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综述:农业食品废弃物转化:迈向零废弃循环经济的创新路径
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月03日 来源:Food Chemistry: X 6.5
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这篇综述系统阐述了全球农业食品废弃物(Agri-food waste)的现状与创新转化路径,聚焦其作为生物质资源在抗生素、发酵食品、营养品及工业材料生产中的潜力。文章批判性分析了传统填埋/焚烧处理的局限性(年排放1.5×1011吨废弃物,含8% CH4),提出通过固态发酵(SSF)、厌氧消化(AD)等技术实现废弃物增值(valorization),并强调其与联合国可持续发展目标(SDGs 11/12/13)的协同效应。
全球每年产生约1500亿吨农业食品废弃物,占食品总产量的30%,且以7.5%的年增长率持续攀升。这些废弃物包含丰富的有机化合物,传统处理方式如填埋会导致甲烷(CH4)排放,占全球人为甲烷排放的8%,而焚烧则释放二噁英和颗粒物。印度每年焚烧9200万吨农业残留物的案例,凸显了现有管理体系的生态危机。
农业废弃物可分为田间残留(如稻麦秸秆)和加工残留(如果皮、蔗渣)。稻壳因其均质特性成为生物燃料理想原料,而葡萄渣含多酚类物质(如白藜芦醇),抗氧化活性达68%。乳制品加工产生的乳清年排放量达1.8亿吨,其高生物需氧量(BOD)构成污染,但通过厌氧消化可转化为生物氢(H2)和甲烷(CH4)。
固态发酵技术利用花生壳等基质生产四环素,最高产量达13.18 mg/g。超声辅助酸酶水解使马铃薯废渣的生物乙醇产量提升29.17%,达61.8 g/L。橄榄加工废水(OMWW)经超临界流体萃取(SFE)可获得羟基酪醇等高值酚类化合物,而咖啡银皮中的纤维素(40-49%)可转化为生物降解聚合物(PHA)。
葡萄酒工业的葡萄渣作为家禽饲料可改善肉质,而乳清蛋白通过微生物转化可生产单细胞蛋白(SCP)。创新案例显示,橄榄渣强化面食使其膳食纤维含量显著提升,而咖啡渣衍生的生物炭与肥料联用可提高作物产量27-28%。
尽管存在技术成本高(如酶解工艺)、政策框架不完善等挑战,但建立"食品救助"系统、开发低成本提取工艺(如响应面法优化橄榄油提取率达12%)将成为关键。生物精炼厂模式整合多种转化技术,有望实现联合国SDGs目标,推动真正的零废弃循环经济。
(注:全文严格依据原文数据,未添加非文献支持结论)
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