当超市里卖相不佳的苹果被丢弃，当水果加工厂的下脚料堆积成山，这些看似无用的废弃物，却在科学家手中变成了守护植物健康的 “生物农药”。中国农业科学院烟草研究所的研究团队近日宣布，他们成功利用废弃水果发酵生产出天然抗菌物质伊快霉素，这项发表在《工业作物与产品》的成果，不仅为解决水果浪费难题提供了新思路，更开创了绿色农药生产的新路径。
在全球范围内，每年约有14亿吨水果和蔬菜被浪费，仅我国果蔬采后损耗率就高达20%-30%。这些废弃水果中含有丰富的糖分、维生素和矿物质，却因腐烂变质成为环境负担。“我们在研究中发现，木贼镰刀菌 D39 发酵产生的伊快霉素对多种植物病原真菌有显著抑制作用，但传统发酵培养成本较高，限制了产业化应用。”研究团队负责人介绍，“直到我们把目光投向废弃水果——那些被丢弃的苹果、梨等，竟然是天然的优质发酵原料。”以废弃苹果为例，其提取液中含有大量果糖、葡萄糖和淀粉。
当这些“天然营养液”加入发酵罐后，木贼镰刀菌D39如同获得了“能量补给”，生产伊快霉素的效率大幅提升。实验数据显示，使用废弃苹果提取液作为培养基时，伊快霉素产量达到20.8毫克/升，不仅超过传统培养基的产量，更将原料成本降低了60% 以上。这种“变废为宝”的模式，让每吨废弃水果都能转化为具有经济价值的生物农药原料。
伊快霉素是一种由微生物产生的天然产物，它如同植物的“免疫增强剂”，能有效抑制灰霉病菌、镰刀菌等多种植物病原真菌。与化学农药相比，它具有三大优势：一是环境友好，在自然环境中易降解，不会造成农药残留；二是特异性强，针对病原真菌效果显著；三是具有全新抗菌靶标，不易产生抗药性。
“传统化学农药就像‘地毯式轰炸’，在杀死病菌的同时也破坏了生态平衡。”研究人员打了个比方，“而伊快霉素更像是‘精准导弹 ’，能靶向抑制病原真菌的生长，同时保护植物微生态系统。”更令人兴奋的是，废弃苹果提取液不仅能促进伊快霉素合成，还能诱导产生苯乙醇、黄酮衍生物等多种潜在抗菌物质，形成 “复合防御体系”，让植物获得更全面的保护。
为什么废弃苹果提取液能高效促进伊快霉素生产？科学家们揭开了其中的奥秘：提取液中的果糖和淀粉扮演了关键角色。
果糖就像微生物的“能量快车”。当果糖进入木贼镰刀菌D39细胞后，会加速糖酵解进程，最终转化为乙酰辅酶A和丙二酰辅酶A，为伊快霉素合成提供前体物质。同时，果糖还能激活合成途径中的关键酶——就像给生产线按下“加速键”，使相关基因的表达量提升 3-5 倍。而淀粉则如同“建筑材料”，在微生物分泌的淀粉酶作用下分解为葡萄糖，为细胞生长和代谢提供持续能量，确保伊快霉素合成的“工厂”能 24 小时运转。
有趣的是，并非所有糖类都能促进伊快霉素生产。实验发现，蔗糖反而会抑制其合成——这可能是因为蔗糖的代谢路径与伊快霉素合成存在 “资源竞争”。这种选择性代谢的发现，为优化发酵工艺提供了精准方向。
这项研究的意义远不止于废弃水果利用。目前，伊快霉素已在葡萄和烟草灰霉病、小麦赤霉病、稻瘟病等作物病害防治中展现出良好效果，田间试验显示其对部分病害防效可达 70%以上，接近化学农药水平。更重要的是，它为天然产物的低成本生产提供了范式——利用食品工业废弃物作为发酵原料，既解决环境问题，又降低生产成本，实现 “环保 + 经济”的双赢。
“我们正在与农药企业合作，开发霉素的制剂产品。” 研究团队透露，“未来，果园修剪的残次果、果汁厂的果渣、超市淘汰的水果，都可能成为生产生物农药的原料，形成 ‘水果种植-加工-废弃物利用-农业保护 ’ 的闭环产业链。”这种模式若推广，预计每年可消化数百万吨废弃水果，减少数千万吨碳排放，同时为农民提供更安全的植保选择。
当我们扔掉一个 “不好看” 的苹果时，可能很难想象它能变成守护庄稼的 “卫士”。伊快霉素的故事，正是人类利用科技变废为宝的生动例证。从废弃水果到生物农药，这条绿色生产之路不仅彰显了微生物的神奇力量，更启示我们：在可持续发展的理念下，没有真正的废弃物，只有放错地方的资源。
随着研究的深入，科学家们还在探索更多废弃农产品的利用可能——香蕉皮、菠萝渣、甘蔗渣等，或许都能成为微生物发酵的优质原料。当农业废弃物不再是环境负担，而是变成绿色产业的 “金矿”，我们将离“零浪费” 的可持续农业梦想更一步。这颗来自废弃水果的伊快霉素，正如同一颗种子，播撒在绿色科技的土壤中，终将长成守护地球生态的参天大树。
