Подход Zero Waste на предприятиях питания: направления развития экономики замкнутого цикла
Аннотация
Обоснование. От сельскохозяйственного производства до внутреннего потребления продукции пищевая промышленность ежегодно производит огромное количество отходов, что приводит к загрязнению почвы, воды и воздуха, поэтому валоризация пищевых отходов является актуальным вопросом индустрии питания.
Целью обзора предметного поля является анализ применяемых методов экономики замкнутого цикла, изучение возможности использования отходов цитрусовых в пищевой промышленности и способов экстракции пектина.
Методы. В работу включен анализ предметного поля, систематизированы научные источники опубликованных работ о способах внедрения экономики замкнутого цикла международных научных публикаций из высокорейтинговых изданий Scopus и Google Scholar с 2020 по 2024 год по вопросам актуальных подходов к внедрению экономики замкнутого цикла на пищевых производствах.
Полученные результаты. Рассмотрены методы повторного применения отходов цитрусовых, новых и комбинированных методов экстракции и внедрение этих технологий в экономику замкнутого цикла. Описаны направления в исследованиях относительно применяемых методов экономики замкнутого цикла, возможности использования отходов цитрусовых в пищевой промышленности и способы экстракции пектина. Изучение возможностей по включению различных экстрактов в различные блюда и продукты, а также оценка их сенсорных и питательных характеристик станет важным направлением для будущих исследований. Полученные в ходе обзора данные могут служить основой для проектирования экспериментов, посвященных изучению свойств и методов получения эфирных масел и других биологически активных соединений из отходов цитрусовых.
Заключение. Выявлены три главных тренда в сфере применения отходов цитрусовых в пищевой промышленности; три ключевые тенденции в области экстракции пектина и пять организационно-технологических направлений развития организации и применении стратегии экономики замкнутого цикла. Особое значение имеет исследование щадящих методов экстракции, которые обеспечивают сохранение биоактивных компонентов при минимальных энергетических затратах. По результатам проведенного обзора выявлено необходимость более глубокого изучения вторичной переработки отходов овощей и фруктов, а также повышения осведомленности производителей о принципах экономики замкнутого цикла и способах их внедрения в производственные процессы.
Скачивания
Литература
Accorsi, R., Baruffaldi, G., & Manzini, R. (2020). A closed-loop packaging network design model to foster infinitely reusable and recyclable containers in food industry. Sustainable Production and Consumption, 24, 48–61. https://doi.org/10.1016/j.spc.2020.06.014. EDN: https://elibrary.ru/IOUVHP
Ademosun, A. O. (2022). Citrus peels odyssey: From the waste bin to the lab bench to the dining table. Applied Food Research, 2(1), 100083. https://doi.org/10.1016/j.afres.2022.100083. EDN: https://elibrary.ru/AIUUTS
Andrade, M. A., Barbosa, C. H., Shah, M. A., Ahmad, N., Vilarinho, F., Khwaldia, K., Ana. S., & Ramos, F. (2022). Citrus by-products: Valuable source of bioactive compounds for food applications. Antioxidants, 12(1), 38. https://doi.org/10.3390/antiox12010038. EDN: https://elibrary.ru/FBFNXK
Ben Hsouna, A., Sadaka, C., Generalić Mekinić, I., Garzoli, S., Švarc-Gajić, J., Rodrigues, F., & Mnif, W. (2023). The chemical variability, nutraceutical value, and food-industry and cosmetic applications of citrus plants: A critical review. Antioxidants, 12(2), 481. https://doi.org/10.3390/antiox12020481. EDN: https://elibrary.ru/ZQMKOW
Casas Cardoso, L., Cejudo Bastante, C., Mantell Serrano, C., & Martínez de la Ossa, E. J. (2022). Application of citrus by-products in the production of active food packaging. Antioxidants, 11(4), 738. https://doi.org/10.3390/antiox11040738. EDN: https://elibrary.ru/DDCCBY
Castro, L. A. D., Lizi, J. M., Chagas, E. G. L. D., Carvalho, R. A. D., & Vanin, F. M. (2020). From orange juice by-product in the food industry to a functional ingredient: Application in the circular economy. Foods, 9(5), 593. https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.1003144. EDN: https://elibrary.ru/XEDFAB
Di Salvo, E., Lo Vecchio, G., De Pasquale, R., De Maria, L., Tardugno, R., Vadalà, R., & Cicero, N. (2023). Natural pigments production and their application in food, health and other industries. Nutrients, 15(8), 1923. https://doi.org/10.3390/nu15081923. EDN: https://elibrary.ru/ACIMXP
Gholipour, A., Sadegheih, A., Mostafaeipour, A., & Fakhrzad, M. B. (2024). Designing an optimal multi-objective model for a sustainable closed-loop supply chain: A case study of pomegranate in Iran. Environment, Development and Sustainability, 26(2), 3993–4027. https://doi.org/10.1007/s10668-022-02868-5. EDN: https://elibrary.ru/SUGXKD
Jagadiswaran, B., Alagarasan, V., Palanivelu, P., Theagarajan, R., Moses, J. A., & Anandharamakrishnan, C. (2021). Valorization of food industry waste and by-products using 3D printing: A study on the development of value-added functional cookies. Future Foods, 4, 100036. https://doi.org/10.1016/j.fufo.2021.100036. EDN: https://elibrary.ru/BDZDKZ
Kim, I. J., Jeong, D., & Kim, S. R. (2022). Upstream processes of citrus fruit waste biorefinery for complete valorization. Bioresource Technology, 362, 127776. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127776. EDN: https://elibrary.ru/OTTOGK
Kute, A. B., Mohapatra, D., Kotwaliwale, N., Giri, S. K., & Sawant, B. P. (2020). Characterization of pectin extracted from orange peel powder using microwave-assisted and acid extraction methods. Agricultural Research, 9, 241–248. https://doi.org/10.1007/s40003-019-00419-5. EDN: https://elibrary.ru/MGKKDQ
Kumar, M., Tomar, M., Saurabh, V., Mahajan, T., Punia, S., del Mar Contreras, M., & Kennedy, J. F. (2020). Emerging trends in pectin extraction and its anti-microbial functionalization using natural bioactives for application in food packaging. Trends in Food Science & Technology, 105, 223–237. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.09.009. EDN: https://elibrary.ru/JGROHU
Lalander, C., & Vinnerås, B. (2022). Actions needed before insects can contribute to a real closed-loop circular economy in the EU. Journal of Insects as Food and Feed, 8(4), 337–342. https://doi.org/10.3920/JIFF2022.x003. EDN: https://elibrary.ru/DBXWZG
Lang, L., Wang, Y., Chen, X., Zhang, Z., Yang, N., Xue, B., & Han, W. (2020). Awareness of food waste recycling in restaurants: Evidence from China. Resources, Conservation and Recycling, 161, 104949. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.104949. EDN: https://elibrary.ru/PMKBJL
Lasunon, P., & Sengkhamparn, N. (2022). Effect of ultrasound-assisted, microwave-assisted and ultrasound-microwave-assisted extraction on pectin extraction from industrial tomato waste. Molecules, 27(4), 1157. https://doi.org/10.3390/molecules27041157. EDN: https://elibrary.ru/KEBLPK
Liao, Y., Kaviyani-Charati, M., Hajiaghaei-Keshteli, M., & Diabat, A. (2020). Designing a closed-loop supply chain network for citrus fruits crates considering environmental and economic issues. Journal of Manufacturing Systems, 55, 199–220. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2020.02.001. EDN: https://elibrary.ru/OOKYJT
Maqbool, Z., Khalid, W., Atiq, H. T., Koraqi, H., Javaid, Z., Alhag, S. K., Laila A., Bader, D., Mohammed A., Mohamed Af., & Al-Farga, A. (2023). Citrus waste as source of bioactive compounds: Extraction and utilization in health and food industry. Molecules, 28(4), 1636. https://doi.org/10.3390/molecules28041636. EDN: https://elibrary.ru/QGYTBR
Mahato, N., Sharma, K., Sinha, M., Baral, E. R., Koteswararao, R., Dhyani, A., Cho, МН., & Cho, S. (2020). Bio-sorbents, industrially important chemicals and novel materials from citrus processing waste as a sustainable and renewable bioresource: A review. Journal of Advanced Research, 23, 61–82. https://doi.org/10.1016/j.jare.2020.01.007. EDN: https://elibrary.ru/UXVEDU
Matsuo, Y., Akita, K., Taguchi, H., Fujii, S., Yoshie-Stark, Y., & Araki, T. (2022). Utilization and evaluation of Citrus natsudaidai peel waste as a source of natural food additives. Food Chemistry, 373, 131464. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131464. EDN: https://elibrary.ru/KCELQX
Mosallanezhad, B., Hajiaghaei-Keshteli, M., & Triki, C. (2021). Shrimp closed-loop supply chain network design. Soft Computing, 25, 7399–7422. https://doi.org/10.1007/s00500-021-05698-1. EDN: https://elibrary.ru/HNKDQX
Narisetty, V., Cox, R., Willoughby, N., Aktas, E., Tiwari, B., Matharu, A. S., & Kumar, V. (2021). Recycling bread waste into chemical building blocks using a circular biorefining approach. Sustainable Energy & Fuels, 5(19), 4842–4849. https://doi.org/10.1039/D1SE00575H. EDN: https://elibrary.ru/LBEOWN
Novais, C., Molina, A. K., Abreu, R. M., Santo-Buelga, C., Ferreira, I. C., Pereira, C., & Barros, L. (2022). Natural food colorants and preservatives: A review, a demand, and a challenge. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 70(9), 2789–2805. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c07533. EDN: https://elibrary.ru/FZSJQW
Peng, X., Jiang, Y., Chen, Z., Osman, A. I., Farghali, M., Rooney, D. W., & Yap, P. S. (2023). Recycling municipal, agricultural and industrial waste into energy, fertilizers, food and construction materials, and economic feasibility: A review. Environmental Chemistry Letters, 21(2), 765–801. https://doi.org/10.1007/s10311-022-01551-5. EDN: https://elibrary.ru/SKGTGG
Petrunina, I. V., & Gorbunova, N. A. (2024). Using the model of closed-loop economy in certain branches of the agro-industrial complex. Food Systems, 7(2), 231–237. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2024-7-2-231-237. EDN: https://elibrary.ru/VVKQTW
Pinotti, L., Luciano, A., Ottoboni, M., Manoni, M., Ferrari, L., Marchis, D., & Tretola, M. (2021). Recycling food leftovers in feed as opportunity to increase the sustainability of livestock production. Journal of Cleaner Production, 294, 126290. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126290. EDN: https://elibrary.ru/JFAJTU
Roy, S., Priyadarshi, R., Łopusiewicz, Ł., Biswas, D., Chandel, V., & Rhim, J. W. (2023). Recent progress in pectin extraction, characterization, and pectin-based films for active food packaging applications: A review. International Journal of Biological Macromolecules, 239, 124248. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.124248. EDN: https://elibrary.ru/XDVICZ
Russo, C., Maugeri, A., Lombardo, G. E., Musumeci, L., Barreca, D., Rapisarda, A., Cirmi, S., & Navarra, M. (2021). The second life of Citrus fruit waste: A valuable source of bioactive compounds. Molecules, 26(19), 5991. https://doi.org/10.3390/molecules26195991. EDN: https://elibrary.ru/EJNEUH
Shorbagi, M., Fayek, N. M., Shao, P., & Farag, M. A. (2022). Citrus reticulata Blanco (the common mandarin) fruit: An updated review of its bioactive, extraction types, food quality, therapeutic merits, and bio-waste valorization practices to maximize its economic value. Food Bioscience, 47, 101699. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2022.101699. EDN: https://elibrary.ru/PTRZSF
Sabanci, S., Çevik, M., & Göksu, A. (2021). Investigation of time effect on pectin production from citrus wastes with ohmic heating assisted extraction process. Journal of Food Process Engineering, 44(6), e13689. https://doi.org/10.1111/jfpe.13689. EDN: https://elibrary.ru/GMZDOY
Sharma, P., Vishvakarma, R., Gautam, K., Vimal, A., Gaur, V. K., Farooqui, A., Varjani, S., & Younis, K. (2022). Valorization of citrus peel waste for the sustainable production of value-added products. Bioresource Technology, 351, 127064. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127064. EDN: https://elibrary.ru/XSRSGF
Simonetto, M., Sgarbossa, F., Battini, D., & Govindan, K. (2022). Closed loop supply chains 4.0: From risks to benefits through advanced technologies. A literature review and research agenda. International Journal of Production Economics, 253, 108582. https://doi.org/10.1016/j.ijpe.2022.108582. EDN: https://elibrary.ru/UIFNWD
Twinomuhwezi, H., Godswill, A. C., & Kahunde, D. (2023). Extraction and characterization of pectin from orange (Citrus sinensis), lemon (Citrus limon) and tangerine (Citrus tangerina). American Journal of Physical Sciences, 1(1), 17–30. https://doi.org/10.47604/ajps.1049. EDN: https://elibrary.ru/ISENAQ
Visakh, N. U., Pathrose, B., Chellappan, M., Ranjith, M. T., Sindhu, P. V., & Mathew, D. (2022). Chemical characterisation, insecticidal and antioxidant activities of essential oils from four Citrus spp. fruit peel waste. Food Bioscience, 50, 102163. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2022.102163. EDN: https://elibrary.ru/YFDANI
Yadav, V., Sarker, A., Yadav, A., Miftah, A. O., Bilal, M., & Iqbal, H. M. (2022). Integrated biorefinery approach to valorize citrus waste: A sustainable solution for resource recovery and environmental management. Chemosphere, 293, 133459. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133459. EDN: https://elibrary.ru/JNGZTJ
Zhang, C., Zhu, X., Zhang, F., Yang, X., Ni, L., Zhang, W., & Zhang, Y. (2020). Improving viscosity and gelling properties of leaf pectin by comparing five pectin extraction methods using green tea leaf as a model material. Food Hydrocolloids, 98, 105246. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.105246. EDN: https://elibrary.ru/HHYZHN
Zoghi, A., Vedadi, S., Esfahani, Z. H., Gavlighi, H. A., & Khosravi Darani, K. (2021). A review on pectin extraction methods using lignocellulosic wastes. Biomass Conversion and Biorefinery, 1–13. https://doi.org/10.1007/s13399-021-02062-z. EDN: https://elibrary.ru/QEXGBX
Yun, D., & Liu, J. (2022). Recent advances on the development of food packaging films based on citrus processing wastes: A review. Journal of Agriculture and Food Research, 9, 100316. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133459. EDN: https://elibrary.ru/FZTPCV
Copyright (c) 2026 Oleg A. Suvorov, Roman H. Kandrokov, Daria A. Pesotskaya, Yulia V. Nikolaeva, Mikhail A. Shank
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
