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Artículo de revisión bibliográfica

Uso agrícola de extractos vegetales nanoencapsulados en

el control de fitopatógenos y poscosecha

Hilda Amelia Piñón Castillo

Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Chihuahua, México

Contacto: hpinon@uach.mx

ORCID https://orcid.org/0000-0003-4454-8935

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David Gilberto García Hernández

Facultad de Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Nuevo León, México

Contacto david.garciahrz@uanl.edu.mx

ORCID https://orcid.org/0000-0001-8409-139X

Aldo Rodrigo González Luna

Facultad de Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Nuevo León, México

Contacto agonzalezl@uanl.edu.mx

ORCID https://orcid.org/0000-0002-1943-5181

Abelardo Chávez Montes

Facultad de Ciencias Biológicas Universidad Autónoma de Nuevo León, México

Contacto abelardochm@yahoo.com.mx

ORCID https://orcid.org/0000-0002-3948-4247

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Facultad de Agronomía, Universidad Autónoma de Nuevo León, México

Contacto: juanita.gutierrezst@uanl.edu.mx

ORCID https://orcid.org/0000-0001-9754-7755

Resumen

La nanoencapsulación de extractos vegetales emerge como una alternativa

innovadora para fortalecer el manejo sostenible de fitopatógenos y mejorar la

Los hallazgos muestran que la nanoencapsulación incrementa la estabilidad,

biodisponibilidad y eficacia de metabolitos vegetales como fenoles, terpenos y

aceites esenciales, al protegerlos frente a degradación ambiental, mejorar su

solubilidad y permitir una liberación controlada. Las nanoformulaciones reportan

actividades antifúngicas y antibacterianas superiores a sus extractos libres, además

de mejores propiedades de adhesión y retención en superficies vegetales.

Asimismo, se evidencian ventajas en la conservación poscosecha mediante la

reducción de daños fisiológicos y retraso en el desarrollo de patógenos. No

obstante, persisten desafíos relacionados con la variabilidad de las formulaciones,

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ecotoxicidad y destino ambiental y la falta de marcos regulatorios específicos en

diversos países. En conclusión, la nanoencapsulación representa una herramienta

prometedora para la bioagricultura, capaz de potenciar el valor de los extractos

vegetales y contribuir a prácticas más sostenibles, aunque su implementación

The nanoencapsulation of plant extracts is emerging as an innovative alternative to

enhance sustainable management of phytopathogens and improve postharvest

quality. This review aims to synthesize recent advances in nanoformulations based

on plant-derived bioactive compounds, and to analyze their mechanisms of action,

benefits, limitations, and potential applications in agricultural systems. Relevant

and up-to-date scientific literature was examined, prioritizing studies reporting

experimental results, technological developments, and applications in field or

postharvest conditions. Findings show that nanoencapsulation increases the

stability, bioavailability, and efficacy of plant metabolites such as phenols,

terpenes, and essential oils by protecting them from environmental degradation,

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variability, production costs, limited long-term data on ecotoxicity and

environmental fate, and the absence of specific regulatory frameworks in many

countries. In conclusion, nanoencapsulation represents a promising tool for

bioagriculture, capable of enhancing the value of plant extracts and contributing to

colheita. O objetivo desta revisão é sintetizar os avanços recentes no uso de

nanoformulações baseadas em compostos bioativos de origem vegetal, bem como

analisar seus mecanismos de ação, benefícios, limitações e perspectivas de

aplicação em sistemas agrícolas. Para isso, reúne-se e analisa-se literatura

científica atual e relevante, priorizando estudos que relatam resultados

experimentais, desenvolvimentos tecnológicos e aplicações em campo ou pós-

colheita. Os achados mostram que a nanoencapsulação aumenta a estabilidade,

biodisponibilidade e eficácia de metabólitos vegetais, como fenóis, terpenos e óleos

essenciais, ao protegê-los da degradação ambiental, melhorar sua solubilidade e

permitir a liberação controlada. As nanoformulações apresentam atividades

antifúngicas e antibacterianas superiores às dos extratos livres, além de melhor

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longo prazo sobre ecotoxicidade e destino ambiental e à falta de marcos

regulatórios específicos. En conclusão, a nanoencapsulação representa uma

ferramenta promissora para a bioagricultura, capaz de potencializar o valor dos

extratos vegetais e contribuir para práticas mais sustentáveis, embora sua

amenazas para la seguridad alimentaria global, debido a las pérdidas que generan

y a su impacto directo sobre la disponibilidad de alimentos. Estas afectan tanto el

rendimiento productivo como la calidad de los productos agrícolas, y su incidencia

se agrava por factores ambientales, climáticos y agronómicos. En este contexto,

los extractos vegetales se han consolidado como una alternativa relevante dentro

de la agricultura sostenible, debido a la diversidad de metabolitos secundarios que

contienen y a su potencial para ejercer actividades antimicrobianas, antioxidantes

y bioestimulantes.

Sin embargo, la aplicación directa de extractos presenta limitaciones importantes,

como baja estabilidad, degradación rápida, volatilidad o escasa solubilidad, lo que

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eficacia.

controlada y la actividad antifúngica y antibacteriana de extractos naturales.

adhesión y permanencia en tejidos vegetales, así como su aplicación en

conservación poscosecha. Asimismo, se analizan los mecanismos de acción,

beneficios, limitaciones, riesgos y desafíos regulatorios asociados a estas

tecnologías, con el fin de ofrecer una perspectiva actualizada y crítica sobre su

potencial en sistemas agrícolas sostenibles.

Metodología

El presente trabajo corresponde a una revisión narrativa integrativa. Para esta

revisión se seleccionaron fuentes documentales académicas recientes y

pertinentes, con énfasis en publicaciones de los últimos diez años relacionadas con

extractos vegetales, nanotecnología agrícola y aplicaciones en control de

fitopatógenos y poscosecha. Se consultaron artículos científicos indexados,

revisiones sistemáticas y documentos especializados provenientes de bases como

Los criterios de inclusión contemplaron estudios que describen procesos de

nanoencapsulación aplicados a compuestos vegetales, investigaciones

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riesgos y regulación de nanopesticidas. Se excluyeron fuentes no académicas,

documentos sin respaldo metodológico y artículos con información insuficiente

sobre procedimientos o resultados. En total, se analizaron 43 artículos científicos y

documentos académicos, seleccionados tras una evaluación de su pertinencia

La elección del enfoque metodológico responde a la necesidad de integrar evidencia

Las enfermedades vegetales constituyen una de las principales amenazas para la

seguridad alimentaria mundial: se calcula que provocan pérdidas superiores al 30

% de la producción agrícola global, con consecuencias directas sobre la

pérdidas sin comprometer la sostenibilidad del sistema agrícola (BSPP Journals,

2021).

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Desde mediados del siglo XX, el uso de agroquímicos sintéticos —pesticidas,

fungicidas, herbicidas— ha sido la base del control fitosanitario. Sin embargo,

múltiples estudios evidencian sus efectos adversos: contaminación de suelos y

cuerpos de agua, alteración de ecosistemas, pérdida de biodiversidad, toxicidad

sobre organismos no objetivo y efectos perjudiciales para la salud humana,

especialmente en poblaciones con alta exposición ocupacional o ambiental (Scorza,

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FITOPATÓGENOS

compuestos naturales frente a hongos fitopatógenos. Tres estudios recientes

y PCL (Kapustová et al., 2021; Barrera-Méndez et al., 2024; Wang et al., 2025).

Barrera-Méndez et al. (2024) nanoencapsularon extractos de Piper schlechtendalii

extracto nanoencapsulado conservó un 70% de su actividad antifúngica, frente al

58.35% del extracto libre, evidenciando un aumento en estabilidad y persistencia

de la actividad.

Kapustová et al. (2021) desarrollaron nanocápsulas de PCL cargadas con aceites

esenciales de Origanum vulgare y Thymus capitatus. Las nanoformulaciones

mostraron una actividad antifúngica significativamente mayor, reduciendo las MIC

y MFC entre dos y cuatro veces respecto a los aceites libres. Esta mejora se

atribuyó a una mayor solubilidad, estabilidad y liberación sostenida del compuesto

activo.

Por su parte, Wang et al. (2025) encapsularon aceite esencial de Smallanthus

sonchifolius en nanoesferas de PCL con alta eficiencia (98%). La formulación mostró

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estabilidad, la biodisponibilidad y la potencia antifúngica de los compuestos

naturales, posicionándose como una herramienta prometedora para el desarrollo

de biofungicidas aplicables en el manejo de enfermedades fúngicas en sistemas

agrícolas.

Las nanoformulaciones aplicadas al control de fitopatógenos operan mediante

mecanismos que combinan la actividad del compuesto encapsulado con

entrega, estabilidad y acción biológica de moléculas antifúngicas y antibacterianas

mediante cambios en su comportamiento fisicoquímico y en su interacción con el

patógeno.

De acuerdo con Izuafa et al. (2025), las nanopartículas permiten una liberación

dirigida y sostenida del ingrediente activo, manteniendo concentraciones eficaces

en la superficie vegetal por más tiempo que las formulaciones convencionales. Su

tamaño nanométrico facilita la penetración a través de estomas y microfisuras,

además de favorecer una mayor adhesión y retención sobre la cutícula, lo que

incrementa el contacto del compuesto con hifas y esporas fúngicas o con células

bacterianas. Este mismo trabajo destaca que la estabilidad mejorada frente a

degradación por radiación UV y condiciones ambientales reduce la pérdida de

actividad y prolonga el efecto biocida.

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(2025) describen que los nano-biofungicidas pueden actuar mediante procesos

combinados de contacto, desorganización de membrana y liberación sostenida de

moléculas antifúngicas, lo que mejora el control sobre fitopatógenos resistentes.

En bacterias fitopatógenas, los sistemas nanoencapsulados pueden provocar

biopelículas, estructuras responsables de la persistencia y virulencia de géneros

Ventajas frente a extractos convencionales

La nanoencapsulación de compuestos bioactivos provenientes de plantas ofrece

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naturales, superando muchas de las limitaciones de las formulaciones

RIESGOS, BIOSEGURIDAD Y REGULACIÓN

agronómicas importantes; sin embargo, también introducen riesgos emergentes

que deben considerarse desde perspectivas toxicológicas, ambientales y

regulatorias. La evidencia disponible muestra que su comportamiento, movilidad y

toxicidad no siempre son comparables a los pesticidas convencionales, por lo que

Consideraciones toxicológicas para el ambiente y consumidores

Diversos estudios señalan que las nanopartículas agrícolas pueden inducir efectos

ecotoxicológicos en organismos no blanco, incluyendo microorganismos del suelo,

hongos benéficos, invertebrados y organismos acuáticos. Por ejemplo, Kah et al.

(2018) demostraron que la nanoencapsulación altera la movilidad y la persistencia

del ingrediente activo, pudiendo modificar su interacción con microbiota edáfica.

En términos de riesgos para el consumidor, trabajos como el de Usman et al. (2020)

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nanomaterial. Aunque no existen evidencias concluyentes de riesgos significativos

para la salud humana, la literatura coincide en que aún faltan estudios crónicos

sobre ingestión, biodistribución y metabolismo.

Vacíos de conocimiento sobre destino ambiental

y transformación de nanopartículas en ambientes agrícolas reales. De acuerdo con

Cornelis et al. (2014), los procesos de agregación, adsorción de materia orgánica,

de laboratorio y a corto plazo, lo que limita la capacidad de predecir efectos

ecológicos acumulativos. Además, la detección analítica de nanopartículas en

concentraciones ambientales bajas representa un obstáculo importante para

estudios de campo y monitoreo.

Retos regulatorios en América Latina

Un análisis comparativo realizado por Mendes et al. (2023) revela que Brasil,

Argentina, México y Chile carecen de guías técnicas para caracterización de

nanopesticidas, etiquetado diferenciado o requisitos de trazabilidad. Esta ausencia

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comercial y la vigilancia post-mercado.

Los nanopesticidas pueden ofrecer menor toxicidad aparente debido a la reducción

de dosis, la liberación controlada y la mayor especificidad de acción. Kah & Hofmann

iguales o menores que sus contrapartes convencionales cuando se encapsulan

moléculas ya conocidas.

No obstante, los mismos autores advierten que la nanoescala introduce riesgos

Singh et al. (2023) puntualizan que la nanoencapsulación puede reducir la toxicidad

aguda, pero aumentar la toxicidad crónica o la transferencia trófica en ciertos

ecosistemas.

En conjunto, la evidencia indica que las nanoformulaciones no deben considerarse

automáticamente “más seguras” que los pesticidas convencionales; requieren

evaluaciones integrales que incluyan toxicidad aguda y crónica, destino ambiental,

biodistribución y exposición real en campo.

Aunque los nanopesticidas y nanoformulaciones basadas en extractos vegetales

muestran mejoras en eficacia, estabilidad y liberación controlada, su adopción en

la agricultura enfrenta limitantes clave. Un primer desafío es la incertidumbre sobre

su destino ambiental, ya que aún existen pocos estudios de largo plazo que evalúen

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persistencia y transporte limita la capacidad de realizar evaluaciones de riesgo

confiables.

escala, ya que muchos nanocarriers requieren procesos de síntesis controlados,

agroquímicos convencionales (Fraceto et al., 2016). A esto se suma la variabilidad

Latina— carecen de marcos específicos para nanoagroquímicos. Actualmente, la

mayoría se evalúan bajo normas para pesticidas tradicionales, pese a que los

nanopesticidas presentan propiedades fisicoquímicas y toxicológicas distintas. Este

vacío regulatorio ha sido descrito por Servin & White (2016), quienes subrayan la

Finalmente, persisten retos relacionados con percepción pública y aceptación social,

dado que algunos sectores asocian “nanomateriales” con riesgo, incluso cuando las

dosis utilizadas son menores que las de pesticidas sintéticos. Esto puede retrasar

su introducción comercial si no se acompaña de estrategias claras de comunicación

y capacitación técnica.

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En relación con el objetivo de esta revisión, los resultados analizados demuestran

nanoformulaciones incrementaron la estabilidad, la eficacia antimicrobiana y la

las limitaciones de los extractos convencionales. Asimismo, se observaron

producción, la falta de regulación específica para nanopesticidas y la escasez de

estudios de largo plazo sobre su destino ambiental. Por ello, se concluye que,

aunque la nanoencapsulación representa una alternativa prometedora para la

agricultura sostenible, su implementación requiere investigación adicional,

Desde una perspectiva aplicada, estos hallazgos respaldan el desarrollo de

bioinsumos agrícolas basados en nanoformulaciones vegetales, así como la

necesidad de avanzar en estudios de campo, estandarización tecnológica y marcos

regulatorios específicos.