Microencapsulación: Herramienta biotecnológica para estrategias de control biológico

Microencapsulación: Herramienta biotecnológica para estrategias de control biológico

Paola Izquierdo Herrera; Maestría en Protección Vegetal; Universidad Autónoma Chapingo. Texcoco. México.

paola.izquierdo029@gmail.com

Resumen

Esta técnica fue objeto de múltiples variaciones durante los años 40 y su aplicación más importante fue dirigida a la encapsulación de colorantes para la elaboración del papel de calco. Años más tarde, la microencapsulación encontró aplicaciones interesantes en el campo de la alimentación, por ejemplo para la encapsulación de aromas, vitaminas, liberación de aromas y sabores, etc.; en el área de los farmacéuticos como liberación controlada de medicamentos y de la agricultura, especialmente para la encapsulación de pesticidas y fertilizantes. La microencapsulación protege a los materiales encapsulados de factores como como el calor y la humedad permitiendo mantener su estabilidad y viabilidad, se ha usado como barrera contra malos olores y sabores, en el caso de que el material o núcleo sea biológico la microencapsulación protege de potenciales bacteriófagos y de los ambientes adversos como bajas temperaturas o ambientes ácidos; y aun cuando la microencapsulación se ha presentado como una herramienta que ayudará en la resolución prácticamente de “todos los problemas”, queda pendiente por resolver el impacto que pueda tener en los sectores más pobres de la población.

Palabras clave: Microencapsulación, protección, barrera

Introducción

A través de los años, numerosos investigadores han detectado diversas formas biológicas que se pueden utilizar para controlar patógenos y pestes que afectan a las plantas. Estos agentes, son conocidos como “antagonistas” e incluyen: virus, bacterias, actinomicetos, hongos, plantas superiores, y microfauna predadora, tales como protozoos y ácaros (Mujica, 2006).

El control biológico de enfermedades ha sido definido de maneras muy diferentes por distintos autores. Una de las definiciones más apropiadas es la de Garret (1970) y Deacon (1983), quienes definen el control biológico como el proceso por el cual los efectos indeseables de un organismo son reducidos por la mediación por otro organismo que no es el huésped ni el patógeno, ni el hombre. Según esta definición, quedan excluidas las labores culturales y la mejora genética del huésped para resistencia directa frente al patógeno, dirigiéndose al control biológico, a la reducción del agente patógeno causante de la enfermedad por la acción de microorganismos vivos, los antagonistas. Este factor afecta al curso de la enfermedad, bien, por su influencia directa sobre el patógeno, o indirectamente a través de su efecto sobre el huésped o el ambiente (Alabouvette et al., 2006).

Un antagonista, o Agente de Control Biológico, en sentido amplio es un oponente o un adversario. Cook y Baker (1983) definieron al antagonista como agentes biológicos con capacidad para interferir en cualquiera de los ciclos de vida de un patógeno. Según esta definición pueden existir antagonistas en diferentes grupos de organismos vivos (hongos, bacterias, plantas, etc.) (Rhodes, 1993).

Para que el uso de antagonistas se pueda realizar de forma segura y efectiva se han recurrido a varias técnicas de transportación de agentes biológicos, por ejemplo se han hecho productos de aplicaciones liquidas, antagonistas transportadas en materia orgánica. El objetivo de una buena formulación es preparar una combinación de ingredientes de forma tal que el principio activo se mantenga estable durante el almacenamiento y después de la aplicación, efectivo y fácil de aplicar (Fernández, 2006). Entre las formulaciones más usadas en el desarrollo de productos fitosanitarios a base de hongos se encuentran el polvo, granulados, polvos humectables, polvos floables secos o gránulos dispersables, materiales microencapsulados, concentraciones emulsionables, floables o suspensiones concentradas (Adamiec y Modrzejewska, 2003).

Los materiales utilizados en la formulación no deben tener actividad biológica sobre animales, plantas o insectos benéficos, ni afectar la actividad del hongo; deben ser inocuos al ambiente, presentar características físicas adecuadas para mezclarse con el ingrediente activo, facilitar la aplicación del producto y ser económicamente rentables (Urtubia y France, 2007).

En toda formulación se distinguen tres tipos principales de componentes, los cuales son el principio activo, ya sea conidios, micelio, esporas, células, toxinas, etc.; el diluyente o vehículo puede ser sólido o líquido, y es un material inerte, y los adyuvantes son materiales inertes, pero tienen función protectora, dispersante y adherente (Harman, 2000).

El uso de los productos biológicos es una alternativa a los químicos convencionales en la agricultura y en auge en los últimos años (Pérez, 2010). En particular los elaborados a base de microorganismos benéficos son los que presentan atractivos beneficios a los cultivos debido a sus múltiples efectos sobre los fitopatógenos (Ibarra et al., 2006). No obstante, se ha visto que el uso de los productos comerciales no ha garantizado mejores resultados en la producción de cultivos en comparación por ejemplo al uso de microorganismos nativos (Elliot et al., 2009), ya que su presencia en el sitio de aplicación depende de varios factores que disminuyen su efectividad como el uso de agroquímicos (Moliszewska, 2001).

Actualmente algunas técnicas biotecnológicas como la inmovilización celular y enzimática se han convertido en una herramienta de manejo de los microorganismos y sus subproductos, lo cual permite mantener o mejorar su actividad protegiéndola de los factores adversos (Alvarez et al., 2009).

ANTECEDENTES

El origen de la microencapsulación data del año 1931, en el que se publicó un trabajo que describía la formación de microcápsulas de gelatina según un procedimiento que ya en aquel momento recibió la denominación de “coacervación”. Esta técnica fue objeto de múltiples variaciones durante los años 40 y su aplicación más importante fue dirigida a la encapsulación de colorantes para la elaboración del papel de calco. Dicho papel consistía, en aquel entonces, en una fina película de microcápsulas adherida a una hoja de papel, de tal modo que la presión ejercida por el bolígrafo sobre el papel provocaba la fractura de las microcápsulas y la consiguiente liberación del marcador, dejando patente la impresión en la hoja de copia. Años más tarde, la microencapsulación encontró aplicaciones interesantes en el campo de la alimentación, por ejemplo para la encapsulación de aromas, vitaminas, liberación de aromas y sabores, etc.; en el área de los farmacéuticos como liberación controlada de medicamentos y de la agricultura, especialmente para la encapsulación de pesticidas y fertilizantes. Las ventajas que ofrecen las microcápsulas sobre un proceso convencional pueden resumirse en la protección y enmascaramiento de la sustancia encapsulada frente a medios inestables u hostiles para su posterior liberación progresiva. Estos dos factores han hecho que diferentes sectores industriales basen algunos de sus productos de mayor innovación en estas tecnologías (Passino, et al., 2004).

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