Eucalyptus Wood Vinegar: Chemical Profiling, Evaluation of Acute Toxicity to Artemia salina and Effect on the Hatching of Betta splendens Eggs

Abstract

In Brazil nowadays, eucalyptus wood vinegar (WV) is an important input in food industry and for agriculture and veterinary uses. The main objectives of the present research work were to characterize the phenolic fraction in the industrial WV by gas chromatography and mass spectrometry, evaluate the acute toxicity of industrial WV to the brine shrimp Artemia salina, and assess the effect of the product on the hatching of Betta splendens eggs. Two types of WV were employed in the experiments, raw and bi-distilled WV. Both were profiled by gas chromatography and mass spectrometry (GC/MS). Bioassays with Artemia salina nauplii were performed to determine the acute toxicity of WV. To assess the effect of WV on the hatching of B. splendens eggs, five concentrations of bi-distilled WV were employed encompassing one control and four experimental treatments, 0% (T0), 0.025% (T1), 0.050% (T2), 0.075% (T3) and 0.100% (T4) with ten replicates per treatment. Probit and regression analysis were applied to the experimental data of the brine shrimp bioassay and the experiment with the bettas, respectively. Phenols reported in the literature as having biological activity were identified in the WV by GC/MS. Median lethal doses (LD50) equal to 272 and 298 mg mL‑1 were determined for the raw and bi-distilled WV, respectively. Regarding the experiment with B. splendens eggs, a concentration of 0.05% was found ideal to reach maximum of hatching and minimize the fungal infection in the fingerlings. The bi-distilled WV has potential to be applied in the commercial production of this fish species, with significant decrease in mortality rates.   Keywords: Eucalyptus Wood Vinegar. Eucalyptus Pyroligneous Extract. Phenolic Compounds. Acute Toxicity. Artemia salina. Antifungal Activity. Betta splendens   Resumo Atualmente no Brasil, o extrato pirolenhoso de eucalipto (EP) é um importante insumo na indústria de alimentos e também para uso na agricultura e veterinária. Os principais objetivos do presente trabalho de pesquisa foram avaliar a toxicidade aguda do EP industrial para em Artemia salina e o efeito do produto na eclosão de ovos de Betta splendens. Dois tipos de EP foram empregados nos experimentos, EP bruto e bidestilado. Ambos foram analisados por cromatografia gasosa e espectrometria de massa (GC/MS). Bioensaios com náuplios de A. salina foram realizados para determinar a toxicidade aguda do EP. Para avaliar o efeito do EP na eclosão de ovos de B. splendens, cinco concentrações de EP bidestilado foram empregadas perfazendo 5 tratamentos, 0% (T0), 0,025% (T1), 0,050% (T2), 0,075% (T3) e 0,100% (T4) com dez repetições por tratamento. Os dados experimentais do bioensaio com A. salina e do experimento com B. splendens foram submetidos à análise Probit e de regressão, respectivamente. Todos os fenóis relatados na literatura como tendo atividade biológica foram identificados no EP por GC/MS. Doses letais medianas (DL50) iguais a 272 e 298 mg mL-1 foram determinadas para o EP bruto e bidestilado, respectivamente. Em relação ao experimento B. splendens, a concentração de 0,05% foi considerada ideal para atingir o máximo de eclosão e minimizar a infecção fúngica nos alevinos. O EP bidestilado tem potencial para ser aplicado na produção comercial dessa espécie de peixe, com queda significativa nas taxas de mortalidade.   Palavras-chave: Extrato Pirolenhoso de Eucalipto. Compostos Fenólicos. Toxicidade Aguda. Artemia salina. Atividade Antifúngica. Betta splendens