Investigadores han desarrollado microcápsulas de carboximetilcelulosa capaces de preservar propágulos del hongo entomopatógeno Beauveria bassiana durante su almacenamiento. El sistema reticulado con iones de aluminio mantuvo una germinación del 85 % tras cinco meses a -18 grados Celsius. Las conidias no encapsuladas, conservadas en las mismas condiciones, mostraron una viabilidad del 69 %.
El estudio comparó los iones de aluminio y calcio como agentes reticulantes para la carboximetilcelulosa (doi 10.1021/acsomega.5c06970). El equipo buscaba una matriz adecuada para el transporte de agentes de control biológico. El aluminio proporcionó partículas más uniformes, mayor absorción de agua y mejor estabilidad estructural. Los resultados indican un potencial para formulaciones destinadas al control de plagas con diferentes etapas de desarrollo en el suelo.
La carboximetilcelulosa forma redes poliméricas mediante gelificación ionotrópica. En este proceso, los iones metálicos interactúan con los grupos carboxilato e hidroxilo presentes en el polímero. El método requiere pocos pasos, es rápido de ejecutar y permite la producción de partículas capaces de proteger los principios activos.
Las partículas reticuladas con aluminio conservaron una forma casi esférica tras el secado. El diámetro promedio alcanzó 1,92 milímetros, con una desviación de 0,11 milímetros en el resumen del estudio. Las estructuras producidas con calcio sufrieron colapso y coalescencia. El proceso dio como resultado conglomerados irregulares de tamaños heterogéneos.
Los investigadores vincularon esta diferencia con la mayor carga positiva del aluminio. El ion trivalente formó enlaces iónicos más fuertes y densos con la carboximetilcelulosa. Esta interacción favoreció una red tridimensional compacta y resistente a la deformación. El calcio, con su carga divalente, produjo enlaces más débiles y una matriz menos estable durante la pérdida de agua.
La capacidad de absorción también diferenció los materiales. Las partículas con aluminio absorbieron un volumen de agua equivalente a aproximadamente el 780 % de su masa inicial. Las estructuras con calcio alcanzaron aproximadamente el 240 %. Según el estudio, la red formada por el aluminio conservó poros interconectados durante el secado. Esta arquitectura facilitó la entrada de agua.
Los análisis térmicos mostraron perfiles distintos. Las partículas que contenían aluminio presentaron etapas principales de descomposición a 165,76 y 386,71 grados Celsius. El material que contenía calcio registró eventos a 211,78, 223,22, 309,29 y 368,95 grados Celsius. El patrón más complejo indicó una reticulación heterogénea en el sistema con calcio.
Tras realizar comparaciones, el equipo seleccionó el aluminio para encapsular las blastosporas de la cepa IBCB66 de Beauveria bassiana. El cultivo líquido alcanzó una concentración de dos mil millones de blastosporas por mililitro. Los investigadores mezclaron el cultivo con una solución de carboximetilcelulosa y añadieron un tensioactivo para mejorar la dispersión entre el hongo y el polímero.
La inclusión del microorganismo aumentó el tamaño promedio de las cápsulas a 2,42 milímetros, con una desviación de 0,28 milímetros. Las estructuras presentaban una capa externa delgada y un núcleo poroso. La formulación se sometió a congelación, liofilización y almacenamiento a -18 grados Celsius.
Tras dos meses, todos los gránulos germinaron en tres o cuatro días. La concentración alcanzó 1,87 millones de conidios por partícula. Tras cinco meses, la germinación requirió siete días y alcanzó el 85 %. La concentración se mantuvo en 1,24 millones de conidios por partícula. Los gránulos conservaron un aspecto seco y suelto durante todo el periodo.
Los investigadores interpretaron la germinación tardía como una latencia metabólica reversible, sin indicios de pérdida de la integridad del hongo. La matriz de carboximetilcelulosa habría reducido el estrés causado por la deshidratación y limitado el daño oxidativo durante el almacenamiento.
La cepa IBCB66 forma parte de la colección "Oldemar Cardim Abreu" de microorganismos entomopatógenos, mantenida por el Instituto Biológico de Campinas, São Paulo. El estudio cita la patogenicidad de esta cepa contra organismos con fases que habitan en el suelo, entre ellos Ceratitis capitata, Pratylenchus brachyurus, Spodoptera cosmioides, Chrysomya megacephala y Atta sexdens rubropilosa.
Los resultados demostraron, por primera vez en el estudio, un método viable para encapsular blastosporas de Beauveria bassiana en partículas de carboximetilcelulosa reticulada con aluminio. Esta formulación podría contribuir al desarrollo de productos secos destinados al control biológico de plagas del suelo.
El trabajo fue desarrollado por los científicos 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 y Hernane da S. Barud.
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