Desarrollo de un prototipo de microencapsulado del hongo biocontrolador Trichoderma harzianum obtenido a partir de fermentaciones de conidias en biorreactor

El uso excesivo de pesticidas sintéticos en la agricultura es una de las principales causas de la
contaminación de suelos, agua, alimentos, y de la aparición de fitopatógenos agrícolas resistentes.
Por ende, es necesario desarrollar bioproductos como alternativas que colaboren en disminuir su
impacto negativo ambiental, económico y de salud. Uno de los bioproductos agrícolas más exitosos
es la producción masiva de conidias de hongos antagonistas como Trichoderma harzianum, el cual
cuenta con alta eficiencia y múltiples mecanismos de biocontrol. Su producción masiva se acelera
mediante bioprocesos fermentativos en medios líquidos, controlando variables claves del proceso
para lograr calidad, homogeneidad y actividad antagonista. Estos bioproductos son una alternativa
viable para la producción sostenible, sin embargo, por su naturaleza biológica tienen periodos de
almacenamiento cortos y su efectividad depende del buen manejo de los productores. Para mejorar
las características de estos bioproductos se cuenta actualmente con herramientas
multidisciplinarias como la nanobiotecnología, con la cual se han desarrollado nano y
microencapsulados de biomasa o metabolitos. Esta tecnología de microencapsulado confiere
nuevas propiedades al sistema, por ejemplo, la dosificación controlada e inteligente, protección a
la conidia o al metabolito contra el ambiente y mayores periodos de almacenamiento de producto
con menor pérdida de viabilidad.
Basados en este enfoque, nosotros proponemos un proyecto que desarrolle un prototipo de
microencapsulado a partir del hongo antagonista Trichoderma harzianum. Inicialmente este hongo
se producirá en biorreactor en medio líquido para generar conidias viables bajo condiciones
controladas de agitación, nutricíon, pH y otras variables fisicoquímicas claves. Se generarán las
curvas de crecimiento del hongo una vez optimizadas las condiciones. Paralelamente se irá
desarrollando un diseño factorial de condiciones de encapsulación mediante la técnica de gelación
iónica donde implica la mezcla del polímero natural de alginato de sodio como agente protector
encapsulante y el entrecruzamiento iónico con cationes divalentes de calcio. Este factorial
involucrará una combinación de polímero, agente entrecruzante, agitación y un tratamiento de
deshidratación. Las variables que definirán las condiciones óptimas de síntesis serán: tamaño
(diámetro hidrodinámico nm), índice de polidispersión, forma, carga superficial (mV), eficiencia de
encapsulación, cinética de liberación, protección a radiación UV, viabilidad acelerada (semanas) y
antagonismo in vitro (%). Tomanto en cuenta las variables anteriores se realizará la optimización
de condiciones para seleccionar el microencapsulado más apropiado para replicarlo en tres
pequeños lotes estandarizados. Además del ensayo de efectividad in vitro que se realizará en
cultivos en placa contra tres patógenos de imporancia agrícola mundial, se realizará un ensayo en
invernadero de efectividad contra Fusarium oxysporum en plantas de tomate utilizando la mejor
versión de microencapsulado obtenida en el proyecto.
Pretendemos entonces desarrollar un prototipo de microencapusaldo como bioproducto funcional
con características mejoradas y con potencial para contribuir en la disminución del uso excesivo
de pesticidas sintéticos en la agricultura.

Desarrollar un prototipo de microencapsulado de uso agrícola a partir del hongo
biocontrolador Trichoderma harzianum obtenido a partir de fermentaciones de conidias en biorreactor.

Biotecnología ambiental