimento, inflamação pulmonar.
ESTUDO DO EFEITO PROTETOR DE EXTRATO AQUOSO DE ILEX
PARAGUARIENSIS SOBRE MACRÓFAGOS ALVEOLARES EXPOSTOS À
FUMAÇA DE CIGARRO
Lanzetti M1, Pires KM1, Porto LC1, Valenca SS2
1
Universidade do Estado do Rio de Janeiro – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Av. Prof. Manuel
de Abreu 444, 3 andar, Maracanã. CEP 20.550-170, Rio de Janeiro, R.J., Brasil.
2
Universidade Federal do Rio de Janeiro – Instituto de Ciências Biomédicas, Av. Carlos Chagas Filho 373, Bloco
F/sala 14, Ilha do Fundão. CEP 21.941-902, Rio de Janeiro, R.J., Brasil.
Email: [email protected] e [email protected]
O estresse oxidativo causado pela fumaça de cigarro tem importante papel no desenvolvimento de
doenças pulmonares e a Ilex paraguariensis tem potentes propriedades antioxidantes. Nosso objetivo
foi estudar diferentes doses de extrato aquoso da Ilex paraguariensis (EIP) em macrófagos alveolares
(AMs) expostos ao extrato aquoso da fumaça de cigarro (EFC). AMs foram tratados com EFC5% (v/v)
juntamente com diferentes concentrações de EIP (1%, 10% e 50%-v/v) por 1h. A atividade da Catalase
diminuiu nos grupos EFC e EFC+EIP10% e aumentou nos grupos EFC+EIP1% EFC+EIP50%. Em
contrapartida, os níveis de malondialdeído aumentaram nos grupos EFC e EFC+EIP50% e reduziram
nos grupos EFC+EIP1% e EFC+EIP10%. Citotoxicidade, mensurada pelo ensaio de MTT, foi
aumentada no grupo EFC sem alterações em EFC+EIP1% e EFC+EIP10%. O aumento do MTT
correlacionou-se negativamente com a Catalase e positivamente com o malondialdeído. Concluímos
que a menor dose de EIP protegeu AMs contra o dano oxidativo causado pela EFC.
Palavras-chave: Ilex paraguariensis, estresse oxidativo, fumaça de cigarro, macrófago alveolar
341
CARACTERIZACIÓN MICROBIOLÓGICA Y MOLECULAR DE CEPAS
POTENCIALMENTE AFLATOXIGÉNICAS DE ASPERGILLUS DE LA SECCIÓN
FLAVI AISLADOS DE YERBA MATE.
AB Tayagui1,-MI Fonseca2; MA Horianski1; J Ferreras; G Jerke1; PD Zapata2
1
Laboratorio de Microbiología, 2Laboratorio de Biotecnología. Módulo de Bioquímica y Farmacia,
Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Misiones, Posadas,
Misiones, Argentina. C.P. 3300 ([email protected])
Las aflatoxinas son metabolitos secundarios, altamente tóxicos con potencial carcinogénico elevado,
producidas por hongos del género Aspergillus de la sección Flavi: A. flavus, A. parasiticus y A.
nomius.
El objetivo de este trabajo fue evaluar el riesgo de contaminación aflatoxigénica en yerba mate,
mediante la caracterización microbiológica y molecular de cepas de Aspergillus de la sección Flavi
potencialmente aflatoxigénicas.
Se analizaron 20 muestras de yerba mate canchada y 16 de yerba mate en saquitos comercializadas en
Posadas, Misiones.
Se caracterizaron cepas de Aspergillus por métodos microbiológicos empleando características macromicromorfológicas, el método del mini arroz y TLC. Estas se confirmaron por métodos moleculares,
mediante análisis de ADNr y secuenciación.
El 29% de todas las cepas estudiadas sintetizaron aflatoxina B1 (40% en YMCH y 0% en YMQ).
Se observó una alta correlación entre la caracterización morfológica y molecular, indicando ser ésta
última útil para la confirmación de especies de la sección Flavi.
Palabras claves: aflatoxinas, Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus, yerba mate, métodos
microbiológicos y moleculares.
EFECTO PROTECTOR DEL EXTRACTO ACUOSO DE YERBA MATE Y
CAFEILDERIVADOS FRENTE A RADIACION ULTRAVIOLETA
N. Bracesco1, L. Cogoi2, V. Sosa1, L. Blanc1, S. Isolabella2, R. Filip2
1
Laboratorio de Radiobiología. Dpto. De Biofísica. Facultad de Medicina. UDELAR Montevideo
Uruguay. e-mail: [email protected]
2
Cátedra de Farmacognosia-IQUIMEFA. Facultad de Farmacia y Bioquímica. UBA-CONICET. Junín
956, 2º piso. C1113AAD Buenos Aires. Argentina. e-mail: [email protected]
Los polifenoles de la yerba mate (YM) presentan especial interés debido a sus propiedades antioxidantes.
En este trabajo se estudió la protección ejercida por la YM y los cafeilderivados marcadores de esta
especie en poblaciones celulares de Saccharomyces cerevisiae tratadas con UV-C (90 Jm2s-1).
Se utilizaron extractos acuosos liofilizados de YM (1,5 mg/mL), ácido cafeico (0,45 mg/mL) y ácido 1,5
dicafeilquínico (DCQ) (0,45 mg/mL). Se estudiaron las probabilidades de sobrevida (S=Ns/No, siendo
Ns número de células sobrevivientes al tratamiento y No número sobreviviente en el control) y
mutagénesis.
Los cultivos preincubados con extracto de YM y sustancias patrones mostraron mayor valor de S: YM
(0,55 ± 0,03), ácido cafeico (0,43 ± 0,04) y ácido 1,5 DCQ (0,49 ± 0,05) con respecto a los cultivos
tratados en ausencia de extractos (0,28 ± 0.08). No se observó incremento de la frecuencia mutagénica
espontánea. El mecanismo de protección se encuentra en estudio.
Palabras claves: Ilex paraguariensis, polifenoles, Saccharomyces cerevisiae, radiación ultravioleta,
UV-C.
342
343
SACIEDAD SENSORIAL ESPECIFICA DE INFUSIONES DE YERBA MATE SIN Y
CON ENDULZANTES NATURALES DE TIPO CALORICO Y NO CALORICO
C. Drolas, N. Pascale, O Tamasi, A. Calviño
Cátedra de Fisiología, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires e
IQUIMEFA, CONICET, Junín 956, 7°P, 1113 Buenos Aires, Argentina, [email protected]
Resumen
El placer post-consumo de un alimento ingerido desciende comparado con el de alimentos
controles e indica presencia de saciedad sensorial específica (SSE). Para averiguar la SSE
de infusiones amargas y dulces se preparó mate cocido al 1,2 % P/V (MT), MT endulzado
con azúcar al 5 % P/V o extracto de Stevia rebaudiana B al 0,03 % P/V. Un panel de 25
evaluadores cuantificó, en tres sesiones, el placer percibido de cada infusión a 70 ºC y de
cuatro alimentos controles (galletitas crackers, yogurt, copos de maíz, chocolate) pre y postingesta hasta saciedad con cada infusión. Los resultados no mostraron diferencias
significativas en el volumen ingerido (215 + 9,5 ml) ni en el descenso de placer (mm)
como medida de SSE (-12,1 + 2,3 mm). Se concluye que la SSE, que regula el cese de la
ingesta, no es modificada por la densidad calórica ni el gusto de estas infusiones.
Palabras clave
saciedad sensorial específica - infusiones mate - extracto Stevia rebaudiana - azúcar
SENSORY SPECIFIC SATIETY OF MATÉ INFUSIONS WITH AND WITHOUT
NATURAL CALORIC AND NON-CALORIC SWEETENERS
Abstract
Post-consumption of food pleasure decreases compared to food controls, indicating the
presence of sensory-specific satiety (SSS). To find the SSS of bitter and sweet Infusions mate
was prepared at 1.2% W/V (MT), MT sweetened with sugar at 5% W / V or extract of Stevia
rebaudiana B, 0.03% P / V. A panel of 25 assessors quantified, in three sessions, the
perceived pleasure each infusion at 70 °C and four food controls (crackers cookies, yogurt,
cornflakes, chocolate) pre and post-ingestion until satiety with each infusion. The results did
not show any significant difference on the volume intake (215 + 9.5 ml) or on the decline of
pleasure (mm) as a measure of SSS (-12.1 + 2.3 mm). We conclude that the SSS, which
regulates the end of intake is not affected by the caloric density or the taste of these infusions.
Key words
Sensory specific satiety - maté infusions – Stevia rebaudiana extract – sugar
Introducción
Las infusiones de yerba mate son consumidas históricamente, por sus propiedades estimulantes y
energizantes, pero en la actualidad se estudian otras propiedades benéficas para la salud.
Específicamente, se ha comprobado en animales que extractos de I. paraguariensis producen
disminución del apetito, pérdida de peso, disminución de los depósitos de grasa, de la concentración
de grasas en el hígado y la sangre, de la glucosa y la leptina (Pang y col., 2008), así como descenso de
los niveles de colesterol y triglicéridos séricos (Paganini Stein y col., 2005; Mosimann y col., 2006).
Estos efectos se atribuyen a las saponinas presentes en las infusiones de yerba mate y su unión a las
sales biliares (Lunceford y Gugliucci, 2005) y la inhibición de la difusión pasiva de ácido cólico y la
344
formación de micelas (Heck y Mejia, 2007). También se corroboró el descenso de los niveles de
colesterol y de LDL plasmáticos debido al consumo de infusiones de yerba mate en humanos (De
Morais y col, 2009).Otros trabajos sugieren que extractos de yerba mate inhiben la actividad de la
lipasa pancreática, lo que reduce la absorción de lípidos y por lo tanto el aporte calórico de los
alimentos ingeridos conjuntamente con la infusión. (Bracesco y col, 2010).
No deben ignorarse las propiedades sensoriales de alimentos y bebidas que influyen en la palatabilidad
de las mismas y que en definitiva influyen en la cantidad consumida. Es muy frecuente que las
infusiones de mate solo o endulzado produzcan juicios del tipo “tomo unos mates y quedo lleno o
saciado”.De allí que no solo cobra interés conocer la aceptabilidad del producto por parte de paneles
de consumidores (Frank y Van Der Klaauw 1994, Le Coutre, 2003, Prescott, 1998) sino también sus
propiedades saciantes. La respuesta hedónica a estímulos gustativos dependerá del estado metabólico
(hambre, saciedad). Por ejemplo, en el desayuno, una taza de café con leche produce una respuesta
hedónica positiva, pero esta disminuye ante la segunda taza. El cambio medido antes de los 2 minutos
de haber concluido la ingesta no puede adjudicarse a cambios postabsortivos (aliestesia), depende
exclusivamente del estímulo sensorial y da origen al fenómeno denominado saciedad sensorial
específica (SSE). Este fenómeno regula la ingesta de alimentos elegidos en el transcurso de una
comida y es específica, porque no se observa disminución del juicio hedónico a otros alimentos
(Guinard y Brun, 1998, Hollis y Henry, 2007, Rolls, 1990). Por todo lo expuesto resulta de utilidad
averiguar el poder saciante de las infusiones con densidad calórica (d) nula (mate sin endulzar y
endulzado con extracto de Stevia rebaudiana) y de mate endulzado con azúcar (d = 0,05Kcal/ml ).
Asimismo es de interés conocer si el poder saciante de la infusión varía con el gusto de esta (mate
amargo con respecto a las infusiones endulzadas.
2. Materiales y Métodos
2.1. Participantes
En este experimento participaron 18 mujeres y 7 varones, estudiantes y docentes de la
Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires. Todos los participantes
cumplieron los criterios generales para la inclusión en el estudio: edad de 20 a 60 años, no
tener alergias o restricciones a los alimentos utilizados en el estudio, no fumar, no hacer dieta
para perder o ganar peso, no estar embarazada o lactando, no consumir medicamentos que
afectan el apetito y no entrenar el día previo al desarrollo experimental. Cada participante
informó su peso y talla para determinar el índice de masa corporal (IMC) y completó un
cuestionario de hábitos alimentarios y otro cuestionario de 28 preguntas que evaluó la
restricción dietética (6), desinhibición (9), la ingesta mediada por emociones (3) y rasgos de
neofobia (10 items).
2.2. Diseño experimental
Se utilizó un diseño intra-sujetos en este experimento. Ellos participaron en tres sesiones en el
Laboratorio de Sentidos Quimicos de la Cátedra de Fisiologia de la Facultad de Farmacia y
Bioquimica, UBA. Durante cada sesión, los participantes consumieron una de las tres
infusiones y se balanceó la presentación de las mismas entre los participantes. Los candidatos
participaron voluntariamente en caso de ser consumidores de los alimentos presentados
2.3. Procedimiento experimental
Se pautaron sesiones experimentales entre las 11 y las 13 hs en 3 días, separados al menos
por una semana. Para maximizar las señales visuales y cognitivas relacionadas con las
infusiones, estas se sirvieron en tazones de vidrio transparente de 300 ml de capacidad a 70
°C. Los participantes fueron instruidos para consumir todo el volumen servido (250 ml) o
reclamar una segunda taza si no llegaban a saciarse, pero la mayoría de los voluntarios
dejaron un volumen residual, que se midió para consignar el volumen real consumido en cada
caso. Se indicó también que el consumo se efectuara en un plazo de no mayor de 15 minutos.
345
Se les pidió que el ritmo de su consumo fuera uniforme, de modo que la mitad de la infusión
se consumiera en la mitad del tiempo empleado para el consumo total.
Antes de la ingesta de cada infusión e inmediatamente después de su consumo, los
participantes recibieron una bandeja que contenía muestras de cinco alimentos: la infusión
experimental y otros cuatro alimentos. Los consumidores respondieron a dos preguntas para
evaluar la palatabilidad utilizando escalas no estructuradas de 100 mm de longitud. Las
preguntas fueron: "¡Cuán placentero es este alimento?” y" ¿Cuánto de este alimento comería
en este momento? ". Para la primera cuestión, esta escala se presentó anclada a la izquierda
con "nada" y a la derecha con "muy" Para la segunda pregunta, la línea estaba anclado a la
izquierda con "Nada" y a la derecha con "Una gran cantidad". Los participantes fueron
instruidos para consumir los alimentos analizados en el orden en que fueron presentados. Se
les dijo que debían mantener la muestra en boca mientras asignaba sus juicios sobre el placer
y el consumo y tragarla una vez completada la evaluación.
Al comienzo de cada sesión, los participantes consignaron la hora de finalización del
desayuno, realizaron su descripción cualitativa y cuantificaron su apetito. A los participantes
se les pidió que se abstuvieran de beber alcohol y trataran de mantener horarios constantes
para consumir un desayuno similar en cada uno de los días de prueba. Recibieron
instrucciones de no masticar chicle, comer alimentos o bebidas saborizadas durante las tres
horas previas a cada sesión experimental pero ellos podían consumir agua hasta 1 hora antes
de la prueba a fin de no tener sed al momento del ensayo.
2.4. Infusiones ingeridas y alimentos de control
Para averiguar la SSE de infusiones amargas y dulces se preparó mate cocido al 1,2 % P/V
(MT), MT endulzado con azúcar al 5 % P/V (MT-A) o extracto de Stevia rebaudiana B al
0,03 % P/V (MT-B). En todos los casos se prepararon las infusiones colocando el saquito de
origen comercial conteniendo 3 g de yerba en contacto con 250 ml de agua a 90 °C durante 6
minutos. Se consumieron las infusiones enfriadas a 70°C. Para la evaluación de SSE, cuatro
alimentos acompañaron a una alícuota de la infusión de prueba. Todos ellos se seleccionaron
para proporcionar propiedades sensoriales diferentes a las de las infusiones. Los alimentos
control se presentaron en medidas posológicas de 30 ml e incluyeron 5 g de galletitas cracker
sin sal (d = 4.32 Kcal/g), yogur light sabor vainilla (d = 0.45 Kcal/g), 20 ml de infusión de
mate cocido (d = 0 para MT y MT-B y para MT-A con azúcar d = 4 kcal/g) , copos de maíz sin
azúcar (d = 3.73 Kcal/g ), chocolate con leche (d = 5,36 Kcal/g). En todos los caso se
utilizaron alimentos de origen comercial.
2.5. Análisis de datos
Los datos se analizaron con el programa estadístico SPSS-PC para Windows (versión 11.5).
Se aplicó el Modelo Lineal General y el ensayo de Tukey para los contrastes a posteriori para
comprobar efectos significativos del placer percibido para las tres infusiones antes y después
de la sobrecarga consumida. Se consideró significativo p <0,05.
La SSE se define como la diferencia entre el cambio palatabilidad para la infusión ingerida y
el puntaje promedio de cambio de palatabilidad de los alimentos no consumidos (las cuatro
muestras de los alimentos control).
3. Resultados y Discusión
Se analizaron los datos de los 25 participantes con edades entre 21 y 55 años (media 23,9; DE:
6,8). Las mujeres conformaron 75% de la muestra (n= 18); la media de talla y peso medidos
fue de 1.65m ± 0.07 y 56.5 kg ± 7.0, respectivamente. Los varones (n=7) tuvieron una media
de talla informada de 1.75 m ±0.08 y peso de 76.3 kg ±11.5. La media del IMC calculado fue
de 21.7kg/m2 ±2.4 (mujeres: 20.7 kg/m2 ±1.7; varones: 24.8±1.6). En el caso de los varones
346
dos de ellos tuvieron valores superiores a 25kg/m2 pero por practicar deportes se infiere que
tienen una masa muscular incrementada.
Los datos de la encuesta arrojaron como resultado que no tuvieron hábito de realizar dieta
hipocalórica o lo hicieron sólo una vez al año e informaron tener una sensibilidad gustativa y
olfatoria normal. Con referencia al cuestionario sobre personalidad e ingesta mostraron un
valor promedio de ingesta restringida de 10,3, rango de la escala de 6 a 24, desinhibición de
19,.5, rango de la escala de 9 a 36 y de ingesta mediada por emociones de 6,3, rango de la
escala de 3 a 12. Así, los valores promedio del grupo se ubicaron por debajo del valor medio
en todos los casos. Las respuestas de neofobia mostraron un valor promedio de 30 en una
escala de 10 a 70, por lo que nuevamente el grupo mostró valores promedio por debajo del
valor medio de la escala. Sin embargo los valores individuales superan en algunos casos a
estos valores medios por lo que se espera administrar la encuesta a un número mayor de
estudiantes y docentes a fin de describir las relaciones entre estos rasgos psicológicos y la
ingesta de alimentos (relacionados con la frecuencia de consumo de alimentos de diferente
densidad calórica).
En la figura 1 se aprecia la planilla consignando el orden de los alimentos a consumir.
3. Results
Fig.1: Planilla para el ensayo de SSE de infusiones de yerba mate con y sin endulzantes
Las descripciones de los desayunos que consumieron los participantes indica que la ingesta
347
calórica que corresponde al desayuno oscila entre 200 y 400 kcal que corresponden a un 10 a
20 % de una dieta de 2000 kcal, tomada ésta como valor de referencia para calcular la ingesta
recomendada de nutrientes.
Con referencia a los juicios de hambre a comienzo de cada ensayo no hubo diferencias
significativas entre sesiones (p > 0.05) lo que comprueba que los participantes siguieron la
instrucción respecto de efectuar desayunos uniformes en las tres sesiones alcanzando un valor
medio cercano a la neutralidad (5.68 + 0.24)
Los resultados no mostraron diferencias significativas en el volumen ingerido de MT, MT-A
y MT-B con un valor promedio para las infusiones amarga y endulzadas de 215 + 9,5 ml.
Esto indica que la ingesta ad-libitum fue menor que el volumen servido. Tampoco se
apreciaron diferencias en el descenso de placer (mm) como medida de SSE entre las tres
infusiones, con un descenso promedio de 12,1 + 2,3 mm). Sin embargo, hubo diferencias
significativas en la disminución de placer percibido de todas las infusiones ingeridas con
respecto a los alimentos controles lo que reafirma la existencia de SSE tal como indican otros
autores para otros alimentos (Rolls,2009) y como se aprecia en la figura 2 . Los presentes
resultados podrían talvez mostrar modificaciones si se administrara mate cebado en vez de
mate cocido ya que normalmente se ingieren volúmenes mayores durante una mateada.
4. Conclusiones
Se concluye que estos resultados preliminares sobre la SSE, que regula el cese de la ingesta,
no es modificada por la densidad calórica ni el gusto de estas infusiones como se produce
para otros alimentos. El efecto saciante no se vincula con el gusto de la infusión (amargo o
dulce-amargo) ni la densidad calórica (mate endulzado con azúcar versus extracto de Stevia
rebaudiana)
infusión sin edulcorante
infusión con estev iosido
infusión con sacarosa
Cambio de placer percibido
(mm)
0
-10
-20
-30
infusión de yerba mate
galletitas cracker
yogur light
copos de maiz sin azucarar
chocolate con leche
Fig. 2 Descenso de placer percibido ante infusiones ingeridas y alimentos de control
348
5. Agradecimientos
Al proyecto B-036 de la programación UBACYT (2008-2011) por el apoyo financiero a esta
investigación A todos los voluntarios que llevaron a cabo los ensayos de consumo de
infusiones.
6. Bibliografia
Bracesco,N.; Sanchez, A.G., Contreras, V., Menini, T. y Gugliucci,A.2010. Recent advances
on Ilex paraguariensis research: Minireview. Journal of Ethnopharmacology (01 July
2010) doi:10.1016/j.jep.2010.06.032
De Morais,E.C., Stefanuto,A.; Klein,G.A.; Boaventura,B.C.B. , De Andrade, F.; Wazlawik,E.;
Di Pietro,P.F.; Maraschin,M. y Da Silva,E.L. 2009.Consumption of yerba mate (Ilex
paraguariensis) improves serum lipid parameters in healthy dyslipidemic subjects and
provides an additional LDL-cholesterol reduction in individuals on statin therapy. Journal
of Agricultural and Food Chemistry 57, 8316–8324
Frank R. A. y Van Der Klaauw N. J. 1994. The Contribution of Chemosensory Factors to
Individual Differences in Reported Food Preferences, Appetite, 22, 101-123.
Guinard, J-X y Brun, P. 1998. Sensory-specific satiety: comparison of taste and texture
effects. Appetite, 31, 141–157
Heck,C.I. y de Mejia, E.G. 2007 Yerba Mate Tea (Ilex paraguariensis): A Comprehensive
Review on Chemistry, Health Implications, and Technological Considerations. Journal
Food Science vol. 72, Nr. 9, p.138-151
Hollis, J.H y Henry, C.J.K. 2007. Sensory-specific satiety and flavor amplification of foods.
Journal of Sensory Studies 22, 367–376.
Le Coutre, J. 2003 Taste : The metabolic Sense, Food Technology, 57, 34-37.
Lunceford, N. y Gugliucci, A. 2005 Ilex paraguariensis extracts inhibit AGE formation more
efficiently than green tea. Fitoterapia v. 76 p. 419– 427.
Mosimann,A.L.P.;Wilhelm-Filho,D. y DaSilva, E.L. 2006 Aqueous extract of Ilex
paraguariensis attenuates the progression of atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits.
BioFactors. Vol:26, Issue 1, pages 59–70.
Paganini Stein,F.L.; Schmidt,B.; Furlong,E.B.; Souza-Soares,L.A.; Soares,M.C.; Vaz,M.R.; y
Muccillo Baisch, A.L. 2005 Vascular Responses to Extractable Fractions of Ilex
paraguariensis in Rats Fed Standard and High-Cholesterol Diets. Biol. Res. Nurs. 7 146–
156
Pang,J.; Choi, Y. y Park,T.2008 Ilex paraguariensis extract ameliorates obesity induced by
high-fat diet: Potential role of AMPK in the visceral adipose tissue Archives of
Biochemistry and Biophysics 476 pp. 178–185.
Prescott J. 1998. Comparisons of taste perceptions and preferences of Japanese and Australian
consumers: overview and implications for cross-cultural sensory research, Food Quality
and Preference, 9, 393-402.
Rolls, B. J.1990. The role of sensory-specific satiety in food intake and food selection. En E.
D. Capaldi y T. L. Powley (Eds), Taste, Experience, and Feeding. pags 197–208.
Washington, DC: American Psychological Association.
Rolls, B. 2009. The relationship between dietary energy density and energy intake. Physiol.
Behav. 97, 609-615.
349
YERBA MATE CON BIODISPONIBILIDAD DEL HIERRO AUMENTADA COMO
PREVENCION DE LA ANEMIA FERROPÉNICA
Sánchez Boado, L. 1; Rio, M. E. 2; Brumovsky, L. A. 1
1
Universidad Nacional de Misiones, 2 Universidad de Buenos Aires, Félix de Azara 1552.Posadas.
Misiones. CP 3300. [email protected]
Resumen
La región del noreste de la Argentina presenta los valores de anemia ferropénica más altos del país.
Los grupos de riesgo son los niños y las mujeres en edad fértil. La yerba mate es un alimento de
consumo masivo en este último grupo de riesgo.
El objetivo de este trabajo fue aumentar la biodisponibilidad del hierro presente en la yerba mate
consumida en su forma tradicional adicionándole vitamina C como potenciador de su absorción.
Se trabajó con 46 voluntarios sanos del sexo femenino entre 20 y 36 años siguiéndolos durante seis
meses. Se las dividió en grupo experimental, el que consumió yerba mate adicionada con vitamina C y
control que consumió yerba mate sin adicionar. Se utilizó yerba mate comercial y vitamina C 99 % de
pureza. Se midió hemoglobina, hematocrito y protoporfirina eritrocitaria cada 15 días.
Los resultados no mostraron diferencias significativas en pacientes no ferropénicos.
Palabras clave: yerba mate, hierro, anemia
YERBA MATE WITH ENHANCED BIOAVAILABILITY OF IRON AS PREVENTION OF IRON
DEFICIENCY ANEMIA
Abstract
Northeastern region of Argentina presents the highest values of iron deficiency anemia in the country.
The risk groups are children and women of childbearing age. The yerba mate is a food of massive
consumption in the latter group of risk. The objective of this research was to increase the
bioavailability of iron in the yerba mate consumed in the traditional way, by adding vitamin C as an
absorption enhancer. A group of 46 healthy female volunteers between 20 and 36 years old was
studied during six months. It was divided into an experimental group which consumed maté
supplemented with vitamin C and another, the control group, which consumed maté without addition.
Vitamin C with 99% purity was added to yerba mate. Hemoglobin, hematocrit and erythrocyte
protoporphyrin were determined every 15 days. No significant differences were found in patients
without iron-deficiency.
Key words: Yerba mate, iron, anemia
Introducción
La carencia de hierro (Fe) es una de las deficiencias nutricionales más frecuentes del mundo.
La anemia por deficiencia de hierro puede ser considerada un problema de Salud Pública cuando más
del 5% de la población posee una concentración de hemoglobina en sangre por debajo de los niveles
de referencia. En nuestro país, la Encuesta Nacional de Nutrición y Salud (ENNyS) realizada en el año
2005 determinó cómo afecta la anemia ferropénica a la población, resultando que el 34 % de los
menores de dos años, el 30,5 % de las embarazadas y el 18 % de las mujeres en edad fértil padecen de
esta patología. Específicamente, durante el embarazo la deficiencia de hierro trae como consecuencias
el aumento del riesgo perinatal para la madre y el neonato y, sobretodo, el aumento de la mortalidad
infantil. La prevalencia de anemia encontrada en los niños argentinos de 6 a 23 meses fue de 34,1 %.
350
La región del noreste argentino (NEA) presentó la prevalencia más alta: 45,7 % (Kogan et al., 2008).
Esto es importantísimo, ya que estos niños no sólo es probable que no hayan recibido el tratamiento
habitual con hierro si no que además provengan de madres anémicas, con depósitos exhaustos.
Para prevenir estas patologías se implementaron una serie de medidas: a) en el año 2002 se sancionó la
Ley 25630 de fortificación de harinas, b) se promovió la distribución de leche fortificada con hierro y
ácido fólico, a través del Programa Materno Infantil, y c) se promovió la provisión de hierro, en los
Centros de Atención Primaria de Salud (CAPS) dependientes del Ministerio de Salud Pública.
La OMS define como anémicas a las mujeres de entre 12 y 49 años que presentan valores de
hemoglobina por debajo del valor límite de 12 g/dL (WHO, 2002). Según esta definición, se determinó
que la prevalencia de anemia en mujeres de 10 a 49 años en nuestro país fue del 18,7 %. Nuevamente
la situación extrema mas alta se presentó en la región del NEA donde se encuentra la provincia de
Misiones, con 22,6 %, También se determinó que el 23,8% de las mujeres de 30 a 39,9 años, y el
24,6% de las mujeres entre 40 y 49 años, presentan deficiencia de hierro (Kogan et al., 2008). Esto
constituye un serio problema con proyección a futuro debido a que la deficiencia de hierro durante el
embarazo aumenta los riesgos de que el recién nacido sea de bajo peso como así la mortalidad fetomaterna (Mc Fee, 1973; Portela, 2003).
La yerba mate
La especie vegetal Ilex paraguariensis (Saint Hilaire), denominada vulgarmente “yerba mate”(YM) se
consume masivamente en la región en forma tradicional de mate caliente. Posee cantidades
considerables de potasio, hierro, fósforo, sodio, magnesio y polifenoles (Parra, 2005). Se ha
demostrado que la YM posee en promedio 12,1 mg de Fe/100 g en base seca (Vera García et al.,
1997). Según estudios realizados en la Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales de la
UNaM sobre el contenido nutricional del extracto acuoso de YM y tomando como referencia 100 g de
producto, se ha comprobado que de la infusión caliente se extraen solo 2,2 mg de Fe, la cantidad
extraída, corresponde al 15,9 % de la Ingesta Diaria Recomendada (IDR) (Ramallo et al., 1998) sobre
la base de 14 mg/día para una dieta de prevención y con biodisponibilidad (BD) de hierro intermedia
(Portela, 2003).
El Fe unido a la Hemoglobina Hb. se encuentra circulando en la sangre dentro de los glóbulos rojos o
en sus precursores en la médula ósea. La absorción del Fe ocurre en el duodeno y yeyuno superior del
intestino delgado. El ácido clorhídrico secretado por el estómago y las enzimas pancreáticas ayudan no
sólo a liberar al Fe de la matriz alimentaria sino también a solubilizarlo favoreciendo su reducción a la
forma ferrosa (Fe+2) soluble, ya que las formas férricas (Fe+3) son insolubles y no pueden ser
absorbidas, precipitando rápidamente en el medio alcalino del intestino. El Fe+2 se une a ligandos
intraluminales que lo estabilizan (Pizarro, 1994; Viteri, 1994). Se define como BD del Fe a la fracción
del mismo que una vez ingerido es absorbido por el organismo. Su BD es influida por la presencia de
inhibidores y potenciadores (Beaerd y Piñero, 1997; Hallberg y Huthen, 2000; Reddy et al., 2000).
Los principales inhibidores de la absorción del hierro son los fitatos y los polifenoles. La YM es entre
todas las plantas de la región que son consumidas habitualmente en forma de infusión, la que más alto
contenido en polifenoles presenta: 117,1 mg expresado como equivalentes de ácido tánico/g peso seco,
seguida por el té negro con 100 mg/g peso seco (Fernández Pizarro et al., 1994). Por otra parte, en
estudios hechos entre la Universidad de Illions (USA) y la UNaM sobre YM, se determinó la
concentración total de polifenoles por el método de Folin-Ciocalteau. Los resultados obtenidos
estuvieron comprendidos entre 100,3 ± 5,5 y 179,7 ± 3,6 mg de polifenoles expresados como
equivalentes de ácido clorogénico/g de hoja seca (Heck et al., 2008).
En cuanto a los potenciadores de la absorción de hierro, debemos recordar que la mayor parte del Fe
inorgánico de los alimentos esta en forma Fe+3 el cual al llegar al duodeno se encuentran con una
elevación del pH favoreciendo la formación de nuevos complejos. Es en este lugar donde se produce
la competencia entre los distintos ligandos para complejar al Fe. La vitamina C forma complejos
solubles con el Fe de los alimentos a pH más bajos que los ligandos inhibitorios. Su efecto potenciador
está en relación a su concentración y es más evidente en presencia de inhibidores (Drago, 2002). Se
requerirían un mínimo de 50 mg de vitamina C para sobrepasar el efecto inhibitorio de la absorción
del hierro no hemínico, producido por 100 mg de ácido tánico (Hallberg y Rossander, 1982;
Siegenberg, 1991).
El objetivo de este trabajo fue aumentar la biodisponibilidad del hierro presente en un producto de
consumo masivo, como la yerba mate, mediante el agregado de vitamina C como potenciador de su
351
absorción y medir la respuesta en humanos voluntarios. El valor límite tomado para definir anemia en
la población que nos ocupó fue de 12 g/dL de hemoglobina (Gibson, 1990).
Materiales Métodos
Se utilizó yerba mate elaborada (Ilex paraguarienses, Saint Hilaire). Las muestras de YM se
obtuvieron de plantaciones de la zona central de la provincia de Misiones. La vitamina C utilizada fue
marca Anedra de 99 % de pureza (grado ACS).
Procesamiento de las muestras de YM
Sabiendo que la variable que más influye en el deterioro de la vitamina C durante el almacenamiento
de la YM es la actividad acuosa (Ramallet al., 1998; Croti, 2007), se fraccionó la YM en bolsas de
papel madera más otra de polietileno. La mitad de los paquetes fue adicionada con vitamina C, los que
fueron provistos a las voluntarias pertenecientes al grupo experimental y los paquetes de YM sin
vitamina C al grupo control. Basado en los trabajos previos (Derman et al., 1980; Ballot et al., 1987;
Siegenberg et al., 1991; Faiweather-Tait, 1995; Lynch, 1997), quienes usaron entre 25 y 50 mg de
vitamina C para vencer el efecto de los inhibidores de la absorción del Fe, se decidió agregar 100 mg
de vitamina C a 100 g de YM, para tener un buen margen de seguridad. Se trabajó con 46 voluntarios
del sexo femenino, en edad fértil (20 a 36 años) y presuntamente sanas. Ninguna acusó tomar
medicación ni estar embarazada. Todas tenían una dieta variada y eran tomadoras habituales de mate.
Las voluntarias fueron asignadas al azar a los grupos experimental y control. Se eligieron para el
seguimiento del estado nutricional del Fe y como marcadores de respuesta los parámetros bioquímicos
Hb y Hematocrito (Hto) y como marcador de riesgo a la protoporfirina eritrocitaria (PE). Los mismos
fueron seleccionados por razones de costo y simplicidad.
Procesamiento de la sangre entera
El trabajo contó con el consentimiento informado de todas las voluntarias y la aprobación por parte del
Comité de Ética del Hospital Dr. Ramón Madariaga, de la ciudad de Posadas (Misiones).Se realizaron
extracciones de sangre cada 15 días con los voluntarios en ayunas según el protocolo correspondiente.
La sangre entera fue procesada con un Contador Hematológico marca Sismex KX-21N®,
obteniéndose los valores de Hto y Hb. El principio de la determinación del Hto es el de detección de
pulsos generados por los glóbulos rojos al pasar por un transductor, se expresa en porcentajes de
sangre total. El principio de determinación de la Hb es el método oxi-hemoglobina. Las
determinaciones de PE se realizaron con un fluorómetro, por el método de Piomelli (Piomelli, 1973)
Se realizó la Prueba del Triángulo para evaluar si se observaban diferencias sensoriales con el
agregado de vitamina C a la YM. Se utilizó un panel de 35 catadores semi-entrenados, consumidores
habituales de yerba mate en forma tradicional (mate caliente) de entre 18 y 30 años de edad.
Para los análisis estadísticos se utilizaron: Análisis de regresión lineal, Análisis de regresión
polinomial, Análisis de varianza (ANOVA) unifactorial y multifactoria, Test de Fisher (LSD) y Test de
Student de comparación de las pendientes. Los mismos fueron llevados a cabo por medio del paquete
estadístico STATGRAPHICS Plus® (1993). Para comparar los resultados de la prueba del triángulo se
utilizó la prueba de hipótesis de una proporción.
Resultados
Características del producto
Los resultados del ANOVA para Hb y Hto iniciales mostraron que no existen diferencias significativas
a un nivel de confianza del 95 % entre el grupo experimental y el control, indicando que ambos grupos
de estudio pertenecían a la misma población. Por otro lado, a través de la Prueba del Triángulo, se
encontraron diferencias significativas entre la yerba mate con y sin agregado de vitamina C.
Variación de la Hb en función del tiempo
El análisis del comportamiento de la variación de la Hb demostró que sólo el grupo experimental se
ajustaba el modelo cuadrático (p < 0,0124).
352
Variación del hematocrito con el tiempo
Las variaciones del Hto en ambos grupos a lo largo del tiempo no fueron estadísticamente
significativas.
Variación de PE/hematocrito en función del tiempo
Se observó un comportamiento diferente entre los grupos experimental y control, aún cuando ninguno
de los dos presentó ajustes significativos en el tiempo, al modelo cuadrático utilizado.
Discusión
Comparación de resultados de Hb y Hto en ambos grupos
Existen mecanismos adaptativos de modificación de la absorción intestinal del Fe dependientes de su
estado nutricional. Así, a medida que los depósitos de Fe son vaciados la absorción intestinal del
mismo aumenta, y disminuye al llenarse nuevamente los depósitos.
Para evaluar la magnitud de este efecto sobre el producto diseñado, se procedió a separar los
resultados de las voluntarias según los valores iniciales del Hto, en Hto iniciales (Hto0) menores y
mayores a 38 %, estudiando así por separado su evolución en el tiempo. Hay que tener en cuenta que
al trabajar con individuos sin deficiencias de Fe las respuestas en el tiempo han sido más moderadas
que lo que se esperaría en aquellos con deficiencias, con depósitos agotados o que estuvieran en el
estadio de la anemia.
a) Comparación entre los valores de Hto0 menores a 38 %: Ambos grupos presentaron una curva de
evolución positiva, pero en el grupo experimental se vió claramente que la pendiente fue mayor,
verificando con esto el efecto potenciador del aumento de la BD por el agregado de la vitamina C,
como se observa en la Figura 1.
(A) Valores iniciales menores a 38 %
(A) Valores
iniciales
menores
Valores
iniciales
menoresaa38
38 %
(B) Valores iniciales menores a 38 %
(B) Valores iniciales menores a 38 %
Hematocrito
Hematocrito
%%
Hematocrito
Hematocrito
%%
Valores iniciales menores a 38
45
45
43
43
41
41
39
39
37
37
35
35
33
33 0
0
40
40
80
120
160
80Tiempo
120(días)160
Tiempo (días)
200
200
240
240
45
45
43
43
41
41
39
39
37
37
35
35
33
33 0
0
40
40
80
120 160
80
120(días)
160
Tiempo
Tiempo (días)
200
200
240
240
Figura 1. Hto menores a 38 % en (A) grupo experimental (p < 0,0572) y (B) grupo control (p <
0,0031)
También se encontró que los de Hto menores a 38 % de ambos grupos tienen una tendencia a
aumentar, la que no se observó en los mayores a 38 % (Datos no presentados en el trabajo).
b) Comparación de la evolución de los datos separados según Hto0 en el grupo experimental: Se
puede observar que los de Hto menores a 38 % mostraron una tendencia a aumentar, la que no se
observó en los mayores a 38 %; esto podría deberse a que las personas con Hto inferiores presentan
deficiencia marginal, razón por la cual responden más al estímulo del potenciador de la absorción del
Fe, como se observa en la Figura 2.
Valores iniciales menores a%
38
Valores iniciales mayores a 38 %
%
%
43
46
Hematocrito %
Hematocrito %
45
41
39
37
35
33
43
40
37
34
31
0
40
80 120 160 200 240
Tiempo (días)
0
50
100 150 200 250 300
Tiempo (días)
353
Figura 2. Evolución del Hto0 menores y mayores a 38 % en el grupo experimental.
c) Comparación de la evolución de los datos separados según Hto0 del grupo control: Se puede
observar que los de Hto menores a 38 % mostraron tendencia a aumentar (Figura 1), lo que no se
verificó en los Hto mayores a 38 %, siendo lo esperado biológicamente (Datos no mostrados).
d) Tiempos de respuesta del Hto: El efecto de la YM adicionada con vitamina C se comprobó al
graficar los datos experimentales y determinar la pendiente de las curvas obtenidas a partir de los
valores de incrementos acumulados del Hto (datos no mostrados), lo que se evidenció alrededor de los
80 días de iniciada la intervención. Por otro lado, el tiempo de respuesta de la Hb fue de 20 días, tal
como se esperaba. En el grupo experimental, la función resultante se ajusta a una sigmoidea de
saturación, observándose a partir del período comprendido entre los 61 y los 90 días que se inicia la
fase de incremento logarítmico característica de la función, seguida de un plató. Por el contrario, el
grupo control mostró una variación oscilante en torno a la línea del cero, hecho que permite sostener la
hipótesis que no se producen cambios significativos como consecuencia del consumo de la YM no
adicionada con vitamina C.
e) Evaluación del estado de los depósitos de Fe: Aún los valores de Hto0 más bajos encontrados no se
corresponderían a deficiencias en los depósitos. Los valores de PE obtenidos indicaron que en la
población estudiada no existía deficiencia de Fe, lo que explicaría la escasa respuesta.
Conclusiones
Los resultados no mostraron diferencias significativas en pacientes no ferropénicos.
El estudio merecería ser repetido en un grupo poblacional mayor y con deficiencia marginal de Fe.
Agradecimientos
A las voluntarias que colaboraron pacientemente proporcionando sus muestras de sangre.
Referencias
Beard, J., y Piñeiro, D. 1997. Metabolismo del Hierro. Deficiencia de Hierro. CESNI; p.13-47.
Bienfait, H. F.; Van Del Briel, M. L. 1980. Rapid mobilization of ferritin iron by ascorbate in the
presence of oxygen. Biochim. Biophys. Acta 1980; 631: 507–10.
Crotti, L.; Dresch, G.; Benítez, J., y Ramallo, A. L. 2008. Stability of vitamin C fortified Yerba Mate
and sensory evaluation of the drink. J. Food Proc. Press. 32: 306-318.
Derman, D.; Bothwell, T.; MacPhail, A.; Torrance, J; Bezwoda, W.; Charlton, R., and Mayet, F.1980
Importance of ascorbic acid in the absorption of iron from infant foods. Scand J. Haematol; 25:
193-201.
Drago, S. 2002. Tesis doctoral “Evaluación de la disponibilidad potencial de hierro, zinc y calcio en
los alimentos lácteos fortificados: influencia de la formulación y del proceso”. Universidad de
Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Pag.50-68.
Fairweather-Tait, S.; Fox, T.; Wharf, S.G., and Eagles. J. 1995.The bioavailability of iron in different
weaning foods and the enhacing effect of a fruit drink containing ascorbic acid. Pediatrics Res.37
(4 pt 1):389-94.
Gibson, R. Principles of nutritional assessment. Oxford University Press. New York. USA. 1990.
Oxford University press. Neu York. USA.
Halberg, L., and Hulthen, L. 2000. Prediction of dietary iron absorption: an algorithm for calculating
absorption and bioavailability of dietary iron. Am.J. Clin.Nutr. May;(59):1242
Heck, C.I.; Schmalko, M., and Gonzalez de Mejia, E. 2008. Effect of Growing and Drying Conditions
of the Phenolic Composition of Mate tea (Ilex paraguariensis). Department of Food Science and
Human Nutrition. University of Illinois, Urbana-Champaign; National University of Misiones,
Argentina.J. Agric. Food Chem.56, 8394-8403
Hofman, A. 1996. Regulation of metal absortion in the gastrointestinal tract. 39:625-628.
Kogan, L.; Abeya Gilardón, E.;Biglieri, A.;Manguialavori, G.; Calvo, E. y Durán , P. 2008. Resultados
de la Encuesta Nacional de Nutrición y Salud. 2008. Documento: Anemia: La desnutrición oculta.
Ministerio de Salud. Presidencia de la Nación. Argentina. pág 17- 49
354
Lynch, S. 1997 Interaction with other nutrients. Nutr Rev.; 5:102-110.
Mc Fee, J. G. 1973. Anemia in pregnancy. Obstetric Gynecol surv; 28:769-78.
Parra, P. A. 2005. Análisis de Cadena Alimentaria. Sector Infusiones. Publicación Oficial de la
Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentos. Subsecretaría de Política Agropecuaria y
Alimentos. Dirección Nacional de Alimentos. http://www.alimentosargentinos.gov.ar/03/revistas/r_35_especial/cadenas/Infusiones_desafio_crecer.htm. Fecha de acceso: 28-02-11.
Piomelli S. A. 1973. Micromethod for free erythrocyte porphyrins: The FEP test. J Lab Clin Med; 81:
932-40
Pizarro, F.; Olivares, M.; Hertrampf, E., y Walter, T. 1994. Factores que modifican el estado de
nutrición del hierro: contenido de taninos de infusión de hierbas. Archivos Latinoamericanos de
nutrición. Vol. 44 Nº4.
Portela, M. L. 2003. Vitaminas y minerales en Nutrición. Capítulo XII., p. 77-83.
Ramallo, L. A.; Schmalko, M. E., y Kanzig, R. G. 1998. Variación de la concentración de ácido
ascórbico en el procesamiento de la yerba mate. Revista de Ciencia y Técnica, 1(1), pp. 25-29.
Reddy, M.B.; Hurrel, R.F., and Cook, J.D.2000.Estimation of non heme-iron bioavailability from meal
composition. American Journal of Nutrition; 71(4)937-43.
Siegenberg, D.; Baynes, R.; Bothwell,T.; Macfarlane, B.; Lamparelli, R.; Car. N.; MacPhail, P.;
Schmidt, U.; Tal, A., and Mayet, F. 1991. Ascorbic acid prevents the dose-dependent inhibitory
effects of polyphenols and phytates on nonheme-iron absorption. Am. J. Clin. Nutr.; 53:537-541.
Tarng, D.C.; Huang, T.P., and Wei, Y.H. Eritropoietin and iron: the role of ascorbic acid. Nephrol Dial
Transplant. 2001; 16 Suppl 5: 35Vera García, R.; Basualdo, I.; Peralta, I.; Mercedes, H., and Caballero, S. 1997. Mineral content of
Paraguayan
World Health Organization. 2002.World Health Report. Reducing Risks,Promoting Healthy Life
355
COMPARACIÓN DE ACTIVIDAD ANTIBACTERIANA IN VITRO DE DOS
EXTRACTOS DE YERBA MATE ((Ilex paraguariensis St. Hill.) FRENTE A Klebsiella
spp.
Benítez L. B., Señuk I. A., Bich G. A., Schapovaloff M. E., Kramer F. L., Medvedeff M. G.
Laboratorio de Micología. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. UNaM, Av. Mariano
Moreno 1375. Posadas. Misiones. Argentina - Tel-Fax. 03752- 435118. E-mail:
[email protected]
Resumen
Los análisis y estudios sobre la yerba mate demuestran varias propiedades nutritivas y farmacéuticas
tales como: actividad antioxidante, diurética, vasodilatadora, digestiva, cicatrizante, y estimulante, por
lo que posee un elevado potencial de utilización.
El objetivo del ensayo fue comparar la actividad antibacteriana in vitro de dos extractos de yerba mate,
uno de zona norte y uno de zona sur, frente a Klebsiella spp utilizando la técnica de difusión en
pocillo.
Se obtuvieron halos de inhibición a partir de la concentración de 300 mg/ml hasta 500 mg/mL del
extracto de la zona norte; en cambio el extracto de zona sur presentó halos de inhibición a partir de la
concentración de 50 mg/mL hasta 500 mg/mL.
Los resultados observados en esta prueba refieren diferencias en la sensibilidad de ambos extractos y
proponen una perspectiva como antibiótico de origen natural.
Palabras claves: Extracto, yerba mate, antimicrobiano, Klebsiella spp.
COMPARISON OF IN-VITRO ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF TWO YERBA MATE
EXTRACTS (Ilex paraguariensis St. Hill.) AGAINST Klebsiella spp.
Abstract
Yerba mate studies demonstrate several nutritive and pharmaceutical properties; i.e., antioxidant,
diuretic, vasodilator, digestive, and stimulant properties. These attributes confer yerba mate extract a
good potential value. The aim of this assay was to compare the in-vitro antibacterial activity of two
yerba mate extracts, one from Northern and the other from Southern Misiones, against Klebsiella spp
using the agar-well diffusion method. Inhibition ranges were obtained from concentration of 300
mg/mL to 500 mg/mL in the case of the extract from the North. Instead, the extract from the South
shows inhibition ranges from the first concentration assayed, 50 mg/mL, to the last one, 500 mg/mL.
These results show an interesting difference in the antibacterial activity between the two extracts.
Therefore, this study allows us to propose that yerba mate extracts exert a natural antibiotic activity
against Klebsiella spp.
Key words: Extract, yerba mate, antimicrobial, Klebsiella spp.
Introducción
Ilex paraguariensis St. Hill (Aquifoliácea), también conocida como yerba mate, es una especie
arbórea típica de regiones subtropicales y templadas de América del Sur, posee un papel socioeconómico importante en Argentina y Brasil (Wendling et al, 2009); es muy consumida como bebidas
en infusiones típicas, como ser “el mate”, tereré, mate cocido y yerba mate soluble.
La yerba mate era ya consumida por los indígenas que habitaban la región sur de Brasil antes
de la llegada de los colonizadores, siendo ya conocidas las propiedades estimulantes (Evans, 1998).
El uso de la planta presenta algunas contraindicaciones, como en el caso de ansiedad,
taquicardia, hipertensión, gastritis, ulceras gastrointestinales y algunas dolencias hepáticas (Bromatos,
356
2000).
El perfil fotoquímico de Ilex paraguariensis presenta flavonoides, terpenoides, metilxantinas,
saponinas, taninos, carotenoides, aminoácidos, ácidos grasos, carbohidratos, proteínas, glúcidos,
vitaminas y minerales (Alikaridis, 1987; Filip et al., 2001; Brenelli, 2003; Ducat & Quinàia, 2004;
Reissmann & Carneiro, 2004; Borille et al., 2005; Gnoatto et al., 2005; Bortoluzzi et al, 2006; Gnoatto
et al., 2007). Los análisis y estudios sobre la yerba mate demuestran varias propiedades nutritivas y
farmacéuticas tales como: actividad antioxidante, diurética, vasodilatadora, digestiva, cicatrizante, y
estimulante, por lo que posee un elevado potencial de su utilización.
Dentro de los diferentes grupos de patógenos causantes de infecciones hospitalarias están los
hongos, virus y bacterias. No obstante, el grupo que más se destaca es de las bacterias que constituyen
la flora humana y que normalmente no conllevan riesgos a individuos saludables, aunque pueden
causar infecciones en individuos con estado clínico comprometido (ANVISA, 2004).
El género Klebsiella está formado por bacilos Gram negativos, anaeróbicos facultativos y
oxidasa negativos. Pertenece pues a la familia Enterobacteriaceae, familia formada por una gran
cantidad de especies bacterianas. Además de los rasgos ya mencionados, las bacterias del género
Klebsiella spp se caracterizan por ser generalmente capsuladas, no móviles, productoras de la enzima
lisina descarboxilasa pero no de la enzima ornitina descarboxilasa, y normalmente positivas a la
prueba de Voges- Proskauer (Edwards y Ewing, 1986).
Klebsiella spp. es ubicua en la naturaleza. Probablemente tiene dos hábitats comunes: el medio
ambiente, en el cual se halla en aguas superficiales y residuales, en el suelo y sobre las plantas; y las
superficies mucosas de mamíferos. (Podschun y Ullmann, 1998).
Klebsiella pneumoniae es una bacilo Gram negativo, normalmente encontrado en los
intestinos, también está relacionado con infecciones del aparato urinario, endocarditis y varios tipos de
infecciones posquirúrgicas, además puede causar neumonía lobar (Trabulsi y Rachid, 2004).
Uno de los mayores problemas relacionados con la contaminación de Klebsiella pneumoniae
ocurre en unidades pediátricas con niños inmunodeprimidos.
En este estudio nuestro interés fue realizar un ensayo antibacteriano de dos extractos de hojas
de Ilex paraguariensis utilizando la cepa Klebsiella spp.
Materiales y métodos
Preparación del extracto acuoso
Se recolectaron hojas expuestas al sol de Ilex paraguariensis de las localidades de San Pedro y
Apóstoles, zonas norte y sur respectivamente, en el mes de Agosto del año 2010.
Las hojas fueron separadas y sometidas a trituración y extracción de sus componentes
fitoquímicos. Los extractos acuosos fueron filtrados y llevados a estufa a 50ºC para su deshidratación.
Del extracto seco se prepararon concentraciones de 50 mgr/mL, 100 mg/ml, 200 mg/mL, 300 mg/mL,
400 mg/mL y 500 mg/mL. Estos extractos secos fueron hidratados en el momento del ensayo con 1 ml
de agua destilada estéril.
Actividad antibacteriana
La actividad antibacteriana fue evaluada frente a la bacteria Klebsiella spp, de un cultivo de 24
hs a temperatura de 37ºC (+/- 1). Posteriormente, se preparó una suspensión bacteriana equivalente al
0,5 de la escala Mc Farland, que corresponde aproximadamente a 1,5 x 108 UFC/mL. Se inocularon
placas conteniendo 15 ml de agar Müller Hinton. El método utilizado fue difusión en agar con pocillo.
En cada pocillo se depositaron 30 µl de cada concentración para cada extracto respectivamente. El
procedimiento fue realizado por triplicado.
Como control negativo se utilizó agua destilada estéril y como control positivo cloranfenicol
(antibiótico de amplio espectro). Las placas fueron incubadas a 37ºC (+/- 1). Luego de 24 hs se realizó
la lectura de los resultados por medio de la medición del diámetro de los halos de inhibición.
357
Resultados y discusión
Se obtuvieron halos de inhibición a partir de la concentración de 300 mg/mL hasta 500
mg/mL del extracto de la zona norte; en cambio el extracto de zona sur presento halos de inhibición a
partir de la concentración de 50 mg/mL hasta 500 mg/mL.
Tabla 1: Diámetro de halos de inhibición, expresados en centímetros (cm.)
Concentración
Zona Norte
Zona Sur
50 mg/mL
0,0 cm
1,0 cm
100 mg/mL
0,0 cm.
1,9 cm
200 mg/mL
0,0 cm.
2,0 cm
300 mg/mL
1,4 cm.
2,0 cm
400 mg/mL
2,2 cm
2,5 cm.
500 mg/mL
2,8 cm.
3,0 cm.
Control positivo
3,0 cm.
3,0 cm,
Control negativo
0,0 cm.
0,0 cm.
Los resultados hasta aquí obtenidos refieren diferencias inhibitorias de acuerdo a la zona de
cultivo.
Se observó que en la concentración de 500 mg/mL del extracto de zona sur, el halo de
inhibición alcanzó la dimensión del antibiótico tomado como testigo positivo
De acuerdo a estos ensayos preliminares se proponen continuar los estudios para investigar los
componentes responsables de la actividad antibacteriana
La actividad antibacteriana de la yerba mate proporciona expectativa como recurso terapéutico
de origen natural.
Agradecimientos
Los autores agradecen al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) por el aporte efectuado
a través del Programa Regional de Asistencia al Sector Yerbatero (PRASY) para la realización del
presente trabajo. Proyecto No. 31/09. Expte. 165/09.
Referencias bibliográficas
Alikaridis, F. 1987. Natural constituents of Ilex paraguariensis. J Ethnopharmacol 20: 121144.
Anvisa, 2004. Manual de Microbiología Clínica para o Controle de Infecção em Serviços de
Saúde. Edição Comemorativa para o IX Congresso Brasileiro de Controle de Infecção e
Epidemiologia Hospitalar.
Borille W.; Reissmann, B. y De Freitas S. 2005. Relação entre compostos fitoquímicos e o
nitrogênio em morfotipos de erva-mate (Ilex paraguariensis A. St. Hil.). B. Ceppa 23: 183198.
Bortoluzzi A.; Pasqualatto R.; Guesser G; Cardozo Jr, E.; Donaduzi C. y Mitsui, M. 2006.
Quantificação de metilxantinas e compostos fenólicos em amostras de erva-mate (Ilex
paraguariensis A. St. Hil.). 4° Congreso Sudamericano de la Yerba Mate - 4° Reunión
Técnica de la Yerba Mate; 2° Exposición de Agronegocios de la Yerba Mate. Posadas,
Argentina.
Brenelli S. 2003. A extração de cafeína em bebidas estimulantes - uma nova abordagem para
um experimento clássico em química orgânica. Quim Nova 26: 136-138.
Bromatos, S. 2000. Barcelona: Masson. Fitoterapia: Vademecum de Prescripción. Plantas
Medicinales. 3.Ed.
358
De Biasi, B; Grazziotin, N. y Hofmann Jr*, A. 2009. Antimicrobial activity of extracts of the
leaves and branches of Ilex paraguariensis (erva-mate). Revista Brasileira de
Farmacognosia. Versión impresa ISSN 0102-695X. Rev. bras. farmacogn. V.19 Nº.2b João
Pessoa abr./jun. 2009. doi: 10.1590/S0102-695X2009000400013.
Ducat, G. y Quinàia O. 2004. Avaliação do teor de minerais da Ilex paraguariensis da região centrooeste do estado do Paraná. Rev Cien Exat Nat 6: 31-42.
Edwards, P. y Ewing, H. 1986. Identification of Enterobacteriaceae, 4th ed. Burgess Publishing Co.
Minneapolis
Minn. Evans, W. 1998. Londres: WB Saunders Company, p. 403. Trease and Evan's Pharmacogosy.
14.Ed.Wendling, I.; Lavoranti, O.
Resende, M. y Román, H. 2009. Stock plants selection and ramet types for crown grafting in Ilex
paraguariensis. Revista Árbore. Versión ISSN 0100-6762. Rev. Árvore vol.33 no.5 Viçosa sept./oct.
2009. doi: 10.1590/S0100-67622009000500004.
Filip, R.; López, P.; Giberti G.; Coussio, J. Ferraro, G. 2001. Phenolic compounds in seven south
American Ilex paraguariensis. Fitoterapia 72: 774-778.
Gnoatto S., Schenkel E. y Bassani V. 2005. HPLC method to assay total saponins in Ilex
paraguariensis aqueous extract. J Braz Chem Soc 4: 723-726.
Gnoatto S.; Bassani V.; Coelho, G. y Schenkel E. 2007. Influência do método de extração nos teores de
metilxantinas em erva-mate (Ilex paraguariensis St. Hil., Aquifoliaceae). Quim Nova 2: 304-307.
Podschun, R. y U. Ullmann. 1998. Klebsiella spp. as nosocomial pathogens: epidemiology, taxonomy,
typing methods, and pathogenicity factors. Clin. Microbiol. Rev. 11: 589-603.
Reissmann, C. y Carneiro, C. 2004. Crescimento e composição química de erva-mate (Ilex
paraguariensis St. Hil.), transcorridos oito anos de calagem. Floresta 34: 381-386.
Trabulsi, L. y Rachid, L. 2004. Microbiologia. 4 Ed, São Paulo: Atheneu, p. 720.
359
ACTIVIDAD ANTIBACTERIANA IN-VITRO DE UN EXTRACTO DE YERBA MATE
(Ilex paraguariensis St. Hill.) FRENTE A Enterococcus faecalis, UTILIZANDO
TÉCNICAS DE DIFUSIÓN EN AGAR CON DISCOS Y CON POCILLOS.
Bich G. A., Benítez L. B., Señuk I. A., Schapovaloff M. E., Kramer F. L., Medvedeff M. G.
Laboratorio de Micología. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. UNaM, Av. Mariano
Moreno 1375. Posadas. Misiones. Argentina -Tel-Fax. 03752- 435118. E-mail:
[email protected]
Resumen
La infusión de yerba mate posee propiedades terapéuticas, siendo recomendada como estimulante,
diurética y tónica, debido al tenor de compuestos bioactivos que poseen sus hojas, entre ellos las
vitaminas y cafeína. Con las aplicaciones alternativas de la yerba mate son necesarios estudios
orientados hacia los ámbitos farmacológicos, de principios activos y microbiológicos. El objetivo del
presente trabajo fue evaluar la actividad antibacteriana in vitro de un extracto de yerba mate frente a
Enterococcus faecalis utilizando las técnicas de difusión en agar con discos y con pocillos. A partir de
un extracto acuoso de yerba mate se obtuvo el extracto seco, que fue empleado para ensayar varias
concentraciones contra la cepa bacteriana E. faecalis. Se utilizaron las técnicas estandarizadas de
difusión en agar con discos y con pocillos. El extracto de yerba mate presentó actividad antibacteriana
frente a E. faecalis por medio de los dos métodos.
Palabras claves: Difusión en agar con discos, difusión en agar con pocillos, actividad antibacteriana,
yerba mate.
IN-VITRO ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF AN EXTRACT OF YERBA MATE (Ilex
paraguariensis St. Hill.) AGAINST Enterococcus faecalis USING THE DISK AND WELL
AGAR DIFFUSION METHODS
Abstract
Yerba mate infusions have many therapeutic properties, for example, it can be stimulant, diuretic or
tonic due to bioactive compounds that the leaves have, such as caffeine and vitamins. Due to the new
uses of yerba mate, additional pharmacological and microbiological studies of bioactive compounds
are needed. The aim of this study was to evaluate, in-vitro, the antibacterial activity of the yerba mate
aqueous extract against Enterococcus faecalis. This evaluation was performed using the disk and well
agar- diffusion methods. The aqueous extract was dried and used to prepare several dilutions. The
yerba mate aqueous extract exhibited antibacterial activity against E. faecalis by both methods.
Keywords: Agar disk diffusion, agar-well diffusion, antibacterial activity, yerba mate.
Introducción
Existe un incremento en la demanda de alimentos con periodos de caducidad más prolongados
y libres de aditivos químicos. Por tal motivo, en la actualidad se busca reemplazar los conservantes
artificiales de los alimentos por alternativas que los consumidores perciban como naturales. Esto ha
resultado en una búsqueda renovada por conservantes de origen natural, y en particular a partir de
extractos vegetales (King y Dykes, 2008).
Los extractos vegetales son una fuente potencial de nuevos conservantes, debido a que muchos
poseen actividades antimicrobianas contra un amplio rango de bacterias, levaduras y mohos (Pai y
Platt, 1995; King y Dykes, 2008). Por estas razones, numerosos estudios han sido realizados para
determinar el efecto antimicrobiano de diversos extractos de origen vegetal contra diferentes
360
microorganismos.
La yerba mate (Ilex paraguariensis) es una planta originaria de América del Sur, consumida
habitualmente en Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay. De su hojas secas se preparan infusiones,
que presentan efectos benéficos para la salud humana, especialmente aquéllos relacionados con
propiedades nutritivas, estimulantes, antioxidantes y protectoras de procesos degenerativos (Da Croce,
2002; Batista et al., 2007; González et al., 2009).
Por otra parte, las pruebas de susceptibilidad antimicrobiana pueden ser realizadas por medio
de una gran variedad de técnicas, entre ellas se encuentran las técnicas de difusión en agar con pocillos
y con discos. Además, los métodos de difusión son ampliamente empleados para investigar la
actividad antibacteriana de extractos vegetales (Baker et al., 1991; King y Dykes, 2008).
Es el objetivo de este trabajo de investigación, evaluar la actividad antibacteriana de un
extracto acuoso de yerba mate frente a la cepa Enterococcus faecalis mediante las técnicas de difusión
en agar con discos y con pocillos.
Materiales y métodos
Preparación de extracto de yerba mate
El extracto crudo de yerba mate se logró por el método de decocción. Primeramente el
material vegetal se lavó para eliminar el exceso de tierra y partículas extrañas, luego se colocaron 150
g de hojas de yerba mate frescas trituradas, en 750 ml de agua destilada, en un recipiente que admitió
calentamiento y sin tapar totalmente se sometió a 95ºC durenate veinte minutos. Se dejó enfriar hasta
40-45ºC y se filtró con papel Whatman No. 1 (Farmacopea Argentina, 1978).
A partir del extracto acuoso se realizó el extracto seco con la ayuda de estufa a 50º-70ºC
durante aproximadamente 72 hs, posteriormente se recuperó el extracto seco y se almacenó en tubos
estériles hasta el momento de su uso.
Test de susceptibilidad antibacteriana
El extracto fue evaluado en seis concentraciones (50, 100, 200, 300, 400, y 500 mg/ml). Se
incluyó un control negativo (agua destilada estéril) y un control positivo (antibiótico cloranfenicol a
una concentración de 25µg/ml).
Se empleó la cepa bacteriana Gram positiva Enterococcus faecalis ATCC 29212. Esta cepa fue
recuperada 24 hs en medio BHI (infusión de cerebro-corazón) a 37°C. Luego se preparó una
suspensión de bacterias equivalente a escala 0,5 Mc Farland (1 x 108 ufc/ml). Ambas pruebas in-vitro
de susceptibilidad fueron realizadas a partir de esta suspensión.
Para la prueba de susceptibilidad a antibacteriano por medio de difusión en agar con pocillos
se siguió la técnica propuesta por King y Dykes (2008) con modificaciones. Brevemente, en esta
técnica a cada placa de Petri con 15 ml de agar Müller-Hinton se inoculó con la suspensión de E.
faecalis mediante técnica de hisopado. Luego se usó un sacabocados estéril para realizar pocillos de 6
mm de diámetro. A cada pocillo se agregaron 30 µL de la correspondiente concentración de extracto
de yerba mate en evaluación.
Para la prueba de susceptibilidad a antibacteriano por medio de difusión en agar con discos
también se siguió la técnica descrita por King y Dykes (2008) con modificaciones. Un disco de papel
de filtro estéril (Whatman No. 3, de 6 mm de diámetro) fue impregnado con 15 µL de su
correspondiente concentración de extracto de yerba mate en evaluación, y secado en estufa a 60°C
durante 2 hs. A cada placa de Petri con 15 ml de agar Müller-Hinton se inoculó la suspensión de E.
faecalis mediante técnica de hisopado, se dejó secar y se colocaron los discos ya secos con su
correspondiente concentración en evaluación. Las placas se dejaron a temperatura ambiente durante 15
minutos antes de invertirlas para su incubación.
Se incubaron aeróbicamente las placas a 37 ± 1 C° durante 18 - 24 hs. Transcurrido ese
periodo de tiempo se midieron los halos de inhibición en la base de las placas de petri con un calibre,
empleando luz transmitida (Barry et al., 1979), y se registraron los datos para su posterior análisis.
361
Resultados y discusiones
La actividad antibacteriana del extracto acuoso de yerba mate frente a Enterococcus faecalis
ATCC 29212, fue determinado empleando las técnicas de difusión en agar con pocillo y discos. Solo
se registraron como inhibición del crecimiento a una determinada concentración cuando no se
observaron colonias bacterianas dentro de los halos. En la Figura 1 se pueden observar los halos de
inhibición obtenidos por ambos métodos.
A
B
Figura 1. Halos de Inhibición observados. A. Método de difusión en agar con pocillos. B. Método de difusión
en agar con discos. En las fotos, + y -: Controles positivo y negativo. 1: corresponde a la primera concentración
evaluada, y la flecha indica en orden creciente de concentraciones ensayadas.
El crecimiento de la cepa bacteriana E. faecalis fue inhibido desde la mínima concentración
ensayada, 50 mg/ml mediante la técnica de difusión en agar con pocillos, y a partir de la concentración
100 mg/ml mediante la técnica de difusión en agar con discos.
Para la concentración de 50 mg/ml en la técnica de difusión en agar con discos no se
observaron halos de inhibición. La falta de inhibición en la mínima concentración ensayada al
comparar esta técnica con la de difusión con pocillos, puede deberse a una diferencia en la carga de
extracto o, como sugieren autores como Olilla et al. (2001), deberse a que no todos los compuestos
activos del extracto puedan difundir del disco de papel hacia el agar. Estos autores observaron en su
estudio al comparar las técnicas de difusión con pocillo y con discos, que con algunas cepas
bacterianas la primera técnica les detectaba actividad antibacteriana, mientras que la segunda, para las
mismas bacterias, no detectaba tal actividad, por lo que enfatizan que la difusión en agar con pocillos
es el ensayo ideal para extractos acuosos. King y Dykes (2008) también observaron en su estudio, que
cada una de las sustancias se extendieron una mayor distancia en el ensayo de difusión en agar con
pocillos en comparación con el ensayo de difusión con discos, y aclaran que la naturaleza hidrofóbica
de algunos compuestos presentes en los extractos de origen vegetal influye en la difusión uniforme de
estas sustancias a través del medio con agar, y por lo tanto afectarán de algún modo la evaluación de
su actividad antibacteriana.
Conclusiones
Se concluye que de acuerdo a los ensayos realizados, el extracto acuoso de yerba mate
presentó actividad antibacteriana frente a Enterococcus faecalis.
De a cuerdo a los dos métodos empleados para la evaluación de la actividad antibacteriana, se
observaron mejores resultados con el método de difusión en agar con pocillos.
362
Agradecimientos
Los autores agradecen al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) por el aporte efectuado
a través del Programa Regional de Asistencia al Sector Yerbatero (PRASY) para la realización del
presente trabajo. Proyecto No. 31/09. Expte. 165/09.
Referencias bibliográficas
Baker, C.; Stocker, S.; Culver, D. y Thornsberry, C. 1991. Comparison of the E test to agar dilution,
broth microdilution, and agar diffusion susceptibility testing techniques by using a special challenge
set of bacteria. Journal of Clinical Microbiology, Vol. 29, 3: 533-538.
Barry, A.; Coyle, M.; Thornsberry, C.; Gerlach, E. & Hawkinson, R. 1979. Methods of Measuring
Zones of inhibition with the Bauer-Kirby Disk Susceptibility Test. Journal of Clinical Microbiology,
Vol. 10, 6: 885-889.
Batista, C.; Markowics, D.; Soares, N.; Facanali, R.; Ortiz, M. & Bueno, M. 2007. Determinação do
perfil de compostos voláteis e avaliação do sabor e aroma de bebidas produzidas a partir de
erva/mate (Ilex paraguariensis). Quim. Nova, Vol. 30, 3: 513-518.
Da Croce, D. 2002. Características físico-químicas de extratos de erva-mate (Ilex paraguariensis St.
Hill.) no estado de Santa Catarina. Ciência Florestal, Santa Maria, Vol. 12, 2: 107-113.
Farmacopea Argentina. 1978. Codex Medicamentarius Argentino. 6º Edición Buenos Aires.
González, M.; González, Y. & Degen, R. 2009. Yerba mate, Ilex paraguariensis A. St.-Hil. Var.
paraguariensis (Aquifoliaceae) caracteres exo – endomorfológicos y farmacognósticos. Rojasiana,
Vol. 8, 2: 39-51.
King, T. y Dykes, G. 2008. Comparative evaluation of methods commonly used to determine
antimicrobial susceptibility to plant extracts and phenolic compounds. Journal Of AOAC
International, Vol. 91, 6: 1423-1429.
Olila, D.; Olwa, O. y Opuda, J. 2001. Antibacterial and antifungal activities of extracts of
Zanthoxylum chalybeum and Warburgia ugandensis, Uganda medicinal plants. African Health
Sciences, Vol. 1, 2: 66-72.
Pai, S. y Platt, M. 1995. Antifungal effects of Allium sativum (garlic) extract against the Aspergillus
species involved in otomycosis. Lett. Appl. Microbiol. Vol. 20, 1: 14-18.
363
EVALUACIÓN ANTIBACTERIANA IN VITRO DE UN EXTRACTO DE Ilex
paraguariensis St. Hil. (YERBA MATE) FRENTE A Enterococcus cloacace
Señuk I. A., Benítez L. B., Bich G. A., Schapovaloff M. E., Kramer F. L., Medvedeff M. G.
Laboratorio de Micología. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. UNaM, Av.
Mariano Moreno 1375. Posadas. Misiones. Argentina - Tel-Fax. 03752- 435118. E-mail:
[email protected]
Resumen
Ilex paraguariensis St. Hill, conocida comúnmente con el nombre de yerba mate, es una especie
autóctona cultivada en la región del nordeste argentino y ampliamente utilizada como infusión.
El objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad antimicrobiana de un extracto de yerba mate
de la zona norte de la provincia de Misiones, frente a la bacteria Gram positiva Enterococcus cloacae.
Se obtuvo extracto seco y a partir del mismo se realizaron concentraciones desde 50 mg/mL hasta 500
mg/mL. Para la validación de la actividad antimicrobiana del extracto se utilizó la técnica de difusión
en agar.
Los extractos presentaron actividad inhibitoria frente a Enterococcus cloacae desde la concentración
de 100 mg/mL con halo de 2,3 cm, hasta 500 mg/mL con halo de 2,5 cm.
El resultado obtenido en este ensayo, permite sugerir que el extracto acuoso de yerba mate puede ser
una perspectiva para la obtención de un antibiótico natural.
Palabras claves: Antimicrobiano, yerba mate, Enterococcus cloacace.
IN-VITRO ANTIBACTERIAL EVALUATION OF Ilex paraguariensis St. Hil. (YERBA
MATE) EXTRACT AGAINST Enterococcus cloacae
Abstract
Ilex paraguariensis St. Hill, commonly known as “yerba mate” it’s a species grown in the Northeast of
Argentina. This plant is used widely as an infusion. The aim of the present work was to evaluate the
antibacterial activity of a yerba mate’s extract from the north of the Misiones Province, against the
Gram positive bacteria Enterococcus cloacae. Dry powder of this aqueous extract was used for
preparing consecutives dilutions from 50 to 500 mg/mL. To evaluate the antibacterial activity the agarwell diffusion method was used. The extracts had shown inhibitory activity against Enterococcus
cloacae from the concentration of 100 mg/mL (with a zone of inhibition of 2.3 cm), to the
concentration of 500 mg/mL tested (with a zone of inhibition of 2.5 cm). The results of this study may
suggest that the yerba mate’s aqueous extract could be a good source for a natural antibiotic.
Key words Antimicrobial, yerba mate, Enterococcus cloacae.
Introducción
El uso de extractos vegetales y fitoquímicos con fines medicinales es una de las más antiguas
formas de práctica medicinal de la humanidad. La organización mundial de la salud estima que el 65 –
80% de la población de países en desarrollo, depende de las plantas medicinales como única forma de
acceso al cuidado básico de salud (Gonçalves et al).
Ilex paraguariensis A. St.-Hil, Aquifoliaceae es una especie nativa de regiones subtropicales y
templadas de América del Sur, usada en infusiones como té, mate y tereré (Przygodda et al., 2010). Es
un árbol de medio porte, que florece entre los meses de septiembre - diciembre, teniendo la
maduración de los frutos entre los meses de enero a abril. En su industrialización las hojas son los
órganos utilizados, que según Scucato (1998), es la parte del vegetal que contiene mayor
concentración de los principios activos (de Marillac).
364
Los grandes intereses comerciales por Ilex paraguariensis además de los aspectos culturales y
gastronómicos, se debe a la presencia de bases xánticas: cafeína y teobromina, principios
farmacológicos estimulantes cardio–circulatorios, que también son encontrados en otras especies
vegetales como el café, cacao y guaraná (Rico et al., 1995). También presentan en su constitución
química vitaminas, aminoácidos y saponinas triterpénicas de interés nutricional (Rates, 2004).
Enterococcus cloacae es un bacilo Gram-negativo, capaz de fermentar glucosa y lactosa como
fuente de carbono durante su proceso metabólico (Tortora et al., 2005).
Entre las especies clínicamente significativas, se encuentran E. cloacae, E. aerogenes, E.
agglomerans, y E. sakazakii (Koneman et al., 2008).
El género Enterococcus difícilmente sea un agente primario de infecciones, normalmente es
aislado de pacientes hospitalizados (Trabulsi y Rachid, 2004).
Enterococcus cloacae está asociada a varias infecciones oportunistas que afectan las vías
urinarias, tracto respiratorio y heridas cutáneas pudiendo causar septicemia (Koneman et al., 2008).
El objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad antimicrobiana de un extracto de yerba
mate de la zona norte de la provincia de Misiones, frente a la bacteria Gram positiva Enterococcus
cloacae.
Materiales y metodos
Material vegetal
La recolección del material vegetal se realizó en la zona norte de la provincia de Misiones, en
horas de la mañana, con el cuidado de no maltratarlo. Las hojas de las plantas utilizadas fueron
colectadas en el nivel medio de las mismas, en plantaciones que se encuentran a cielo abierto bajo luz
solar. Luego de la recolección se condujo el material inmediatamente al laboratorio.
Extracción por decocción
La extracción del extracto se realizó por decocción acuosa, la solución obtenida fue llevada a
estufa a 40ºC para su desecación completa y obtención del extracto seco.
Evaluación de actividad antibacteriana
El extracto total seco obtenido fue fraccionado y recuperado con agua destilada estéril,
obteniendo las concentraciones de 50 mg/mL, 100 mg/mL, 200 mg/mL, 300 mg/mL, 400 mg/mL, 500
mg/mL.
Como control positivo se empleó un antibiótico comercial de amplio espectro y como control
negativo se utilizó agua destilada estéril.
Se preparó el inóculo de la bacteria equivalente al 0.5 de MacFarland (1,5 x 108 UFC/mL).
El medio de cultivo utilizado fue agar Müller-Hinton, teniendo en cuenta que en este medio
crecen bien la mayor parte de las bacterias patógenas; una vez esterilizado el medio se vertieron 15 mL
por placa, luego de solidificado se realizaron perforaciones (siete por placa) con ayuda de un
sacabocado (6 mm de diámetro).
La inoculación de las placas se realizó sumergiendo un hisopo estéril en la suspensión
bacteriana estandarizada, eliminando el exceso de líquido presionando y rotando el hisopo firmemente
contra el interior del tubo por encima del nivel del líquido. Para la inoculación de las placas se deslizó
el hisopo por la superficie del agar, rotando la placa en tres direcciones, y pasándolo por último por la
periferia del agar para conseguir una siembra uniforme (Márquez et al.).
Se dejaron secar las placas durante 5 minutos, luego se adicionó en los pocillos los extractos
en las concentraciones a ensayar de 50 mg/mL, 100 mg/mL, 200 mg/mL, 300 mg/mL, 400 mg/mL,
500 mg/mL así como los controles positivo y negativo.
Las placas se incubaron a 37ºC durante 24 horas. Los resultados se evaluaron mediante la
lectura del diámetro del halo de inhibición del crecimiento de la cepa bacteriana.
Resultados y discusión
La introducción de la medicina fitoterápica en la medicina se tornó una importante opción
365
para profesionales del área de la salud. Contrariamente a lo que parece, la fitoterapia no ha sido
establecida para sustituir medicamentos convencionales prescriptos, más bien para aumentar las
opciones terapéuticas.
De acuerdo a los ensayos realizados, los extractos acuosos de Ilex paraguarienses presentaron
actividad inhibitoria frente a Enterococcus cloacae desde la concentración de 100mg/mL con halo de
2,3 cm, hasta 50 mg/mL con halo de 2,5 cm.
El uso tradicional de las plantas como medicamento, contribuirían para intensificar las
investigaciones en aceites esenciales y extractos con condiciones terapéuticas especificas (SIMÕES et
al., 2007).
Los resultados hasta aquí obtenidos permiten sugerir que el extracto acuoso de yerba mate
puede ser una perspectiva para la obtención de un antibiótico natural.
Agradecimientos
Los autores agradecen al Instituto Nacional de la Yerba Mate (INYM) por el aporte efectuado
a través del Programa Regional de Asistencia al Sector Yerbatero (PRASY) para la realización del
presente trabajo. Proyecto No. 31/09. Expte. 165/09.
Referencias bibliográficas
De Marillac, L. 2008. Compostos bioativos do material resinoso, subproduto do processamento da
erva-mate (Ilex paraguariensis A. St.- Hil.). Universidade Federal Do Paraná. Tese apresentada ao
Curso de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos.
Gonçalves, A.; Alves, F. y Menezes, H. 2008. Estudo comparativo da atividade antimicrobiana de
Extratos de algumas árvores nativas. Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências,
Departamento de Bioquímica e Microbiologia, Av. 24- A, 1515, CEP 13506-900, Rio Claro, SP,
Brasil.
Koneman, E.; Allen, S.; Janda, W.; Schreckenberger, P. y Winn Jr, M. 2008. Diagnótico
Microbiológico. 6 Ed. Río de Janeiro: MEDSI, p. 1465.
Márquez*, R; Vizcaíno*, A.; Pérez*, C. y Torres**, C. Evaluación de la actividad antibacterial del
extracto total en etanol de la hojas frescas de Pedilanthus tithymaloides l poit (ultimorrial). *Grupo
de Investigación Fitoquímica Universidad de Sucre (GIFUS), Departamento de Biología. Facultad de
Educación y Ciencias Sincelejo-Colombia. **Grupo de Investigación Fitoquímica Universidad del
Atlántico (GIF), Departamento de Química. Facultad de Ciencias Básicas Barranquilla-Colombia.
Przygodda, F. et al. Efeito da erva-mate (Ilex paraguariensis A. St.-Hil., Aquifoliaceae) sobre o
colesterol, triacilglicerídeos e glucose em ratos Wistar com dieta alimentar suplementada com
lipídeos e glicídeos. Rev. bras. farmacogn. [online]. 2010, V.20, Nº 6,.956-961.Epub 26-Nov-2010.
ISSN 0102-695X. doi: 10.1590/S0102-695X2010005000045.
Rates, S. 2004. Metilxantinas. In: SIMÕES, C.M.O. et al. Farmacognosia da planta ao medicamento.
5. ed. Porto Alegre: Editora Universidade Federal do Rio Grande do Sul, cap.34, 885-901.Rico, R. et
al. 1995. Estudio comparativo de flavonoides en especies austrosudamericanas del género Ilex. In
Winge, H. et al. Erva-mate: biologia e cultura no cone sul. Porto Alegre: Editora Universidade
Federal do Rio Grande do Sul, cap.22, 243-249.
SANTOS, P.O. et al. Investigação. Scucato, E. 1998. Erva-mate (Ilex paraguariensis, St. Hill.):
situação sanitária no Paraná durante o período de 1991 a 1986. Boletim do CEPPA, V. 16, Nº. 2, 217228.
Simões, C; Schenkel, E; Gosmann, G; Mello, J; Mentz, L; Petrovick,P. 2007. Farmacognosia da planta
ao
medicamento.
Florianópolis:
6ª
Ed.
Porto
Alegre/
Florianópolis:
Editora
Universidade/URFGS/Ed. Da UFSC.
Tortora, G.; Funke, B. y Case, C. 2005. Microbiologia. 8ª Ed. Porto Alegre: Artmed, p .920. Trabulsi,
L. y Rachid, L. 2004. Microbiología. 4 ed, São Paulo: Atheneu p. 720.
366
367
EFECTO DE LOS EXTRACTOS DE Ilex paraguariensis SOBRE PARÁMETROS
METABÓLICOS EN ANIMALES SOMETIDOS A DIETAS ENRIQUECIDAS
CALÓRICAMENTE
Gorzalczany, S.(1) , Cogoi, L. (2), Acevedo, C. (1), Ferraro, G. (2), Filip R. (2)
(1)
Cátedra de Farmacología. (2) Cátedra de Farmacognosia-IQUIMEFA. Facultad de Farmacia y
Bioquímica. UBA-CONICET. Junín 956, 2º piso. C1113AAD Buenos Aires, Argentina - 1 e-mail:
[email protected] ; 2e-mail: [email protected]
Resumen
El síndrome metabólico es una entidad compuesta por diversas alteraciones metabólicas abordadas
hasta ahora con fármacos de síntesis. En este trabajo se evaluó el efecto producido por los extractos
acuosos estandardizados de yerba mate (YM) sobre los parámetros metabólicos en animales que
fueron sometidos a una dieta de alta fructosa durante 12 semanas.
Los animales (ratas machos y hembras) se dividieron en 3 grupos. Un grupo recibió fructosa
al 10%, otro grupo recibió fructosa al 10% en una infusión al 5% de YM y el tercer grupo
recibió agua (control). El tratamiento con YM no produjo cambios significativos en los
niveles de glucemia y de presión arterial media, sin embargo indujo un descenso significativo
de los triglicéridos tanto en hembras como en machos y una disminución de la diuresis
inducida por la fructosa solamente en machos. Los resultados indican el potencial uso de esta
especie en patologías asociadas al síndrome metabólico.
Palabras clave: yerba mate, Ilex paraguariensis, síndrome metabólico, dieta hipercalórica, fructosa
EFFECT OF Ilex paraguariensis EXTRACTS ON THE METABOLIC PARAMETERS IN
ANIMALS SUBJECTED TO HIGH-CALORIE DIET
Abstract
Metabolic syndrome is an entity composed of several metabolic alterations treated so far with
synthetic drugs. In this study the effect produced by standardized aqueous extract of yerba mate (YM)
on the metabolic parameters in animals that were subjected to a high fructose diet for 12 weeks, was
evaluated The animals (male and female rats) were divided into 3 groups. One group received 10%
fructose, another group received 10% fructose in an infusion of 5% of YM and the third received water
(control). No significant changes in the blood glucose and in the mean arterial pressure were observed
in the group treated with YM, however a significant decrease in blood triglycerides in both females
and males rats and a decrease in the diuresis induced by fructose, only in males, was observed. The
results indicate the potential use of this species in diseases associated with metabolic syndrome.
Key words: yerba mate, maté, Ilex paraguariensis, metabolic syndrome, high-calorie diet, fructose
Introducción
El síndrome metabólico (SM) es una entidad compuesta por diversas alteraciones metabólicas
caracterizadas por la presencia de alguno de los siguientes factores: obesidad central, nivel alto de
triglicéridos, nivel bajo de colesterol HDL, hipertensión e hiperglucemia. La incidencia de este
síndrome ha sido estimado en más del 25% de la población en diferentes paìses. En los últimos años,
se ha aceptado como un marcador clínico de detección temprana de aumento de riesgo cardiovascular
y de diabetes tipo 2 (Elliot et al., 2002; Kohen-Avramoglu et al., 2003; Gupta et al., 2010; IDF, 2011).
Aunque la etiología del SM es aún desconocida, en muchos de los pacientes que la padecen
368
los factores genéticos, el estilo de vida y los hábitos alimenticios participan como factores relevantes
para el desarrollo de esta patología. Para abordar su estudio desde el punto de vista fisiopatológico,
como de noveles tratamientos en etapas preclínicas, es necesario el empleo de modelos animales que
tengan una buena correlación con la observada en humanos. En los últimos años han surgido
diferentes modelos animales en roedores relacionados con el SM, tanto genéticos como inducidos
químicamente (Panchal et al., 2011). Como consecuencia de la observación de la existencia de una
asociación entre el aumento del consumo de hidratos de carbono refinados en las forma de jarabe de
maíz de alta fructosa y el aumento de prevalencia de diabetes tipo 2 en humanos (Gross et al., 2004),
la sobrecarga dietética de fructosa en ratas es un modelo experimental válido para abordar su estudio.
La fructosa tiene efectos significativos tanto en el metabolismo de la glucosa como en el de lípidos
(Elliott et al., 2002).
Las alteraciones metabólicas asociadas se han abordado clínicamente mediante el empleo de
distintos grupos farmacológicos, tales como dislipemiantes, antidiabéticos, antihipertensivos, de
acuerdo a la sintomatología manifestada por el paciente (Gupta et al., 2010), sin embargo en los
últimos años se ha abordado el estudio de productos naturales que podrían resultar de interés en la
búsqueda de alternativas a los tratamientos empleados en la actualidad (Yin et al., 2008; Ansarullah et
al., 2010).
En los últimos tiempos se ha observado un creciente interés en Ilex paraguariensis y en el
producto resultado de su industrialización (yerba mate) especialmente en los países que no consumen
mate en forma tradicional. Actualmente se exporta a USA, Europa y Asia como droga vegetal y en
forma de extractos para preparaciones de uso medicinal y para alimentos funcionales. Los principales
usos tradicionales de la yerba mate incluyen propiedades nutritivas, estimulantes, diuréticas,
glucogenolíticas, lipolíticas y laxantes, demostrándose algunas de las actividades de interés tanto en
animales de laboratorio como en humanos (Gugliucci et al., 2002; Heck et al., 2007; De Morais et al.,
2009; Schinella et al., 2009; Bracesco et al., 2010).
En función de estos antecedentes, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de los
extractos de I. paraguariensis sobre los parámetros metabólicos asociados al síndrome metabólico en
animales sometidos a una dieta de alta fructosa.
Materiales y metodos
Material vegetal y preparación de los extractos
Se utilizó la misma partida de yerba mate comercial (hojas sin palo). El material fue identificado a
través del análisis botánico y por el perfil cromatográfico por HPLC de extractos acuosos en
comparación con muestras patrones. Se prepararon extractos acuosos al 5% por cocimiento.
Determinación de polifenoles totales
Se determinó por espectrofotometría (Shimatzu UV 2101) utilizando el reactivo de Folin-Ciocalteu. Se
utilizó ácido gálico (Sigma) como standard. El contenido de polifenoles totales (λ 765 nm) se calculó
por interpolación en la curva de calibración del standard (concentraciones utilizadas: 10 a 50 µg/mL r2 = 0,9996).
Valoración por HPLC
Se utilizó un equipo marca Varian serie 9000 compuesto por una bomba binaria Varian 9012. Columna
IB-SIL RP 18 (5 µm, 250 x 4.6 mm I.D.) Phenomenex. La mezcla de solventes estuvo compuesta por:
solvente A: agua:ácido acético (98:2); solvente B: metanol:ácido acético (98:2).
Para el análisis de los cafeilderivados se utilizó el siguiente gradiente: 15 % B a 40 % B, 30
min.; 40 % B a 75 % B, 10 min.; 75 % B a 85 % B, 5 min.,Flujo: 1.2 mL/min.
Para el análisis de cafeína y teobromina el gradiente utilizado fue: 17 % B a 20 % B, 10 min.;
20 % B (isocrático), 5 min.; 20 % B a 23 % B, 10 min., 23 % B a 100 % B, 5 min. Flujo: 1,0 mL/min.
369
La identificación y cuantificación de los compuestos se realizó por comparación del tiempo de
retención y del espectro UV con las sustancias patrones utilizando para ello un detector UV Varian
9050 con arreglo de fotodiodos. λ 325 nm para cafeilderivados. Rutina: λ 254 nm y λ 273 nm para
cafeína y teobromina. Los métodos fueron desarrollados y validados previamente para el análisis de
los cafeilderivados, flavonoides y metilxantinas en Ilex spp. (Filip et al., 1998, 2001).
Sustancias patrones
Se utilizaron testigos marca Sigma. Los isómeros del ácido isoclorogénico (3,4-DCQ; 3,5-DCQ y 4,5DCQ) fueron valorados y expresados como cinarina (1,5-DCQ).
Animales
Los animales (ratas) fueron suministrados por el bioterio de la Facultad de Farmacia y Bioquímica,
Universidad de Buenos Aires. Los individuos experimentales fueron utilizados de acuerdo a
lineamientos y regulaciones nacionales e internacionales relacionadas con el cuidado y uso de
animales de laboratorio.
Ensayos in vivo
Los animales se dividieron en 3 grupos experimentales. Cada grupo accedió solamente a la solución
asignada como bebida durante las 12 semanas de tratamiento de acuerdo al siguiente esquema. Grupo
de fructosa: solución de fructosa al 10%, grupo de fructosa+Ilex: solución de fructosa al 10% en una
infusión al 5% de I. paraguariensis y grupo control: agua. Finalizado el tratamiento (a las 12
semanas): se recolectó orina de 24 hs, manteniendo los animales en jaulas metabólicas, se realizó una
extracción retroorbital de sangre para las determinaciones de triglicéridos y glucemia con un kit
colorimétrico comercial (Wiener lab.), se canuló la arteria carótida derecha para la obtención de
registros de presión arterial directa y frecuencia cardíaca y finalmente los animales fueron sacrificados
para exponer la cavidad torácica y rápidamente remover la aorta torácica.
Ensayos in vitro
Los anillos de aorta torácica fueron sumergidos en una solución de Krebs (ClNa 118 mM, ClK 4,7
mM, glucosa 11,1 mM, EDTA 4 µM, 7 mM, Cl2Mg 1,15 mM, PO4H2Na 1,13 mM, Cl2Ca 2,55 mM,
CO3HNa 25 mM, ácido ascórbico 0,11 mM), se limpió el vaso del tejido adyacente y se cortan anillos
de aproximadamente 4 mm de longitud. Cada anillo se colocó en un baño de órgano aislado
sumergido en la solución nutritiva a 37 ºC y burbujeada con una mezcla de 95% de oxígeno y 5% de
dióxido de carbono. Se registró la tensión a través de un transductor de fuerza (Grass Instrument Co,
modelo FT 03 B) acoplado a un polígrafo (modelo RPS 7C 8, Grass Instrument Co) para la medida de
la tensión isométrica. Los anillos se llevaron a una tensión basal de 2 g. Luego de 60 minutos y cuando
la tensión isométrica fue estable se iniciaron los experimentos. Para evaluar el efecto de la Ach o del
nitroprusiato de sodio se precontrajeron los anillos con fenilefrina 10-7 M.
Análisis estadístico
Los resultados son expresados como media ±ESM de seis animales. *p<0.01 indica las diferencias
significativas respecto al grupo control (Student-Newman-Keuls).
Resultados y discusion
El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de los extractos de yerba mate como una
alternativa natural que permita abordar los trastornos metabólicos inducidos por la ingesta elevada de
fructosa.
Se utilizó la misma partida de yerba mate comercial con el fin de tener un material vegetal de
identidad y calidad constante. Se prepararon cocimientos al 5% con el fin de reproducir una de las
formas naturales de consumo. Los extractos fueron valorados por espectrofotometría (método de Folin
Ciocalteu) y estandardizados en el contenido de polifenoles totales (0,30% ± 10% P/V). La
composición cuali-cuantitativa de los extractos se realizó por HPLC. Los resultados se muestran en la
370
Tabla 1
Tabla 1. Contenido de cafeilderivados, rutina y metilxantinas en los cocimientos de yerba mate
obtenidos por HPLC.
Compuesto
Ácido Clorogénico
Ácido Cafeico
3,4-DCQ*
3,5-DCQ*
4,5-DCQ*
Rutina
Cafeína
Teobromina
Concentración %
0.0826±0.0040
0.0025±0.0001
0.0323±0.0030
0.0475±0.0060
0.0657±0.0070
0.0462±0.0070
0.0277±0.0050
0.0053±0.0003
Los valores representan el valor promedio ± ESM de tres determinaciones y se encuentran referidos a 100 mL de
extracto. DCQ: dicafeilquínico. * valorados y expresados como cinarina (1,5-DCQ)
La solución de fructosa indujo un ligero aumento de la presión arterial media, de la glucemia,
de la trigliceridemia y de la diuresis de 24 horas, resultando un modelo adecuado para evaluar la
eficacia de los extractos de yerba mate (Tabla 2).
El tratamiento con I. paraguariensis indujo un descenso significativo de los triglicéridos en
sangre tanto en hembras como en machos y un descenso de la diuresis inducida por la fructosa
solamente en machos. Sin embargo no modificó los cambios inducidos por la fructosa en los niveles
de glucemia y de presión arterial media (Tabla 2).
Tabla 2. Parámetros bioquímicos y cardíacos de los diferentes grupos experimentales
Sexo
Tratamiento
Diuresis
(mL/ 24 h)
Presión
arterial
media
(mmHg)
100±2
Frecuencia
cardíaca
(lpm)
Triglicerid
emia
Glucemia
(mg/mL)
425±15
(mg/mL)
0.15±0.02
76.6±3.3
Control
6.3±0.9
Fructosa
29.5±6.2*
112±5*
437±16
0.32±0.01*
110.0±6.5*
Fructosa+
I. paraguariensis
Control
26.6±2.8*
107±3*
440±17
0.20±0.03
102.0±2.6*
13.7±3.1
99±1
431±16
0.21±0.04
69.0±2.5
Fructosa
63.6±9.8*
118±4*
421±10
1.10±0.20*
109.6±6.0*
Fructosa+
I. paraguariensis
20.2±3.1
113±2*
415±12
0.31±0.06
106.1±4.5*
Hembras
Machos
Los resultados son expresados como media ±ESM de seis animales. *p<0.05 versus grupo control
(ANOVA y test a posteriori Student-Newman-Keuls)
El endotelio está constituído por una monocapa de células que recubre el interior de los vasos
sanguíneos y es responsable de la regulación de la reactividad vascular y de controlar el tono de la
371
musculatura lisa vascular. Es un órgano blanco que puede ser afectado por diferentes patologías como
la hipertensión, diabetes e hiperlipidemia, entre otras. El estudio de la funcionalidad del endotelio
puede ser abordado analizando la actividad de dos agentes vasodilatadores clásicos (acetilcolina y
nitroprusiato de sodio) en anillos aislados de aorta torácica. La acetilcolina requiere de endotelio
intacto y funcional para ejercer su efecto vasodilatador, sin embargo el nitroprusiato de sodio produce
relajación vascular aún cuando la integridad del endotelio está comprometida, debido a su capacidad
de liberar óxido nítrico (factor relajante).
En ratas hembras no se observaron cambios en la respuesta inducida por acetilcolina y
nitroprusiato de sodio en los diferentes grupos experimentales estudiados. Sin embargo, la ingesta de
fructosa produjo una menor relajación inducida por acetilcolina en las ratas machos, sin observarse
ninguna modificación de la respuesta inducida por nitroprusiato de sodio. La ingesta conjunta de
fructosa con los extractos de I. paraguariensis mejora el efecto vasodilatador inducido por el agente
relajante dependiente de endotelio (Tabla 3).
Tabla 3. Relajación inducida por acetilcolina y nitroprusiado de sodio en anillos aislado de aorta
torácica
Tratamiento
Control
Hembras Fructosa
Fructosa+
I. paraguariensis
Control
Machos Fructosa
Fructosa+
I. paraguariensis
Acetilcolina
DE 50
Efecto máximo
Relajación (%)
Nitroprusiato de sodio
DE 50
Efecto máximo
7.12 10-8 M
6.58 10-8 M
7.34 10-8 M
95
82
90
3.01 10-9 M
2.86 10-9 M
5.46 10-9 M
98
98
99
1.12 10-7 M
2.85 10-7 M*
1.43 10-7 M
81
58 *
73
2.98 10-9 M
3.00 10-9 M
2.95 10-9 M
96
95
98
Los resultados son expresados como media ±ESM de seis animales. *p<0.05 versus grupo control
(ANOVA y test a posteriori test de Dunnet)
Conclusiones
Los extractos acuosos de yerba mate podrían ser considerados una alternativa natural para
prevenir patologías metabólicas asociadas al síndrome metabólico en las condiciones estudiadas.
Agradecimentos
Este trabajo fue realizado con fondos del Proyecto UBACYT B 116. Se agradece la colaboración de la
Sra. Norma Basualdo, técnica del CONICET por la preparación de los extractos.
Referencias bibliográficas
Ansarullah; Vahaban Bharucha; Vaibhav Patel; Ramachandran, A. V. 2010. Oreocnide integriforia
(Gaud.) Miq leaf water extract improves metabolic alterations in high fructosa fed insulin resistant
and hypertensive rats. In: European Journal of Integrative Medicine (2): 79-87.
Bracesco N., Sánchez A., Contreras V., Menini T., Gugliucci A. 2010. Recent advances on Ilex
paraguariensis research: Minireview. In: J. of ethnopharmacol.
De Morais, E.C.; Stefanuto, A.; Klein, G.A.; Boaventura, B.C.B.; De Andrade, F.; Wazlawik, E.et al.
2009. Consumption of yerba mate (ilexparaguariensis) improves serum lipid parameters in healthy
dyslipidemic subjects and provides an additional LDL-cholesterol reduction in individuals on statin
therapy. In: Journal of Agricultural and Food Chemistry 57 (18) 8316-8324.
372
Elliott, S.S.; Keim, N.L.; Stern, J.S.; Teff, K. y Havel, P.J. 2002. Fructose, weight gain, and the insulin
resistance syndrome. In: The American Journal of Clinical Nutrition 76:911-22.
Filip, R., López, P., Coussio, J. and Ferraro, G. Mate substitutes or adulterants : Study of Xanthine
Content. .Phytotherapy Research, 12, 129-131, 1998
Filip, R. López, P., Giberti, G. Coussio, J., Ferraro, G. Phenolic compounds in seven Southamerican
Ilex species Fitoterapia 72 774-8, 2001.
Gross, L.S.; Li, L.; Ford, E.S. y Liu, S. 2004. Increased consumption of refined carbohydrates and the
epidemic of type 2 diabetes in the United States: an ecologic assessment. In: The American Journal
of Clinical Nutrition 79:774-9.
Gugliucci, A. y Menini, T. 2002. The botanical extracts of Achyrocline satureoides and Ilex
paraguariensis prevent methylglyoxal-induced inhibition of plasminogen and antithrombin III. In
Life Sciences 72:279-292.
Gupta, A., Gupta, V. 2010. Metabolic syndrome: What are the risks for humans? In: Bioscience Trends
4(5): 204-212.
Heck, C., de Mejía, E. 2007. Yerba mate tea (Ilex paraguarienses): a comprehensive review on
chemistry, Health implications and technological considerations. In; Journal of food science 72;
R138-R151.
IDF: International Diabetes Federation. Consensus worldwide definition of the metabolic syndrome.
[On line] www.idf.org Fecha de acceso: 10-Febrero-2011
Kohen-Avramoglu, R.; Theriault, A y Adeli, K. 2003. Emergence of the metabolic syndrome in
childhood: an epidemiological overview and mechanistic link to dyslipidemia. In: Clinical
Biochemistry 36:413–20.
Panchal, S., Brown, L. 2011. Rodent models for metabolic syndrome research. In: Journal of
Biomedicine and Biotechnology: ID 351982
Schinella, G., Fantinelli, J., Tournier, H., Prieto, J., Spegazzini, E., Debenedetti, S., Mosca, S.
Antioxidant and cardioprotective effects of Ilex brasiliensis: A comparative study with Ilex
paraguariensis (yerba mate). In; Food Research International 42: 1403–1409.
Yin, J., Zhang H., Ye, J. 2008. Traditional chinese medicine in treatment of metabolic syndrome. In:
Endocr. Metab. Immune Disord Drug Targets 8(2); 99-111
373
EFECTO MODULADOR DE UN EXTRACTO ACUOSO DE Ilex paraguariensis
SOBRE LAS ENZIMAS ANTIOXIDANTES DE GLÁNDULA SUBMANDIBULAR DE
RATA HEMBRA.
S. Turner1, R. Filip1,2, C Anesini1,2
1
IQUIMEFA-UBA-CONICET, 2Cátedra de Farmacognosia, Facultad de Farmacia y
Bioquímica, UBA. Junin 956 2do piso, Ciudad Autónoma de Buenos Aires.
[email protected]
Resumen
El peróxido de hidrógeno (H2O2) presente en situaciones patológicas y fisiológicas es modulado por
catalasa (CAT) y superoxido dismutasa (SOD). Ilex paraguariensis presenta acción antioxidante. El
objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de un extracto acuoso de I. paraguariensis (EA)
sobre CAT, SOD y H2O2 en homogeneizados de glándula submandibular de rata normal. Resultados:
actividad (% de incremento o disminución),* p<0,05; ** p< 0,01 respecto a controles de acuerdo a
prueba T