研究发现橄榄油厂废水在生物农药中的应用潜力

《植物应激》（Plant Stress）期刊上发表的一项最新研究表明，橄榄加工废水中的一种生物活性化合物在开发生物杀虫剂方面可能具有商业应用价值。 

来自罗马第一大学和意大利新技术、能源与可持续经济发展国家局的研究人员在橄榄加工厂的废水中鉴定出一种源自果胶的寡半乳糖醛酸酯，其聚合度在 10 到 17 之间。

寡半乳醛酸酯通过细胞壁触发植物的免疫系统，激活防御反应，并增强植物对某些病原体的抵抗力。此前，这些分子从未从橄榄加工厂的废水中分离出来。

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研究人员利用转基因拟南芥幼苗证实，所提取的寡半乳醛酸苷确实触发了预期的防御反应，包括钙离子浓度的升高——钙离子作为细胞内信使，在植物防御信号传导通路中起着关键作用。 

该研究是科研人员为提升橄榄油生产副产品（尤其是橄榄油厂废水）附加值所做持续努力的一部分。据估计，地中海盆地的橄榄油厂每年产生约 300 亿升废水。

虽然橄榄果渣副产品被认为易于回收，但它们在食品工业中被广泛用于生产橄榄果渣油和可再生能源。橄榄油厂废水则带来了更多挑战。

这种废水呈强酸性，含有高浓度的难降解化学物质，包括木质素和单宁，这些物质需要大量氧气才能生物降解。

因此，橄榄油厂废水被视为一种严重的环境污染物，大多数国家都禁止未经处理直接排放。

“另一方面，橄榄油厂废水含有多种具有已证实抗菌特性的宝贵酚类化合物（例如黄酮类、羟基三苯酚、 橄榄苦苷），橄榄加工厂废水副产品作为生物杀菌剂对各种微生物病原体也十分有效，”研究人员写道。

“然而，这种液体废物作为植物防御反应诱导剂的作用尚未得到研究，”他们补充道。

研究人员利用切向流膜过滤技术，从橄榄油厂废水中分离出了寡半乳糖苷。

“切向流膜过滤是生物加工中的一种强有力工具， 它能够将活性生物分子分离并浓缩到特定的分子池中，例如蛋白质、糖类和次级代谢物，”研究人员写道。 

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“通过使用复杂混合物进行过滤，切向流膜过滤在保留目标分子的同时，能有效去除杂质，”他们补充道。

研究人员强调，该方法无需使用化学溶剂，且可从实验室环境进行规模化应用，从而使大型橄榄油厂能够采用该技术。他们补充道，这一发现有望为橄榄油生产商提供新的收入来源。 

寡半乳醛酸酯已被欧盟认可用于商业植物保护产品，欧盟已设定目标，计划到2030年将合成农药的使用量减少50%。

根据 Industry Research Reports 的市场调研，2023 年全球生物农药市场规模为 61 亿美元（56 亿欧元），预计到 2030 年将达到 115 亿美元（101 亿欧元）。 

“本文所述的富含寡半乳糖苷的馏分，适合用作一种新型生物杀虫剂， 有助于提升橄榄油产业的环境与经济可持续性，”研究人员写道。 

“我们为针对具有农艺价值的植物开展田间试验铺平了道路，旨在利用这些副产品作为可持续的天然植物-保护剂，用于防治导致经济重要作物发生毁灭性疾病的病原体，这符合农业循环经济的理念，”他们补充道。

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