Revestimentos antimicrobianos à base de quitosana e taninos para prevenção da estria do milho e podridão parda e branca da madeira

Abstract

RESUMO: Essa tese apresenta resultados que foram publicado em dois artigos. O primeiro artigo publicado na revista Chemical Engineering Journal relata uma nova abordagem para combater a doenca de estria do milho. A doenca bacteriana da estria do milho, causada por Xanthomonas vasicola pv. vasculorum, representa uma ameaca crescente a producao de milho, devido a sua rápida disseminacao e com a inexistencia de produtos para o controle dessa doenca. Este estudo propoe o uso de revestimentos polimericos a base de quitosana e taninos como agentes antimicrobianos contra a Xanthomonas vasicola pv. vasculorum. Os revestimentos foram aplicados atraves da técnica camada por camada em plastico de poliestireno oxidado para estudos a realizacao de estudos in vitro, melhorando a molhabilidade e aumentando a rugosidade das superficies. Ensaios in vitro demonstraram a atividade antimicrobiana das solucoes de quitosana e tanino contra a Xanthomonas vasicola pv. vasculorum, bem como dos reestimentos de superficies depositados no poliestireno. Testes in vivo confirmaram a eficacia dos revestimentos, reduzindo significativamente os sintomas da doenca nas plantas de milho. Esses resultados mostram que os revestimentos polimericos oferecem uma solucao sustentavel e economicamente viavel para combater a doenca bacteriana, superando as limitacoes de agroquimicos tradicionais. O segundo artigo publicado na revista Internaltional Journal of Molecular Science aborda uma estrategia sustentavel para protecao de madeira contra fungos biodeterioradores. Fungos como Neolentinus lepideus e Trametes versicolor causam deterioracao da madeira, gerando serios problemas economicos e ambientais. Em resposta, a quitosana foi testada como preservativo de madeira, utilizando a tecnica de ultra-pressurizacao para depositar revestimentos de superficie de quitosana em amostras de madeira. A quitosana demonstrou eficácia na inibicao do crescimento fungico, especialmente em concentracoes iguais ou superiores a 0,125 mg/mL. A deposicao dos revestimentos na madeira foi confirmada por tecnicas como espectroscopia de fotoeletrons excitados de raios-X (XPS) e microscopia eletronica de varredura (SEM). Os testes in vivo mostraram que a quitosana formou uma barreira hidrofobica na madeira, prevenindo o crescimento dos fungos, enquanto nas amostras nao revestidas houve proliferacao fungica. Essa abordagem sustentavel oferece uma alternativa segura aos produtos quimicos toxicos usados na preservacao da madeira.

ABSTRACT: This thesis presents results that were published in two articles. The first article, published in the Chemical Engineering Journal, reports a new approach to combating maize stripe disease. The bacterial disease of maize stripe, caused by Xanthomonas vasicola pv. vasculorum, represents a growing threat to maize production due to its rapid spread and the lack of products for controlling this disease. This study proposes the use of chitosan and tannin-based polymeric coatings as antimicrobial agents against Xanthomonas vasicola pv. vasculorum. The coatings were applied using the layer-by-layer technique on oxidized polystyrene plastic for in vitro studies, improving the wettability and increasing the roughness of the surfaces. In vitro tests demonstrated the antimicrobial activity of chitosan and tannin solutions against Xanthomonas vasicola pv. vasculorum, as well as the surface coatings deposited on polystyrene. In vivo tests confirmed the effectiveness of the coatings, significantly reducing the symptoms of the disease in maize plants. These results show that polymeric coatings offer a sustainable and economically viable solution to combat the bacterial disease, overcoming the limitations of traditional agrochemicals.The second article, published in the International Journal of Molecular Science, addresses a sustainable strategy for wood protection against biodeteriorating fungi. Fungi such as Neolentinus lepideus and Trametes versicolor cause wood deterioration, leading to serious economic and environmental issues. In response, chitosan was tested as a wood preservative, using the ultra-pressurization technique to deposit chitosan surface coatings on wood samples. Chitosan demonstrated effectiveness in inhibiting fungal growth, particularly at concentrations of 0.125 mg/mL or higher. The deposition of the coatings on the wood was confirmed using techniques such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM). In vivo tests showed that chitosan formed a hydrophobic barrier on the wood, preventing fungal growth, while non-coated samples exhibited fungal proliferation. This sustainable approach offers a safe alternative to the toxic chemicals used in wood preservation