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Revista Agro.
ISSN 2215-6992
Vol 3, N° 1, 1-32. Enero-Diciembre, 2025.
Raymundo Alejandro Pérez Hernández, Hilda Amelia Piñón Castillo,
David Gilberto García Hernández, David Mizael Ortiz Martínez, Aldo
Rodrigo González Luna, Abelardo Chávez Montes, Karina Lizeth
Estrada Platas, Juanita Guadalupe Gutiérrez Soto
Artículo de revisión bibliográfica
Uso agrícola de extractos vegetales nanoencapsulados en
el control de fitopatógenos y poscosecha
Agricultural use of nanoencapsulated plant extracts for
phytopathogen control and postharvest management
Uso agrícola de extratos vegetais nanoencapsulados no
controle de fitopatógenos e na pós-colheita
Raymundo Alejandro Pérez Hernández
Facultad de Ciencias Biológicas
Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México
Contacto: raymundo.perezhrz@uanl.edu.mx
ORCID https://orcid.org/0000-0002-3981-8737
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David Gilberto García Hernández, David Mizael Ortiz Martínez, Aldo
Rodrigo González Luna, Abelardo Chávez Montes, Karina Lizeth
Estrada Platas, Juanita Guadalupe Gutiérrez Soto
Hilda Amelia Piñón Castillo
Facultad de Ciencias Químicas
Universidad Autónoma de Chihuahua, Nuevo León, México
Contacto: hpinon@uach.mx
ORCID https://orcid.org/0000-0003-4454-8935
David Gilberto García Hernández
Facultad de Ciencias Biológicas
Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México
Contacto david.garciahrz@uanl.edu.mx
ORCID https://orcid.org/0000-0001-8409-139X
David Mizael Ortiz Martínez
Facultad de Ciencias Biológicas
Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México
Contacto dortizm@uanl.edu.mx
ORCID https://orcid.org/0000-0003-0372-7291
Aldo Rodrigo González Luna
Facultad de Ciencias Biológicas
Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México
Contacto agonzalezl@uanl.edu.mx
ORCID https://orcid.org/0000-0002-1943-5181
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Rodrigo González Luna, Abelardo Chávez Montes, Karina Lizeth
Estrada Platas, Juanita Guadalupe Gutiérrez Soto
Abelardo Chávez Montes
Facultad de Ciencias Biológicas
Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México
Contacto abelardochm@yahoo.com.mx
ORCID https://orcid.org/0000-0002-3948-4247
Karina Lizeth Estrada Platas
Facultad de Ciencias Biológicas
Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México
Contacto karina.estradapts@uanl.edu.mx
ORCID https://orcid.org/0009-0007-0374-4784
Juanita Guadalupe Gutiérrez Soto
Facultad de Agronomía
Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México
Contacto: juanita.gutierrezst@uanl.edu.mx
ORCID https://orcid.org/0000-0001-9754-7755
Recibido 10-11-2025
Revisado 10-12-2025
Aceptado 19-12-2025
Resumen
La nanoencapsulación de extractos vegetales emerge como una alternativa
innovadora para fortalecer el manejo sostenible de fitopatógenos y mejorar la
calidad poscosecha. El objetivo de esta revisión es sintetizar los avances recientes
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en el uso de nanoformulaciones basadas en compuestos bioactivos de origen
vegetal, así como analizar sus mecanismos de acción, beneficios, limitaciones y
perspectivas de aplicación en sistemas agrícolas. Para ello, se recopila y examina
literatura científica actual y pertinente, priorizando estudios que reportan resultados
experimentales, desarrollos tecnológicos y aplicaciones en campo o poscosecha.
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,
los costos de producción, la limitada disponibilidad de estudios de largo plazo sobre
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
requiere investigación adicional, estandarización tecnológica y regulación
adecuada.
Palabras clave: agricultura sostenible; biofungicidas; metabolitos vegetales;
nanocápsulas
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Abstract
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,
improving solubility, and enabling controlled release. Nanoformulations
demonstrate superior antifungal and antibacterial activities compared with free
extracts, as well as improved adhesion and retention on plant surfaces. Likewise,
postharvest applications reveal benefits such as reduced physiological damage and
delayed pathogen development. However, challenges remain regarding formulation
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
more sustainable practices, although further research, technological
standardization, and regulatory development are required.
Keywords: sustainable agriculture; biofungicides; plant metabolites; nanocapsules
Resumo
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A nanoencapsulação de extratos vegetais surge como uma alternativa inovadora
para fortalecer o manejo sustentável de fitopatógenos e melhorar a qualidade pós-
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
adesão e retenção em superfícies vegetais. Da mesma forma, aplicações pós-
colheita demonstram benefícios como redução de danos fisiológicos e atraso no
desenvolvimento de patógenos. No entanto, persistem desafios relacionados à
variabilidade das formulações, aos custos de produção, à escassez de estudos de
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
implementação exija pesquisas adicionais, padronização tecnológica e
regulamentação adequada.
Palavras-chave: agricultura sustentável; biofungicidas; metabólitos vegetais;
nanocápsulas
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Introducción
La presencia de enfermedades en los cultivos representa una de las principales
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
reduce su eficacia en condiciones reales de campo o durante la poscosecha. Frente
a estas limitaciones, la nanotecnología agrícola ha introducido nuevas posibilidades
mediante la nanoencapsulación, un proceso que permite proteger y mejorar las
propiedades de los compuestos vegetales, optimizando su biodisponibilidad y
eficacia.
La convergencia entre nanotecnología y productos de origen vegetal ha permitido
desarrollar nanoformulaciones capaces de mejorar la estabilidad, la liberación
controlada y la actividad antifúngica y antibacteriana de extractos naturales.
Además, estas nanoestructuras presentan características que favorecen su
adhesión y permanencia en tejidos vegetales, así como su aplicación en
tratamientos poscosecha.
El presente artículo de revisión examina los avances recientes en el uso de la
nanoencapsulación de extractos vegetales para el control de fitopatógenos y la
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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
Scopus, Web of Science, PubMed, SciELO y Google Scholar.
Los criterios de inclusión contemplaron estudios que describen procesos de
nanoencapsulación aplicados a compuestos vegetales, investigaciones
experimentales sobre actividad biológica de nanoformulaciones y análisis sobre
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
temática y calidad metodológica.
La elección del enfoque metodológico responde a la necesidad de integrar evidencia
científica actual, confiable y diversa que permita comprender el estado del arte y
las tendencias emergentes en esta área.
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Resultados y Discusión
ENFERMEDADES DE LOS CULTIVOS Y SEGURIDAD ALIMENTARIA
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
disponibilidad y calidad de los alimentos (Gai & Wang, 2024). Este impacto se
agrava frente al crecimiento demográfico, la presión sobre recursos limitados como
suelo y agua, y la intensificación de eventos climáticos que favorecen la
proliferación de patógenos. En este contexto, el manejo integrado de cultivos ha
sido propuesto como una estrategia de mitigación eficaz, combinando prácticas
agronómicas, rotación, biodiversidad y control sanitario, con el objetivo de reducir
pérdidas sin comprometer la sostenibilidad del sistema agrícola (BSPP Journals,
2021).
Problemas asociados al uso intensivo de agroquímicos
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,
2023; Shekhar et al., 2024). Además, la presión selectiva constante ha favorecido
el desarrollo de resistencia en plagas y patógenos, lo que reduce la eficacia de los
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agroquímicos y fomenta un ciclo de dependencia química cada vez más agudo
(Shekhar et al., 2024). Estas problemáticas ecotoxicológicas, agronómicas y
sanitarias exigen alternativas más sostenibles.
Extractos vegetales como bioproductos agrícolas
En respuesta a estos desafíos, los extractos vegetales han emergido como una
opción promisoria para la protección y estimulación de cultivos. Debido a su
contenido en metabolitos secundarios —como flavonoides, terpenoides y
compuestos fenólicos—, estos extractos presentan propiedades antimicrobianas,
antioxidantes y bioestimulantes de alto valor agronómico. Diversas revisiones
destacan su potencial como bioplaguicidas naturales o bioestimulantes, capaces de
mejorar la tolerancia de las plantas al estrés, promover el crecimiento, y reducir la
necesidad de agroquímicos sintéticos, contribuyendo a sistemas agrícolas más
sostenibles (Godlewska-Róża & Ronga, 2021; Han et al., 2024). Además, su
carácter biodegradable y su menor persistencia ambiental representan ventajas
importantes frente a los productos químicos convencionales. No obstante, su
aplicación directa suele verse limitada por la inestabilidad, degradación rápida,
volatilidad o baja solubilidad de los compuestos bioactivos, lo que limita su eficacia
en condiciones reales de campo.
Nanotecnología como herramienta emergente en la bioagricultura
En los últimos años, la nanotecnología ha emergido como una de las principales
innovaciones en el campo agrícola. El uso de nanomateriales permite diseñar
nanoformulaciones con propiedades superiores: mayor superficie específica, mejor
adhesión, liberación controlada de sustancias, penetración eficiente en tejidos
vegetales, y optimización de dosis. Estas características posibilitan el desarrollo de
nano-fertilizantes, nano-pesticidas, nano-biocontroladores y nanosensores, con un
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impacto potencial sobre la eficiencia de fertilización y protección vegetal, en línea
con los objetivos de una agricultura sostenible e inteligente (Pagano, 2025;
Bouhadi, 2025; Kariyanna & Sowjanya, 2025).
Aunque prometedora, la nanotecnología también plantea desafíos y riesgos: la
acumulación de nanopartículas en suelos, su interacción con la microbiota edáfica,
posibles efectos sobre organismos no objetivo, y la eventual contaminación de
ecosistemas demandan una evaluación rigurosa para garantizar su uso responsable
(Islam et al., 2025; Atanda, 2025).
Convergencia entre nanotecnología y extractos vegetales
La combinación de extractos vegetales con nanotecnología mediante la
nanoencapsulación aparece como una estrategia particularmente atractiva: permite
potenciar los beneficios de los compuestos naturales (actividad biológica, menor
impacto ambiental) y superar sus limitaciones inherentes (inestabilidad, baja
persistencia, liberación rápida). Con ello, se abre la posibilidad de usar estos
sistemas como bioplaguicidas eficaces, agentes de conservación poscosecha y
componentes de programas de manejo fitosanitario sostenible en contextos
agrícolas modernos, resilientes y ecológicos.
EXTRACTOS VEGETALES Y SU POTENCIAL AGRÍCOLA.
Importancia de los extractos vegetales como bioproductos agrícolas
Los extractos vegetales han emergido como uno de los bioproductos más
prometedores para la agricultura sostenible debido a su alta diversidad de
metabolitos secundarios —entre ellos compuestos fenólicos, terpenoides,
flavonoides, alcaloides y aceites esenciales— capaces de ejercer múltiples
funciones fisiológicas y ecológicas en las plantas. Estas moléculas poseen
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propiedades antimicrobianas, antioxidantes, insecticidas y bioestimulantes que
contribuyen al manejo integral de cultivos (Godlewska-Róża & Ronga, 2021).
Además, estudios recientes han mostrado que los extractos vegetales pueden
modular rutas de señalización celular, mejorar la tolerancia a estrés, promover el
crecimiento y favorecer la productividad en condiciones adversas (Han et al., 2024).
A diferencia de los agroquímicos sintéticos, los extractos vegetales presentan
biodegradabilidad, baja persistencia y menor toxicidad para organismos no
objetivo, lo cual los posiciona como alternativas ecológicamente compatibles dentro
de sistemas agrícolas sostenibles (Hernández-Bolaños et al., 2025). Esto coincide
con el creciente interés mundial por reducir el uso de pesticidas sintéticos y
reemplazarlos parcialmente por compuestos naturales más seguros para el
ambiente y para la salud humana (Ayilara et al., 2023).
Actividad bioplaguicida: control de patógenos y plagas
Muchos extractos vegetales presentan actividad antimicrobiana directa contra
hongos, bacterias y otros microorganismos que causan enfermedades en los
cultivos. La eficacia de extractos derivados de plantas medicinales y aromáticas —
como Origanum, Rosmarinus, Eucalyptus y Azadirachta— se ha documentado
ampliamente en estudios de biocontrol (Gupta et al., 2023; Hernández-Bolaños et
al., 2025).
Los metabolitos como fenoles, monoterpenos, sesquiterpenos y ciertos alcaloides
actúan desestabilizando membranas celulares, inhibiendo enzimas clave o
interfiriendo con la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos. Esta multiperfil de
acción disminuye la probabilidad de que los patógenos desarrollen resistencia, una
ventaja importante frente a pesticidas sintéticos de mecanismo único (Ayilara et
al., 2023).
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Asimismo, extractos vegetales han demostrado capacidad para inducir respuestas
de defensa en plantas, activando rutas como la del ácido salicílico y el ácido
jasmónico, contribuyendo así al control indirecto de fitopatógenos (Carvalho et al.,
2022).
Actividad bioestimulante y promotora del crecimiento
Los extractos vegetales también presentan funciones bioestimulantes, mejorando
diversos procesos fisiológicos en la planta. Se ha observado que pueden
incrementar la germinación, favorecer el desarrollo radicular, estimular la síntesis
de clorofila y mejorar la absorción de nutrientes (Han et al., 2024).
Algunos extractos poseen compuestos con actividad similar a fitohormonas
naturales, como auxinas, citocininas y ácido salicílico, lo que explica su capacidad
para modular el crecimiento y la respuesta a estrés (Godlewska-Róża & Ronga,
2021). Esta bioactividad ha impulsado su uso como bioestimulantes en cultivos
hortícolas, frutales y cereales.
Actividad antioxidante y mitigación del estrés
La capacidad antioxidante de numerosos extractos vegetales es fundamental para
mitigar el daño causado por especies reactivas de oxígeno (ROS), especialmente
bajo condiciones de estrés abiótico como sequía, salinidad, altas temperaturas o
radiación UV. Flavonoides, ácidos fenólicos y terpenos pueden actuar como
captadores de radicales libres y protectores de macromoléculas biológicas,
preservando la integridad de los tejidos vegetales (Hernández-Bolaños et al., 2025).
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Esta acción contribuye no solo al desarrollo saludable en campo, sino también a
mejorar la vida poscosecha y la estabilidad fisiológica durante almacenamiento
(Carvalho et al., 2022).
Limitaciones de los extractos vegetales en campo
A pesar de su alto potencial, los extractos vegetales presentan limitaciones que
dificultan su aplicación masiva en agricultura:
• baja estabilidad frente a oxidación, luz o temperatura,
• volatilidad elevada (especialmente en aceites esenciales),
• rápida degradación por factores ambientales o microbianos,
• baja solubilidad en agua,
• liberación no controlada,
• variabilidad fitoquímica entre lotes.
Estas limitaciones han sido ampliamente descritas en diversas revisiones (Suteu,
2020) y justifican la incorporación de tecnologías avanzadas como la
nanoencapsulación, que permite mejorar su estabilidad, biodisponibilidad, eficacia
y persistencia en campo.
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PRINCIPIOS DE NANOENCAPSULACIÓN APLICADOS A MATRICES VEGETALES
Definición de nanoencapsulación en el contexto agrícola
La nanoencapsulación en agricultura se refiere al uso de estructuras de escala
nanométrica para alojar compuestos bioactivos —tales como metabolitos de
extractos vegetales (fenoles, terpenos, aceites esenciales, etc.)— con el fin de
protegerlos, mejorar su estabilidad y permitir una liberación controlada. Estos
sistemas facilitan la solubilidad de compuestos hidrofóbicos, reducen su volatilidad,
aumentan su biodisponibilidad y optimizan su entrega a tejidos vegetales o
superficies poscosecha, lo que mejora su eficacia y persistencia bajo condiciones
reales de campo (Vega-Vásquez et al., 2020; Pérez et al., 2021).
En el contexto de bioagricultura, la nanoencapsulación permite superar las
limitaciones propias de los extractos naturales —como degradación por luz o
temperatura, volatilidad, baja solubilidad, liberación rápida—, convirtiéndolos en
herramientas más robustas y fiables para protección vegetal, biocontrol,
conservación poscosecha o bioestimulación.
Para aplicar eficazmente la nanoencapsulación a extractos vegetales con fines
agrícolas, es esencial seleccionar el método de síntesis adecuado. La elección
depende de múltiples factores: la naturaleza química del extracto (hidrofílico vs
lipofílico), la estabilidad requerida, el tipo de nanocarrier deseado (orgánico,
metálico, lipídico), la escala de producción y la aplicación prevista (aspersión foliar,
recubrimiento poscosecha, riego, etc.) (Hanna et al., 2025; Antunes Filho et al.,
2023; Ulaş et al., 2025).
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En la práctica, los métodos más comunes para generar sistemas nanoestructurados
con extractos vegetales incluyen emulsificación, coacervación, nanoprecipitación y
síntesis verde, entre otros. Cada método presenta ventajas particulares —en
cuanto a tamaño de partícula, eficiencia de encapsulación, compatibilidad con
compuestos sensibles y posibilidad de escalamiento—, así como limitaciones
inherentes como la necesidad de surfactantes, uso de solventes orgánicos o
variabilidad en la uniformidad del producto (Hanna et al., 2025; Antunes Filho et
al., 2023).
La tabla siguiente resume los principales métodos reportados en la literatura
reciente, sus características, ventajas, limitaciones y ejemplos de aplicaciones
agrícolas con extractos vegetales o nanopartículas derivadas de síntesis verde
(Hanna et al., 2025; Antunes Filho et al., 2023; Ulaş et al., 2025).
Tabla 1 Principales métodos de síntesis de nanoencapsulación aplicados a
extractos vegetales y su uso agrícola
Método de
síntesis
Principio /
descripción
Ventajas
principales
Ejemplos de uso agrícola
con extractos / NPs
derivadas
Referencias
clave
Emulsificación /
nanoemulsión
Dispersión
aceite/agua
mediante
energía
mecánica
(alta presión
o
ultrasonido)
con
surfactantes
Tamaño
nano (20–
200 nm);
solubiliza
compuesto
s
lipofílicos;
buena
dispersión
acuosa;
fácil
escalamien
to;
encapsula
aceites
esenciales
Nanoemulsiones con
aceites esenciales para
control de hongos y
conservación poscosecha
Ortega-
Cerrilla et al.,
2017;
Guzmán-
Robayo, 2023
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Método de
síntesis
Principio /
descripción
Ventajas
principales
Ejemplos de uso agrícola
con extractos / NPs
derivadas
Referencias
clave
Coacervación
(polimérica)
Separación
de fases
poliméricas
por cambios
de pH o
temperatura
, formando
gotas que
encapsulan
extractos
Alta
eficiencia
de
encapsulac
ión; uso
de
biopolímer
os
biodegrada
bles;
condicione
s suaves
Encapsulación de
compuestos fenólicos y
extractos para liberación
controlada
Bouttier-
Figueroa et
al., 2023
Nanoprecipitaci
ón (solvent
displacement)
Precipitación
de polímero
desde
solvente
orgánico
hacia fase
acuosa,
atrapando el
extracto
Partículas
<200 nm,
uniformes;
buen
control de
tamaño;
útil para
compuesto
s sensibles
al calor
Formulaciones
poliméricas para
biocontrol o biopesticidas
vegetales/peptídicos
Vega-Vásquez
et al., 2020;
reportes
recientes
(MDPI)
Síntesis verde
(green
synthesis)
Extractos
vegetales
actúan
como
agentes
reductores y
estabilizante
s para
formar NPs
metálicas
(Ag, ZnO,
Cu)
Proceso
eco-
amigable;
sin
reactivos
tóxicos;
NPs con
doble
bioactivida
d (metal +
fitoextract
o)
AgNPs, ZnONPs y CuNPs
para control de
hongos/bacterias y
tratamientos de semilla
Bouttier-
Figueroa et
al., 2023;
Prasad et al.,
2017;
Hernández-
Díaz et al.,
2024
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APLICACIONES DE LA NANOENCAPSULACIÓN EN EL CONTROL DE
FITOPATÓGENOS
La nanoencapsulación de extractos vegetales y aceites esenciales ha demostrado
ser una estrategia eficaz para mejorar la estabilidad y la actividad antifúngica de
compuestos naturales frente a hongos fitopatógenos. Tres estudios recientes
resaltan este potencial utilizando matrices poliméricas biodegradables como PLGA
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
en nanoesferas de PLGA (~170 nm), logrando una formulación estable en agua y
con protección frente a fotodegradación. Tras exposición UV-A durante 24 h, el
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
una marcada protección frente a radiación UV y una elevada actividad antifúngica,
alcanzando inhibiciones del 93.6% contra Sclerotinia sclerotiorum y del 56.9%
contra Valsa mali in vitro. En pruebas in vivo sobre frutos inoculados, se obtuvieron
inhibiciones superiores al 90%.
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En conjunto, los tres estudios demuestran que la nanoencapsulación incrementa la
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.
Mecanismos de acción
Las nanoformulaciones aplicadas al control de fitopatógenos operan mediante
mecanismos que combinan la actividad del compuesto encapsulado con
propiedades propias de los sistemas nanométricos. Los artículos revisados
coinciden en que el principal aporte de la nanoencapsulación es optimizar la
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.
Los mecanismos intrínsecos sobre hongos incluyen alteración de la permeabilidad
de membrana, daño estructural en paredes celulares, interferencia con procesos
de germinación y, en algunos casos, generación localizada de especies reactivas
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de oxígeno (ROS) que comprometen la viabilidad fúngica. Dávila Costa y Romero
(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
desestabilización de la membrana externa, inhibición enzimática y disrupción de
biopelículas, estructuras responsables de la persistencia y virulencia de géneros
como Xanthomonas o Pseudomonas. Según Ghosh et al. (2025), la
nanoencapsulación de compuestos antibacterianos mejora su solubilidad y su
difusión hacia microambientes donde las bacterias se establecen, especialmente en
el espacio apoplástico, permitiendo una acción más eficiente que los extractos
libres. Adicionalmente, Zabot et al. (2022) señalan que la encapsulación protege a
los bioactivos de oxidación, volatilización y degradación térmica, conservando su
potencia y reduciendo las dosis necesarias para alcanzar una inhibición efectiva.
En conjunto, la evidencia muestra que las nanoformulaciones potencian la acción
antifúngica y antibacteriana mediante protección del activo, mayor contacto con el
patógeno, liberación prolongada y mecanismos celulares múltiples, lo que se
traduce en una mayor eficacia y menor requerimiento de dosis en comparación con
compuestos no encapsulados.
Ventajas frente a extractos convencionales
La nanoencapsulación de compuestos bioactivos provenientes de plantas ofrece
varias ventajas frente a los extractos convencionales, que la hacen especialmente
atractiva para su uso en el control de fitopatógenos. Los principales beneficios
identificados en la literatura reciente incluyen:
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• Mayor estabilidad físico-química y protección del activo: Las nanopartículas
protegen a los compuestos frente a factores degradantes como luz, oxígeno,
pH o temperatura, reduciendo su descomposición y extendiendo su vida útil
(Pateiro, M. et al., 2021).
• Mejor solubilidad y dispersión acuosa: Muchos metabolitos vegetales son
hidrofóbicos o poco solubles en agua; la encapsulación en nanocarriers
facilita su dispersión en medios acuosos, lo que mejora la homogénea
distribución en aplicaciones foliares o del suelo y mejora su disponibilidad
para interactuar con patógenos. (Safta, D. A. et al., 2022).
• Liberación controlada y sostenida de compuestos activos: Gracias al diseño
de la matriz y al tamaño nanoparticulado, se puede lograr una liberación
gradual del principio activo, lo que mantiene concentraciones eficaces por
más tiempo, reduce la frecuencia de aplicación y optimiza el efecto biocida
(Jayaraj, G., et al., 2025).
• Reducción de dosis y menor toxicidad no intencionada: Al mejorar la
eficiencia de entrega y la persistencia del efecto, las nanoformulaciones
permiten usar menores cantidades de compuesto activo que los extractos
convencionales para alcanzar la misma eficacia, lo que reduce costos y
potenciales impactos no deseados sobre el ambiente o los organismos no
blanco. Kah et al., 2018; Nuruzzaman et al., 2016; Pérez-de-Luque &
Hermosín, 2013).
• Mejor adherencia y retención en superficies vegetales: Las nanopartículas
tienden a adherirse mejor a la cutícula, tricomas, estomas o microfisuras,
mejorando la retención del activo en la planta y su contacto con el patógeno,
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lo que resulta en un desempeño más consistente (Fernández & Eichert, 2009;
Kah et al., 2018).
En conjunto, estas ventajas posicionan a la nanoencapsulación como una estrategia
promisoria para el desarrollo de biopesticidas o biofungicidas basados en extractos
naturales, superando muchas de las limitaciones de las formulaciones
convencionales.
RIESGOS, BIOSEGURIDAD Y REGULACIÓN
Las nanoformulaciones aplicadas al manejo de fitopatógenos ofrecen ventajas
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
requieren marcos de evaluación específicos.
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.
Asimismo, Bundschuh et al. (2018) documentaron estrés oxidativo, alteraciones
metabólicas y efectos subletales en organismos de agua dulce expuestos a
nanopartículas.
En términos de riesgos para el consumidor, trabajos como el de Usman et al. (2020)
destacan la posibilidad de acumulación de nanopartículas en tejidos vegetales,
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especialmente en raíces y epidermis, dependiendo del tamaño y la composición del
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
Uno de los principales desafíos es la falta de información robusta sobre el destino
y transformación de nanopartículas en ambientes agrícolas reales. De acuerdo con
Cornelis et al. (2014), los procesos de agregación, adsorción de materia orgánica,
disolución, transformación química y transporte entre suelo–agua–planta dependen
de múltiples variables ambientales difíciles de modelar.
De manera similar, Peixoto et al. (2023) señalan que la mayoría de los estudios son
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
En América Latina, los marcos regulatorios para nanoagroquímicos son todavía
incipientes y dispares. Según Sabourin et al. (2022), la mayoría de países adopta
regulaciones diseñadas para pesticidas convencionales, sin definiciones claras de
“nanomaterial”, ni protocolos estandarizados para evaluar riesgos nanoespecíficos.
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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regulatoria genera incertidumbre en la evaluación de riesgos, la aprobación
comercial y la vigilancia post-mercado.
Comparación con agroquímicos convencionales
Los nanopesticidas pueden ofrecer menor toxicidad aparente debido a la reducción
de dosis, la liberación controlada y la mayor especificidad de acción. Kah & Hofmann
(2014) señalan que algunas nanoformulaciones muestran perfiles toxicológicos
iguales o menores que sus contrapartes convencionales cuando se encapsulan
moléculas ya conocidas.
No obstante, los mismos autores advierten que la nanoescala introduce riesgos
emergentes, tales como mayor reactividad superficial, penetración en barreras
biológicas y efectos subletales no observados con formulaciones tradicionales.
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.
DESAFÍOS ACTUALES Y LIMITANTES PARA SU ADOPCIÓN
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
cómo las nanopartículas se transforman, movilizan o acumulan en el suelo y
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sistemas acuáticos. Kah et al. (2013) señalan que la falta de datos sobre
persistencia y transporte limita la capacidad de realizar evaluaciones de riesgo
confiables.
Además, existen dificultades técnicas y económicas para la producción a gran
escala, ya que muchos nanocarriers requieren procesos de síntesis controlados,
energía elevada o materiales costosos, lo que dificulta su competitividad frente a
agroquímicos convencionales (Fraceto et al., 2016). A esto se suma la variabilidad
entre formulaciones, que complica la estandarización y afecta la reproducibilidad
entre estudios.
En términos regulatorios, la mayoría de los países —incluyendo los de América
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
necesidad de incorporar criterios nanoespecíficos en los procesos de registro y
monitoreo.
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.
En conjunto, estas limitantes muestran que la adopción agrícola de
nanoformulaciones requiere avanzar en evaluaciones ambientales sólidas,
estandarización, regulación adaptada y manejo responsable, antes de su
implementación masiva.
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Conclusión
En relación con el objetivo de esta revisión, los resultados analizados demuestran
que la nanoencapsulación de extractos vegetales constituye una herramienta
efectiva para mejorar el control de fitopatógenos y la conservación poscosecha. Las
nanoformulaciones incrementaron la estabilidad, la eficacia antimicrobiana y la
liberación controlada de compuestos bioactivos, superando de manera significativa
las limitaciones de los extractos convencionales. Asimismo, se observaron
beneficios en aplicaciones poscosecha, como la reducción de daños fisiológicos y la
inhibición del desarrollo de hongos y bacterias.
A pesar de estos avances, persistieron desafíos relacionados con los costos de
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,
optimización tecnológica y un marco regulatorio robusto que garantice su uso
seguro.
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.
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