Bakterien mit Tomaten bewerfen
Fortschritte bei der Verwendung von weggeworfenen Tomatenschalen zur Entwicklung antimikrobieller Mischungen
In den letzten Jahren wurden agroindustrielle Rückstände für die Entwicklung von Biokunststoffen, Nahrungsergänzungsmitteln und anderen Anwendungen erforscht. In Europa wurden im Jahr 2020 fast 10 Millionen Tonnen Tomatenfrüchte verarbeitet, wobei eine halbe Million Tonnen Tomatentrester (Rückstände von Schalen, Stängeln und Kernen) anfielen. In einem Artikel, der auf der Titelseite von ACS Sustainable Chemistry and Engineering veröffentlicht wurde, hat ein Team von Wissenschaftlern des ITQB NOVA und des INRAE (Frankreich) gezeigt, dass es möglich ist, in einem kurzen und nachhaltigen Verfahren Bakterizide Mischungen aus Tomatenschalen zu gewinnen.
Die Verwendung von weggeworfenen Tomatenschalen zur Entwicklung antimikrobieller Mischungen
ITQB NOVA
Die Fruchtschale ist der Panzer der Früchte, der als Barriere gegen äußere Schäden und das Eindringen von Krankheitserregern dient und den Wasserverlust verhindert. Die Kutikula ist der äußerste Teil der Fruchtschale und besteht hauptsächlich aus Cutin. Dieses Polymer (ein Netzwerk von Molekülen), das in der Natur sehr häufig vorkommt, verleiht der Schale antimikrobielle Eigenschaften. Aufgrund ihrer leicht ablösbaren Kutikula ist die Tomate ein wichtiges Modell für Studien über Cutin.
Portugal ist der drittgrößte Verarbeiter von Tomaten in Europa, und der anfallende Trester ist normalerweise für die Tierfütterung bestimmt. In diesem Artikel konzentrierte sich ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Cristina Silva Pereira vom ITQB NOVA auf die weitere Erforschung des Potenzials von Tomatentrester als Quelle für antimikrobielle Mischungen, die aus Cutin extrahiert werden, und zwar durch eine schnelle, einfache und nachhaltige Methode.
Je nach Verarbeitungs- und Anbaumethode kann die Zusammensetzung der Trester stark variieren (unterschiedliche Anteile an Kernen, Schalen und Stängeln). Das Team untersuchte den Extraktionsprozess aus zwei Tomatentrestern, die in zwei verschiedenen Ländern hergestellt wurden. Sie verwendeten ein flüssiges Extraktionsmittel, das die Rückgewinnung von Kutin mit geringen Veränderungen ermöglicht und die übrigen Bestandteile auswäscht. Darüber hinaus ist dieses Extraktionsmittel biologisch abbaubar, biokompatibel und kann recycelt und wiederverwendet werden.
Die Forscher zeigten, dass die Extrakte zu Mischungen mit antimikrobieller Aktivität gegen pathogene Bakterien verarbeitet werden können. Beide Mischungen zeigten Wirksamkeit gegen Staphylococcus aureus und Escherichia coli. Je nach Zusammensetzung des Tresters gab es jedoch Unterschiede in der Wirksamkeit gegen E. coli.
"Viele Studien haben das Potenzial von Tomatenschalen als Kutinquelle erforscht", sagt Rita Escórcio, die den Prozess im Rahmen ihrer Doktorarbeit untersucht hat. "Sie beruhen jedoch auf langen Prozessen mit mehreren Schritten. Wir haben gerade den Nachweis erbracht, dass es möglich ist, Kutin aus Tomatentrester in einem schnellen, einfachen und umweltfreundlichen Verfahren zu gewinnen. Die Extrakte können dann verarbeitet werden, um Mischungen mit antimikrobiellen Eigenschaften zu erhalten. In Zukunft können diese Mischungen verwendet werden, um Biomaterialien antimikrobielle Eigenschaften zu verleihen.
"Dies ist ein wichtiger Beitrag zur künftigen zirkulären Nutzung von Obsttrester", fügt Cristina Silva Pereira, Leiterin des Labors für Angewandte und Umweltmykologie, in dem Rita ihre Arbeit entwickelt, hinzu. "Es sind weitere Studien erforderlich, um die Herstellung breiterer bakterizider Mischungen aus allen Cutin-reichen Quellen zu optimieren. Künftig soll dieses Verfahren auf den industriellen Maßstab übertragen und nach Methoden gesucht werden, um es noch umweltfreundlicher zu machen".
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