Uso de timol para o controle de fungos de preocupação em uvas

Abstract

O cultivo de uvas enfrenta desafios significativos devido à contaminação por fungos como Botrytis cinerea, espécies de Colletotrichum e Aspergillus, que comprometem a qualidade dos frutos e dos produtos derivados, além de representar riscos à saúde humana por conta da capacidade de algumas espécies em produzir micotoxinas. Embora os fungicidas sintéticos sejam amplamente utilizados para combater esses fungos, tais produtos podem levar ao desenvolvimento de resistência fúngica, impactos ambientais negativos e riscos à saúde humana. Como alternativa sustentável, o uso de timol, um composto fenólico com propriedades antifúngicas, poderia substituir ou reduzir a aplicação de fungicidas sintéticos na viticultura. No entanto, a aplicação direta do timol é limitada por sua baixa solubilidade em água e alta volatilidade. Para superar essas limitações, a nanoencapsulação do timol utilizando mucilagem de chia como material de encapsulamento pode ser uma estratégia promissora. O objetivo do estudo foi produzir e caracterizar nanocápsulas de mucilagem de chia contendo timol, bem como testar a eficácia das nanocápsulas de timol no controle de fungos comuns em uvas comparando a forma não encapsulada deste composto. As nanocápsulas de mucilagem de chia contendo diferentes concentrações de timol (NCs Chia-Tim) foram produzidas através da técnica de nanoemulsão com alta energia. Nanocápsulas de mucilagem de chia sem timol (NCs Chia) também foram preparadas como controle. As nanocápsulas obtidas foram caracterizadas quanto ao diâmetro médio e a distribuição de tamanho das partículas em suspensão. Além disso, a determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) e da Concentração Mínima Fungicida (CMF) das nanocápsulas e do timol não encapsulado foi realizada para os seguintes fungos comuns em uvas: Botrytis cinerea, A. carbonarius e Colletotrichum acutatum. A mucilagem de chia foi um material de parede adequado para o encapsulamento do timol uma vez que favoreceu a obtenção de partículas com tamanho nanométrico, as quais apresentaram diâmetro médio variando de 119,1 a 144,7 nm. Todos os fungos foram sensíveis ao tratamento com timol não encapsulado. Além disso, sua forma encapsulada manteve a ação antifúngica contra B. cinerea, A. carbonarius e C. acutatum, espécies de maior preocupação para a viticultura. A nanoencapsulação de timol em mucilagem de chia mostrou-se uma abordagem promissora para o controle de fungos na viticultura. Esta tecnologia pode representar uma alternativa sustentável aos fungicidas sintéticos, contribuindo para uma produção vitivinícola mais segura e de alta qualidade, além de reduzir os impactos ambientais e os riscos à saúde humana. Portanto, este trabalho apresenta uma inovação significativa no campo da nutrição e proteção de culturas, propondo uma solução sustentável e eficaz para um problema relevante na agricultura.

The cultivation of grapes faces significant challenges due to contamination by fungi such as Botrytis cinerea, Colletotrichum species, and Aspergillus, which compromise the quality of the fruit and derived products, as well as pose health risks due to the ability of some species to produce mycotoxins. Although synthetic fungicides are widely used to combat these fungi, these products have disadvantages, such as the development of fungal resistance, negative environmental impacts, and risks to human health. As a sustainable alternative, the use of thymol, a phenolic compound with antifungal properties, could replace or reduce the application of synthetic fungicides in viticulture. However, the direct application of thymol is limited by its low solubility in water and high volatility. To overcome these limitations, the nanoencapsulation of thymol using chia mucilage as an encapsulation material may be a promising strategy. The objective of the study was to produce chia mucilage nanocapsules containing thymol, as well as to test the effectiveness of thymol nanocapsules in controlling common fungi in grapes compared to the non-encapsulated form of this compound. Chia mucilage nanocapsules containing different concentrations of thymol (Chia-Tim NCs) were produced through the high-energy nanoemulsion technique. Chia mucilage nanocapsules without thymol (Chia NCs) were also prepared as a control. The obtained nanocapsules were characterized according to the average diameter and size distribution of the particles in suspension. Furthermore, Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Fungicidal Concentration (MFC) determination of the nanocapsules and unencapsulated thymol was performed for the following common fungi in grapes: Botrytis cinerea, A. carbonarius and Colletotrichum acutatum. Chia mucilage was a suitable wall material for the encapsulation of thymol since it favored the production of nanometric-sized particles. which presented an average diameter ranging from 119.1 to 144.7 nm. All fungi were sensible to unencapsulated thymol treatment. Furthermore, its encapsulated form maintained antifungal action against B. cinerea, A. carbonarius and C. acutatum, species of greatest concern for viticulture. The nanoencapsulation of thymol in chia mucilage proved to be a promising approach for controlling fungi in viticulture. This technology could represent a sustainable alternative to synthetic fungicides, contributing to safer and higher quality wine production, as well as reducing environmental impacts and human health risks. Therefore, this work presents a significant innovation in the field of crop nutrition and protection, proposing a sustainable and effective solution to a relevant problem in agriculture.