江西柑桔廢棄物資源化利用現(xiàn)狀與對策分析

謝楓　涂娟　金玲莉　胡鐘東　樂美旺

摘要：江西是我國的柑桔主產(chǎn)省，每年產(chǎn)生大量柑桔廢棄物，既污染環(huán)境又造成生物資源的巨大浪費。筆者闡述了江西柑桔產(chǎn)業(yè)以及柑桔廢棄物利用的現(xiàn)狀，并從利用途徑角度出發(fā)，提出了相應(yīng)的發(fā)展對策。

關(guān)鍵詞：柑桔；廢棄物；利用現(xiàn)狀；對策分析

柑桔廢棄物主要是指在生產(chǎn)、加工和消費等過程中產(chǎn)生的枯枝落葉、修剪下的枝葉、殘次果、落果、果皮、果渣、種籽、桔絡(luò)、殘余果肉等，其中柑桔皮主要是罐頭加工后的副產(chǎn)物，約占果實重量的25%，柑桔渣主要是果汁加工后的副產(chǎn)物，約占果實重量的50%。我國每年加工超過500萬t柑桔，產(chǎn)生約200萬t果皮和果渣，另外還有超過500萬t殘次果、銷售過剩果等直接作為廢棄物處理，枯枝落葉與修剪下的枝葉更是超過1000萬t。目前，柑桔皮除少量用以提取香精油或生產(chǎn)乙醇燃料、飼料等外，大部分都被作為廢棄物進(jìn)行填埋處理，不僅造成資源極大浪費，且污染環(huán)境，如何有效處理柑桔廢棄物已成為目前亟需解決的問題。

1江西柑桔產(chǎn)業(yè)以及柑桔廢棄物利用的現(xiàn)狀

江西是全國重要柑桔主產(chǎn)區(qū)之一，柑桔栽培歷史悠久，據(jù)統(tǒng)計，2013年全省柑桔栽培面積近33萬hm²，產(chǎn)量380多萬t，分列全國第二位和第三位。江西柑桔栽培主要集中于贛州、撫州和吉安3個地區(qū)，其中贛州地區(qū)柑桔栽培面積和產(chǎn)量均占全省50%以上；主栽品種為臍橙、溫州蜜柑和南豐蜜桔，其中臍橙主要分布于贛州產(chǎn)區(qū)，南豐蜜桔則主要分布于撫州產(chǎn)區(qū)。

作為柑桔生產(chǎn)大省，江西每年產(chǎn)生超過200萬t柑桔廢棄物，主要為殘次果、落果、枝葉廢棄物等，其中殘次果約占果實總產(chǎn)量的20%～25%。目前，江西柑桔廢棄物資源化利用基本處于空白，除少量用以提取香精油外，絕大部分都被直接廢棄處理。江西柑桔廢棄物資源豐富，如能將其充分利用，可推動江西柑桔產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級，延長柑桔產(chǎn)業(yè)鏈，顯著提升江西柑桔產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

2江西柑桔廢棄物資源化利用對策分析

柑桔廢棄物含有許多有用成分，在食品加工、農(nóng)牧、醫(yī)藥保健、環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。

2.1作為有效成分的提取原料

柑桔廢棄物中主要的功能性成分包括香精油、桔皮色素、果膠、膳食纖維、黃酮類化合物以及類檸檬苦素6大種類，這些成分在食品、化妝品以及藥物合成等方面具有廣闊應(yīng)用前景。目前，提取分離果膠、黃酮類化合物及精油的技術(shù)相對比較成熟。

柑桔皮中果膠含量一般占干重的10%～30%，是商品果膠的主要原料之一。目前，酸水解沉淀法是一種工業(yè)上應(yīng)用較多的傳統(tǒng)果膠提取方法；而常見的果膠分離方法國內(nèi)為乙醇沉淀法和鹽析沉淀法，發(fā)達(dá)國家則主要采用膜分離法。乙醇沉淀法和鹽析沉淀法均存在一定缺陷，膜分離法是目前較理想的果膠分離方法，但膜價格昂貴，目前在國內(nèi)難以推廣應(yīng)用。

目前已從柑桔中鑒定出60余種黃酮類化合物，常見的有蕓香苷、柚皮素、柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷等。柑桔黃酮類化合物傳統(tǒng)提取方法有熱水提取法、堿提取酸沉淀法、溶劑提取法。傳統(tǒng)提取方法所得的提取率一般不是很高，采用超聲波提取法、快速溶劑萃取法、酶提取法、超臨界二氧化碳提取法等新技術(shù)可大幅提高提取率。常見的分離方法主要有柱層析法、大孔樹脂吸附法、高速逆流色譜法和薄層色譜法。

柑桔皮中精油含量占鮮重的2%～3%，是精油的重要原料。提取柑桔皮精油的常用方法有壓榨法、擦皮法、溶劑浸提法、水蒸氣蒸餾法和超臨界二氧化碳萃取法，其中水蒸氣蒸餾法在國內(nèi)應(yīng)用最多，但由于技術(shù)、成本等原因目前國內(nèi)市場上精油還主要依賴進(jìn)口，發(fā)展空間較大。

2.2作為重金屬吸附劑的原料

柑桔廢棄物主要成分是果膠、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，這些成分含有大量的活性官能團(tuán)如氨基、酰胺基、羧基、羥基等，可與重金屬離子通過離子交換、螯合等方式結(jié)合，可作為重金屬吸附劑的良好原料。

但直接采用柑桔廢棄物作吸附劑不僅存在吸附容量小、性能不穩(wěn)定、不易長期保存等缺點，而且存在著由于一些可溶性有機(jī)物質(zhì)如木質(zhì)素、單寧酸、果膠質(zhì)和纖維素的溶解而導(dǎo)致水中化學(xué)耗氧量增加等問題，因此，需通過理化改性以提高柑桔廢棄物的吸附容量和化學(xué)穩(wěn)定性。為提高柑桔廢棄物對重金屬離子的吸附能力，國內(nèi)外研究人員通過接枝共聚、巰基乙酸改性、黃酸鹽改性、皂化、海藻酸鈣固定、炭化等方法對柑桔皮或柑桔殘渣進(jìn)行改性，合成了對重金屬具有良好吸附性能的生物吸附劑。但目前國內(nèi)外對于柑桔廢棄物作為重金屬吸附劑的研究大部分還處于實驗室階段，離工業(yè)化應(yīng)用還需要進(jìn)一步中試研究。

2.3作為動物飼料的原料

隨著世界人口的劇增，糧食短缺將日趨嚴(yán)重，因此，開發(fā)利用農(nóng)副產(chǎn)品作為動物飼料已引起廣泛重視。柑桔廢棄物富含氨基酸、脂肪、碳水化合物、維生素和微量元素等營養(yǎng)物質(zhì)，所含能量接近玉米和麥麩，可作為畜禽飼料的良好原料。美國、巴西等柑桔加工大國通常直接將柑桔皮干燥后制成顆粒狀飼料。但將柑桔廢棄物直接干燥后作為動物飼料，存在蛋白質(zhì)含量低，苦味物質(zhì)含量高，適口性差，動物吸收不好等問題，需要進(jìn)一步處理。

國內(nèi)外研究人員對柑桔廢棄物的飼料資源化方面作了大量研究，以柑桔廢棄物為原料制備出蛋白質(zhì)飼料、生長促進(jìn)劑、酶制劑和酸化劑、著色劑、抗氧化劑、防霉劑、甜味劑等功能性飼料，其中一些技術(shù)已比較成熟，市場前景廣闊。

2.4其他

柑桔廢棄物還可作為生物有機(jī)肥與沼氣、食用菌培養(yǎng)料和燃料酒精的良好原料。目前相關(guān)技術(shù)已非常成熟，國內(nèi)也已有許多成功案例，但商品附加值不高，可作為其他產(chǎn)品的副產(chǎn)品來生產(chǎn)。

3展望

隨著社會發(fā)展，“可持續(xù)發(fā)展”將成為世界主流。柑桔廢棄物具有來源廣泛、數(shù)量巨大、成本低廉、可再生且再生周期短等特點，開展柑桔廢棄物綜合利用可變廢為寶，延長柑桔產(chǎn)業(yè)鏈，具有顯著的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保意義。

近年來，關(guān)于柑桔廢棄物資源化利用的研究報道較多，且一些技術(shù)也比較成熟，但當(dāng)前國內(nèi)對柑桔廢棄物的利用主要集中在提取生物活性成分和作為動物飼料。筆者認(rèn)為，為提升柑桔廢棄物的利用效率、提高經(jīng)濟(jì)效益，有必要采用多種技術(shù)對柑桔廢棄物進(jìn)行綜合利用。綜合考慮目前的技術(shù)可行性和成本，以下方案可供參考：（1）將柑桔廢棄物作為活性成分提取、食用菌栽培或動物飼料生產(chǎn)的原料；（2）產(chǎn)生的廢渣、廢料及動物糞便進(jìn)一步按照一定配比發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥。

（收稿：2017-03-25）