Revista Científica UDO Agrícola Volumen 8.
Número 1. Año 2008. Páginas: 33-41
Actividad antifúngica
de aceites esenciales y sus compuestos sobre el crecimiento de Fusarium sp. aislado de papaya (Carica papaya)
Antifungal activity
of essential oils and their compounds on the growth of Fusarium sp. isolate from papaya (Carica papaya)
Laura Leticia BARRERA NECHA 
1 y Laura J. GARCÍA BARRERA2
1Centro de
Desarrollo de Productos Bióticos, Instituto Politécnico Nacional. Carretera
Yautepec-Jojutla Km. 8.5 San Isidro, Yautepec,
Morelos, México CP 62731 y 2Centro de Investigación en Biotecnología
Aplicada. Carretera Estatal Santa Inés Tecuexcomac Tepetitla Km 1.5 Tepetitla,
Tlaxcala, México CP 90700. E-mail: lbarrera@ipn.mx Autor para
correspondencia
|
Recibido: 26/03/2008 |
Fin
de primer arbitraje: 02/05/2008 |
Primera
revisión recibida: 13/05/2008 |
|
Fin
de segundo arbitraje: 18/06/2008 |
Segunda revisión
recibida: 27/06/2008 |
Aceptado: 10/07/2008 |
RESUMEN
El interés mostrado en los últimos años en reconocer
la importancia de los hongos fitopatógenos y la
dificultad para lograr un buen control de los mismos, así como el aumento en la
resistencia a los antifúngicos, ha incrementado la investigación de alternativas basadas en productos
naturales. El efecto antifúngico de aceites
esenciales y sus compuestos fue investigado en bioensayos de inhibición del
crecimiento micelial de Fusarium sp. Durante ocho días de
incubación se midió el diámetro de la colonia y se determinó la tasa de
crecimiento micelial. En general, el mejor efecto antifúngico fue observado con el aceite de Thymus vulgaris, el
cual presentó una total inhibición a 200, 250 y
300 µg/ml. Los aceites de Cinnamomum zeylanicum, Syzygium aromaticum y Teloxys ambrosioides, exhibieron una inhibición del crecimiento
micelial dependiente de la dosis al
incrementarla de
Palabras
clave: Fusarium, papaya, aceites esenciales, antifúngicos, carvacrol, cineol.
ABSTRACT
The increasing
recognition and importance of phytopathogenic fungi,
the difficulties encountered in their control and the increase in resistance to
antifungal have stimulated the search for natural products alternatives. The
antifungal effects of essential oils and their compounds were investigated on mycelial growth inhibition bioassays of Fusarium sp. During eight days of incubation was measured colony´s diameter
and was determined growth rate micelial. In general,
better antifungal effect was observed with Thymus
vulgaris oils which had total inhibition at 200, 250 and 300 µg/ml. Cinnamomum zeylanicum, Syzygium aromaticum and Teloxys ambrosioides, oils exhibited a dose dependent
inhibition on mycelial growth to increase the dose of 100 at 300 µg/ml.
While Allium sativum,
Citrus aurantifolia., Ruta chalepensis, Mentha piperita and Eucalyptus
globulus oils had no activity at different
concentration. All compounds with the exception of cineole had a fungicide or fungistatic effect.
Key words: Fusarium, papaya,
essential oils, antifungical, carvacrol,
cinneol.
INTRODUCCIÓN
Muchas especies vegetales producen
aceites esenciales los cuales juegan un papel importante en los mecanismos de
defensa del hospedero contra fitopatógenos (Mihaliak, et al.,
1991). Se ha demostrado que los aceites esenciales y sus compuestos tienen un efecto fungicida (Wilson, et al.,1997; Gogoi et al., 1997; Pitarokili et al., 1999; Meepagala
et al., 2002), son inocuos para el
medio ambiente, para los consumidores y para el control de enfermedades poscosecha. La necesidad de reducir el uso de químicos
sintéticos en la agricultura ha incrementado el interés por la posible
aplicación de aceites esenciales para el control de fitopatógenos.
Diversos autores han reportado la actividad antifúngica
de los aceites esenciales y sus compuestos: Muller-Riebau
et al. (1995) evaluaron nueve aceites
esenciales contra cuatro especies de hongos fitopatógenos,
mientras que Wilson et al. (1997) evaluaron 49 aceites esenciales contra Botrytis cinerea. Daferera et al. (2003) probaron ocho aceites esenciales contra dos especies de
hongos. La actividad antifúngica
en estos trabajos estuvo fuertemente asociada con fenoles monoterpénicos,
especialmente el timol, carvacrol y eugenol. Se ha encontrado que otros componentes de los
aceites esenciales como el aldehído cinámico de la canela, el mentol de la
hierbabuena y el eugenol del clavo presentan
actividad antifúngica (Bullerman
et al., 1977; Hitoko
et al., 1980; Karapinar,
1990). Soliman y Badeaa
(2002) reportan que los aceites de tomillo y canela a 500 ppm inhibieron
totalmente el desarrollo micelial de cuatro hongos fitopatógenos. En otro estudio Velluti
et al., (2003) probaron los aceites
esenciales de clavo, canela y orégano sobre Fusarium
proliferatum, los cuales inhibieron el
crecimiento de este hongo.
El crecimiento y producción de aflatoxinas de Aspergillus
parasiticus fueron totalmente inhibidos por el aceite esencial de tomillo (Rasooli
y Owlia, 2005).
Se ha reportado que la mayoría de los aceites esenciales inhiben el
desarrollo de los hongos de poscosecha en condiciones
in vitro (Bishop
y Reagan, 1998; Singh y Tripathi, 1999; Bellerbeck et al.,
2001; Hidalgo et al., 2002). El
género Fusarium es de distribución
cosmopolita en todos los tipos de climas y tiene un amplio intervalo de
hospedantes entre los cuales se encuentra la papaya (Carica papaya L.). La papaya proporciona una fuente económica de
vitaminas y minerales en la dieta diaria
de las personas. Las altas pérdidas poscosecha debido
al desarrollo de Fusarium sp. durante el almacenamiento y distribución de los frutos de
papaya han sido reportadas por Alvarez y Nishijima, (1987) y Paull et al. (1997). El objetivo de este
trabajo fue evaluar la actividad antifúngica de nueve
aceites esenciales y diez de sus compuestos sobre el crecimiento micelial de Fusarium
sp. Se plantea como hipótesis que los aceites
esenciales y sus compuestos presentarán actividades fungistáticas o fungicidas.
MATERIALES Y
MÉTODOS
Aceites
esenciales y sus compuestos
Nueve aceites esenciales comerciales
(Aceites y Esencias S.A., México, D.F.) fueron
evaluados por su actividad antifúngica: epazote (Teloxys ambrosioides), hierbabuena (Mentha piperita), ruda (Ruta chalepensis), tomillo (Thymus vulgaris), canela
(Cinnamomum zeylanicum),
clavo (Syzygium aromaticum),
ajo (Allium sativum),
limón mexicano (Citrus aurantifolia) y eucaliptus (Eucalyptus globulus). Asimismo, diez
compuestos de aceites esenciales (Sigma Aldrich)
fueron evaluados: aldehído cinámico, ácido trans-cinámico
(canela), carvacrol (tomillo), cineol
(ruda y eucalipto), citral (limón), citronelol (limón), geraniol
(tomillo y canela), linalol (eucalipto), mentol
(hierbabuena) y timol (tomillo).
Aislamiento
e identificación de Fusarium
Fusarium
sp. se aisló
de frutos de papaya procedentes del estado de Guerrero, México. Se tomaron
porciones del fruto enfermo previamente desinfectadas superficialmente con una solución de hipoclorito de sodio al 1% por 3 min. y
se colocaron en cajas de Petri que contenían papa-dextrosa-agar (PDA). Las cajas de
Petri se incubaron por siete días a
Bioensayos
de la actividad de aceites esenciales y sus compuestos
Los aceites esenciales y sus compuestos
fueron disueltos en tween 20, mezclados y
homogeneizados por agitación en matraces con medio de cultivo de PDA semisólido
previamente esterilizado, se adicionaron por separado a concentraciones de 100,
150, 200, 250 y 300 µg/ml y se vaciaron en cajas Petri (60 x
Análisis estadístico
Se usó un diseño experimental de bloques
completamente al azar. Los resultados de crecimiento micelial
se sometieron a análisis de varianza (ANOVA) y comparación de medias de Tukey con el programa estadístico de Sigma Stat 2.0.
RESULTADOS Y
DISCUSIÓN
A los ocho días de incubación cinco
aceites esenciales disminuyeron significativamente el crecimiento micelial de Fusarium
sp. (p ≤ 0.001) al aumentar la concentración de
|
Cuadro 1. Efecto de aceites esenciales sobre el
crecimiento micelial (mm) de Fusarium sp. después de 8 días de
incubación a 25 ºC. |
||||||
|
Aceite
Esencial |
Control |
100
µg/ml |
150
µg/ml |
200
µg/ml |
250
µg/ml |
300
µg/ml |
|
Allium sativum |
50
a |
46
a |
48
a |
47
a |
42
a |
45
a |
|
Cinnamomum zeylanicum |
50
a |
29
b |
35
b |
16
c |
16
c |
19
c |
|
Citrus aurantifolia |
50
a |
47
a |
45
a |
45
a |
46
a |
43
a |
|
Eucalyptus globulus) |
50
a |
43
a |
45
a |
47
a |
48
a |
47
a |
|
Mentha piperita |
50
a |
40
a |
40
a |
30
b |
35
b |
37
b |
|
Ruta chalepensis |
50
a |
43
a |
40
a |
44
a |
43
a |
42
a |
|
Teloxys ambrosioides |
50
a |
46
a |
43
a |
43
a |
33
b |
33
b |
|
Thymus vulgaris |
50
a |
18
b |
12
b |
0 c |
0 c |
0 c |
|
Syzygium aromaticum |
50
a |
36
b |
29
b |
15
c |
13
c |
8 c |
|
Valores con la misma letra en las filas no son
estadísticamente diferentes (p ≤ 0,001) |
||||||
En
El aceite esencial de C. zeylanicum
presentó una inhibición del crecimiento micelial
dependiente de la dosis usada. La tasa de crecimiento para este aceite esencial
disminuyó de
La alta capacidad antifúngica
encontrada en los aceites esenciales de C.
zeylanicum y T.
ambrosiosides
coincide con los resultados reportados por Montes y Carvajal (1998) quienes
observaron que Aspergillus flavus fue totalmente inhibido por los aceites
esenciales de estas plantas. Wilson et al. (1997) evaluaron 49 aceites esenciales
y encontraron que C. zeylanicum
mostró la mayor actividad antifúngica contra Botrytis cinerea. El
aceite esencial de M. piperita
en este estudio presentó baja actividad antifúngica,
sin embargo se ha reportado que este aceite inhibió fuertemente a
microorganismos fitopatógenos (Iscan
et al., 2002). Bravo-Luna et al., (1998) observaron que los
aceites esenciales de M. piperita, E. globulus, T. ambrosioides, C. zeylanicum, S. aromaticum y T. vulgaris a dosis de 10.000 y 7.500 ppm inhibieron el
crecimiento micelial de Fusarium moniliforme. Estos mismos autores también reportan el
efecto inhibitorio sobre la esporulación del mismo hongo a dosis de
A los ocho días de incubación nueve
compuestos de los aceites esenciales disminuyeron significativamente el
crecimiento micelial de Fusarium sp. (p ≤ 0.001) a
concentraciones de
|
Cuadro
2. Efecto de compuestos de aceites esenciales sobre el crecimiento micelial (mm) de Fusarium
sp. después de 8 días de incubación a 25 |
||||||
|
Compuesto |
Control |
100 µg/ml |
150 µg/ml |
200 µg/ml |
250 µg/ml |
300 µg/ml |
|
Ácido cinámico |
44 a |
38 b |
38 b |
40 a |
26 c |
28 c |
|
Aldehído cinámico |
44 a |
0
b |
0
b |
0
b |
0
b |
0
b |
|
Carvacrol |
49 a |
0
b |
0
b |
0
b |
0
b |
0
b |
|
Cineol |
49 a |
45 a |
40 a |
46 a |
40 a |
40 a |
|
Citral |
49 a |
25 b |
17 b |
0
c |
0
c |
0
c |
|
Citronelol |
50 a |
31 b |
33 b |
0
c |
0
c |
0
c |
|
Geraniol |
49 a |
41 a |
21 b |
0
c |
0
c |
0
c |
|
Linalol |
50 a |
50 a |
13 b |
0
c |
0
c |
0
c |
|
Mentol |
49 a |
45 a |
43 a |
40 a |
40 a |
33 b |
|
Timol |
49 a |
0
b |
0
b |
0
b |
0
b |
0
b |
|
Valores con la misma letra en las filas no son estadísticamente
diferentes (p ≤ 0.001) |
||||||
Los compuestos carvracol,
timol y aldehído cinámico presentaron una total inhibición del crecimiento micelial a todas las concentraciones evaluadas (Figura 3).
La tasa de crecimiento de Fusarium sp. para estos compuestos fue de 0,00 comparada con los
testigos que fueron para carvacrol 4,77, timol 6,1y
aldehído cinámico 4,3 mm d-1. Estos compuestos son constituyentes de
C. zeylanicum y
T. vulgaris los cuales también presentaron una
alta actividad antifúngica sobre Fusarium sp.
Se presentó una actividad antifúngica con los compuestos de citral,
geraniol, linalol y citronelol a dosis de 200, 250 y 300 µg/ml. La tasa de
crecimiento para estos compuestos y
concentraciones fue de 0,00 comparada con la de los testigos para citral 4,77; geraniol 5,5 y linalol
Existen trabajos recientes sobre los
posibles mecanismos de acción de los aceites esenciales y sus componentes entre
los cuales se pueden citar los siguientes. Los aceites esenciales de Thymus eriocalyx y Thymus X-porlock
presentaron como componente mayoritario el timol e inhibieron el crecimiento micelial y la producción de aflatoxinas
de Aspergillus parasiticus (Rasooli y Owlia,
2005). Estos autores también reportan que A.
parasiticus en presencia de 250 ppm de los
aceites mencionados, muestran un daño irreversible de la pared celular, la
membrana celular y organelos celulares. Estos mismos
aceites esenciales presentaron actividad antimicrobiana sobre Listeria monocytogenes
ocasionando ruptura de la pared celular con un incremento en la rugosidad y
carencia de citoplasma (Rasooli I. et al.,
2006). Los aceites esenciales de Thymus pulegioides presentaron una actividad antifúngica sobre hongos clínicamente relevantes, debido a
la lesión de la membrana citoplásmica y a una
reducción considerable del contenido de ergosterol
(Pinto E., 2006). Escherichia coli presentó
cambios substanciales en la composición de ácidos grasos de la membrana celular
en presencia de limoneno y aldehído cinámico, mientras que Salmonella typhimurium presentó el mismo
efecto en presencia de carvacrol y eugenol ( Di Pascua R., et
al., 2006)
CONCLUSIONES
Los aceites esenciales de C. zeylanium, S. aromaticum y T. vulgaris presentaron mayor inhibición del crecimiento micelial de Fusarium sp. en tanto que los compuestos de carvacrol,
timol y aldehído cinámico inhibieron totalmente su crecimiento micelial. Estos aceites y compuestos podrían ser una
alternativa atractiva para el control de enfermedades causadas por Fusarium en papaya. También es necesario
realizar estudios con estos aceites y compuestos sobre frutos de papaya para
evaluar su potencial fungicida o fungistático.
LITERATURA
CITADA
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Página diseñada por Prof. Jesús Rafael Méndez Natera
TABLA DE CONTENIDO DE LA REVISTA CIENTÍFICA UDO
AGRÍCOLA
