Metabolites dynamics and fruit production during the guarana harvest

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i3.26371

Keywords:

Guarana plant; Production; Crop; Alkaloids; Tannins.

Abstract

Guarana from the Amazon is used in human supplementation mainly due to the presence of methylxanthines and polyphenols represented by caffeine (CF), theobromine (TB), catechin (CT) and epicatechin (EP), which provide energy and antioxidant properties to its products based on of the seeds. The fructification of the guarana tree is not standardized, making the harvest expensive, as it is carried out manually and in a staggered way. Thus, the objective was to investigate fruit production and the content of CF, TB, CT and EP throughout the 2017 harvest. Fruit production was analyzed daily and 12 harvests were carried out at an interval of 63 days, only Ripe and open fruits. Methylxanthines and polyphenols were quantified by high performance liquid chromatography (HPLC) from selected fruits from five harvest times, with an interval of 14 days. The amounts of CT, EP and TB were higher when the first fruits ripened. Caffeine, on the other hand, remained practically stable throughout the evaluated period. In the first four weeks, the harvest had to be carried out twice a week, from then on, weekly. Subsequently, only one harvest per week was required until the end of the season. The amount of fruits harvested in each harvest changed and also reached a peak of productivity in the tenth harvest, after 104 days of pollination.

Author Biographies

Géssica Aline Nogueira dos Santos, Universidade Federal do Amazonas

Departamento de Produção Animal e Vegetal, Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Amazonas, Manaus, AM, Brasil.

Daniely Cunha da Silva, Universidade Federal do Amazonas

Departamento de Produção Animal e Vegetal, Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Amazonas, Manaus, AM, Brasil.

Laiane Sherly Gomes Torres, Universidade Federal do Amazonas

Departamento de Produção Animal e Vegetal, Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Amazonas, Manaus, AM, Brasil.

Flávia Camila Schimpl, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas

Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Amazonas (IFAM), Campus Presidente Figueiredo, Av. Onça Pintada, 1308, Galo da Serra, Presidente Figueiredo, AM, Brasil CEP 69735-000

José Ferreira da Silva, Universidade Federal do Amazonas

Departamento de Produção Animal e Vegetal, Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Amazonas, Manaus, AM, Brasil.

References

Ahmed, S., Stepp, J. R., Orians, C., Griffin, T., Matyas, C., Robbat, A., & Unachukwu, U. (2014). Effects of extreme climate events on tea (Camellia sinensis) functional quality validate indigenous farmer knowledge and sensory preferences in tropical China. PloS one, 9(10), e109126.

Alvares, C. A., Stape, J. L., Sentelhas, P. C., Moraes, G., Leonardo,J., & Sparovek, G. (2013). Köppen's climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, 22(6), 711-728.

Angelo, P. C. S., Atroch, A. L., Nascimento Filho, F. J., Sousa, N. R., Mendonça, W. S., & Fonseca, A. P. A. (2007). Padrões de florescimento de clones de guaranazeiro. Paper presented at the Embrapa Amazônia Ocidental-Artigo em anais de congresso (ALICE).

Atroch, A. L., & Nascimento Filho, F. J. (2016). Classificação do coeficiente de variação na cultura do guaranazeiro. Revista de Ciências Agrárias/Amazonian Journal of Agricultural and Environmental Sciences, 43-48%N 43.

Atroch, A. L., & Nascimento Filho, F. J. (2018). Guaraná Paullinia cupana Kunth var. sorbilis (Mart.) Ducke. In Exotic Fruits (pp. 225-236): Elsevier.

Carvalho, J. d., Figueirêdo, F., Frazão, D., & Kato, A. (1980). Germinação de sementes de guaraná provenientes de diferentes épocas de colheita. Embrapa Amazônia Oriental-Séries anteriores (INFOTECA-E).

Fang, R., Redfern, S. P., Kirkup, D., Porter, E. A., Kite, G. C., Terry, L. A., & Simmonds, M. S. J. (2017). Variation of theanine, phenolic, and methylxanthine compounds in 21 cultivars of Camellia sinensis harvested in different seasons. Food Chemistry, 220, 517-526.

Ferreira, F. A. M., Ferreira, B. B., Bragança, V. A. N., Lima, C. L. S., & Brasil, D. S. B. (2022). Guarana (Paullinia cupana Kunth), marapuama (Ptychopetalum olacoides Benth.), gentian (Gentiana lutea L.), quassia (Quassia amara L.) and their properties: a brief review. Research, Society and Development, 11(2), e21711224592.

Gondim, C. J. E. (1984). Alguns aspectos da biologia reprodutiva do guaranazeiro (Paullinia cupana var. sorbilis (Mart.) Ducke-Sapindaceae. Acta Amazonica, 14(1-2), 9-38.

Henman, A. R. (1982). Guaraná (Paullinia cupana var. sorbilis): ecological and social perspectives on an economic plant of the central Amazon basin. Journal of ethnopharmacology, 6(3), 311-338.

Maravalhas, N. (1965). Teofilina e teobromina, metilpurinas constantes nas plantas produtoras de cafeina: MARAVALHAS, N. Estudos sobre o guarana e outras plantas produtoras de cafeina. Manaus: INPA, 1965. p. 17-25 (INPA. Quimica, 10).

Nina, N. V. d. S., Schimpl, F. C., Nascimento Filho, F. J. d., & Atroch, A. L. (2021). Phytochemistry divergence among guarana genotypes as a function of agro‐industrial characters. Crop science, 61(1), 443-455.

Santos, F., Saraiva, J., & Atroch, A. (2021). Influência da precipitação pluvial na produtividade do guaraná no município de Maués, AM. Agrometeoros, 29.

Schimpl, F. C., Kiyota, E., Mayer, J. L. S., Gonçalves, J. F. C., Silva, J. F., & Mazzafera, P. (2014). Molecular and biochemical characterization of caffeine synthase and purine alkaloid concentration in guarana fruit. Phytochemistry, 105, 25-36.

Schimpl, F. C., Silva, J. F. d., Gonçalves, J. F. d. C., & Mazzafera, P. (2013). Guarana: Revisiting a highly caffeinated plant from the Amazon. Journal of Ethnopharmacology, 150(1), 14-31.

Sousa, S. A., Alves, S. F., Paula, J. A. M. d., Fiuza, T. S., Paula, J. R., & Bara, M. T. (2010). Determinação de taninos e metilxantinas no guaraná em pó (Paullinia cupana Kunth, Sapindaceae) por cromatografia líquida de alta eficiência. Revista Brasileira de Farmacognosia, 20(6), 866-870.

Taiz, L., Zeiger, E., Moller, I. M., & Murphy, A. (2017). Fisiologia e desenvolvimento vegetal: Artmed Editora.

Torres, E. A. F. S., Pinaffi-Langley, A. C. C., Figueira, M. d. S., Cordeiro, K. S., Negrão, L. D., Soares, M. J., Camargo, A. C. (2022). Effects of the consumption of guarana on human health: A narrative review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 21(1), 272-295.

Tricaud, S., Pinton, F., & Pereira, H. d. S. (2016). Saberes e práticas locais dos produtores de guaraná (Paullinia cupana Kunth var. sorbilis) do médio Amazonas: duas organizações locais frente à inovação. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Humanas, 11(1), 33-53.

Published

14/02/2022

How to Cite

SANTOS, G. A. N. dos .; SILVA, D. C. da .; TORRES, L. S. G.; SCHIMPL, F. C.; SILVA, J. F. da . Metabolites dynamics and fruit production during the guarana harvest. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 3, p. e10911326371, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i3.26371. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/26371. Acesso em: 27 apr. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences