Embrapa
15/12/2021
Cientistas da Embrapa e da Universidade Estadual Paulista (Unesp), testaram o impacto, em ambientes aquáticos, de dois compostos envoltos em nanocápsulas feitas de polímeros. Polímeros são macromoléculas formadas por unidades estruturais menores que podem ser naturais ou artificiais. No estudo, os pesquisadores verificaram que polímeros naturais causam menos impactos ambientais. As nanocápsulas são usadas para se obter uma liberação gradual de seu conteúdo ao longo do tempo.
Os compostos analisados tinham funções distintas. O primeiro foi o inseticida dimetoato, usado no controle de pragas com o objetivo de torná-lo menos tóxico aos organismos. O segundo: o ácido ascórbico, a popular vitamina C, é aplicado na alimentação de peixes, e o trabalho buscou meios de se evitar sua rápida degradação. Cada um deles foi testado na formulação nanoencapsulada em comparação à formulação convencional.
A avaliação ecotoxicológica foi feita com a exposição a nanopartículas feitas com quitosana, um polímero natural e alternativa viável de menor custo para a síntese de nanopartículas. Nos dois casos avaliados (inseticida e vitamina) as nanoformulações com quitosana apresentaram alta eficiência de encapsulação e boa estabilidade físico-química por 90 dias.
Nos ensaios ecotoxicológicos, foram testadas a nanoformulação e formulações convencionais de dimetoato (técnica e comercial) quanto à sua toxicidade durante o desenvolvimento de peixes-zebra (Danio rerio), na fase embrio-larval. A exposição a nanoformulação apresentou menor toxicidade em relação às do dimetoato técnico e comercial. Ela também não afetou o comportamento das larvas nos testes realizados que mediram a velocidade e a distância de natação.
A nanoformulação da vitamina C, além de conferir a proteção necessária quanto a degradação, promoveu o ganho de peso dos peixes. Esses animais, em consequência, apresentaram maior atividade de natação em comparação aos peixes alimentados com a vitamina C sem a nanoencapsulação.
Conforme a pesquisadora da Embrapa Vera Castro, entre os polímeros, os que têm chamado mais atenção são os derivados de fontes naturais e renováveis, por causa do menor impacto ambiental já que são biodegradáveis e com menor toxicidade. “O encapsulamento pode ser feito para o composto de interesse – seja suplemento nutricional de peixes, seja para pesticidas e visa a diminuição da possível toxicidade da formulação devido a outras substâncias químicas e metais”, explica.
“A nanoformulação apresentou menor toxicidade, pois aumentou a concentração necessária para causar letalidade em 50% da população dos peixes após 96 h de exposição em relação ao dimetoato”, explica Castro relatando que ela também não afetou o comportamento das larvas nos testes realizados. Os peixes-zebra, ou paulistinha, são usados como organismos de teste para avaliar um possível efeito ambiental, uma vez que parte da quantidade de produtos usados nas lavouras acabam alcançando o sistema aquático.
Já o ácido ascórbico, essencial em vários aspectos fisiológicos como na reprodução, no crescimento e em mecanismos imunológicos, tem que ser adicionado na dieta. Porém o professor Leonardo Fraceto, da Unesp, explica que ele é instável devido à influência da luz, altas temperaturas e oxigênio. “Dessa forma, a nanoencapsulação pode ser usada para protegê-lo e, em consequência, preservar suas características e propriedades físico-químicas por um maior período de tempo”.
Os pesquisadores acreditam que, com base nos resultados, o uso de nanosistemas de encapsulação com polímeros pode ser útil na busca de soluções que produzam menor impacto ambiental. Assim, o aprimoramento do conhecimento das aplicações da nanotecnologia na agricultura ajudará na gestão de risco em direção a soluções mais sustentáveis em relação às alternativas convencionais.
Nanotecnologia com sustentabilidade
A pesquisadora conta que o uso da nanotecnologia para fins agroalimentares é considerado mais sustentável ambientalmente do que formulações convencionais e que, além de serem capazes de aumentar a produtividade agrícola, trazem mais segurança ao e ao ambiente.
Os nanopesticidas abrangem uma ampla variedade de produtos. As nanoformulações são capazes de aumentar a solubilidade de ingredientes pouco solúveis, liberá-los de uma maneira lenta e direcionada a um alvo e protegê-los contra a degradação prematura do princípio ativo. Por exemplo, o emprego da nanotecnologia como sistema de entrega de pesticidas no controle de pragas pode diminuir o uso desses produtos e, em consequência, reduzir o impacto ambiental das práticas agrícolas com a diminuição de resíduos e contaminação.
Muitas nanoformulações convencionais combinam vários surfactantes, polímeros e metais e, substâncias que podem causar toxicidade. Por outro lado, o uso dos polímeros naturais nas nanoformulações traz uma vantagem importante: eles podem ser degradados por microrganismos do solo, resultando em produtos ambientalmente menos tóxicos em comparação aos de origem sintética.
Uma vez que a quitosana é estável, tem baixa toxicidade e requer métodos preparativos simples, além de possuir biocompatibilidade, biodegradabilidade e baixa toxicidade. Além disso, essas nanoformulações de materiais naturais podem ser incorporadas com segurança à matriz alimentar sem afetar suas propriedades sensoriais (o gosto dos alimentos) e são comparativamente mais seguras e menos tóxicas do que as sintetizadas quimicamente. Assim, atualmente, há interesse no uso desses polímeros para se obter produtos mais sustentáveis.
Ecotoxidade
Por outro lado, o uso e o destino de nanopesticidas e nanoprodutos podem ser influenciados por diferentes fatores ambientais como temperatura, luminosidade, composição do solo, etc. Por isso, é importante investigar o potencial ecotoxicológico dos nanomateriais em diferentes ambientes a fim de se avaliar os riscos de contaminação.
A nanotecnologia é usada na agricultura visando à obtenção de alternativas mais sustentáveis para aumentar a produtividade agrícola e ser mais segura para o consumo humano, animal e para o ambiente.
Essas características são boas para, por exemplo, reduzir o impacto ambiental decorrente do uso de pesticidas como também reduzir os possíveis danos à saúde devido à exposição direta (trabalhadores) e indireta (consumidores). No caso de suprimentos alimentares, também há a redução de custos para o produtor devido à proteção do ingrediente ativo de interesse.
Polímeros
A união de moléculas leva a formação de moléculas maiores, denominadas polímeros. Os polímeros naturais são os presentes na natureza e que fazem parte da composição orgânica da fauna e da flora. A quitosana, por exemplo, é derivada da quitina, presente nas carapaças de crustáceos [2]
[1] Foto: iStock.
[2] Texto de Cristina Tordin.
Como citar este texto: Embrapa. Nanocápsulas feitas de polímeros naturais causam menos impactos ao meio ambiente. Texto de Cristina Tordin. Saense. https://saense.com.br/2021/12/nanocapsulas-feitas-de-polimeros-naturais-causam-menos-impactos-ao-meio-ambiente/. Publicado em 15 de dezembro (2021).
