Μελέτη βρίσκει δυνατότητες για τα λύματα των ελαιοτριβείων σε βιοφυτοφάρμακα

Περίληψη

Ερευνητές εντόπισαν ολιγογαλακτουρονίδια που προέρχονται από πηκτίνη σε λύματα ελαιοτριβείων, τα οποία μπορούν να ενεργοποιήσουν το ανοσοποιητικό σύστημα ενός φυτού και να χρησιμοποιηθούν στην ανάπτυξη βιοφυτοφαρμάκων. Η μελέτη υπογραμμίζει την πιθανή εμπορική εφαρμογή αυτών των ενώσεων, η οποία θα μπορούσε να αποτελέσει μια νέα πηγή εσόδων για τους παραγωγούς ελαιολάδου και να συμβάλει στην περιβαλλοντική βιωσιμότητα στη γεωργία.

A πρόσφατος μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Plant Stress υποδηλώνει ότι μια βιοδραστική ένωση στα λύματα των ελαιοτριβείων μπορεί να έχει εμπορική εφαρμογή στην ανάπτυξη βιοφυτοφαρμάκων. 

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Sapienza της Ρώμης και την Ιταλική Εθνική Υπηρεσία για τις Νέες Τεχνολογίες, την Ενέργεια και την Αειφόρο Οικονομική Ανάπτυξη εντόπισαν ολιγογαλακτουρονίδια που προέρχονται από την πηκτίνη με βαθμό πολυμερισμού μεταξύ δέκα και 17 στα λύματα του ελαιοτριβείου.

Τα ολιγογαλακτουρονίδια ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα ενός φυτού μέσω του κυτταρικού τοιχώματος, ενεργοποιώντας αμυντικές αποκρίσεις και αντίσταση έναντι ορισμένων παθογόνων. Τα μόρια δεν είχαν προηγουμένως διαχωριστεί από τα λύματα των ελαιοτριβείων.

Χρησιμοποιώντας διαγονιδιακά σπορόφυτα Arabidopsis, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι τα εκχυλισμένα ολιγογαλακτουρονίδια πυροδότησαν τις αναμενόμενες αμυντικές αποκρίσεις, συμπεριλαμβανομένων των αυξημένων ιόντων ασβεστίου, τα οποία είναι ενδοκυτταρικοί αγγελιοφόροι κρίσιμοι στις οδούς σηματοδότησης της άμυνας των φυτών. 

Η μελέτη αποτελεί μέρος των συνεχιζόμενων προσπαθειών των ερευνητών να προσθέσουν αξία στα υποπροϊόντα παραγωγής ελαιολάδου, ιδίως στα λύματα των ελαιοτριβείων. Υπολογίζεται ότι 30 δισεκατομμύρια λίτρα λυμάτων παράγονται ετησίως από τα ελαιοτριβεία στη λεκάνη της Μεσογείου.

Ενώ τα υποπροϊόντα του πυρηνελαίου θεωρούνται εύκολα ανακυκλώσιμα, χρησιμοποιούνται ευρέως στην βιομηχανία τροφίμων, παράγοντας πυρηνέλαιο  ανανεώσιμες πηγές ενέργειαςΤα λύματα των ελαιοτριβείων παρουσιάζουν περισσότερες προκλήσεις.

Τα λύματα είναι ιδιαίτερα όξινα με υψηλές συγκεντρώσεις ανθεκτικών χημικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των λιγνινών και των τανινών, οι οποίες απαιτούν σημαντικές ποσότητες οξυγόνου για να βιοαποικοδομηθούν.

Ως εκ τούτου, τα λύματα των ελαιοτριβείων θεωρούνται σημαντικός περιβαλλοντικός ρύπος, με τις περισσότερες χώρες να απαγορεύουν την απόρριψή τους χωρίς επεξεργασία.

"Από την άλλη πλευρά, τα λύματα των ελαιοτριβείων περιέχουν ένα ευρύ φάσμα πολύτιμων φαινολικές ενώσεις με αποδεδειγμένες αντιμικροβιακές ιδιότητες (π.χ. φλαβονοειδή, υδροξυτρυροσόλη, oleuropein) και τα υποπροϊόντα των λυμάτων των ελαιοτριβείων είναι αποτελεσματικά ως βιοφυτοφάρμακα κατά διαφόρων μικροβιακών παθογόνων», έγραψαν οι ερευνητές.

"Ωστόσο, η επίδραση αυτών των υγρών αποβλήτων ως παράγοντα αμυντικών αποκρίσεων των φυτών δεν έχει ακόμη διερευνηθεί», πρόσθεσαν.

Χρησιμοποιώντας διήθηση μεμβράνης εφαπτομενικής ροής, οι ερευνητές διαχώρισαν τα ολιγογαλακτουρονίδια από τα λύματα του ελαιοτριβείου.

"«Η διήθηση μεμβράνης εφαπτομενικής ροής είναι ένα ισχυρό εργαλείο στη βιοεπεξεργασία, επιτρέποντας τον διαχωρισμό και τη συγκέντρωση ενεργών βιομορίων σε συγκεκριμένες μοριακές ομάδες, όπως πρωτεΐνες, σάκχαρα και δευτερογενείς μεταβολίτες», έγραψαν οι ερευνητές. 

"«Χρησιμοποιώντας σύνθετα μείγματα για διήθηση, η διήθηση μεμβράνης εφαπτομενικής ροής απομακρύνει αποτελεσματικά τις ακαθαρσίες διατηρώντας παράλληλα τα επιθυμητά μόρια», πρόσθεσαν.

Οι ερευνητές τόνισαν ότι η μέθοδος δεν απαιτεί χημικό διαλύτη και είναι κλιμακώσιμη από εργαστηριακό περιβάλλον, επιτρέποντας σε μεγάλης κλίμακας ελαιοτριβεία να την χρησιμοποιήσουν. Πρόσθεσαν ότι τα ευρήματα θα μπορούσαν να αποτελέσουν μια νέα πηγή εσόδων για τους παραγωγούς ελαιολάδου. 

Τα ολιγογαλακτουρονίδια έχουν εγκριθεί σε εμπορικά φυτοπροστατευτικά προϊόντα που αναγνωρίζονται από την Ευρωπαϊκή Ένωση, η οποία έχει θέσει ως στόχο να μείωση των συνθετικών φυτοφαρμάκων χρήση κατά 50% έως το 2030.

Σύμφωνα με έρευνα αγοράς από την Industry Research Reports, η παγκόσμια αγορά βιοφυτοφαρμάκων αποτιμήθηκε σε 6.1 δισεκατομμύρια δολάρια (5.6 ευρώ) το 2023 και εκτιμάται ότι θα φτάσει τα 11.5 δισεκατομμύρια δολάρια (10.1 ευρώ) έως το 2030. 

"«Το εμπλουτισμένο με ολιγογαλακτουρονίδια κλάσμα, που περιγράφεται στην παρούσα εργασία, είναι κατάλληλο για χρήση ως νέο βιο-φυτοφάρμακο, συμβάλλοντας στην ενίσχυση τόσο της περιβαλλοντικής όσο και της οικονομικής βιωσιμότητας της βιομηχανίας ελαιολάδου», έγραψαν οι ερευνητές. 

"«Ανοίγουμε το δρόμο για πειράματα πεδίου με φυτά αγρονομικού ενδιαφέροντος για την αξιοποίηση αυτών των υποπροϊόντων ως βιώσιμων φυσικών φυτοπροστατευτικών μέσων για τον έλεγχο παθογόνων που προκαλούν καταστροφικές ασθένειες οικονομικά σημαντικών καλλιεργειών σύμφωνα με μια προοπτική κυκλικής οικονομίας στη γεωργία», πρόσθεσαν.