利用农业食品垃圾生产抗氧化剂和抗菌剂

农业和食品工业产生的农业食物垃圾主要含有植物性物质(叶、茎等)。这些废物是木质纤维素材料，即它们由三种聚合物组成:纤维素、半纤维素和木质素。

虽然纤维素和半纤维素用作造纸工业和乙醇生物料理中的原料，但木质素是一种很大程度上未使用的废料，可以且必须符合循环经济原理和塑料的高附加值物质以产生高附加值的物质- 免费愿景。

木质素占废木质纤维素生物量的高达10-25％，是富酚类化合物的丰富来源，这是非常有趣的，因为它们由具有连接羟基的芳环形成。由于其结构，酚醛化合物具有极其有趣的性质，例如抗氧化剂和抗微生物活性。酚醛化合物是非常广泛的化合物，并且可以具有一种或多种芳环。在第一种情况下，它们也称为“酚酸”，存在于种子，浆果，野生浆果和小水果中，如李子，樱桃，蓝莓以及茶叶和西兰花。

在酚酸中，香草醛从商业角度来看特别有趣，因为它是香草特有气味的来源。然而，在第二种情况下，我们称之为“多酚”，它主要存在于植物中。例如黄酮类化合物，它结合了抗氧化作用，抗炎和抗肿瘤作用，也在医学领域被开发。

因此，酚类化合物已经在许多食品中天然存在，但它们也可以作为功能性成分，为食品添加有趣的特性，如那些旨在降低高血压、胆固醇、血糖和骨质疏松症的成分。

此外，从农业食品垃圾中提取的多酚可以成为活性和可食用包装的创新材料的组成部分，即能够在食品稳定性和货架寿命方面为其接触的产品提供附加价值。因此，很容易理解，将富含木质素的农用食品残留物转化为具有商业价值的高经济价值化合物是目前许多工业和研究中心面临的挑战。

在这方面，在印度阿拉哈巴德国家技术研究所，rai等。（废物和生物质valorization，11,2020,1905-1916）来自富含木质素的农产品残留物的酚类化合物，并研究了其用于食品应用的性质，例如添加剂和防腐剂，以改善食物的营养价值和保质期。在本研究中提取酚类化合物的农业食品残留物是：

*甘蔗甘蔗渣，其是从加工甘蔗的残留物，由纤维部分和外皮组成。Bagasse目前用作纸张和刨花板生产的燃料;

*稻壳，是谷物加工的副产品，包括水稻颗粒的保护涂层。稻壳目前用作肥料，绝缘材料或燃料;

*竹子残枝，远东地区的典型植物。

一般来说，农用食品残渣中的木质素可通过不同的化学方法降解为酚类化合物。其中，高温高压下的酸催化已被证明是获得高附加值最终化合物的最有效方法。因此，在本研究中，农业食品的残留物在200°C的硫酸中溶解。

冷却至室温后，分离固体和液体级分;然后将酸性液体馏分储存在冷冻机中1周，之后用疏水性树脂（XAD 16）处理，该疏水性树脂（XAD 16）处理，其选择性地吸收含有的酚类化合物，并以这种方式将它们与剩余部分分离。随后将由树脂保留的酚类化合物以这样的方式释放，以获得纯，因此可以评估其潜在的生物活性作为用于食品包装应用的抗氧化剂和抗微生物剂。

在这方面，从农用食品残留中提取的酚类化合物具有较高的抗氧化活性，这体现在清除自由基和对细菌的显著抑菌活性上，特别是对革兰氏阳性细菌(枯草芽孢杆菌)而对革兰氏阴性细菌(铜绿假单胞菌)。这证明了农产品作为合成防腐剂的天然替代品的有效性，也可作为食品添加剂。

此外，由于食物中的细菌污染主要是由称为“群体感应”的细胞间通讯控制的，因此抑制群体感应活动，即“反群体感应活动”，是潜在抗菌物质的一个非常重要的特性。分离得到的酚类化合物对紫色杆菌具有明显的抗聚群活性，抑制紫色杆菌中紫色素的生成。

所有这三种农用食品残留物都可以提取苯甲酸、注射器醛、香草醛、肉桂酸、松柏醛和阿鲁酸。甘蔗渣的抗氧化活性和抗聚量均高于其他残基，其次为竹渣和稻壳。

综上所述，在该研究中，酚类化合物与农产品残留物分离。分离的酚类化合物表现出高抗氧化剂和抗微生物性质，从而遵循该特有食物残留物不再被认为是丢弃的废物，但可以有助于开发用于食品包装的创新材料。然而，并非所有的农业食品残留物都可用于提取酚类化合物，并且在本研究中分析的残留物中，甘蔗甘蔗是最有前途的。

参考：S. Rai等人。（垃圾和生物量Valorization，11,2020,1905-1916