近日，华中农业大学食品科学技术学院潘思轶教授领衔的果蔬加工化学与综合利用团队，针对气候变化紧迫形势与国家碳中和战略需求，综合研究了大宗水果柑橘废弃物的减排潜力，提出了柑橘副产物助力全球碳中和目标与可持续发展的创新技术和解决方案。相关成果以“Trends in valorization of citrus by-products from the net-zero perspective: Green processing innovation combined with applications in emission reduction”为题，在线发表在Trends in Food Science & Technology上。该成果有望为柑橘副产物综合利用产业的可持续发展提供引领，并在应对气候变化方面做出积极贡献，进一步激发社会对生物质废料助力碳中和目标的浓厚兴趣。
气候变化是全人类面临的紧迫挑战，实现全球碳中和目标需要各行业的共同思考和努力。柑橘作为世界上种植面积和产量最大的水果，其规模庞大的种植与加工过程中产生了大量的副产物，这些副产物通常被遗留在环境中造成污染与碳排。尽管少部分柑橘副产物可以通过提取其活性成分并应用于食品、医药与化妆品等多个领域，实现循环经济价值，但当前加工工业清洁化水平仍然较低，这类增值行为可能会导致能源的密集消耗和减排材料的严重浪费。在碳中和愿景下，亟待通过技术创新推动绿色低碳加工产业的发展，并逐渐引导这类生物质资源的应用方向朝向碳减排领域。
该成果综合研究了柑橘副产物在实现碳中和目标方面的巨大潜力，涵盖了产量、产地、成分特点以及利用现状等多个关键要素。文章指出，柑橘副产物实现循环无废利用以达到其最大经济价值是一项值得肯定的举措。然而，在短期内，柑橘废弃物的无害化加工与生态系统的良性循环仍面临一系列挑战。面对这些挑战，柑橘增值产业迫切需要进行战略调整，以适应当下的环境需求。
在碳中和的愿景下，潘思轶教授提出了建立柑橘副产物综合利用针对气候变化的新应对机制和发展模式。这一前瞻性观点聚焦于减少加工过程中的碳足迹，并鼓励产品在减排领域的应用，以平衡和抵消加工带来的碳排放，实现低碳经济的发展模式。这一模式有望解决循环经济中经济发展与环境之间的矛盾，实现双赢局面。
文章总结了一系列降低柑橘副产物加工碳足迹的绿色技术，其中包括热/非热加工技术、数字化技术以及利用天然能源进行加工的创新方法。从加工设备、辅助手段以及能源结构等多个角度对加工过程的能源损耗进行全面优化，以实现最大程度的减排效益。同时，还列举了一系列替代有机溶剂的前沿技术和方法，以提升加工过程的环保性和可持续性。这些技术的应用有望为柑橘副产物利用环节带来革命性的转变，为实现资源高效利用、废物最小化和环境友好的生产方式开辟新的道路，对推动加工产业绿色转型和构建可持续未来做出卓越贡献。
柑橘副产物以其丰富的类型和成分，赋予其卓越的减排潜力，为减少粮食系统中的碳足迹提供了有力支持。这些潜力包括土壤碳固定、畜牧业甲烷管理、开发低碳食品以调整消费者的饮食模式，以及减少食物浪费等方面。此外，柑橘副产物还可开发作为生物质能源，以推动能源结构的重组与优化，如生物柴油、生物燃料电池和可燃气体等。同时，柑橘副产物还与日常生活、环境治理和能量储备等领域的可持续材料密切相关。这些创新途径为实现可持续发展提供了巨大潜力，并为解决环境和能源挑战做出了积极而富有前瞻性的贡献。
华中农业大学食品科学技术学院博士研究生徐港为论文第一作者，潘思轶教授为论文通讯作者。该成果受到了国家柑橘产业技术体系和湖北省重大科技专项等项目资助。
【英文摘要】
Climate change is a serious challenge for all humans, and global net-zero targets can only be achieved with collaborative endeavors from various industries. Citrus is one of the largest fruit industries in the world, and vast quantities of citrus by-products （CBP） are produced due to large-scale planting and processing activities. However, CBP are usually left in the environment, leading to economic loss, environmental pollution, and carbon emissions. Even though a small fraction of CBP can be valorized, the processing may cause energy loss and secondary pollution. For global net-zero targets, there is an urgent need for technological innovation to develop green low-carbon processing industries and facilitate better utilization of citrus biomass resources to reduce carbon emissions.
This review summarizes the far-reaching impacts of CBP management on climate change, and proposes innovative technologies and solutions for CBP to facilitate sustainable development and global carbon neutrality goals.
CBP exhibit great potential for achieving net-zero targets in terms of yield, utilization status, and composition characteristics. The carbon footprint during processing can be reduced through green equipment and solvents, as well as renewable energy sources and digital aids. Besides, the rich variety of by-product types and compositions contribute to great potential to reduce carbon footprint in food systems （soil carbon sequestration, management of livestock methane （CH4）， development of low-carbon food, and reduction of food waste）， develop biomass energy （biodiesel, biofuel cells and combustible gases）， and sustainable materials for livelihood, pollution control and energy storage.
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tifs.2023.05.012
日期：2023-06-13
