全球范围内,随着食品产量的不断增长,产生了大量的农业工业残余物,其中大部分未经处理,通过焚烧、倾倒或无计划的填埋作为废物处理,从而造成环境污染、公共卫生问题以及土壤有机质和土壤生产力下降。对当前农作物残余物生物质价值化进行了文献综述,分析了原材料特性及其不正确或缺失管理带来的潜在风险,以及用于将农作物残余物转化为有价值产品的主要微生物发酵策略。全球约产生 24.452 亿吨农作物残余物。微生物发酵是一种有效的管理富含营养物质(如氮、磷和钾)的残余物并将其转化为单细胞蛋白质、抗生素、酶、生物醇、多糖、精细化学品等的方法,从而支持循环生物经济。尽管单独的糖化和发酵 (SHF) 代表了主要的发酵策略,但它需要相当大的设备成本和较长的加工时间,这可能导致污染物和抑制剂的形成。替代转化策略,包括同时糖化和发酵 (SSF)、同时糖化和共发酵 (SSCF) 和整合生物处理 (CBP),可以减少时间和生产成本、污染和抑制剂形成,并提高工艺产量。然而,将水解和发酵结合成一个阶段会导致非最佳温度和 pH 值。本综述讨论了通过发酵策略实现作物残留物增值,并提供了对该主题的 360 度视角。在研究了作物残留物的主要类型及其不正确或缺失管理带来的潜在环境风险后,它分析了作物残留物生物转化过程中的关键步骤以及最常见的微生物和微生物培养物。此外,本综述报告了将农作物残渣转化为工业产品的各种实例,并分析了主要的发酵策略(SHF、SSF、SSCF 和 CBP),强调了它们的优点和缺点。事实上,在大规模实施之前,需要比较发酵策略的优缺点。此外,还需要评估原材料的特性和可用性、投资和运营成本、熟练劳动力的可用性、可持续性和投资回报。最后,讨论重点是未来的前景和挑战。
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