Quantification, Characterization and Valorization Potential of residual Biomass from Azadirachta indica-based Biopesticide Production
本研究量化了印楝（*Azadirachta indica*）生物农药生产中三种残留生物质副产物的质量流，并表征了其理化性质，证明了其高有机质含量和特定的组成特征，从而支持通过发酵、厌氧消化、堆肥或蚯蚓堆肥进行价值化利用的潜力。
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在农业领域，对抗食作物昆虫的斗争长期以来一直依赖于化学喷雾。然而，人们对这些化学物质对人类健康和环境造成危害的日益担忧，引发了全球向生物农药的转变。生物农药是源自天然资源的害虫控制产品，旨在实现更安全、更具针对性的作用。其中最受欢迎的来源之一是印楝树，特别是其果实。印楝果实的种子含有一种名为印楝素（azadirachtin）的强效化合物，它能有效地驱避并破坏许多有害昆虫的生命周期，而不会产生合成化学品的毒副作用。随着农民和工业界越来越多地转向基于印楝的解决方案，提取这种活性成分的过程产生了大量的剩余材料。虽然有价值的种子仁被保留用于制造农药，但果实的其余部分——多汁的果肉、坚硬的外壳以及加工后留下的水状残留物——通常被丢弃。这些被丢弃的生物质虽然看似无用，但仍含有使该树具有价值的那些化合物的痕迹，这引发了人们的疑问：如果未经处理，它们是否会对土壤构成风险，或者它们是否可以被转化为有益之物。
多哥洛美大学的研究人员致力于了解在生产印楝生物农药期间，这些剩余物究竟发生了什么。他们不仅想知道产生了多少废物，还想知道这些废物的组成成分，以及是否可以将它们从问题转变为资源。为了寻找答案，研究团队通过标准工业程序处理了三百公斤干燥的印楝果实。首先，他们将果实浸泡在水中以使其变软，然后通过机械方式将软果肉与坚硬的种子分离。种子经过干燥并裂开以去除外壳，留下用于生产农药的内部仁。这一过程产生了三种不同类型的废物：湿果肉、硬壳以及由微小果肉碎片与水混合而成的水状污泥。科学家仔细称量了每种副产品的重量以确定其体积，并分析了它们的化学成分，以观察其是否含有可以回收的营养物质或能量。
结果显示，近一半的原始果实质量最终变成了废物。在处理的三百公斤果实中，用于制造农药的仁仅占总重量的一半多一点。剩下的48.79%由三种副产品组成。最丰富的废物是果肉，它约占果实总干重的39%。硬壳紧随其后，约为7%，而水状污泥占比最小，略高于2%。尽管它们的质地和含水量不同，但这三种材料都有一个共同特征：它们几乎完全是生物质。研究人员发现，每种副产品的干重中，有76%到81%是生物有机质，这证实了这些剩余物富含碳基化合物，而非惰性尘土或岩石。
当团队进行更深入的化学成分观察时，他们发现了指向特定再利用方式的明显差异。硬壳天然干燥且含有高含量的结构碳，其碳氮比表明，如果与其他富含氮的材料混合，它们在堆肥方面表现良好。另一方面，水状污泥的碳氮比较低，处于非常适合厌氧消化（一种在无氧条件下分解有机物以产生生物气的过程）的理想范围内。果肉则成为了能量回收领域最具多功能性的候选者。它含有惊人的高总量糖分，测量结果接近其干重的70%。这种丰富的糖分使得果肉特别适合发酵过程，通过发酵过程可以将废物转化为生物燃料或其他有价值的产品。
该研究还强调了小心处理这些材料的重要性。研究人员指出，由于果肉和污泥具有酸性，加之存在来自印楝的残留生物活性化合物，这意味着这些副产品不能简单地倾倒在地面上而不加处理。如果任其自然堆放，浓缩的化合物可能会伤害蚯蚓和有益微生物等土壤生物。然而，数据表明，通过适当的处理，这些风险是可以管理的，同时也能释放出潜在的价值。高有机含量和特定的营养谱表明，这些副产品不仅仅是垃圾，而是未开发的资源。通过量化产生的确切数量并了解其化学特性，这项研究为工业界提供了一份清晰的路线图，使其不再仅仅是丢弃这些材料。相反，它们可以被引导至堆肥、蚯蚓堆肥或能源生产领域，从而将潜在的环境危害转化为循环经济中有价值的一部分，实现零浪费。
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