Наноэмульсии эфирных масел повышают защиту хранящегося табака от табачного жука

Эфирные масла — перспективные инсектициды растительного происхождения для экологически устойчивой борьбы с вредителями. Получаемые из таких растений, как корица, гвоздика и мята перечная, эти биологически активные соединения служат экологичной альтернативой традиционным пестицидам и действуют по уникальным механизмам. Их применение актуально для мировой табачной промышленности, которая ежегодно несёт значительные потери из-за насекомых при хранении и обработке табака. Несмотря на наличие различных методов борьбы, широкая зависимость от синтетических инсектицидов привела к развитию устойчивости вредителей, загрязнению окружающей среды и ущербу для нецелевых организмов. В этом исследовании изучали, может ли наноэмульгирование повысить инсектицидную эффективность эфирных масел. Стабильные монодисперсные наноэмульсии (НЭ) получили методом высокоэнергетической ультразвуковой обработки (20 кГц, амплитуда 60%, мощность 120 Вт; температура поддерживалась ниже 30 °C с помощью ледяной водяной бани) с использованием поверхностно-активных веществ Tween 80 и Span 20 в соотношении 4:1. Просвечивающая электронная микроскопия и динамическое рассеяние света показали, что частицы имеют сферическую форму и диаметр 15,77–46,27 нм (по данным электронной микроскопии) и 18,3–51,7 нм (по данным динамического рассеяния света; полидисперсность менее 0,20). НЭ сохраняли кинетическую, длительную, термическую и центробежную стабильность, имели кислые значения pH (4,50–5,60) и удовлетворительные физико-химические свойства, включая дзета-потенциал от −30,5 до −50,5 мВ. Биопробы на токсичность при контактном воздействии и фумигации показали, что наноэмульгирование значительно повышало инсектицидную активность в отношении взрослых жуков и личинок: значения средней летальной концентрации (LC₅₀) для НЭ были в 9,4–162,1 раза ниже, чем для соответствующих чистых эфирных масел. Наиболее эффективной в целом оказалась НЭ гвоздичного масла, особенно против личинок (LC₅₀ = 32,71 ppm). Для НЭ также были получены более крутые пробит-линии, чем для чистых масел, что указывает на более быстрый и однородный токсический ответ. Обсуждаются возможные различия механизмов действия на разных стадиях развития с учётом толщины кутикулы и метаболической чувствительности. В моделируемых испытаниях по хранению обработанных табачных листьев НЭ в концентрации 40 ppm, в 25 раз меньшей, чем концентрация чистых масел, обеспечивали гибель 70–90% насекомых через 72 часа. Анализ показал, что основными факторами, влияющими на смертность, были концентрация и время воздействия; тип эфирного масла оказывал менее выраженное, но статистически значимое влияние, а взаимодействие факторов не было статистически значимым. Биопробы на фумигантную токсичность также подтвердили более высокую эффективность НЭ: по снижению значений LC₅₀ она превышала эффективность чистых масел в 17,1–143,5 раза; статистическую значимость подтвердили неперекрывающиеся 95% доверительные интервалы. При обработке НЭ коричного и мятного масел взрослые жуки во всех случаях были чувствительнее личинок. Полученные результаты убедительно свидетельствуют о высокой эффективности наноэмульсий гвоздичного, коричного и мятного масел как экологичных средств защиты хранящегося табака. Выводы о стабильности основаны только на лабораторных физико-химических показателях; в дальнейших исследованиях необходимо оценить эффективность в реальных условиях и воздействие на нецелевые организмы.