Weggeworfene Aloe-Schalen könnten ein nachhaltiges, natürliches Insektizid sein

Aloe barbadensis, allgemein bekannt als Aloe Vera, wird seit Tausenden von Jahren zur Behandlung von Hauterkrankungen, zur Förderung der Verdauungsgesundheit und zur Wundheilung eingesetzt. Doch während die Nachfrage nach Aloe-Vera-Gel groß ist, werden die Schalen als landwirtschaftlicher Abfall entsorgt. Heute berichten Wissenschaftler, dass diese Schalen oder Schwarten als natürliches Insektizid Insekten abwehren können. Sie haben mehrere bioaktive Verbindungen in Extrakten aus den Schalen identifiziert, die Insekten davon abhalten, sich an Nutzpflanzen zu ernähren.

Ihre Ergebnisse stellen die Forscher vor Herbsttreffen der American Chemical Society (ACS).

„Es ist wahrscheinlich, dass weltweit jedes Jahr Millionen Tonnen Aloe-Schalen entsorgt werden“, sagt Debasish Bandyopadhyay, Ph.D., der Hauptforscher des Projekts. „Wir wollten einen Weg finden, einen Mehrwert zu schaffen und sie nützlich zu machen.“

Bandyopadhyay interessierte sich erstmals für die mögliche Verwendung von Aloe-Schalen als Insektizid, als er und ein Kollege ein örtliches Aloe-Vera-Produktionszentrum besuchten. Dort bemerkte er, dass Insekten die Aloe-Blätter in Ruhe gelassen hatten, obwohl sie die Blätter anderer Pflanzen angegriffen hatten. Er fragte den CEO des Unternehmens, ob er die Schwarten in sein Labor zurückbringen könne – eine Anfrage, die den CEO verwirrte, der zunächst versuchte, Bandyopadhyay stattdessen mit Proben der Produkte des Unternehmens nach Hause zu schicken.

Einige Hobbygärtner haben begonnen, Aloe-Gel zusammen mit Zwiebeln und Knoblauch als Zutat in einer natürlichen Pestizidmischung zu verwenden, aber diese Rezepte enthalten nicht immer die Schalen. Und derzeit werden Aloe-Schalen in größerem, industriellem Maßstab als landwirtschaftlicher Abfall behandelt und größtenteils zur Erzeugung von Biomasse verwendet, was zur Verbesserung der Bodenqualität auf Aloe-Farmen beitragen kann. Der größte Nachteil dieses Ansatzes besteht darin, dass verrottende landwirtschaftliche Abfälle Methan und andere Treibhausgase in die Atmosphäre freisetzen und so zum globalen Klimawandel beitragen können.

Deshalb machte sich Bandyopadhyay daran, die Möglichkeit zu erkunden, die Schalen zu recyceln, um ein natürliches Pestizid zu entwickeln, das allein Landwirten in Gebieten helfen könnte, in denen Insekten eine große Bedrohung darstellen können, beispielsweise in Regionen Afrikas sowie in den tropischen und subtropischen Regionen Amerikas und die Mais- und Hirsefelder in Indien. Die neue Anwendung als Pestizid könnte auch eine umweltfreundliche Alternative zur Entsorgung der Schalen darstellen und zusätzliche Einnahmequellen für Aloe-Vera-Produzenten schaffen.

„Ziel ist es, diesen Abfall auf sinnvolle Weise zu recyceln und gleichzeitig die Aloe-Produktion umweltfreundlicher und nachhaltiger zu gestalten“, sagt Bandyopadhyay.

Um die möglichen insektiziden Eigenschaften der Aloe-Vera-Schalen zu untersuchen, trockneten Bandyopadhyay und Kollegen von der University of Texas Rio Grande Valley die Schalen zunächst. Um die Bioaktivität der Pflanze unverändert zu halten, wurden die Schalen im Dunkeln bei Raumtemperatur getrocknet, indem Luft darüber geblasen wurde. Anschließend stellten die Forscher mit Hexan, Dichlormethan (DCM), Methanol und Wasser verschiedene Extrakte aus den Schalen her. Das Team hatte zuvor berichtet, dass der Hexanextrakt Octacosan enthielt, eine Verbindung mit bekannten mückentötenden Eigenschaften.

In neuen Experimenten zeigte der DCM-Extrakt eine viel höhere insektizide Wirkung gegen landwirtschaftliche Schädlinge als der Hexan-Extrakt, weshalb die Forscher ihn weiter analysieren wollten. Der DCM-Extrakt wurde mithilfe der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie chemisch profiliert, einer Technik, die es Forschern ermöglicht, Verbindungen zu identifizieren.

Anhand dieser Daten identifizierte das Forschungsteam über 20 Verbindungen in den Schalen der Aloe Vera, von denen viele antibakterielle, antimykotische oder andere potenzielle gesundheitliche Vorteile hatten – was angesichts der Geschichte der Aloe als Volksmedizin nicht überraschend ist. Darunter befanden sich jedoch sechs Verbindungen, darunter Octacosanol, Subenniatin B, Dinoterb, Arjungenin, Nonadecanon und Quillainsäure, von denen bekannt ist, dass sie insektizide Eigenschaften haben. Die Forscher sagen, dass diese Verbindungen zur Wirkung der Aloe-Schale beitragen könnten. Darüber hinaus waren die identifizierten Verbindungen nicht toxisch, was bedeutet, dass bei der Entwicklung eines Insektizids auf Aloe-Peeling-Basis keine wesentlichen Sicherheitsbedenken bestanden. Die chemische Untersuchung des Methanol- und des wässrigen Extrakts ist noch im Gange, aber wie auch der DCM-Extrakt haben beide eine starke insektizide Wirkung gezeigt.

Nachdem nun insektizide Verbindungen in den Aloe-Schalen identifiziert wurden, werden die Forscher testen, wie gut sie auf realen Feldern gegen landwirtschaftliche Schädlinge wirken. Darüber hinaus arbeitet Bandyopadhyay mit Kollegen zusammen, um zu untersuchen, ob diese Verbindungen Anti-Mücken- und Anti-Zecken-Eigenschaften haben, was möglicherweise zur Entwicklung eines Insektenschutzmittels für den Verbrauchergebrauch führen könnte. „Indem wir ein Insektizid entwickeln, das gefährliche und giftige synthetische Chemikalien vermeidet, können wir der Landwirtschaft helfen“, sagt Bandyopadhyay. „Aber wenn die Peelings eine gute Anti-Mücken- oder Anti-Zecken-Wirkung zeigen, können wir auch der Allgemeinheit helfen.“