Espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides L.): Sistema de produção e utilização

ESPINHEIRO MARINHO (Hippophae rhamnoides L.) SISTEMA DE PRODUÇÃO E UTILIZAÇÃO

Vicente de Paula Queiroga Ênio Giuliano Girão Esther Maria Barros de Albuquerque Editores Técnicos

REVISTA CIENTÍFICA

ESPINHEIRO MARINHO (Hippophae rhamnoides L.) SISTEMA DE PRODUÇÃO E UTILIZAÇÃO

1ª edição

CENTRO INTERDISCIPLINAR DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO E DIREITO LARYSSA MAYARA ALVES DE ALMEIDA Diretor Presidente da Associação do Centro Interdisciplinar de Pesquisa em Educação e Direito VINÍCIUS LEÃO DE CASTRO Diretor - Adjunto da Associação do Centro Interdisciplinar de Pesquisa em Educação e Direito ESTHER MARIA BARROS DE ALBUQUERQUE Editor-chefe da Associação da Revista Eletrônica a Barriguda - AREPB

ASSOCIAÇÃO DA REVISTA ELETRÔNICA A BARRIGUDA – AREPB CNPJ 12.955.187/0001-66 Acesse: www.abarriguda.org.br

CONSELHO EDITORIAL Adilson Rodrigues Pires André Karam Trindade Alessandra Correia Lima Macedo Franca Alexandre Coutinho Pagliarini Arali da Silva Oliveira Bartira Macedo de Miranda Santos Belinda Pereira da Cunha Carina Barbosa Gouvêa Carlos Aranguéz Sanchéz Dyego da Costa Santos Elionora Nazaré Cardoso Fabiana Faxina Gisela Bester Glauber Salomão Leite Gustavo Rabay Guerra Ignacio Berdugo Gómes de la Torre Jaime José da Silveira Barros Neto Javier Valls Prieto, Universidad de Granada José Ernesto Pimentel Filho Juliana Gomes de Brito Ludmila Albuquerque Douettes Araújo Lusia Pereira Ribeiro Marcelo Alves Pereira Eufrasio Marcelo Weick Pogliese Marcílio Toscano Franca Filho Olard Hasani Paulo Jorge Fonseca Ferreira da Cunha Raymundo Juliano Rego Feitosa Ricardo Maurício Freire Soares Talden Queiroz Farias Valfredo de Andrade Aguiar Vincenzo Carbone

VICENTE DE PAULA QUEIROGA ÊNIO GIULIANO GIRÃO ESTHER MARIA BARROS DE ALBUQUERQUE EDITORES TÉCNICOS

ESPINHEIRO MARINHO (Hippophae rhamnoides L.) SISTEMA DE PRODUÇÃO E UTILIZAÇÃO

1ª EDIÇÃO

ASSOCIAÇÃO DA REVISTA ELETRÔNICA A BARRIGUDA - AREPB

2020

©Copyright 2020 by

Organização do Livro VICENTE DE PAULA QUEIROGA, EDSON BATISTA LOPES (IN MEMORIAM), ÊNIO GIULIANO GIRÃO, ACÁCIO FIGUEIRÊDO NETO, ESTHER MARIA BARROS DE ALBUQUERQUE

Capa FLÁVIO TORRÊS DE MOURA Editoração ESTHER MARIA BARROS DE ALBUQUERQUE Diagramação ESTHER MARIA BARROS DE ALBUQUERQUE

O conteúdo dos artigos é de inteira responsabilidade dos autores.

Data de fechamento da edição: 29-01-2020

Dados internacionais de catalogação na publicação (CIP)

Q3c

Queiroga, Vicente de Paula.

Espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides L.): Sistema de produção e utilização. 1ed. / Organizadores, Vicente de Paula Queiroga, Ênio Giuliano Girão, Esther Maria Barros de Albuquerque. – Campina Grande: AREPB, 2020.

171 f. : il. color.

ISBN 978-85-67494-37-1 1. Espinheiro marinho. 2. Hippophae Rhamnoides. 3. Sistema de produção.

4. Corte de ramos. 5. Fruto. 6. Óleo. I. Queiroga, Vicente de Paula. II. Girão, Ênio Giuliano. III. Albuquerque, Esther Maria Barros de. IV. Título.

CDU 633.9

Ficha Catalográfica Elaborada pela Direção Geral da Revista Eletrônica A Barriguda - AREPB

Todos os direitos desta edição reservados à Associação da Revista Eletrônica A Barriguda – AREPB. Foi feito o depósito legal.

O Centro Interdisciplinar de Pesquisa em Educação e Direito – CIPED, responsável pela Revista Jurídica e Cultural “A Barriguda”, foi criado na cidade de Campina Grande-PB, com o objetivo de ser um locus de propagação de uma nova maneira de se enxergar a Pesquisa, o Ensino e a Extensão na área do Direito.

A ideia de criar uma revista eletrônica surgiu a partir de intensos debates em torno da Ciência Jurídica, com o objetivo de resgatar o estudo do Direito enquanto Ciência, de maneira inter e transdisciplinar unido sempre à cultura. Resgatando, dessa maneira, posturas metodológicas que se voltem a postura ética dos futuros profissionais.

Os idealizadores deste projeto, revestidos de ousadia, espírito acadêmico e nutridos do objetivo de criar um novo paradigma de estudo do Direito se motivaram para construir um projeto que ultrapassou as fronteiras de um informativo e se estabeleceu como uma revista eletrônica, para incentivar o resgate do ensino jurídico como interdisciplinar e transversal, sem esquecer a nossa riqueza cultural.

Nosso sincero reconhecimento e agradecimento a todos que contribuíram para a consolidação da Revista A Barriguda no meio acadêmico de forma tão significativa.

Acesse a Biblioteca do site www.abarriguda.org.br

EDITORES TÉCNICOS

EDITORES TÉCNICOS

Vicente de Paula Queiroga (Dr) Pesquisador da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa Algodão Campina Grande, PB (Brasil)

Ênio Giuliano Girão (M. Sc) Pesquisador da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa Agroindústria Tropical Fortaleza, CE (Brasil)

Esther Maria Barros de Albuquerque (Drª) Doutora em Engenharia de Processos Universidade Federal de Campina Grande Campina Grande, PB (Brasil)

APRESENTAÇÃO A espécie Hippophae rhamnoides L. (espinheiro marinho) é única e valiosa por seu multiuso, sendo atualmente cultivado em várias partes do mundo (Europa e Ásia), incluindo as Américas do Norte (Canadá e USA) e do Sul (Bolívia e Chile). Em termo geral, é considerada um arbusto de folha caduca. É uma fonte muito rica de vitaminas e possui uma série de propriedades medicinais únicas, a qual tem um grande potencial para fornecer alimentos saudáveis. Para produzir o espinheiro marítimo de alta qualidade é necessário que os produtores tenham habilidades e conhecimentos em todas as etapas da sua cadeia produtiva, desde o campo até o consumidor. Por outro lado, o espinheiro marinho (Sea buckthorn) dificilmente é um nome familiar na América do Sul, mesmo assim forneceu medicamentos e sustento para as pessoas na Europa e na Ásia, especialmente na China por milhares de anos. Essa planta foi introduzida no Canadá há cerca de 50 anos e tem sido usada como uma espécie de abrigo nas pradarias canadenses e para recuperação e restauração da fertilidade de solos por causa de sua habilidade de fixação de nitrogênio. Com o reconhecimento dos benefícios para a saúde que podem advir do consumo de dietas ricas em nutrientes, como fitoesteróis para prevenção de doenças cardíacas e antioxidantes como vitamina C, tocoferóis, carotenos e flavonoides, o espinheiro marinho tornou-se de considerável interesse pela colheita valiosa de seus frutos. É excepcionalmente rico em todas estas substâncias, tornando-se uma fonte fitomedicinal de tudo-em-um. A possibilidade de que o espinheiro marinho possa fornecer a base de uma nova indústria para o Brasil requer que as melhores práticas culturais para o cultivo da planta sejam conhecidas e compreendidas. Além disso, o fruto da planta, enquanto serve um pequeno mercado de produtos frescos, é processado em uma variedade de produtos, incluindo sucos, óleos vegetais, suplementos vitamínicos, chás e muitos outros produtos úteis e nutritivos. Portanto, este livro foi preparado com esse propósito, que é fornecer uma base inicial de conhecimento para a criação de uma indústria próspera no nosso país. Fornece em uma única fonte, o conhecimento necessário para cultivar, colher, armazenar e processar a fruta, visando transformá-la em uma variedade de produtos. Em razão disso, este livro escrito em português pode ser um dos primeiros manuais dedicados ao cultivo do espinheiro marinho para o Brasil. Ou seja, aquele que decidir cultivar essa planta e conhecê-la em maior profundidade, o livro "Espinheiro marinho (Hippophae rhaminoides L): Sistema de produção e utilização", será de grande interesse e ajuda para o produtor que necessita pôr em prática as várias tecnologias abordadas no mesmo.

Autores

SUMÁRIO

CAPÍTULO I. SISTEMA PRODUTIVO DO ESPINHEIRO MARINHO (Hippophae rhamnoides L.) - Vicente de Paula Queiroga, Ênio Giuliano Girão, Esther Maria Barros de Albuquerque. ..............................................................................................................................10 CAPÍTULO II. COLHEITA, ARMAZENAMENTO E EXTRAÇÃO DE ÓLEO - Vicente de Paula Queiroga, Ênio Giuliano Girão, Esther Maria Barros de Albuquerque ........................110 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................151

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Capítulo I

SISTEMA PRODUTIVO DO ESPINHEIRO MARINHO (HIPPOPHAE RHAMNOIDES L.)

(Editores Técnicos) Vicente de Paula Queiroga Ênio Giuliano Girão Esther Maria Barros de Albuquerque

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INTRODUÇÃO O espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides L.) é um arbusto resistente ao frio, normalmente cresce em áreas de areia seca, espinhoso, de folhas longas e caducas, pertencente à família Elaeagnaceae. As bagas têm a coloração laranja-amareladas que são de forma esférica e têm diâmetro entre 3-8 mm (BAL et al., 2011). Durante séculos, a espécie Hippophae rhamnoides foi utilizada por suas propriedades variadas, ou seja, alimentos, combustível, forragem, medicamentos, cosméticos, etc. e também por ser uma planta fixadora de nitrogênio, a qual tem sido útil para a reabilitação de terras degradadas, particularmente em áreas de alta altitude do Himalaia.

Por outro lado, essa planta está sendo cultivada para criar pomares para fins comerciais em vários países. Na China, essa espécie de planta também é usada para programas de reflorestamento para o esverdeamento das trilhas e terrenos montanhosos (RONGSEN, 1992). É comumente propagada por sementes maduras, que são coletadas após a maturação dos frutos durante os invernos, especialmente nos meses de novembro a dezembro. O habitat natural do espinheiro marinho se estende amplamente na China, Mongólia, Rússia, Finlândia, Suécia e Noruega. Tem atraído considerável atenção recentemente na América do Norte principalmente por seu valor nutricional e medicinal.

O espinheiro marinho é uma planta única e valiosa. As bagas de frutos espinheiro marinho consistem em polpa (68%), sementes (23%) e casca (7,75%) (OOMAH, 2003).

As bagas, folhas e casca contêm muitos compostos bioativos (BAL et al, 2011; LI et al.

2011). Devido às propriedades nutricionais e funcionais do gênero Hippophae, ganhou popularidade em todo o mundo. Atualmente está sendo cultivada em várias partes do mundo, incluindo o Canadá, USA, Chile e Bolívia.

O H. rhamnoides só pode ser cultivado em áreas bem iluminadas e não sombreadas. A partir de seu estágio inicial de desenvolvimento, não pode tolerar a sombra. Pode resistir a temperaturas de – 43 ºC a +40 ºC e é considerado resistente à seca (LU, 1992). No entanto, a irrigação é necessária em regiões áridas ou semiáridas que recebem menos de 400 mm de chuva por ano. Pode dar frutos em altitudes desde 700 m até 2.000 m acima do nível do mar, dependendo da subespécie (ELISEEV; FEFELOV, 1977). Ou seja, o H. rhamnoides é considerado resistente à seca, mas é uma planta sensível à umidade, especialmente na primavera, quando as plantas estão florescendo e

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os frutos jovens estão começando a se desenvolver (KONDRASHOV; SOKOLOVA, 1990).

O espinheiro rapidamente desenvolve um extenso sistema radicular e é, portanto, uma planta ideal para prevenir a erosão do solo. Essa planta também tem sido usada na recuperação de terras por sua capacidade de fixar nitrogênio e conservar outros nutrientes essenciais. Quanto à fertilização, o fósforo é indispensável para o processo normal de vida dos nódulos nas raízes. A planta requer pouco nitrogênio, devido à sua capacidade de fixar nitrogênio (DOBRITSA; NOVIK, 1992).

O espinheiro marinho precisa de um período de 4 anos a partir da sementeira para começar a dar frutos. Um plantio de um pomar pode render até 10 toneladas de bagas por hectare. As folhas, frutos e sementes de espinheiro marinho têm valores nutricionais e medicinais elevados e contêm vitaminas C, B1, B2, E, F, K, P, provitamina A, açúcares e ácidos orgânicos. Os teores em vitamina C e E chegam a 600 e 160 mg por 100 g de fruto, respectivamente. É na polpa e nas sementes que contêm o óleo essencial importante para o seu valor medicinal (LI et al., 2011).

Hoje em dia, essa planta é apreciada em muitos mais aspectos. Com seu rápido desenvolvimento, sistema de raízes fortes e capacidade de fixação de nitrogênio, o espinheiro marinho tem sido usado como uma espécie de fronteira na conservação de água e solo e reflorestamento nas áreas erodidas (LU, 1992; ZHANG, 2000). Suas folhas verdes jovens têm alto teor de nutrientes, caroteno e flavonóides e são adequadas para o processamento de chá saudável. As bagas coloridas e a boa forma de árvore fazem dessa planta uma boa planta ornamental para melhorar o habitat da vida selvagem e para evitar a erosão do solo, de modo a conservar os nutrientes essenciais. O espinheiro marinho é uma cultura relativamente nova no Canadá. Algumas características importantes que precisam ser melhoradas no futuro programa de melhoramento são o rendimento, tamanho do fruto, ausência de espinhos, qualidade dos frutos, maturidade precoce, hábito de crescimento, colheita mecânica e capacidade de fixação de nitrogênio.

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IMPORTÂNCIA DO ESPINHEIRO MARINHO

O espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides) é conhecido por sua capacidade de crescer em condições frias, secas e salinas. Pode sobreviver entre as temperaturas de 43 °C a 40 °C. Possui um sistema radicular extenso e forte e forma associação simbiótica com fixação de nitrogênio, nódulo formando actinobactérias, Frankia (SURYAKUMAR; GUPTA, 2011). A semente, a folha e a baga do espinheiro marítimo têm um elevado teor antioxidante que proporciona uma elevada propriedade imunomoduladora, antibacteriana e antienvelhecimento. Tem sido usado no tratamento de úlceras gástricas, doenças da pele, doenças cardiovasculares, cicatrização de feridas, proteção contra o estresse por hipóxia fria, danos por radiação, antitumorais, anticancerígenos, distúrbios de memória e estresse. Devido à sua associação com bactérias formadoras de nódulos, tem sido usado na recuperação de terras (BASU et al., 2007; SURYAKUMAR; GUPTA, 2011). A maioria dos estudos sobre espinheiro marinho concentrou-se em explorar as propriedades farmacêuticas e seus benefícios ambientais. Infelizmente, o mecanismo molecular de sua tolerância ao estresse, propriedades nutracêuticas e medicinais é pouco conhecido.

Devido ao seu uso imenso, tem sido apropriadamente chamado de planta maravilhosa, planta mágica, superalimento, alimento funcional e banco de vitaminas. A baga do espinheiro marinho (Seabuckthorn berry) é uma fonte muito rica de vitaminas e é chamado de tesouro da substância de bioatividade por causa de suas mais de 190 substâncias de bioatividade que possuem propriedades medicinais únicas. Suas folhas também são importantes fontes de nutrientes. Somente a China desenvolve mais de 200 tipos de produtos industriais do seabuckthorn.

De acordo com PASCOE (2016), uma tonelada de frutos do espinheiro marinho produzirá as seguintes matérias-primas em quantidades aproximadas: - 800 kg de purê /suco - 30 kg de óleo de polpa - 8 kg de óleo de semente - torta comprimida de 85 kg - além disso, folhas e galhos serão bioprodutos do processo de colheita.

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Outras qualidades importantes do espinheiro marinho estão destacadas na Figura 1.

Figura 1. Uso de diferentes partes do espinheiro marinho (Seabuckthorn) para vários fins.

Fonte: Rajesh Rajchal (2009).

Folhas do espinheiro - As folhas têm um teor notável de nutrientes e componentes bioativos, especialmente fenólicos. Essas substâncias nas folhas são representadas por flavonóis leucoanthocya-nidinas, (-) epicatequina, (+) galocatequina, (-) epigalocatequina e ácido gálico (SURYAKUMAR; GUPTA, 2011; UPADHYAY et al., 2009). Guan et al.

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(2005) constatou que as folhas frescas de espinheiro marinho são ricas em carotenoides totais (26,3 mg / 100g) e clorofila total (98,8 mg / 100g), os quais são um indicador de qualidade para vegetais verdes; enquanto as folhas secas ainda continham grandes quantidades de compostos bioativos comparáveis aos vegetais comumente consumidos.

As folhas de Hipophae também contêm quantidades significativas de proteínas (20,7%), aminoácidos (0,73% de lisina, 0,13% de metionina e cistina) (BISWAS et al., 2010), minerais (Ca, Mg e K), ácido fólico, catequinas, esteróis esterificados, triterpenóis e isoprenóis (SURYAKUMAR; GUPTA, 2011; GUAN et al., 2005). Segundo Kumar et al.

(2011), os taninos hipoporfeninos A e B foram isolados das folhas do espinheiro marinho.

Redutor de poluição – Por que o seabuckthorn é naturalmente resistente a pragas, tem necessidade limitada de pesticidas que são potencialmente prejudiciais ao meio ambiente.

Em algumas partes da América do Norte, ele foi plantado como cobertura ao longo das rodovias, onde o sal de degelo impede o crescimento de muitas outras plantas lenhosas.

Assim, espinheiro ajuda a prevenir a erosão e liberação de poluentes das estradas.

Equilíbrio ecológico - Foi observado que várias espécies de animais selvagens dependem de caules, folhas, flores, raízes, frutos e sementes. No Planalto de Loess da China, 51 espécies de aves são totalmente dependentes e 80 espécies de aves são relativamente dependentes de espinheiro marinho para seus alimentos (ICIMOD, 2006; Figura 2). No inverno, a importância do espinheiro marinho (seabuckthorn) aumenta, pois é quase o único alimento disponível para as aves. O espinheiro oferece benefícios a longo prazo em termos de manutenção do equilíbrio ecológico e melhoria do meio ambiente.

Figura 2. Ninho de pássaro em árvore de espinheiro marinho (Seabuckthorn). Foto: Todd (2006).

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Alimentos e produtos industriais - Devido às suas propriedades funcionais e sabor (sabor único), as bagas Hippophae podem ser processadas para fazer sucos (Figura 3), doces, guloseimas, geleias, bebidas alcoólicas ou não alcoólicas ou como aromatizante de produtos lácteos (BAL et al., 2011; GAO et al. 2000). Os óleos da semente e da polpa de Hippophae são usados como fonte de ingredientes em suplementos alimentares, como gelatina, cápsulas vegetais e líquidos orais (YANG; KALLIO, 2002). Além disso, eles são usados em produtos cosméticos disponíveis comercialmente, como xampu (BAL et al., 2011). Folhas de espinheiro são usadas para produzir extratos de folhas, chá, chá em pó ou cosméticos (GUAN et al. 2005). No entanto, foi demonstrado que os frutos, sementes e folhas de Hippophae são adequados para alimentação animal (KAUSHAL; SHARMA, 2011).

Figura 3. Suco engarrafado e um saboroso copo de batido de espinheiro marinho. Fotos: Stobdan et. al. (2011) e Seth Pascoe (2016).

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Forragem e alimento para animais e pássaros - Atualmente, há poucas pesquisas sobre a alimentação de frutas Hippophae na nutrição animal. No entanto, foi demonstrado que as folhas e ramos tenros do espinheiro marinho contêm muitos nutrientes e substâncias bioativas e são consideradas boas forragens para ovelhas, cabras e gado. As folhas e resíduos de frutos utilizados como alimento suplementar podem promover o crescimento de animais e aves. Não há efeitos colaterais tóxicos ou carcinogênicos (KAUSHAL; SHARMA, 2011; RAJCHAL, 2009). Biswas et al. (2010) relataram que o espinheiro marinho é adequado para a nutrição de aves, principalmente em regiões áridas e frias. Em um estudo anterior, foi demonstrado que essa planta pode aumentar a taxa de produção de ovos e o peso corporal (WANG, 1997).

Como lenha - Na região do Hindu-Kush no Himalaia, a biomassa vegetal é a fonte mais importante de energia. O espinheiro provou ser uma planta de energia verde popular por causa de sua biomassa de qualidade. É uma boa fonte de lenha (RAJCHAL, 2009).

Aditivo alimentar – Os pigmentos do espinheiro marinho são amplamente utilizados como aditivo alimentar. O espinheiro amarelo consiste em sabores, caroteno e vitamina E. Suas propriedades físico-químicas, como aparência, solubilidade, valor de cor, estabilidade de calor e luz e efeito de pH e íons metabólicos, o tornam um aditivo alimentar muito útil.

Controlar a degradação de solos - Uma das ferramentas mais promissoras para controlar a degradação da terra é a revegetação e o espinheiro é uma das espécies utilizadas com sucesso em larga escala (Figura 4). Pode ajudar a controlar a desertificação, conservar os recursos terrestres e hídricos e integrar a exploração econômica com a reabilitação ecológica. Um quebra-vento vivo é um arranjo linear de plantas, principalmente árvores e arbustos, estabelecido para reduzir os efeitos nocivos dos ventos fortes, como a erosão do solo. Ele também ajuda a proteger as culturas, gerenciar o acúmulo de neve e criar um habitat para a vida selvagem. As plantas que servem como quebra-ventos devem ser resistentes aos efeitos de secagem e as injúrias físicas causadas pelo vento e as plantas do espinheiro marinho são bem adequadas para essa tarefa (RAJCHAL, 2009).

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Figura 4. Regeneração do espinheiro marinho sobre a área de deslizamentos de terra.

Foto: RAJCHAL (2009).

Aplicações Potenciais de Frutos do Espinheiro Marinho para Seres Humanos As bagas de espinheiro, óleos e folhas podem ser consideradas como alimentos funcionais devido às propriedades medicinais e nutricionais de suas substâncias.

Aplicações medicinais - Cerca de dez variedades de medicamentos produzidos do seabuckthorn foram desenvolvidas e estão disponíveis na forma de líquido, pó, emplastro, pasta, pílulas, linimentos, aerossóis, etc. Esses medicamentos são usados para tratar queimaduras, úlceras gástricas, frieiras, escamas, mucosite oral, mucosite retal, erosão cervical, danos por radiação e úlceras cutâneas causadas por desnutrição e outros danos relacionados à pele. A função farmacológica mais importante do óleo seabuckthorn é a diminuição da inflamação, a desinfecção de bactérias, o alívio da dor e a promoção da regeneração do tecido. O espinheiro foi comprovado possuir uma atividade antioxidante potente, principalmente atribuída aos seus flavonoides e conteúdo de vitamina C (ROSCH, 2004). Tanto os flavonoides como os óleos de espinheiro marinho têm várias aplicações potenciais (LI; SCHROEDER, 1996). As bagas parecem ter efeitos preventivos contra doenças cardiovasculares, lesões da mucosa, problemas de pele, câncer e suporte do sistema imunológico. Os usos externos do espinheiro incluem o tratamento de uma ampla variedade de danos à pele, incluindo queimaduras, escaras, eczemas e lesões por radiação. Esta seção discute o antioxidante, o câncer, o sistema cardiovascular, o sistema imunológico, a pele e outros tratamentos do espinheiro, incluindo usos cosméticos, que foram extraídos principalmente da Anon, 2005.

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Câncer - Estima-se que 30-40% de todos os cânceres podem ser prevenidos apenas pelo estilo de vida e medidas dietéticas (WCRF / AICR, 1997). Os elementos protetores em uma dieta de prevenção do câncer incluem selênio, ácido fólico, vitamina B12, vitamina D, clorofila e antioxidantes, como os carotenóides (caroteno, licopeno, luteína, criptoxantina) (STEINMETZ; POTTER, 1996). As enzimas metabolizadoras, desintoxicantes e antioxidantes do fármaco são importantes defesas celulares contra a carcinogênese. Com base nos resultados da pesquisa, acredita-se que, devido às propriedades antioxidantes do espinheiro marinho, possa ter eficácia quimiopreventiva e antitumorigênica. As pesquisas também mostraram que os constituintes presentes no extrato inteiro manifestam radioproteção por vários mecanismos, como eliminação de radicais livres, quelação de metais, compactação de cromatina e indução de hipóxia (GOEL et al, 2003; KUMAR et al, 2002). Também foi relatado para fornecer proteção ao corpo inteiro, vários tecidos, células e organelas celulares contra a irradiação letal.

Cardiovascular - Há cada vez mais evidências para apoiar a hipótese de que os processos oxidativos mediados por radicais livres contribuem para a aterogênese (ECCLESTON et al, 2002; IVANOV; NIKITINA, 1973). Pesquisas (in vitro) mostraram que os nutrientes antioxidantes têm a capacidade de afetar a resposta celular e a expressão gênica. A planta de Seabuckthorn é uma rica fonte de antioxidantes, tanto aquosos como lipofílicos, bem como de ácidos graxos poliinsaturados, que podem fornecer benefícios cardiovasculares.

Sistema imunológico - O Seabuckthorn contém vários nutrientes que podem ajudar a fortalecer o sistema imunológico, ao desenvolver a imunidade no nível celular.

Saúde da pele – O óleo de semente de espinheiro contém alto teor de dois ácidos graxos essenciais, o ácido linoleico e o ácido linolênico, que são precursores de outros ácidos graxos poliinsaturados, como os ácidos araquidônico e eicosapentaenóico. O óleo da polpa/casca de frutos do espinheiro marinho é rico em ácido palmitoleico e ácido oleico, os quais são úteis para o tratamento de queimaduras e cicatrização de feridas. Estes ácidos graxos também podem nutrir a pele quando tomados por via oral em quantidades adequadas de espinheiro ou quando seu óleo é ingerido; este é um método útil para o tratamento de doenças sistêmicas da pele, como a dermatite atópica. O óleo de espinheiro marinho (Seabuckthorn) já é amplamente usado isoladamente ou em várias preparações aplicadas localmente para queimaduras, escaldões, ulcerações e infecções. A presença

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rara do Omega 7 no óleo que tem na função da pele e na lubrificação das mucosas, sendo uma das principais substâncias dos lipídeos da pele (Figuras 5 e 6).

Figura 5. Cápsula de gel do espinheiro marinho como medicina alternativa. Fotos: Stobdan et. al. (2011).

Figura 6. O ômega 7 no óleo do espinheiro marinho.

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Antioxidante - As bagas do seabuckthorn possuem altos teores de antioxidantes naturais (Figura 7) e potentes, incluindo: ácido ascórbico (vitamina C), tocoferóis (vitamina E), carotenoides, flavonoides - isoramnetina, querceína e kaempferol, catequinas, proantocianidinas e ácidos clorogênicos.

Figura 7. Suplemento antioxidante à base de ervas. Foto: Stobdan et. al. (2011).

Cosméticos – Muitos tipos de cosméticos a base do espinheiro marinho (seabuckthorn; Figura 8) foram desenvolvidos e testados em hospitais. Está provado que o creme de beleza seabuckthorn tem efeitos terapêuticos positivos na melanose, rugas da pele, ceratodermia, queratose, placa senil, xeroderma, acne facial, dermatite recorrente, corrosão química e inchthyosis, bem como sardas. Outros extratos de espinheiro podem melhorar o metabolismo e retardar o desgaste da pele (envelhecimento).

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Figura 8. Shampoo e condicionador a base do espinheiro marinho.

O espinheiro marítimo produzido no país inicialmente alcançaria um status de nicho de mercado. No entanto, à medida que o mercado se desenvolve, a concorrência estrangeira será rápida para aproveitar quaisquer novas oportunidades.

Atualmente, a renda máxima do espinheiro marinho é dividida entre aproximadamente 38% de alimentos e bebidas e 59% de polpa e óleo de semente.

Capturar ou agregar valor ao espinheiro marinho, processando-o em uma variedade de produtos diferentes será essencial para gerar lucros sustentáveis (Figura 9).

Figura 9. Uma variedade de produtos de espinheiro marinho. Foto: Seth Pascoe (2016).

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HISTÓRIA DO ESPINHEIRO MARINHO

O espinheiro marinho não é uma planta nativa da Letônia, embora os registros de pólen fóssil indiquem sua presença em solos brutos pós-glaciais. Até 1980, apenas as mudas de espinheiro marinho selvagem da região de Kaliningrado foram cultivadas na Letónia ao longo das estradas como quebra-vento. Também houve vários ensaios de variedades para a introdução do espinheiro marinho nas regiões continentais de Altai (Russa). Esse grupo de variedades pertencia ao ecótipo Hippophae rhamnoides ssp. mongólica, porém as variedades não foram capazes de se adaptar ao clima marítimo da região Báltica devido aos degelos frequentes de inverno. Em 1984, outro ensaio de introdução ocorreu, usando diferentes grupos de variedades. Como essas variedades foram criadas por cruzamentos entre H. rhamnoides ssp. mongolica, H. rhamnoides ssp. rhamnoides e H. rhamnoides ssp. fluviatilis, então a adaptação foi mais bem-sucedida, principalmente devido à presença de H. rhamnoides ssp. genes rhamnoides. Desde então, eles ainda são cultivados na Letônia e na Estônia.

Devido ao seu uso imenso, tem sido apropriadamente chamado de planta maravilhosa, planta mágica, superalimento, alimento funcional e banco de vitaminas. O uso do espinheiro marinho (seabuckthorn) tem uma história muito longa, especialmente no platô tibetano. No século VIII, o uso médico do espinheiro foi mencionado no clássico médico tibetano, o rGyud bzi - as quatro partes da farmacopéia, escrito por Yu Tuo Yuan Dan Kong Bu e concluído durante a dinastia Tang chinesa (618 a 907 dC). O rGyud bzi fornece 84 prescrições de conjuntos diferentes para a preparação de medicamentos seabuckthorn. Durante o século XIII, o rGyud bzi foi disseminado através da Mongólia e o seabuckthorn começou a ser usado nos remédios tradicionais mongóis. Na Dinastia Qing (1821 a 1850), o estudioso mongol Losan Quepei escreveu um livro de 120 capítulos - Uma Seleção da Medicina Tradicional Mongol, dos quais 13 capítulos documentam as propriedades do espinheiro e seus efeitos em casos clínicos. Existem 37 diferentes preparações baseadas em espinheiro. No entanto, é apenas nas últimas décadas que as pessoas tiveram uma melhor compreensão do espinheiro. Os acadêmicos envolvidos em pesquisas científicas sobre espinheiros marinhos em vários países revelaram sua importância para os seres humanos realizando um grande número de experimentos científicos. Cientistas russos e chineses, em particular, fizeram uma contribuição considerável para a pesquisa e desenvolvimento de espinheiro. Inspirados pela antiga

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literatura chinesa, cientistas da antiga União Soviética realizaram pesquisas sobre espinheiro marinho a partir da década de 1930 e desenvolveram muitas novas variedades.

Eles desenvolveram várias preparações medicinais, incluindo produtos de saúde para astronautas e pilotos. Desde 1985, o governo chinês tem desenvolvido a produção de espinheiro em todo o país de maneira sistemática e a área total de espinheiro na China é de 1 a 2 milhões de ha, correspondendo a cerca de 40% da área total (HILBERT, 1997).

A China desenvolve mais de 200 tipos de produtos industriais com um faturamento anual de aproximadamente US $ 37,5 milhões (BHATT et al, 1993). Encorajados pelas histórias de sucesso da China, muitos países do sul da Ásia, como Nepal, Butão, Índia e Paquistão, começaram seus próprios programas de desenvolvimento de espinheiro nos anos 90.

Essa situação de degradação progressiva da qualidade do meio ambiente e a extrema pobreza em muitos países, atualmente, o seabuckthorn tem atraído muita atenção de cientistas e engenheiros de todo o mundo por causa de seus benefícios ecológicos e socioeconômicos concentrados.

DISTRIBUIÇÃO DO ESPINHEIRO MARINHO O espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides L.) é uma espécie de arbusto dioico, nativo das zonas temperadas da Europa e da Ásia (presente em cerca de vinte países). Também está bem representado nas regiões subtropicais da Ásia, em altitude. É nativa da Europa, Ásia Menor e do Cáucaso onde cresce em solos arenosos, dunas e à beira-mar, onde com frequência forma matagais.

Entre as seis espécies do gênero Hippophae, Hippophae rhamnoides é a mais amplamente distribuída nas regiões frias/temperadas da Europa e Ásia, entre 27 e 69 de latitude e 7EW e longitude 122EE (ROUSI, 1971). Essas regiões incluem as costas bálticas da Finlândia, Polônia e Alemanha (ROUSI, 1971; BISWAS; BISWAS, 1980; KLUCZYNSKI, 1989), o Golfo de Bótnia na Suécia, bem como as zonas costeiras do Reino Unido (BAKER, 1996). Na Ásia, o H. rhamnoides pode ser encontrado nas regiões do norte da China, na maior parte da região do Himalaia, incluindo a Índia, Nepal e Butão, bem como nas regiões do Norte do Paquistão e Afeganistão (LU, 1992). Encontra-se em vários locais: em colinas e encostas, vales, leitos de rios, ao longo de regiões costeiras, em ilhas, em pequenos locais isolados ou contínuos, mas também em povoamentos mistos com outras espécies arbustivas e arbóreas (LI; BEVERIDGE, 2003). O H. rhamnoides

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também foi recentemente plantado em países como Canadá, EUA, Bolívia, Chile, Coréia do Sul e Japão (RUAN et al., 2010). É a espécie de espinheiro marinho ou cerval (Hippophae) mais comum sobretudo na faixa atlântica europeia e no noroeste da China. Na Europa, encontra-se ao longo da costa, onde os ventos espalham ar cheio de sal, o que evita que outras plantas se desenvolvam, mas na Ásia central encontra-se em zonas áridas e semidesérticas, onde outras plantas não sobrevivem à seca; na Europa central e na Ásia tende a ser um arbusto subalpino acima da linha de árvores nas montanhas, e outras áreas húmidas como as margens e bancos de areia dos rios.

A ampla distribuição do espinheiro marinho tem reflexo em sua variação relacionada ao hábito não apenas na morfologia, rendimento, ritmos de crescimento e resistência ao frio, mas também em caracteres relacionados à fruta, como peso fresco, atributos químicos e sensoriais (LU, 1992; YAO, 1994; YANG; KALLIO, 2001). A área laranja no mapa (Figura 10) mostra onde o espinheiro cresce em todo o mundo.

Figura 10. Mapa mostrando onde o espinheiro marinho cresce em todo o mundo. Foto: Seth Pascoe (2016).

A área total atual de H. rhamnoides é de cerca de 3,0 milhões de hectares em todo o mundo. Este número inclui plantas silvestres e cultivadas (RUAN et al., 2013). Destes, cerca de 2,5 milhões de hectares estão situados na China (1,0 milhões de hectares de plantas selvagens e 1,5 milhões de hectares em plantações), 20.000 hectares na Mongólia, 12.000 hectares na Índia e 3.000 hectares no Paquistão (RUAN et al., 2013). Isso faz da China o maior produtor agrícola de H. rhamnoides. Aproximadamente 10.000 acres da planta são plantados na China a cada ano para a produção de frutos silvestres, bem como

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para a melhoria eco-ambiental (RUAN et al., 2013). A partir de 2003, aproximadamente 100 km de cinturões de proteção de campo são plantados no Canadá a cada ano, (SCHROEDER; YAO, 1995) e mais de 250.000 plantas maduras produtoras de frutos foram cultivadas nas pradarias canadenses com um suprimento anual estimado de 750.000 kg. Outros países que cultivam H. rhamnoides como uma planta agrícola incluem, por exemplo, a Alemanha e a França (DIE SANDDORNFRUCHTFLIEGE, 2014).

O cultivo comercial de espinheiro marítimo supostamente começou na China e na Rússia na década de 1930. Provavelmente, 90% da população global do espinheiro marinho pode ser encontrada na China, onde a área total é estimada em mais de dois milhões de hectares. No entanto, isso não é tudo na produção comercial de frutos. A planta também é usada extensivamente para evitar a erosão do solo.

Na América do Norte, o espinheiro marinho não é uma espécie nativa. Foi propositadamente introduzido como uma planta de cobertura para uso nas savanas.

Posteriormente, os produtores começaram a colher os frutos das árvores.

Consequentemente, alguns pomares comerciais foram estabelecidos, predominantemente no Canadá, onde a área de cultivo comercial nacional é considerada em torno de 400 ha.

O levantamento de 1992, da duna de areia da Grã-Bretanha, registrou uma área de aproximadamente 650 ha de espinheiro marinho (PASCOE, 2016). Deste total, aproximadamente 250 ha sejam considerados de espinheiro marinho nativo, tendo sido o restante plantado para fins de conservação.

Na Índia, vastas florestas selvagens de espinheiro marinho existem no Himalaia.

Na principal região de produção de Ladakh, prevalecem cerca de 15.000 ha de espinheiro marinho. No entanto, algumas áreas da floresta são tão espessas que são impenetráveis e outras áreas inacessíveis devido ao terreno. Isso causa limitações óbvias à colheita de frutos. O Ministério do Meio Ambiente e Florestas da Índia (MoEF) concedeu recentemente permissão para a instalação de alguns pomares comerciais, a fim de melhorar a produtividade do setor.

Similarmente, no Nepal, o espinheiro marinho (Seabuckthorn) selvagem é encontrado em altitude crescente nas montanhas do Himalaia, nos vales dos rios e moraines glacial (acúmulos de rochas). Existem fortes indústrias locais, onde o suco do Seabuckthorn é vendido para os turistas, a polpa é alimentada pelos iaques (bovino

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grande), burros, galinhas, e a madeira é usada como combustível de aquecimento. O acesso às terras baixas mais povoadas é logisticamente desafiador, impedindo uma maior expansão da indústria. O devastador terremoto de 2015 acrescentou novos contratempos à indústria.

Na Europa: Alemanha, Finlândia e Estados Bálticos lideram em termos de áreas de produção comercial. A indústria existe desde os anos 70 e a modesta expansão continua a cada ano. Algumas plantações foram oportunistas, aproveitando-se especificamente de um subsídio da UE disponível. Acredita-se que essas áreas estejam agora abandonadas e não ativamente gerenciadas ou em produção.

BOTÂNICA, MORFOLOGIA E FISIOLÓGICO DO ESPINHEIRO MARINHO

-Aspecto Botânico O espinheiro marinho é uma espécie decídua e dioica que forma um arbusto ou pequena árvore entre 2 e 4 m de altura, com bagas amarelas, laranjas ou vermelhas contendo uma única semente. O espinheiro marinho é uma espécie típica polinizada pelo vento e é facilmente propagada por sementes, estacas e raízes. Ele é capaz de crescer em condições áridas a muito úmidas e é amplamente distribuído (LU, 1992; YAO, 1994).

Neste livro, o espinheiro marinho se refere principalmente a Hippophae rhamnoides L., que é a espécie mais importante no gênero Hippophae.

Rousi (1971) apontou que há considerável variação racial dentro da subsp. rhamnoides, que, no entanto, é difícil de classificar taxonomicamente, devido à sua natureza clinal (que é uma mudança gradual em um fenótipo ao longo da distribuição de uma espécie ou população, normalmente relacionada com uma transição geográfica ou ambiental). Além disso, Rousi (1971) relatou que as características dos frutos variam consideravelmente, como outras características morfológicas dentro das subespécies e dentro das populações de H. rhamnoides. No entanto, ele apontou que a dimensão dos frutos e, especialmente, a sua forma são características peculiares da taxonomia.

O gênero Hippophae pertence à família Elaeagnaceae. A classificação dentro deste gênero é ainda controversa. Rousi (1971) dividiu o gênero Hippophae em três espécies com base em traços morfológicos: Hippophae rhamnoides L., Hippophae salicifolia D. Don e Hippophae tibetana Schlecht. Essa espécie Hippophae rhamnoides

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foi dividida em nove subespécies: carpatica, caucásica, gyantsensis, mongolica, sinensis, turkestanica, yunnanensis, rhamnoides e fluviatilis, segundo Rousi (1971). Liu e He (1978) descreveram uma quarta espécie, Hippophae neurocarpa Liu & Ele, encontrado no Planalto QingHai-Xizang da China. Lian (1988) atualizou a Hippophae rhamnoides, subespécie gyantsensis para uma espécie independente, assim deviam ser 5 espécies e 8 subespécies no gênero. Lu (1999) introduziu uma sexta espécie Hippophae goniocarpa.

Um total de 90 amostras de frutos do mar espinheiro representando sete espécies e sete subespécies (Figura 11) foram coletadas das principais áreas produtoras em Sichuan, Qinghai, Xinjiang, Yunnan e Tibete da China em julho de 2013 (LIU et al., 2017).

Figura 11. Amostras de bagas de sete espécies e sete subespécies de Hippophaë coletadas da China. Foto: Liu et al. (2017).

Sinonímia: Elaeagnus rhamnoides (L.) A. Nelson; Hippophae angustifolia Lodd., H. littoralis Salisb., H. rhamnoideum St. Lager, H. sibirica Lodd., H. stourdziana Szabó, Osyris rhamnoides Scop., Rhamnoides hippophae Moench.

Outros nomes populares: espinheiro cerval, espinheiro marítimo (Portugal) e falso-espinheiro, Sea buckthorn (inglês), espino amarillo (espanhol) argousier (França) e sanddorn (alemão). O gênero Hippophae (grego, hipopótamos "cavalo" e phaos / phein

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"brilha", os hipopóes eram uma espécie de euforia espinhosa, em latim, rhamnoides falso espinheiro, argos, bagas.

-Aspecto Morfológico Planta – O gênero Hippophae é uma espécie arbustiva decídua, geralmente espinhosa.

Dependendo da espécie e da variação do microclima, a estrutura morfológica do espinheiro apresenta muita variação (Figura 12). De acordo com Lu (1992) e Ghaffar (1997), embora seabuckthorn seja uma planta hidrófita, ainda assim ela desenvolveu algumas características xerofíticas. O Hippophae tibetana é um arbusto denso, muito ramificado, com menos de 90 cm de altura (ANSAB, 2003). Enquanto o Hippophae salicifolia é uma pequena árvore de salgueiro com altura de 6 a 10 m. No entanto, a árvore de 17 m de altura foi observada em Mustang (Nepal). Sua longevidade natural parece ser de pelo menos 60 a 70 anos (LU, 1992). Também em Mustang, Hippophae salicifolia com 64 anos, observou-se frutificação com o cerne do tronco inferior ligeiramente decaído. Estima-se que a idade desse espinheiro seja de mais de 320 anos e ainda está dando frutos (LU, 1992).

Figura 12. Planta de espinheiro marinho. Foto: Stock

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A espécie H. rhamnoides L., (Rhamnoídes) subsp. fluviatilis Soest é caracterizada como um arbusto ou pequena árvore com até 4 m de altura e muito ramificado. Os galhos são rígidos, sendo os ramos jovens, cobertos com escamas prateadas ou ferruginosas, que são reduzidos a uma camada esbranquiçada. Suas folhas medem (1,5) 2,5-5,8 cm x 0,20,6 cm, linear-lanceoladas, esverdeadas na face superior e banhadas a prata nas faces inferior. As flores medem 2,5-3,5 mm, com perianto mais ou menos bilobulado; as masculinas, esverdeadas, com as 2 peças periânticas soldadas até 1/4 do seu comprimento, com escamas ferruginosas e prateadas; a feminina, com as 2 peças do perianto soldadas até 3/4 do seu comprimento, totalmente cobertas com escamas ferruginosas, com a parte apical interna aparentemente cabeluda. O fruto mede 4-8 x 2-6 mm, de forma obovado a subsesférico, coberto por algumas escamas ferruginosas decíduas, suculentas, ácidas, de cor amarelo alaranjadas; aquênios medem 3,5 mm x 2,5 mm (Figura 13).

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Figura 13. Morfologia do Hippophae rhamnoides L. (Sea-Buckthorn). A, ramos masculinos em floração na parte da haste principal; B, ramos femininos em floração na parte da haste principal; C, ramo frutífero com brotações jovens; D, flor masculina e bráctea, mostrando a superfície interna; E, flor feminina, cortada e aberta; F, drupa parcialmente cortada para mostrar o caroço; G, Caroço - parte da cobertura membranosa cortada para mostrar a semente; H, semente; I, J, superfícies superiores e inferiores da folha.

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Perianto verde, anteras amarelas; brácteas densamente vestidas com escamas marrom-avermelhadas. Folhas azul-verde escuro pontilhadas com escamas brilhantes incolores, superfície inferior cinza-prateado devido às escamas. Fruto laranja-amarelado.

Foto: Desenhos de Plantas Britânicas, Parte 26, Placa 31, de Stella Ross – Craig; direitos autorais: G. Bell & Sons, Ltd, Londres.

Raízes - O espinheiro marinho (Seabuckthorn) tem um sistema de raízes que estão bem profundas, poderosa e bem desenvolvida, com raízes primárias, secundárias e terciárias cobertas com pelos radiculares, encontradas em maior quantidade na camada proeminentemente da porção superficial (DWIVEDI et al, 2006). Cerca de 80% de suas raízes de alimentação estão no solo na profundidade de 0,2 a 0,8 m, o que permite ajudar a prevenir a erosão (LU, 1992). Muitas vezes, as plantas jovens têm as raízes duas vezes à altura da planta e largura das raízes três vezes mais largas do que a copa da planta acima do solo. O sistema radicular seabuckthorn é tão extenso que suas raízes podem se ramificar muitas vezes em uma estação de crescimento e formar uma complexa rede de raízes. As raízes horizontais também têm raízes adventícias (botões subterrâneos) que brotam e dão origem a outra planta. Desta forma, os arbustos do espinheiro marinho desempenham um papel importante na proteção das margens dos rios, evitando inundações por impedir o escorrimento da lama, que de outra forma seria arrastada pelas águas das inundações. Em relação aos sistemas radiculares e à capacidade de se propagar, uma planta de cinco anos tem uma raiz de 3 m e raízes horizontais de 6 a 10 m (LU, 1992). Uma planta de três anos de idade pode produzir de 10 a 20 novas plantas geradoras de brotos de raiz.

Um fungo micorrizo simbiótico, que é identificado como Flankia (Actinomycetes), foi encontrado nas raízes do espinheiro marinho. Essa simbiose entre o fungo e o espinheiro resulta na formação de nódulos radiculares que podem fixar a quantidade máxima de nitrogênio atmosférico. Estima-se que a capacidade das raízes do espinheiro para fixar nitrogênio seja o dobro da capacidade da soja (LU, 1992; Figura 14). Além de fixar nitrogênio, o nódulo da raiz perene tem a difícil função em transformar e dissolver a matéria orgânica e mineral em um estado assimilável pela planta. Uma floresta de espinheiro marinho (seabuckthorn) de 8 a 10 anos pode fixar 180 kg de nitrogênio/ha/ano (LU, 1992).

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Figura 14. Nódulos de raiz de fixação de nitrogênio do espinheiro marinho. Foto: Stobdan et. al. (2011).

Vários parâmetros físicos e químicos influenciam a capacidade de fixação de nitrogênio da Frankia. O efeito da temperatura na capacidade de fixação de nitrogênio no nódulo da raiz excisado de árvores lenhosas e arbustos não leguminosas, incluindo espinheiro, mostra a atividade máxima da nitrogenase a 20 °C e nenhuma alteração significativa são observadas até 30 °C. Porém a 40 °C, essa alta temperatura pode induzir danos irreversíveis para a nitrogenase. À temperatura próxima de 0 °C, a atividade da nitrogenase é muito baixa. A capacidade de fixação de nitrogênio nodular da raiz no espinheiro varia com a fase de crescimento da planta, idade da planta, variedade de plantas, fatores ambientais, se a fertilização nitrogenada adicional ocorreu e variação sazonal, assim como entre a manhã e à noite (STEWART; PEARSON, 1967; MONTPETIT; LALONDE, 1988). As plantas de H. rhamnoides já com 1 a 2 anos de idade desenvolvem nódulos radiculares contendo actinobactérias do gênero Frankia, que são capazes de fixar nitrogênio (STEWART; PEARSON, 1967; GATNER; GARDENER, 1970). O sexo das plantas não influencia a atividade da enzima nitrogenase (STOBDAN et. al., 2011).

Caule/ tronco - Dependendo da espécie, Hippophae é arbusto ou árvore. É duro, lenhoso, ereto geralmente multíparo, cilíndrico, perene, espinhoso e ceroso no estágio jovem. O caule jovem é geralmente prateado branco e liso na natureza coberto de escamas brancas e pelos multicelulares, que desaparecem à medida que o caule amadurece. O crescimento secundário começa apenas no primeiro ano, por isso é muito difícil encontrar um caule

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sem crescimento secundário (DWIVEDI et al, 2006). Cada ramo do caule termina com um espinho. Uma plantação de seabuckthorn de 6 anos de idade pode produzir 18 toneladas de lenha. O poder calorífico da sua madeira é de 4785,5 cal/kg. Uma tonelada de madeira do seabuckthorn é igual a 0,68 tonelada de carvão padrão.

Espinho - O espinheiro marinho (Seabuckthorn), como o nome indica, é uma planta altamente espinhosa. Os espinhos são muito duros e compostos que surgem como apêndices do caule (Figura 15). Cada ramo do caule termina com um espinho. No caule, os espinhos são altamente cutináceos, com uma superfície externa cerosa coberta por escamas brancas e marrons. A intensidade do espinho foi encontrada variando de 1-5 espinhos/cm2 (DWIVEDI et al, 2006).

Figura 15. Presença de espinho no galho do espinheiro marinho.

Folhas – As folhas são pequenas (geralmente de 3 a 8 cm de comprimento e 0,4 a 1 cm de largura), alternadas, lineares, lanceoladas e cobertas na face inferior com escamas estreladas prateadas que refletem a luz solar e reduzem a perda de umidade (LU, 1992; Figura 16). As folhas de espinheiro são usadas para produzir vários produtos devido ao fato de que as folhas contêm muitos nutrientes e substâncias bioativas. Singh (1998) estudou os valores de forragem da folhagem de espinheiro e verificou que o teor de proteína bruta nas folhas de H. salicifolia (21,6%) foi superior significativamente (p <0,05) ao dos biótipos de H. rhamnoides. O teor de óleo varia de 3,5 a 4,8% em H. rhamnoides e até 4,6% em H. salicifolia. O valor de fibra em detergente natural nas folhas de H. salicifolia foi de 32,7%, significativamente maior (P <0,05) que nos biótipos de H.

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rhamnoides. O teor de cinzas em H. salicifolia foi de 5,1%. Em geral, o teor de cinzas aumentou nas folhas de ambas as espécies (H. rhamnoides e H. salicifolia) em setembro.

Os fenólicos totais apresentaram teor de 12,7%, dos quais 92% estavam na forma de taninos hidrolisáveis. O teor de taninos hidrolisáveis foi bastante elevado, quando comparado com outras espécies forrageiras disponíveis localmente.

Figura 16. Folhas compridas de espinheiro marinho.

Nas principais regiões produtoras de espinheiro marinho (seabuckthorn) no noroeste da China, o agricultor médio pode ganhar US $ 15 por ano vendendo frutos e folhas do espinheiro marinho. Na vila de Burduliang, cidade de Erduos, no interior da Mongólia e da China, durante um período de 20 dias em 2002, cada família aumentou sua renda em uma média de US$ 144,6 por meio da coleta de folhas; algumas famílias ganharam até US$ 253.

Flor – Os botões florais do espinheiro marinho (Seabuckthorn) são principalmente misturados com botões vegetativos e raramente são puros. Os botões florais aparecem principalmente no verão ou no outono e geralmente abrem na primavera seguinte. O espinheiro marinho pode ser macho ou fêmea, mas o sexo da planta não é claro até a fase de floração (Figura 17). Os machos produzem pólen, têm flores sem pétalas e cada flor contém quatro estames. As fêmeas produzem frutos e sementes e têm flores, também sem pétalas. Cada flor contém um ovário e um óvulo. Geralmente, o botão floral masculino consiste de quatro a seis flores, enquanto o botão floral feminino consiste em uma flor e raramente dois ou três (LU, 1992).

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Figura 17. A) flores masculinas e B) flores femininas do espinheiro amarelo.

O sexo do espinheiro não pode ser julgado até que o primeiro broto floral apareça (Figuras 18 e 19). Nas plantas precoces isso pode ocorrer no terceiro ano, enquanto nas plantas tardias isso pode acontecer no quinto ou no sexto ano (LU, 1992). Em Mustang (Nepal), a espécie Hippophae salicifolia foi encontrada frutificando aos cinco anos de idade. A flor feminina depende quase inteiramente do vento para a polinização, porque as flores masculinas e femininas não têm néctar e raramente atraem abelhas ou outros insetos.

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Figura 18. Identificação do sexo masculino ou planta macho do espinheiro marinho com o aparecimento do primeiro botão floral.

Figura 19. Identificação do sexo feminino ou planta fêmea do espinheiro marinho com o aparecimento precoce do botão floral.

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Fruto – O espinheiro marinho (Seabuckthorn) tem um fruto especial (Figura 20), que é diferente de outros frutos ou bagas comuns. Morfologicamente, desenvolve-se a partir de um ovário e de um tubo de cálice que está intimamente ligado ao ovário. Na verdade, o fruto é uma combinação de um tubo de cálice carnudo e expandido e um ovário. Em outras palavras, o tubo de cálice expandido e suculento é a parte importante por seu valor econômico.

Figura 20. Frutos de espinheiro marinho.

O tempo entre a floração e a maturação dos frutos é de 12 a 15 semanas. Os frutos jovens são duros e esverdeados, mas ficam suaves e alaranjadas ou vermelho alaranjadas à medida que amadurecem. Ao contrário da maioria dos frutos que caem da planta materna no estádio de maturidade, as bagas do espinheiro marinho permanecem no ramo por vários meses. Isso dá tempo suficiente para colhê-los. No bosque natural de seabuckthorn, os frutos podem permanecer nos ramos até a primavera seguinte. Durante

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este período, geralmente no inverno frio, os frutos encolhem gradualmente, mas não caem. Por isso, eles se tornam o alimento favorito dos animais, especialmente pássaros.

O mesmo tem sabor amargo intenso, sabor de limão forte e contém 60 a 80% de suco rico em açúcares, ácidos orgânicos, aminoácidos, taninos e vitaminas e o fruto contém 3 a 5% de óleo de polpa e 8 a 18% de óleo de semente (JASRA, 1998). Não pode ser comido cru em qualquer quantidade, mas se faz um excelente suco, calda ou geleia devido à sua forte acidez. Tem também um aroma único que lembra o abacaxi. De fato, na Bielorrússia, o suco de frutas é conhecido como abacaxi russo. Alguns frutos da subespécie caucásica do espinheiro marinho das cultivares Ürgüp, Trabzon, Sivas 94, Sivas 96 e Ilgaz, estão apresentadas na Figura 21.

Figura 21. Sementes (à esquerda em cada célula) e frutas (à direita) de Hippophae rhamnoides, subespécie caucásica das respectivas cultivares: Ürgüp, Trabzon, Sivas 94, Sivas 96 e Ilgaz de cinco locais diferentes. Barras de escala são 1 mm para sementes e 3 mm para frutos. Fotos: Aras et al. (2007).

As bagas parecem ser uma fonte natural insuperável de vitamina A e vários outros carotenos, vitamina E e vários outros tocoferóis e flavonoides. O conteúdo de vitamina C do suco varia de 300 a 1600 mg por 100 g de suco (suco médio de 600 mg / 100 g) coletado no distrito de Dolpa, Nepal (VAIDYA, 1999). Com base nos estudos, a vitamina A é 3 vezes maior que a da cenoura e 20 vezes ao da laranja, a vitamina C é 16 vezes a da groselha indiana e 30 vezes ao da laranja e da mesma forma a vitamina E é 6 vezes a do óleo do milho (VAIDYA, 1999; ACAP, 2002). Estudos biológicos sugerem que a ação restauradora do óleo de espinheiro marinho (seabuckthorn) pode ser em parte devido ao seu alto teor de ácidos graxos essenciais, carotenos, tocoferóis e fitoesteróis, que são importantes para a manutenção de uma pele saudável. O conteúdo de ácidos graxos

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essenciais no extrato de óleo do espinheiro marinho (seabuckthorn) é de 80 a 95%. Entre os carotenos encontrados estão alfa- e betacarotenos, licopeno, criptoxantina, zeazantina, taraxantina e fitofluina. Os tocoferóis são representados principalmente por vitamina E e gama-tocoferol. Os fitoesteróis do espinheiro incluem beta-sitosterol, betaamirol e eritrodiol (LU, 1992).

Semente – O espinheiro marinho (Seabuckthorn) produz uma única semente por cada fruto. A semente é ovalada com um comprimento de 4 a 7 mm, uma largura de 2,5 a 3,5 mm e uma espessura de 1,6 a 2,2 mm. O tegumento da semente é castanho-acinzentada ou castanha escura, coriácea e lustrosa (Figuras 22 e 23). A semente é cercada por uma parede ovariana parecida com um pergaminho. A semente de H. salicifolia (Figura 24) é globosa e parece fissurada de um lado com comprimento de 3 a 4,5 mm de comprimento, largura de 2,5 a 3 mm de largura e 1,5 a 2 mm de espessura. Tem gosto azedo. O espinheiro marinho pertence ao grupo de plantas termofílicas. A temperatura ideal para germinação de sementes é de 24 a 26º C (ANSARI, 2003).

Figura 22. Espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides): fruto e semente. Foto: Richard T. Busing e Paul E. Slabaugh.

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Figura 23. Espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides): seção longitudinal através de uma semente. Obs: Pericarpo à camada externa do fruto, que envolve as sementes, formada pelo epicarpo, o mesocarpo e o endocarpo. Foto: Richard T. Busing e Paul E. Slabaugh.

Figura 24. Destaque dos frutos de Hippophae salicifolia (Nepal). Foto: Rajesh Rajchal (2008).

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A semente representa de 3-4% de peso fresco da baga (Figura 25). As principais composições químicas das sementes do espinheiro marinho são carboidratos, lipídios (gorduras) e proteínas. A semente contém 10 a 20% de óleo, dependendo da espécie da planta (SINGH, 2001). A espécie H. tibetana contém o teor de 19,51% de óleo, que é considerada o mais alto entre todas as espécies do gênero Hippophae (LU, 1990). O óleo de semente contém 12% a 20% de ácidos graxos saturados e 88,3% a 89,1% de ácidos graxos insaturados, particularmente ácido linolênico (32,3%), ácido linoleico (40,8%) e ácido oleico (15%) (SCHROELDER; YAO, 1995). Outros constituintes do óleo de semente incluem gama e alfa tocoferol (LI, 1999). As vitaminas A, E e K presentes no óleo de semente são usadas em vários campos de alimentos, medicamentos e cosméticos (BERNATH; FOLDESI, 1992; VAIDYA, 1999). A composição química das duas espécies de óleo de semente de espinheiro é apresentada na Tabela 1.

Figura 25. Sementes de espinheiro marinho.

Tabela 1. Composição química das sementes em duas espécies de espinheiro marinho.

Espécies

Teor de óleo (%)

Ácido

graxo

Ácido graxo

Ácidos linoleico e

saturado

insaturado

linolênico (%)

H. salicifolia

10,85

17,3

82,7

63

H. tibetana

19,51

11,7

88,2

64,9

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Aspecto fisiológico Germinação – Os frutos podem ser colhidos dos arbustos a qualquer momento entre o final do outono e início da primavera. No entanto, a germinação pode variar com o tempo em que as sementes foram extraídas dos frutos maduros (ELISEEV; MISHULINA, 1972). As sementes podem ser extraídas, passando os frutos úmidos por um macerador e depois suas sementes ficam flutuando na polpa. A limpeza e a secagem imediatas dessas sementes são vantajosas porque a taxa de germinação é muito baixa para sementes deixadas por muito tempo nos frutos (ELISEEV; MISHULINA 1977; ROHMEDER, 1942). De 45 kg (100 lb) de frutos, 4,5 a 14 kg (10 a 30 lb) de sementes limpas podem ser extraídas. Os resultados concretos de 85% de germinação e pureza de 97% foram relatados por Slabaugh (1974). O número médio de sementes limpas determinadas em 10 amostras é de 88.000/kg (40.000 / lb), com uma faixa de 55.000 a 130.000/kg (25.000 a 59.000 / lb) (SLABAUGH, 1974). As sementes menores, com números de 258.000 a 264.500 / kg (117.000 a 120.000 / lb), foram registradas na Romênia (ENESCU; STEGAROIU, 1954). As sementes são ortodoxas e armazenam facilmente em baixo teor de umidade e temperaturas. As sementes secas foram mantidas satisfatoriamente durante 1 a 2 anos à temperatura ambiente (SLABAUGH, 1974). A viabilidade de 60% foi relatada para sementes armazenadas por 4 a 5 anos (SMIRNOVA; TIKHOMIROVA, 1980).

a) Tratamento de Sementes Antes da Semeadura -Tratamento químico: Experimentalmente, as sementes poderão ser tratadas com GA3 e KNO3 (hormônio de enraizamento) por 48 horas antes da semeadura, o que não melhorou significativamente a taxa de germinação entre as espécies testadas. Com base no estudo de germinação das sementes de espinheiro marinho coletadas na primeira semana de novembro de 2003 e 2004 em cinco vales da Índia chamados Mana, Niti, Bhuyandar, Yamnotri e Gangotri, Dhyani (2007), verificou que houve diferenças significativas (p <0,05) na porcentagem de germinação nas diferentes concentrações de KNO3 e GA3 (Figuras 26 e 27).

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Figura 26. Efeito das concentrações de KNO3 na germinação de sementes de espinheiro marinho colhidas em diferentes vales da Índia. Foto: Dhyani (2007).

Figura 27. Efeito das concentrações de GA3 (PGR) na germinação de sementes de espinheiro marinho colhidas em diferentes vales da Índia. Foto: Dhyani (2007).

Tratamento estratificação a frio - O estudo conduzido por Olmez (2011) foi realizado para determinar os efeitos de alguns pré-tratamentos, incluindo o tratamento de H2SO4 concentrado (98%) por 1, 2 e 3 min e a estratificação a frio por 30, 45, 60 e 90 dias na

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germinação de sementes, visando a superação da dormência de sementes de Hippophae rhamnoides L. (Figura 28). As sementes foram semeadas a 22 ± 1 °C sob escuridão em condições de laboratório e foram observadas periodicamente durante 30 dias para determinar as porcentagens de germinação e as taxas de germinação. A maior porcentagem de germinação (100%) foi obtida das sementes embebidas em H2SO4 por 1 min e a menor (96,7%) das sementes embebidas em H2SO4 por 2 min, embora não tenha havido diferença significativa para as porcentagens de germinação entre os prétratamentos. Além disso, as sementes, que eram estratificadas a 4 ± 1 ° C por 45 a 90 dias, germinaram no meio de estratificação. Por outro lado, as melhores taxas de germinação (4 dias) foram observadas a partir da estratificação a frio de 30 dias e em pré-tratamentos de escarificação com H2SO4 em relação as sementes como testemunha (8 dias).

Figura 28. Sementes de H. rhamnoides germinadas no meio de estratificação. Foto: Zafer Olmez (2011).

-Tratamento com água quente: Antes da semeadura, as sementes devem ser embebidas em água por 48 horas e, neste momento, as sementes que estiverem flutuando devem ser descartadas. Recomenda-se indicar também a imersão das sementes a uma temperatura de 70 ºC e agitação intermitente até a temperatura chegue a cair para 15 ºC, em seguida, deixar em repouso por 48 horas, visando melhorar a taxa de germinação. Os resultados

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experimentais indicam que a temperatura da água não apresentou diferenças significativas para as taxas de germinação, mas a absorção de umidade pelas sementes antes da semeadura encurtou os dias necessários para iniciar e completar a germinação em comparação com as sementes não embebidas. No trabalho de pesquisa realizado por Dhyani (2007) com as sementes de espinheiro marinho, o mesmo observou diferenças significativas de germinação de sementes tratadas com água quente a 50 ºC nos três tempos de embebição e também entre as sementes coletadas em diferentes vales da Índia (Figura 29).

Figura 29. Efeito da Água Quente (Tratamento Físico) a 50 ºC com intervalos de tempo na germinação de sementes colhidas em diferentes vales da Índia. Foto: Dhyani (2007).

-Tratamento com solução de branqueamento (água sanitária): Para prevenir a infecção fúngica do cotilédone na emergência da plântula, recomenda-se uma imersão de 20 minutos em solução de lixívia a 10% antes do plantio ou em condições de laboratório (Figura 30). A proporção de 10 partes de água para 1 parte de água sanitária, baseia-se em hipoclorito de sódio com teor a 5,25%, que é a concentração normal em água sanitária doméstica. No Brasil, comercializa a solução com uma proporção de “cloro ativo” de cerca de 2,5%.

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Figura 30. Germinação de sementes: (A) fase inicial de brotação, (B) Semente de H. rhamnoides, (C) emergência de semente totalmente germinada (D), (E) estágios de desenvolvimento e estabelecimento de mudas. Foto: Dhyani (2007).

b) Semeadura direta ao ar livre - Profundidade da semente e germinação: Os resultados experimentais com sementes de espinheiro marinho indicam que a semeadura na superfície do solo tem taxas de emergência significativamente maiores do que a emergência nas profundidades de 1 e 2 cm. O solo deve ser irrigado (nebulização ou névoa) periodicamente para evitar que as sementes sequem. Se a semeadura ocorrer no final da primavera, as sementes devem ser cobertas com uma camada muito leve de solo.

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As sementes devem começar a germinar dentro de 5-10 dias com base na condição das sementes e das cultivares de espinheiro marinho. Recomenda-se usar um certo número de sementes por cova (3-5) durante o plantio no espaçamento de 1 m dentro da linha e 4 m entre as fileiras.

Aspecto Ecológico Devido às suas características biológicas únicas, o espinheiro marinho (seabuckthorn) tem sido usado de várias maneiras para manter a ecologia do Himalaia. O espinheiro marinho é útil na recuperação e conservação do solo, especialmente em encostas frágeis, devido ao seu extenso sistema radicular. Por ser resistente à seca e tolerar a salinidade do solo e baixas temperaturas, é adequado para muitas situações que são muito exigentes para a maioria das plantas. Por exemplo, no leste da China, novos sistemas agroflorestais foram desenvolvidos para recuperar terras com alto teor de salinidade e o H. rhamnoides está incluído no sistema como abrigo (JIANFENG et al., 2004), fornecendo um habitat para diferentes aves e pequenos mamíferos (LI; BEVERIDGE, 2003). As margens de rios, lagos, encostas íngremes e outros terrenos suscetíveis podem se beneficiar do estabelecimento do espinheiro. Os quebra-ventos feitos de espinheiro são eficazes na prevenção da erosão eólica em áreas abertas. O arbusto espinhoso provou até mesmo ser benéfico em agir como uma barreira ao tráfego de pedestres, impedindo que a vegetação sensível seja pisoteada. O espinheiro não só evita a perda de solo, mas também melhora os solos degradados devido as capacidades de fixação de nitrogênio de suas raízes. Assim, há uma redução na necessidade de adicionar fertilizantes, o que resulta em menos custos de insumos e menos problemas ecológicos.

MELHORAMENTO Os trabalhos de melhoramento de plantas podem geralmente ser resumidos em rendimento e melhoria de qualidade. O rendimento é o melhor indicador de desempenho integrado para um ambiente específico e sua natureza complexa tem tornado difícil aceitar a seleção baseada em rendimento. O rendimento foi, portanto, tradicionalmente selecionado por fatores modificadores que contribuem para o índice de colheita, ou seja, características morfológicas como crescimento, hábito e forma do ramo, eventos

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fenológicos como período de floração e tempo de maturação dos frutos e características fisiológicas como resistência a doenças e tolerância ao estresse (AUSTIN, 1993).

A grande diversidade morfológica é uma boa indicação das oportunidades na seleção de características desejadas para uma dada região (ROUSI, 1971). A seleção massal ainda é praticada em muitas áreas, embora seja gradualmente substituída pela hibridização e a indução da poliplodia in vitro no melhoramento (SHCHAPOV; KREIMER, 1988; HUANG, 1995). As características mais importantes que precisam ser melhoradas no espinheiro marinho são: rendimento, tamanho do fruto, resistência a dureza do inverno, ausência de espinhos, qualidade de frutos e pólen e maturação precoce, pedicelo longo (para facilitar a colheita mecânica) e capacidade de fixação de nitrogênio.

As variações genéticas consideráveis são observadas entre características relacionadas à qualidade da baga, como tamanho da baga, componentes do açúcar, vitamina C e acidez titulável entre subespécies e grupos híbridos (TANG, 2002). As diferentes origens das espécies também variaram para o ritmo de maturação das bagas.

Durante a maturação das bagas, as concentrações de componentes de açúcar, especialmente glucose e proporção de açúcar para acidez, aumentam enquanto a concentração de vitamina C, a acidez titulável e a resistência à baga diminuem. Nos cruzamentos entre as subespécies, o tamanho da baga, a vitamina C e a acidez titulável mostraram herança intermediária. As características relacionadas à floração tiveram baixa herdabilidade, enquanto as relacionadas à maturidade apresentaram herdabilidades relativamente maiores.

A melhoria dos caracteres relacionados à produção e adaptação deve ser baseada em subsp. turkistanika. Os caracteres relacionados com a qualidade, como vitamina C, açúcares e acidez titulável, seriam melhorados através de cruzamentos entre subespécies.

Em particular, subsp. turkistanica oferece grande potencial para melhorar as características de qualidade. Como o espinheiro é basicamente dioico, a identificação de pais paternos superiores é um pré-requisito para alcançar os objetivos de reprodução.

Quando se faz no melhoramento a polinização cruzada de plantas, é preciso evitar o cruzamento entre parentes próximos, os quais são susceptíveis de levar à depressão por endogamia. No caso do espinheiro, o hábito dioico, que proíbe a autofecundação, indica que a espécie provavelmente sofrerá sintomas graves de depressão por endogamia. Isso deve ser levado em consideração durante o planejamento dos cruzamentos, e qualquer

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programa de melhoramento deve começar com uma ampla base genética. Para as perspectivas de melhoramento de longo prazo, seria vantajoso incorporar um modo de reprodução hermafrodita na carga genética maternal, de maneira que a seleção de características de frutos não precisa ocorrer apenas por meio do genitor materno. Essa mudança já ocorreu durante a domesticação da videira, Vitis vinifera. No entanto, em um futuro próximo, a identificação assistida por DNA dos sexos do espinheiro marinho no estágio de plântula pode se tornar viável (PERSSON; NYBOM, 1998), o que pode ser uma alternativa para o desenvolvimento de plantas monoicas.

FENOLOGIA A informação sobre eventos fenológicos do espinheiro marinho é bastante limitada. Yao e Tigerstedt (1995) observaram o início e o término do crescimento foliar e encontraram grandes variações para esses caracteres entre diferentes subespécies ou populações. No entanto, para uma cultura ou fruteira, os eventos fenológicos mais importantes são os tempos de floração e de maturidade, que são importantes características agronômicas e diretamente relacionadas à produtividade e estabilidade de produção (AKSEL; JOHNSON, 1961; AITKEN, 1974; WALLACE 1985).

Os tempos de floração e de maturidade, medidos em dias, são afetados por interações entre controle genético e variáveis ambientais, principalmente fotoperíodo e temperatura. Acredita-se que alguns subconjuntos de alguns genes controlam a maturidade em muitas espécies de plantas. Cada subconjunto de genes está associado a um componente fisiológico da maturidade. Esses componentes interagem entre si e estão sujeitos a modificações ambientais (AGGARWAL; POEHLMAN, 1977; STOUT et al., 1981; WALLACE, 1985).

Algumas plantas são sensíveis ao fotoperíodo e só começam a floração depois que uma específica duração do comprimento noturno é atingida (SPENCE; WILLIAMS 1972; WALLACE, 1985). Estas plantas dependem mais da localização específica do que plantas ou cultivares insensíveis ao fotoperíodo. Os cruzamentos entre plantas sensíveis a fotoperíodos de várias origens, dão origem a progênies com características imprevisíveis de floração e maturidade. Esta tendência também se estende à introdução de plantas sensíveis ao fotoperíodo (HALLORAN, 1976; HUNT, 1979; WALLACE 1985). De acordo com Murfet (1977) e Stout et al. (1981), o período de floração é prolongado por baixas temperaturas, mas encurtado sob altas temperaturas.

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Geralmente, o rendimento das colheitas aumentará à medida que dilata o tempo de crescimento das plantas e seu desenvolvendo é estendido (KAUFMANN, 1961).

Consequentemente, acredita-se que as cultivares de maturação mais tardia produzem mais do que as precoces, uma vez que a primeira pode alocar mais nutrientes para o desenvolvimento. No entanto, muitos fatores podem limitar o período disponível para o amadurecimento das culturas. Em uma região temperada do Norte, a floração anterior aumenta o risco de danos causados pelas geadas às flores. Enquanto as cultivares de maturação posteriores podem ser expostas a temperaturas excessivamente baixas antes de amadurecerem completamente (WALLACE, 1985).

RESISTÊNCIA AO FRIO A resistência à baixa temperatura, é um fenômeno complexo na planta. Envolve fatores ambientais e endógenos, e muda sazonalmente (LEVITT, 1980). Em um clima do Norte europeu, a resistência ao frio é a capacidade de uma planta resistir a temperaturas congelantes, enquanto a resistência do inverno inclui também estresses bióticos e abióticos que caracterizam o ambiente de inverno (LEVITT, 1980; SAKAI; LARCHER, 1987; PALONEN, 1999; VÄINÖLÄ, 2000).

A resposta das plantas às temperaturas de congelamento geralmente inclui dois mecanismos: por evasão e por tolerância. As plantas podem evitar o congelamento inicialmente, reduzindo o ponto de congelamento dos tecidos vivos por acumulação de solutos, como proteínas anticongelantes e outros crioprotetores, ou por desidratação (LEVITT, 1980; SAKAI; LARCHER, 1987). O efeito da redução do ponto de congelamento é limitado, e geralmente varia entre –1 e -2 °C raramente além de -4 °C. A maioria das plantas lenhosas sobrevivem a condições severas de inverno por superresfriamento profundo, outro sistema de prevenção que permite que a água nas células permaneça descongelada a temperaturas muito baixas na ausência de nucleadores.

A água pura é nucleada a -38 °C, enquanto as soluções nas células vegetais podem chegar a -47 °C (LEVITT, 1980).

O papel principal da prevenção do congelamento é proteger uma célula da formação interna de gelo, que é fatal para uma célula. Quando as temperaturas caem abaixo de zero, o gelo geralmente começa a se formar nos espaços extracelulares das plantas. Como o potencial químico do gelo é menor que o da água líquida, a água intracelular descongelada move-se em direção aos espaços extracelulares aonde ela congela, até que um equilíbrio no potencial químico seja alcançado. As plantas resistem

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à formação de gelo nos espaços extracelulares por tolerância. A resistência ao frio em plantas lenhosas geralmente envolve a tolerância ao congelamento extracelular ou um mecanismo de evasão como o super-resfriamento profundo, ou ambos (LEVITT, 1980; SAKAI; LARCHER, 1987; THOMASHOW, 2001).

Um período anterior de baixas temperaturas não congelantes aumenta a tolerância ao congelamento em muitas plantas (LEVITT, 1980; SAKAI; LARCHER, 1987; PALONEN, 1999). Esse processo, conhecido como aclimatação a frio, envolve uma série de alterações no metabolismo e na composição de lipídios, proteínas e carboidratos (LEVITT, 1980; SAKAI; LARCHER, 1987; THOMASHOW, 1993).

A capacidade de uma planta para se aclimatar a frio é controlada por múltiplos genes de resposta a frio que são caracterizados por promotores contendo o elemento que responde à repetição-C (CRT) / desidratação (DRE). A baixa temperatura e o sinal desidratante induzem ativadores transcricionais (CBFs) que se ligam ao CPT/ DRE para transcrever o gene correspondente (GILMOUR, 2000; THOMASHOW, 2001). Certos genes de resposta ao frio codificam proteínas que compartilham certas propriedades distintas (THOMASHOW, 1993; CLOSE, 1996).

Por outro lado, o espinheiro marinho, com sua ampla distribuição, evoluiu para se adaptar a ambientes variados. As plantas de espinheiro marinho finlandesas nativas são adaptadas a um clima semi-marítimo e não sofrem injúrias no inverno, enquanto as cultivares russas, adaptadas ao clima continental, sofrem lesões de inverno na Finlândia (PIETILÄ; KARVONEN, 1999; LINDÉN et al., 1999).

As seleções finlandesas de espinheiro marinho têm resistência ao frio a temperaturas que variam de –30 a –35 ° C e –40 a –45 ° C para plantas masculinas e femininas, respectivamente, durante a dormência (PIETILÄ; KARVONEN, 1999). Estas faixas de resistência térmica moderada poderiam assumir um declínio progressivo para origens cada vez mais meridionais, uma vez que uma variação clinal de geada e resistência ao inverno foi observada entre populações de três subespécies de H. rhamnoides (YAO; TIGERSTEDT, 1995). No entanto, a exposição a -40,4 ° C no norte da China, ou -43 ° C no estado de Gorky, na ex-URSS, não causou danos a longo prazo nas plantas de espinheiro (LU, 1992).

Uma associação positiva entre resistência ao frio e término do crescimento precoce foi documentada (YAO; TIGERSTEDT, 1995). Os aspectos fisiológicos e bioquímicos relativos à resistência ao frio das plantas de espinheiro marinho permanecem em grande parte desconhecidos.

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CULTIVARES Existem quatro grupos ambientais de variedades de espinheiro marinho, potencialmente adequados para o crescimento comercial do NE da Europa:

A- Seleções de espinheiro marinho nativo da Alemanha (Sirola, Leikora, Hergo, Askola, Dorana, Frugana, Energia Laranja, Pollmix etc).

B- Seleções de espinheiro marinho nativo da Finlândia (Tytti, Terhi, Tarmo etc).

C- Cruzamentos entre variedades russas continentais com espinheiro marinho nativo da costa sul do Mar Báltico (Botanicheskaya Ljubitelskaya, Prozrachnaya, Podarok Sadu, Marija, Tatjana, Senhor, etc.).

D- Cruzamentos entre variedades russas continentais com espinheiro marinho nativo da costa norte do Mar Báltico (ensaios bem-sucedidos desde 2004, ainda sem plantações comerciais).

O clima da Letónia permite o crescimento de toda as cultivares. No entanto, recomenda-se escolher os grupos C e D por se tratarem de frutos maiores, mais suculentos e com melhor sabor. O mercado de produtos finais da Letônia exige principalmente suco e bebidas do espinheiro marinho. Estima-se poder obter apenas 50-60% de suco das variedades do espinheiro marinho dos grupos A e B, em comparação com 80-90% dos grupos C e D. Outro fator importante é que os sucos feitos dos grupos C e D não são tão ácidos e requerem menos adoçantes.

As principais características de algumas variedades de espinheiro marinho cultivadas na Europa são:

Orange delight seaberry - Uma das variedades favoritas da Estação de Pesquisa Russa em Barnaul, Orange Delight produz abundantes frutas saborosas e laranja avermelhadas.

A fruta contém mais de duas vezes a vitamina C da maioria das outras variedades e também contém grandes quantidades de vitaminas E e A. A cultivar Orange Delight amadurece no início até meados de agosto.

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Askola seaberry - Esta é uma nova variedade alemã (Figura 31). Selecionada pelo seu teor excepcionalmente alto de vitamina C e E, com a fruta da cultivar Askola se faz um suco delicioso e muito nutritivo. As bagas alaranjadas profundas e abundantes amadurecem no final de agosto. Um arbusto vigoroso e atraente, a planta da cv. Askola pode crescer 3,05 a 3,66 m (10-12 pés) de altura se não for podado.

Figura 31. Cultivar Askola seaberry.

Frugana seaberry - Um arbusto médio a grande, vigoroso e produtivo, que cresce verticalmente, a cultivar Frugana produz abundantes frutos vermelhos grandes, saborosos e brilhantes de cor laranja avermelhada. A variedade Frugana amadurece mais cedo do que as outras variedades alemãs e pode ser colhida em meados de agosto.

Golden sweet seaberry - É um arbusto de tamanho médio atraente, tendo um hábito de crescimento vertical e é particularmente notável por sua fruta grande e muito doce (Figura 32). Essa variedade é provavelmente originária da Ásia Central. Demora um pouco mais para iniciar o seu carregamento do que a maioria, mas vale a pena espera pela produção de bagas saborosas.

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Figura 32. Cultivar Golden sweet seaberry.

Leikora seaberry - Valorizada tanto pela sua fruta como pelo seu valor ornamental, a cultivar Leikora produz colheitas abundantes de frutos vermelhos, tamanhos médios, suculentos, intensamente aromatizados e brilhantes. O fruto em forma de lágrima tem um sabor intenso e azedo. Leikora" é uma cultivar alemã que amadurece no início a meados de setembro e permanece em boas condições na planta, mesmo após a geada forte. Os galhos carregados de frutas da Leikora são uma boa adição aos arranjos florais. Os ramos inferiores são sombreados pelos ramos superiores quando não existe manejo de poda. Em cultivo no Reino Unido, a cultivar "Leikora" ganhou o Prêmio de Mérito de Jardim da Royal Horticultural Society (AGM PLANTS – ORNAMENTAL, 2017; RHS PLANTFINDER, 2018).

Titan seaberry – Titan é uma cultivar russa, pronta para colheita no final de agosto até o início de setembro. O fruto é grande (aproximadamente do tamanho de uma ervilha grande) e mais fácil de colher à mão do que a maioria dos outros materiais (Figura 33). O fruto é laranja brilhante, saboroso, menos azedo do que a maioria das cultivares, atraente e aromática. A cultivar "Titã" tem um hábito de crescimento vertical e a altura sem manejo é superior a 3,65 m.

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Figura 33. Destaque da planta e frutos da cultivar Titan seaberry.

Figura 34. Frutos da cultivar Sunny (Solnechnaya) seaberry.

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Hergo - É uma cultivar alemã que amadurece em meados e final de setembro. Os galhos são densamente cobertos por pequenos frutos laranja-claros que são azedos, saborosos e suculentos (Figura 35). A "Hergo" é considerada a variedade mais plantada em pomares alemães, porque o fruto é colhido mecanicamente, cortando e congelando os ramos carregados de frutos. O fruto é mecanicamente separado dos ramos, sendo difícil de remover manualmente.

Figura 35. Cultivar Hergo é usada para colheita mecânica na Alemanha.

Amber Dawn - A cultivar Amber Dawn é russa que não se adapta bem em outras regiões (Figura 36). É uma planta bem pequena que produz frutos pequenos e médios, de cor amarelos alaranjados, suaves e suculentos, sem muito sabor e aparência.

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Figura 36. Cultivar Amber Dawn.

Seaberry masculino - Um bom polinizador para todos os espinheiros marinhos.

Harvest Moon - É uma cultivar das províncias do Canadá. O material tem menos espinhos, crescimento compacto e é mais fácil de colher, mas a qualidade dos frutos e o hábito de crescimento são quase idênticos ao da cultivar "Hergo". ‘Harvest Moon’ é a única cultivar que apresentou bom desempenho em solos de limo ou siltoso.

A maioria dos viveiros de varejo oferece apenas uma ou possivelmente duas opções de cultivares que muitas vezes não são selecionadas, mas nos programas de melhoramento da Alemanha e da Rússia oferecem dezenas de variedades (Figura 37).

Existem poucas espécies de plantas frutíferas que têm mais diversidade genética do que a Seaberry.

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Figura 37. Diferentes variedades de espinheiro marinho pertencente a um produtor que tem uma área perto de Hamburgo, Alemanha 2015. Foto: Seth Pascoe (2016).

RELAÇÃO DE PLANTAS MASCULINAS E FEMININAS O espinheiro marinho é uma planta dioica (sexos separados em plantas individuais, macho e fêmea), requerendo o pomar a presença de plantas masculinas e femininas (Figura 38). As plantas femininas são polinizadas por plantas masculinas quase exclusivamente pelo vento ou por gravidade, porque não têm flores que são atraídas por polinizadores. A proporção de uma planta masculina para cada 6 a 8 plantas femininas é considerada adequada para a produção ótima de frutos. Como muitas plantas frutíferas perenes, os botões florais são diferenciados durante a estação de crescimento anterior.

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Figura 38. A) flores masculinas e B) flores femininas do espinheiro amarelo.

Por razões econômicas, a proporção entre plantas masculinas e femininas é importante, pois o número de árvores femininas em cada plantio afeta diretamente o rendimento total. Se plântulas de sexo desconhecido forem plantadas aleatoriamente, isso pode resultar em uma distribuição desigual de plantas masculinas e femininas dentro de cada plantio. Existem duas abordagens para evitar este problema, remover plantas masculinas e substituir por plantas femininas, ou propagação vegetativa de plantas adultas de sexo conhecido. As recomendações para a proporção entre machos e fêmeas variam de 6 a 12%. Um relatório do Instituto Siberiano de Horticultura na Rússia indicou que um macho: uma linha mista feminina para cada duas fileiras de plantas femininas e na linha mista a cada quinta planta é macho. Este projeto proporcionou um rendimento total significativamente maior do que outros projetos. Estima-se que o plantio de pomar com 4.000 árvores por hectare e proporção de machos e fêmeas de 1: 6 deve render aproximadamente 10 toneladas de frutos (LI; McLOUGHLIN, 1997; Figura 39).

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Figura 39. Plantas macho (a) e fêmea (b) do espinheiro marinho. Fotos: Tsering Stobdan et. al. (2011).

De acordo com essa disposição da Figura 40, entre cada duas linhas de plantas femininas existe uma linha mista. Nessa linha mista, após cada quatro plantas femininas existe uma planta masculina. Isso significa que os polinizadores respondem por 6 a 7% do total de plantas. Geralmente, a distância dentro da qual a planta feminina pode ser polinizada é de cerca de 100 m. Investigações mostraram que à medida que a distância da planta feminina à planta masculina (polinizador) aumenta (64 m ou mais), o rendimento da planta feminina diminui. Portanto, para a polinização balanceada, a disposição dos polinizadores ilustrada abaixo é adequada.

Figura 40. Disposição dos polinizadores 1 : 4 (vermelho macho/ azul fêmea). Fonte: Lu Rongsen, 1992.

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Vale destacar que a variedade "Tozlayan" (variedade masculina) foi lançada no ano de 1994. A mesma foi derivada da seleção da população natural do espinheiro marinho que se encontra espalhado na área de Shaky da República do Azerbaijão. É um material meio espinhoso, resistente a doenças e pragas. Como resultado de pesquisas, definiu-se que os indivíduos masculinos do espinheiro marinho não são menos polimórficos que os femininos. As diferentes formas masculinas no resultado de um forte polimorfismo (variação fenotípica) não só têm uma produtividade distinta de pólen, mas também afetam a produtividade e a qualidade dos frutos das plantas femininas. Em relação a estes, a seleção de variedades de polinizadores masculinos de espinheiro marinho foi recomendada. Os experimentos mostraram que a variedade "Tozlayan" distingue-se principalmente pelo grau de fecundidade dos pólens, e esse índice é de 96,4%. Como os pólens dessa variedade têm uma capacidade de sobrevivência muito forte, eles são muito úteis para a agricultura, porque a fraca capacidade de sobrevivência das plantas masculinas leva a uma grande localização de indivíduos do sexo masculino em pomares de espinheiro, o que reduz a produtividade. Em regra geral, nos pomares de espinheiro marinho por cada 5-6 planta fêmea, uma planta masculina ou macho é suficiente. Em razão da sobrevivência muito elevada do pólen da variedade 'Tozlayan', é necessário culltivar uma planta macho (variedade 'Tozlayan') por cada 8 -10 plantas femininas nos pomares (Figura 41).

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Figura 41. Disposição dos polinizadores de 1 : 8 (negrito o símbolo macho/ branco o símbolo fêmea).

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COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO ESPINHEIRO MARINHO Os frutos do espinheiro (Hippophae rhamnoides L.) são uma rica fonte de substâncias biologicamente ativas lipo e hidrofílicas, tais como: ácidos orgânicos, vitaminas, esteróis, compostos fenólicos e ácidos graxos característicos. Uma vez que o conhecimento da composição química de partes individuais do fruto morfológico do espinheiro marinho poderá melhorar o manejo tecnológico de todo o fruto.

As bagas são nutritivas, embora sejam mais ácidas (BAL et al, 2011). São fontes ricas de proteínas e vários aminoácidos essenciais. Eles também contêm elementos minerais como Ca, P, Fe e especialmente K, que é o mais abundante entre todos os outros elementos (BAL et al, 2011). Além disso, os frutos de Hippophae incluem altos níveis de vitaminas, como C (695 mg / 100 g, que é comparativamente mais que limões e laranjas), tocoferóis (1-10 mg / 100 g) e carotenoides (3-15 mg / 100 g) especialmente β-caroteno, ly-copene, zeaxanthine (GAO et al., 2000; ZEB, 2004). As bagas também contêm certas outras vitaminas, como o ácido fólico, B1, B2 e K (BEKKER; GLUSHENKOVA, 2001).

Além disso, os frutos têm grandes quantidades de açúcares - principalmente glicose e frutose, que variam amplamente no suco da baga de 0,6 a 24,2 g / 100 ml. Além disso, ácidos orgânicos estão presentes em frutos de Hippophae, como os ácidos málico e quínico (BAL et al, 2011), inclusive os ácidos cítricos e tartáricos oxálicos (KUMAR et al., 2011). A casca do caule e as bagas contêm 5-hidroxitriptamina, que é rara entre as plantas (KUMAR et al, 2011).

A composição química das bagas de espinheiro varia consideravelmente devido à sua origem, clima, tamanho e maturidade dos frutos e métodos de processamento (LESKINEN et al., 2010). Em relação ao aroma único das bagas de Hippophae, não é comparável a qualquer outra fruta comum, devido aos seus compostos voláteis, ou seja, dodecenoato de etila, octanoato de etila, decanol, de-canoato de etila e dodecanoato de etila (KUMAR et al., 2011; GULIYEV et al., 2004).

Vale destacar que as bagas de Hippophae contêm grandes quantidades de antioxidantes naturais, resultando em uma das maiores atividades antioxidantes, entre as plantas medicinais (BAL et al, 2011). Seu principal anti-oxidante é o ácido ascórbico (ROSCH et al., 2003), ao passo que eles também contêm copoleros, carotenoides, flavonoides (SUOMELA et al., 2006; WANG et al., 2011). O flavonoide encontrado na maior quantidade é isorannetina, seguido por isorham-netina-3-O-13-D-glicosídeo, rutina, ustzagalin, quercetina, miricetina e kaempferol (WANG et al., 2011). A Tabela 2

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apresenta a composição antioxidante do suco de bagas de espinheiro marinho (ECCLESTON et al., 2002). Esse suco é nutritivo e tem a vantagem de permanecer líquido mesmo em temperaturas abaixo de zero, pois possui um ponto de congelamento de -22 ° C (BAL et al, 2011).

Tabela 2. Composição de antioxidante no suco de espinheiro marinho.

Itens

mg/l

Vitamina E

13,5

α-, β-, γ-tocoferóis

12,4

α-, β-, γ-tocotrienóis

1,1

Vitamina C

1.540,0

Carotenoides

7,3

Flavonoides

1.182,0

Fonte: ECCLESTON et al., 2002.

Além disso, os frutos do espinheiro são ricos em ácidos graxos insaturados (ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico) com uma média de 86,3% (SURYAKUMAR; GUPTA, 2011). As bagas também contêm fitoesteróis como β-sit osterol, ergosterol e amirinas (BAL et al, 2011).

A partir da baga do espinheiro marinho, podem ser extraídos dois diferentes tipos de óleo: o óleo de polpa e o óleo de semente (ZEB, 2006; Figura 42). Vale destacar que as sementes maduras contêm 8 a 20% de óleo e a polpa de frutos secos (polpa e casca) cerca de 20 a 25% de óleo, enquanto a torta resultante da extração do suco da polpa fica com 15 a 20% (KUMAR et al., 2011). O teor de óleo é afetado pelas características morfológicas, isto é, tamanho e cor das bagas, bem como pelo tempo de colheita (YANG; KALLIO, 2002). Estes óleos são ricos em vitaminas E, K (ZEB, 2006), carotenoides (licopeno, β-caroteno), a-copaeróis (α-tocoferol é o mais abundante especialmente em óleo da semente), tocotrienóis (mais concentrados em óleo da polpa) e esteróis (βsitosterol, colesterol, campesterol, estigmasterol) (BAL et al, 2011; KUMAR et al., 2011; CENKOWSKI et al. 2006). Além disso, os dois óleos de Hippophae têm composição de ácidos graxos consideravelmente diferentes (ERKKOLA; YANG, 2003). O óleo da polpa contém ácidos graxos monossaturados e saturados, como ácido oleico, ácido palmitoleico (compreendendo 30% dos ácidos totais) e ácido palmítico (ZEB, 2006; BAL et al, 2011).

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O óleo de semente contém mais ácidos graxos insaturados, enquanto é o único óleo que naturalmente fornece uma proporção de 1: 1 de ácido linolênico (n-3) para o ácido linoleico (n-6) (BAL et al, 2011; YANG; KALLIO, 2002; CENKOWSKI et al. 2006). A Tabela 3 apresenta a composição química de dois óleos extraídos do espinheiro marinho.

Figura 42. Óleos de polpa e sementes (hidratante) do espinheiro marinho.

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Tabela 3. Composição química do espinheiro marinho: óleos de polpa e sementes.

Componentes

Óleo de semente

Óleo da polpa

Palmítico 16:0

6 - 10

15 - 40

Palmitoleico 16:1 n-7

<0,5

15 - 50

Oleico 18:1 n-9

15 - 20

10 - 20

Linoleico 18:2 n-6

35 - 40

5 - 15

α-Linolênico 18:3 n-3

20 - 35

5 - 10

K

110 - 230

54 - 59

E

207

171

100 - 200

100 - 400

10 - 50

100 - 400

1-2

2-3

Ácidos graxos (%)

Vitaminas (mg / 100 g)

Tocoferóis e tocotrienóis Carotenoides Esteróis vegetais (%) Fontes: ZEB, 2006; ERKKOLA; YANG, 2003.

Considerando que o fruto do espinheiro marinho é composto por 79,80 ± 4,18% de polpa, 10,32 ± 3,08% de casca e 9,88 ± 1,87% de semente e tomando por base as análises químicas realizadas em laboratório, Pilar et al (2014) averiguaram que a quantidade de fibra bruta na casca do fruto do espinheiro marinho representava 6,59 ± 0,32% da matéria seca. Constataram-se também que o principal componente desta fibra foi uma fração neutra, a chamada fibra em detergente neutro (FDN), que representou 24,29 ± 0,87% da massa de fibra bruta na casca de frutos do espinheiro. Adicionalmente, a fração de fibra em detergente ácido (FDA) foi encontrada na casca na quantidade de 13,4 ± 0,25%, assim como fibra estrutural, a chamada lignina detergente ácida (ADL) na quantidade de 6,62 ± 0,15%. As paredes celulares da casca continham 12,65 ± 0,18% de proteína e 29,76 ± 1,55% de lipídios. As paredes celulares, formando parte integrante da celulose e representando cerca de 7,72% da matéria seca, foram construídas principalmente de fibra, uma quantidade da qual, expressa em fibra bruta, representou 4,68 ± 0,18% de matéria seca. Observaram-se que o principal componente desta fibra foi a fração de fibra em detergente neutro (FDN), que representou 22,29 ± 1,12% da MS da polpa do fruto do espinheiro marinho. Por outro lado, verificaram-se que a polpa do fruto do espinheiro marinho continha uma fração de fibras de ADF de 13,49 ± 0,25% e uma fibra estrutural de ADL de 5,31 ± 0,15%. Após uma análise da composição química da

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polpa, pode-se afirmar que o principal componente da polpa do fruto do espinheiro marinho são açúcares (6,33 ± 1,99% FM) e gordura (4,46 ± 0,95%).

Entretanto, os carboidratos contidos na semente do fruto do espinheiro marinho são representados por monossacarídeos (5,32 ± 0,56), amido (4,92 ± 0,89% DM) e outras formas de polissacarídeos expressos em fibra, representando 12,99 ± 0,32% de matéria seca. O principal componente desta fibra é a fração FDN - 50,48 ± 1,23% de MS. Além disso, verificaram-se que essas sementes continha uma fração de ADF de 25,08 ± 0,96% e fibras estruturais ADL representando 14,54 ± 0,41% DM de sementes. Foi estabelecido que as sementes de frutos do espinheiro também continham 29,34 ± 1,14% de proteína e 3,00 ± 1,32% de lipídios (PILAT et al., 2014).

O fruto totalmente maduro de quatro cultivares superiores de espinheiro (RC-4, E6590, Harvest Moon e FR-14), selecionadas de uma população de mudas de H. rhamnoides ssp. mongólica e cultivadas em Saskatchewan, Canadá, foram colhidas e congeladas rapidamente. O RC-4 é muito resistente e, juntamente com o FR-14, tem uma copa desejável, enquanto Harvest Moon e E6590 têm outras características agronômicas superiores, como massa e rendimento de frutos, pedúnculo longo, ausência de espinhos e fácil colheita. Os ácidos graxos foram analisados em extratos lipídicos totais de bagas, polpa e sementes inteiras por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC-MS). No óleo de semente, o ácido linoleico e o ácido α-linolênico foram responsáveis por proporções aproximadamente iguais da composição total, em 33-36% e 30-36%, respectivamente. O ácido oleico (18∶1cisΔ99) e seu isômero (18∶1cisΔ11) estavam presentes em um conteúdo combinado de 17-20%, seguido por ácido palmítico (16∶0) a -7% (Figura 43A). O ácido palmitoleico e o ácido esteárico (18∶0) estavam presentes em <4% do total de ácidos graxos. Houve pouca variação entre as quatro cultivares nas composições de ácidos graxos dos óleos das sementes. As quatro cultivares foram derivadas de subespécie mongólica, mas apenas RC-4 e FR-14 têm um aspecto genético semelhante, enquanto Harvest Moon e E6590 têm diferentes origens genéticas.

A falta de variação na composição de ácidos graxos das quatro cultivares utilizadas sugere que as composições de ácidos graxos não variam dentro de subespécies ou que o ambiente de cultivo é um fator importante que controla a composição de ácidos graxos (FATIMA et al., 2019).

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Figura 43. Composição do ácido graxo dos lipídios totais em A) óleo de semente, B) óleo de polpa e C) óleo integral de bagas das quatro cultivares: RC-4, E6590, FR-14 e Harvest Moon. Fotos: Fatima, Tahira, et al. (2019). Os resultados representam a média ± SD de três replicados biológicos. Ácidos graxos menores (representando no total <3% da composição de ácidos graxos) não são mostrados. 16-0, ácido palmitico; 16:1, ácido palmitoleico; 18-0, ácido esteárico; 18-1c9, ácido oleico; 18:1c11, ácido cis-vaccenico; 18:2, ácido linoleico; 18,3, ácido α-linolênico.

No óleo de polpa, o ácido graxo dominante era o ácido monoinsaturado palmitoleico a 32-42%, seguido pelo ácido palmítico a 34-41% (Figura 43B).

Curiosamente, dois isômeros de 18∶1 foram detectados, 18∶1cisΔ9 a 1-5% e 18∶1cisΔ11 (ácido cis-vaccenico) a 5-7%. O ácido linoleico foi responsável por 8-14% da composição total, e todos os outros ácidos graxos, incluindo os ácidos α-linolênico e esteárico, estavam em <2% do total de ácidos graxos. Os resultados representados na Figura 43A e B confirmam que as cultivares desenvolvidas no Canadá podem ser consideradas como a marca registrada do óleo de espinheiro, pois observaram-se, em geral, elevados níveis de ácido α-linolênico e ácido linoleico no óleo de semente e de ácido palmitoleico no óleo de polpa. O teor de vários ácidos graxos em todo o óleo de baga foi na seguinte ordem: o ácido palmítico em 31-33%, ácido palmitoleico em 28-37%, ácido esteárico em <2%, 18∶1 (cisΔ9 e cisΔ11) cada um a 3-8%, ácido linoleico a 12–18% e α-linolênico a 3-8% (Figura 43C). Devido à abundância de tecido da polpa em relação as sementes, toda a

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composição do óleo de bagas é mais destacada pela composição do óleo da polpa (FATIMA et al., 2019).

O acúmulo de ácidos graxos importantes durante o desenvolvimento do fruto do espinheiro marinho foi examinado em sementes, polpa e bagas inteiras em quatro diferentes estágios de desenvolvimento da cultivar RC-4 (Figura 44). As bagas foram coletadas, utilizando a cor como marcador, quando os frutos eram verde (G), verde / amarelo (G / Y), amarelo / laranja (Y / O) e laranja / vermelho (O / R) (Figura 45). Os perfis gerais de ácidos graxos durante os vários estágios de desenvolvimento dos frutos espelharam aproximadamente os das sementes maduras, mas houve uma diminuição nos ácidos graxos insaturados, especialmente o ácido α-linolênico, nos óleos de sementes e bagas inteiras, ao longo do desenvolvimento dos frutos (Figura 45A,C). No óleo de polpa, o ácido palmítico aumentou após o estádio verde e permaneceu relativamente constante ao longo dos estágios de desenvolvimento restantes (Figura 45B), enquanto o ácido palmítico e palmitoleico continuaram a aumentar em bagas inteiras em estágios posteriores (Figura 45C), provavelmente destacando o aumento em massa de polpa e teor de óleo em relação à contribuição das sementes (Figura 45D). O teor de óleo das sementes já era relativamente alto no estádio verde, e permaneceu relativamente constante após o estágio verde/amarelo, enquanto o teor de óleo na polpa e bagas inteiras continuaram a aumentar (Figura 45D). Isso, juntamente com a contribuição relativamente grande do óleo de polpa para a composição de ácidos graxos de bagas inteiras no estádio verde, o que sugere que a deposição de óleo começa muito cedo no desenvolvimento do fruto e o estágio verde amostrado neste estudo não representa o estágio inicial da biossíntese de óleo (FATIMA et al., 2019).

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Figura 44. Frutas de espinheiro marinho em quatro estágios de desenvolvimento. Frutos da cultivar RC-4 foram colhidos no experimento de campo durante os meses de agosto a outubro de 2009. Fotos: Fatima, Tahira, et al. (2019).

Figura 45. Composição de ácidos graxos dos lipídios totais durante os estágios de desenvolvimento do fruto da cultivar RC-4: Toda baga (Whole berry), semente (Seed) e Polpa (Pulp). Fotos: Fatima, Tahira, et al. (2019).

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PROPAGAÇÃO DO ESPINHEIRO MARINHO

Produção de mudas via semente - A propagação da semente é relativamente simples e produz um grande número de mudas a um custo razoavelmente baixo comparado com outros métodos de propagação. As sementes podem ser armazenadas até 3 anos antes de perderem a viabilidade. As sementes do espinheiro marinho podem ser semeadas em sementeira com cobertura de sombrite, em solo esterilizado, em janeiro ou início de fevereiro, de forma que cada muda por tubete ou saco plástico possa crescer por 3 meses antes do transplante no início de maio. Também as bandejas de mudas produzidas em casa de vegetação podem ser usadas para a produção de plântulas em grande escala. O tamanho recomendado é de 2 "-4" de diâmetro -12 "de profundidade (Figuras 46 e 47). A primavera é a melhor época para plantar espinheiro marinho. Em solo arenoso por possuir textura leve, a raiz é enterrada na profundidade de 6-8 cm para incentivar o desenvolvimento de outra zona de raízes. As mudas devem ser regadas uma vez por semana após o transplante (Figura 48). No plantio de um pomar, recomenda-se o espaçamento de 1 m dentro da linha e 4 m entre fileiras, embora o plantio de alta densidade de 1 m x 1 m está sendo considerado na Europa (LI; McLOUGHLIN, 1997).

As linhas devem ser orientadas na direção norte-sul para fornecer a máxima exposição a luz solar.

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Figura 46. Germinação de sementes de espinheiro marinho em bandejas de mudas na casa de vegetação para produção de plântulas em grande escala.

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Figura 47. Espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides): desenvolvimento de plântulas aos 1 e 7 dias a partir da emergência. Fotos: Richard T. Busing e Paul E. Slabaugh.

Figura 48. Irrigação de mudas (bandejas) de espinheiro marinho em casa de vegetação.

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Produção de mudas via clonagem (propagação vegetativa) - As estacas produzem plantas

enraizadas

com

o

mesmo

genótipo

que

a

planta

mãe.

As estacas irão produzir frutos entre um a dois anos mais cedo do que as árvores propagadas por sementes. Portanto, o espinheiro marinho pode ser propagado usando estacas lenhosas retiradas dos galhos e de rebentos de raiz e brotos.

ESTACAS LENHOSAS - As estacas lenhosas devem ser escolhidas de plantas saudáveis e bem desenvolvidas em fase de frutificação. As estacas (15-20 cm de comprimento) devem ser retiradas no período de crescimento do ano anterior durante a fase de dormência, que corresponde ao período do final de outono ou no início da primavera.

Uma semana antes do plantio, os feixes de estacas são embebidos em água (temperatura ambiente e muda a água uma vez ao dia) e cobrem 2/3 do seu comprimento até o início da formação das raízes. As estacas podem ser transplantadas quando as raízes adquirirem 1-2 cm de comprimento. Essas estacas enraizadas podem ser diretamente plantadas ao ar livre no campo, apesar de que o plantio em sacos plástico, sob um ambiente controlado por 1 a 2 meses antes do transplante, proporcionará melhores resultados (LI; MCLOUGHLIN, 1997).

A vantagem da propagação por meio de corte de estacas lenhosas é a sua alta taxa de sucesso. As estacas lenhosas (15 a 20 cm de comprimento) são tomadas quando os brotos do caule se transformam em ramos. Recomenda-se remover as folhas inferiores, deixando 2-4 folhas na ponta da estaca e mergulhe no hormônio de enraizamento antes de enraizar em meios como substrato de areia ou vermiculita ou perlita. Deve-se observar com atenção especial à umidade do ambiente (névoa). As estacas enraizadas devem ser plantadas em vasos ou sacos plásticos por 1-2 meses antes do transplante para o campo (LI; MCLOUGHLIN, 1997; Figura 49).

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Figura 49. Estaca enraizada de espinheiro marinho com um ano de idade enraizada (Seabuckthorn). Foto: DOLKAR et al. (2018).

ESTACAS DE RAIZ E BROTOS - As estacas de raiz também podem ser um método de propagação eficaz para o espinheiro marinho. As estacas de raiz são plantadas em vasos e em uma estufa ou telado ou casa de vegetação por 6-8 semanas antes do transplante para o campo na primavera. O espinheiro marinho produz facilmente brotos em poucos anos após o plantio, o que é uma boa fonte de propagação, mas às vezes não traz a boa genética da planta-mãe (LI; MCLOUGHLIN, 1997; Figura 50).

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Figura 50. Raízes adventícias do espinheiro marinho. Foto: Stobdan, Yadav, Mishra, Chaurasia, Srivastava (2011).

Micropropagação do espinheiro marinho - Estudos sobre o desenvolvimento do protocolo foram conduzidos sobre o material de Lahaul de H. rhamnoides ssp.turkestanica), a qual é a cultivar mais promissora do Himalaia. Com explantes de gemas ativas de espinheiro, mais de 95% de culturas livres de contaminação foram estabelecidas através do esquema de esterilização de 0,1% detergente (2 horas), tetraciclina (2 horas), 70% EtOH (4 min) (Álcool etílico) e 0,1% HgCl2 (6 min), enquanto com botões dormentes 0,1% detergente (5 horas), tetraciclina (durante a noite), 70% EtOH (15 minutos) e 0,1% HgCl2 (18 minutos). Houve um aumento na sobrevivência geral do explante da MS (Murashige-Skoog) através de ½ MS para WPM (Meio de plantas lenhosas) e diminuição na vitrificação do explante de ½ MS através da MS para WPM. O nível de vitrificação diminuiu de MS para WPM. A comparação da interação media-hormônio revelou que a sobrevivência do explante foi maior no meio WPM (80,6%), seguido de perto por ½ MS (80%) e menor no meio MS. No geral, em meio MS, a % de brotações múltiplas, brotos/explantes e a indução de calos diminuíram ao longo de passagens sucessivas. Em ½ MS, os brotos/ explantes máximos de 1,4 brotos/explante foram observados na combinação BAP 0,2 (Benzilaminopurina): IBA 0,01 (Ácido butírico-indol) em 60% das culturas, seguido pelo máximo de 1,1 brotos / explante em

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BAP 0,2: IBA 0,01 em 40% das culturas durante o primeiro estágio da passagem de cultura (PI- Primeira etapa da passagem de cultura). No meio WPM, em 60% das culturas, brotos/explantes com máximo de 14,6 brotos/explantes foram observados em BAP 1,0: IAA 0,5 ppm (Ácido indole-acético), seguido por 66,7% culturas com máximo de 5 brotos / explantes em BAP 0,3: Combinação de NAA 0,2 ppm (Ácido naftaleno-acético) durante PI. No geral, houve aumento em % de brotações múltiplas, brotos/explantes e indução de calos ao longo de passagens sucessivas no WPM Medium. A comparação do desenvolvimento de múltiplas brotações em diferentes meios de cultura revelou que houve aumento na % de desenvolvimento de múltiplas brotações e brotos/ explantes em diferentes meios de cultura da MS através de ½ MS a WPM ao longo de passagens sucessivas. A sobrevivência máxima da parte aérea de 83,3% foi observada com IBA 1,0 ppm. A mais alta indução de raiz de 66,7% foi observada com IBA de 1,5 ppm. Entre diferentes meios de cultura testados com várias combinações de hormônio de crescimento, o meio WPM com 3% de sacarose, mostrou-se adequado para a indução de múltiplas brotações, com a combinação hormonal de BAP 1.0: IAA 0.5 ppm e WPM com 2% de sacarose e 1.5 ppm de IBA, mostrou-se adequado para a indução do enraizamento em brotos de espinheiro (SINGH; GUPTA, 2014; Figura 51).

Figura 51. Placas A-B) Desenvolvimento de brotações múltiplas; Placa C) Alongamento da brotação subculturada em ½MS. Fotos: Singh; Grupta, 2014.

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TOLERÂNCIA À SALINIDADE DO ESPINHEIRO MARINHO

O espinheiro marinho (Seabuckthorn) é também uma planta tolerante ao sal, porque cresce bem nos solos de terrenos baldios, desertos e dunas da costa que têm teor de sal altamente concentrado. Também pode ser usado para reduzir a salinidade do solo.

Quando testados em laboratório, algumas variedades de espinheiro apresentaram crescimento crescente de plântulas quando cerca de 0,15% da solução de cloreto de sódio foi adicionada. Além disso, antes da semeadura, a imersão das sementes do espinheiro marinho (seabuckthorn) em 0,15% de solução de cloreto de sódio durante 24 horas não apenas produziu mudas saudáveis, mas também aumentou a produção de mudas padrão em viveiros (LU, 1992).

Um dos principais problemas da agricultura moderna é trabalhar em bases teóricas de alta produtividade. Quando se refere a produção de variedades frutíferas e sua resistência a fatores ambientais, é a adaptação considerada o problema mais real para a seleção moderna. De acordo com os resultados obtidos nas variedades Shafa Tozlayan, bem como na amostra da cultivar Setembro, não foi detectada redução do estresse salino.

As mesmas são caracterizadas por um alto teor de clorofila. Em comparação com as variedades estudadas, as amostras Zafarani, Karlik e Novost Altaya podem ser consideradas resistentes ao estresse salino (MUSAYEV, 2013; Figura 52).

Figura 52. Alteração da quantidade de clorofila sob a influência do estresse salino nas variedades e formas de bagas de espinheiro marinho. Foto: MUSAYEV, 2013.

(Cultivares: 1. Tozlayan 2. Shafa. 3. Novost Altaya 4. September 5. Zafarani 6. Karlik).

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CONDIÇÕES EDAFOCLIMÁTICAS DA ESPÉCIE Requerimentos de temperatura e luz – O espinheiro marinho (Seabuckthorn) pertence ao grupo de plantas termofílicas porque precisa de temperatura mais alta para germinar as suas sementes do que aquelas de maçã e cereja que podem germinar em 1 a 3 °C. As sementes do Seabuckthorn germinam apenas 13,2% a 12 °C durante um período de 47 dias, mas se a temperatura subir até 24 a 26 ° C, 95% das sementes germinarão dentro de seis dias (LU, 1992). Durante um estudo de germinação e crescimento de plântulas de H. salicifolia e H. tibetana, Pyakurel (2001) encontrou que a temperatura de 20 °C como a melhor para germinar as sementes (crescimento aumentado pela aplicação de 10 ppm de ácido giberélico). O autor descobriu que a temperatura mais baixa diminui a germinação e a 35 °C, a germinação era quase zero. As plântulas de Hippophae crescem proporcionalmente à germinação das sementes (PYAKUREL, 2001) e é unânime que as plântulas crescem melhor a essa temperatura onde a semente germina bem (KOLLER et al, 1962).

Não obstante, uma planta adulta de espinheiro marinho (seabuckthorn) pode suportar temperaturas extremamente baixas. Durante o inverno, as temperaturas do ar de -10 a -13 °C são comuns em seu habitat natural. Foi relatado que o espinheiro pode suportar uma temperatura mínima extrema de -40,4 °C (no norte da China) e -43 °C (no estado de Gorky da antiga URSS) sem sofrer danos a longo prazo (LU, 1992). Foi mencionado que Hippophae contém várias espécies e subespécies que são amplamente distribuídas ao longo de vários ambientes físicos da Eurásia e da Ásia, portanto, entendese que eles sobrevivem em diferentes condições climáticas.

Independentemente da resistência das plantas ao inverno, o espinheiro marinho tem altas exigências quanto à temperatura. O seu estádio vegetativo começa na temperatura média diária do ar de 5-7 ºC. Enquanto o estádio de floração em temperatura de 10-15 ºC e requer temperaturas efetivas totais, da primavera ao período de colheita, de 14,5 ºC a 17,5 ºC, dependendo da latitude/altitude e das subespécies. É considerado pelos bioquímicos que as plantas do espinheiro em condições de temperaturas do ar mais altas facilitam o acúmulo de carotenoides, enquanto o clima frio e chuvoso favorece a formação de ácido ascórbico (LI; McLOUGHLIN, 1997).

Sob o efeito da intensa geada, isto é, a resistência dos tecidos e órgãos da planta a baixas temperaturas negativas é a mais elevada no período de dormência profunda de novembro a dezembro. Durante este período, temperaturas negativas de -50 ºC podem ser

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toleradas. Enquanto no período pós-dormente de janeiro a março, a temperatura crítica cai na temperatura do ar para o macho para -30 ° C a -35 ° C e para a fêmea, -40 ° C a 45 ° C. No entanto, em Saskatchewan (Canadá), um período de 3 dias no início de março de 1996, quando a temperatura era de -70 ºC, incluindo o fator vento-frio, nenhum dano à planta foi observado. Condições de neve pesada úmida devem ser evitadas devido à quebra de galhos. A disponibilidade de calor durante o período de crescimento desempenha um papel importante na produtividade. As indicações são de que a temperatura do ar mais alta durante os meses de junho e julho facilita o acúmulo de lipídios e açúcares no fruto, enquanto o clima frio e chuvoso favorece o ácido ascórbico.

As coordenadas latitude e altitude também aumentam o conteúdo de caroteno, dentro dos limites, quanto maior, melhor (LI; McLOUGHLIN, 1997).

O espinheiro marinho só pode ser cultivado em áreas bem iluminadas e sem sombra. A partir de seu estágio inicial de desenvolvimento, a planta não pode tolerar a sombra. Se as mudas ou estacas enraizadas forem sombreadas por ervas daninhas durante o primeiro ano de crescimento, as mudas ou estacas morrerão em seu único período vegetativo. As plantas adultas sombreadas produzem copas menores e menor rendimento do que plantas não sombreadas (LI; McLOUGHLIN, 1997).

Solos - Em condições naturais, o espinheiro marinho (seabuckthorn) é encontrado crescendo profusamente em uma ampla variedade de tipos de solo, mas se desenvolve melhor em solos com uma estrutura física leve, rica de compostos em nutrientes, com um pH próximo do neutro. O melhor crescimento ocorre em solos profundos, argilo-arenosos, bem drenados e com bastante matéria orgânica. Em condições de cultivo, o seabuckthorn foi cultivado em vários tipos de solo: em chernossolos, solos marrons, solos de florestas cinzentas, carbonatos de relva, turfa-podzóis, argilo‐turfosos e solos pantanosos com várias estruturas físicas, como areia, semi-arenosa, semi-barrenta e até argiloso em todos os horizontes.

Também no ambiente natural, as plantas que prósperas do seabuckthorn são encontradas em solos inclinados e bem drenados com sedimentos e nas margens de rios, lagos e praias. Esta é a razão pela qual muitos pesquisadores consideraram esses solos mais adequados às características biológicas do espinheiro. De fato, esses solos fornecem ao espinheiro marinho bastante água, ar e fertilizante, fazendo com que a planta cresça bem e produza excelente frutos. Algumas plantas se mostraram bem-sucedidas mesmo em solos arenosos e pedregosos. Em solo com textura argilosa pesada pode ser adequada

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em algumas áreas, mas somente se a drenagem interna for adequada. A planta não resiste a solo com baixa porosidade. O excesso de água e a falta de ar podem matar a planta. As extensas avaliações feitas para as populações selvagens no Norte e no Noroeste da China mostraram que as plantas se desenvolvem em solos que variam de pH 6 a 7, mas em outros lugares elas foram encontradas em solos variando de pH 5,5 a 8,3 (LU, 1992). Isso indica que a acidez e a alcalinidade do solo provavelmente não são fatores limitantes, mas as experiências nas plantações mostraram que a produtividade do espinheiro pode ser aumentada, desde que a água e o fertilizante sejam fornecidos suficientemente (LU, 1992). Também as pesquisas demonstraram que a melhor composição do solo no vaso e e no canteiro simples deve ser preparada pela mistura de areia, terra humosa e solo da floresta de seabuckthorn na proporção de 5: 3: 1 (HUO et al, 1989). É importante lembrar que as melhores condições que atendam às necessidades do sistema radicular do espinheiro marinho (seabuckthorn) são a água, a aeração e o pH do solo quase normal. Os solos muito leves e arenosos têm baixa capacidade de retenção de água e também são baixos em elementos minerais como nutrientes. Assim, sem a adição prévia de matéria orgânica, não são apropriados. Similarmente inapropriado são os solos argilosos, com alta densidade e características de alta retenção de água.

Umidade - De acordo com Lu (1992) e Ghaffar (1997), embora o espinheiro marinho (seabuckthorn) seja uma planta hidrofílica, desenvolveu algumas características xerofíticas. Em seu habitat natural, ela se desenvolve bem em margens de rios, vales e encostas escarpadas de montanhas, onde a temperatura do ar e as condições do solo não combinam com muitas culturas agrícolas. A maioria da população natural cresce em áreas que recebem 400 a 600 mm de precipitação anual. A plantação de Seabuckthorn não é considerada boa nos locais em que a precipitação anual de chuva é inferior a 400 mm, a água subterrânea é inferior a 2 m e não existem facilidades de irrigação. As populações naturais de espinheiro marinho (seabuckthorn) estão amplamente distribuídas nas zonas temperadas da Ásia e da Europa e na zona subtropical da Ásia e em altitudes mais elevadas. Nas zonas montanhosas, as altitudes mais adequadas situam-se entre os 1.500 e os 2.500 m, onde a precipitação é de cerca de 600 mm e a temperatura média anual é de 4 a 8 °C, sendo que as plantas crescem bem e produzem frutos grandes e de boa qualidade (LU, 1992).

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O espinheiro marinho (Seabuckthorn) pode tolerar um pouco de estiagem, mas é uma planta sensível à umidade, especialmente na primavera, quando as plantas estão florescendo e os frutos jovens estão começando a se desenvolver. O plantio em áreas áridas ou semiáridas, a água deve ser fornecida para o estabelecimento do pomar. Por razões econômicas, as plantações de seabuckthorn devem ser restritas a áreas que recebem um mínimo de 400 mm de precipitação anual, a menos que sejam suplementadas com irrigação. Não tolera a copa da planta, o lençol freático alto ou a inundação do terreno por longo prazo (duas semanas), portanto, é melhor situar as plantas em solos franco-arenosos em declives leves com boa drenagem. A umidade ideal do solo para o espinheiro marinho adulto, dependendo do tipo de solo, é de cerca de 70%, pois a umidade inadequada do solo pode provocar uma redução da área foliar e da frutificação.

PREPARO DO SOLO A preparação da terra antes do plantio é importante, uma vez que um pomar de espinheiro marinho deve ser plantado para durar de 10 a 15 anos, que é a vida útil esperada da cultura com máxima produtividade. Os objetivos da preparação do solo são erradicar as ervas daninhas, preparar um canteiro e eliminar os problemas de drenagem do solo.

Preferivelmente, o preparo do solo deve começar pelo menos um ano antes do plantio.

A seleção do local é importante, uma vez que o espinheiro marinho é uma cultura que gosta de sol. Em seu habitat natural, o espinheiro marinho normalmente forma um arbusto densamente muito ramificado. Os ramos situados no centro da planta sem luz suficiente rapidamente vão morrendo, mas permanecem em posição por muito tempo e formam um entrelaçado cheio de espinhos (SKOGEN, 1972).

O local de plantio deve ser bem cultivado, pelo menos duas vezes, para remover todas as raízes de ervas daninhas perenes. As práticas agrícolas anteriores ou o histórico de cultivo do terreno, como níveis residuais de herbicidas e pesticidas, doenças, infestações de insetos e ervas daninhas e condições do solo, podem afetar o crescimento do espinheiro marinho.

As práticas de preparação do local variam dependendo do tipo e as condições do solo, da cultura anterior, da cobertura vegetal e do clima da região. Para solos arenosos, o preparo do solo usando um cultivador é geralmente adequado. A matéria orgânica pode ser aumentada adicionando quantidades moderadas de estrume bem curtido ou o cultivo de adubo verde por 1 ou até 2 anos antes do plantio, e trabalhando no solo antes da semeadura. Com solos de textura média a pesada (siltes e argilas), o local deve ser

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profundamente preparado e gradeado. Onde houver um terreno compactado que restrinja a drenagem, a subsolagem poderá ser necessária. A área deve ser preparada de modo que favoreça o desenvolvimento das raízes. Segundo Li e Beveridge (2003), as técnicas de preparação do solo incluem:

a) A subsolagem: envolve o afrouxamento de uma faixa estreita de solo de 50 a 75 cm de profundidade para romper uma camada rígida; b) Pousio de verão: envolve o cultivo do local 1 ano antes do plantio para acumular umidade no solo e controlar ervas daninhas em brotação; c) Cultura de cobertura - envolve uma cultura de cobertura antes do plantio para aumentar a matéria orgânica no solo. Cevada, aveia, trigo de inverno ou centeio a uma taxa de 80-150 kg / ha podem ser semeados na primavera e cultivados antes do plantio de sementes para permitir a sua decomposição. O espinheiro marinho é plantado na primavera seguinte. Esta prática é especialmente eficaz em terreno sujeito a erosão; d) Gradagem – A gradagem de disco aflouxa o terreno para proporcionar a recepção e retenção da umidade bem como proporciona melhor o aproveitamento do solo para o plantio da primavera. As gradagens realizadas na primavera entre a segunda e a terceira semana antes do plantio controlam as ervas daninhas germinadas precocemente.

PLANTIO Normalmente, a fumigação do solo não é necessária antes do plantio do espinheiro marinho, a menos que o campo tenha sido infestado de doenças em cultivos anteriores, o que pode afetar o espinheiro marinho. Um exemplo seria destinar a área infestada de doenças para o plantio de cultura do tipo raiz (mandioca) ou mamona (no caso de plantio no Brasil).

O H. rhamnoides necessita de um período de 4 a 5 anos, desde o aparecimento dos primeiros rebentos originados das sementes até ao início dos frutos, mas os picos produtivos vão ocorrer aos 7 - 8 anos de vida do espinheiro marinho, apesar de que essa planta permanece produtiva durante 30 anos com podas intermitentes. A primavera é a melhor época para o plantio de H. Rhamnoides (período de chuvas). Um plantio de um pomar pode render 10 toneladas de bagas por hectare. Recomenda-se um número de sementes por local de plantio no espaçamento de 1 m na linha e 4 m entre as fileiras.

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Também é recomendado o plantio em terreno inclinado a sudeste para facilitar a exposição máxima à luz solar e as linhas devem ser orientadas na direção norte-sul para obter a exposição solar máxima (LI, 2002).

ESPAÇAMENTO O espaçamento ideal será aquele que possibilitar a obtenção de uma maior produção por área, permitindo que, mesmo com o pomar adulto, se realizem todas as práticas culturais recomendadas. Para tanto deve-se optar pelo uso de formatos retangulares, mantendo uma maior distância nas ruas, permitindo a passagem de trator e implementos. Entre as plantas na linha essa distância poderá ser bem menor, pois não haverá necessidade da passagem de máquinas. Os espaçamentos mais utilizados são: 4 m x 2 m; 4 m x 1 m e 2,50 m x 1 m, os quais correspondem a respectivamente 1.250, 2.500 e 4.000 plantas por hectare (Figura 53). Na literatura afirma que ultimamente estão testando o plantio superadensado de 1 m x 1 m com variedades precoces de espinheiro marinho (10.000 plantas/ha). Com a poda ideal, o espaçamento poderá ser de 3 m entre linhas e 1 m entre fileiras.

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Figura 53. Um pomar de espinheiro marinho comercial plantado no espaçamento de 4 m entre fileiras e 1 metro entre plantas (mais comum) em Schenkenberg, Alemanha 2015.

Foto: Seth Pascoe (2016).

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FERTILIDADE DO SOLO Os resultados de uma análise do solo são o guia mais preciso para atender os requisitos de fertilizantes e cal. É importante determinar a fertilidade do solo e os níveis de pH antes do plantio, para que o calcário e o fertilizante necessários possam ser aplicados ao solo. O espinheiro marinho (Seabuckthorn), assim como qualquer outra cultura, requer nutrientes do solo adequados para um alto rendimento de frutos de boa qualidade. O Seabuckthorn responde bem ao fertilizante de fósforo, especialmente em solos pobres em fósforo. Ou seja, o macroelemento consumido na maior quantidade é o fósforo, o qual é indispensável para o processo normal da existência dos nódulos nas raízes. Com relação aos outros macroelementos, a planta requer pouco nitrogênio e o potássio é insignificante.

O espinheiro marinho (Seabuckthorn) pode tolerar uma ampla gama de pH do solo, mas um nível de pH entre 5,5-7,0 é o ideal. A acidez do solo pode ser corrigida pela aplicação de cal. O uso de calcário dolomítico é recomendado, pois contém uma quantidade significativa de magnésio, que é um nutriente essencial e muitas vezes deficiente. O cal virgem, cal cáustica e cal extinta não são recomendados em terras agrícolas.

Existem vários métodos de aplicação de fertilizantes. O mesmo pode ser espalhado na superfície do terreno e incorporado ao solo com o preparo do solo.

Entretanto, o melhor método de aplicação pode ser usado quando o espinheiro está na etapa de crescimento.

O estrume ou compostagem pode fornecer nutrientes à planta durante um certo período de tempo, sendo comumente usados os estrumes de vacas e aves. As quantidades máximas de aplicação de estrume animal devem ser de cerca de 45 toneladas/ha e o estrume de aves deve ser aplicado não mais que 20 toneladas/ha em terras cultivadas.

Uma cultura de cobertura antes que a terra seja plantada com espinheiro marinho é importante para aumentar a matéria orgânica no solo e prevenir perdas de nutrientes e erosão pelo vento e pela água. A cevada, aveia ou cereais de inverno, como o trigo de inverno e o centeio de outono, à taxa de 80-150 kg/ha, podem ser semeados no outono e arados no início da primavera para permitir a decomposição antes do plantio de espinheiro marinho. No Brasil seria interessante os plantios de adubos verdes, feijão e soja como culturas de cobertura.

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IRRIGAÇÃO A planta do espinheiro marinho é relativamente fácil de cultivar. Ela cresce bem em solos franco-arenosos. Mas o espinheiro marinho também precisa de água no solo. Se houver pouca água no solo, o espinheiro pode murchar e morrer, como visto em Ludwigslust (Alemanha) em 2006. O efeito da irrigação no rendimento é comprovadamente eficaz e altamente significativo.

Em Gülzow, Alemanha, já no terceiro ano após o plantio, em 2010, as diferenças de crescimento entre plantas irrigadas e não irrigadas eram claramente visíveis no início da colheita (Figura 54; HÖHNE, 2013 e 2014). O rendimento das bagas de espinheiro marinho dos arbustos com irrigação foi em média duas vezes maior do que sem irrigação (Figura 55).

Figura 54. Diferença na altura da planta entre plantas irrigadas (na frente e no fundo da imagem) e não irrigadas (no meio da linha) em testes de campo realizado em Gülzow (Alemanha) no ano de 2010. Foto: Friedrich Höhne.

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Figura 55. Influência da irrigação no rendimento de bagas/arbusto do espinheiro marinho em testes de campo em Gülzow, Alemanha. Plantas sem irrigação (1) e com irrigação (2).

Foto: Friedrich Höhne.

AGROFLORESTA O layout de um pomar de espinheiro marítimo comercial é amplamente semelhante à maioria das outras culturas fruteiras comerciais. Tipicamente, são estabelecidas avenidas de grama ou de pousio químico entre as fileiras de árvores frutíferas, possibilitando o acesso para a colheita e procedimentos de colheita a serem conduzidos.

A área de terra entre as árvores frutíferas pode ser considerável em um grande pomar. A manutenção de rotina dessas áreas, cortando, cultivando e pulverizando, pode acumular custos significativos a cada estação. No caso de pousio químico, em que a pulverização de rotina com herbicidas de largo espectro é utilizada para controlar o crescimento vegetativo, estas faixas de acesso são também vulneráveis à erosão e degradação do solo.

Não há retorno sobre o investimento para gastos com a terra entre as árvores frutíferas, pois ela não gera receita diretamente. No entanto, essas áreas são parte integrante do sistema de pomares, talvez um mal necessário. Essas áreas, embora importantes, são frequentemente subutilizadas e subestimadas. Para empresas de frutas, os custos iniciais de capital para estabelecer um pomar são significativos. Esse dinheiro é gasto na frente e não há renda gerada por várias estações enquanto os pomares são estabelecidos. Para o espinheiro marinho, leva até cinco anos para que as árvores atinjam a maturidade e a frutificação.

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Dessa situação, surge a oportunidade da agroflorestal, a qual constitui uma forma de gerar renda que pode coexistir ou complementar os campos jovens que estabelecem árvores frutíferas. Isso seria especialmente vantajoso para a geração de fluxo de caixa nos anos de formação do pomar. Portanto, existem dois benefícios tangíveis imediatos. Em primeiro lugar, pode fornecer geração de renda: culturas de safra curta realizam uma rotatividade mais rápida de dinheiro do que espinheiro marinho ou outros tipos de fruteiras. Isso pode ajudar a compensar ou subsidiar o estabelecimento de pomares. Em segundo lugar, o consórcio capitaliza o que é essencialmente um terreno que apresenta desperdiço.

A agrossilvicultura pode melhorar a biodiversidade geral, o ciclo de nutrientes e a atividade biológica do solo. Simultaneamente, a agrossilvicultura pode reduzir a erosão do solo, a lixiviação de nutrientes e oferecer alguma proteção contra eventos climáticos extremos (ART, 2016).

Na China, os produtores realizam a consorciação com legumes entre as fileiras de espinheiro marinho quando o pomar ainda é jovem (Figura 56). O pomar estando na fase de implantação, portanto, o acesso às pequenas árvores de espinheiro ainda não é necessário. Os produtores procuram capitalizar no terreno livre cultivando variedades de milho. A agrossilvicultura poderá proporcionar aos agricultores uma fonte de renda antes que o espinheiro marinho venha atingir o estádio de maturação.

Figura 56. Abóboras em fase de colheita entre as fileiras de uma plantação nova do espinheiro marinho, destacando também o solo arenoso e o pivô da irrigação no fundo.

Ordos, China 2015. Foto: Seth Pascoe (2016).

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Na Letónia, o consórcio do morango entre as fileiras do espinheiro marinho tem sido satisfatório em termos de rendimento de frutos, mas os mesmos são de menor qualidade (Figura 57). O efeito benéfico de produtividade em favor dos morangos se deve as bactérias fixadoras de nitrogênio nas raízes das plantas do espinheiro, mas isso também significava que as ervas daninhas também são mais competitivas. O acesso para a produção agrícola em qualquer das culturas também foi comprometido. Em teoria, é necessário ampliar a distância entre as fileiras de árvores e acomodar, talvez, uma largura de linha de cultivos amplos a serem cultivados na área. No entanto, pode haver algumas preocupações com a polinização para obtenção da produção do espinheiro marinho, consequentemente a porcentagem de árvores machos poderá precisar ser aumentada.

Novamente, o acesso a qualquer uma das culturas pode ser comprometida.

Figura 57. Morangos consorciados entre as árvores de espinheiro marinho, Letónia, 2015. Foto: Seth Pascoe (2016).

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PODA O espinheiro marinho é um novo cultivo nas Américas do Norte e do Sul, a qual está sendo adotada atualmente para o plantio de pomares. Informações e experiências relacionadas com a poda é muito limitada. Umas das abordagens para podar um pomar requerem uma compreensão das técnicas de manejo da cultura, bem como as variações devido à localização geográfica, clima, cultivares e espaçamento de árvores. Portanto, a aplicação adequada de tipos específicos de cortes de poda de plantas do espinheiro marinho requer uma compreensão dos seguintes objetivos específicos ou fatores: a) produzir e manter o tamanho, a forma e a arquitetura adequada da planta; b) melhorar o hábito e o fortalecimento das ramificados; c) produzir e manter um ótimo número de galhos novos e jovens e remover os antigos ramos frutíferos frágeis que são apenas marginalmente produtivos com frutos de baixa qualidade. d) manter ou aumentar o vigor das plantas através da remoção de ramos quebrados, doentes ou infestados de insetos. e) aumentar a penetração da luz, equalizando assim o potencial de frutificação através da copa das árvores. f) induzir e manter um hábito anual de manejo, visando manter um rendimento alto e previsível e renovar as unidades estruturais em declínio. g) melhorar o controle de insetos e doenças, por meio da efetiva penetração de pesticidas.

Albrecht et al. (1984) relatou que o objetivo da poda do espinheiro marinho é aparar os ramos e promover o crescimento para facilitar a colheita. É importante lembrar que todas as porções da copa das árvores devem receber luz solar adequada para iniciar a floração, desenvolver a frutificação e melhorar o tamanho dos frutos com boa coloração e até mesmo com excelente maturidade. Foi relatado que a poda moderada aumentará o rendimento e a vida de frutificação das plantas (SAVKIN; MUKHAMADIEV, 1983). O espinheiro marinho cresce até 2-3 m de altura em 4 anos e forma sua copa na base do tronco principal. A copa deve ser podada anualmente para remover galhos sobrepostos, sendo que os galhos longos devem ser manipulados para estimular o desenvolvimento de

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brotações laterais. Em torno do quinto ano, o tronco principal para de crescer e nos galhos começam a crescer as brotações laterais.

As plantas adultas e frutíferas devem ser podadas para permitir mais penetração de luz se o arbusto for denso. O espinheiro marinho cultivado a pleno sol produziu mais frutos do que quando cultivado sob sombra parcial (BELDEAN; LEAHU, 1985), e a poda anual adequada pode proporcionar uma exposição mais uniforme dos ramos ao sol. Para proteger o espinheiro da senescência prematura, recomenda-se que os galhos de 3 anos de idade sejam podados para o seu rebrotamento ou rejuvenescimento (LU, 1992). Na Rússia, os ensaios de poda foram realizados com o objetivo de criar uma cobertura que possa permitir a colheita mecanizada eficiente (SAVKIN; MUKHAMADIEV, 1983). Um trabalho similar foi desenvolvido na Alemanha (GAETKE; TRIQUART, 1992). No entanto, esta técnica não é ideal, uma vez que a colheitadeira mecânica tendia a cortar ramos frutíferos e essas árvores não produziriam frutos no próximo ano. O crescimento vegetativo é necessário para que qualquer planta mantenha seu vigor, estabeleça a sua área foliar e os ramos suportem a produção de frutos. No entanto, o crescimento vegetativo de qualquer árvore frutífera está competindo diretamente com a formação de frutos pelos nutrientes dentro da árvore, portanto, o desenvolvimento e a manutenção de ramos vegetativos excessivos e improdutivos devem ser restringidos. A poda é um excelente método de manipulação na relação de crescimento vegetativo e de frutificação, minimizando o crescimento improdutivo de brotos e otimizando a frutificação. A poda adequada irá expor mais a área foliar à luz solar, que é um dos fatores mais influentes para um bom crescimento e maior rendimento (BELDEAN; LEAHU, 1985). Uma planta que é podada sobre uma base anual parece ter um vigor maior, porque cria novos e mais brotos produtivos, principalmente onde os cortes de poda são efetuados.

O tamanho da árvore tem uma influência importante na relação entre crescimento vegetativo e reprodutivo. As árvores grandes tendem a produzir menos frutos por unidade de crescimento vegetativo do que as árvores pequenas. O tamanho da árvore determina a porcentagem da superfície total da folha que recebe luz solar adequada. A poda regular anterior fornece o maior controle do tamanho da árvore. Como mostrado na Figura 58, reduzindo o tamanho da árvore de 5 para 2.5 m, reduzindo assim o interior sombreado de 24.4% do volume da árvore para 1.6%. A adubação nitrogenada excessiva também induzirá crescimento vegetativo vigoroso. Alto vigor da planta pode aumentar o rendimento dos frutos até certo ponto, mas eventualmente o crescimento do rebento torna-

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se diretamente competitivo com a frutificação, o que resultará em uma redução no rendimento de frutos. A poda deve ser iniciada no ano em que as árvores são plantadas.

Os brotos de espinheiro marinho surgem no início da primavera, portanto, a poda no final do inverno antes da brotação é preferida (LI; BEVERIDGE, 2003).

Figura 58. Efeito do tamanho da árvore na exposição à luz. Foto: Thomas S. C. Li e Thomas H. J. Beveridge, 2003.

Uma das razões importantes para podar o espinheiro marinho mais cedo é que a poda, quando realizada na primavera, pode fazer com que a seiva escorra ao longo dos cortes de poda, ocasionando assim a doença mais tarde na estação. A poda tardia de verão ou outono geralmente não é recomendada.

Existem várias ferramentas de poda disponíveis. As tesouras de podar podem ser usadas para pequenos galhos de até 1,5 cm de diâmetro. Para galhos maiores, serras ou podadores devem ser usados. Os grandes pomares poderão se beneficiar da compra de podadores

pneumáticos,

o

que

economizará

tempo

e

facilitará

a

tarefa.

Independentemente dos tipos de cortes de poda, localização e tamanho, todos os cortes de poda devem ser nivelados e lisos, o que requer cortes precisos com ângulo apropriado para evitar retardar o processo de cicatrização e reduzir a suscetibilidade a doenças. Os curativos para feridas não são necessários, exceto para grandes cortes de poda.

Existem 4 cortes principais de poda: a) Corte dos rebentos terminais- Este método de poda remove principalmente os rebentos terminais e interrompe o padrão natural de crescimento. A desvantagem é que a ausência de rebentos terminais irá estimular o crescimento total de ramos e rebentos. Como mostrado na Figura 59, quando esses cortes de rebentos terminais são feitos nos galhos de 1 ano de idade, isso geralmente resulta no desenvolvimento de brotos muito vigorosos dos três ou quatro brotos

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imediatamente abaixo do corte. Esses brotos tendem a se desenvolver com ângulos estreitos da forquilha e crescem fortemente na vertical. Esses galhos criam sombra indesejável para outros ramos e têm pouco potencial de frutificação (LI; BEVERIDGE, 2003).

Figura 59. Respostas do crescimento da árvore aos cortes dos rebentos terminais. Foto: Thomas S. C. Li e Thomas H. J. Beveridge, 2003.

b) Desbaste de rebentos - Esse corte de poda refere-se à remoção completa do rebento ou ramo (Figura 60). O crescimento vigoroso da brotação pode se desenvolver nas imediações do corte de poda, mas o efeito nas partes adjacentes da árvore é mínimo e a relação entre os botões terminal e os botões laterais é, em grande parte, ininterrupta (LI; BEVERIDGE, 2003).

Figura 60. Resposta do crescimento da árvore ao desbaste de rebentos ou ramos. Foto: Thomas S. C. Li e Thomas H. J. Beveridge, 2003.

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c) Corte encurtado – Esse tipo de corte reduz o comprimento do ramo por cortar a madeira mais velha, geralmente no ponto de um lado fraco do rebento ou esporão. O espinheiro marinho, por vezes, irá desenvolver um sistema de esporão forte com muitos ramos fracos e ramificados que têm um crescimento de rebentos muito limitado. Essas árvores tendem a produzir consistentemente frutos de baixa qualidade. Uma solução para esse problema é ralear algumas dos ramos mais fracos e manter alguns dos esporões mais extensivamente ramificados (Figura 61). Isso resulta em melhor tamanho e qualidade dos frutos. Foto: Thomas S. C. Li e Thomas H. J. Beveridge, 2003.

Figura 61. Respostas do crescimento das árvores com o corte moderado. A. uma condição infrutífera com numerosos ramos; B. ramo fraco cortado para remoção de esporões ramificados. d) Corte de renovação – Remove completamente os galhos mais velhos em seu ponto de origem, geralmente deixando um toco curto que irá promover uma brotação substituta (LI; BEVERIDGE, 2003).

A técnica de poda recomendada para o uso do espinheiro marinho é baseada na ideia de que todas as ramificações são substituídas em uma ordem específica, geralmente de 3 a 4 anos. O quanto deve ser podado anualmente depende das espécies de plantas, subespécies ou variedade, do estágio de crescimento e do espaçamento de plantio. Em geral, não mais do que um terço do crescimento superior que deve ser removido em uma poda da estação dormente. Em geral, as partes superior e externa da árvore são mais vigorosas do que as partes inferior e interior. Isto é devido à exposição à luz e orientação dos ramos de frutificação (LI; BEVERIDGE, 2003).

Os ramos de frutificação em qualquer árvore podem ser divididos em 3 categorias: a) O crescimento vertical é comum a saturação de luz na parte superior da árvore. É excessivamente vigoroso e o conjunto de frutos é moderado e de má qualidade. B) O crescimento descendente é comum no interior e nas partes inferiores da árvore. Muitas

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vezes se origina da parte de baixo dos galhos maiores. Este tipo de crescimento é geralmente sombreado e com poucos recursos, com frutas de baixa qualidade. e) O crescimento horizontal dos galhos, na maioria das árvores, representa a maior parte da superfície de sustentação dos frutos e esse crescimento se desenvolve em áreas de boa exposição à luz. Esses ramos são apenas moderadamente vigorosos, mas muito produtivos, com frutos de qualidade superior (LI; BEVERIDGE, 2003).

MÉTODOS DE PODA EM GRANDE ESCALA Para a produção comercial, uma técnica comum de colheita é remover um ramo inteiro. É feito de várias maneiras, que podem ser divididas da seguinte maneira:

Poda total: A parte superior do arbusto é completamente podada. Todo o rompimento da árvore que ocorre depois disso é imenso e há uma redução significativa em sua área foliar.

Através da poda dos principais ramos dominantes com frutos no início de setembro pode causar um rompimento no desenvolvimento primário dos galhos verdes ainda no seu período de crescimento ativo. A poda dos galhos dominantes pode ser feita em março para rejuvenescer os arbustos antigos. Então as plantas ainda estão inativas e os carboidratos são armazenados nas partes inferiores do tronco. Ao cortar o arbusto durante o período de crescimento, as plantas ficam mais fracas. O método de corte total não é utilizado na Letónia, uma vez que suas variedades de espinheiro marinho não toleram esta forma de colheita: as plantas recuperam apenas se não forem removidas mais de 50% das folhas no caso de variedades tardias, ou não mais de 30% no caso de variedades precoces.

Corte inferior: Deve-se decidir o que cortar e o que deixar de crescer, principalmente os ramos que são marginais e que mal estavam pendurados para as últimas temporadas. Os ramos aleatórios com as bagas são cortados, uma vez que estes não continuarão a crescer, morrerão e murcharão até o final da estação de crescimento. O problema é que a via de controle do crescimento é assumida pela parte dominante restante, onde não aparecem novas brotações laterais e toda a planta se torna como uma árvore com um único tronco.

Neste caso, a quantidade de frutas nos próximos anos é reduzida. Pelo fato de estar localizada acima do solo, pode causar a necessidade de cortes radicais de toda a planta, o que resultam em dois anos vazios sem colheita.

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Divisão vertical: O arbusto é dividido em duas partes, deixando um número igual de ramos principais em cada lado. A diferença de idade entre as duas partes é de um ano (Figura 62). A colheita é feita por remoção completa de uma das partes, quando atingir a idade de três anos. O ramo com três anos de idade detém seis vezes mais frutas do que o de dois anos de idade, portanto, é necessário ignorar o menor rendimento do segundo ano.

Os dois anos de colheita são seguidos pelo terceiro ano de rejuvenescimento (Figura 63).

Figura 62. O arbusto é dividido verticalmente em duas partes com diferença de idade de um ano. Foto: Andrejs Bruvelis.

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Figura 63. Ilustração esquemática da sequência de corte anual por divisão vertical. Foto: Andrejs Bruvelis.

As vantagens desse método seriam: a produção de parte do arbusto está localizada a uma altura facilmente acessível por muitos anos; o arbusto é gradualmente rejuvenescido, evitando longas interrupções entre os anos de colheita. No entanto, existem algumas precondições a serem levadas em consideração. Não há brotos meristemáticos ativos próximo da cicatrização do galho de três anos de idade do espinheiro marinho, pois o mesmo contém apenas pontos de crescimento adormecidos (botões adventícios). A perda de dormência desses botões (ativados) poderá ocorrer se houver carboidratos disponíveis. A disponibilidade de carboidratos depende principalmente de duas condições:

- Fatores de crescimento suficientes estão presentes (água, nutrientes, luz, temperatura etc.).

- O tempo de remoção do ramo é importante: quanto o galho com frutas for removido no outono que é considerado mais tarde, consequentemente mais carboidratos serão armazenados ao redor do ponto de bifurcação abaixo da cicatrização.

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Portanto, este método funciona bem com plantas sadias e fortes, que são colhidas bem tarde. Outra condição é remover todos os ramos do lado colhido do arbusto. Qualquer ramo deixado se tornará o ponto de crescimento dominante com brotos ativos que subordinam todos os outros pontos de crescimento. O mesmo manterá os brotos adventícios inativos e nenhum novo broto aparecerá ao lado do ramo colhido.

Divisão horizontal: Os rebentos anuais dormentes são curvados para baixo, fixando seus topos terminais ao chão, criando assim “arcos” (Figura 64). Com esta posição inicia o realinhamento dos hormônios de crescimento, em que os brotos (ou gemas) localizados no topo dos arcos tornam-se terminais e criam o grupo dos próximos ramos ascendentes.

A flexão dos rebentos ou novos ramos é feita no mês de março. As partes dirigidas para baixo dos ramos florescem e dão frutos. Na época da colheita dos frutos, esses ramos são podados, deixando novos brotos no topo do arco intocáveis (Figura 65).

Figura 64. Princípio da divisão horizontal. Foto: Andrejs Bruvelis.

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Figura 65. Ilustração esquemática da divisão horizontal. Foto: Andrejs Bruvelis.

No próximo ano, o procedimento é repetido com os próximos novos rebentos principais. Assim, a planta inteira é dividida em duas zonas: a zona vegetativa superior e a reprodutiva inferior (Figura 66).

Figura 66. O arbusto é dividido em duas zonas: zona vegetativa superior e zona produtiva inferior. Foto: Andrejs Bruvelis.

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CONTROLE DE ERVAS DANINHAS O controle de plantas daninhas é importante, especialmente durante os primeiros estágios de crescimento do H. rhamnoides, uma vez que ele cresce mais lentamente do que as ervas daninhas devido ao seu sistema radicular menos vigoroso. As ervas daninhas devem ser removidas antes do plantio, preparando-se a terra adequadamente, e elas devem ser controladas subsequentemente durante os primeiros quatro a cinco anos, até que os arbustos estejam altos o suficiente para sombrear as ervas daninhas. O controle de ervas daninhas é feito mecanicamente e manualmente. Porém, a remoção de ervas daninhas não deve ser muito profunda para não danificar o sistema radicular de H. rhamnoides (LI; BEVERIDGE, 2003). A partir de 2003, nenhum herbicida foi registrado para uso em pomares de H. rhamnoides (LI; BEVERIDGE, 2003). No entanto, herbicidas como: trifluralina, linuron, paraquat, glifosato, sethozydim, simazine, e linuron e paraquat, os quais são registrados, e se o espinheiro marinho é plantado então faz parte o controle de plantas daninhas com aplicação de herbicidas em baixa concentração (ANONYMOUS, 1994). Na Alemanha, o clorprofame (5-7 kg/ha) foi aplicado 4 dias após o plantio com bons resultados no controle de ervas daninhas (FABER, 1959).

MULCHES E PROTEÇÃO DE FILEIRAS Em um plantio de pomar com espinheiro marinho, seria importante ter uma cobertura de fileiras, como o plantio da grama entre as suas fileiras para reduzir a perda de umidade do solo. Também o uso de Mulches dentro das fileiras de árvores reduzirá o custo do controle de ervas daninhas e manterá a umidade e a temperatura do solo, consequentemente irá promover um melhor crescimento. A partir da semente ou muda, o uso de plástico preto durante os primeiros 3 a 4 anos é ideal para a conservação de umidade e controle de ervas daninhas.

Os plásticos IRT (transmissor de infravermelhos) é um pouco mais caro que o plástico preto e, por aquecer o solo, impede o crescimento de plantas daninhas, permitindo apenas deixar passar os raios infravermelhos (a luz visível é a que necessita a erva daninha para crescer). Exemplo de um material sintético usado como cobertura é IRT-76 High Tech Mulching Film, por combinar as melhores características dos plásticos branco e preto. A vantagem que tem o plástico inorgânico é a sua durabilidade por conservar em boas condições durante anos. Não obstante, os orgânicos injetam nutrientes nos solos que são colocados e à medida que estão em processo de decomposição (Figura 67).

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Figura 67. Uso de plástico orgânico é adequado para o pomar de espinheiro marinho nos três primeiros anos. Fotos: Alianprocol Sas (2014).

DOENÇAS E PRAGAS DO ESPINHEIRO MARINHO Atualmente, o espinheiro marinho (seabuckthorn) tem relativamente poucas pragas e doenças. Tanto na Ásia quanto na Europa, as perdas do espinheiro marinho (Seabuckthorn) ocorrem principalmente devido ao estresse ambiental, a doença da murcha e às pragas de insetos. Estima-se que mais de 60.000 ha de estacas de espinheiro marítimo natural e plantado morreram na China desde o ano 2000 devido a estes três fatores, e aproximadamente 5.000 ha perecem a cada ano (RUAN et al., 2013).

- Doenças A doença da murcha é uma combinação de doenças fúngicas que às vezes também é chamada de "doença do encolhimento"(DU, 2002; RUAN et al., 2013), "doença murcha"(DU, 2001), "podridão seca" (LI; LIU, 2006) ou "atrofia seca" (ZHANG; XIN, 2002). Na China, essa doença provoca perdas de rendimento de frutos de 30 a 40% (ZHANG et al., 2001) e perdas anuais de plantações adultas de 4.000 ha (RUAN et al.,

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2010). Os vários agentes patogênicos foram descritos como causadores da doença no espinheiro marinho:

- O gênero Fusarium (Fusarium wilt; Figura 68): F. acuminatum, F. camptoceras e F. Oxysporum (RUAN et al., 2010), bem como F. Rhizoctonia, F. solani (WU; ZHAO, 2004) e F. sporotrichioides (SONG, 2009).

Figura 68. Fusarium wilt do espinheiro marinho. Foto: Yury A. Zubarev.

- O gênero Stigmina (KAUPPINEN, 2010).

- O gênero Verticillium (Verticillium wilt): V. albo-atrum (LAURINEN, 1994) e V. dahliae (HORNIG et al., 2010).

- A espécie Plowrightia hippophaes (ZHANG, 2006).

- A espécie Phellinus hippophaeicola (XU; DAI, 1997).

- A espécie Phomopsis spp. (RUAN et al., 2010).

Os métodos para controlar a doença incluem remover e queimar galhos infectados, não replantando H. rhamnoides no mesmo local por 3 a 5 anos, e evitando fazer mudas de plantas infectadas (LI; BEVERIDGE, 2003).

Os fungos antagônicos como

Trichoderma sp. ou Penicillium sp. podem ser usados para combater a doença da murcha

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em plantas infectadas por Plowrightia hippophaes (ZHANG, 2006). Além disso, quatro cepas de Cladothrix actinomyces foram encontradas como fungos antagônicos em plantas de H. rhamnoides infectadas por Fusarium sporotrichioides (LIU et al, 2006). As cultivares de H. rhamnoides que eram relativamente resistentes à murcha também foram identificados (RUAN et al., 2010).

- Pragas A espécie de H. rhamnoides é afetado por várias pragas de insetos, das quais os pulgões-verdes

(Capitophorus

hippophaes)

são

um

dos

mais

prejudiciais

(KADAMSHOEV, 1998). Eles geralmente são encontrados nos brotos terminais (ponteiros novos), onde eles impedem o crescimento e causam o amarelecimento das folhas. Segue-se então o encolhimento das folhas ao longo do eixo central, depois do qual elas caem prematuramente. Na produção de chá (folhas), o mais danoso dos insetos é o pulgão-verde (Capithophorus hippophae), que pode ser controlado com um sabonete inseticida. Outra praga grave é a mosca-das-frutas (Rhagoletis batava), cujas larvas se alimentam da polpa do fruto, tornando os frutos impróprios para o uso (LI; BEVERIDGE, 2003; DIE SANDDORNFRUCHTFLIEGE, 2014). A espécie H. rhamnoides também é afetado pelo carrapato da galha (Vasates spp.), que causa a formação de galhas nas folhas e, portanto, leva à deformação da superfície da folha (LI; BEVERIDGE, 2003). Tanto o rolo de folhas (Archips rosana) como a traça cigana (Lymantria dispar) mastigam as folhas de H. rhamnoides. O rolo de folhas ocorre de maio a julho, enquanto a mariposa cigana ocorre no final do verão (LI; BEVERIDGE, 2003). Outras pragas de insetos incluem a escama em forma de vírgula (Chionaspis salicis), que suga a seiva da casca e pode causar danos importantes, levando à morte da planta, e as larvas da mariposa do espinheiro marinho (Gelechia hippophaella), que penetram nos brotos frescos e se alimentam deles (LI; BEVERIDGE, 2003). Os tripes e, ocasionalmente, tesourinhas também foram observados afetando o espinheiro marinho (H. Rhamnoides) (LI; BEVERIDGE, 2003).

A mosca-das-frutas (Rhagoletis batava) do espinheiro-marinho é um inseto-praga altamente especializado que só danifica as bagas dessa planta. Mais da metade das variedades do genótipo Altay são altamente suscetíveis à essa praga, enquanto as variedades precoces são mais fortemente danificadas. Mesmo assim, algumas variedades obtidas já apresentam apenas uma forma resistente à praga e algumas formas de estado estacionário que podem ser cultivadas sem a realização de medidas de proteção. A

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população dessa mosca do fruto muda consideravelmente de ano para ano e depende de fatores ambientais bióticos e abióticos.

Essa mosca do fruto do espinheiro marinho (Rhagoletis batava obscuriosa Kol.) pertence à ordem Diptera, família Tophritidae. Na Figura 69, observam-se as diferentes fases da mosca do fruto: adulta, larvas e pupas.

Figura 69. Mosca do espinheiro marinho: A – adulto, B - larva dentro da baga, C - larvas antes da pupação, D – pupa. Fotos: Lyubov D. Shamanskay.

Nos anos de alta incidência de moscas nos frutos do espinheiro marinho, uma proteção confiável da cultura é fornecida por medidas de proteção direcionadas na fase larval por causar mais danos aos frutos (Figuras 70 e 71). Portanto, a pulverização é realizada dentro do período em que as larvas estejam eclodindo e que o seu número atinge uma taxa entre 5-12%. Qualquer atraso em termos de proteção promove perdas consideráveis de colheita e deterioração de sua qualidade, devido a maior taxa em seu teor de óleo. Esse método eficiente foi desenvolvido visando a redução de dose de

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pesticidas químicos e biológicos por 2-10 vezes, o que permitiu a redução do conteúdo de resíduos tóxicos nos frutos. Consequentemente, foi possível conseguir uma colheita de frutos sem resíduos de pesticidas (SHAMANSKAY, 2014).

Figura 70. Evolução de danos nos frutos do espinheiro marinho pelas larvas da mosca.

Fotos: Lyubov D. Shamanskay.

Figura 71. Detalhes de frutos danificados pela mosca do espinheiro marinho: A - em um período de nutrição ativa de larvas, B – depois que as larvas deixam a fase de pupação.

Fotos: Lyubov D. Shamanskay.

A mosca do espinheiro-marinho é uma praga altamente especializada. Ela só danifica as bagas dessa planta. Mais da metade das variedades do genótipo Altay (55%) são altamente suscetíveis à essa praga, enquanto as variedades precoces são severamente

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danificadas. Também existe uma forma de variedade altamente resistente a pragas e algumas variedades relativamente resistentes que em um determinado esquema ou manejo de plantio pode ser cultivado sem a realização de medidas de proteção contra a mosca do espinheiro marinho. Essa população da mosca do fruto muda consideravelmente de ano para ano e depende de fatores ambientais bióticos e abióticos (SHAMANSKAYA, 2014). A maioria das variedades de espinheiro marinho relativamente resistentes são de frutos pequenos, frutos de cor vermelha e de maturação tardia (Figura 72).

Figura 72. Variedades de bagas de espinheiro marinho: A - altamente resistente a mosca de espinheiro marinho, B - relativamente resistente para os frutos de cor vermelha, C relativamente resistente para os frutos com amadurecimento tardio. Fotos: Lyubov D. Shamanskay.

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Por outro lado, foram avaliados em 10 anos, a dinâmica populacional de moscas do espinheiro marinho no local do experimento, onde os pesticidas foram aplicados (SHAMANSKAYA, 2014). A dinâmica do voo de insetos adultos foi determinada pelo uso de armadilha pegajosa de cor amarela (Figura 73).

Figura 73. Armadilha pegajosa (viscosa) de cor amarela. Fotos: Lyubov D. Shamanskay.

Os camundongos e ratos são outras pragas, que podem destruir e cingir o tronco ou roer as raízes. As aves de caça, como perdizes, comem frutos silvestres durante os meses de inverno, mas as aves comuns não lhes causam danos. Não há inseticidas e fungicidas registrados no Canadá para o espinheiro.

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Capítulo II

COLHEITA, ARMAZENAMENTO E EXTRAÇÃO DE ÓLEO

(Editores Técnicos) Vicente de Paula Queiroga Ênio Giuliano Girão Esther Maria Barros de Albuquerque

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INTRODUÇÃO (Colheita) O momento adequado da colheita é um dos fatores mais importantes que afetam a qualidade dos frutos do espinheiro marinho. Os agricultores de pequenas plantações têm a vantagem para gerenciar a colheita tardia, quando os frutos estão plenamente maduros.

Isso é muito importante para os produtores de suco e de óleo de qualidade do espinheiro marinho.

O tempo de colheita varia com a variedade e a área de plantio. Os frutos devem ser colhidos quando atingirem a maturação necessária. O alto teor de ácido ascórbico é comum em frutos verdes quando eles são colhidos precocemente. Uma boa regra seria determinar 25 dias antes das primeiras regiões históricas do pomar registrarem a geada até o início da colheita. Existem muitos métodos de colheita disponíveis, incluindo dispositivos mecânicos de colheita para o espinheiro marinho no presente momento. Um colhedor, em média, pode chegar a colher manualmente 7 kg de bagas em uma hora (LI; McLOUGHLIN, 1997).

As observações no processo de amadurecimento do espinheiro indicam que o aglomerado de bagas amadurece uniformemente, portanto, a decisão de começar a colheita depende em grande parte do produtor da fazenda e do destino do produto usado pelo mercado (Figura 74). A opção de colher, portanto, conforme indicado, depende dos requisitos do produtor e dos clientes. Os métodos de colheita incluem a contratação assalariada de mão-obra especializada ou não, ou mecânica, mas tudo irá depender da exigência do cliente.

Figura 74. Aglomeração de frutos do espinheiro marinho e uniformidade no seu amadurecimento.

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Os frutos do espinheiro marinho são macios e agarram-se tenazmente aos galhos frágeis (DEMENKO et al., 1983). Essa firmeza dos frutos na planta tem sido a principal preocupação da população local no manejo sustentável da floresta de espinheiro marinho (seabuckthorn), porque compromete qualquer técnica de colheita. A atual prática de colheita parece ser destrutiva e boas técnicas de colheita do espinheiro marinho deverão ser melhoradas.

Vale frisar que a colheita do espinheiro marinho representa talvez o desafio ou obstáculo mais significativo para uma empresa comercial. Essa operação é considerada a principal restrição que impede uma absorção mais ampla da cultura em larga escala comercial. A atual incapacidade de desenvolver um método de colheita eficaz e eficiente em termos de custos pode ter repercussões negativas sobre a economia da cultura. Os procedimentos de colheita manual intensivas podem muitas vezes representar entre 50 e 75% dos custos gerais no processo produtivo.

A janela normal de oportunidade para a colheita de bagas do espinheiro marinho dura cerca de quinze dias. Os produtores podem usar cultivares de maturação precoce ou tardia para estender o período de colheita e distribuir o risco. No entanto, o requisito geral ainda existirá para que a colheita seja tão oportuna e eficiente quanto possível.

O fruto do espinheiro marinho não é um verdadeiro fruto, pois há uma ausência de um ponto de abscisão no fruto. Consequentemente, as bagas se agarram ao pedúnculo e não se separam facilmente. O hábito de crescimento da planta é de que o fruto cresça em cachos próximos ao galho. Além disso, a maioria das variedades tem uma série de espinhos agressivos, adicionando desafios óbvios ao processo de colheita.

A colheita manual é dolorosamente lenta. As taxas de trabalho manual típicas são impraticáveis em 1-2 kg por pessoa/ hora. Essa taxa depende da variedade. Nas variedades siberianas sem espinhos com frutos maiores, é relatada uma produção muito maior.

Na Índia, a técnica de colheita preferida é colocar uma lona plástica debaixo da árvore e depois bater nos galhos com paus até que as bagas caiam. A coleção dos frutos da lona é então levada para uma usina de processamento para separação e purificação.

As colheitadeiras a vácuo usam uma combinação de pente e vácuo para remover os frutos dos galhos. Ainda é um processo muito trabalhoso que exige um trator e uma equipe de 6 a 7 operários para sua execução, mas são capazes de colher até 1.000 kg de frutos/ dia. Mais uma vez, isso depende da variedade e não é particularmente adequado para variedades que têm pedúnculos curtos próximos ao galho como o espinheiro marinho. Quando as bagas explodem durante o processo de colheita, uma camada de suco

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se forma na parede interna da mangueira de sucção, atraindo detritos e reduzindo ainda mais a eficiência da colheitadeira (PASCOE, 2016).

Outro método é a colheita de vibrações, onde as bagas são sacudidas dos ramos por braços vibratórios, ou presos ao tronco da árvore ou a galhos individuais. O sucesso da remoção está entre 50 e 60%, por isso o processo não é particularmente eficiente. Além disso, os grampos podem causar danos severos e indesejáveis à casca das árvores.

Algum trabalho interessante foi realizado sobre o uso de tratamentos hormonais para permitir a liberação do fruto do ramo. Um tratamento de etileno pré-colheita incentivou a formação de uma camada de abscisão na baga e facilitou uma colheita mais eficiente (DEMENKO; KORZINNIKOV, 1990). Por outro lado, a legislação é rigorosa sobre Níveis Máximos de Resíduos (M.R.L.s) e pode negar qualquer chance de isso se tornar uma realidade na prática. Além disso, seriam necessários dados significativos e o custo atribuído a esse método seria proibitivo para uma cultura de pouca expressão econômica como o espinheiro marinho.

Na Letônia, um trabalho muito interessante foi realizado de manipulação da arquitetura e da copa da árvore do espinheiro marinho para facilitar uma colheita anual.

Duas abordagens estão sendo testadas: divisão vertical e divisão horizontal. A divisão vertical divide a árvore em duas metades, com um lado um ano mais velho que o outro.

Para a divisão horizontal, ramos adormecidos são fixados no chão em arcos no início da temporada. A planta é então estimulada a crescer brotos de ponta para cima desses ramos.

Efetivamente, a metade superior da árvore é vegetativa e a metade inferior é reprodutiva ou regenerativa. O ramo carregado de fruto é colhido, mas os novos rebentos superiores permanecem. O processo pode então ser repetido na primavera seguinte (PASCOE, 2016).

Atualmente, o processo de colheita mais bem-sucedido e viável para o espinheiro marinho em escala comercial é a técnica de "cortar e congelar". Os galhos carregados de frutos são podados mecanicamente ou manualmente da árvore e depois congelados.

Usando um limpador de vibração relativamente simples, as bagas congeladas são então arrancadas dos galhos e separadas da mistura para produzir uma amostra limpa (PASCOE, 2016).

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MÉTODOS DE COLHEITA DE FRUTOS É interessante destacar que a colheita de frutos maduros do espinheiro é a operação mais difícil e demorada (LI; MCLOUGHLIN, 1997; DWIVEDI et al, 2006), porque é uma árvore altamente espinhosa e o fruto é macio, pequeno, delicado e altamente perecível. Além disso, a planta do espinheiro apresenta densidade de frutos no ramo e fortemente aderido à planta (pedicelo curto), os quais dificultam a operação de colheita manual. Existem várias técnicas de colheita de frutos que são praticadas nos países desenvolvidos, como Canadá e China, porém nenhum método é perfeitamente eficiente.

Os principais métodos são: Colheita manual – A colheita manual de frutos da árvore e em pé não é uma prática geral para o espinheiro marinho na localidade de Mustang (Nepal), porque é um processo demorado e, como as árvores são altas, essa operação torna-se difícil. Mais do que isso, o agricultor ao escolher os frutos, puxando com a ajuda da mão, algumas das bagas se rompem, resultando na perda de suco. Alguns supervisores técnicos interessados no produto e que querem garantir a higiene do suco, podem não gostar desse método. É um método bastante demorado e requer um melhor incentivo. Obviamente, é um método de trabalho intensivo, por isso requer mais investimento. Neste método, os frutos são colhidos manualmente ou no chão ou na planta (Figuras 75, 76 e 77). O método é trabalhoso e demorado. Em média, um indivíduo pode colher 5 a 12 kg de frutos em 8 horas.

Figura 75. Colheita manual dos frutos (pequena foice) do arbusto espinhoso do espinheiro marinho em Mustang, Nepal. Foto: Rajesh Rajchal (2008).

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Figura 76. Colheita manual dos frutos (adaptação das pontas dos dedos de metal da luva) do arbusto espinhoso do espinheiro marinho.

Figura 77. Pequeno caneco dotado de pinça na parte superior e usado na colheita manual dos frutos de espinheiro marinho (mecanismo: pinça individualmente cada fruto para cair no interior do caneco).

Corte dos Ramos - O corte ou cutilada dos galhos/ ramos não é uma abordagem legal em Mustang (Nepal), mas devido à dificuldade em outros métodos, a população local foi autorizada a cortar galhos no período de tempo especificado para colher os frutos. Este método é mais rápido e mais fácil do que a colheita manual. Uma pessoa pode colher cerca de 2 kg de frutos maduros por hora (DWIVEDI et al, 2006).

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Na Alemanha, os ramos com frutos são cortados da planta e as bagas são colhidas pelo método manual ou mecânico (Figuras 78 e 79). O congelamento com nitrogênio dos galhos cortados irá permitir uma fácil colheita de bagas. O problema é que algumas das bagas permanecem no arbusto. No entanto, é necessário deixar os ramos frondosos no arbusto, porque as plantas têm de assimilar outra produção de frutos depois de 2-3 meses.

Além disso, se as plantas não tiverem folhas suficientes para a assimilação, muitos arbustos irão morrer durante o inverno (HÖHNE, 2014). Mesmo assim, a colheita por este método causa queda no rendimento dos frutos na safra seguinte.

Figura 78. Corte manual de ramos do espinheiro marinho com uma tesoura manual ou podadora mecânica. Foto: Getty Picture Alliance.

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Figura 79. Recolhimento e transporte de ramos cortados do espinheiro marinho. Fotos: Getty Picture aliance.

Batendo os ramos com varas - Foi observado que a colheita de frutos é comparativamente mais fácil e eficaz nas primeiras horas da manhã antes do nascer do sol quando a temperatura do ar é quase 0ºC, pois os frutos subsequentemente desenvolvem turgescência e depois do nascer do sol torna-se difícil de colher (LI; McLOUGHLIN, 1997). Os ramos são derrubados com uma vara e os frutos são projetos para cair no chão coberto com a lona plástica. O aspecto positivo da utilização do método de agitação para colher as bagas é que o colhedor não corre o risco de sofrer acidentes com os espinhos e a colheita torna-se fácil e rápida. Mas o aspecto negativo da adoção desse método é que todas as folhas secas e outras partes indesejadas das plantas, incluindo os insetos, também se misturam junto com os frutos e o suco expelido. As bagas devem estar completamente maduras para garantir a colheita completa por esse método. Uma dificuldade maior desse método é que à medida que a temperatura aumenta, os frutos não caem e nem todos os ramos estão acessíveis na árvore. O uso da escada também foi praticado pelo colhedor para alcançar os frutos posicionados na parte alta da árvore. A colheita com bastão também é feita durante o final do inverno em que as bagas caem facilmente.

Usando garrafa de água mineral - Alguns agricultores locais do Nepal estão adotando a garrafa de água mineral diretamente na planta (NEPAL; ADHIKARI, 2003). A parte inferior da garrafa de água mineral é cortada de tal forma que parece um ventilador em forma de U. Com a ajuda de corda e uma vara longa, as bagas podem ser coletadas sem danificar as plantas. Para a conservação de recursos, esse método parece muito bom, mas

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não é economicamente viável. Por unidade de tempo, a colheita das bagas é muito baixa em comparação com os outros métodos testados (NEPAL; ADHIKARI, 2003).

A facilidade das ferramentas e técnica é um aspecto que chama mais atenção dos colhedores. Não importa o quão eficiente seja o método, os colhedores podem não aceitar e usar a opção recomendada se ela não for bem prática ao pequeno agricultor. Não há dúvida de que as pessoas locais são aquelas que reuniram muitas experiências da história e se modificaram para enfrentar os novos desafios, desenvolvendo suas próprias habilidades e conhecimentos. Neste contexto, é imperativo que as verificações científicas devem analisar a base de conhecimento local e, se possível, devem adicionar mais inovações para tornar as habilidades e ferramentas localmente usadas pela população das comunidades de pequenos produtores. O método local de usar a garrafa de água mineral também pode ser válido. Para as bagas restantes, garfos de cozinha ou ganchos bifurcados modificados podem ser usados. Se algumas opções de gerenciamento de recursos baseadas na comunidade forem usadas, essas opções podem ser praticáveis e sustentáveis e podem reduzir o corte de ramos.

Usando Garfos - Os garfos podem ser eficientes, com base na opinião das pessoas que têm usado esses equipamentos, pois acharam mais fácil trabalhar com eles (NEPAL; ADHIKARI, 2003; Figura 80). Mais do que isso, a essência do uso de garfos é que ele pode ser usado para obter as bagas da planta sem qualquer perda de suco e sem danificar a própria planta. Além disso, em termos de higiene, é melhor do que outras opções, pois é usado para coletar as bagas muito seletivamente. Pode ser um pouco mais demorado em comparação com algumas das outras opções.

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Figura 80. Um garfo de colheita manual de frutos de espinheiro marinho. É necessário revestir com plástico o solo abaixo da copa para facilitar a coleta dos frutos maduros caídos.

-Garra de mandíbula e escova - Outro dispositivo tipo garfos consiste em duas mandíbulas com dentes e escovas. As mandíbulas são fechadas em um galho de frutificação e os frutos são arrancados e caídos através de uma calha de tecido em um recipiente tipo saco. O dispositivo pesa 600 g e um indivíduo pode colher 40-60 kg de frutos em 8 horas.

-O pente de fruto - É um método simples usado na Mongólia, no qual um gancho de aço é usado para colher bagas, penteando os frutos em duas direções ao mesmo tempo (Figura 81). Um indivíduo pode colher 40-100 kg de frutos em 8 horas.

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Figura 81. Máquina de dois garfos de colheita manual de frutos de espinheiro marinho.

Fotos: Alibaba.

-Use de bioreguladores – A pulverização de 200-250 ppm de Ethrel (Ethephon) na planta de espinheiro marinho reduziu o tempo de colheita mecanizada pela metade e garantiu uma colheita completa da safra. O spray químico causa diminuição na força de fixação entre os frutos do espinheiro (seabuckthorn) e os ramos (STOBDAN et al, 2011).

-Sistema de sucção a ar - Este é um método indireto de colheita de frutos do espinheiro marinho, no qual não há contato direto com o fruto. A baga é colhida por força de sucção a ar (STOBDAN et al, 2011).

Colheita Mecânica/Agitação - Exceto quando congelado nos galhos, o método de colheita mecânica de frutas frescas ainda está em fase de desenvolvimento.

Principalmente, isto é, devido à dificuldade em separar o caule (pedicelo) da baga (pericarpo). O Prairie Agricultural Machinery Institute, em Partage La-Praire (Canadá), projetou um agitador de ramos individual para a colheita de frutos. O agitador de ramos agita os ramos com uma frequência de 1200-1500 ciclos por minuto e amplitude de 11,25 polegadas e demora cerca de 30 segundos para colher aproximadamente 70% de frutos maduros de espinheiro (DWIVEDI et al, 2006). No entanto, a colheita mecânica / agitação requer dinheiro, energia e espaço suficientes, o que atualmente não é possível em Mustang (Nepal).

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Na Estónia foi desenvolvido um agitador de bagas HK-2 (Figura 82). De 2007 a 2009 foi testado na Alemanha o equipamento tipo derriçadeira (berry shaker) e os resultados foram os seguintes:

- O berry-shaker é adequado para a colheita de bagas de espinheiro marinho, mas é necessário que os ramos do arbusto apresentem uma espessura ideal de 1-2 cm; - Existe uma grande diferença na adequação das variedades. As variedades russas de espinheiro marinho foram mais tolerantes ao processo de agitação do equipamento do que as variedades alemãs; - O melhor resultado é obtido em frutos quase maduros do espinheiro marinho, mas ainda duros; - Pode ser alcançado uma colheita de 20-30 kg de bagas/h com o equipamento berryshaker. Contudo, o "Berry Shaker HK2" é uma alternativa apropriada para plantações em pequena escala, principalmente para as condições da Alemanha, onde o trabalho físico pesado é evitado pelo produtor (HÖHNE, 2014).

Figura 82. Um equipamento motorizado tipo derriçadeira (Berry Shaker HK2) para colheita de bagas do espinheiro marinho foi desenvolvido na Estônia e quatro bandejas coletoras são distribuídas embaixo do arbusto. Foto: Friedrich Höhne.

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Na Índia, a DIHAR (Defence Institute of High Altitude Research) desenvolveu um agitador manual que agita o ramo para a colheita de bagas do espinheiro marinho (Figura 83). Ensaios conduzidos mostraram que a colheita de bagas aumentou 4-6 vezes em comparação com a colheita manual, no entanto, o fornecimento de energia elétrica para o equipamento em condições de campo é um grande obstáculo para a sua aplicação prática. Em comparação com o método de batedura dos ramos, essa colheita manualmecânica causa menos danos à planta (STOBDAN et. al., 2011).

Figura 83. Colheita de bagas do espinheiro marinho (Seabuckthorn) por meio de um equipamento mecânico agitador desenvolvido por DIHAR. Foto: Stobdan et. al. (2011).

Um protótipo de agitador de ramo do espinheiro marinho foi desenvolvido por Chagnon et al. (2009), o qual é acionado por um motor elétrico de velocidade variável de 0,75 kW, para alimentar a montagem do virabrequim que permite mudar facilmente a amplitude do agitador. Dois dispositivos de fixação diferentes (garras) foram testados para segurar o ramo, um fechado e um aberto (Figura 84). O agitador de ramos é suspenso por um cabo de guincho acoplado a um braço montado na parte de trás de um minitrator, no qual também foi montado um gerador de 110 kW e 3,8 kW.

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Figura 84. A) Garra fechada e B) Garra aberta. Fotos: Chagnon et al., 2009.

Com base nos resultados experimentais realizados entre 2003 e 2004, determinouse que a colheita dos frutos da cultivar 'Indian Summer' foi eficiente com o agitador de ramos (Figuras 85 e 86), quando se utilizou uma frequência de 40 Hz, uma amplitude de 15 mm e um tempo de 10 vibrações por segundos. Usando esses parâmetros, 90% dos frutos foram colhidos com poucos danos ao galho e poucos detritos (folhas, botões, madeira) foram separados dos galhos da planta. A qualidade do fruto colhido é boa, principalmente quando a colheita é realizada durante o período ideal. Os danos às árvores

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foram mínimos. Segundo Chagnon et al. (2009), o uso de um agitador de ramos é uma boa opção para colher 500 ou menos árvores por estação.

Figura 85. Protótipo de agitador dos ramos do espinheiro marinho através de garra operada por ar comprimido. Fotos: Chagnon et al., 2009.

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Figura 86. Protótipo de agitador dos ramos do espinheiro marinho com o protótipo apoiado pelo trator. Foto: Chagnon et al., 2009.

A avaliação do protótipo Mark IV ocorreu em um pomar alternativo com várias variedades diferentes de espinheiro marinho (Figura 87). A eficiência da colheita variou de 20 a 100% (com uma média de 76%) para 22 fileiras colhidas em setembro de 2003.

Como os arbustos tinham conseguido sugar neste pomar, o coletor não pode ser estendido além da linha central da linha. Assim, o coletor cobriu aproximadamente metade de sua área de projeto. A eficiência de coleta foi calculada como 56% (MANN et al., 2009).

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Figura 87. Protótipo Mark IV usado na colheita dos frutos do espinheiro marinho por agitação mecânica. Fotos: Mann et al. (2009).

Colhedora mecanizada - Uma grande fazenda na Saxônia-Anhalt, em Quellendorf (Alemanha), desenvolveu uma colhedora mecanizada para ramos de espinheiro marinho (Figuras 88 e 89). Apenas um homem é capaz de colher os ramos do espinheiro marinho e os move por um tipo de corredor (esteira). No corredor, os galhos são esmagados, congelados com nitrogênio e depois os frutos são sacudidos. A qualidade das bagas colhidas pela máquina é considerada boa, segundo Höhne (2014).

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Figura 88. Colhedora mecanizada de bagas do espinheiro marinho desenvolvida e fabricada por Kranemann, Alemanha. Foto: Friedrich HĂśhne.

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Figura 89. Colhedora mecanizada de bagas do espinheiro marinho. Fotos: Yury A. Zubarev.

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O espinheiro marinho denominado de Hergo é uma cultivar alemã que amadurece em meados e final de setembro. Os galhos são densamente cobertos por pequenas frutas laranja-claras que são azedas, saborosas e suculentas. A "Hergo" é considerada a variedade mais amplamente plantada em pomares alemães, onde a fruta é colhida cortando mecanicamente e congelando os ramos carregados de frutas (Figura 90). A fruta é mecanicamente separada dos ramos, sendo difícil de removê-la manualmente.

Figura 90. Destaque da cultivar Hergo do espinheiro marinho, à qual é a única variedade indicada na colheita mecanizada.

O método mecânico de corte e congelamento proporciona aproximadamente 80% de remoção de frutos, com 20% dos frutos do espinheiro marinho deixados na planta abaixo da lâmina de corte (Figura 90). A poda manual talvez pudesse oferecer maior eficiência de remoção, mas obviamente a produção não seria comparável a colheita da planta não podada. Também é importante notar que as variedades do espinheiro marinho não são adequadas para esse método agressivo de colheita. Alguma folhagem deve ser deixada na planta para garantir a rebrotação da planta cortada, a fim de estimular seu crescimento saudável na estação seguinte (PASCOE, 2016).

A colheita mecanizada de frutos do espinheiro marinho (Hippophae rhamnoides) em plantações cultivadas. Com todos os métodos de colheita subsequentes, os ramos frutíferos são cortados dos arbustos, transportados e, em seguida, congelados para

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eventualmente permitir que os frutos sejam separados dos ramos. Estes são os métodos de colheita que geralmente são aplicados na Alemanha:

1. Corte à mão e congelamento na câmara fria - Corte manual dos ramos frutíferos com tesoura pneumática / elétrica - Transporte para fora do campo - Armazenamento dos ramos frutíferos em uma câmara fria por cerca de 48 horas.

- Uma máquina para separar os frutos dos ramos permite que as bagas sejam colhidas facilmente e com alta qualidade.

2. Corte por mão e congelamento rápido - Cortar os ramos frutíferos conforme o item anterior.

- Transportá-los em um caminhão especial para o setor de congelamento - Congelamento rápido (instalação de congelamento de fluxo) -Transporte dos ramos frutíferos no transportador de correia do caminhão especial para o túnel de congelamento, onde os ramos frutíferos são congelados rapidamente durante a passagem dos frutos no tempo de 10 a 15 minutos.

- Transferir para a máquina que separa as bagas dos ramos.

3. Corte mecânico e congelamento rápido - Cortar os ramos frutíferos por meio da colheitadeira (Figuras 91 a 94) - Transportá-los em um caminhão especial para o congelamento - Congelador instantâneo - Transferir para a máquina que separa as bagas dos ramos.

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Figura 91. Colheita mecanizada dos frutos do espinheiro marinho, cultivar Hergo, em Quellendorf, Alemanha no ano de 2015. Observe a quantidade de frutos do espinheiro marinho deixados em árvores colhidas. Foto: Seth Pascoe (2016).

Figura 92. Transferência dos ramos frutíferos da colheitadeira mecanizada para o caminhão especial.

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Figura 93. Setor de congelamento rĂĄpido dos ramos frutĂ­feros de espinheiro marinho.

Figura 94. Separador de bagas dos ramos e folhas.

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COLHEITA DE FOLHAS A colheita de folhas tem sido um grande problema para a indústria que utiliza essa matéria prima do espinheiro marinho. A atividade da colheita manual é demorada e trabalhosa. No Canadá, vários esforços têm sido feitos para desenvolver uma colheitadeira mecânica de folhas, onde o trabalho manual não está disponível por ser inviável economicamente (STOBDAN et al., 2011). A seguir, o detalhamento de dois protótipos de colheita de folhas:

Protótipo portátil manual - Foi desenvolvido um protótipo portátil composto por um par de cabeças de escova giratórias, acionadas hidraulicamente na extremidade de uma estrutura tubular, de alumínio e outros acessórios. A melhor taxa de colheita observada foi de 10,5 g sec-1 usando cerdas de nylon de 1,5 mm de diâmetro girando a 525 rpm. No entanto, para aplicação prática, são necessárias várias modificações.

Protótipo montado em trailer - O protótipo foi desenvolvido para superar o problema com peso excessivo do protótipo de mão. A taxa de colheita variou de 13,8 a 17,0 g seg usando cerdas de polipropileno de 1 mm de diâmetro girando a 500 rpm. No entanto, para aplicação prática, são necessárias várias modificações.

PÓS-COLHEITA: MANIPULAÇÃO E ARMAZENAMENTO Após a colheita, as bagas devem ser colocadas em área sombreada sobre lona plástica e espalhadas não mais de 15,24 cm de profundidade. O pré-resfriamento para armazenamento é aconselhável, quando se trata de altas temperaturas (20 °C) ocorridas durante a colheita, especialmente no caso de perdas na colheita e antes da limpeza. As bagas frescas destinadas ao mercado, após a limpeza, devem ser entregues e vendidas no prazo de cinco dias. Após a limpeza, os resíduos (bagas machucadas etc.) podem ser incluídos na remessa de frutos para processamento (geleias etc), onde são congelados rapidamente, permanecendo a -18 °C até serem necessários na unidade de processamento. É necessário armazenar muito bem as bagas de espinheiro, pois basta manter um controle de respiração mínima do produto durante o período de estocagem. Se as bagas forem transportadas para uma unidade de processamento, os produtores devem construir um pré-resfriador em sua propriedade, relativo em tamanho para a sua produção. Um refrigerador tipo câmara fria/túnel de vento é relativamente barato de construir. A

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contenção máxima no refrigerador de dez dias é recomendada antes do envio no transporte a frio, para a unidade de processamento. O transporte deve ser contido (uma vez que o fruto é resfriado) em plástico, e as bagas deverão ser colocadas em câmara frigorífica na usina de processamento a uma temperatura abaixo de zero (-1 a -2 °C) se processada dentro de 30 dias. O fruto pode ser congelado a -18 °C para armazenamento a longo prazo (1 ano) sem perda adicional de ingredientes.

Armazenamento: Em recipientes hermeticamente fechados, protegidos da luz e não acima da temperatura ambiente (adição de nitrogênio, uma vantagem); óleo em latas e tambores são cobertos diretamente do produtor com nitrogênio.

OBTENDO DO ÓLEO DE SEMENTE E POLPA DE ESPINHEIRO

Prensagem mecânica a frio: O óleo comum de espinheiro marinho pode ser obtido a partir de duas partes dos frutos (ISAYEV et al., 2005; KYRIAKOPOULOU et al., 2014).

No caso da extração de óleo das sementes por prensagem a frio, as bagas secas e limpas são separadas e alimentadas no funil de recepção do prensador a frio. A prensagem é feita usando uma prensa a frio, marca Farmet Farmer 20 (unidade de pressão 20) com rosca (Figura 95). O óleo resultante é submetido a um período de sedimentação de três dias, a fim de remover impurezas e resíduos de proteínas. O óleo é então filtrado usando um pano de 5 mícrons, em seguida, muda-se para garrafas de vidro marrom para proteger contra a oxidação.

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Figura 95. Prensa ou extrusora de extração de óleo de sementes do espinheiro marinho marca Farmet Farmer (20 unidades de pressão). Foto: Fabricante Farmet.

Extração supercrítica (técnica CO2): A colheita dos frutos é feita cortando ramos inteiros dos arbustos de setembro a outubro, depois são congelados rapidamente a -38 °C. Isto permite que as bagas sejam removidas do ramo com dano mínimo de agitação. As bagas são separadas e classificadas à mão e depois congeladas a -18 °C. Armazenadas a esta temperatura, as bagas mantêm as suas propriedades físico-químicas e podem ser guardadas com segurança por até 6 meses sem causar danos significativos, tais como queimaduras no congelador ou deterioração. Em seguida, as bagas inteiras são secas em secador descontinuo a 40 ºC por seis dias. As bagas secas são extraídas por prensagem a frio e dióxido de carbono supercrítico. Para maior valorização da matéria-prima, após o processamento do suco, os resíduos (borra) foram extraídos por dióxido de carbono supercrítico.

As extrações são realizadas utilizando um extrator de dióxido de carbono supercrítico (Natex, Prozesstechnologie GesmbH, Áustria, Fabr. No. 10-023 / 2011) dimensionado para a instalação piloto, concebido com um recipiente de extração de cilindro único e dois separadores. A extração é realizada para 1000 g de matéria-prima.

O cesto extrator foi preenchido com aproximadamente 0,300 kg de espinheiro marinho seco em três lotes. Durante a extração, o solvente (técnica CO2, com 99,99% de pureza

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fornecida pela Messer S.A., Romênia) é constantemente refrigerada para permanecer líquida e capaz de ser recirculada. O solvente é levado a condição supercritical a 7,30 MPa, e um caudal de 20 kg / h, como indicado pelas folhas de dados do software da ABB (ABB -Mannheim, Alemanha). As condições de extração foram realizadas usando os parâmetros experimentais indicados por Xu et.al. (2008) (pressão de 27,6 MPa, temperatura de 34,51 0 C e tempo de extração de 82,0 min). O óleo foi coletado no final do processo, pesado e analisado pelo método de HPLC. A Figura 96 apresenta um dos métodos exemplares e patenteado de processamento de bagas frescas de espinheiro marinho para a obtenção de: óleo de semente, óleo de polpa e suco (ARUMUGHAN et al., 2004). Em primeiro lugar, o óleo de espinheiro marinho pode ser extraído no processo de prensagem mecânica a frio de sementes que contêm até 12,5% em peso de óleo (WALCZAK-ZEIDLER et al., 2012; YANG; KALLIO, 2002; DEREVICH; SHINDYAPKIN, 2014; KAGLIWAL et al., 2011). Em segundo lugar, o óleo é obtido por extração ou por prensagem a frio de polpa de fruta que contém 8-12% em peso de óleo. As frações obtidas são filtradas (WALCZAK-ZEIDLER et al., 2012; YANG; KALLIO, 2002; ISAYEV et al., 2005; DEREVICH; SHINDYAPKIN, 2014; KUZNETSOVA et al, 2010; DULF, 2012). Os dois tipos de óleos diferem significativamente em termos de aparência e propriedades. Por exemplo, de todos os óleos vegetais, o óleo de frutos do espinheiro marinho possui o maior teor de ácido palmitoleico (ômega-7) de 30 a 35% em peso, que não é tão alto no óleo de sementes de espinheiro marinho (KUZNETSOVA et al, 2010; FATIMA et al., 2012). O óleo obtido a partir de bagas suculentas é um líquido espesso laranja escuro ou vermelho-laranja com um cheiro e sabor característico (amargo, se pressionado a partir de polpa de fruta) (KUZNETSOVA et al, 2010; FATIMA et al., 2012; ARIF et al., 2010). O óleo de semente de espinheiro marinho e o óleo do fruto diferem significativamente em termos de teor de ingredientes ativos (KYRIAKOPOULOU et al., 2014; FATIMA et al., 2012).

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Figura 96. Um diagrama esquemático mostra o método patenteado de processamento de bagas de espinheiro marinho, óleo de semente, óleo de polpa e suco. Foto: Aleksandra Zielińska; Izabela Nowak (2017).

No entanto, ambos os óleos contêm uma ampla gama de ácidos graxos insaturados essenciais (UFA), em particular o ácido palmitoleico único (C16: 1), que é altamente valorizado em cosmetologia. Ambos os óleos são abundantes em tocoferóis, tocotrienóis e esteróis de plantas (SAJFRTOVÁ et al., 2010; KAGLIWAL et al., 2011; KUZNETSOVA et al, 2010; FATIMA et al., 2012; ARIF et al., 2010). Ao contrário do óleo de semente, o óleo de polpa do espinheiro marinho tem um alto teor de carotenoides (ARIF et al., 2010). Na Mongólia, Rússia e da China, o óleo da polpa é usado exatamente no tratamento de queimaduras na pele (YOON et al., 2012; MANEA et al., 2014). O óleo

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foi introduzido nos mercados locais por empresas cosméticas como produto de antienvelhecimento e preparações de higiene bucal.

A dissolução de substâncias de alto peso molecular, fluidos insupericiais, é amplamente utilizada na tecnologia química, na indústria alimentícia, na medicina e na farmacologia (WANG et al., 2014; ZIELI´NSKA; NOWAK, 2014). Embora a pressão do solvente seja alta, essas tecnologias são atraentes, pois permitem produzir substâncias superpuras. Os extratantes nessas tecnologias são substâncias disponíveis e ambientalmente amigáveis: dióxido de carbono, propano, butano, água, etc. Ao contrário dos métodos existentes para produzir substâncias puras, a extração supercrítica é realizada a temperaturas baixas (30-70 °C), devido à qual a estrutura e a atividade biológica das substâncias extraídas são retidas. Um aumento na temperatura em um intervalo estreito aumenta significativamente a extração. Ajustando os parâmetros de processo, pode-se extrair seletivamente um determinado grupo de substâncias da matéria-prima a ser tratada. É importante frisar que tal método é usado na extração de óleo de sementes de espinheiro marinho.

O óleo de espinheiro marinho é uma mistura de ácidos graxos orgânicos: oleico, palmítico, linoleico, poliênico, etc. O óleo de espinheiro também contém vitaminas B1, B2, B6, B12, K, F e E, além de glicídios e outros derivados de ácidos graxos. De acordo com a classificação existente (ISAYEV et al., 2005), os ácidos graxos e seus compostos são chamados de lipídios. No óleo de espinheiro marinho, os ácidos graxos constituem cerca de 20%; glicerídeos e outros derivados de ácidos graxos chegam a 70%; e o resto são fosfolipídios, polissacarídeos e polivitaminas. Mediante o óleo de espinheiro marinho, entende-se toda a gama de substâncias extratora e orgânicas. Os pontos de fusão dos ácidos graxos e seus compostos estão dentro da faixa de 10 a 30 °C (UNITED STATES DEPARTMENT OF AGRICULTURE, 2007). Pode-se supor que as substâncias orgânicas extraídas das sementes estão no estado líquido.

A extração de ácidos orgânicos e seus derivados de sementes de espinheiro marinho foi investigada experimentalmente. Um modelo teórico de dissolução e difusão de substâncias de alto peso molecular, tanto dentro de sementes quanto em um solvente supercrítico, tem sido estudado. A difusão de moléculas de substâncias contidas no óleo dentro de sementes é descrita em termos de um modelo de núcleo de contração. As Figuras 97, 98 e 99 apresentam um esquema de uma instalação experimental projetada na Universidade Estadual de Moscou de Engenharia Ambiental, Moscou, Rússia. O extrator de alta pressão 3 é um vaso de parede espessa de 45 mm de diâmetro interno feito de aço

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inoxidável 12Kh18N10T. Para que partículas não sejam arrastadas do extrator, um material de partículas finas é colocado em um recipiente feito com um pano filtrante Filtrodiagonal com uma malha de 20 μm. O extrator é isolado termicamente. Um sinal de controle é enviado para um sistema de controle térmico por termômetros de resistência instalados na entrada e na saída da câmara de trabalho do extrator. A válvula de estrangulamento 4 é ajustada de acordo com as leituras de um manómetro montado onde a substância extraída sai do extrator. Um sistema de alimentação de dióxido de carbono consiste na bomba de pistão 1, recipiente de tampão 9, evaporador 2, válvula de controle 8 e válvulas de parada. O caudal do agente de extração é variado utilizando a válvula de controle 8 instalada na linha de distribuição da bomba. Um sistema de separação de produtos consiste no separador 6, no aquecedor de extração 5 e nas válvulas de parada.

Um sistema de condensação inclui o conjunto do condensador 7 e as válvulas de parada.

O agente de refrigeração é a água da torneira. As principais características técnicas da configuração experimental são as seguintes: o volume do extrator, 0,5 l; o volume do separador, 0,59 l; a pressão máxima, 60 MPa; a temperatura máxima, 70 °C; e a taxa máxima de dióxido de carbono, 70 kg/h. As sementes de espinheiro marítimo foram lavadas com água corrente e secas num secador ventilado a 50 °C durante 2 horas. As sementes foram preliminarmente moídas para um tamanho de 0,3-1 mm em um moinho de rolos e depois para 40-100 mm em um moinho rotativo. Colocou-se no recipiente do extrator uma amostra das sementes moídas de um peso de Mp235 g. A densidade aparente da amostra foi de 830 kg/m3. Nos experimentos, avaliou-se o efeito da pressão, temperatura, vazão específica do extrator, tamanho da partícula da matéria-prima e pulsação da pressão do extrator na eficiência da extração do óleo. O teor total de óleo das sementes foi encontrado por extração exaustiva, após o que nenhum óleo pode ser isolado.

O teor inicial de óleo das sementes foi de 9,3% em peso. Os resultados experimentais são apresentados com dados de modelagem numérica. Outro esquema de processo para o sistema de extração SFE (supercritical fluid extraction) apresentado por Pavlović et al.

(2016).

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Figura 97. Princípio da extração supercrítica: (1) compressor, (2) extrator, (3) válvula de regulação e (4) separador. Foto: Aleksandra Zielińska; Izabela Nowak (2017).

Figura 98. Esquema de um arranjo experimental para extração com dióxido de carbono supercrítico: (1) bomba de pistão de alta pressão, (2) evaporador, (3) extrator, (4) válvula reguladora, (5) aquecedor, (6) separador (7) conjunto do condensador, (8) válvula de controle, (9) reservatório de tampão e (10) válvula multiuso. Foto: Aleksandra Zielińska; Izabela Nowak (2017).

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Figura 99. Unidade de extração com dióxido de carbono supercritical. Foto: Haihong Wang, Alphonsus Utioh (2009).

Antes de outras experiências de extração realizadas Pavlović et al. (2016; Figura 100), as bagas secas foram moídas e o tamanho médio das partículas foi determinado como sendo 0,365 ± 0,31 mm (Figura 101). A extração supercrítica de CO2 foi realizada na pressão de 300 bar, temperatura de 40 °C e vazão de CO2 de 2 kg / h durante 2 horas, até que toda a quantidade de óleo fosse extraída. O óleo extraído por n-hexano e por CO2 supercrítico foram analisados por cromatografia gasosa para determinar a composição de ácidos graxos (Tabela 4).

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Figura 100. Esquema de processo para o sistema de extração SFE: 1. Compressor; 2.

Tanque de CO2; 3. Bobina de aço inoxidável; 4. Banho de resfriamento; 5. Bomba de fluido pneumática Haskel MS-71; 6. Válvulas (B-HV); 7. Manômetros; 8. Tubo de extração; 9. Tubo separador; 10. Banho-maria; 11. Aquecedor de fibra de vidro do sistema centralizado; 12. Medidor de fluxo. Foto: Nika Pavlović et al. (2016).

Figura 101. Espinheiro marinho (da esquerda para a direita): a) Obtenção de frutos secos b) bagas secas trituradas antes da extração de SFE c) torta desengordurada após extração de SFE (supercritical fluid extraction). Foto: Nika Pavlović et al. (2016).

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Tabela 4. Composição de ácidos graxos (% em peso do total de ácidos graxos) dos óleos de espinheiro marinho obtidos por diferentes métodos de extração. Ácidos graxos

Extração Soxhlet

Extração por fluido

(Peso %)

supercritical (CO2) (Peso %)

Ácido mirístico

0,17

0.19

Ácido Palmítico

35,57

34.40

Ácido Palmitoleico (cis-9)

20,39

20.26

Ácido Esteárico

1.22

1.33

Ácido oleico (cis-9)

35.09

31.91

Ácido linoleico (cis-9,12)

4.02

7.09

Ácido linolênico (cis-9,12,15)

2.44

3.18

Fonte: Nika Pavlović et al. (2016).

Algumas características químicas (valores médios de duas repetições) de frutos secos do espinheiro marinho antes de SFE (supercritical fluid extraction) estão apresentadas na Tabela 5 e na Tabela 6 (após SFE).

Tabela 5. Algumas características químicas das bagas secas do espinheiro marinho.

Componentes

(%)

Óleo

11,60

Umidade

6,86

Ácidos graxos saturados

37,20

Ácidos graxos insaturados

62,80

Fonte: Nika Pavlović et al. (2016).

Tabela 6. Composição química da torta desengordurado do espinheiro marinho após SFE (supercritical fluid extraction).

Componentes

(%)

Óleo

0,58

Umidade

5,68

Celulose

11,56

Proteínas

14,78

Cinza Matéria seca Fonte: Nika Pavlović et al. (2016).

3,6 94,32

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Extração química com hexano ou éter de petróleo: As bagas de Hippophae rhamnoides foram coletadas de quatro locais diferentes da região de Ladakh (India) e armazenadas a -200C. As sementes foram separadas das bagas congeladas pressionando o sumo e os resíduos foram secos à temperatura ambiente e as sementes foram separadas. Após a separação das sementes, uma porção de polpa também foi seca (Pomace) e utilizada para extração de óleo.

O óleo das bagas presente no espinheiro marinho (Seabuckthorn) tem sido o foco de pesquisa e desenvolvimento de produtos por bastante tempo. Uma das muitas características especiais do Seabuckthorn é o teor de óleo excepcionalmente alto na polpa da fruta, assim como na semente (PARIMELAZHAGAN et al., 2005). O teor de óleo das sementes e das polpas é apresentado na Figura 1. Observa-se que a polpa (sem extrato de suco) compreende o maior teor de óleo 22% em relação ao da polpa (suco extraído).

Enquanto a semente continha 10% de óleo. Neste experimento, n-hexano e éter de petróleo foram utilizados para a extração de óleo e os resultados revelaram que a recuperação média do teor de óleo é maior na extração com n-hexano quando comparado ao éter de petróleo (Figura 102). Os resultados também indicam claramente que a recuperação do óleo de Seabuckthorn dessa região é alta quando comparada a estudos anteriores (ZEB, 2004; KALLIO et al., 2002). Tem sido sugerido que o solvente n-hexano pode ser usado na extração de óleo de Seabuckthorn.

Figura 102. Percentagem de óleo extraído de sementes e polpa do espinheiro marinho (Seabuckthorn).

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Os óleos de semente de Seabuckthorn e polpa foram analisados para diferentes características e são mostrados na Tabela 1. Os resultados indicam que os óleos da semente e polpa têm qualidade idêntica, exceto no teor de carotenoides e vitamina E (tocoferol). Observou-se também que entre os óleos de semente e polpa analisados quanto ao teor de vitamina E, o óleo de sementes apresentou alto conteúdo do que o óleo de polpa. Os fitonutrientes mais importantes para a saúde são os tocoferóis, presentes no óleo de espinheiro marinho (Seabuckthorn) em concentração excepcionalmente alta, que também estão sujeitos a variações significativas devido às condições geoclimáticas.

Tabela 7. Propriedades físico-químicas do óleo do espinheiro marinho (Seabuckthorn).

Parâmetros

Óleo da polpa

Óleo da semente

Índice de refração

1,46 + 0.002

1,41 + 0.017

Rotação óptica

2,10 + 0.05

2,14 + 0.065

Valor ácido

8,80 + 0.14

10,0 + 0.235

Valor de peroxidase (meq O2 / kg)

1,36 + 0.02

1,42 + 0.038

Carotenoides (mg/ 100g)

228,1+ 2.5

47,15 + 2.38

Vitamina E (mg/ 100g)

146,2 + 1.5

185,5 + 1.21

Todos os valores são médios + SE.

O óleo de semente de Seabuckthorn é uma excelente fonte de ácidos graxos essenciais, perfazendo aproximadamente 70% de sua composição. É utilizado para a aplicação de células anti-envelhecimento, aumento da microcirculação, proteção antioxidante, regeneração epidérmica, anti-inflamatório, bloqueadores UV naturais e protetores solares. O óleo de Seabuckthorn é tradicionalmente usado no tratamento de úlceras gástricas, e estudos laboratoriais confirmam a eficácia do óleo de semente para estas aplicações (YUANPENG, 1998; XING, 2002).

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MATURAÇÃO E PRODUÇÃO O crescimento de bagas de espinheiro marinho geralmente sofre três fases. A primeira fase é caracterizada por um período de aceleração do crescimento de sementes, seguido de um curto período de transição com taxa decrescente de crescimento de sementes. A terceira fase é destacada pelo crescimento rápido da polpa da baga, e crescimento rápido inicial de sementes com peso de sementes subsequentemente declinando (DEMENKO et al., 1986). A última fase é geralmente referida como maturação de bagas. Uma vez que uma semente representa apenas cerca de 3-4% de peso fresco de uma baga, a curva de crescimento de uma baga de espinheiro marinho assume uma forma sigmóide (ROUSI; AULIN, 1977; DEMENKO et al., 1986; BEREZHNAYA, 1993; YAO, 1993). Na Finlândia, os frutos do espinheiro marinho geralmente amadurecem em torno do início de setembro (ROUSI; AULIN, 1977; YAO, 1993). As bagas totalmente maduras geralmente variam em peso de 4-60g / 100 bagas, com a cor variando de amarelo, de laranja a vermelho (ROUSI; AULIN, 1977; YAO, 1994).

Como qualquer outra cultura, o rendimento do espinheiro marinho pode ser afetado por vários fatores, como genótipo, condição do solo, precipitação anual, temperatura, manejo da cultura, número de ramos frutíferos, tempo e métodos de colheita (Figura 103). Os dados de rendimento para o espinheiro marinho são escassos, uma vez que a maior parte da coleta de frutos é proveniente de habitats naturais, plantações para controlar a erosão do solo e da água e faixas de proteções de campo. Na Alemanha, foi relatado um rendimento de 5 t/ha de uma plantação de um pomar de espinheiro. Em Saskatchewan (Canadá), a produção de frutos nas faixas de proteções foi de 4 a 5 t / ha.

Estima-se que um pomar com 4.000 árvores/ha e uma proporção 1:6 de macho e fêmeas, deveria render aproximadamente 10 t/ ha. Um estudo detalhado está em andamento no Canadá sobre os efeitos do manejo de culturas no rendimento de bagas.

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Figura 103. Pomar comercial de espinheiro marinho. Fotos: NIG GmbH.

De acordo com Musayev (2007) todos os experimentos mostraram que a produtividade do espinheiro marinho depende de alguns elementos da estrutura (Tabela 8). Sabe-se que existem muitas relações positivas entre produtividade de plantas e número de frutos (r = 0,84), peso de 100 frutos, comprimento do ramo produtivo (r = 0,76),

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número de ramos produtivos (r = 0,51), índice de produtividade de ramos (r = 0,85), tamanho dos frutos (r = 0,63) e diâmetro do fruto (r = 0,84). Embora existam muitas correlações positivas entre elementos estruturais da forma e amostras de espinheiro, mas a relação positiva mais próxima foi determinada entre 100 frutos (r = 0,87), índice de produtividade de ramos (r = 0,85), número de frutos em florescimento (r = 0,84) e diâmetro dos frutos (r = 0,84). A essência da determinação de elementos estruturais e correlação de forma investigada e amostras definiram as possibilidades genéticas do espinheiro. Esses índices têm grande importância na produção de novas amostras produtivas. Por exemplo, na seleção do espinheiro marinho, a melhoria do peso do fruto (índice de produtividade) deve ser alcançada. O índice de produtividade depende do número de frutos (r = 0,60) do comprimento do ramo unitário e do peso médio dos frutos (r = 0,68). Portanto, na seleção de novas variedades, é conveniente diferenciar de hibridização, deve-se visar no cruzamento das formas parentais, que possuem um peso máximo e número de frutos (MUSAYEV, 2007).

Tabela 8. Os principais elementos de produtividade de variedades de espinheiro marinho e formas de bagas do Azerbaijão.

Variedades

Produt.

No.

Peso

Compr

Diâm

No. de

Nº

e formas

Kg por

de

de 100

Fruto

Fruto

frutos

planta

frutos

frutos

(mm)

(mm)

que

de

(g)

de

Compr

No. de

Coeficie.

frutos

da haste

hastes

de hastes

por

frutíf.

prod.

prod.

unid. de

botões

botões

compr.

florais -

florais

1

m-

(cm)

Planta

produt.

-

1

1stem de planta Selvagem

4,3

4

20,0

7,2

6,0

200

8,4

16,8

152

1,7

Prespektiv

14,5

3

42,5

10,0

8,5

131

3,3

20,8

498

1,4

Novost ltaya

1,5

2

37,5

9,7

8,4

60

2,3

7,6

230

0,9

Shafa

20,0

5

50,5

11,7

8,7

123

4,0

17,4

571

2,0

Zafarani

27,3

6

59,9

10,4

10,1

136

7,5

21,4

285

4,5

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Cooperativa de Beneficiamento de Frutos de Espinheiro Marinho (Índia)

As bagas coloridas do espinheiro marinho (seabuckthorn) não tinham nenhum valor comercial na região de Ladakh até o ano 2001 (Índia). Contudo, após ter instalado a primeira unidade de processamento do seabuckthorn em Leh, o cultivo do espinheiro marinho passou a ser uma atividade importante por se torna uma fonte adicional de renda aos agricultores associados da cooperativa. O período de colheita é curto e os retornos são altos. A popularidade do seabuckthorn como fonte de renda pode ser avaliada pelo aumento no preço das bagas de Rs 8/kg no ano de 2001 para Rs 23/kg em 2011. Como a coleta e o processamento primário estão sendo feitos pelos habitantes locais, a receita gerou benefícios para os segmentos carentes da sociedade.

No ano de 2007, foram recolhidas 200 toneladas de bagas de espinheiro no distrito de Leh. No Nubra e no Leh Block (Índia), um total de 140,4 toneladas de bagas de espinheiro foram coletadas de 39 aldeias e fornecidas à Cooperative Society para processamento (Figura 104). Em Nubra Block, 69,4 toneladas de bagas de espinheiro foram coletadas por 454 famílias de 17 aldeias. A coleção da aldeia variou de 10 kg a 19,8 MT. As coletas médias por agregado familiar é superior a 152 kg por ano, resultando em receita líquida de Rs 3344 por agregado familiar.

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Figura 104. Beneficiamento de frutos de espinheiro marinho (Seabuckthorn) em uma unidade de processamento da cooperativa, Índia.

Além do suco extraído da polpa dos frutos, as folhas do espinheiro marinho contêm nutrientes e substâncias bioativas. Essas substâncias nas folhas incluem os flavonoides (CHEN et al., 1991), carotenoides, esteróis livres e esterificados, titerpenóis e isoprenóis (GONCHAROVA; GLUSHENKOVA, 1996). Atualmente, no Rússia, a folha é usada como fonte de extração de vitaminas e flavonoides. Deixam-se inúmeros produtos, mas os mais importantes são os chás e os pós de chá. Na China, as folhas jovens foram processadas por secagem, trituração em cilindro, fritura em panela, umedecimento natural, cozimento, seleção e embalagem, e produziram um novo produto bastante promissor. Esse chá de espinheiro foi aceito com entusiasmo pelo público em geral.

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