综述:农业食品废弃物的可持续回收用于工业重要酶生产的独家概述

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:Environmental Progress & Sustainable Energy 2.3

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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)的产量现状及传统处理方式(如填埋/焚烧)导致温室气体(GHGs)排放的弊端,创新性提出将其作为微生物发酵底物生产工业酶(如纤维素酶、蛋白酶等)的绿色转化策略,同时契合联合国可持续发展目标(SDGs)。文中详细分析了废弃物成分复杂性、微塑料/重金属污染等挑战,为循环经济提供了理论支撑。

  

Abstract
全球人口增长导致农业食品废弃物激增,中国(9165万吨/年)和印度(6876万吨/年)是最大产出国。传统填埋和焚烧处理会释放温室气体(GHGs),亟需可持续解决方案。

废弃物转化酶生产的机遇与挑战
农业食品废弃物的有机成分(如纤维素、半纤维素)可作为微生物发酵的理想底物。例如,果渣和稻壳能诱导木聚糖酶(xylanase)分泌,而屠宰场废料富含蛋白质,适合蛋白酶(protease)生产。但成分波动性、微塑料(<100μm)吸附效应及铜/铅等重金属可能抑制菌株活性,需通过底物预处理或菌种驯化优化。

关键酶类与应用

  1. 水解酶类:纤维素酶(cellulase)将秸秆转化为可发酵糖,用于生物乙醇生产;
  2. 氧化还原酶:漆酶(laccase)处理废水酚类污染物;
  3. 专用酶:果胶酶(pectinase)提升果汁澄清效率。实验数据显示,香蕉皮基质可使β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase)产量提升37%。

绿色化学与SDGs关联
该技术直接对应联合国SDG12(负责任消费)和SDG13(气候行动)。案例表明,每吨废弃物酶转化可减少2.1吨CO2当量排放,同时降低酶制剂生产成本40-60%。

CONFLICT OF INTEREST STATEMENT
作者声明无利益冲突,感谢印度能源与石油大学中央仪器中心(CIC)的技术支持。

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