Avaliação da atividade antibacteriana de cítricos provenientes de sistemas de produção orgânica de base agroecológica

Abstract

Atualmente, há uma demanda crescente por agentes antimicrobianos de origem natural, principalmente nos setores de alimentos e cosméticos, acompanhando o aumento da busca por produtos mais naturais e menos prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. Alinhada a essa tendência, a produção e processamento de alimentos provenientes de sistemas agroecológicos carece de insumos para os processos de desinfecção, utilizando muitas vezes desinfetantes convencionais, como os clorados. Inúmeros estudos prospectivos, entretanto, indicam a existência de ação antimicrobiana em diversas fontes vegetais, como as frutas cítricas, largamente cultivadas no Brasil. Sua cadeia gera toneladas de resíduos com potencial de ação antimicrobiana, como cascas e frutos verdes. Há evidências de que vegetais cultivados ecologicamente possuem maior quantidade de substâncias antimicrobianas, porém há poucos estudos nesse sentido. Em razão disso, o objetivo do estudo foi determinar a atividade antibacteriana de extratos etanólicos e óleos essenciais de cascas e frutos de citros verdes e maduros cultivados segundo princípios agroecológicos e identificar os compostos químicos responsáveis por essa atividade. Para tanto, foram obtidos frutos verdes e cascas de laranjas ‘Valência’, de tangerinas ‘Ponkan’ e ‘Montenegrina’, de limão ‘Cravo’ (ou limão ‘Bergamota’) e de pomelo, cultivados em sistemas agroecológicos, e foram preparados extratos etanólicos brutos a partir do material fresco e triturado. Óleos essenciais de citros foram fornecidos pela cooperativa de citricultores orgânicos do Vale do Caí/RS (Ecocitrus). A atividade antibacteriana in vitro foi avaliada pelo método de macrodiluição quanto à Concentração Inibitória Mínima (CIM) e à Concentração Bactericida Mínima (CBM) frente a cinco diferentes linhagens bacterianas e por testes de suspensão. Para a investigação dos componentes dos extratos relacionados a esta ação, foi determinada a acidez total e a concentração de ácido ascórbico por titulações com NaOH 0,1 M e 2,6-diclorofenol indofenol, respectivamente. A determinação da composição química dos óleos foi conduzida em cromatógrafo gasoso acoplado a espectrômetro de massas. Todos os extratos etanólicos exibiram ação antibacteriana, com destaque para os extratos de frutos inteiros verdes, principalmente de limão ‘Cravo’ e de tangerinas. A acidez total teve relação direta com a intensidade da atividade antimicrobiana, indicando que entre os componentes analisados, os mais ativos foram ácidos orgânicos. Detectou-se atividade sinergética entre componentes do limão ‘Cravo’, já que o extrato do fruto inteiro foi mais ativo do que os de suas partes. Testes de suspensão in vitro com extrato de tangerina ‘Montenegrina’ verde demonstraram forte ação bactericida (redução de 7 a 8 log UFC/ml) em tempos usuais de contato (30 min.). Os óleos essenciais agiram especificamente sobre Enterococcus faecalis, com valores de CBM próximos a 0,5% (v/v). O óleo de limão também foi efetivo contra S. aureus (CBM de 0,75% v/v), porém a ação bactericida dos óleos foi geralmente baixa ou inexistente (≥8% v/v), resultando em pouca aplicabilidade em alimentos e cosméticos. Os resultados encontrados indicam grande potencial de utilização de extratos de frutos verdes, descartados no período de raleio de árvores cítricas, como agentes antibacterianos nos processos de desinfecção e na conservação.

Currently, there is a growing demand for antimicrobial agents of natural origin, mainly in the food and cosmetic fields, which is reflected in the growing search for more natural and green products. The production and processing of organic foods is not associated with the processes of disinfection, which often use conventional products based on chlorine. Numerous prospective studies, however, indicate that various plant sources, such as citrus fruits, which are widely grown in Brazil, exhibit antimicrobial activity. Thus, the processing of these fruits generates a large amount of waste, such as peels and green fruits, with potential antimicrobial activity. There is evidence that ecologically grown plants contain a higher amount of antimicrobial substances than cultivated plants, but few studies have assessed this difference. Thus, the aim of the present study was to determine the antibacterial activity of ethanolic extracts and essential oils of citrus fruit peels and young fruits cultivated under agroecological principles and to identify the chemical compounds responsible for the determined activity. Therefore, organic young fruits and peels of ‘Valencia’ oranges, ‘Ponkan’ and ‘Montenegrina’ tangerines, ‘Rangpur’ limes, and grapefruits of ecological cultivars were obtained, and crude ethanol extracts were prepared from the fresh ground material. The essential oils of citrus were provided by a cooperative of organic citrus growers from the region of the ‘Caí’ river valley in Rio Grande do Sul, Brazil. The in vitro antibacterial activity was evaluated based on the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and the Minimum Bactericidal Concentration (MBC) against five different bacterial strains using the macrodilution method and through suspension tests. To investigate the chemical components of the extracts responsible for the observed antimicrobial action, the total acidity and the ascorbic acid concentration were determined by titration with 0.1 M NaOH and 2,6- dichlorophenol indophenol, respectively. The determination of the chemical composition of the oils was conducted through gas chromatography coupled to mass spectrometry. All of the ethanolic extracts, particularly those of young ‘Rangpur’ limes and tangerines, exhibited antibacterial activity. The total acidity was directly related to the intensity of the antimicrobial activity, indicating that the most active of the compounds identified are the organic acids. It can be concluded the components of ‘Rangpur’ lime exhibit synergistic activity because the young, whole fruit was more active than its parts. The in vitro suspension tests performed using the extract of young ‘Montenegrina’ tangerines exhibited strong bactericidal activity (reduced the bacterial count by 7-8 log CFU/ml) within the usual contact times (30 min). The essential oils acted specifically on Enterococcus faecalis with MBC values close to 0.5% (v/v). Lemon oil is also effective against S. aureus (MBC = 0.75% v/v). However, the bactericidal effect of most oils was insignificant for food and cosmetic purposes due to their slight or lack of antibacterial activity (MBC ≥ 8% v/v). The results indicate the great potential of the young fruits discarded during the thinning of citrus trees as antibacterial agents for disinfection processes and conservation.