Microcápsulas mantêm viabilidade de Beauveria bassiana

Pesquisadores desenvolveram microcápsulas de carboximetilcelulose capazes de preservar propágulos do fungo entomopatogênico Beauveria bassiana durante o armazenamento. O sistema reticulado com íons de alumínio manteve 85% de germinação após cinco meses a menos dezoito graus Celsius. Conídios não encapsulados, mantidos nas mesmas condições, apresentaram 69% de viabilidade.

O trabalho comparou íons de alumínio e cálcio como agentes de reticulação da carboximetilcelulose (doi 10.1021/acsomega.5c06970). A equipe buscou uma matriz adequada ao transporte de agentes de controle biológico. O alumínio proporcionou partículas mais uniformes, maior absorção de água e melhor estabilidade estrutural. Os resultados indicam potencial para formulações destinadas ao manejo de pragas com fases de vida no solo.

Redes poliméricas

A carboximetilcelulose forma redes poliméricas por meio de gelificação ionotrópica. Nesse processo, íons metálicos interagem com grupos carboxilato e hidroxila presentes no polímero. O método exige poucas etapas, apresenta execução rápida e permite a produção de partículas capazes de proteger ingredientes ativos.

As partículas reticuladas com alumínio mantiveram formato próximo ao esférico após a secagem. O diâmetro médio alcançou 1,92 milímetro, com desvio de 0,11 milímetro no resumo do estudo. As estruturas produzidas com cálcio sofreram colapso e coalescência. O processo resultou em conglomerados irregulares, com tamanhos heterogêneos.

Maior carga positiva

Os pesquisadores relacionaram essa diferença à maior carga positiva do alumínio. O íon trivalente formou pontes iônicas mais fortes e densas com a carboximetilcelulose. Essa interação favoreceu uma rede tridimensional compacta e resistente à deformação. O cálcio, com carga divalente, produziu ligações menos intensas e uma matriz menos estável durante a perda de água.

A capacidade de absorção também diferenciou os materiais. As partículas com alumínio absorveram volume de água equivalente a cerca de 780% da massa inicial. As estruturas com cálcio chegaram a aproximadamente 240%. Segundo o estudo, a rede formada pelo alumínio preservou poros interconectados durante a secagem. Essa arquitetura facilitou a entrada de água.

Análises térmicas

As análises térmicas mostraram perfis distintos. As partículas com alumínio apresentaram etapas principais de decomposição a 165,76 e 386,71 graus Celsius. O material com cálcio registrou eventos a 211,78; 223,22; 309,29 e 368,95 graus Celsius. O padrão mais complexo indicou uma reticulação heterogênea no sistema com cálcio.

Após a comparação, a equipe selecionou o alumínio para encapsular blastósporos da linhagem IBCB66 de Beauveria bassiana. A cultura líquida alcançou concentração de dois bilhões de blastósporos por mililitro. Os pesquisadores misturaram o cultivo à solução de carboximetilcelulose e adicionaram surfactante para melhorar a dispersão entre o fungo e o polímero.

A inclusão do microrganismo aumentou o tamanho médio das cápsulas para 2,42 milímetros, com desvio de 0,28 milímetro. As estruturas apresentaram uma camada externa fina e um núcleo poroso. A formulação passou por congelamento, liofilização e armazenamento a menos dezoito graus Celsius.

Após dois meses, todos os grânulos germinaram em três a quatro dias. A concentração chegou a 1,87 milhão de conídios por partícula. Depois de cinco meses, a germinação exigiu sete dias e atingiu 85%. A concentração permaneceu em 1,24 milhão de conídios por partícula. Os grânulos conservaram aspecto seco e solto durante o período.

Dormência metabólica

Os pesquisadores interpretaram o atraso na germinação como dormência metabólica reversível, sem indicação de perda da integridade fúngica. A matriz de carboximetilcelulose teria reduzido o estresse provocado pela desidratação e limitado danos oxidativos durante o armazenamento.

A linhagem IBCB66 integra a coleção de microrganismos entomopatogênicos “Oldemar Cardim Abreu”, mantida pelo Instituto Biológico, em Campinas, São Paulo. O estudo cita patogenicidade dessa linhagem contra organismos com fases no solo, entre eles Ceratitis capitata, Pratylenchus brachyurus, Spodoptera cosmioides, Chrysomya megacephala e Atta sexdens rubropilosa.

Os resultados demonstraram, pela primeira vez no estudo, um método viável para encapsular blastósporos de Beauveria bassiana em partículas de carboximetilcelulose reticuladas com alumínio. A formulação poderá apoiar o desenvolvimento de produtos secos voltados ao controle biológico de pragas de solo.

O trabalho foi desenvolvido pelos cientistas Mayté P. Zaldivar, Jean Carlos F. Machado, Lívia C. Massimino, Marcel S. Marques, José Eduardo M. de Almeida, Ana Paula S. Bartels, Ricardo Bortoletto-Santos e Hernane da S. Barud.