當超市里賣相不佳的蘋果被丟棄，當水果加工廠的下腳料堆積成山，這些看似無用的廢棄物，卻在科學家手中變成了守護植物健康的 “生物農藥”。中國農業科學院煙草研究所的研究團隊近日宣布，他們成功利用廢棄水果發酵生產出天然抗菌物質伊快霉素，這項發表在《工業作物與產品》的成果，不僅為解決水果浪費難題提供了新思路，更開創了綠色農藥生產的新路徑。
在全球范圍內，每年約有14億噸水果和蔬菜被浪費，僅我國果蔬采后損耗率就高達20%-30%。這些廢棄水果中含有豐富的糖分、維生素和礦物質，卻因腐爛變質成為環境負擔。“我們在研究中發現，木賊鐮刀菌 D39 發酵產生的伊快霉素對多種植物病原真菌有顯著抑制作用，但傳統發酵培養成本較高，限制了產業化應用。”研究團隊負責人介紹，“直到我們把目光投向廢棄水果——那些被丟棄的蘋果、梨等，竟然是天然的優質發酵原料。”以廢棄蘋果為例，其提取液中含有大量果糖、葡萄糖和淀粉。
當這些“天然營養液”加入發酵罐后，木賊鐮刀菌D39如同獲得了“能量補給”，生產伊快霉素的效率大幅提升。實驗數據顯示，使用廢棄蘋果提取液作為培養基時，伊快霉素產量達到20.8毫克/升，不僅超過傳統培養基的產量，更將原料成本降低了60% 以上。這種“變廢為寶”的模式，讓每噸廢棄水果都能轉化為具有經濟價值的生物農藥原料。
伊快霉素是一種由微生物產生的天然產物，它如同植物的“免疫增強劑”，能有效抑制灰霉病菌、鐮刀菌等多種植物病原真菌。與化學農藥相比，它具有三大優勢：一是環境友好，在自然環境中易降解，不會造成農藥殘留；二是特異性強，針對病原真菌效果顯著；三是具有全新抗菌靶標，不易產生抗藥性。
“傳統化學農藥就像‘地毯式轟炸’，在殺死病菌的同時也破壞了生態平衡。”研究人員打了個比方，“而伊快霉素更像是‘精準導彈 ’，能靶向抑制病原真菌的生長，同時保護植物微生態系統。”更令人興奮的是，廢棄蘋果提取液不僅能促進伊快霉素合成，還能誘導產生苯乙醇、黃酮衍生物等多種潛在抗菌物質，形成 “復合防御體系”，讓植物獲得更全面的保護。
為什么廢棄蘋果提取液能高效促進伊快霉素生產？科學家們揭開了其中的奧秘：提取液中的果糖和淀粉扮演了關鍵角色。
果糖就像微生物的“能量快車”。當果糖進入木賊鐮刀菌D39細胞后，會加速糖酵解進程，最終轉化為乙酰輔酶A和丙二酰輔酶A，為伊快霉素合成提供前體物質。同時，果糖還能激活合成途徑中的關鍵酶——就像給生產線按下“加速鍵”，使相關基因的表達量提升 3-5 倍。而淀粉則如同“建筑材料”，在微生物分泌的淀粉酶作用下分解為葡萄糖，為細胞生長和代謝提供持續能量，確保伊快霉素合成的“工廠”能 24 小時運轉。
有趣的是，并非所有糖類都能促進伊快霉素生產。實驗發現，蔗糖反而會抑制其合成——這可能是因為蔗糖的代謝路徑與伊快霉素合成存在 “資源競爭”。這種選擇性代謝的發現，為優化發酵工藝提供了精準方向。
這項研究的意義遠不止于廢棄水果利用。目前，伊快霉素已在葡萄和煙草灰霉病、小麥赤霉病、稻瘟病等作物病害防治中展現出良好效果，田間試驗顯示其對部分病害防效可達 70%以上，接近化學農藥水平。更重要的是，它為天然產物的低成本生產提供了范式——利用食品工業廢棄物作為發酵原料，既解決環境問題，又降低生產成本，實現 “環保 + 經濟”的雙贏。
“我們正在與農藥企業合作，開發霉素的制劑產品。” 研究團隊透露，“未來，果園修剪的殘次果、果汁廠的果渣、超市淘汰的水果，都可能成為生產生物農藥的原料，形成 ‘水果種植-加工-廢棄物利用-農業保護 ’ 的閉環產業鏈。”這種模式若推廣，預計每年可消化數百萬噸廢棄水果，減少數千萬噸碳排放，同時為農民提供更安全的植保選擇。
當我們扔掉一個 “不好看” 的蘋果時，可能很難想象它能變成守護莊稼的 “衛士”。伊快霉素的故事，正是人類利用科技變廢為寶的生動例證。從廢棄水果到生物農藥，這條綠色生產之路不僅彰顯了微生物的神奇力量，更啟示我們：在可持續發展的理念下，沒有真正的廢棄物，只有放錯地方的資源。
隨著研究的深入，科學家們還在探索更多廢棄農產品的利用可能——香蕉皮、菠蘿渣、甘蔗渣等，或許都能成為微生物發酵的優質原料。當農業廢棄物不再是環境負擔，而是變成綠色產業的 “金礦”，我們將離“零浪費” 的可持續農業夢想更一步。這顆來自廢棄水果的伊快霉素，正如同一顆種子，播撒在綠色科技的土壤中，終將長成守護地球生態的參天大樹。
