Les microcapsules maintiennent la viabilité de Beauveria bassiana.

Des chercheurs ont mis au point des microcapsules de carboxyméthylcellulose capables de préserver les propagules du champignon entomopathogène Beauveria bassiana lors du stockage. Ce système réticulé avec des ions aluminium a maintenu un taux de germination de 85 % après cinq mois à -18 °C. Les conidies non encapsulées, conservées dans les mêmes conditions, ont présenté une viabilité de 69 %.

L'étude a comparé les ions aluminium et calcium comme agents de réticulation de la carboxyméthylcellulose (doi 10.1021/acsomega.5c06970). L'équipe recherchait une matrice adaptée au transport d'agents de lutte biologique. L'aluminium a permis d'obtenir des particules plus uniformes, une meilleure absorption d'eau et une stabilité structurale accrue. Les résultats indiquent un potentiel pour les formulations destinées à la gestion des ravageurs dont le cycle de vie se déroule dans le sol.

Réseaux polymères

La carboxyméthylcellulose forme des réseaux polymères par gélification ionotropique. Lors de ce processus, les ions métalliques interagissent avec les groupements carboxylate et hydroxyle présents dans le polymère. Cette méthode, simple et rapide à mettre en œuvre, permet la production de particules capables de protéger les principes actifs.

Les particules réticulées à l'aluminium ont conservé une forme quasi sphérique après séchage. Leur diamètre moyen a atteint 1,92 millimètre, avec un écart de 0,11 millimètre (résumé de l'étude). Les structures obtenues avec le calcium ont subi un effondrement et une coalescence, aboutissant à des conglomérats irréguliers de tailles hétérogènes.

Charge positive plus importante

Les chercheurs ont attribué cette différence à la charge positive plus élevée de l'aluminium. L'ion trivalent formait des liaisons ioniques plus fortes et plus denses avec la carboxyméthylcellulose. Cette interaction favorisait un réseau tridimensionnel compact et résistant à la déformation. Le calcium, avec sa charge divalente, produisait des liaisons plus faibles et une matrice moins stable lors de la perte d'eau.

La capacité d'absorption a également permis de différencier les matériaux. Les particules contenant de l'aluminium ont absorbé un volume d'eau équivalent à environ 780 % de leur masse initiale. Les structures contenant du calcium ont atteint environ 240 %. Selon l'étude, le réseau formé par l'aluminium a préservé des pores interconnectés lors du séchage, facilitant ainsi la pénétration de l'eau.

analyses thermiques

Les analyses thermiques ont révélé des profils distincts. Les particules contenant de l'aluminium ont présenté des étapes de décomposition principales à 165,76 et 386,71 degrés Celsius. Le matériau contenant du calcium a enregistré des événements à 211,78, 223,22, 309,29 et 368,95 degrés Celsius. Le profil le plus complexe indiquait une réticulation hétérogène du système avec le calcium.

Après comparaison, l'équipe a choisi l'aluminium pour encapsuler les blastospores de la souche IBCB66 de Beauveria bassiana. La culture liquide a atteint une concentration de deux milliards de blastospores par millilitre. Les chercheurs ont mélangé cette culture avec une solution de carboxyméthylcellulose et ajouté un tensioactif pour améliorer la dispersion entre le champignon et le polymère.

L'incorporation du micro-organisme a augmenté la taille moyenne des capsules à 2,42 millimètres, avec un écart de 0,28 millimètre. Les structures présentaient une fine couche externe et un noyau poreux. La formulation a subi une congélation, une lyophilisation et un stockage à -18 °C.

Après deux mois, toutes les granules ont germé en trois à quatre jours. La concentration a atteint 1,87 million de conidies par particule. Après cinq mois, la germination a nécessité sept jours et a atteint 85 %. La concentration est restée à 1,24 million de conidies par particule. Les granules ont conservé un aspect sec et friable durant toute cette période.

dormance métabolique

Les chercheurs ont interprété le retard de germination comme une dormance métabolique réversible, sans signe d'altération de l'intégrité fongique. La matrice de carboxyméthylcellulose aurait réduit le stress hydrique et limité les dommages oxydatifs durant le stockage.

La souche IBCB66 fait partie de la collection « Oldemar Cardim Abreu » de micro-organismes entomopathogènes, conservée par l’Institut de biologie de Campinas, à São Paulo. L’étude mentionne la pathogénicité de cette souche contre des organismes vivant dans le sol, notamment Ceratitis capitata, Pratylenchus brachyurus, Spodoptera cosmioides, Chrysomya megacephala et Atta sexdens rubropilosa.

Les résultats ont démontré, pour la première fois dans cette étude, une méthode viable d'encapsulation des blastospores de Beauveria bassiana dans des particules de carboxyméthylcellulose réticulée à l'aluminium. Cette formulation pourrait faciliter le développement de produits secs destinés à la lutte biologique contre les ravageurs du sol.

Le travail a été développé par les scientifiques Mayté P. Zaldivar, Jean Carlos F. Machado, Lívia C. Massimino, Marcel S. Marques, José Eduardo M. de Almeida, Ana Paula S. Bartels, Ricardo Bortoletto-Santos et Hernane da S. Barud.