Síntesis de nanoencapsulados de quitosano como sistemas portadores de fitosanitarios

Abstract

La alicina (All) es un bioactivo con actividad antimicrobiana, antioxidante y de alta efectividad en el control de insectos y el quitosano (Qs) forma nanoencapsulados al interactuar con tripolifosfato de sodio (tpp), por lo que al pensar en la síntesis de nanoencapsulados como sistemas portadores de All con efectos fitosanitarios es de interés agroindustrial. Por lo anterior, en este estudio se sintetizaron y caracterizaron nanoencapsulados de All (NQsAll) mediante la técnica de gelificación ionotrópica. La síntesis consistió en: (i) formulación de complejos All:Qs en proporción de 0,2 g de All por 1 g Qs, partiendo de una solución de Qs (1%p/v) y un fitosanitario comercial con concentración de All = 0,6 % p/v; (ii) obtención de los sistemas NQsAll partiendo de All:Qs adicionando tpp (0,06 % p/v). Se evaluaron dos relaciones en masa de TPP:Qs (5:1 y 3:1) y por medio de ftir-atr se observaron las bandas correspondientes a los grupos sulfóxidos (1119 cm-1), la vibración de estiramiento de las aminas primarias vinculadas a All (1072 cm-1), se comprobó la interacción electrostática de TPP:Qs y se determinó el diámetro medio de partícula (DM) y el potencial-Z (PZ) de los sistemas. La relación TPP:Qs influye significativamente, siendo NQsAll (5:1) la que presentó una mejor estabilidad y un menor tamaño (PZ = 0,67 mV; DM = 144,6 nm). Se evaluó el porcentaje de inhibición del radical dpph• comprobando que la nanoencapsulación preservó la capacidad antioxidante. Así, NQsAll (5:1) mostró el mejor desempeño para formular un sistema nanoportador. Estos sistemas son una buena alternativa para la conservación de All e incrementan la dispersión y la humectabilidad durante la aplicación en el cultivo.

Allicin is an active compound with antimicrobial activity, antioxidants and is highly effective against insects. Chitosan (Qs) is a polycationic biopolymer that forms nanoencapsulates by interacting with sodium tripolyphosphate (TPP). The synthesis of nanoencapsulates as Allicin carrier systems with phytosanitary effects is of interest to the agricultural field. Therefore, in this study nanoencapsulates were synthesized by Ionotropic gelation and then were characterized. The synthesis consists in: i) Formulation of All:Qs complexes that contain 0.2 g of All per 1 g Qs, using Qs (1%w/v) and a commercial phytosanitary with All concentration of 0.6% w/v. (ii) Obtaining the NQsAll systems using the ionotropic gelation technique by adding TPP (0.6 mg mL) to the All:Qs complex in two proportions NQsAll (5:1) and (3:1). FTIR-ATR spectra were obtained, observing the bands corresponding to the sulfoxide groups (1119 cm-1 ) and to the stretching vibration of the primary amines (1072 cm-1 ) linked to All. The electrostatic interaction of the amino groups of Qs with TPP was checked. The mean particle diameter (Dm) by dynamic light distribution and Z-Potential (PZ) were determined; TPP:Qs ratio significantly influenced, being NQsAll(5:1) the most stable, showing the smallest size (PZ=0,67 mV Dm=144.6±6.4 nm). The antioxidant capacity was evaluated by the percentage of inhibition of DPPH•; results indicated that nanoencapsulation preserved the antioxidant capacity of the complex. NQsAll(5:1) showed the best performance to formulate a nano-carrier for a phytosanitary compound. These nano-carrier systems can be a helpful alternative for the conservation of allicin; increase dispersion and wettability during crop application.