创新将食物垃圾转化为健康的营养补充剂
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每天都有大量的食物垃圾被丢弃,尽管其中很多仍然含有与人类健康和营养相关的化合物。

果皮、果肉和果壳堆积在厨房和食品工厂里,悄无声息地将抗氧化剂和其他有用的成分直接送进了垃圾桶。

随着全球食物浪费持续增加,人们越来越倾向于更好地利用现有资源,而不是生产更多。

科学家们现在正密切关注这些剩余物,研究如何安全、大规模地回收有价值的化合物。

阿菲永科贾特佩大学,由阿斯利汉·图根博士领导的食品工程师团队回顾了从食物残渣中提取营养物质的最新技术。他们的目标是将废弃物转化为食品配料、营养补充剂,甚至是包装材料。

食物浪费持续增加。

食物浪费并非小问题,也并非遥远的问题,而且大部分食物浪费发生在家庭中。2022年,全球零售业、餐饮业和家庭共浪费了约11.6亿吨食物。

仅家庭就消耗了约 6.96 亿吨,这表明购物、储存和膳食计划的变化会迅速累积起来。

然而,食物一旦变质,就无法挽救了。这一现实凸显了预防的重要性,同时也强调了更好地处理不可避免的浪费的必要性。

各国政府现在将减少食物浪费与气候和资源目标联系起来,这给食品行业带来了更大的压力,促使其重新思考剩余食物的处理方式。

联合国可持续发展目标12.3旨在到2030年将食物浪费减半,设定了明确的最后期限。实现这一目标首先要减少购买和浪费,但也包括更明智地利用不可避免的副产品。

许多公司将此描述为升级再造——将废料转化为更高价值的产品——但如果忽略质量、时间和一致性,这些努力就会失败。

食物残渣中残留的营养物质

许多植物性残渣仍然含有有价值的生物活性化合物,这些分子即使经过食品加工也能影响体内的细胞和微生物。

坚韧的细胞壁通常会将这些化合物锁在纤维中,这意味着简单的挤压或冲洗会使其大部分功效无法得到利用。其中研究最多的是酚类化合物,这是一种常见于果皮中的植物化学物质,有助于减缓氧反应造成的损伤。

这些化合物很脆弱。高温、光照和长时间的放置都会破坏它们,因此食物一旦变成垃圾,就必须迅速、轻柔地处理。

为了克服这些障碍,加工商通常会在提取前对废料进行重塑。研磨、干燥或分离等处理方式可以使其更加均匀,更易于加工。在此基础上,一些新技术旨在释放化合物而不破坏其结构。

在超声辅助萃取中,声波产生微小的气泡,这些气泡会破坏植物组织,使更多的化合物溶解到液体中。

微波辅助萃取利用快速的内部加热来松动细胞壁,从而减少溶剂的使用和处理时间。

这些方法可以保护敏感的抗氧化剂,但设置仍需仔细调整,以适应每种混合且不可预测的废物流。

能转化剩菜剩饭的微生物

有些升级再造方法较少依赖机器,更多依赖微生物。通过微生物发酵,细菌或真菌将糖类和纤维转化为酸、气体或酶,通常还能提高生物活性。

研究人员还探索将植物提取物与益生菌(能够支持肠道健康的活微生物)结合使用,以帮助稳定某些酚类化合物并延长其使用寿命。

由于每种微生物菌株的行为都不同,生产商在声称食品或补充剂具有可靠的效果之前需要进行广泛的测试。

将食物垃圾转化为新产品

一旦回收,抗氧化剂和其他化合物就可以以新的形式重新进入供应链。

“该工艺已被证明能够开发功能性食品成分、营养保健品(促进健康的食品补充剂)和可生物降解的包装解决方案,”Tugen 说。

在面包试验中,从洋葱废料中提取的抗氧化剂提高了测得的抗氧化活性,表明副产品可以增强日常食品。

类似的化合物可以替代一些合成添加剂,但味道、颜色和质地仍然限制了添加量的多少,否则就会改变最终产品。

食物残渣背后的风险

在实验室之外,食物垃圾很少是干净的。安全的第一要务是进行分类、去除塑料,并在提取过程开始前正确储存材料。

预处理步骤,如清洗、研磨或干燥,有助于减少污染并提高产量。

混合废料中还含有脂肪和蛋白质,这些物质容易吸附异味,并在运输过程中迅速变质。如果没有严格的控制,这些因素甚至会抵消最有效的提取方法。

“克服安全风险、优化提取工艺以及实施支持食物垃圾回收的全球政策,是使可持续解决方案更有效、更广泛应用的关键,”图根说。

超越完美剩菜

实验室测试通常只针对单一类型的果皮或果渣。相比之下,实际工厂必须处理混合且成分难以预测的废弃物。

2025 年的一项审查筛选了 107 项研究,并详细审查了其中 56 项,重点指出在实验室中运作良好的方法,在每天的边角料都不同的情况下可能会遇到困难。

即使是前景广阔的绿色技术,也可能需要不断调整加工时间和温度,这会带来技术和成本方面的挑战。因此,企业越来越依赖生命周期评估来衡量从生产到最终处置对环境的影响。

综合来看,研究表明,减少食物浪费的最佳方法是将预防措施与智能提取、发酵和周到的产品设计相结合。

长期发展取决于持续的垃圾收集、严格的安全标准,以及鼓励将剩余物转化为有价值的原料而不是丢弃的商业模式。

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