Actividad de recubrimientos de quitosano, nanopartículas de quitosano y ZnO contra hongos aislados e identificados molecularmente de frutas con potencial de exportación en la zona norte del Perú
DOI:
https://doi.org/10.57188/manglar.2023.046Abstract
Las pérdidas postcosecha de frutas de exportación originan cuantiosas pérdidas económicas, siendo la acción de hongos una de las principales causas. Para el control de estos se utilizan fungicidas, muchos de los cuales tienen alta toxicidad y poder residual. La búsqueda de alternativas al uso de estos se convierte en un tópico importante de investigación. La presente investigación tuvo como objetivo evaluar recubrimientos basados en quitosano, nanopartículas (NPs) de quitosano y ZnO para inhibir hongos aislados de frutas con potencial de exportación en el norte del Perú. En primer lugar, los hongos se aislaron e identificaron, molecularmente en base al gen internal transcribed spacer (ITS), de arándano, limón, uva y aguaymanto. Se prepararon recubrimientos líquidos de quitosano, con diferentes concentraciones de nanopartículas de quitosano y ZnO. Estos recubrimientos fueron evaluados in vitro sobre parte de los hongos aislados utilizando la técnica de halos de inhibición. Los recubrimientos preparados presentaron efecto antifúngico contra Alternaria Alternata (arándano), Aspergillus tubingensis (limón), Aspergillus niger (limón), Thielaviopsis ethacetica (limón) y Aspergillus niger (aguaymanto). Se determinó que la concentración de NPs de quitosano no tuvo ningún efecto sobre la capacidad antifúngica de los recubrimientos, mientras que las NPs de ZnO si tuvieron un efecto directamente proporcional. Los recubrimientos en base a quitosano y NPs de quitosano y ZnO tienen un potencial de uso como agente antifúngico en frutas de exportación.
Downloads
References
Abdel-Rahman, F. A., Monir, G. A., Hassan, M. S., Ahmed, Y., Refaat, M. H., Ismail, I. A., & El-Garhy, H. A. (2021). Exogenously Applied Chitosan and Chitosan Nanoparticles Improved Apple Fruit Resistance to Blue Mold, Upregulated Defense-Related Genes Expression, and Maintained Fruit Quality. Horticulturae, 7(8), 224.
Badawy, M. E. I., Rabea, E. I., A. M. El-Nouby, M., Ismail, R. I. A., & Taktak, N. E. M. (2016). Strawberry Shelf Life, Composition, and Enzymes Activity in Response to Edible Chitosan Coatings. International Journal of Fruit Science, 17(2), 117-136. doi:10.1080/15538362.2016.1219290
Barka, E. A., Eullaffroy, P., Clément, C., & Vernet, G. (2004). Chitosan improves development, and protects Vitis vinifera L. against Botrytis cinerea. Plant Cell Reports, 22(8), 608-614.
Camatari, F. O. d. S., Santana, L. C. L. d. A., Carnelossi, M. A. G., Alexandre, A. P. S., Nunes, M. L., Goulart, M. O. F., . . . Silva, M. A. A. P. d. (2017). Impact of edible coatings based on cassava starch and chitosan on the post-harvest shelf life of mango (Mangifera indica) ‘Tommy Atkins’ fruits. Food Science and Technology. doi:10.1590/1678-457x.16417
Castelo Branco Melo, N. F., de MendonçaSoares, B. L., Marques Diniz, K., Ferreira Leal, C., Canto, D., Flores, M. A. P., . . . Montenegro Stamford, T. C. (2018). Effects of fungal chitosan nanoparticles as eco-friendly edible coatings on the quality of postharvest table grapes. Postharvest Biology and Technology, 139, 56-66. doi:10.1016/j.postharvbio.2018.01.014
ComexPeru. (2023). Exportaciones Peruanas alcanzan record histórico. Retrieved from https://www.comexperu.org.pe/articulo/exportaciones-peruanas-alcanzan-record-historico-en-2022-con-envios-por-us-63193-millones
Confederat, L. G., Tuchilus, C. G., Dragan, M., Sha'at, M., & Dragostin, O. M. (2021). Preparation and Antimicrobial Activity of Chitosan and Its Derivatives: A Concise Review. Molecules, 26(12). doi:10.3390/molecules26123694
Cosme Silva, G. M., Silva, W. B., Medeiros, D. B., Salvador, A. R., Cordeiro, M. H. M., da Silva, N. M., . . . Mizobutsi, G. P. (2017). The chitosan affects severely the carbon metabolism in mango (Mangifera indica L. cv. Palmer) fruit during storage. Food Chem, 237, 372-378. doi:10.1016/j.foodchem.2017.05.123
Cruz, G. J. F., Mondal, D., Rimaycuna, J., Soukup, K., Gómez, M. M., Solis, J. L., & Lang, J. (2020). Agrowaste derived biochars impregnated with ZnO for removal of arsenic and lead in water. Journal of Environmental Chemical Engineering, 8(3). doi:10.1016/j.jece.2020.103800
Decelis, S., Sardella, D., Triganza, T., Brincat, J.-P., Gatt, R., & Valdramidis, V. P. (2017). Assessing the anti-fungal efficiency of filters coated with zinc oxide nanoparticles. Royal Society open science, 4(5), 161032.
Du, W.-L., Niu, S.-S., Xu, Y.-L., Xu, Z.-R., & Fan, C.-L. (2009). Antibacterial activity of chitosan tripolyphosphate nanoparticles loaded with various metal ions. Carbohydrate Polymers, 75(3), 385-389.
Gonzaga A. (2016). Effects of the plasticizers in the quality of flexible biodegradable packages produced from chitosan based on shrimp (Penaeus vannamei) husk and ZnO nanoparticles. (Forestry Engineering and Environment ), National uniersity of tumbes, Tumbes.
Ke, C. L., Deng, F. S., Chuang, C. Y., & Lin, C. H. (2021). Antimicrobial Actions and Applications of Chitosan. Polymers (Basel), 13(6). doi:10.3390/polym13060904
Khalifa, I., Barakat, H., El-Mansy, H. A., & Soliman, S. A. (2017). Preserving apple ( Malus domestica var . Anna ) fruit bioactive substances using olive wastes extract-chitosan film coating. Information Processing in Agriculture, 4(1), 90-99. doi:10.1016/j.inpa.2016.11.001
Kim, I., Viswanathan, K., Kasi, G., Thanakkasaranee, S., Sadeghi, K., & Seo, J. (2022). ZnO nanostructures in active antibacterial food packaging: preparation methods, antimicrobial mechanisms, safety issues, future prospects, and challenges. Food Reviews International, 38(4), 537-565.
Kou, S. G., Peters, L. M., & Mucalo, M. R. (2021). Chitosan: A review of sources and preparation methods. Int J Biol Macromol, 169, 85-94. doi:10.1016/j.ijbiomac.2020.12.005
Kumar, D., Kumar, P., & Pandey, J. (2018). Binary grafted chitosan film: Synthesis, characterization, antibacterial activity and prospects for food packaging. Int J Biol Macromol, 115, 341-348. doi:10.1016/j.ijbiomac.2018.04.084
Kumar, S., Shukla, A., Baul, P. P., Mitra, A., & Halder, D. (2018). Biodegradable hybrid nanocomposites of chitosan/gelatin and silver nanoparticles for active food packaging applications. Food Packaging and Shelf Life, 16, 178-184. doi:10.1016/j.fpsl.2018.03.008
Llanos, J. H. R., & Tadini, C. C. (2018). Preparation and characterization of bio-nanocomposite films based on cassava starch or chitosan, reinforced with montmorillonite or bamboo nanofibers. Int J Biol Macromol, 107(Pt A), 371-382. doi:10.1016/j.ijbiomac.2017.09.001
Luksiene, Z., Rasiukeviciute, N., Zudyte, B., & Uselis, N. (2020). Innovative approach to sunlight activated biofungicides for strawberry crop protection: ZnO nanoparticles. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 203, 111656.
Lustriane, C., Dwivany, F. M., Suendo, V., & Reza, M. (2018). Effect of chitosan and chitosan-nanoparticles on post harvest quality of banana fruits. Journal of Plant Biotechnology, 45(1), 36-44. doi:10.5010/jpb.2018.45.1.036
Moreno, E., Alfaro, R., Guzmán, V., S, Rimaycuna, J., & Cruz, G. (2017). Efecto de la reducción del peso molecular de quitosano obtenido de plumas de pota (Dosidicus gigas) utilizando dos métodos de despolimerización sobre su capacidad antimicrobiana. Manglar, 13(1), 25-33.
Nehra, P., Chauhan, R., Garg, N., & Verma, K. (2018). Antibacterial and antifungal activity of chitosan coated iron oxide nanoparticles. British journal of biomedical science, 75(1), 13-18.
Produce. (2023). Anuario Estadístico Pesquero y Acuícola 2022. Retrieved from https://ogeiee.produce.gob.pe/index.php/en/shortcode/oee-documentos-publicaciones/publicaciones-anuales/item/1116-anuario-estadistico-pesquero-y-acuicola-2022
Rahman, N. A., Abu Hanifah, S., Mobarak, N. N., Su'ait, M. S., Ahmad, A., Shyuan, L. K., & Khoon, L. T. (2019). Synthesis and characterizations of o-nitrochitosan based biopolymer electrolyte for electrochemical devices. PLoS One, 14(2), e0212066. doi:10.1371/journal.pone.0212066
Ruffo, R. S., Youssef, K., Hashim, A. F., & Ippolito, A. (2019). Nanomaterials as alternative control means against postharvest diseases in fruit crops. Nanomater, 9, 1752.
Sámano-Valencia, C., Martínez-Castañón, G., Martínez-Martínez, R., Loyola-Rodríguez, J., Reyes-Macías, J., Ortega-Zarzosa, G., & Niño-Martínez, N. (2013). Bactericide efficiency of a combination of chitosan gel with silver nanoparticles. Materials Letters, 106, 413-416.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Gerardo Juan Francisco Cruz, Rosa Liliana Solís-Castro, John Rimaycuna, José Luis Solís, Mónica Marcela Gómez, Rubén Alfaro
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Manglar is an open access journal distributed under the terms and conditions of Creative Commons Attribution 4.0 International license
