Un estudio revela potencial para el tratamiento de aguas residuales de almazaras en biopesticidas

Resumen

Investigadores han identificado oligogalacturónidos derivados de pectina en aguas residuales de almazaras que pueden activar el sistema inmunitario de las plantas y utilizarse en el desarrollo de biopesticidas. El estudio destaca la posible aplicación comercial de estos compuestos, que podrían representar una nueva fuente de ingresos para los productores de aceite de oliva y contribuir a la sostenibilidad ambiental de la agricultura.

A reciente Estudio Publicado en Plant Stress sugiere que un compuesto bioactivo presente en aguas residuales de almazaras podría tener aplicación comercial en el desarrollo de biopesticidas.. 

Investigadores de la Universidad La Sapienza de Roma y de la Agencia Nacional Italiana de Nuevas Tecnologías, Energía y Desarrollo Económico Sostenible identificaron oligogalacturónidos derivados de pectina con un grado de polimerización entre diez y 17 en las aguas residuales del molino de aceitunas.

Los oligogalacturónidos activan el sistema inmunitario de la planta a través de la pared celular, activando las respuestas de defensa y la resistencia contra algunos patógenos. Estas moléculas no se habían separado previamente de las aguas residuales de la almazara.

Utilizando plántulas transgénicas de Arabidopsis, los investigadores confirmaron que los oligogalacturónidos extraídos desencadenaron las respuestas de defensa esperadas, incluido el aumento de iones de calcio, que son mensajeros intracelulares críticos en las vías de señalización de defensa de las plantas. 

El estudio forma parte de los esfuerzos continuos de los investigadores para valorizar los subproductos de la producción de aceite de oliva, especialmente las aguas residuales de las almazaras. Se estima que las almazaras de la cuenca mediterránea generan anualmente 30 - millones de litros de aguas residuales.

Si bien los subproductos del orujo de aceituna se consideran fáciles de reciclar, Son ampliamente utilizados en el industria alimentaria, produciendo aceite de orujo de oliva y  energía renovableLas aguas residuales de las almazaras presentan más desafíos.

Las aguas residuales son altamente ácidas con altas concentraciones de sustancias químicas recalcitrantes, incluidas ligninas y taninos, que requieren cantidades significativas de oxígeno para biodegradarse.

Por lo tanto, las aguas residuales de las almazaras se consideran un contaminante ambiental importante y la mayoría de los países prohíben verterlas sin tratar.

"Por otra parte, las aguas residuales de las almazaras contienen una amplia gama de sustancias valiosas. Compuestos fenólicos con propiedades antimicrobianas comprobadas (por ejemplo, flavonoides, hidroxitrirosol, oleuropeína) y los subproductos de las aguas residuales de las almazaras son eficaces como biopesticidas contra diferentes patógenos microbianos”, escribieron los investigadores.

"Sin embargo, el efecto de estos desechos líquidos como desencadenantes de respuestas de defensa en las plantas aún no ha sido investigado”, agregaron.

Utilizando filtración por membrana de flujo tangencial, los investigadores separaron los oligogalacturónidos de las aguas residuales del molino de aceitunas.

"“La filtración por membrana de flujo tangencial es una herramienta poderosa en el bioprocesamiento, que permite la separación y concentración de biomoléculas activas en grupos moleculares específicos, como proteínas, azúcares y metabolitos secundarios”, escribieron los investigadores. 

"“Al utilizar mezclas complejas para la filtración, la filtración por membrana de flujo tangencial elimina eficazmente las impurezas y al mismo tiempo retiene las moléculas deseadas”, agregaron.

Los investigadores destacaron que el método no requiere disolvente químico y es escalable desde un entorno de laboratorio, lo que permite su uso en grandes almazaras. Añadieron que los hallazgos podrían representar una nueva fuente de ingresos para los productores de aceite de oliva. 

Los oligogalacturónidos han sido aprobados en productos fitosanitarios comerciales reconocidos por la Unión Europea, que ha establecido como objetivo reducir los pesticidas sintéticos Utilizar en un 50 por ciento para el año 2030.

Según un estudio de mercado de Industry Research Reports, el mercado mundial de biopesticidas se valoró en 6.1 millones de dólares (5.6 millones de euros) en 2023 y se estima que alcanzará los 11.5 millones de dólares (10.1 millones de euros) en 2030. 

"“La fracción enriquecida con oligogalacturónidos, descrita en el presente trabajo, es adecuada para ser empleada como un nuevo biopesticida, contribuyendo a mejorar la sostenibilidad ambiental y económica de la industria del aceite de oliva”, escribieron los investigadores. 

"“Abrimos el camino para experimentos de campo con plantas de interés agronómico para la explotación de estos subproductos como fitoprotectores naturales sostenibles en el control de patógenos causantes de enfermedades devastadoras en cultivos económicamente importantes según una perspectiva de economía circular en la agricultura”, agregaron.