Modulation of starch-based film properties for encapsulation of microbial inoculant

Autor(es)

Velloso, Camila C. V. ; Borges, Roger ; Badino, Alberto C. ; Oliveira-Paiva, Christiane A. ; Ribeiro, Caue ; Farinas, Cristiane S.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: International Journal of Biological Macromolecules; v. 283, p. 11-pg., 2024-12-01.

Resumo

Controlled release of beneficial microorganisms in agriculture by encapsulation in biopolymeric matrices can improve biofertilizer efficacy, but it requires the modulation of properties to ensure more efficient and predictable release patterns. This study investigated the effect of a starch-based system to protect and release Priestia megaterium (former Bacillus megaterium) processed as films modified with potential cell-protective additives (maltodextrin, cellulose, and bentonite). The release kinetics, physicochemical and morphological film characteristics, and their protection against UV (Ultraviolet) radiation and temperature were evaluated. The microorganism release was dependent of the film microstructure and composition, both in initial and extended-release rates. Maltodextrin incorporation increased cell release, while cellulose and bentonite delayed due to influences in the water uptake (swelling) and diffusion across polymer structure. Modified films protected the microorganisms against UV radiation and extreme temperatures, being the film with all additives (SMCB) the best protective formulation (100 % UVC survival) compared to starch matrix (< 20 % UVC survival after 40 min) and the one with the highest viability at higher (54 % survival at 45 degrees C) and lower (80 % survival at 15 degrees C) temperatures. These insights pave the way for targeted, efficient, and sustainable biological solutions to agricultural practices, aligning with evolving needs in modern agriculture. (AU)

• Processo FAPESP: 24/12074-3 - Desenvolvimento de tratamento mecanoquímico em via úmida para uso de lodo de ETA como matéria-prima para produção de fertilizantes de liberação controlada.
• Beneficiário: Camila Cristina Vieira Velloso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
• Processo FAPESP: 24/09631-8 - Bioinsumos multifuncionais a base de microrganismos e aminoácidos com propriedades de nutrição e bioestimulação de plantas para aplicação na agricultura
• Beneficiário: Cristiane Sanchez Farinas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/25261-8 - Produção de nanocelulose a partir de macroalgas marinhas do litoral alagoano via rota enzimática: obtenção, caracterização e viabilidade econômica
• Beneficiário: Cristiane Sanchez Farinas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/10636-8 - Da fábrica celular à biorrefinaria integrada Biodiesel-Bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas
• Beneficiário: Roberto de Campos Giordano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Processo FAPESP: 23/09673-0 - Desenvolvimento de tratamento mecanoquímico em via úmida para uso de lodo de ETA como matéria-prima para produção de fertilizantes de liberação controlada.
• Beneficiário: Roger Borges
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores