Pesquisa torna mais fácil e economicamente viável a produção de biopesticida

Descoberta de cientistas da Embrapa Meio Ambiente (SP) e da Universidade Federal de Goiás (UFG) deverá facilitar a produção do fungo Beauveria bassiana, espécie nociva a insetos-praga e muito utilizada na composição de pesticidas biológicos. Os pesquisadores descobriram uma fonte de nitrogênio mais barata a partir de proteínas vegetais. O fornecimento de nitrogênio é parte essencial para a produção desse fungo e é o nutriente mais caro do meio de cultivo desse microrganismo.

A equipe substituiu o caro extrato de levedura por fontes de proteínas vegetais, e encontrou uma alternativa econômica e eficiente para a produção em larga escala do fungo. Essa descoberta recente envolvendo o processo de fermentação líquida de Beauveria bassiana revelou a viabilidade de fontes de nitrogênio de origem vegetal na produção de blastosporos desse fungo. Os blastosporos são células produzidas por fermentação líquida por diversos fungos que causam doenças em insetos e ácaros pragas.

Os pesquisadores apontam que as proteínas vegetais a serem empregadas no processo podem ser obtidas de subprodutos oriundos de processos agroindustriais. Essa substituição, além de oferecer uma alternativa mais econômica para a produção em larga escala do fungo, também é uma solução mais sustentável ao processar um material de baixo valor econômico e considerado como subproduto pela agroindústria.

Para a primeira autora do trabalho, Valesca Lima, da UFG, essa descoberta irá impulsionar novos avanços na produção de biopesticidas, tornando-a mais acessível e sustentável. “A utilização de nitrogênio orgânico proveniente de subprodutos agroindustriais não apenas diminui os custos operacionais da produção de fungos por fermentação líquida, uma vez que reduz a dependência de substratos nitrogenados caros, mas também contribui para a valoração desses compostos convertendo-os em biopesticidas sustentáveis. Tudo isso sem perder as características desejáveis do bioproduto, como a alta produção, virulência e tolerância a fatores abióticos”, afirma Lima.

Desempenho superior do microrganismo

Os blastosporos produzidos nos meios com as fontes de nitrogênio de origem vegetal resistiram aos estresses abióticos e foram eficientes em combater pragas. Além disso, sobreviveram por mais tempo após serem desidratados, dependendo da fonte de nitrogênio utilizada. A farinha de semente de algodão, utilizada como fonte de proteína, foi a que apresentou os melhores resultados, ajudando a criar um bom equilíbrio nutricional para esse fungo. “Nossos dados mostram que a farinha de semente de algodão é ótima para produzir blastosporos eficazes contra pragas e resistentes a estresses abióticos para diversas cepas de Beauveria bassiana”, diz Gabriel Mascarin (foto acima), da Embrapa.

A produção em massa desses fungos, por meio de fontes vegetais de nitrogênio, também resulta em elevada produtividade em menor tempo de fermentação, variando de dois a três dias. Além de B. bassiana, essa abordagem pode ser aplicada a outros fungos entomopatogênicos (nocivos a insetos), ampliando o repertório de biopesticidas disponíveis no mercado global à base de blastosporos.

De acordo com Lima, os resultados mostram que a farinha de semente de algodão não só aumentou a produção de blastosporos de B. bassiana, mas também melhorou a virulência contra larvas de uma praga. Esses blastosporos demonstraram maior tolerância ao calor e à radiação UV-B, fatores críticos para a eficácia dos biopesticidas. Em bioensaios, os blastosporos provenientes da farinha de algodão causaram expressiva e rápida letalidade e necessitaram ainda de menor quantidade de inóculo para matar a população da praga-alvo, culminando em menor dose letal necessária ao controle eficaz da praga.

O uso de subprodutos agroindustriais como fonte de nitrogênio promove práticas mais sustentáveis ao transformar resíduos em produtos valiosos. Esses subprodutos da agroindústria de grãos são ricos em nutrientes e compostos químicos diversos, tornando-se uma matéria-prima viável para a produção de agentes microbianos. “A integração de conhecimentos envolvida nesse estudo é aplicável a vários biopesticidas fúngicos”, destaca Lima.

A cientista conta que a produção em massa de blastosporos por fermentação líquida submersa é mais vantajosa em comparação à fermentação em substrato sólido, devido à sua escalabilidade, altos rendimentos em curtos períodos de cultivo e menores custos operacionais. Essa tecnologia oferece um controle mais rigoroso dos parâmetros de fermentação, resultando em menor risco de contaminação e maior eficiência na produção.

Implicações futuras e potencial de mercado

O estudo salienta a importância de uma abordagem integrada que combina genética e nutrição para cultivar blastosporos mais robustos e eficazes no controle de pragas. A farinha de semente de algodão e outras fontes de nitrogênio de baixo custo testadas mostraram ser adequadas para uma produção de alta qualidade, com maior resistência a estresses abióticos e melhor estabilidade de armazenamento.

Os cientistas acreditam que essas descobertas são fundamentais para o desenvolvimento de novos biopesticidas, alinhando-se com os princípios de uma economia circular verde. Além disso, a versatilidade nutricional de B. bassiana facilita a sua colonização em diversos nichos ecológicos e hospedeiros, ratificando sua eficácia como biopesticida.

“Esse avanço é essencial para a comercialização de bioprodutos de alta qualidade, com impacto positivo na saúde humana e ambiental, e representa um passo significativo na inovação de micopesticidas globais”, conclui Mascarin.

Equipe e publicação 

Participaram desse trabalho: Valesca Lima, Alexandre Matugawa e Éverton Fernandes, da Universidade Federal de Goiás, e Gabriel Mascarin, da Embrapa Meio Ambiente. O trabalho completo pode ser acessado no link: https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.04040-23