ES3030262T3 - Use of phytosanitary composition comprising essential oils that potentiate antifungal activity - Google Patents

Use of phytosanitary composition comprising essential oils that potentiate antifungal activity

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Abstract

La presente invención divulga el uso de una composición fitosanitaria que comprende una mezcla de carvacrol o aceite de orégano (Origanum vulgaris), y carbonatos o bicarbonatos de metales alcalinos o de amonio, como fungicida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Uso de composición fitosanitaria que comprende aceites esenciales potenciadores de la actividad antifúngica La presente invención se refiere al uso de composiciones fitosanitarias con propiedades fungicidas que comprenden una mezcla de aceites esenciales obtenidos a partir de plantas y agentes con propiedades fungicidas conocidas, tales como bicarbonatos de metales alcalinos o de amonio, para ser utilizadas principalmente en la protección por contacto contra infecciones fúngicas en plantas cultivadas y en la post cosecha, así como en otras aplicaciones antifúngicas. En estas composiciones el efecto de los agentes con propiedades fungicidas conocidas se ve potenciado de forma sinérgica por dichos aceites esenciales. La presente invención también se refiere al uso de dichos aceites esenciales como potenciadores de agentes con propiedades fungicidas conocidas.
Los aceites esenciales son mezclas complejas de moléculas naturales que se obtienen fundamentalmente a partir de plantas.
Éstos son metabolitos secundarios que pueden obtenerse habitualmente mediante la extracción con disolventes orgánicos y posterior concentración o tratamientos físicos con vapor, seguido de una separación de la fase insoluble en agua. Por lo general, son líquidos, volátiles, solubles en disolventes orgánicos y presentan una densidad inferior a la del agua.
En la naturaleza, pueden ser sintetizados en diversos órganos de las plantas, tales como semillas, hojas, flores, células epidérmicas y frutos, entre otros, y juegan un papel importante en la protección de las plantas contra infecciones bacterianas, víricas o fúngicas.
Es conocida la acción fungicida y bactericida de numerosos aceites esenciales de plantas, que incluso se han llegado a comercializar. Entre ellos se encuentran el aceite de jojoba (Simmondsia californica), el aceite de rosemary (Rosemarinus officianalis), el aceite de tomillo (T. vulgaris), el extracto hidrofóbico clarificado de aceite de neem (A. indica), el aceite de semillas de algodón (Gossypium hirsutum) con extracto de ajo (Dayan F. E. y otros. “Natural products in crop protection”. Bioorg. and Med. Chem. 17 (2009). 4022-4034).
La composición química de los aceites esenciales difiere no solo en la cantidad sino también en la calidad y el tipo de estereoquímica de las moléculas de las sustancias extraídas. El producto de la extracción puede variar según el clima, la composición de la tierra, el órgano de la planta utilizado para la extracción, la edad y el ciclo vegetativo en el que se encuentra la planta. También depende del procedimiento de extracción utilizado.
Por otra parte, también es conocido en la técnica anterior el uso como fungicidas de sales inorgánicas tales como bicarbonatos de metales alcalinos, principalmente de litio, sodio o potasio, y bicarbonato de amonio como agentes fungicidas (Patente de los Estados Unidos US5346704). El uso de estas sales inorgánicas, en particular aquellas que contienen el anión bicarbonato, no conlleva riesgos para la salud humana ni para el medio ambiente.
Entre los documentos del estado de la técnica se incluye la Solicitud de Patente de los Estados Unidos US 2006/008486, que da a conocer una composición que comprende una sal de bicarbonato con propiedades combinadas insecticidas, acaricidas y antifúngicas, y la Solicitud de Patente de los Estados Unidos US 2008/038373 A1, que describe una composición descontaminante que puede incluir bicarbonato de sodio y extractos deThymus vulgaris,que contiene timol como ingrediente activo.
Existen varios estudios relacionados con este sector técnico. Un primer estudio investiga el uso de diversas sales para suprimir la enfermedad del tizón temprano de la patata. En él se evalúa la eficacia de distintos tratamientos con sales para controlar la enfermedad y mejorar la salud de las plantas. Los resultados indican que ciertas sales, tales como el bicarbonato sódico, aplicadas como pulverizaciones foliares, pueden reducir significativamente la gravedad del tizón temprano, ofreciendo una alternativa práctica y respetuosa con el medio ambiente a los fungicidas químicos (Nehal S El-mougy et al: «Salts application for suppressing potato early blight disease», Journal of Plant Protection Research 2009; 49(4):353-361). Una segunda investigación explora el uso de aplicaciones de sales antes de la cosecha, incluyendo carbonato potásico, carbonato sódico y bicarbonato sódico, para controlar las podredumbres de almacenamiento en la uva de mesa. El estudio demuestra que ciertas sales, cuando se aplican antes de la cosecha, reducen eficazmente la incidencia de las podredumbres postcosecha, alargando la vida de almacenamiento de las uvas de mesa. El uso de sales proporciona una alternativa prometedora a los fungicidas sintéticos para mantener la calidad de la fruta durante el almacenamiento (Nigro F et al: «Control of table grape storage rots by pre-harvest applications of salts», Postharvest Biology and Technology 42(2):142-149). Un tercer estudio examina las propiedades antimicrobianas del carvacrol, centrándose en cómo su estructura química influye en su actividad. Los resultados muestran que el carvacrol, un compuesto presente en los aceites esenciales, tiene potentes propiedades tiene potentes efectos antimicrobianos contra diversos microorganismos, lo que sugiere su uso potencial como conservante natural o agente antimicrobiano en diferentes aplicaciones (A. Ben Arfa et al: «Antimicrobial activity of carvacrol related to its chemical structure». Letters in Applied Microbiology 43(2):149-54).
También se conoce la naturaleza fungicida de los productos a base de cobre o sus sales, que se han utilizado ampliamente en la agricultura. En el año 1761 se descubrió que estas soluciones inhiben el crecimiento de hongos en las semillas. Desde entonces se han utilizado fungicidas a base de cobre en fórmulas muy conocidas como la mezcla bordelesa (Copper as a Biocidal Tool. Gadi Borkow y Jeffrey Gavia. Current Medicinal Chemistry, volumen 12: 2163-2175).
Debido a su origen natural, los aceites esenciales de plantas son muy atractivos para su aplicación en la agricultura con el fin de obtener productos sanos e inocuos, ya que éste es un requisito cada vez más estricto, tanto por parte de los consumidores como de las autoridades reguladoras.
Por lo tanto, existe la necesidad de encontrar composiciones fitosanitarias que tengan propiedades antifúngicas para proteger los cultivos, incluso durante la postcosecha, que tengan un mínimo de efectos tóxicos secundarios y que sean inocuas para los seres humanos y el medio ambiente.
Los presentes autores han encontrado, de forma sorprendente, que algunos aceites esenciales obtenidos a partir de plantas, cuando se mezclan con otros productos con propiedades antifúngicas conocidas, potencian las propiedades antifúngicas de estos compuestos, tales como los bicarbonatos de metales alcalinos o de amonio.
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención se refiere al uso de una composición fitosanitaria que comprende una mezcla de carvacrol o aceite de orégano(Origanum vulgaris),y carbonatos o bicarbonatos de metales alcalinos o de amonio como fungicida, en el que la composición fitosanitaria se aplica a las plantas cultivadas mediante pulverización. La composición mejora de forma sinérgica las propiedades antifúngicas de los agentes con actividad antifúngica conocida, presenta un mínimo de efectos tóxicos secundarios y es inocua al ser humano y al medio ambiente.
La composición utilizada en la presente invención se puede aplicar en la agricultura para la protección de los cultivos desde la etapa de germinación hasta la cosecha, así como durante el almacenamiento y transporte de dichos cultivos, semillas, flores o granos.
Sin estar unidos a ninguna teoría en particular, es posible que la propiedad potenciadora de la actividad antifúngica de los aceites esenciales obtenidos a partir de plantas, sea debida a algunos de los compuestos con actividad conocida presentes en dichos aceites esenciales. El mecanismo de acción de los aceites esenciales es múltiple debido a la mezcla compleja de distintos principios activos que en ellos se contienen. Sin embargo, se han descrito las formas de acción de los componentes mayoritarios de algunos de estos aceites. El mejor descrito en la literatura es el modo de acción del carvacrol sobre el crecimiento de células bacterianas y levaduras (The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-borne pathogen Bacillus cereus. A. Ultee y otros. Applied and Environmental Microbiology, Abril 2002, 1561-1568). Según estos estudios, el carvacrol es capaz de atravesar la membrana celular cuando está protonado (en medio ácido) y al alcanzar el citoplasma libera un protón, resultando en la acidificación de la célula. Este modo de acción no excluye otros modos de acción posibles como el aumento de la permeabilidad de la membrana o efectos inhibitorios específicos sobre procesos catalíticos.
Entre los agentes que tienen propiedades fungicidas conocidas que se pueden utilizar en la composición utilizada en la presente invención están los carbonatos o bicarbonatos de metales alcalinos o de amonio, seleccionados de carbonato o bicarbonato de litio, sodio o potasio. Más preferentemente el agente que tiene propiedades fungicidas conocidas es el bicarbonato de potasio.
La composición de la presente invención se puede preparar mezclando carvacrol o aceite de orégano y el agente con propiedades fungicidas mediante cualquier método de mezclado conocido en la técnica. El carvacrol y el aceite de orégano son líquidos a temperatura ambiente, por lo que dicha composición generalmente estará en forma de líquido. Sin embargo, la composición puede también estar en forma sólida o líquida, tal como en forma de suspensión, dispersión, emulsión, pulverizado, microencapsulado o cualquier otro tipo de mezcla que permanezca estable en el tiempo o se puede incorporar a polímeros, ceras o cualquier otro soporte similar.
Además la composición fitosanitaria utilizada en la presente invención puede ser utilizada como tal, o puede ser utilizada para formular un producto fitosanitario junto con diferentes aditivos utilizados en la técnica que ofrecen diferentes propiedades, tales como tensioactivos, polímeros, agentes alcalinizantes, agentes de control de pH, entre otros muchos aditivos utilizados en la formulación de productos utilizados en la industria agrícola.
La composición fitosanitaria utilizada en la presente invención se encuadra dentro del grupo de los fitosanitarios de contacto, es decir la forma de protección frente a enfermedades fúngicas es por contacto, dado que la composición permanece en la superficie de diferentes partes de la planta, protegiéndola externamente frente al ataque externo de hongos.
Siendo un líquido, un polvo o un microencapsulado, la composición fitosanitaria utilizada en la presente invención se aplica por pulverización.
La composición fungicida según la presente invención puede comprender además un fertilizante, que puede seleccionarse del grupo que comprende compuestos que contienen nitrógeno y/o fósforo como urea, melamina, hexamina, dicianodiamida, amelina, ácido cianúrico, nitrato de melamina, fosfito de trietilo y similares o mezclas de los mismos.
La composición según la presente invención también puede comprender cualquier compuesto o producto con actividad química y/o biológica utilizado en agricultura, como herbicidas, insecticidas, reguladores del crecimiento de las plantas y similares, o mezclas de los mismos.
La presente invención se describe a continuación con más detalles en referencia a varios ejemplos de realización. Estos ejemplos, sin embargo, no están destinados a limitar el alcance técnico de la presente invención.
EJEMPLOS
Ejemplo 1 (Comparativo). Inhibición del crecimiento del hongoBotrytis cinemapor el KHCO<3>solo.
Se cultivó el hongoBotrytis cinereaen medio de cultivo PDB (potato dextrosa broth) con diferentes concentraciones de KHCO<3>y se determinó el % de inhibición, que representa el grado en el que el crecimiento se ve impedido respecto a un control que no tiene el compuesto a ensayar, en este caso el KHCO<3>. El % de inhibición se calculó de la siguiente manera:
% Inhibición = [(DO<control>- DO<x>)/DO<control>] x 100
donde DOcontrol es la densidad óptica del cultivo de control (sin compuesto a ensayar) y DOx es la densidad óptica del cultivo con la sustancia a ensayar. La densidad óptica del cultivo líquido se midió a las 24 horas posteriores al inicio del cultivo.
Se obtuvieron los siguientes resultados (tabla I):
T l I. Inhi i i n l r imi nB. in rr l KH
Como se observa en la tabla anterior, con una concentración de KHCO<3>entre 10 y 25 mM se obtienen resultados similares en cuanto a la inhibición del cultivo deB. Cinerea.Sin embargo, a 30 mM se obtiene una inhibición superior.
Ejemplo 2. (Comparativo). Inhibición del crecimiento del hongoBotrytis cinereapor Carvacrol solo.
Se cultivó el hongo B. cinerea de forma análoga al Ejemplo 1, con la diferencia que en el medio se utilizaron diferentes concentraciones de carvacrol, un compuesto aislado del aceite esencial de orégano. Se midió la densidad óptica a las 24 horas del cultivo y los resultados se muestran en la tabla II.
T l II. Inhi i i n l r imi nB. in rr rv r l
Ejemplo 3. Inhibición del crecimiento del hongoBotrytis cinereapor la composición de la presente invención (Carvacrol KHCO<3>).
Se cultivó el hongo B. cinerea de forma análoga al Ejemplo 1, con la diferencia que en el medio se utilizaron diferentes concentraciones de carvacrol, y en todos los cultivos se utilizó una concentración constante de KHCO<3>(30 mM). Se midió la densidad óptica a las 24 horas del cultivo y los resultados se muestran en la tabla III.
Tabla III. Inhibición del crecimiento deB. cinemapor la composición de la presente invención Carvacrol K<h>CO3.
± DE 86,1± 2,2 84,2 ± 3,6 48,9 ± 3,0 52,7 ± 2,6 82,5 ± 3,7 86,5 ± 1,3 91,1 ± 1,1
Como se observa, una concentración de carvacrol tan baja como 0,1 ppm, cuyo efecto de inhibición por sí solo es nulo (ver Ejemplo 2) prácticamente duplica la capacidad de inhibición del KHCO<3>, obteniéndose niveles inhibitorios que no se obtienen ni siquiera con concentraciones de KHCO<3>que resultan tóxicas para las plantas.
Ejemplo 4. Efecto inhibido del oxicloruro de cobre solo sobre el hongoAlternaría altérnala(no forma parte de la presente invención).
Se cultivóAlternaría altérnalade forma análoga al Ejemplo 1, con la diferencia que en el medio se utilizaron diferentes concentraciones de oxicloruro de cobre, un fungicida en base a cobre muy empleado en la agricultura. Se midió la densidad óptica a las 24 h de cultivo y los resultados se muestran en la tabla IV.
T l IV. Inhi i i nA. l rnr xi l r r r .
Ejemplo 5. Inhibición del hongoAlternaría alternatapor Carvacrol solo (no forma parte de la presente invención).
Se cultivóAlternaría alternatade forma análoga al Ejemplo 2. Se midió la densidad óptica a las 24 h de cultivo y los resultados se muestran en la tabla V.
T l V. Inhi i i nA l rnr rv r l.
Ejemplo 6. Inhibición del hongoAlternaría alternatapor la composición (Carvacrol oxicloruro de cobre) (no forma parte de la presente invención).
Se cultivó el hongoA. alternatade forma análoga al Ejemplo 4, con la diferencia que en el medio se utilizaron diferentes concentraciones de carvacrol y en todos se utilizó una concentración constante de oxicloruro de cobre (5 ppm). Se midió la densidad óptica a las 24 h de cultivo y los resultados se muestran en la tabla VI. Tabla VI. Inhibición deA. alternatapor la composición de la presente invención (Carvacrol oxicloruro de cobre ^
Como se observa, una concentración de Carvacrol de 35 ppm y 5 ppm de oxicloruro de cobre inhiben en más de un 50% el crecimiento de A. alternata mientras que el Carvacrol solo en esa concentración lo inhibía un 27% y el oxicloruro de cobre únicamente el 10%.
Ejemplo 7. Inhibición del hongoPenicillium digitatumpor el KHCO<3>solo (no forma parte de la presente invención).
Se cultivó el hongoPenicillium digitatumde forma análoga al Ejemplo 1. Se midió la densidad óptica a las 24 h de cultivo y los resultados se muestran en la tabla VII.
T l VII. Inhi i i nP. i i mr KH .
Como se puede apreciar a diferentes concentraciones de KHCO<3>se alcanza el mismo índice de inhibición. Ejemplo 8. Inhibición del hongoPenicillium digitatumpor Timol solo (no forma parte de la presente invención). Se cultivó el hongoP. digitatumde forma análoga al Ejemplo 1, con la diferencia que en el medio se utilizaron diferentes concentraciones de Timol, un compuesto aislado del aceite de tomillo. Se midió la densidad óptica a las 24 h de cultivo y los resultados se muestran en la tabla VIII.
T l VIII. Inhi i nP. i i mr Tim l l
Ejemplo 9. Inhibición del hongoPenicillium digitatumpor la composición de la presente invención (KHCO<3>+ Timol) (no forma parte de la presente invención).
Se cultivó el hongoP. digitatumde forma análoga al Ejemplo 7, con la diferencia que en el medio se utilizaron diferentes concentraciones de Timol y en todos se utilizó una concentración constante de KHCO<3>(30mM). Se midió la densidad óptica a las 24 horas de cultivo y los resultados se muestran en la tabla IX.
T l IX. Inhi i i nP. i i mr l m i i n l
Se observa cómo se mejoran los resultados al unir el Timol junto al KHCO<3>. Con 31 ppm de timol únicamente se consigue el 50% de inhibición, y con los 30 mM de KHCO<3>se conseguía una inhibición del 20%. Sin embargo al unir los dos compuestos se aumenta hasta un 75% la inhibición del crecimiento del hongoP. digitatum.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Uso de una composición fitosanitaria que comprende una mezcla de
- carvacrol o aceite de orégano (Origanum vulgaris), y
- carbonatos o bicarbonatos de metales alcalinos o de amonio
como fungicida,
en el que la composición fitosanitaria se aplica a las plantas cultivadas mediante pulverización.
2. Uso, según la reivindicación 1, en el que los carbonatos o bicarbonatos de metales alcalinos o de amonio se seleccionan entre carbonato o bicarbonato de litio, sodio o potasio.
3. Uso, según la reivindicación 1 o 2, en el que los carbonatos o bicarbonatos de metales alcalinos o de amonio se selecciona de bicarbonato de potasio.
4. Uso, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el carvacrol o aceite de orégano(Origanum vulgaris)es carvacrol.
5. Uso, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición fitosanitaria comprende además un aditivo seleccionado entre tensioactivos, polímeros, agentes alcalinizantes, agentes de control del pH.
6. Uso, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición fitosanitaria comprende además un fertilizante.
7. Uso, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición fitosanitaria comprende además un fertilizante seleccionado entre compuestos que contienen nitrógeno y/o fósforo, tales como urea, melamina, hexamina, dicianodiamida, amelina, ácido cianúrico, melamina, nitrato, fosfito de trietilo y mezclas de los mismos.
8. Uso según, una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición fitosanitaria comprende además un herbicida, insecticida, regulador del crecimiento vegetal o una mezcla de los mismos.
9. Uso, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición fitosanitaria se utiliza como fungicida de contacto, en el que la composición permanece sobre la superficie de diferentes partes de una planta, protegiéndola externamente contra el ataque externo de hongos.
10. Uso, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición fitosanitaria es un líquido, un polvo o un microencapsulado.
11. Uso, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la aplicación en agricultura para proteger los cultivos desde la fase de germinación hasta la recolección, y durante el almacenamiento y transporte de dichos cultivos, semillas, flores o granos.
ES22153042T 2011-03-18 2012-01-05 Use of phytosanitary composition comprising essential oils that potentiate antifungal activity Active ES3030262T3 (en)

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