废弃水果：扶我起来，我还能当燃料

食物浪费是一种非常普遍的现象，不仅发生在每个家庭的厨房，而且发生在食品生产和加工阶段。例如，一些水果甚至在到达零售店之前就被丢弃了，有时是因为灾难，有时是因为它们自然掉落并腐烂，有时是因为过度生产，有时是因为出于保护树木的需要而被人工移除，有时是因为它们生长不正常且不受消费者欢迎，并且加工厂还在榨汁和制作果酱的过程中丢弃了大量的水果残渣。

科学家正试图通过“抢救”废弃的水果并将它们转化为可供人类使用的资源来改善这个问题。日本的三个县盛产柑橘，每年都有大量的废弃柑橘无法进入市场，处理起来既昂贵又费力。三联大学的田马拉欧教授与当地企业合作，成功地从废弃的柑橘中提取丁醇，丁醇可以用作燃料，通过微生物分解和发酵。

柑橘(照片来源:pxhere)

类似的研究和实践已经在许多国家进行了很长时间。这种从动物和植物中获得的生物资源被称为生物质能，可以用作燃料的资源被称为生物燃料。

生物燃料是一种清洁的可再生能源。石油和煤炭等不可再生能源不仅储量有限，而且在开采和使用过程中还会造成环境破坏和污染。包括中国在内的许多国家长期以来都将能源供应多元化视为一项长期的国家战略。生物燃料是重要的发展方向之一。在农业方面具有优势的主要国家，如美国和巴西，通常在生物燃料的研发方面处于领先地位。

2012年生物燃料产量排名(图片来源:见水印)

然而，乙醇曾经是各国开发的主要生物燃料。这次从柑橘中提取的丁醇是一种可以替代汽油的燃料。与乙醇相比，它不仅具有更好的燃料性能，而且可以在工厂直接混合，通过管道运输，不需要改造油箱。它可以节省大量的基础设施费用，易于实施和推广。

传统的生物乙醇主要提取自糖作物、淀粉作物和木质纤维素作物。所用的特定作物与该国的农业生产有关。例如，巴西使用大量甘蔗，美国主要使用玉米，中国主要使用玉米和小麦。这些经济作物最初有它们自己的用途，其中一些甚至是更重要的食物。将它们直接用于燃料生产面临着占用农业资源、浪费粮食和引发粮食价格连锁波动的问题。有很多争议，但是使用废弃的柑橘没有这样的问题。

此外，生物丁醇的提取工艺也比生物乙醇更优化。生物燃料提取过程最初需要三个步骤，即预处理、糖化和发酵。当从废柑橘中提取丁醇时，不需要预处理。糖化和发酵过程只能在一个处理罐中通过微生物联合生物处理完成(CBP)。

具体工艺如下:将废弃的桔皮与厌氧纤维素梭菌一起放入处理池中，充分糖化后用丙酮丁醇梭菌发酵生产丁醇含量为70%的燃料。在实验中，每3公斤废弃的柑橘可以产生20毫升丁醇。如果温度控制在37度，需要10天，如果温度不控制，需要更长时间。

这种燃料适合现阶段农业生产区的自产自销。例如，丁醇燃料被用于农业机械，然后这些机械被用来帮助柑橘种植。这可以形成区域循环经济，提高资源利用率。此外，通过与当地加工企业合作，整个提取过程的效率可进一步提高:柑橘皮中含有脂溶性柠檬烯，会阻碍发酵过程，但柠檬烯是一种有用的成分，可用于加工厂提取后的精油和香料。

[参考]

1 . http://news . BBC . co . uk/2/hi/science/nature/6224846 . STM

2 . https://www . sbj . or . jp/WP-content/uploads/file/sbj/9301/9301 _ project _ bio . pdf

3.艾贝克:用霍恩海姆批量试验方法测定和评估蔬菜和水果废弃物的沼气和甲烷产量，国际农业和生物工程，2017；10(4):207–215。

4.、蔡宝、徐、。中国生物燃料乙醇产业的发展[[]。《中国糖料作物》，2010年(第3期)。