Bioinseticidas avançam rumo à produção industrial

Pesquisadores da Embrapa, em parceria com a empresa Efense, desenvolveram um processo completo para a produção industrial de bioinseticidas à base de fungos entomopatogênicos que pode ampliar a oferta de alternativas sustentáveis para o controle de importantes pragas da agricultura. A tecnologia envolve desde a otimização da fermentação líquida em larga escala até a formulação, armazenamento e validação em campo dos produtos biológicos (doi 10.1021/acsagscitech.6c00151).

A elevada produção de células dos fungos, conhecidas como blastosporos, apresentaram estabilidade durante o armazenamento e eficiência no controle à mosca-branca (Bemisia tabaci biótipo B) e à lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda).

De acordo com Aline Lira, bolsista do projeto na Embrapa Meio Ambiente durante seu doutorado (Esalq-USP), os resultados representam um avanço para a produção comercial de bioinseticidas fúngicos, uma vez que superam dois dos principais desafios dessa tecnologia: a fabricação em larga escala e a baixa estabilidade dos blastosporos durante o armazenamento.

“Foi demonstrado que é possível produzir mais de um bilhão de blastosporos por mililitro em apenas dois dias de fermentação, mantendo a qualidade biológica necessária para uso agrícola. Além disso, blastosporos em formulação oleosa apresentaram maior virulência quando comparados com não formulados, criando um efeito sinérgico no controle dos insetos-praga”, destaca Lira.

Tecnologia reduz custos e acelera a produção

Os blastosporos são células produzidas naturalmente por fungos entomopatogênicos durante a infecção de insetos. Para a indústria, a grande vantagem é que eles podem ser multiplicados rapidamente por meio de fermentação líquida. Comparado ao método tradicional de fabricação em fermentação sólida para obtenção de conídios, a produção de blastosporos torna o processo mais ágil, uniforme e fácil de automatizar.

Na prática, isso significa fábricas mais produtivas e melhor controle do bioprocesso, o que reflete na qualidade final dos propágulos produzidos. Entretanto, sua elevada sensibilidade à desidratação e a condições ambientais adversas sempre limitaram sua utilização comercial.

“Para superar esse problema, a equipe desenvolveu protocolos que envolveram a escolha das melhores fontes de carbono e nitrogênio para a fermentação, o escalonamento da produção em biorreatores de laboratório e industriais e o desenvolvimento de formulações capazes de preservar a viabilidade dos fungos durante o armazenamento e que aumentaram sua atividade inseticida”, explica Gabriel Mascarin, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente.

Produção foi validada em escala industrial

Depois da etapa laboratorial, o processo foi transferido para biorreatores de sete litros e, posteriormente, para biorreatores industriais de 1.200 litros.

“Mesmo em larga escala, enfatiza Mascarin, os rendimentos de produção se mantiveram elevados. Em média, os cultivos atingiram entre 1,8 e 2,8 bilhões de unidades formadoras de colônia por mililitro entre 2 e 4 dias de fermentação, demonstrando que a tecnologia pode ser utilizada em processos industriais sem perda significativa de desempenho”.

Segundo o pesquisador, essa etapa representa um dos maiores avanços do trabalho, pois demonstra que a produção industrial de blastosporos desses fungos é tecnicamente viável e pode atender às demandas do mercado de produtos biológicos para a agricultura.

Formulação aumenta a vida útil

Outro desafio enfrentado pelos pesquisadores foi prolongar a estabilidade dos blastosporos após sua produção sem secagem prévia por convecção, método bastante utilizado para secagem de fungos na fabricação de formulações sólidas-secas do tipo pó molhável e grânulo dispersível em água.

A estabilidade durante armazenamento de blastosporos sem secagem por convecção é um gargalo industrial que limita a comercialização desses bioinseticidas. Além disso, a secagem por convecção pode aumentar os custos de produção de um bioinseticida fúngico. Na prática, isso barateia e simplifica o processo industrial, abrindo as portas para a comercialização em larga escala.

Para isso, diferentes formulações foram avaliadas utilizando dispersão em óleo vegetal e sílica amorfa. O estudo mostrou que essas combinações preservaram a viabilidade dos fungos por até 90 dias sob refrigeração, desempenho muito superior ao observado com blastosporos sem formulação adequada.

Controle eficiente de duas importantes pragas

Os pesquisadores avaliaram a eficiência dos novos bioinseticidas contra duas das principais pragas da agricultura brasileira.

Segundo Jeanne Marinho-Prado, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente, nos ensaios em laboratório e casa de vegetação, os blastosporos formulados apresentaram elevada virulência contra lagartas de Spodoptera frugiperda e ninfas de mosca-branca (Bemisia tabaci biótipo B), alcançando mortalidade entre 70% e 93% quando aplicados na concentração de 10 milhões de blastosporos por mililitro.

“Os experimentos também mostraram que os blastosporos desses fungos conseguem aderir rapidamente ao corpo dos insetos, germinar e iniciar o processo de infecção poucas horas após a aplicação, acelerando consequentemente a mortalidade em poucos dias, o que é uma característica importante para o controle biológico dessas pragas”, destacou Marinho-Prado.

Resultados foram confirmados em lavouras de soja. A tecnologia também foi testada em condições reais de cultivo.

Marcus Santana, da Efense, empresa que cofinanciou essa pesquisa com a Embrapa Meio Ambiente, explica que durante duas safras consecutivas de soja (2022/2023 e 2023/2024), aplicações sucessivas dos bioinseticidas à base de blastosporos reduziram significativamente as populações de mosca-branca nas áreas experimentais.

“Os ensaios compararam os novos produtos com bioinseticidas comerciais registrados no Brasil, demonstrando que as formulações à base de blastosporos apresentam elevado potencial para integrar programas de manejo integrado de pragas e ampliar as opções de controle biológico disponíveis aos agricultores”, informou Santana. 

Caminho para novos bioinseticidas

Os pesquisadores destacam que o estudo consolida mais de uma década de pesquisas voltadas ao desenvolvimento de tecnologias para produção de blastosporos de fungos entomopatogênicos, validando a sua patente sob o código BR112016 0066138 e PCT/US2015/049673 dos inventores Gabriel Moura Mascarin e Mark Alan Jackson. O trabalho demonstra que é possível integrar todas as etapas — produção, escalonamento industrial, formulação, armazenamento e validação biológica — em um único processo tecnicamente viável.

A expectativa é que os resultados contribuam para acelerar o desenvolvimento de novos bioinseticidas comerciais à base de blastosporos, fortalecendo o manejo integrado de pragas e reduzindo a dependência de inseticidas químicos. Além dos benefícios ambientais, a tecnologia pode ampliar a competitividade da indústria brasileira de bioinsumos, setor que apresenta crescimento contínuo impulsionado pela busca por sistemas agrícolas mais sustentáveis.