DOI: https://doi.org/10.1080/17518253.2025.2533894
تاريخ النشر: 2025-07-24
المؤلف: Folayemi J. Isaac-Bamgboye وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقليل هدر الطعام والاستدامة
نظرة عامة
تسلط ورقة البحث الضوء على القضية الحرجة لهدر الطعام، الذي يمثل حوالي 30% من الإنتاج الغذائي العالمي سنويًا، مما يؤثر سلبًا على الأمن الغذائي، والاستقرار الاقتصادي، وصحة البيئة. يدعو المؤلفون إلى الانتقال من نظام غذائي خطي إلى نظام غذائي دائري، مع التأكيد على مبدأ “3R” المتمثل في التقليل، وإعادة الاستخدام، وإعادة التدوير. تُعرض تقنيات إعادة التدوير كحلول مبتكرة لإعادة استخدام الكتلة الحيوية لهدر الطعام في منتجات ذات قيمة مضافة، مما يعالج المخاوف البيئية، ويعزز الاستدامة، ويدعم جهود التخفيف من آثار تغير المناخ. يتم استكشاف طرق إعادة التدوير المختلفة، بما في ذلك مصفاة حيوية متكاملة، والعمليات الكهروكيميائية الميكروبية، والتفكك الحراري، والاستخراج الأخضر، من حيث قدرتها على تعظيم قيمة هدر الطعام وتعزيز استعادة الموارد.
في الختام، تؤكد الورقة أن نظام الزراعة والغذاء المستدام والمرن يتطلب نهجًا شاملاً لتحسين موارد الغذاء وتقليل الهدر عبر سلسلة التوريد. وتؤكد على أهمية دمج مفهوم الاقتصاد الحيوي الدائري في أنظمة الزراعة والغذاء من خلال إنشاء سياسات ومعايير وتنظيمات داعمة. إن إشراك جميع أصحاب المصلحة في نظام الزراعة والغذاء أمر حاسم لتطوير حلول فعالة تحول هدر الطعام إلى منتجات ذات قيمة عالية، مما يساهم في تحقيق أهداف التنمية المستدامة العالمية.
مقدمة
تسلط مقدمة الورقة الضوء على القضية الحرجة لهدر الطعام، الذي يمثل 30-40% من خسائر الإنتاج الغذائي العالمي على طول سلسلة التوريد، مع آثار كبيرة على الأمن الغذائي، والبيئة، والاستدامة الاقتصادية. على وجه التحديد، تقدر خسائر ما بعد الحصاد بـ 13.2% من إجمالي الإنتاج، بينما يصل هدر التجزئة والمستهلكين إلى حوالي 931 مليون طن سنويًا، وهو ما يكفي لإطعام 1.26 مليار شخص. التأثير البيئي عميق، حيث يساهم هدر الطعام في 8-10% من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية، مما يستلزم التحول من نظام غذائي خطي إلى نهج الاقتصاد الحيوي الدائري.
تدعو الورقة إلى استراتيجيات مبتكرة مثل إعادة تدوير النفايات، التي تتضمن إعادة استخدام الكتلة الحيوية لهدر الطعام في منتجات قيمة، مما يعالج كل من إدارة النفايات وأهداف الاستدامة المحددة في هدف التنمية المستدامة (SDG) 12. يتطلب التنفيذ الفعال لتقنيات إعادة التدوير فهمًا شاملاً لمكونات هدر الطعام، وتصورات المستهلكين، والتحديات التنظيمية. يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى جهود تعاونية عبر سلسلة التوريد الزراعية والغذائية لتعزيز اعتماد هذه التقنيات، مع الهدف النهائي المتمثل في تقليل هدر الطعام العالمي بنسبة 50% بحلول عام 2030 وتعزيز نظام غذائي مرن ومستدام.
طرق
تناقش هذه الفقرة تقنيات وطرق مختلفة مستخدمة في إعادة تدوير هدر الطعام، وهو أمر حاسم لمعالجة انعدام الأمن الغذائي وتعزيز أنظمة الزراعة والغذاء المستدامة. من الضروري اتباع نهج شامل، مع مراعاة العوامل التقنية والاجتماعية والاقتصادية والبيئية قبل اعتماد تقنيات إعادة التدوير المحددة. يساعد التمييز بين الأطعمة البديلة المعاد تدويرها والأطعمة الجديدة في اختيار الطرق المناسبة وتقييم جدواها الاقتصادية. تشمل الطرق المستخدمة في تحسين إعادة تدوير هدر الطعام التكنولوجيا الحيوية، والتخمير، واستخراج السوائل فوق الحرجة، وعمليات الفصل والكيمياء المختلفة. تنتج هذه التقنيات منتجات ذات قيمة مضافة مثل الوقود الحيوي، والمواد الحيوية، والمركبات النشطة حيويًا.
تُصنف التقنيات إلى خمس مجموعات رئيسية: تقنيات المصفاة الحيوية المتكاملة، والتقنيات الكهروكيميائية الميكروبية، والتقنيات الحرارية، وتقنيات الاستخراج الأخضر، وتقنيات تعزيز النفايات الحيوية التقليدية. تعظم تقنيات المصفاة الحيوية المتكاملة استخراج المنتجات من خلال الجمع بين العمليات البيولوجية والكيميائية والحرارية. تستخدم التقنيات الكهروكيميائية الميكروبية الكائنات الحية الدقيقة لتحويل هدر الطعام إلى طاقة كهربائية ومنتجات قيمة أخرى. تقوم التقنيات الحرارية بتحويل هدر الطعام كيميائيًا إلى زيت حيوي، وكتلة حيوية، وغاز قابل للاحتراق، مع اختلافات في ظروف العملية تؤثر على غلة المنتجات. تركز تقنيات الاستخراج الأخضر على استخدام المذيبات الصديقة للبيئة لاستخراج المركبات النشطة حيويًا من هدر الطعام، مما يوفر بديلاً مستدامًا للطرق التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، هناك اتجاه متزايد في إنشاء مواد تعبئة قابلة للتحلل من هدر الطعام، مما يساهم في تقليل الاعتماد على البلاستيك غير القابل للتحلل ويعزز استخدام الموارد ضمن إطار الاقتصاد الدائري.
مناقشة
تسلط فقرة المناقشة في ورقة البحث الضوء على الطبيعة متعددة الأوجه لهدر الطعام، مع التأكيد على إمكانيته كمورد قيم غني بالمركبات العضوية مثل الكربوهيدرات، والبروتينات، والدهون. يختلف تركيب هدر الطعام بشكل كبير بناءً على مصدره وطرق معالجته، مما يؤثر على محتواه من العناصر الغذائية وملاءمته لإعادة التدوير في منتجات ذات قيمة مضافة. تصنف الورقة هدر الطعام إلى 15 نوعًا رئيسيًا، وفقًا لتصنيف منظمة الأغذية والزراعة، وتلاحظ أن محتوى الرطوبة يتراوح عادةً من 74% إلى 90%، حيث تشكل الكربوهيدرات 41% إلى 62%، والبروتينات 15% إلى 25%، والدهون 13% إلى 30%. يؤكد المؤلفون على أهمية فهم هذه الاختلافات في التركيب والخصائص الفيزيائية والكيميائية لاستراتيجيات التقييم الفعالة.
تُؤطر مبادئ إعادة تصميم هدر الطعام في سياق تقنيات إعادة التدوير ضمن إطار التصميم الدائري للغذاء، الذي يدعو إلى التحول من اقتصاد خطي إلى اقتصاد دائري. يركز هذا الإطار على مبدأ “3R” المتمثل في التقليل، وإعادة الاستخدام، وإعادة التدوير، بهدف تحسين موارد الغذاء من خلال تحويل النفايات إلى منتجات جديدة. تشمل المبادئ الرئيسية القضاء على النفايات، الذي يركز على منع توليد النفايات وتحويل بقايا الطعام إلى منتجات قيمة، واستخدام المكونات المعاد تدويرها لتعظيم كفاءة الموارد. تحدد المناقشة أيضًا التحديات مثل قبول المستهلك، والعقبات التنظيمية، والحاجة إلى مراقبة الجودة في المنتجات المعاد تدويرها. بشكل عام، تدعو الورقة إلى نهج شامل لإدارة هدر الطعام يدمج إعادة التدوير كوسيلة لتعزيز الاستدامة، وتقليل الأثر البيئي، وخلق فرص اقتصادية.
القيود
تسلط فقرة القيود الضوء على عدة تحديات مرتبطة بنشر تقنيات إعادة التدوير في استخدام هدر الطعام. بينما تقدم هذه التقنيات فوائد كبيرة، مثل تحويل الطعام المهمل إلى منتجات ذات قيمة عالية والمساهمة في أنظمة غذائية مستدامة، فإنها تعوقها عدة عوامل. تشكل التكاليف الأولية المرتبطة بالحصول على المعدات اللازمة لعمليات إعادة التدوير حاجزًا ماليًا. بالإضافة إلى ذلك، يجب معالجة التحديات التنظيمية المتعلقة بسلامة المنتجات المعاد تدويرها لضمان ثقة المستهلك والامتثال لمعايير سلامة الغذاء.
علاوة على ذلك، تمثل مواقف المستهلكين قيدًا آخر؛ على وجه الخصوص، يمكن أن تؤدي الخوف من التكنولوجيا الغذائية—المتميز بالخوف، والاشمئزاز، وإدراك عدم الطبيعية—إلى تثبيط قبول منتجات الطعام المعاد تدويرها. قد تعيق هذه الحواجز النفسية الاعتماد الواسع لتقنيات إعادة التدوير، على الرغم من قدرتها على تعزيز سلسلة التوريد الزراعية والغذائية ودعم أهداف هدف التنمية المستدامة 12 المتعلقة بالإنتاج والاستهلاك المسؤولين.
DOI: https://doi.org/10.1080/17518253.2025.2533894
Publication Date: 2025-07-24
Author(s): Folayemi J. Isaac-Bamgboye et al.
Primary Topic: Food Waste Reduction and Sustainability
Overview
The research paper highlights the critical issue of food waste, which accounts for approximately 30% of global food production annually, adversely affecting food security, economic stability, and environmental health. The authors advocate for a transition from a linear to a circular food system, emphasizing the ‘3R’ principle of reduce, reuse, and recycle. Upcycling technologies are presented as innovative solutions to repurpose food waste biomass into value-added products, thereby addressing environmental concerns, enhancing sustainability, and supporting climate change mitigation efforts. Various upcycling methods, including integrated biorefinery, microbial electrochemical processes, pyrolysis, and green extraction, are explored for their potential to maximize the value of food waste and promote resource recovery.
In conclusion, the paper asserts that a sustainable and resilient agri-food system requires a comprehensive approach to optimize food resources and minimize waste throughout the supply chain. It emphasizes the importance of integrating the circular bioeconomy concept into agri-food systems through the establishment of supportive policies, standards, and regulations. Engaging all stakeholders in the agri-food ecosystem is crucial for developing effective solutions that convert food waste into high-value products, ultimately contributing to global sustainable development goals.
Introduction
The introduction of the paper highlights the critical issue of food waste, which accounts for 30-40% of global food production losses along the supply chain, with significant implications for food security, the environment, and economic sustainability. Specifically, post-harvest losses are estimated at 13.2% of total production, while retail and consumer waste reaches approximately 931 million tonnes annually, enough to feed 1.26 billion people. The environmental impact is profound, as food waste contributes to 8-10% of global greenhouse gas emissions, necessitating a shift from a linear food system to a circular bio-economy approach.
The paper advocates for innovative strategies such as waste upcycling, which involves repurposing food waste biomass into valuable products, thereby addressing both waste management and sustainability goals outlined in Sustainable Development Goal (SDG) 12. Effective implementation of upcycling technologies requires a comprehensive understanding of food waste components, consumer perceptions, and regulatory challenges. The authors emphasize the need for collaborative efforts across the agri-food supply chain to promote the adoption of these technologies, ultimately aiming for a 50% reduction in global food waste by 2030 and fostering a resilient and sustainable food system.
Methods
The section discusses various technologies and methods employed in the upcycling of food waste, which is crucial for addressing food insecurity and promoting sustainable agri-food systems. A comprehensive approach is necessary, considering technical, social, economic, and environmental factors before adopting specific upcycling technologies. The distinction between upcycled alternative foods and novel foods aids in selecting appropriate methods and assessing their economic viability. The methods for optimizing food waste upcycling include biotechnology, fermentation, supercritical fluid extraction, and various separation and chemical processes. These techniques yield value-added products such as biofuels, biomaterials, and bioactive compounds.
The technologies are categorized into five main groups: integrated biorefinery technologies, microbial electrochemical technologies, pyrolytic technologies, green extraction technologies, and conventional biowaste valorization technologies. Integrated biorefinery technologies maximize product extraction through a combination of biological, chemical, and thermal processes. Microbial electrochemical technologies utilize microorganisms to convert food waste into electrical energy and other valuable products. Pyrolytic technologies thermochemically convert food waste into bio-oil, biochar, and combustible gas, with variations in process conditions affecting product yields. Green extraction technologies focus on using environmentally friendly solvents to extract bioactive compounds from food waste, offering a sustainable alternative to traditional methods. Additionally, there is a growing trend in creating biodegradable packaging materials from food waste, which contributes to reducing reliance on non-biodegradable plastics and enhances resource utilization within the circular economy framework.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the multifaceted nature of food waste, emphasizing its potential as a valuable resource rich in organic compounds such as carbohydrates, proteins, and fats. The composition of food waste varies significantly based on its source and processing methods, which influences its nutrient content and suitability for upcycling into value-added products. The paper categorizes food waste into 15 main types, as per FAO classification, and notes that moisture content typically ranges from 74% to 90%, with carbohydrates constituting 41% to 62%, proteins 15% to 25%, and fats 13% to 30%. The authors underscore the importance of understanding these variations in composition and physico-chemical properties for effective valorization strategies.
The principles of food waste redesign within the context of upcycling technologies are framed within a Circular Design for Food framework, which advocates for a shift from a linear to a circular economy. This framework emphasizes the ‘3R’ principle of reduce, reuse, and recycle, aiming to optimize food resources by transforming waste into new products. Key principles include waste elimination, which focuses on preventing waste generation and valorizing food scraps into valuable products, and the utilization of upcycled ingredients to maximize resource efficiency. The discussion also identifies challenges such as consumer acceptance, regulatory hurdles, and the need for quality control in upcycled products. Overall, the paper advocates for a comprehensive approach to food waste management that incorporates upcycling as a means to enhance sustainability, reduce environmental impact, and create economic opportunities.
Limitations
The section on limitations highlights several challenges associated with the deployment of upcycling technologies in food waste utilization. While these technologies offer significant benefits, such as converting discarded food into high-value products and contributing to sustainable food systems, they are hindered by several factors. The initial costs associated with acquiring the necessary equipment for upcycling operations pose a financial barrier. Additionally, regulatory challenges regarding the safety of upcycled products must be addressed to ensure consumer confidence and compliance with food safety standards.
Moreover, consumer attitudes present another limitation; specifically, food technology neophobia—characterized by fear, disgust, and perceptions of unnaturalness—can deter acceptance of upcycled food products. This psychological barrier may impede the widespread adoption of upcycling technologies, despite their potential to enhance the agri-food supply chain and support the goals of Sustainable Development Goal 12 concerning responsible production and consumption.