Partícula feita de amido de milho e óleo de tomilho combate larvas de Aedes aegypti

Karina Toledo  |  Agência FAPESP – O amido de milho, uma matéria-prima abundante, barata e biodegradável, foi a base usada por pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) para o desenvolvimento de partículas capazes de armazenar e liberar controladamente compostos ativos letais para as larvas do mosquito Aedes aegypti, transmissor de doenças como dengue, zika, febre amarela e chikungunya.

A metodologia teve a patente requerida por meio da Agência de Inovação da Unicamp (Inova) e foi descrita em artigo na revista Industrial Crops and Products.

No trabalho, apoiado pela FAPESP e coordenado por Ana Silvia Prata, professora da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA-Unicamp), foi testado o óleo essencial de tomilho como agente larvicida. Esse óleo também é biodegradável e, na concentração usada na pesquisa, não oferece riscos à saúde humana.

“Conseguimos obter uma partícula que se comporta exatamente como os ovos do Aedes. Enquanto o ambiente está seco, ela se mantém inerte e conserva o agente ativo protegido. A partir do momento em que entra em contato com a água, começa a inchar para permitir a liberação do larvicida. Após três dias, período em que os ovos eclodem e tem início a fase larval, a partícula passa a liberar quantidades letais do princípio ativo na água”, disse Prata.

A ideia do projeto foi desenvolver um sistema de liberação controlada de larvicida para pequenos volumes hídricos, como vasos de planta, pneus, garrafas e entulhos diversos que podem virar criadouro do mosquito no ambiente urbano.

Segundo Prata, as autoridades sanitárias têm se preocupado em tratar com larvicidas caixas d’água e outros grandes reservatórios, mas estudos epidemiológicos indicam que 50% dos focos do Aedes estão em pequenas poças.

“Como o custo é baixo, o governo poderia produzir essas partículas e distribuí-las para a população, para que fossem espalhadas em locais da residência com potencial para acumular água da chuva, como medida complementar à conscientização da população e da luta contra a dengue”, disse.

Resultados dos testes feitos na Unicamp indicam que as partículas poderiam se manter funcionais durante aproximadamente cinco ciclos de chuvas. Após o primeiro contato com a água elas liberam apenas 20% do óleo de tomilho. “Fizemos o teste de deixar o material secar para depois reidratá-lo e observamos que as partículas voltam a liberar o agente larvicida normalmente”, contou Prata.

Ainda segundo a pesquisadora, o principal composto ativo encontrado no óleo de tomilho – o timol – impediu a proliferação de microrganismos no recipiente contendo a água, evitando que as partículas estragassem rapidamente depois de molhadas.

Método de produção

O ciclo de vida do Aedes aegypti é formado por quatro etapas: ovo, larva, pupa e mosquito adulto. O período total de desenvolvimento pode variar de cinco a 10 dias, tornando-se mais curto à medida que a temperatura aumenta. A fase larval, na qual o inseto está confinado no ambiente aquático, é considerada a mais estratégica para as ações de combate.

“Com base nessas informações, começamos a pensar em como deveria ser a partícula. Um de nossos colaboradores – Johan Ubbink [California Polytechnic State University, Estados Unidos] – sugeriu produzi-la por uma técnica conhecida como extrusão, a mesma usada na fabricação de salgadinhos de milho”, disse Prata.

O método consiste em forçar a passagem da massa de amido úmida e aquecida por um pequeno buraco. Normalmente, a ação da temperatura e da pressão exercida por uma rosca faz com que o material se expanda após a passagem pelo orifício.

“Adaptamos o processo, adotando uma temperatura mais branda e uma rotação de rosca mais suave, para que não ocorresse a expansão do material. Caso contrário, a partícula amoleceria rapidamente ao entrar em contato com a água, liberando o princípio ativo todo de uma vez”, disse Prata.

Outro desafio do grupo foi encontrar a composição adequada da matéria-prima. Como explicou a pesquisadora, o amido – seja ele de trigo, milho ou qualquer outra fonte – é composto fundamentalmente por frações variáveis de amilose e amilopectina. A quantidade de cada um desses componentes determina características como viscosidade e estrutura (capacidade de não se desfazer em contato com a água).

“Testamos formulações que tinham de 1,8% até 76% de amilose. E avaliamos, em cada caso, qual era o comportamento de lixiviação [o quão rápido a partícula se desfaz] e de inchamento no meio aquático”, disse Prata.

Ao mesmo tempo em que avaliavam esses dois aspectos da partícula, dosando a quantidade de óleo de tomilho liberada em função do tempo de contato com a água, os pesquisadores também observavam a atividade larvicida do composto ativo. O teste consistiu em medir a concentração necessária para matar 99% das larvas – parâmetro conhecido com CL99.

“O CL99 do óleo de tomilho não encapsulado é de aproximadamente 70 microgramas por mililitro [µg/ml]. Quando colocamos esse composto dentro da partícula, o valor diminui para 31 µg/ml, ou seja, nosso sistema de liberação controlada aumentou a ação larvicida”, disse a pesquisadora.

Ainda assim, o CL99 do composto natural permaneceu bem mais baixo que o de agentes sintéticos, como o temefós. A vantagem, segundo Prata, é que por ter uma composição química complexa, com outras moléculas ativas além do timol, é mais difícil para o inseto desenvolver resistência.

O grupo também testou como larvicida o extrato de jambu. O resultado foi similar ao observado com o tomilho, porém, o custo foi cerca de 15 vezes maior.

“O óleo essencial de tomilho é um material altamente disponível, vendido comercialmente e representa apenas 5% da composição da partícula – os outros 95% são amido de milho, que é muito barato. Por isso consideramos a técnica facilmente escalonável”, disse a professora da FEA-Unicamp.

O grupo da FEA-Unicamp avalia, no momento, a possibilidade de usar as mesmas partículas para encapsular bactérias fixadoras de nitrogênio, que auxiliam no crescimento de plantas. O material poderia, em tese, reduzir a quantidade de fertilizantes usados na agricultura. “Essa é uma teoria que pretendemos testar em um futuro projeto”, disse Prata.

O artigo Improved activity of thyme essential oil (Thymus vulgaris) against Aedes aegypti larvae using a biodegradable controlled release system, de Juliana Dias Maia, Roseli La Corte, Julian Martinez, Johan Ubbink e Ana Silvia Prata, pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669019301967?via%3Dihub#!

Sistema criado na Unicamp com materiais baratos e biodegradáveis permite a liberação controlada de composto larvicida e pode ser usado em pequenos volumes de água (fotos: Ana Silvia Prata)