Green synthesis of silver nanoparticles using olive mill wastewater and olive stones extract and testing their antimicrobial activities against Escherichia coli and Staphylococcus epidermidis
利用橄榄油厂废水与橄榄籽提取物绿色合成银纳米颗粒并测试其对大肠杆菌、表皮葡萄球菌抗菌活性
期刊：Nano Express，2024，5：015026；doi：10.1088/2632-959X/ad2fd1
一、摘要总结
橄榄油加工会产生大量高酚类废弃废液（OMW）与橄榄籽固废（OSE），处置难度大、环境污染风险高。本研究分别以橄榄籽提取液、橄榄油厂废水为还原稳定剂，绿色制备两种银纳米颗粒（AgNP-OSE、AgNP-OMW）；采用双因素交互实验结合沃伊特函数拟合紫外光谱，系统探究硝酸银、提取物、氢氧化钠浓度、温度、时间对纳米合成的协同影响，确定两套最优制备工艺。通过UV-Vis、FTIR、XRD、TEM完成颗粒表征，OMW制备银纳米平均粒径12.87 nm。微量稀释法结合Bioscreen高通量浊度检测证明两类银纳米对革兰氏阴性大肠杆菌、革兰氏阳性表皮葡萄球菌均具备优良抑菌能力，且抑菌效果优于等浓度硝酸银对照。该工艺实现橄榄油加工废弃物资源化，提供低成本、无污染银纳米绿色制备路线，在食品抑菌、医用消毒领域具备应用价值。
二、关键词
橄榄油厂废水；橄榄籽提取物；绿色合成；银纳米颗粒；表面等离子体共振；抗菌活性；微量稀释法；农林废弃物资源化
三、研究目的
分别建立橄榄籽提取液、橄榄油废液介导银纳米绿色合成体系；多因素交互分析各合成参数对纳米粒径、分散性的协同作用；借助多种光谱、电镜手段表征两类银纳米理化结构；定量对比两种银纳米对大肠杆菌、表皮葡萄球菌最小抑菌浓度；验证橄榄油废弃物制备纳米的抗菌优势，开发可持续纳米材料生产方案。
四、研究思路
热水浸提橄榄籽制备OSE提取液，橄榄油厂废液直接作为OMW原料；设置硝酸银、提取物、NaOH多浓度梯度，搭配40/60℃、10–40 min时间梯度开展合成实验；UV-Vis采集吸收曲线，采用沃伊特函数拟合峰位、峰面积、半高宽评价纳米生成质量；最优产物做FTIR分析表面多酚官能团、XRD验证银晶体、TEM观测粒径分布；利用Bioscreen 100孔微孔板，梯度稀释纳米悬液连续24/48 h监测OD600，对比两类纳米与纯硝酸银的抑菌曲线，计算MIC值。
五、研究亮点
首次利用橄榄籽提取液实现银纳米绿色合成，同步对比橄榄油废液两套废弃原料合成体系；创新采用双因素交互试验+沃伊特光谱拟合解析多参数协同效应，区别于传统单变量实验；OMW合成银纳米粒径仅12.87 nm，分散性良好；两类银纳米抑菌性能均高于同等浓度硝酸银，AgNP-OSE对两种细菌抑菌稀释倍数可达1/16；全程无有毒化学还原剂，以工业废弃物料为原料兼顾固废废液资源化与纳米材料制备。
六、可延伸方向
优化提取工艺提升多酚还原物产量，进一步缩小纳米粒径；复合橄榄副产物改性制备缓释抗菌纳米；开展细胞毒性、体内抑菌安全评价；制成食品包装抗菌薄膜、医用涂层；拓展橄榄加工副产物合成金、双金属纳米颗粒。
七、测量的数据、对应图表及研究意义
不同合成条件UV-Vis光谱与沃伊特拟合参数来自图1–8、表5–10，直观反映提取物、银盐、碱、温时交互作用，确定两套最优合成配方。
FTIR红外光谱来自图9，证实橄榄多酚、羧基、羟基吸附于银纳米表面，兼具还原与稳定作用。
XRD晶体衍射图谱来自图10，特征峰匹配金属银标准晶型，证明纯相银纳米成功合成。
TEM形貌与粒径分布来自图11，定量OMW基银纳米平均尺寸与分散特征。
Bioscreen全程细菌生长OD动力学曲线来自图12–15，对比不同稀释度下菌体增殖延迟，量化MIC，直接证明纳米抑菌优于硝酸银原液。
八、研究结论
橄榄籽提取液、橄榄油加工废液富含酚类物质，可作为绿色还原稳定剂在温和碱性条件高效合成银纳米；合成各参数间存在显著交互作用，NaOH（调节pH）是纳米成型关键调控因子；最优工艺下AgNP-OSE（2 mM硝酸银、1%OSE、0.2 mM NaOH）、AgNP-OMW（1 mM硝酸银、2%OMW、7.9 mM NaOH）均能生成分散均匀银颗粒，OMW基纳米平均粒径12.87 nm；两类银纳米对大肠杆菌、表皮葡萄球菌抑菌活性均强于对应浓度硝酸银，AgNP-OSE抑菌谱稳定性更突出；利用橄榄油工业废弃料绿色合成抗菌银纳米，可解决加工废弃物污染问题，为食品、医疗领域抗菌纳米材料提供低成本可持续制备路径。
九、芬兰bioscreen仪器微生物生长曲线数据解读
采用蜂巢微孔板设置多梯度纳米稀释液、空白与硝酸对照，37℃恒温每30 min自动采集OD600；连续记录24–48 h细菌生长全过程，通过浊度变化直观判定抑制程度，批量完成多样品平行抑菌筛选；高通量动力学数据与平板抑菌结果匹配，精准计算最小抑菌稀释倍数，大幅缩减传统试管梯度实验工作量。