Controle nanoativado de A. flavus e F. proliferatum: inibição do crescimento fúngico e da biossíntese de micotoxinas por nanopartículas de óxido de zinco

Por que um grão mais seguro importa

O milho é um dos alimentos básicos mais importantes do mundo, alimentando pessoas e animais em diversos países. Ainda assim, esse grão conhecido pode abrigar silenciosamente fungos tóxicos que prejudicam o fígado, enfraquecem o sistema imunológico e até promovem câncer. Tratamentos químicos tradicionais para controlar esses fungos podem deixar resíduos e causar preocupações ambientais. Este estudo explora uma nova abordagem da nanotecnologia: usar partículas minúsculas de óxido de zinco para impedir tanto o crescimento de fungos perigosos quanto a produção de suas toxinas em sistemas à base de milho.

Partículas minúsculas com uma grande função

Os pesquisadores focaram em dois culpados notórios que frequentemente contaminam o milho: Aspergillus flavus, que produz aflatoxinas, e Fusarium proliferatum, que gera fumonisina B1. Essas toxinas estão entre os contaminantes alimentares mais nocivos conhecidos. Em vez de fungicidas convencionais, a equipe produziu nanopartículas de óxido de zinco—cristais em forma de bastão, ultrapequenos, de um material já usado em protetores solares, revestimentos e embalagens alimentares. Usando aquecimento assistido por micro-ondas, eles obtiveram nanobastões de óxido de zinco de alta pureza e boa morfologia, e verificaram cuidadosamente seu tamanho, forma e estrutura com ferramentas como difração de raios X e microscopia eletrônica.

Como os fungos são contidos

Para avaliar se esses nanobastões conseguiam combater os fungos, os cientistas expuseram as duas espécies de mofo a diferentes concentrações de nanopartículas. A 150 partes por milhão—um nível relativamente baixo—as partículas reduziram o crescimento de A. flavus em cerca de três quartos e praticamente eliminaram o crescimento de F. proliferatum. Em contraste, um sal de zinco comum não teve efeito sob as mesmas condições. Imagens em alta ampliação de fungos tratados revelaram hifas encolhidas e colapsadas e formação de esporos perturbada, indicando que as nanopartículas danificaram fisicamente as células fúngicas e interferiram em sua capacidade de reprodução.

Silenciando os venenos ocultos

Ainda mais impressionante do que a desaceleração do crescimento foi o que ocorreu com a produção de toxinas. Na mesma concentração de 150 partes por milhão, as nanopartículas de óxido de zinco praticamente interromperam a formação de aflatoxinas—reduzindo duas aflatoxinas principais em 99–99,9%—e reduziram os níveis de fumonisina B1 em cerca de 85%. Análises químicas dos líquidos de cultura mostraram que os sinais das toxinas quase desapareceram nas amostras tratadas. Essa forte queda nas toxinas foi maior do que a esperada apenas pela redução da biomassa fúngica, sugerindo que as nanopartículas estavam perturbando a maquinaria interna dos fungos para produção de metabólitos secundários, não apenas os matando ou privando-os de nutrientes.

Pistas sobre o funcionamento interno

A equipe discute várias maneiras interconectadas pelas quais essas partículas podem agir. Os nanobastões podem gerar espécies reativas de oxigênio altamente reativas em suas superfícies, impondo estresse oxidativo nas células fúngicas. Ao mesmo tempo, íons de zinco podem se desprender das partículas e interferir em membranas e processos de sinalização. O contato direto entre os nanobastões afiados e a superfície fúngica provavelmente também danifica paredes celulares e a captação de nutrientes. Em conjunto, esses estresses podem perturbar os sistemas de controle genético que ativam as vias de produção de toxinas, de modo que a produção de aflatoxina e fumonisina colapse mesmo antes de toda a biomassa fúngica ser eliminada.

Potencial e precauções para alimentos mais seguros

Como o óxido de zinco já é classificado como geralmente reconhecido como seguro para alguns usos, os autores veem essas nanopartículas como ferramentas promissoras para proteção de alimentos e rações, especialmente em revestimentos, embalagens ou sistemas de armazenamento de grãos, onde poderiam atuar como barreiras fixas contra o mofo. Sua ação dupla—suprimir tanto os fungos quanto suas toxinas—oferece uma vantagem clara sobre muitos tratamentos atuais que abordam apenas um lado do problema. Ao mesmo tempo, o estudo enfatiza que qualquer aplicação no mundo real deve considerar a segurança a longo prazo e os impactos ambientais, como o comportamento das nanopartículas no solo, na água e na cadeia alimentar. Com controle cuidadoso da dose, designs de embalagem que imobilizem as partículas e testes toxicológicos rigorosos, as nanopartículas de óxido de zinco poderiam fazer parte de uma estratégia mais sustentável para manter o milho e outros alimentos mais seguros contra ameaças fúngicas invisíveis.

Citação: Hassan, E.A., Kilany, A.H.A.M., Mahmoud, A.L.E. et al. Nano-enabled Control of A. flavus and F. proliferatum: inhibition of fungal growth and mycotoxin biosynthesis by zinc oxide nanoparticles. Sci Rep 16, 14428 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50553-8

Palavras-chave: micotoxinas, nanopartículas de óxido de zinco, segurança do milho, nanotecnologia alimentar, controle antifúngico