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| Esferas de carboximetilcelulose e alumínio depois de secas: formulação favorece maior durabilidade de fungo usado como bioinseticida (foto: José Antônio Boiaro Caxa/Uniara) |
Técnica aumentou de 69% para 85% a viabilidade do Beauveria bassiana após cinco meses de armazenamento. Solução garante liberação gradual na lavoura e exige menos aplicações
Pesquisadores brasileiros
desenvolveram uma nova técnica para aumentar a vida útil de fungos usados no
controle biológico de pragas agrícolas, resolvendo um dos maiores desafios do
setor: a perda de viabilidade dos microrganismos durante o armazenamento.
Utilizando um polímero à base de celulose e íons de alumínio, a equipe criou
microesferas capazes de encapsular e proteger o fungo Beauveria
bassiana, alcançando 85% de germinação após cinco meses de congelamento.
O trabalho foi desenvolvido por
cientistas vinculados ao Centro de Manejo Sustentável de
Pragas, Doenças e Plantas Daninhas (CEMASU), um Centro de
Ciência para o Desenvolvimento (CCD) financiado pela FAPESP e sediado no
Instituto Biológico. Os resultados foram publicados em março no periódico
científico ACS Omega.
“Realizamos um processo
relativamente difundido, chamado de gelificação ionotrópica, em que um material
é gotejado em outro, formando esferas, ou ‘beads’, que têm por fora uma
casca de polímero com o microrganismo dentro. Com isso, preserva-se o conteúdo
para que haja uma liberação prolongada”, explica Hernane da Silva Barud, coordenador do estudo,
professor da Universidade de Araraquara (Uniara) e um dos pesquisadores
principais do CEMASU.
O material da cápsula é feito
de carboximetilcelulose – um derivado da celulose muito comum na indústria de
alimentos, usado para dar textura a sorvetes. Para que essa substância ganhasse
o formato tridimensional de uma esfera, os cientistas usaram íons de alumínio,
que funcionaram como uma espécie de “cola” estrutural. Nos testes de
laboratório, essa receita aumentou de 69% para 85% a sobrevivência do fungo
após cinco meses armazenado, em comparação com o fungo puro.
Assim como em outros
bioinseticidas fúngicos, a nova formulação é preenchida com células
reprodutivas do B. bassiana cultivadas em laboratório. Uma vez
aplicadas na lavoura, essas células se desenvolvem e liberam os esporos
responsáveis por colonizar e matar os insetos-praga. O fungo causa uma doença
conhecida como muscardina branca em uma ampla variedade de insetos. Entre as
ordens afetadas estão: dípteros (moscas e mosquitos), coleópteros (besouros),
hemípteros (percevejos), lepidópteros (mariposas, borboletas e suas lagartas),
isópteros (cupins) e ortópteros (gafanhotos).
Esse mecanismo natural não
causa danos a mamíferos, que costumam ser prejudicados pelos inseticidas
químicos. O encapsulamento torna a estratégia ainda mais sustentável, uma vez
que demanda menos aplicações e tem menor potencial para impactar espécies não
alvo (leia mais em: agencia.fapesp.br/50319).
O grupo pretende agora realizar
ensaios em campo para avaliar a viabilidade do produto fora do laboratório.
Além do B. bassiana, outros fungos poderiam ser testados, ampliando
a quantidade de culturas agrícolas que poderiam ser beneficiadas pelo produto.
Outra possibilidade seria o uso na pecuária, no combate a carrapatos, por
exemplo.
Caso os testes em campo mostrem
uma eficácia satisfatória, Barud acrescenta que o processo de produção é
escalonável. Isso faria o custo cair vertiginosamente e ajudaria a viabilizar o
produto comercialmente.
Ensaios
No estudo, foram comparadas
duas formas de encapsulamento. Além da que usou carboximetilcelulose e
alumínio, os pesquisadores testaram outra formulação utilizando
carboximetilcelulose e cálcio. A olho nu, ambas formaram as estruturas
esféricas esperadas. No entanto, depois de secas, diferenças significativas
foram observadas.
As que continham alumínio
mantiveram o formato e apresentaram uma grande uniformidade morfológica. As de
cálcio, por sua vez, tinham um colapso estrutural e se uniam, formando
conglomerados de variados tamanhos.
Imagens obtidas por microscopia
apontaram que a superfície das esferas do material com alumínio era levemente
áspera com algumas rachaduras, enquanto os conglomerados da versão com cálcio
tinham uma superfície bastante áspera e irregular.
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| Imagens de microscopia eletrônica de varredura mostram estrutura regular das esferas com alumínio (A e B) e irregular das que levam cálcio na formulação (C e D) (crédito: Zaldivar et al./CCY-BY 4.0) |
“É importante frisar que mesmo
as de cálcio conseguem manter o fungo viável por mais tempo do que o
produto in natura, mas as de alumínio apresentam maior
uniformidade, o que permite ter um maior controle de qualidade”, diz Barud, que
coordena o Laboratório de Biopolímeros e Biomateriais da Uniara.
Além do tamanho uniforme, as
esferas com alumínio apresentaram ainda alta estabilidade térmica e capacidade
de reter água maior do que as de cálcio, importante para manter o fungo no seu
interior.
Os autores concluem que o
método de encapsulamento é simples, rápido e eficiente, com conídios viáveis na
superfície das esferas mesmo após cinco meses armazenados a -18 °C. Os conídios
são esporos assexuados que funcionam como as "sementes" do fungo,
responsáveis por sua reprodução e pela infecção dos insetos.
Os pesquisadores agora vão
testar o armazenamento em geladeira convencional (4 °C) e temperatura ambiente.
O trabalho teve como primeira
autora Mayté Zaldivar, além
de Jean Carlos Machado e Lívia Contini Massimino, todos do Laboratório
de Biopolímeros e Biomateriais da Uniara.
Assinam ainda o trabalho Marcel
Marques e Ricardo Bortoletto-Santos,
da Universidade de Ribeirão Preto (Unaerp), e os pesquisadores do Instituto
Biológico José Eduardo de Almeida e
Ana Paula Bartels.
O artigo Sustainable encapsulation of biocontrol agents: cross-linker influence on carboxymethylcellulose-based microbeads pode ser lido em: pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.5c06970.
André Julião
Agência FAPESP
https://agencia.fapesp.br/capsula-de-celulose-prolonga-vida-util-e-melhora-acao-de-fungo-usado-como-bioinseticida/58878
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