Rapid and sensitive hormonal profiling of complex plant samples by liquid chromatography coupled to electrospray ionization tandem mass spectrometry

Background Plant hormones play a pivotal role in several physiological processes during a plant's life cycle, from germination to senescence, and the determination of endogenous concentrations of hormones is essential to elucidate the role of a particular hormone in any physiological process. Availability of a sensitive and rapid method to quantify multiple classes of hormones simultaneously will greatly facilitate the investigation of signaling networks in controlling specific developmental pathways and physiological responses. Due to the presence of hormones at very low concentrations in plant tissues (10-9 M to 10-6 M) and their different chemistries, the development of a high-throughput and comprehensive method for the determination of hormones is challenging. Results The present work reports a rapid, specific and sensitive method using ultrahigh-performance liquid chromatography coupled to electrospray ionization tandem spectrometry (UPLC/ESI-MS/MS) to analyze quantitatively the major hormones found in plant tissues within six minutes, including auxins, cytokinins, gibberellins, abscisic acid, 1-amino-cyclopropane-1-carboxyic acid (the ethylene precursor), jasmonic acid and salicylic acid. Sample preparation, extraction procedures and UPLC-MS/MS conditions were optimized for the determination of all plant hormones and are summarized in a schematic extraction diagram for the analysis of small amounts of plant material without time-consuming additional steps such as purification, sample drying or re-suspension. Conclusions This new method is applicable to the analysis of dynamic changes in endogenous concentrations of hormones to study plant developmental processes or plant responses to biotic and abiotic stresses in complex tissues. An example is shown in which a hormone profiling is obtained from leaves of plants exposed to salt stress in the aromatic plant, Rosmarinus officinalis.

Óleo essencial de alecrim no controle de doenças e na indução de resistência em videira

O objetivo deste trabalho foi determinar as características químicas do óleo essencial de alecrim e o seu efeito na produtividade, no controle da mancha da folha e do míldio, e na indução de resistência em videira 'Isabel'. O experimento foi realizado em vinhedo comercial, em dois ciclos consecutivos. Os tratamentos consistiram das doses do óleo essencial: 0, 500, 1.000, 2.000 e 4.000 µL L-1, além dos tratamentos Tween 80%, calda bordalesa, acibenzolar-S-metil e mancozebe. Foram avaliados a severidade da mancha da folha e do míldio, a atividade das enzimas quitinase e catalase, a massa e o número de cachos e as características químicas das uvas. Houve efeito quadrático das doses do óleo essencial de alecrim, para severidade da mancha da folha e do míldio da videira, nos dois ciclos, com resultados semelhantes aos dos tratamentos com calda bordalesa, acibenzolar-S-metil e mancozeb. Também houve aumento no número e na massa dos cachos, bem como na produtividade. O óleo essencial não interferiu nas características químicas das uvas. Observaram-se aumento na atividade da enzima quitinase e redução na atividade da catalase nas folhas. O óleo essencial nas doses de 500, 1.000 e 2.000 μL L-1 é uma alternativa para o controle de doenças da videira 'Isabel'.

La Restauración ecológica de canteras: un caso con aplicación de enmiendas orgánicas y riegos

La restauración ecológica de espacios afectados por minería a cielo abierto debe tener como objetivo reconstruir los ecosistemas naturales del entorno. En ambientes forestales, la presencia de especies leñosas proporciona el grado de integración y funcionalidad de las zonas en fase de recuperación, pero la presión social puede determinar que estas expectativas se limiten a obtener cubiertas de herbáceas para obtener una incorporación visual, 'verde', rápida. El uso de enmiendas orgánicas y riego puede contribuir a acelerar el establecimiento de esta cubierta. Sin embargo, los proyectos de restauración deben considerar técnicas a corto plazo que compatibilicen la estabilización del substrato con la recuperación de las comunidades vegetales de referencia. Una cubierta herbácea densa, podría comprometer el establecimiento de componentes clave de los ecosistemas de referencia. En este documento presentamos los resultados de la evaluación del efecto de la aplicación de compost y riego sobre la tasa de erosión, la cobertura vegetal y la respuesta de brinzales de especies leñosas en una cantera de caliza situada en el Macizo del Garraf (Barcelona, España). La presencia de cubiertas herbáceas integró visualmente las áreas rápidamente y tuvo un efecto positivo sobre el control de la erosión superficial, aunque su composición y estructura fueron muy distintas a las de su entorno natural. La adición de compost y el riego incrementaron la cubierta herbácea. Al margen de Pinus halepensis, las especies leñosas plantadas presentaron una supervivencia del 50-60%. Dos especies, Rhamnus alaternus y Rosmarinus officinalis se vieron negativamente afectadas por la cubierta herbácea. A partir de los resultados obtenidos, discutimos el efecto de la introducción de leñosas sobre la diversidad y su papel como núcleos de dispersión y posterior expansión.

Voltametria de Pulso Diferencial (VPD) em estado sólido de manchas de Cromatografia de Camada Delgada (CCD): um novo método de análise para fitoativos antioxidantes

A new electroanalytical method coupling TLC-DPV in solid state was developed for quantitative determination of phytoantioxidants with medicinal purpose, e.g. rosmarinic acid (RA) in samples of phytopharmaceuticals, e.g. rosemary (Rosmarinus officinalis L.). The method showed to be feasible, presenting linearity in concentrations ranging from 0.694 x 10-3 to 9.526 x 10-3 mol L-1 (r = 0.9945), good sensibility, selectivity, reproducibility, repeatability, agility and affordable cost. The concentrations of RA in different extracts of rosemary ranged from 0.05 to 0.52 (% w/w), presenting high recovery levels when compared to HPLC.

Queima foliar e tombamento de mudas em plantas medicinais causadas por Rhizoctonia solani AG1 - 1B

Recentemente, em plantas medicinais da família Labiatae (Rosmarinus officinalis, Lavandula sp., Salvia officinalis e Thymus vulgaris), constatou-se tombamento de mudas em pós-emergência e queima foliar ascendente. Em isolamentos efetuados a partir de tecidos doentes, observou-se o desenvolvimento de um fungo com hifas ramificadas em ângulo de aproximadamente 90º, constrição na base da ramificação, septo próximo à inserção da hifa lateral e outras características típicas do gênero Rhizoctonia. Inoculou-se o fungo em plantas sadias cultivadas em vasos plásticos. Naquelas inoculadas por pincelamento de inóculo, ocorreu queima foliar de forma generalizada aos quatro dias da inoculação, enquanto nas inoculadas pela deposição de inóculo na superfície dos vasos, houve queima foliar ascendente, como observado em condições naturais, aos dez dias da inoculação. Com base na morfologia da colônia, crescimento micelial, número de núcleos, identificação do grupo e subgrupo de anastomose e da fase teleomórfica, o patógeno foi caracterizado como Rhizoctonia solani (fase anamórfica de Thanatephorus cucumeris). Com a reprodução dos sintomas da doença por inoculação artificial nas mudas e o reisolamento, em meio de batata dextrose ágar (BDA), do mesmo fungo a partir de tecidos doentes confirmou-se R. solani como o agente etiológico da doença.

Ação de tinturas e óleos essenciais de plantas medicinais sobre o crestamento bacteriano comum do feijoeiro e na produção de proteínas de indução de resistência

A exploração da atividade biológica de compostos secundários presentes nas tinturas ou em óleos essenciais de plantas podem representar, ao lado da indução de resistência, mais uma forma potencial de controle de doenças em plantas cultivadas. O presente trabalho objetivou avaliar o potencial de tinturas de Lippia alba, Lippia sidoides, Mikania glomerata, Equisetum sp. e Hedera helix e óleos essenciais de Rosmarinus officinalis e Cinnamomum zeylanicum nas atividades in vitro, in vivo e na produção de proteínas na indução de resistência, em plantas de feijão vagem cultivar Bragança. Os resultados obtidos demonstraram que as tinturas de L. alba e L. sidoides e os óleos essenciais (R. officinalis e C. zeylanicum) apresentaram atividade in vitro aos isolados de Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli. Todas as tinturas ensaiadas apresentaram menores valores do progresso da doença (AACPD), em relação à testemunha, merecendo destaque a tintura de L. alba, que estavam correlacionadas com os maiores teores de polifenoloxidase, peroxidase e proteínas solúveis totais, evidenciando uma possível indução de resistência. Os óleos essenciais não apresentaram diferença na AACPD e nem na indução de proteínas.

Propriedade antibacteriana de óleos essenciais de especiarias sobre bactérias contaminantes de alimentos

As especiarias são conhecidas por exercerem uma estabilidade frente à ação de microrganismos, estando inseridas no grupo dos alimentos estáveis. Esta propriedade conservante das especiarias está relacionada com a presença de compostos antibacterianos na sua composição. Tais compostos podem ser usados no combate a bactérias deteriorantes de alimentos, por esse motivo, este trabalho visa à investigação da propriedade antimicrobiana dos óleos essenciais de Cinnamomum zeylanicum Blume, Coriandrum sativum L., Cuminum cyminum L., Mentha. piperita L., Ocimum basilicum L., Origanum majorana L., Pimpinella anisum L., Piper nigrum L., Rosmarinus officinalis L. e Zingiber officinalis Rosc. frente a bactérias contaminantes de alimentos. Para esse estudo, foram selecionadas 10 cepas bacterianas deteriorantes de alimentos. Para a realização dos ensaios antibacterianos, foi utilizado o método de difusão em meio sólido. Os resultados mostram que os óleos essenciais das folhas do E. caryophyllata e da C. zeylanicum mostraram uma eficiência na inibição de todas as cepas bacterianas ensaiadas. Os outros óleos produziram atividade antibacteriana, porém com menor espectro de ação. A pesquisa de tais produtos mostra-se bastante promissora, sendo essa uma boa alternativa para a substituição de aditivos químicos em alimentos.

Rosemary extract and celery-based products used as natural quality enhancers for colonial type salami with different ripening times

This study aimed to evaluate the use of rosemary (Rosmarinus officinalis) extract (RE), celery (Apium graveolis), and low levels of NO3 and NO2 as natural agents to enhance the quality of colonial salami. Salami was produced according to three treatments: (A) Control: 0.1% curing salt; (B) Rosemary: 0.05% curing salt + 0.5% RE (rosemary extract); and (C) Rosemary+celery: 0.14% Veg 503 + 0.27% Veg 504 (sea salt plus celery) + 0.5% of RE (rosemary extract). There was no effect (P > 0.05) of the treatments on water activity, Na content, and residual NO3 and NO2. Fatty acids C18:2 and C20:4 were reduced (P < 0.05) during the ripening period in the Control treatment indicating possible oxidation. The use of celery resulted in lower pH values (P < 0.05) in the salami. Reduced addition of NO3 and NO2 resulted in salami lighter in color (higher L* values, P < 0.05) at the 12th day of ripening. In conclusion, celery-based products proved to be an effective source of NO2 and NO3 for color development, but the low pH of the product indicates the need for better evaluation of its use in fermented salami. The RE (rosemary extract) reduced fat oxidation in salami, but this needs further evaluation.

Influence of spray drying operating conditions on microencapsulated rosemary essential oil properties

Spray drying is an important method used by the food industry in the production of microencapsulated flavors to improve handling and dispersion properties. The objective of this study was to evaluate the influence of the process conditions on the properties of rosemary essential oil microencapsulated by spray drying using gum Arabic as encapsulant. The effects of the wall material concentration (10-30%), inlet air temperature (135-195 ºC), and feed flow rate (0.5-1.0 L.h-1) on the moisture content, hygroscopicity, wettability, solubility, bulk and tapped densities, particle density, flowability, and cohesiveness were evaluated using a 2³ central composite rotational experimental design. Moisture content, hygroscopicity and wettability were significantly affected by the three factors analyzed. Bulk density was positively influenced by the wall material concentration and negatively by the inlet air temperature. Particle density was influenced by the wall material concentration and the inlet air temperature variables, both in a negative manner. As for the solubility, tapped density, flowability, and cohesiveness, the models did not fit the data well. The results indicated that moderate wall material concentration (24%), low inlet air temperature (135 ºC), and moderate feed flow rate (0.7 L.h-1) are the best spray drying conditions.

Antioxidant activity of selected phenols and herbs used in diets for medical conditions.

The antioxidant capacity of some herbs used in dietology practice was determined by the DPPH free radical method, which was calibrated with ascorbic acid. Partially hydrophilic phenolic compounds are the most active compounds in plants, and therefore water was used as the extraction agent. Besides antioxidant capacity, the content of total phenolic compounds was also measured and a strong correlation between these two variables was found. The extracts of lemon balm (Melissa officinalis L.), peppermint (Mentha x piperita L.), oregano (Origanum vulgare L.), Greek oregano (Origanum heracleoticum L.), sage (Salvia officinalis L.) and winter savory (Satureja montana L.) showed very significant activity. It was comparable with the activity of green tea in the case of oregano and peppermint. Lower activity was observed in the case of rosemary (Rosmarinus officinalis L.), marjoram (Majorana hortensis), hyssop (Hyssopus officinalis L.), sweet basil (Ocimum basilicum), and lovage (Levisticum officinale Koch.). The inhibitory activity of the herb extracts was monitored also during the autooxidation of lard. Very high antioxidant capacity was observed mainly in sage samples, but also in marjoram and Greek oregano. The extracts of peppermint, oregano, rosemary, winter savory, lemon balm and hyssop showed middle activity comparable to that of alpha-tocopherol. The antioxidant capacity of sweet basil and lovage was insignificant.

Camarão Litopenaeus vannamei: componentes de importância nutricional na carne e nos resíduos do beneficiamento

Farming of marine shrimp is growing worldwide and the Litopenaeus vannamei (L. vannamei) shrimp is the species most widely cultivated. Shrimp is an attractive food for its nutritional value and sensory aspects, being essential the maintenance of this attributes throughout storage, which takes place largely under freezing. The aim of this research was to evaluate quality characteristics of Litopenaeus vannamei shrimp, during freezing storage and to verify the effect of rosemary (Rosmarinus officinalis) adding. Considering the reutilization of processing shrimp wastes, total carotenoids analysis were conducted in waste of Litopenaeus vannamei shrimp and in the flour obtained after dryer. Monthly physicochemical and sensorial analysis were carried out on shrimp stored at 28,3 ± 3,8ºC for 180 days. Samples were placed in polyethylene bags and were categorized as whole shrimp (WS), peeled shrimp (PS), and PS with 0,5% dehydrated rosemary (RS). TBARS, pH, total carotenoid and sensorial Quantitative Descriptive Analysis (QDA) were carried out. Carotenoid total analysis was conducted in fresh wastes and processed flour (0 day) and after 60, 120 and 180 days of frozen storage. After 180 days, RS had lower pH (p = 0.001) and TBARS (p = 0.001) values and higher carotenoids (p = 0.003), while WS showed higher carotenoid losses. Sensory analysis showed that WS were firmer although rancid taste and smell were perceived with greater intensity (p = 0.001). Rancid taste was detected in RS only at 120 days at significantly lower intensity (p = 0.001) than WS and PS. Fresh wastes had 42.74μg/g of total carotenoids and processed flour 98.51μg/g. After 180 days of frozen storage, total carotenoids were significantly lower than 0 day (p<0,05). The addition of rosemary can improve sensory quality of frozen shrimp and reduce nutritional losses during storage. Shrimp wastes and flour of L. vannamei shrimp showed considerable astaxanthin content however, during storage it was observed losses in this pigment

Ação de tinturas e óleos essenciais de plantas medicinais sobre o crestamento bacteriano comum do feijoeiro e na produção de proteínas de indução de resistência

A exploração da atividade biológica de compostos secundários presentes nas tinturas ou em óleos essenciais de plantas podem representar, ao lado da indução de resistência, mais uma forma potencial de controle de doenças em plantas cultivadas. O presente trabalho objetivou avaliar o potencial de tinturas de Lippia alba, Lippia sidoides, Mikania glomerata, Equisetum sp. e Hedera helix e óleos essenciais de Rosmarinus officinalis e Cinnamomum zeylanicum nas atividades in vitro, in vivo e na produção de proteínas na indução de resistência, em plantas de feijão vagem cultivar Bragança. Os resultados obtidos demonstraram que as tinturas de L. alba e L. sidoides e os óleos essenciais (R. officinalis e C. zeylanicum) apresentaram atividade in vitro aos isolados de Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli. Todas as tinturas ensaiadas apresentaram menores valores do progresso da doença (AACPD), em relação à testemunha, merecendo destaque a tintura de L. alba, que estavam correlacionadas com os maiores teores de polifenoloxidase, peroxidase e proteínas solúveis totais, evidenciando uma possível indução de resistência. Os óleos essenciais não apresentaram diferença na AACPD e nem na indução de proteínas.

Análise farmacognóstica e atividade antibacteriana de extratos vegetais empregados em formulação para a higiene bucal

A utilização de extratos vegetais vem se tornando uma alternativa importante para a prevenção de doenças periodontais. Este trabalho objetivou desenvolver uma formulação de enxagüatório bucal, contendo, em associação, extratos hidroalcoólicos de Rosmarinus officinalis, Plantago major, Tabebuia impetiginosa, Achillea millefollium e Nasturtium officinale; avaliar sua composição farmacognóstica e sua atividade antibacteriana, como também da fórmula proposta. Foram realizados estudos de pré-formulação e análises farmacognósticas para as espécies vegetais. A atividade antibacteriana in vitro foi observada por meio dos métodos de difusão em disco de papel, por hole- plate e por template, frente a Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia colik, Enterococcus faecalis e Pseudomonas aeruginosa. A concentração inibitória mínima (CIM) foi determinada por meio do método de macrodiluições sucessivas em caldo. Os resultados obtidos apresentaram-se de acordo com o histórico farmacognóstico das drogas estudadas. Todas as bactérias foram inibidas pelos extratos, observando-se que as espécies S. aureus e B. subtilis mostraram, aparentemente, maior sensibilidade. A CIM variou, em relação a sensibilidade de cada espécie bacteriana estudada, de 312,5 µL/mL a 1250 µL/mL para os extratos vegetais e de 625 µL/mL a 2500 µL/mL para o enxaguatório bucal. São necessários estudos complementares para a confirmação da eficácia deste produto e sua utilização na prevenção de doenças periodontais.

Sinergismo entre óleos essenciais e drogas antimicrobianas sobre linhagens de Staphylococcus aureus e Escherichia coli isoladas de casos clínicos humanos

Estudos com plantas e utilização em terapias combinatórias têm sido estimulados. Verificou-se as possíveis interações entre óleos essenciais de plantas [canela (Cinnamomum zeylanicum Blume Lauraceae), capim-cidreira (Cymbopogon citratus (DC.) Stapf, Poaceae), hortelã-pimenta (Mentha piperita L. Lamiaceae), gengibre (Zingiber officinale Roscoe Zingiberaceae), cravo-da-índia (Caryophillus aromaticus L. Myrtaceae) e alecrim (Rosmarinus officinalis L. Lamiaceae)] combinados a oito drogas antimicrobianas frente a doze linhagens de Staphylococcus aureus e doze de Escherichia coli isoladas de humanos. Após determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) para os óleos pelo método da diluição foram realizados ensaios para verificação de sinergismo entre os óleos essenciais e os antimicrobianos pela metodologia de Kirby & Bauer. S. aureus foi mais suscetível às interações óleos e drogas, tendo o óleo de capim cidreira apresentado sinergismo com as oito drogas testadas, seguido pelo óleo de hortelã com sete drogas. Nos ensaios com E. coli, houve sinergismo apenas para os óleos de alecrim (três drogas) e capim-cidreira (duas drogas). Não ocorreram casos de antagonismo e os resultados de sinergismo foram influenciados pelos microrganismos estudados.

Antioxidant action of Rosemary extract in soybean oil submitted to thermoxidation

This work was aimed at evaluating the antioxidant activity of rosemary extract added to soybean oil in thermoxidation conditions. Purified soybean oil, refined soybean oil and refined soybean oil containing 1,000 mg/kg rosemary extract were heated at 180°C. The oxidation of the samples was evaluated after 0, 2.5, 5, 7.5 and 10 hours of thermoxidation by means of oxidative stability determination, total polar compounds and conjugated dienes. The purified oil differed significantly from the refined oil, mainly in relation to oxidative stability due the removal of the natural antioxidants. Rosemary extract presented antioxidant effects at high temperatures. After 10 hours of heating, 1,000 mg/kg rosemary extract added to the refined soybean oil significantly increased the oil oxidative stability from 7.52 to 13.5 hours and decreased the formation of polymers and decomposing products measured through the polar rates from 17.35 to 7.99%. The build up of primary oxidation products gauged through diene rates also decreased from 1.61 to 0.80%. Rosemary extract could be recommended as an alternative antioxidant.