Cultivos Tropicales Vol. 47, No. 1, enero-marzo 2026, ISSN: 1819-4087
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Artículo original

Síntesis verde de nanopartículas de plata (AgNPs) utilizando extracto de Rosmarinus officinalis y evaluación de su efecto conservante en Malus domestica

 

iDViviana Lorena Sánchez Vásquez1Universidad Estatal de Milagro. Cdla Universitaria Dr. Rómulo Minchala Murillo - Km 1.5 vía Milagro - Virgen de Fátima, Milagro, Guayas, Ecuador, 091050.*✉:vsanchezv@unemi.edu.ec

iDYessenia Beatriz Sarango Ortega1Universidad Estatal de Milagro. Cdla Universitaria Dr. Rómulo Minchala Murillo - Km 1.5 vía Milagro - Virgen de Fátima, Milagro, Guayas, Ecuador, 091050.

iDJosé Humberto Vera Rodríguez2Universidad Agraria del Ecuador UAE. Vía Puerto Marítimo - Avenida 25 de Julio y Pío Jaramillo (Campus principal) Guayaquil, Guayas, Ecuador, 091307.


1Universidad Estatal de Milagro. Cdla Universitaria Dr. Rómulo Minchala Murillo - Km 1.5 vía Milagro - Virgen de Fátima, Milagro, Guayas, Ecuador, 091050.

2Universidad Agraria del Ecuador UAE. Vía Puerto Marítimo - Avenida 25 de Julio y Pío Jaramillo (Campus principal) Guayaquil, Guayas, Ecuador, 091307.

 

*Autor para correspondencia: vsanchezv@unemi.edu.ec

Resumen

La síntesis verde de nanopartículas de plata (AgNPs) utilizando extractos vegetales constituye una alternativa sostenible para aplicaciones en conservación de alimentos. En este estudio se empleó extracto acuoso y etanólico de Rosmarinus officinalis como agente reductor y estabilizante para la obtención de AgNPs, las cuales fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV-Vis, obteniendo picos de resonancia plasmónica entre 415 y 443 nm. Los extractos revelaron la presencia de metabolitos fitoquímicos clave, polifenoles, flavonoides, taninos y saponinas que favorecieron la formación y estabilidad de las nanopartículas. La actividad antimicrobiana, evaluada por difusión en disco contra Escherichia coli ATCC 25922, mostró halos de inhibición superiores en las formulaciones basadas en extracto etanólico, evidenciando un efecto sinérgico entre los compuestos bioactivos y las AgNPs. En la aplicación pos cosecha sobre manzanas (Malus domestica), las nanopartículas contribuyeron a reducir el pardeamiento, la pérdida de firmeza y el deterioro microbiano durante 15 días de almacenamiento. Estos resultados confirman el potencial del sistema extracto AgNPs como alternativa natural y funcional para la preservación de frutas frescas, promoviendo tecnologías poscosecha más seguras y sostenibles.

Palabras clave: 
conservación poscosecha, actividad antimicrobiana, fitoquímicos

Recibido: 09/7/2025; Aceptado: 25/10/2025

Conflicto de intereses. Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Contribución de los autores: Conceptualización: Viviana Sánchez-Vásquez, José Humberto Vera-Rodríguez. Investigación: Viviana Sánchez-Vásquez, Yessenia Beatriz Sarango Ortega. Supervisión: Viviana Sánchez-Vásquez, Yessenia Beatriz Sarango Ortega. Escritura del Borrador: Viviana Sánchez-Vásquez, Yessenia Beatriz Sarango Ortega. Escritura y edición final y curación de datos: José Humberto Vera Rodríguez.

CONTENIDO

Introducción

 

La búsqueda de alternativas naturales para la conservación de alimentos frescos ha adquirido una relevancia creciente en los últimos años, impulsada por la demanda de productos de “etiqueta limpia” y por la preocupación global respecto al aumento de microorganismos resistentes a tratamientos antimicrobianos convencionales (11. Novais, C.; Molina, A.K.; Abreu, R.M.V.; Santo-Buelga, C.; Ferreira, I.C.F.R.; Pereira, C.; Barros, L. Natural l. J. Agric. Food Chem. 2022, 70, 2789-2805. Available from: doi: http://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c07533. ). Esta problemática ha motivado el interés por matrices bioactivas de origen vegetal, reconocidas por su seguridad, disponibilidad y compatibilidad con sistemas alimentarios. Entre ellas, el romero (Rosmarinus officinalis) destaca por su elevado contenido de metabolitos secundarios polifenoles, flavonoides y terpenoides asociados a actividades antioxidantes y antimicrobianas ampliamente documentadas (22. Meziane, H.; Zraibi, L.; Albusayr, R.; Bitari, A.; Oussaid, A.; Hammouti, B.; Touzani, R. Rosmarinus Officinalis Linn. Unveiling its multifaceted nature in nutrition, diverse applications, and advanced extraction methods. J. Umm Al-Qura Univ. Appl. Sci. 2025, 11, 9-37. Available from: doi: http://doi.org/10.1007/s43994-024-00144-y. ) Estas características hacen de esta especie una fuente prometedora para el desarrollo de agentes funcionales orientados a la preservación de frutas y hortalizas. Paralelamente, los avances en nanotecnología han permitido generar materiales con propiedades antimicrobianas significativamente superiores a las de sus equivalentes convencionales. Las nanopartículas de plata (AgNPs) son particularmente relevantes debido a su capacidad para interactuar con membranas celulares, proteínas estructurales y componentes intracelulares esenciales, provocando alteraciones en procesos metabólicos críticos de bacterias y hongos (33. Adeyemi, J.O.; Fawole, O.A. Metal-based nanoparticles in food packaging and coating technologies: A Review. Biomolecules 2023, 13, 1092. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/biom13071092. ). No obstante, los métodos tradicionales de síntesis de nanopartículas como la reducción química con borohidruro de sodio, la síntesis por citrato o la pirólisis de sales metálicas suelen implicar el uso de reactivos tóxicos, altas temperaturas o la generación de subproductos ambientalmente perjudiciales, lo que limita su aplicación directa en matrices comestibles (44. Pardo, L.; Arias, J.; Molleda, P. Elaboración de nanopartículas de plata sintetizadas a partir de extracto de hojas de romero (Rosmarinus Officinalis L.) y su uso como conservante. La Granja 2021, 35. Available from: doi: http://doi.org/10.17163/lgr.n35.2022.04. ) . En este contexto, la síntesis verde basada en extractos de plantas constituye una estrategia sostenible que permite obtener nanopartículas mediante mecanismos biológicos de reducción y estabilización, evitando el empleo de sustancias peligrosas y reduciendo el impacto ambiental del proceso (44. Pardo, L.; Arias, J.; Molleda, P. Elaboración de nanopartículas de plata sintetizadas a partir de extracto de hojas de romero (Rosmarinus Officinalis L.) y su uso como conservante. La Granja 2021, 35. Available from: doi: http://doi.org/10.17163/lgr.n35.2022.04. ). Los compuestos fitoquímicos presentes en extractos vegetales no solo facilitan la formación de nanopartículas, sino que además aportan propiedades bioactivas adicionales, generando sistemas híbridos de interés para la conservación poscosecha. La combinación de AgNPs con extractos ricos en polifenoles puede potenciar la actividad antimicrobiana y antioxidante del material resultante, favoreciendo su aplicación como recubrimiento natural para productos frutales altamente perecibles. Las manzanas frescas (Malus domestica) presentan una susceptibilidad marcada al deterioro fisiológico y microbiano durante el almacenamiento, manifestado a través de procesos como pardeamiento, pérdida de firmeza y colonización por bacterias ambientales. Estos factores representan un desafío para la cadena de distribución y comercialización. La incorporación de agentes bioactivos en forma de películas, recubrimientos o suspensiones aplicadas superficialmente ha demostrado potencial para extender su vida útil, especialmente cuando combinan mecanismos antioxidantes y de inhibición microbiana (55. Solano-Doblado, L.G.; Alamilla-Beltrán, L.; Jiménez-Martínez, C. Películas y recubrimientos comestibles funcionalizados. TIP Rev. Espec. In Cienc. Quím.-Biológicas. 2018, 21, 30-42. Available from: doi: http://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2018.0.153. ). En este marco, el uso de nanopartículas obtenidas mediante síntesis verde surge como una alternativa prometedora para el control de patógenos como Escherichia coli, un microorganismo de importancia en inocuidad alimentaria. La articulación de extractos vegetales con nanopartículas metálicas permite explorar nuevas vías para mejorar la estabilidad, funcionalidad y desempeño antimicrobiano de los conservantes naturales, reduciendo la dependencia de aditivos sintéticos e incorporando principios alineados con la sostenibilidad. El análisis integral de estos sistemas híbridos posibilita identificar su capacidad para mitigar el deterioro microbiano y fisiológico en productos frescos, contribuyendo al desarrollo de tecnologías poscosecha más seguras, eficientes y ambientalmente responsables.

Materiales y Métodos

 

Materiales vegetales, frutícolas y reactivos

 

Las hojas frescas de Rosmarinus officinalis se adquirieron en el mercado “La Dolorosa” (Milagro, Ecuador), seleccionando únicamente material con coloración verde uniforme, sin necrosis ni signos de daño mecánico. El material vegetal fue transportado en contenedores térmicos a 4 °C y procesado dentro de las dos horas posteriores a su adquisición. Las manzanas (Malus domestica variedad. “Anna”) se obtuvieron en el supermercado Tía (Babahoyo, Ecuador) y se seleccionaron por uniformidad de tamaño (145-165 g), firmeza ≥ 70 N medida con un penetrómetro FruitTest FT-327, madurez uniforme y ausencia de recubrimientos, verificada mediante prueba de solubilidad en agua caliente (60 °C, 30 s). Se emplearon nitrato de plata (AgNO₃, 99.8 %, Loba Chemie®), hipoclorito de sodio (Merck®), etanol al 96 % (Quifatex®), reactivos para análisis fitoquímico (Sigma-Aldrich®) y medios de cultivo Mueller-Hinton Agar (Oxoid®) y agar nutritivo BD Difco™. El material de vidrio Pyrex®, tubos Falcon® y discos Whatman No. 1 fueron esterilizados en autoclave Tomy SX-500E.

Preparación del extracto de Rosmarinus officinalis

 

Las hojas fueron lavadas con agua potable y desinfectadas con hipoclorito de sodio al 0.1 % durante 10 minutos, realizándose posteriormente tres enjuagues con agua destilada estéril. El material vegetal se trituró con un molinillo eléctrico Oster® 600 W hasta obtener partículas de 1-3 mm. Para la primera decocción, se calentaron 150 g del material triturado con 300 mL de agua destilada en un baño María Memmert WNB14 a 95 ± 2 °C durante 25 minutos. La mezcla se filtró en caliente con gasa estéril. A continuación, se añadieron 150 g adicionales de hojas trituradas al filtrado y se repitió el proceso de decocción. El extracto combinado se concentró en placa calefactora Thermo Scientific™ Cimarec+ a 60 °C durante 20-25 minutos hasta alcanzar un volumen final de 150 mL, y se almacenó en frascos ámbar Schott® a 4 °C por un máximo de 48 horas.

Síntesis verde de nanopartículas de plata

 

La síntesis de AgNPs se realizó mezclando 50 mL del extracto vegetal concentrado con 50 mL de una solución acuosa de AgNO₃ a 0.02 M en un matraz Erlenmeyer estéril. La reacción se mantuvo a 60 °C bajo agitación magnética a 400 rpm durante 45 minutos. La formación de nanopartículas se evidenció por el cambio de coloración de amarillo pálido a pardo-rojizo. La suspensión resultante se filtró con papel Whatman No. 1 y se almacenó a 4 °C hasta su caracterización.

Caracterización espectroscópica (UV-Vis)

 

La caracterización se realizó en un espectrofotómetro Shimadzu UV-1900i. Se colocaron 2 mL de la suspensión de AgNPs en cubetas de cuarzo Hellma Analytics®, efectuando un barrido espectral de 200 a 800 nm con intervalo de paso de 1 nm y agua destilada como blanco. La presencia del pico de Resonancia de Plasmón Superficial (RPS) confirmó la formación de nanopartículas metálicas.

Análisis fitoquímico cualitativo

 

El análisis fitoquímico de los extractos acuoso, acidulado y etanólico se efectuó según métodos convencionales para detectar metabolitos secundarios. La presencia de saponinas se evaluó mediante la prueba de espuma, agitando 5 mL del extracto durante 30 segundos y observando la estabilidad de la espuma tras 10 minutos. Los compuestos fenólicos se identificaron mezclando 1 mL del extracto con tres gotas de FeCl₃ al 1 % y registrando cambios característicos de coloración. Los flavonoides se determinaron mediante la reacción de Shinoda, añadiendo un fragmento de magnesio metálico y HCl concentrado a 2 mL del extracto. Los taninos se detectaron agregando gelatina al 1 % y NaCl al 10 % a 2 mL del extracto, considerando positiva la formación de precipitado. Los azúcares reductores se evaluaron mediante la prueba de Fehling, calentando la mezcla a 90 °C durante cinco minutos y observando la formación de precipitado rojo ladrillo. Todas las pruebas se realizaron en duplicado con blanco de agua destilada.

Evaluación de la actividad antimicrobiana

 

La actividad antimicrobiana se evaluó frente a Escherichia coli ATCC 25922 mediante el método de difusión en disco. La cepa se reactivó en agar nutritivo BD Difco™ a 37 °C durante 24 horas y se ajustó a 0.5 McFarland con un densitómetro Grant Instruments® BioDenser 2. Las placas de Mueller-Hinton Agar fueron inoculadas con 100 µL del inóculo por extensión y se colocaron discos Whatman No. 1 impregnados con 20 µL de cada formulación de AgNPs. Se incluyeron control negativo (extracto sin nanopartículas) y positivo (gentamicina 10 µg). Las placas se incubaron a 37 °C durante 24 horas y los halos de inhibición se midieron con un vernier digital Mitutoyo®.

Análisis estadístico

 

Los datos obtenidos para absorbancia, longitud de onda, halos de inhibición y parámetros fisicoquímicos se procesaron mediante estadística descriptiva, reportando media ± desviación estándar (n = 3). El análisis se realizó utilizando el software R, versión 4.3.1 (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria). Todas las gráficas y cálculos asociados se generaron dentro del mismo entorno estadístico.

Ensayo de conservación pos cosecha en manzanas

 

El efecto conservante se evaluó en un diseño completamente al azar con tres tratamientos: control negativo (sin recubrimiento), control positivo (emulsión de cera de abejas) y tratamiento con la suspensión AgNPs-romero. La emulsión de cera se preparó fundiendo 5 g de cera de abejas BeeFarm® a 90 °C y emulsionándola con 250 mL de agua destilada hirviendo, agitando a 800 rpm durante 30 minutos. Las manzanas se desinfectaron con agua clorada (10 ppm), se secaron en flujo laminar Telstar Bio-II-A y se trató cada fruto con 1.5 mL de la formulación correspondiente mediante un atomizador Preval®. Tras un secado de 30 minutos a 25 ± 2 °C, los frutos se almacenaron durante 15 días a temperatura ambiente. Se evaluó pérdida de peso, firmeza (penetrómetro FT-327), pardeamiento superficial y apariencia visual, obteniéndose registros fotográficos con una cámara Canon EOS T7 bajo iluminación controlada.

Resultados

 

Caracterización visual y espectroscópica de nanopartículas de plata (AgNPs)

 

La síntesis verde de AgNPs utilizando extracto acuoso de Rosmarinus officinalis mostró una evidencia visual inmediata de reducción, reflejada en la transición del color amarillo pálido del extracto hacia tonalidades pardo-rojizas tras el proceso de calentamiento. Este cambio cromático es consistente con la formación de nanopartículas metálicas y se observó de forma homogénea en todas las formulaciones preparadas.

La caracterización mediante espectrofotometría UV-Visible presentó un pico bien definido de Resonancia de Plasmón Superficial (RPS) entre 415 y 443 nm, con variaciones dependientes de la proporción extracto-AgNO₃. Los espectros exhibieron curvas simétricas sin presencia de hombros laterales, lo cual sugiere una distribución relativamente homogénea del tamaño de partícula. La absorbancia máxima osciló entre 2.257 ± 0.011 y 2.334 ± 0.009, indicando una alta estabilidad coloidal.

Tabla 1.  Espectroscopía UV-Vis de AgNPs sintetizadas con diferentes proporciones extracto-AgNO₃
Extracto-AgNO₃ Longitud de onda (nm) Absorbancia (au)
10:5 440 ± 1 2.263 ± 0.012
5:5 424 ± 2 2.309 ± 0.010
10:5 (AA) 443 ± 1 2.257 ± 0.011
5:5 (AA) 426 ± 1 2.302 ± 0.014
10:5 (AE) 415 ± 3 2.334 ± 0.009
5:5 (AE) 418 ± 2 2.328 ± 0.011

AD = extracto destilado, AA = extracto acidulado, AE = extracto etanólico

Análisis fitoquímico cualitativo

 

El análisis fitoquímico preliminar evidenció la presencia de metabolitos secundarios relevantes para la síntesis verde de nanopartículas. En la Tabla 2 se presentan los resultados obtenidos mediante pruebas cualitativas para tres tipos de extractos (destilado, acidulado y etanólico).

Tabla 2.  Presencia de metabolitos secundarios en extractos de Rosmarinus officinalis
Metabolitos Extracto destilado (AD) Extracto acidulado (AA) Extracto etanólico (AE)
Saponinas + - +
Azúcares reductores + +++ +
Compuestos fenólicos +++ ++ +++
Flavonoides ++ ++ +++
Taninos ++ + +++
Terpenos + + ++

(+ = bajo; ++ = moderado; +++ = alto)

Estos resultados confirman diferencias en la disponibilidad de metabolitos reductores según el solvente utilizado, lo que concuerda con las variaciones espectrales observadas en la caracterización UV-Vis.

Actividad antimicrobiana de AgNPs frente a Escherichia coli ATCC 25922

 

La actividad antimicrobiana evaluada por el método de difusión en disco reveló halos de inhibición significativos para todas las formulaciones de AgNPs derivadas de los tres tipos de extractos. El extracto etanólico (AE) presentó los valores más altos, alcanzando halos de 16.2 ± 0.5 mm, mientras que los extractos destilados (AD) y acidulados (AA) mostraron actividades moderadas, entre 5.1 ± 0.3 mm y 11.8 ± 0.4 mm.

Tabla 3.  Actividad antimicrobiana de formulaciones AgNPs-romero frente a E. coli ATCC 25922
Tratamiento Halo (mm) Media ± DE Tukey (p ≤ 0.05)
AE 10:5 16 mm 16.2 ± 0.5 a
AE 5:5 14 mm 14.0 ± 0.6 a
AD 10:5 9 mm 9.1 ± 0.4 b
AD 5:5 6 mm 5.8 ± 0.3 b
AA 10:5 11 mm 11.8 ± 0.4 b
AA 5:5 5 mm 5.2 ± 0.2 b

El análisis estadístico mostró diferencias significativas entre tratamientos (ANOVA, p < 0.05). Las formulaciones provenientes del extracto etanólico mostraron la actividad antimicrobiana más elevada.

Conservación poscosecha de manzanas tratadas con AgNPs-romero

 

Durante el período de 15 días a temperatura ambiente, los frutos del grupo control negativo mostraron deterioro progresivo desde el día 5, caracterizado por pardeamiento superficial, pérdida de turgencia y aparición de manchas. El control positivo (cera de abejas) mostró retraso moderado del deterioro.

Las manzanas tratadas con la suspensión de AgNPs-romero mantuvieron sus características organolépticas durante todo el período experimental, con menor pérdida de peso y mayor firmeza respecto a los controles.

Tabla 4.  Evaluación fisicoquímica de manzanas durante almacenamiento (día 15)
Tratamiento Pérdida de Peso (%) Firmeza (n) Pardeamiento (0-4)
Control negativo 12.8 ± 0.7 52.1 ± 1.2 3.5 ± 0.2
Control positivo 8.4 ± 0.5 59.0 ± 1.0 2.6 ± 0.3
AgNPs-Romero 4.1 ± 0.4 67.8 ± 1.4 0.8 ± 0.1

El tratamiento AgNPs-romero presentó valores significativamente superiores en firmeza (p < 0.05) y en retención de peso, además de un pardeamiento sustancialmente menor.

Discusión

 

Los resultados obtenidos evidencian que los extractos de Rosmarinus officinalis poseen un notable potencial para la síntesis verde de nanopartículas de plata, lo que coincide con estudios que destacan la utilidad de compuestos naturales como alternativas sostenibles para la preservación y el control microbiano en alimentos (66. Karnwal, A.; Malik, T. Exploring the untapped potential of naturally occurring antimicrobial compounds: novel advancements in food preservation for enhanced safety and sustainability. Front. Sustain. Food Syst. 2024, 8, 1307210. Available from: doi: http://doi.org/10.3389/fsufs.2024.1307210. ). La presencia de metabolitos secundarios identificados en los extractos indica un papel relevante en los procesos de reducción y estabilización de nanopartículas, lo cual se alinea con reportes que atribuyen a los polifenoles y terpenoides una capacidad significativa para modular reacciones redox y favorecer la formación de estructuras nanoestructuradas estables (77. Liao, Z.; Ali, M.H.; Tu, D.; Xiong, S.; Suleiman, N. Public Acceptance on nanotechnology in edible food material: An Empirical Study from China. Int. J. Econ. Manag. 2025, 19, 67-84. Available from: doi: http://doi.org/10.47836/ijeam.19.1.05. ). El intervalo de picos de resonancia plasmónica observado en esta investigación (415-443 nm) es consistente con valores típicos descritos para nanopartículas de plata sintetizadas mediante extractos vegetales ricos en compuestos fenólicos (88. Flores-Villa, E.; Sáenz-Galindo, A.; Castañeda-Facio, A.O.; Narro-Céspedes, R.I. Romero (Rosmarinus Officinalis L.): Su origen, importancia y generalidades de sus metabolitos secundarios. TIP Rev. Espec. En Cienc. Quím.-Biológicas 2020, 23. Available from: doi: http://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2020.0.266. ). La variabilidad registrada entre los extractos acuosos y etanólicos se relaciona con diferencias en la composición fitoquímica extraída, fenómeno ampliamente reconocido en la literatura, donde la polaridad del solvente determina la eficiencia de extracción y la naturaleza de los metabolitos predominantes (99. Guidotti-Takeuchi, M.; De Morais Ribeiro, L.N.D.M.; Dos Santos, F.A.L.; Rossi, D.A.; Lucia, F.D.; De Melo, R.T. Essential oil-based nanoparticles as antimicrobial agents in the food industry. Microorganisms 2022, 10, 1504. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/microorganisms10081504. ). En cuanto a la actividad antimicrobiana, los halos de inhibición obtenidos frente a Escherichia coli confirman un efecto sinérgico entre los metabolitos del extracto y las nanopartículas de plata. Esta sinergia ha sido documentada previamente, donde la combinación de agentes polifenólicos con nanometales potencia los efectos de permeabilización de membranas, desestabilización estructural y generación de estrés oxidativo en microorganismos patógenos (1010. Colín-Álvarez, M.D.L.; Calderón-Domínguez, G.; Rojas-Candelas, L.E.; Rentería-Ortega, M. Revisión: Aplicación de la nanotecnología como innovación en recubrimientos alimentarios. Pädi Bol. Científico Cienc. Básicas E Ing. ICBI 2024, 12, 21-33. Available from: doi: http://doi.org/10.29057/icbi.v12iEspecial.12127. ). Además, la superioridad observada en los tratamientos basados en extractos etanólicos concuerda con estudios que señalan que los solventes orgánicos favorecen la extracción de compuestos con mayor actividad antioxidante y antimicrobiana (33. Adeyemi, J.O.; Fawole, O.A. Metal-based nanoparticles in food packaging and coating technologies: A Review. Biomolecules 2023, 13, 1092. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/biom13071092. ). El efecto conservante observado en manzanas frescas tratadas con la formulación híbrida AgNPs-extracto representa un resultado relevante para aplicaciones poscosecha.

La reducción en pardeamiento, pérdida de firmeza y aparición de daños microbiológicos se alinea con investigaciones que destacan la utilidad de recubrimientos bioactivos y nanopartículas metálicas para prolongar la calidad de frutas durante el almacenamiento (55. Solano-Doblado, L.G.; Alamilla-Beltrán, L.; Jiménez-Martínez, C. Películas y recubrimientos comestibles funcionalizados. TIP Rev. Espec. In Cienc. Quím.-Biológicas. 2018, 21, 30-42. Available from: doi: http://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2018.0.153. ). Esta evidencia es congruente con desarrollos recientes orientados hacia películas comestibles y recubrimientos funcionalizados capaces de incorporar agentes antimicrobianos y antioxidantes de origen natural (1010. Colín-Álvarez, M.D.L.; Calderón-Domínguez, G.; Rojas-Candelas, L.E.; Rentería-Ortega, M. Revisión: Aplicación de la nanotecnología como innovación en recubrimientos alimentarios. Pädi Bol. Científico Cienc. Básicas E Ing. ICBI 2024, 12, 21-33. Available from: doi: http://doi.org/10.29057/icbi.v12iEspecial.12127. ).

Finalmente, la nanotecnología aplicada a sistemas alimentarios continúa posicionándose como una estrategia con potencial significativo para la mejora de la inocuidad y la vida útil de productos perecibles. Sin embargo, es necesario considerar aspectos relacionados con estabilidad, migración y percepción del consumidor para su futura implementación industrial. Estudios recientes enfatizan la importancia de evaluar estos factores como parte del desarrollo responsable de tecnologías basadas en nanopartículas para uso alimentario (99. Guidotti-Takeuchi, M.; De Morais Ribeiro, L.N.D.M.; Dos Santos, F.A.L.; Rossi, D.A.; Lucia, F.D.; De Melo, R.T. Essential oil-based nanoparticles as antimicrobial agents in the food industry. Microorganisms 2022, 10, 1504. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/microorganisms10081504. ).

Conclusiones

 

Los resultados obtenidos demuestran que el extracto de officinalis constituye un agente bioactivo eficaz para la síntesis verde de nanopartículas de plata, gracias a su riqueza en polifenoles, flavonoides y otros metabolitos secundarios capaces de reducir y estabilizar iones metálicos sin necesidad de emplear reactivos químicos agresivos. Las AgNPs generadas presentaron características ópticas consistentes con nanopartículas bien formadas y estables, con picos de resonancia plasmónica en el rango característico para plata sintetizada mediante especies vegetales.

La evaluación antimicrobiana evidenció que las formulaciones híbridas extracto AgNPs ejercen una actividad inhibitoria significativa frente a Escherichia coli, confirmando un efecto sinérgico entre los compuestos fitoquímicos del extracto y la acción biocida de la plata. Este comportamiento se reforzó en los tratamientos obtenidos con extracto etanólico, los cuales presentaron halos de inhibición superiores y mayor consistencia en la respuesta microbiana.

En la aplicación poscosecha, la incorporación de estas nanopartículas en tratamientos superficiales de manzanas frescas permitió reducir el pardeamiento, disminuir la pérdida de firmeza y limitar la colonización microbiana visible durante el almacenamiento, extendiendo la estabilidad del fruto y su apariencia comercial. Estos hallazgos respaldan el potencial de las AgNPs de origen vegetal como alternativa natural y sostenible para la conservación de frutas perecibles.

En conjunto, el estudio confirma la viabilidad técnica de integrar extractos de romero y nanopartículas de plata obtenidas mediante síntesis verde en estrategias de preservación poscosecha, ofreciendo una opción funcional con propiedades antimicrobianas y antioxidantes que podría sustituir parcial o totalmente a los conservantes sintéticos. Para avanzar hacia una implementación industrial, se recomienda profundizar en análisis de migración, estabilidad a largo plazo, evaluación toxicológica y aceptación del consumidor, con el fin de garantizar la inocuidad y sostenibilidad de su uso en sistemas alimentarios reales.

Bibliografía

 

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4. Pardo, L.; Arias, J.; Molleda, P. Elaboración de nanopartículas de plata sintetizadas a partir de extracto de hojas de romero (Rosmarinus Officinalis L.) y su uso como conservante. La Granja 2021, 35. Available from: doi: http://doi.org/10.17163/lgr.n35.2022.04.

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7. Liao, Z.; Ali, M.H.; Tu, D.; Xiong, S.; Suleiman, N. Public Acceptance on nanotechnology in edible food material: An Empirical Study from China. Int. J. Econ. Manag. 2025, 19, 67-84. Available from: doi: http://doi.org/10.47836/ijeam.19.1.05.

8. Flores-Villa, E.; Sáenz-Galindo, A.; Castañeda-Facio, A.O.; Narro-Céspedes, R.I. Romero (Rosmarinus Officinalis L.): Su origen, importancia y generalidades de sus metabolitos secundarios. TIP Rev. Espec. En Cienc. Quím.-Biológicas 2020, 23. Available from: doi: http://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2020.0.266.

9. Guidotti-Takeuchi, M.; De Morais Ribeiro, L.N.D.M.; Dos Santos, F.A.L.; Rossi, D.A.; Lucia, F.D.; De Melo, R.T. Essential oil-based nanoparticles as antimicrobial agents in the food industry. Microorganisms 2022, 10, 1504. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/microorganisms10081504.

10. Colín-Álvarez, M.D.L.; Calderón-Domínguez, G.; Rojas-Candelas, L.E.; Rentería-Ortega, M. Revisión: Aplicación de la nanotecnología como innovación en recubrimientos alimentarios. Pädi Bol. Científico Cienc. Básicas E Ing. ICBI 2024, 12, 21-33. Available from: doi: http://doi.org/10.29057/icbi.v12iEspecial.12127.

Cultivos Tropicales Vol. 47, No. 1, enero-marzo 2026, ISSN: 1819-4087
 
Original article

Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) using Rosmarinus officinalis extract and evaluation of their preservative effect on Malus domestica

 

iDViviana Lorena Sánchez Vásquez1Universidad Estatal de Milagro. Cdla Universitaria Dr. Rómulo Minchala Murillo - Km 1.5 vía Milagro - Virgen de Fátima, Milagro, Guayas, Ecuador, 091050.*✉:vsanchezv@unemi.edu.ec

iDYessenia Beatriz Sarango Ortega1Universidad Estatal de Milagro. Cdla Universitaria Dr. Rómulo Minchala Murillo - Km 1.5 vía Milagro - Virgen de Fátima, Milagro, Guayas, Ecuador, 091050.

iDJosé Humberto Vera Rodríguez2Universidad Agraria del Ecuador UAE. Vía Puerto Marítimo - Avenida 25 de Julio y Pío Jaramillo (Campus principal) Guayaquil, Guayas, Ecuador, 091307.


1Universidad Estatal de Milagro. Cdla Universitaria Dr. Rómulo Minchala Murillo - Km 1.5 vía Milagro - Virgen de Fátima, Milagro, Guayas, Ecuador, 091050.

2Universidad Agraria del Ecuador UAE. Vía Puerto Marítimo - Avenida 25 de Julio y Pío Jaramillo (Campus principal) Guayaquil, Guayas, Ecuador, 091307.

 

*Author for correspondence: vsanchezv@unemi.edu.ec

Abstract

Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) using plant extracts represents a sustainable approach for food preservation applications. In this study, aqueous and ethanolic extracts of Rosmarinus officinalis were employed as reducing and stabilizing agents for the formation of AgNPs, which were characterized by UV-Vis spectroscopy, showing surface plasmon resonance peaks between 415 and 443 nm. Phytochemical screening confirmed the presence of key bioactive metabolites, polyphenols, flavonoids, tannins, and saponins that supported nanoparticle formation and stability. Antimicrobial activity, assessed through disk diffusion against Escherichia coli ATCC 25922, revealed larger inhibition zones in ethanolic formulations, indicating a synergistic effect between extract constituents and AgNPs. When applied to Malus domestica fruits, the hybrid extract AgNPs system effectively reduced browning, firmness loss, and microbial deterioration during 15 days of storage. These findings highlight the potential of naturally derived AgNPs as a functional and sustainable alternative for extending the shelf life of fresh fruits and enhancing postharvest preservation technologies.

Key words: 
green synthesis, postharvest preservation, antimicrobial activity, phytochemicals

Introduction

 

The search for natural alternatives for the preservation of fresh foods has gained increasing relevance in recent years, driven by the demand for “clean label” products and by global concern regarding the rise of microorganisms resistant to conventional antimicrobial treatments (11. Novais, C.; Molina, A.K.; Abreu, R.M.V.; Santo-Buelga, C.; Ferreira, I.C.F.R.; Pereira, C.; Barros, L. Natural l. J. Agric. Food Chem. 2022, 70, 2789-2805. Available from: doi: http://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c07533. ). This issue has motivated interest in bioactive matrices of plant origin, recognized for their safety, availability, and compatibility with food systems. Among them, rosemary (Rosmarinus officinalis) stands out due to its high content of secondary metabolites such as polyphenols, flavonoids, and terpenoids, which are widely documented for their antioxidant and antimicrobial activities (22. Meziane, H.; Zraibi, L.; Albusayr, R.; Bitari, A.; Oussaid, A.; Hammouti, B.; Touzani, R. Rosmarinus Officinalis Linn. Unveiling its multifaceted nature in nutrition, diverse applications, and advanced extraction methods. J. Umm Al-Qura Univ. Appl. Sci. 2025, 11, 9-37. Available from: doi: http://doi.org/10.1007/s43994-024-00144-y. ). These characteristics make this species a promising source for the development of functional agents aimed at the preservation of fruits and vegetables.

In parallel, advances in nanotechnology have enabled the generation of materials with antimicrobial properties significantly superior to those of their conventional counterparts. Silver nanoparticles (AgNPs) are particularly relevant due to their ability to interact with cell membranes, structural proteins, and essential intracellular components, causing alterations in critical metabolic processes of bacteria and fungi (33. Adeyemi, J.O.; Fawole, O.A. Metal-based nanoparticles in food packaging and coating technologies: A Review. Biomolecules 2023, 13, 1092. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/biom13071092. ). However, traditional methods of nanoparticle synthesis, such as chemical reduction with sodium borohydride, citrate synthesis, or pyrolysis of metallic salts, often involve the use of toxic reagents, high temperatures, or the generation of environmentally harmful by-products, which limits their direct application in edible matrices (44. Pardo, L.; Arias, J.; Molleda, P. Elaboración de nanopartículas de plata sintetizadas a partir de extracto de hojas de romero (Rosmarinus Officinalis L.) y su uso como conservante. La Granja 2021, 35. Available from: doi: http://doi.org/10.17163/lgr.n35.2022.04. ).

In this context, green synthesis based on plant extracts constitutes a sustainable strategy that allows the production of nanoparticles through biological reduction and stabilization mechanisms, avoiding the use of hazardous substances and reducing the environmental impact of the process (44. Pardo, L.; Arias, J.; Molleda, P. Elaboración de nanopartículas de plata sintetizadas a partir de extracto de hojas de romero (Rosmarinus Officinalis L.) y su uso como conservante. La Granja 2021, 35. Available from: doi: http://doi.org/10.17163/lgr.n35.2022.04. ). The phytochemical compounds present in plant extracts not only facilitate nanoparticle formation but also provide additional bioactive properties, generating hybrid systems of interest for postharvest preservation. The combination of AgNPs with polyphenol-rich extracts can enhance the antimicrobial and antioxidant activity of the resulting material, favoring its application as a natural coating for highly perishable fruits.

Fresh apples (Malus domestica) exhibit marked susceptibility to physiological and microbial deterioration during storage, manifested through processes such as browning, loss of firmness, and colonization by environmental bacteria. These factors represent a challenge for the distribution and commercialization chain. The incorporation of bioactive agents in the form of films, coatings, or surface-applied suspensions has shown potential to extend their shelf life, especially when combining antioxidant and antimicrobial inhibition mechanisms (55. Solano-Doblado, L.G.; Alamilla-Beltrán, L.; Jiménez-Martínez, C. Películas y recubrimientos comestibles funcionalizados. TIP Rev. Espec. In Cienc. Quím.-Biológicas. 2018, 21, 30-42. Available from: doi: http://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2018.0.153. ).

Within this framework, the use of nanoparticles obtained through green synthesis emerges as a promising alternative for the control of pathogens such as Escherichia coli, a microorganism of importance in food safety. The integration of plant extracts with metallic nanoparticles opens new avenues to improve the stability, functionality, and antimicrobial performance of natural preservatives, reducing dependence on synthetic additives and incorporating principles aligned with sustainability. A comprehensive analysis of these hybrid systems makes it possible to identify their capacity to mitigate microbial and physiological deterioration in fresh products, contributing to the development of safer, more efficient, and environmentally responsible postharvest technologies.

Materials and Methods

 

Plant, Fruit Materials, and Reagents

 

Fresh leaves of Rosmarinus officinalis were purchased at “La Dolorosa” market (Milagro, Ecuador), selecting only material with uniform green coloration, free of necrosis or mechanical damage. Plant material was transported in thermal containers at 4 °C and processed within two hours of acquisition. Apples (Malus domestica var. “Anna”) were obtained from Tía supermarket (Babahoyo, Ecuador) and selected for uniform size (145-165 g), firmness ≥ 70 N measured with a FruitTest FT-327 penetrometer, uniform maturity, and absence of coatings, verified by hot water solubility test (60 °C, 30 s). Silver nitrate (AgNO₃, 99.8 %, Loba Chemie®), sodium hypochlorite (Merck®), ethanol 96 % (Quifatex®), phytochemical analysis reagents (Sigma-Aldrich®), Mueller-Hinton Agar (Oxoid®), and nutrient agar BD Difco™ were used. Pyrex® glassware, Falcon® tubes, and Whatman No. 1 discs were sterilized in a Tomy SX-500E autoclave.

Preparation of Rosmarinus officinalis extract

 

Leaves were washed with potable water and disinfected with 0.1 % sodium hypochlorite for 10 min, followed by three rinses with sterile distilled water. Plant material was ground with an Oster® 600 W electric grinder to obtain particles of 1-3 mm. For the first decoction, 150 g of ground material were heated with 300 mL distilled water in a Memmert WNB14 water bath at 95 ± 2 °C for 25 min. The mixture was hot-filtered with sterile gauze. Subsequently, 150 g of additional ground leaves were added to the filtrate and the decoction process was repeated. The combined extract was concentrated on a Thermo Scientific™ Cimarec+ hot plate at 60 °C for 20-25 min until reaching a final volume of 150 mL, and stored in amber Schott® bottles at 4 °C for up to 48 h.

Green synthesis of silver nanoparticles

 

AgNPs were synthesized by mixing 50 mL of concentrated plant extract with 50 mL of 0.02 M aqueous AgNO₃ solution in a sterile Erlenmeyer flask. The reaction was maintained at 60 °C under magnetic stirring at 400 rpm for 45 min. Nanoparticle formation was evidenced by a color change from pale yellow to reddish-brown. The resulting suspension was filtered with Whatman No. 1 paper and stored at 4 °C until characterization.

Spectroscopic Characterization (UV-Vis)

 

Characterization was performed using a Shimadzu UV-1900i spectrophotometer. Two milliliters of AgNP suspension were placed in Hellma Analytics® quartz cuvettes, and a spectral scan from 200 to 800 nm was carried out with 1 nm step interval, using distilled water as blank. The presence of the Surface Plasmon Resonance (SPR) peak confirmed the formation of metallic nanoparticles.

Qualitative phytochemical analysis

 

Phytochemical analysis of aqueous, acidified, and ethanolic extracts was performed using conventional methods to detect secondary metabolites.

Saponins: Foam test, shaking 5 mL extract for 30 s and observing foam stability after 10 min.

Phenolic compounds: Mixing 1 mL extract with three drops of 1 % FeCl₃ and recording characteristic color changes.

Flavonoids: Shinoda reaction, adding a fragment of metallic magnesium and concentrated HCl to 2 mL extract.

Tannins: Adding 1 % gelatin and 10 % NaCl to 2 mL extract, considering precipitate formation as positive.

Reducing sugars: Fehling’s test, heating the mixture at 90 °C for 5 min and observing brick-red precipitate formation.

All tests were performed in duplicate with distilled water as blank.

Antimicrobial activity evaluation

 

Antimicrobial activity was evaluated against Escherichia coli ATCC 25922 using the disk diffusion method. The strain was reactivated in BD Difco™ nutrient agar at 37 °C for 24 h and adjusted to 0.5 McFarland standard with a Grant Instruments® BioDenser 2 densitometer. Mueller-Hinton Agar plates were inoculated with 100 µL of inoculum by spread technique, and Whatman No. 1 discs impregnated with 20 µL of each AgNP formulation were placed. Negative control (extract without nanoparticles) and positive control (gentamicin 10 µg) were included. Plates were incubated at 37 °C for 24 h, and inhibition zones were measured with a Mitutoyo® digital caliper.

Statistical analysis

 

Data obtained for absorbance, wavelength, inhibition zones, and physicochemical parameters were processed using descriptive statistics, reporting mean ± standard deviation (n = 3). Analysis was performed with R software, version 4.3.1 (R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria). All graphs and associated calculations were generated within the same statistical environment.

Postharvest preservation trial in apples

 

The preservative effect was evaluated in a completely randomized design with three treatments: negative control (no coating), positive control (beeswax emulsion), and treatment with AgNP-rosemary suspension. The beeswax emulsion was prepared by melting 5 g of BeeFarm® beeswax at 90 °C and emulsifying with 250 mL of boiling distilled water, stirring at 800 rpm for 30 min. Apples were disinfected with chlorinated water (10 ppm), dried in a Telstar Bio-II-A laminar flow cabinet, and each fruit was treated with 1.5 mL of the corresponding formulation using a Preval® atomizer. After drying for 30 min at 25 ± 2 °C, fruits were stored for 15 days at room temperature. Weight loss, firmness (FT-327 penetrometer), surface browning, and visual appearance were evaluated, with photographic records obtained using a Canon EOS T7 camera under controlled lighting.

Results

 

Visual and spectroscopic characterization of silver nanoparticles (AgNPs)

 

The green synthesis of AgNPs using aqueous extract of Rosmarinus officinalis showed immediate visual evidence of reduction, reflected in the transition from the pale yellow color of the extract to reddish-brown shades after the heating process. This chromatic change is consistent with the formation of metallic nanoparticles and was observed homogeneously across all prepared formulations.

Characterization by UV-Visible spectrophotometry presented a well-defined Surface Plasmon Resonance (SPR) peak between 415 and 443 nm, with variations depending on the extract-AgNO₃ ratio. The spectra exhibited symmetric curves without lateral shoulders, suggesting a relatively homogeneous particle size distribution. The maximum absorbance ranged from 2.257 ± 0.011 to 2.334 ± 0.009, indicating high colloidal stability.

Table 1.  UV-Vis spectroscopy of AgNPs synthesized with different extract-AgNO₃ ratios
Extract-AgNO₃ Wavelength (nm) Absorbance (au)
10:5 440 ± 1 2.263 ± 0.012
5:5 424 ± 2 2.309 ± 0.010
10:5 (AA) 443 ± 1 2.257 ± 0.011
5:5 (AA) 426 ± 1 2.302 ± 0.014
10:5 (AE) 415 ± 3 2.334 ± 0.009
5:5 (AE) 418 ± 2 2.328 ± 0.011

AD = distilled extract, AA = acidulated extract, AE = ethanolic extract

Qualitative phytochemical analysis

 

The preliminary phytochemical analysis revealed the presence of secondary metabolites relevant to the green synthesis of nanoparticles. Table 2 presents the results obtained through qualitative tests for three types of extracts (distilled, acidulated, and ethanolic).

Table 2.  Presence of secondary metabolites in Rosmarinus officinalis extracts
Metabolites Distilled extract (AD) Acidulated extract (AA) Ethanolic extract (AE)
Saponins + - +
Reducing sugars + +++ +
Phenolic compounds +++ ++ +++
Flavonoids ++ ++ +++
Tannins ++ + +++
Terpenes + + ++

(+ = low; ++ = moderate; +++ = high)

These results confirm differences in the availability of reducing metabolites depending on the solvent used, which is consistent with the spectral variations observed in the UV-Vis characterization.

Antimicrobial activity of AgNPs against Escherichia coli ATCC 25922

 

The antimicrobial activity evaluated by the disk diffusion method revealed significant inhibition zones for all AgNP formulations derived from the three types of extracts. The ethanolic extract (AE) showed the highest values, reaching inhibition zones of 16.2 ± 0.5 mm, while the distilled (AD) and acidulated (AA) extracts exhibited moderate activities, ranging between 5.1 ± 0.3 mm and 11.8 ± 0.4 mm.

Table 3.  Antimicrobial Activity of AgNP-Rosemary fomulations against E. coli ATCC 25922
Treatment Inhibition Zone (mm) Mean ± SD Tukey (p ≤ 0.05)
AE 10:5 16 mm 16.2 ± 0.5 a
AE 5:5 14 mm 14.0 ± 0.6 a
AD 10:5 9 mm 9.1 ± 0.4 b
AD 5:5 6 mm 5.8 ± 0.3 b
AA 10:5 11 mm 11.8 ± 0.4 b
AA 5:5 5 mm 5.2 ± 0.2 b

The statistical analysis showed significant differences among treatments (ANOVA, p < 0.05). The formulations derived from the ethanolic extract exhibited the highest antimicrobial activity.

Postharvest preservation of apples treated with AgNP-Rosemary

 

During the 15-day period at room temperature, the fruits in the negative control group showed progressive deterioration starting on day 5, characterized by surface browning, loss of turgor, and the appearance of spots. The positive control (beeswax) exhibited a moderate delay in deterioration. Apples treated with the AgNP-rosemary suspension maintained their organoleptic characteristics throughout the experimental period, with lower weight loss and greater firmness compared to the controls.

Table 4.  Physicochemical evaluation of apples during storage (day 15)
Treatment Weight Loss (%) Firmness (n) Browning (0-4)
Negative control 12.8 ± 0.7 52.1 ± 1.2 3.5 ± 0.2
Positive control 8.4 ± 0.5 59.0 ± 1.0 2.6 ± 0.3
AgNPs-Rosemary 4.1 ± 0.4 67.8 ± 1.4 0.8 ± 0.1

The AgNP-rosemary treatment showed significantly higher values in firmness (p < 0.05) and weight retention, in addition to substantially lower browning

Discussion

 

The results demonstrate that Rosmarinus officinalis extracts possess remarkable potential for the green synthesis of silver nanoparticles, which is consistent with studies highlighting the usefulness of natural compounds as sustainable alternatives for food preservation and microbial control (66. Karnwal, A.; Malik, T. Exploring the untapped potential of naturally occurring antimicrobial compounds: novel advancements in food preservation for enhanced safety and sustainability. Front. Sustain. Food Syst. 2024, 8, 1307210. Available from: doi: http://doi.org/10.3389/fsufs.2024.1307210. ). The presence of secondary metabolites identified in the extracts indicates a relevant role in nanoparticle reduction and stabilization processes, aligning with reports that attribute to polyphenols and terpenoids a significant capacity to modulate redox reactions and promote the formation of stable nanostructured assemblies (77. Liao, Z.; Ali, M.H.; Tu, D.; Xiong, S.; Suleiman, N. Public Acceptance on nanotechnology in edible food material: An Empirical Study from China. Int. J. Econ. Manag. 2025, 19, 67-84. Available from: doi: http://doi.org/10.47836/ijeam.19.1.05. ). The range of plasmon resonance peaks observed in this study (415-443 nm) is consistent with typical values described for silver nanoparticles synthesized using plant extracts rich in phenolic compounds (88. Flores-Villa, E.; Sáenz-Galindo, A.; Castañeda-Facio, A.O.; Narro-Céspedes, R.I. Romero (Rosmarinus Officinalis L.): Su origen, importancia y generalidades de sus metabolitos secundarios. TIP Rev. Espec. En Cienc. Quím.-Biológicas 2020, 23. Available from: doi: http://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2020.0.266. ). The variability recorded between aqueous and ethanolic extracts is related to differences in the phytochemical composition extracted, a phenomenon widely recognized in the literature, where solvent polarity determines extraction efficiency and the nature of predominant metabolites (99. Guidotti-Takeuchi, M.; De Morais Ribeiro, L.N.D.M.; Dos Santos, F.A.L.; Rossi, D.A.; Lucia, F.D.; De Melo, R.T. Essential oil-based nanoparticles as antimicrobial agents in the food industry. Microorganisms 2022, 10, 1504. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/microorganisms10081504. ). Regarding antimicrobial activity, the inhibition zones obtained against Escherichia coli confirm a synergistic effect between extract metabolites and silver nanoparticles. This synergy has been previously documented, where the combination of polyphenolic agents with nanometals enhances membrane permeabilization, structural destabilization, and oxidative stress generation in pathogenic microorganisms (1010. Colín-Álvarez, M.D.L.; Calderón-Domínguez, G.; Rojas-Candelas, L.E.; Rentería-Ortega, M. Revisión: Aplicación de la nanotecnología como innovación en recubrimientos alimentarios. Pädi Bol. Científico Cienc. Básicas E Ing. ICBI 2024, 12, 21-33. Available from: doi: http://doi.org/10.29057/icbi.v12iEspecial.12127. ). Moreover, the superiority observed in treatments based on ethanolic extracts is consistent with studies indicating that organic solvents favor the extraction of compounds with greater antioxidant and antimicrobial activity (33. Adeyemi, J.O.; Fawole, O.A. Metal-based nanoparticles in food packaging and coating technologies: A Review. Biomolecules 2023, 13, 1092. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/biom13071092. ). The preservative effect observed in fresh apples treated with the hybrid AgNP-extract formulation represents a relevant outcome for postharvest applications. The reduction in browning, firmness loss, and microbial damage aligns with research highlighting the usefulness of bioactive coatings and metallic nanoparticles to prolong fruit quality during storage (55. Solano-Doblado, L.G.; Alamilla-Beltrán, L.; Jiménez-Martínez, C. Películas y recubrimientos comestibles funcionalizados. TIP Rev. Espec. In Cienc. Quím.-Biológicas. 2018, 21, 30-42. Available from: doi: http://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2018.0.153. ). This evidence is consistent with recent developments aimed at edible films and functionalized coatings capable of incorporating natural antimicrobial and antioxidant agents (1010. Colín-Álvarez, M.D.L.; Calderón-Domínguez, G.; Rojas-Candelas, L.E.; Rentería-Ortega, M. Revisión: Aplicación de la nanotecnología como innovación en recubrimientos alimentarios. Pädi Bol. Científico Cienc. Básicas E Ing. ICBI 2024, 12, 21-33. Available from: doi: http://doi.org/10.29057/icbi.v12iEspecial.12127. ). Finally, nanotechnology applied to food systems continues to position itself as a strategy with significant potential to improve the safety and shelf life of perishable products. However, aspects related to stability, migration, and consumer perception must be considered for future industrial implementation. Recent studies emphasize the importance of evaluating these factors as part of the responsible development of nanoparticle-based technologies for food use (99. Guidotti-Takeuchi, M.; De Morais Ribeiro, L.N.D.M.; Dos Santos, F.A.L.; Rossi, D.A.; Lucia, F.D.; De Melo, R.T. Essential oil-based nanoparticles as antimicrobial agents in the food industry. Microorganisms 2022, 10, 1504. Available from: doi: http://doi.org/10.3390/microorganisms10081504. ).

Conclusions

 

Rosmarinus officinalis extract constitutes an effective bioactive agent for the green synthesis of silver nanoparticles, due to its richness in polyphenols, flavonoids, and other secondary metabolites capable of reducing and stabilizing metal ions without the need for aggressive chemical reagents. The AgNPs generated exhibited optical characteristics consistent with well-formed and stable nanoparticles, with plasmon resonance peaks within the characteristic range for silver synthesized using plant species.

The antimicrobial evaluation revealed that the hybrid extract-AgNP formulations exerted significant inhibitory activity against Escherichia coli, confirming a synergistic effect between the phytochemical compounds of the extract and the biocidal action of silver. This behavior was reinforced in treatments obtained with ethanolic extract, which showed larger inhibition zones and greater consistency in microbial response.

In postharvest application, the incorporation of these nanoparticles into surface treatments of fresh apples reduced browning, decreased firmness loss, and limited visible microbial colonization during storage, thereby extending fruit stability and commercial appearance. These findings support the potential of plant-derived AgNPs as a natural and sustainable alternative for the preservation of perishable fruits. Overall, the study confirms the technical feasibility of integrating rosemary extracts and silver nanoparticles obtained through green synthesis into postharvest preservation strategies, offering a functional option with antimicrobial and antioxidant properties that could partially or fully replace synthetic preservatives. To advance toward industrial implementation, further studies are recommended on migration analysis, long-term stability, toxicological evaluation, and consumer acceptance, in order to ensure the safety and sustainability of their use in real food systems.