编辑推荐：
本文全面综述了利用食物垃圾中的生物活性化合物进行资源化的研究。阐述了食物垃圾的现状、提取生物活性化合物的技术，分析面临的挑战并提出解决方案，强调其对可持续发展的意义，为相关领域研究和实践提供参考。
引言
随着全球 GDP 增长，垃圾产生问题日益突出。食物垃圾已成为重大全球挑战，约三分之一供人类消费的食物每年被损失或浪费，达 13 亿吨左右。这不仅浪费资源，还加剧温室气体排放，影响资源利用、生物多样性和气候变化。不过，食物垃圾中富含生物活性化合物，如多酚、黄酮类、维生素等，具有抗氧化、抗菌和抗炎特性，在制药、营养保健品和功能性食品行业有巨大潜力。将食物垃圾作为生物活性化合物的来源，能促进食品和制药行业协同发展，既解决食物垃圾的环境问题，又为健康产品创新开辟新途径 。
目前，已有研究展示了利用食物垃圾获取生物活性化合物的潜力，但现有提取技术存在低选择性、热降解、环境问题、高成本和缺乏标准化协议等局限。而且，不同食物垃圾资源化方法在有效性和实用性上有差异，因此需要在技术能力和当地可行性之间找到平衡。此外，食物垃圾还带来严重的环境、社会经济和伦理问题，解决食物垃圾问题需要跨部门和利益相关者的综合策略与合作。生物活性化合物对人体健康意义重大，可降低慢性病风险、调节细胞功能、预防疾病，还能改善食物风味等。但目前缺乏综合高效提取技术的研究，本文旨在评估提取方法、挑战和解决方案，为可持续食物垃圾管理提供框架。
食物垃圾产生与组成
食物垃圾产生源头广泛，涉及农业、餐饮和酒店等多个行业，贯穿食物供应链从生产到消费的各个阶段。其组成成分复杂多样，不同来源的食物垃圾在成分上有显著差异，这些成分特点影响着后续资源化利用的方式和效果。
食物垃圾的环境和社会经济影响
从环境角度看，食物垃圾是气候变化的重要推手。在垃圾填埋场，食物在厌氧条件下分解会产生大量温室气体，其中甲烷的温室效应比二氧化碳更强，进一步加剧全球变暖，对生态系统造成严重破坏。在社会经济方面，食物损失发生在整个供应链，每年导致约 1 万亿美元的全球经济损失，造成资源的极大浪费。而且，在全球仍有数百万人面临饥饿的情况下，大量食物被浪费引发了资源分配公平性的问题，违背了基本的伦理道德。
针对食物垃圾问题所采取的措施和解决方案
为减少食物垃圾，人们提出并实施了多种举措。在供应链管理方面，通过优化存储、运输和配送方式，提高供应链效率，减少食物在流通过程中的损耗。同时，开展宣传活动提高公众意识，引导消费者改变行为习惯，在减少食物浪费上取得了一定成效。此外，还有针对性地根据不同类型食物垃圾制定相应的解决办法，全方位减少食物垃圾的产生。
食物垃圾流
食物垃圾流主要分为预消费和后消费垃圾。预消费食物垃圾产生于食物到达消费者之前的供应链各环节，如农业生产、收获后处理等阶段，通常是由于生产过程中的损耗、不符合市场标准等原因造成的。后消费食物垃圾则是消费者购买后未食用而丢弃的食物，多与消费者的饮食习惯、消费观念有关。对这两类垃圾的区分，有助于明确食物垃圾产生的根源，从而采取更有针对性的减少措施。
食物残渣中的生物活性成分
食物残渣中含有多种生物活性化合物，像多酚、黄酮类、类胡萝卜素和维生素等。这些成分具有诸多健康益处，例如，富含多酚和类胡萝卜素的园艺作物，其抗氧化活性有助于降低患癌风险。它们在功能性食品和营养保健品领域的潜在应用价值，正受到越来越多的关注。
从食物垃圾中获取生物活性化合物的技术
从农业工业废弃物中提取生物活性成分的方法多样，各有特点和适用范围。不同的提取技术在提取效率、提取物质量、对环境的影响以及成本等方面存在差异。例如，传统的溶剂提取法应用广泛，但可能存在溶剂残留等环境问题；超临界流体萃取具有高效、环保等优点，但设备成本较高；酶辅助提取则具有反应条件温和、选择性高等优势。在实际应用中，需要根据食物垃圾的特性和目标生物活性化合物的特点，选择合适的提取技术。
升级回收食物垃圾以提取生物活性化合物
将食物垃圾升级回收提取生物活性化合物，是一个具有广阔前景的研究领域。这种做法既能实现环境可持续发展，又能生产出有价值的生物活性材料，带来经济和环境双重效益。在升级回收过程中，原本会被丢弃的食物垃圾被转化为高价值产品，例如从柑橘类废弃物中提取多酚，从农业食品副产品中回收其他生物活性化合物等，为资源循环利用提供了新途径。
应用和潜在益处
借助人工智能（AI）等新兴技术，食物垃圾资源化的应用和益处广泛涉及农业、医疗等多个领域。在医疗领域，AI 通过复杂的数据分析，能够实现精准诊断和个性化治疗方案制定，不仅提高了患者的治疗效果，还降低了运营成本。在农业方面，AI 可以助力优化资源利用，提高农作物产量，减少食物浪费，进一步推动食物垃圾资源化的发展，形成良性循环。
挑战和未来展望
在技术和医疗领域，当前面临着诸多挑战。数据安全和隐私问题在互联设备和大数据分析时代愈发突出，需要强大的加密技术和完善的伦理框架来保障。同时，医疗资源分配不均的问题依然存在，实现可及、公平的医疗服务迫在眉睫。不过，未来也充满希望，AI 和机器学习（ML）的融合在各个领域展现出巨大潜力。在医疗领域，它们有望通过预测分析、个性化医疗和增强诊断等方式，彻底改变医疗模式，推动行业发展。
结论
食物垃圾是一个全球性难题，带来严重的经济、环境和社会后果。超过 30% 的世界粮食产量被丢弃，造成资源浪费和供应链效率低下。它还通过垃圾填埋场的甲烷排放加剧气候变化，恶化环境。解决食物垃圾问题需要从农业实践到消费者行为的全面、综合的方法。利用食物垃圾中的生物活性化合物进行资源化，是实现可持续发展的重要方向，具有巨大的潜力和价值，值得进一步深入研究和实践。
