Publication: Elaboración de microcápsulas de oleato de cafeína con actividad insecticida en Hypothenemus hampei (broca del café).
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Date
2010-12-27
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El Hypothenemus hampei es un insecto que afecta los cultivos de café a nivel mundial, generando perdidas en las cosechas hasta del 100%. Su largo ciclo de vida (3-4 semanas para la formación de la larva y 4 semanas para el paso de larva a adulto) y la migración del insecto al interior del grano de café para suplirse de alimento, hacen ineficiente el control de esta peste mediante pesticidas de acción de choque. Durante picos de infestación el insecticida de choque elimina solo los individuos presentes en la superficie del cafeto. Para lograr un manejo integral de la plaga es necesario hacer fumigaciones más frecuentes con el insecticida de choque, recolectar los frutos maduros para evitar su infestación y emplear agentes biológicos. La eficiencia de los insecticidas en el control de la peste puede mejorarse considerablemente mediante su formulación como microcápsula, la cual permite controlar la cinética de liberación del principio activo, logrando periodos extendidos de bioactividad. Se propone en el presente proyecto producir microcápsulas de oleato de cafeína usando nanopartículas de carbonato de calcio como compuesto formador de la coraza de la microcápsula para lograr su liberación controlada y bioactividad en el modelo biológico H. hampei.
El proceso de elaboración de microcápsulas con un interior líquido y una coraza inorgánica se divide en dos fases: i) elaboración de una emulsión; ii) formación de la microcápsula a partir de la emulsión generada en el paso anterior (Mulqueen, 2003).
El proceso de emulsificación parte de dos fases líquidas inmiscibles (una fase polar y otra no-polar), una de las cuales es dispersada en la otra en forma de gotas. El proceso de emulsificación implica un aumento de varios órdenes de magnitud del área interfacial (A) del sistema, por lo tanto, este proceso es considerado no espontáneo termodinámicamente. Para lograr un proceso de emulsificación viable energéticamente, se requiere disminuir al mínimo la tensión interfacial. Esto se logra mediante compuestos con actividad superficial como las moléculas de surfactante, bloques de copolímeros, proteínas, polisacáridos modificados y nanopartículas (Myers, 1999). Se seleccionó para el presente proyecto a las nanopartículas como emulsificante del sistema insecticida, por el mayor control que puede lograrse de la porosidad de la coraza de la microcápsula y su mayor estabilidad mecánica (Voorn et al., 2006).
Las nanopartículas que estabilizan el coloidosoma no están fijas en la interfaz y, por lo tanto, no forman una coraza coherente y estable que permita considerar al coloidosoma como una microcápsula (Vignati et al., 2003). Es necesario entonces efectuar un procedimiento de fijación de las nanopartículas del coloidosoma que dé como resultado una microcápsula con una coraza estable y lo suficientemente fuerte para su transporte, manipulación y aplicación en cultivos. El proceso de secado por aspersión es un proceso de bajo costo, altamente eficiente y de uso rutinario a nivel industrial, que lo convierte en la mejor opción para la generación de la coraza coherente de nanopartículas sobre la gota de emulsión (Gouin, 2004).