De acordo com o estudo realizado pelas cientistas polonesas Karolina Pawlak e Małgorzata Kołodziejczak, para garantir a subsistência da população mundial projetada para 2050 — que corresponde a mais de 9,2 bilhões de pessoas — há a necessidade de um aumento de aproximadamente 70% na produção de alimentos em nível global, nos próximos 25 anos. A meta representa um crescimento médio de 2,8% ao ano, que contrapõe o ritmo de aumento anual de 1,93%, alcançado ao longo da última década pelo mercado global de alimentos, e o de 1,1% alcançado pelo setor mundial de produção agrícola, ao longo do mesmo período.
Entre os principais obstáculos a serem enfrentados pelo segmento produtivo está a perda agrícola causada por pragas, que responde por até 40% das perdas mundiais substanciais e chega a 70 bilhões de dólares, anualmente, conforme dados disponibilizados pela Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação. Nesse cenário, os cientistas brasileiros Patrícia Luiza de Freitas Proença, Estefânia Vangelie Ramos Campos, Tais Germano Costa, Renata de Lima, Ana Cristina Preisler, Halley Caixeta de Oliveira, Claudiane Martins da Rocha, Daniel Junior de Andrade, Kelly Cristina Gonçalves, Ricardo Antonio Polanczyk e Leonardo Fernandes Fraceto, em artigo publicado pela revista Elsevier, explicam que o desafio está em promover soluções que sejam efetivas sem agredir o meio ambiente.
“Produtos químicos sintéticos estão entre a primeira linha de defesa contra pragas em áreas agrícolas e urbanas, promovendo o aumento da produção de alimentos e reduzindo doenças transmitidas por vetores. No entanto, essa aplicação química não é o melhor método para a saúde pública ou o meio ambiente. A porcentagem de pesticidas perdidos durante uma aplicação na agricultura varia de 2% a 25% e pode se espalhar por quilômetros, atingindo áreas não visadas. Anualmente, há aproximadamente 385 milhões de casos de envenenamento acidental e 11 mil mortes devido a pesticidas. Devido a esse risco e outras razões econômicas, ambientais e de saúde pública, há uma necessidade de uma agricultura mais segura e sustentável com uso mínimo de pesticidas”, escrevem os cientistas.
Para evitar os malefícios mencionados pelos especialistas, atualmente, uma das principais alternativas aos chamados “agrotóxicos” envolve o emprego de compostos de origem natural que oferecem controle de pragas, minimizando os danos ao meio ambiente e mitigando os efeitos colaterais em organismos não-alvos. Assim, a cúrcuma tem ganhado grande destaque principalmente devido às diversas propriedades exibidas pela curcumina, um dos compostos extraídos da planta e que possui propriedades anticancerígena, anti-inflamatória, antioxidante, analgésica, antisséptica e, mais recentemente descoberta, pesticida. Da mesma forma, o carvacrol também tem se destacado enquanto composto de origem botânica com ação contra pragas de interesse agrícola.
Apesar da competência demonstrada no controle de pragas de pesticidas botânicos, a ampla utilização desses compostos é dificultada por fatores como alta volatilidade, baixa estabilidade, baixa solubilidade em água e efeitos fitotóxicos, além serem suscetíveis à irradiação de luz, especialmente UV e temperaturas elevadas, o que pode resultar em sua rápida degradação e na alteração de suas propriedades, tornando-os tóxicos.
Cientes sobre o potencial dos compostos botânicos que deixam de ser utilizados frente aos riscos de degradação que apresentam, a equipe de cientistas brasileiros desenvolveu uma solução inovadora, na qual nanopartículas de zeína são utilizadas para encapsular compostos de cúrcuma e carvacrol. A zeína é uma proteína derivada do milho — abundante, reprodutível e de baixo custo — que tem como características a facilidade de formação de nanoestruturas, a biocompatibilidade e a biodegradabilidade. Ao ser utilizada no nanoencapsulamento, a proteína permitiu a liberação dos compostos pesticidas de forma gradual e sustentável, apresentando eficácia contra pragas de soja, ácaros e lagartas, sem causar fitotoxicidade.
Detalhes sobre a solução e os resultados obtidos pelos pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanotecnologia para Agricultura Sustentável (INCT NanoAgro), do Centro de Pesquisa em Dinâmica da Biodiversidade e Mudanças do Clima (CBioClima), do Labiton (Bioactivity Assessment and Toxicology of Nanomaterials Lab) e do Novo Arranjo de Pesquisa e Inovação (NAPI Biodiversidade) estão publicados no artigo “Nanopartículas de zeína co-carregadas com curcumina e carvacrol: preparação e avaliação abrangentes de atividades biológicas no controle de pragas”, disponível no site da revista científica Elsevier e no site do INCT NanoAgro.
