Avaliação do efeito acaricida dos extratos de resíduos da cadeia de produção de café (Coffea arabica) no controle do carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus - Constantini, João Vitor Carvalho [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
A pecuária é um dos segmentos mais importantes da agroindústria, responsável por grande parte do PIB brasileiro. Carrapatos, como o carrapato do boi Rhipicephalus (Boophilus) microplus, geram grandes impactos na produção e entraves no manejo do rebanho. Devido ao uso massivo de acaricidas, associado às condições climáticas ideais para reprodução dos carrapatos, os carrapatos têm desenvolvido resistência aos acaricidas sintéticos disponíveis no mercado. Portanto, a realização de pesquisas com produtos naturais, com efeitos acaricidas, vem sendo incrementada, e pesquisas com plantas medicinais para o controle biológico de carrapatos vêm ganhando destaque. O café (Coffea arabica L.) é um produto amplamente consumido pelos brasileiros, sendo que durante todo o seu processo de industrialização vários subprodutos são gerados e tornam-se resíduos, surgindo interesse na utilização dos mesmos para o uso comercial. Entretanto, a ação acaricida do grão e subprodutos ainda não foi relatada em literatura. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito acaricida de extratos de subprodutos do café, como folhas, grãos defeituosos (refutados pelo tamanho ou por estarem quebrados) e película prateada (silver skin) no controle do R. (Boophilus) microplus. Também foram avaliados os efeitos acaricidas do óleo de café bem como a qualidade do mesmo, por meio de análises físico-químicas, cromatografia gasosa (CG) e espectrometria de massa acoplada à cromatografia gasosa (CG-MS). As análises de atividades acaricidas dos extratos hidroetanólicos dos subprodutos e do óleo de café ocorreram pelo Teste de Imersão de fêmeas Adultas (TIA), Teste de Imersão de Larvas (TIL) e Teste de pacote de larvas (TPL). A amostra de óleo de café demonstrou índices de acidez e saponificação dentro dos limites estabelecidos, porém, apresentando um alto índice de peróxido, indicando oxidação do óleo. A partir de CG do óleo de café observaram-se picos referentes aos ácidos graxos na forma metilada: palmitato de metila (C16:0), éster metílico de ácido esteárico (C18:0); éster metílico do ácido oleico (C18:1); éster metílico do ácido linoleico (C18:2); éster metílico do ácido linolênico (C18:3); éster metílico do ácido araquidônico (C20) éster metílico do ácido cis-11-eicosenoic (C20:1); e éster metílico do ácido behenico (C22). Os ácidos graxos majoritários da amostra foram: ácido linoleico (42,95%); ácido palmítico (34,70%); ácido oléico (8,89%) e ácido esteárico (7,93%), enquanto os demais ácidos graxos constituintes da amostra apresentam taxas <5%. Por meio de CG-MS foi possível identificar cafeína, ácido palmítico, ácido linoleico e um esteroide (5-Pregnen-3beta-ol-20-one, trifluoroacetate). A análise dos extratos por UPLC demonstrou a cafeína e ácido clorogênico como majoritários. O extrato hidroetanólico de folha foi o único que causou mortalidade > 10% no TPL com a maior mortalidade em 100 e 50 mg/mL, com valores de 30,49% e 10,77%, respectivamente. No teste de imersão de larvas o extrato de folha causou a maior mortalidade nas concentrações de 100, 50 e 25 mg/mL, com 90,96%, 56,54% e 42,62% de mortalidade, respectivamente. O extrato de silver skin apresentou o segundo melhor nível de mortalidade atingindo 52,75% na maior concentração analisada e o extrato de grão de café torrado atingiu cerca de 29,28%. Nos testes de imersão de fêmeas (TIA) o óleo de café verde apresentou eficácia de 99% na concentração de 100 μL/mL, seguido do extrato de folha que apresentou 97% em 100 mg/mL. Análises fitoquímicas e desenvolvimento de nanoformulação realizadas com uma mistura de extratos apresentaram os melhores resultados acaricidas, demostrando que a nanoemulsão foi eficiente contra larvas e fêmeas ingurgitadas. A toxicidade no ensaio da membrana corioalantoica do ovo de galinha (HET-CM) também foi avaliada e os testes demonstraram ausência de toxicidade. Conclui-se que a utilização de extratos de subprodutos do café para o controle biológico do carrapato poderá abrir novas perspectivas à indústria cafeeira, contribuindo para uma redução considerável de seus resíduos.

Livestock farming is one of the most important segments of agribusiness, responsible for a significant portion of the Brazilian GDP. Ticks, such as the cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus, have significant impacts on production and pose challenges in herd management. Due to the widespread use of acaricides, coupled with ideal climatic conditions for tick reproduction, ticks have developed resistance to synthetic acaricides available in the market. Therefore, research on natural products with acaricidal effects has been increasing, with a particular focus on medicinal plants for tick biological control. Coffee (Coffea arabica L.) is a widely consumed product in Brazil, and throughout its industrialization process, various by-products are generated and become waste, prompting interest in their commercial use. However, the acaricidal action of coffee beans and by-products has not yet been reported in the literature. Thus, this study aimed to evaluate the acaricidal effect of coffee by-product extracts, such as leaves, defective beans (rejected due to size or breakage), and silver skin, in controlling R. (Boophilus) microplus. The acaricidal effects of coffee oil were also assessed, along with its quality through physical-chemical analyses, gas chromatography (GC), and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The acaricidal activities of hydroethanolic extracts from by-products and coffee oil were tested using the Adult Immersion Test (AIT), Larval Immersion Test (LIT), and Larval Packet Test (LPT). The coffee oil sample showed acidity and saponification indices within established limits but exhibited a high peroxide index, indicating oil oxidation. GC analysis of coffee oil revealed peaks corresponding to methylated fatty acids: methyl palmitate (C16:0), methyl stearate (C18:0), methyl oleate (C18:1), methyl linoleate (C18:2), methyl linolenate (C18:3), methyl arachidonate (C20), methyl cis-11-eicosenoic acid (C20:1), and methyl behenate (C22). The major fatty acids in the sample were linoleic acid (42.95%), palmitic acid (34.70%), oleic acid (8.89%), and stearic acid (7.93%), while other fatty acids constituted <5% of the sample. GC-MS identified caffeine, palmitic acid, linoleic acid, and a steroid (5-Pregnen-3beta-ol-20-one, trifluoroacetate). UPLC analysis of extracts showed caffeine and chlorogenic acid as major components. The hydroethanolic leaf extract was the only one causing mortality > 10% in the Adult Immersion Test (AIT), with the highest mortality at 100 and 50 mg/mL, at 30.49% and 10.77%, respectively. In the Larval Immersion Test (LIT), the leaf extract caused the highest mortality at concentrations of 100, 50, and 25 mg/mL, with 90.96%, 56.54%, and 42.62% mortality, respectively. The silver skin extract had the second-highest mortality at 52.75% at the highest concentration analyzed, and the roasted coffee bean extract reached approximately 29.28%. In the Adult Immersion Test (AIT), green coffee oil showed 99% efficacy at a concentration of 100 μL/mL, followed by the leaf extract with 97% at 100 mg/mL. Phytochemical analyses and the development of a nanoformulation with a mixture of extracts yielded the best acaricidal results, demonstrating the nanoemulsion's effectiveness against larvae and engorged females. Toxicity tests on the chicken egg chorioallantoic membrane assay (HET-CM) showed no toxicity. In conclusion, the use of coffee by-product extracts for tick biological control could open new perspectives for the coffee industry, contributing to a considerable reduction in its waste.

La ganadería es uno de los segmentos más importantes del agronegocio, responsable de una parte significativa del PIB brasileño. Las garrapatas, como la garrapata del ganado Rhipicephalus (Boophilus) microplus, tienen impactos significativos en la producción y representan desafíos en el manejo del rebaño. Debido al uso generalizado de acaricidas, junto con las condiciones climáticas ideales para la reproducción de las garrapatas, estas han desarrollado resistencia a los acaricidas sintéticos disponibles en el mercado. Por lo tanto, las investigaciones sobre productos naturales con efectos acaricidas han ido en aumento, con un enfoque particular en las plantas medicinales para el control biológico de garrapatas. El café (Coffea arabica L.) es un producto ampliamente consumido en Brasil, y a lo largo de su proceso de industrialización, se generan diversos subproductos que se convierten en residuos, lo que ha despertado interés en su uso comercial. Sin embargo, la acción acaricida de los granos de café y sus subproductos aún no ha sido reportada en la literatura. Así, este estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto acaricida de los extractos de subproductos del café, como hojas, granos defectuosos (rechazados por tamaño o rotura) y cáscara plateada, en el control de R. (Boophilus) microplus. También se evaluaron los efectos acaricidas del aceite de café, junto con su calidad mediante análisis físico-químicos, cromatografía de gases (GC) y cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS). Las actividades acaricidas de los extractos hidroetanólicos de los subproductos y del aceite de café se probaron utilizando el Ensayo de Inmersión de Adultos (AIT), el Ensayo de Inmersión de Larvas (LIT) y el Ensayo de Paquete de Larvas (LPT). La muestra de aceite de café mostró índices de acidez y saponificación dentro de los límites establecidos, pero presentó un alto índice de peróxido, indicando oxidación del aceite. El análisis de GC del aceite de café reveló picos correspondientes a ácidos grasos metilados: palmitato de metilo (C16:0), estearato de metilo (C18:0), oleato de metilo (C18:1), linoleato de metilo (C18:2), linolenato de metilo (C18:3), araquidonato de metilo (C20), ácido cis-11-eicosenoico de metilo (C20:1) y behénato de metilo (C22). Los principales ácidos grasos en la muestra fueron el ácido linoleico (42.95%), el ácido palmítico (34.70%), el ácido oleico (8.89%) y el ácido esteárico (7.93%), mientras que otros ácidos grasos constituyeron <5% de la muestra. El análisis de GC-MS identificó cafeína, ácido palmítico, ácido linoleico y un esteroide (5-Pregnen-3beta-ol-20-ona, trifluoroacetato). El análisis UPLC de los extractos mostró cafeína y ácido clorogénico como componentes principales. El extracto hidroetanólico de hojas fue el único que causó una mortalidad > 10% en el Ensayo de Inmersión de Adultos (AIT), con la mayor mortalidad a 100 y 50 mg/mL, con 30.49% y 10.77%, respectivamente. En el Ensayo de Inmersión de Larvas (LIT), el extracto de hojas causó la mayor mortalidad en concentraciones de 100, 50 y 25 mg/mL, con 90.96%, 56.54% y 42.62% de mortalidad, respectivamente. El extracto de cáscara plateada tuvo la segunda mayor mortalidad con 52.75% en la concentración más alta analizada, y el extracto de granos de café tostados alcanzó aproximadamente 29.28%. En el Ensayo de Inmersión de Adultos (AIT), el aceite de café verde mostró una eficacia del 99% a una concentración de 100 μL/mL, seguido del extracto de hojas con un 97% a 100 mg/mL. Los análisis fitoquímicos y el desarrollo de una nanoformulación con una mezcla de extractos arrojaron los mejores resultados acaricidas, demostrando la efectividad de la nanoemulsión contra larvas y hembras ingurgitadas. Las pruebas de toxicidad en el ensayo de membrana corioalantoidea de huevo de pollo (HET-CM) no mostraron toxicidad. En conclusión, el uso de extractos de subproductos del café para el control biológico de garrapatas podría abrir nuevas perspectivas para la industria cafetalera, contribuyendo a una reducción considerable de sus residuos.
Evaluation of the acaricidal effect of coffee production chain (Coffea arabica) waste extracts on the control of the Rhipicephalus (Boophilus) microplus tick
Evaluación del efecto acaricida de los extractos de residuos de la cadena de producción de café (Coffea arabica) en el control de la garrapata Rhipicephalus (Boophilus) microplus
Keywords: Acaricidas; Rhipicephalus (B.) microplus; Coffea arábica; Subprodutos do café.; Acaricides; coffee by-products; Rhipicephalus (B.) microplus; Coffea arábica