金桔采后處理、加工技術(shù)與綜合利用研究進(jìn)展

艾靜汶，劉功德*，蘇艷蘭，吳倫忠，任二芳，康遠(yuǎn)干

（1.廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西 南寧 530001；2.融安縣金豐農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司，廣西 柳州 545400）

金桔原產(chǎn)我國，又名金橘、金柑、金彈、羅浮、牛奶桔等，為蕓香科（Rutaceae）柑桔亞科（Auran）金柑屬（Fortunella swingle）植物，是常見藥食兼用型水果。金桔在我國有1600多年的栽種史[1]，栽培面積達(dá)15000hm2，年產(chǎn)量約8萬噸，主要分布在南嶺山脈以南的東南沿海省份，其中浙江北侖、江西遂川、湖南瀏陽和廣西融安等地的金桔種植面積較大。廣西融安的金桔產(chǎn)量、質(zhì)量已位居全國前列，截至2020年，其金桔種植面積為12 706 hm2，總產(chǎn)量16萬噸，廣西已成為全國最大的金桔產(chǎn)區(qū)。

金桔皮厚有香氣，果肉酸甜，富含揮發(fā)油、黃酮、檸檬苦素、果膠等生物活性成分，具有抑菌、抗癌、調(diào)節(jié)免疫、降脂及防治心腦血管疾病等功效，因此深受人們的喜愛[2]。新鮮的金桔果實(shí)堅(jiān)硬，但因其果皮含水量高，在運(yùn)輸中易受到機(jī)械損傷，故耐貯運(yùn)性差，且由于種植面積的迅速增加，采后分級(jí)、保鮮、運(yùn)輸?shù)壬唐坊幚砑夹g(shù)的滯后與缺乏縮短了金桔的貯藏期和貨架期，使得錯(cuò)峰或遠(yuǎn)程銷售較難實(shí)現(xiàn)，最終造成優(yōu)質(zhì)果品的市場流通受阻，影響其市場競爭力。目前金桔除了少量制成金桔果脯、金桔罐頭、金桔餅，主要仍用于鮮食，金桔在食藥用保健市場具有很大的開發(fā)潛力，金桔葉作為金桔加工的副產(chǎn)物，近年來研究人員也開始對其進(jìn)行開發(fā)和利用。

由于產(chǎn)量的增加和其重要的食藥用保健價(jià)值，金桔的加工及開發(fā)利用已引起醫(yī)學(xué)、食品等相關(guān)學(xué)科和產(chǎn)業(yè)的重視并取得一定的成果。文章就金桔的采后商品化處理以及產(chǎn)品開發(fā)利用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，旨在為促進(jìn)廣西乃至中國金桔相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、柑橘產(chǎn)業(yè)鏈的延伸、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供依據(jù)。

1 金桔采后商品化處理技術(shù)研究

1.1 分級(jí)

在發(fā)達(dá)國家，水果采后的篩選和分級(jí)是采后處理中一項(xiàng)不可缺少的環(huán)節(jié)，能有效提升水果的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前我國柑橘分級(jí)主要依靠人工完成，分級(jí)結(jié)果受勞動(dòng)者個(gè)體差異影響而一致性較差，效率較低，利用機(jī)器視覺可以同時(shí)按多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行柑橘分級(jí)，如水果的尺寸大小、顏色[3]、性狀、表面缺陷等外觀品質(zhì)。我國水果自動(dòng)分級(jí)研究起步晚，技術(shù)相對落后，但隨著計(jì)算機(jī)處理速度的不斷提升，水果分級(jí)技術(shù)有了很大的發(fā)展，崔巍等[4]基于機(jī)器視覺的金桔大小自動(dòng)分級(jí)方法，搭建機(jī)器識(shí)別系統(tǒng)采集金桔圖像，應(yīng)用中值濾波和閾值法消除圖像噪聲和背景信息并轉(zhuǎn)換成一個(gè)二進(jìn)制圖像，提取水果圖像的邊緣，依次對金桔進(jìn)行大小分級(jí)，在保證準(zhǔn)確率高達(dá)90%的前提下大大提高分級(jí)速度。朱莉[5]利用高性能數(shù)字信號(hào)處理（digital signal processing，DSP）芯片作為圖像處理核心，將攝像頭提取的模擬圖像信號(hào)解碼轉(zhuǎn)換后通過復(fù)雜可編程邏輯原件（complex programmable logic device，CPLD）給DSP發(fā)出識(shí)別命令，DSP將識(shí)別結(jié)果與內(nèi)存中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析最終確定柑橘質(zhì)量級(jí)別顯示于液晶顯示屏（liquid crystal display，LCD）上，提高了柑橘圖像處理的速率。盧軍等[6]通過提取柑橘圖像顏色矩和統(tǒng)計(jì)紋理特征，利用訓(xùn)練好的概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對柑橘樣本進(jìn)行分級(jí)試驗(yàn)，為金桔果實(shí)顏色和表面紋理圖像的快速處理分級(jí)技術(shù)提供了依據(jù)。

1.2 貯藏保鮮

1.2.1 涂膜保鮮

金桔的成熟季在每年11月底到12月初，在主產(chǎn)區(qū)廣西融安12月溫度7℃～16℃，1月溫度6℃～13℃，2月溫度8℃～14℃，3月溫度11℃～18℃，金桔在采后貯藏期間易感染青霉病和綠霉病，室溫條件下不耐貯藏，目前主要采用化學(xué)合成物質(zhì)咪鮮胺等作為果蔬貯藏的保鮮劑，雖然具有較好的保鮮效果且經(jīng)濟(jì)便捷，但由于金桔為可食皮類水果，因此傳統(tǒng)防腐劑對人體的暴露風(fēng)險(xiǎn)更高[7-8]。單秀峰等[9]采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%、1.0%、1.5%的殼聚糖對金桔進(jìn)行涂膜處理，發(fā)現(xiàn)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的殼聚糖均能有效抑制金桔果實(shí)腐爛率和失重率的上升，延緩可溶性固形物、總酸和抗壞血酸含量的下降，其中，低溫條件下1.5%殼聚糖涂膜處理對其品質(zhì)的保持更顯著。彭湘蓮等[10]利用1.5%殼聚糖、0.2%山蒼籽精油溶液等混合制成復(fù)合涂膜液對金桔進(jìn)行涂膜，處理后的金桔在室溫下貯藏30 d后，失重率、可溶性固形物、VC、可滴定酸、總糖的含量及感官評分均更佳，有效延緩了金桔營養(yǎng)物質(zhì)的消耗和果品品質(zhì)的降低。Hosseini等[11]利用香薄荷、龍蒿精油和殼聚糖對金桔進(jìn)行噴涂，發(fā)現(xiàn)混合物能有效減緩在低溫貯藏下金桔的失重和可滴定酸、VC的損失，也維持了采后金桔的良好外觀。

除殼聚糖以外，還有其他化學(xué)保鮮方式對金桔的品質(zhì)保持有明顯效果。王淑娟等[12-13]利用水楊酸以及從蘆薈中提取的蒽醌類化合物處理金桔，發(fā)現(xiàn)濃度為0.3 g/L的水楊酸以及濃度為0.2 g/L、純度為47%的蒽醌類化合物能有效降低金桔的失重率、呼吸作用和腐爛率，延緩可溶性固形物、可滴定酸、VC、總糖和可溶性蛋白質(zhì)的下降。劉萍等[14]發(fā)現(xiàn)用0.6g/L的次氯酸鈣溶液浸泡金桔能有效降低金桔腐爛率、減小青霉病病斑直徑、有效延緩果實(shí)衰老。Shang等[15]發(fā)現(xiàn)用濃度50 mg/mL的甘草次生代謝產(chǎn)物浸泡可降低金桔的失重速率，延緩硬度、總酸、可溶性固形物、可滴定酸、VC、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的損失，有效保持了金桔的良好品質(zhì)。黃瑤等[16]用蔗糖基聚合物對成熟金橘進(jìn)行采后涂膜保鮮，發(fā)現(xiàn)用濃度0.2%的蔗糖聚合物水溶液浸泡果實(shí)后，有效延緩采后金橘出汁率、總糖、VC含量的下降，減小過氧化氫酶活性的損失以及延緩果實(shí)受氧氣傷害引起的衰老。Liu等[17]利用鞣花酸溶液浸泡金桔，結(jié)果發(fā)現(xiàn)300 mg/L的鞣花酸浸泡處理可延緩果實(shí)硬度下降以及總固形物、可滴定酸和VC的下降，提高果實(shí)超氧化物歧化酶活性，對金桔保鮮具有良好的應(yīng)用前景。馮春梅等[18]利用1.5%NaCl+100 ppm ClO2的保鮮液于35℃下恒溫浸泡金桔90 s，采用二步分段法（常溫+可控通風(fēng)庫分段貯藏）貯藏120 d，金桔好果率達(dá)92.6%，出庫后金桔貨架期達(dá)20 d。

1.2.2 其他貯藏保鮮研究

除常見低溫貯藏、通用涂膜劑保鮮外，研究者也對其他處理對金桔的采后保鮮效果進(jìn)行了探索。Guo等[19]研究了等離子體水在降低青霉菌對金桔貯藏品質(zhì)和貨架期影響過程中的作用，發(fā)現(xiàn)在6周貯藏期內(nèi)，等離子體水對青霉菌活力有明顯的抑制作用，經(jīng)等離子體水處理的金桔表面顏色、抗壞血酸、總類黃酮和類胡蘿卜素均無顯著變化或減少，也沒有留下明顯的硝酸鹽和亞硝酸鹽殘留，說明等離子體水具有控制金桔腐爛和真菌污染的潛力。Puligundla等[20]利用高壓發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的間歇性放電等離子體處理金橘，其輸出電壓為8 kV，電流為2.0 A～4.0 A，累計(jì)處理2 min后，果實(shí)表面溫度最高為35.6℃，金橘的色澤和硬度沒有變化，經(jīng)處理的樣品表面微生物計(jì)數(shù)有所減少，且減少量與電流值呈正相關(guān)，其味道、顏色、質(zhì)地和總接受度沒有顯著變化。處理過的樣品在25℃下儲(chǔ)存15 d，保質(zhì)期比未處理樣品有所延長，且物理和化學(xué)、感官品質(zhì)沒有受到影響，為開發(fā)安全、實(shí)用、節(jié)能的金桔保鮮新技術(shù)提供了重要理論依據(jù)。

1.3 包裝

為了降低成本以及避免常規(guī)藥液浸泡給果皮帶來殘留的食用風(fēng)險(xiǎn)，延長金桔的貨架期、保持其商品特性，研究者對金桔的包裝設(shè)備也進(jìn)行了創(chuàng)新。馮春梅等[18]自主研制出國內(nèi)第一臺(tái)金桔單果包裝機(jī)，對金桔實(shí)現(xiàn)單果薄膜包裝，包裝處理能力達(dá)1 013.33 kg/班，解決了金桔因果形較小、難以人工包裝等問題，確保了金桔的保鮮效果。陳婷等[21]利用厚度0.01 mm的聚乙烯薄膜對贛南臍橙進(jìn)行單果包裝，聯(lián)合4℃低溫下貯藏，能有效維持包裝內(nèi)的相對濕度、降低失重和酶活性，維持了可溶性固形物、可滴定酸以及VC的含量，提高了臍橙的耐貯性。

2 金桔產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)研究

2.1 金桔果脯

金桔蜜餞和金桔餅是傳統(tǒng)的金桔制品，傳統(tǒng)的鹽漬、糖漬過程中主要采用刺孔等手工操作加快浸漬的速率，付曉萍等[22]將糖液倒入金桔中，連續(xù)2次利用微波的中溫滲糖處理10 min、靜置滲糖30 min，結(jié)合95℃下燙漂3 min、復(fù)合硬化劑配比為NaCl與CaCl2質(zhì)量比為 2∶1，以羧甲基纖維素（carboxymethyl cellulose，CMC）作為填充劑，其它配料的添加量是30%蔗糖、2%食鹽、檸檬酸0.2%、CMC 0.1%，制得的金桔果脯風(fēng)味及品質(zhì)優(yōu)良。有大量文獻(xiàn)研究了脈沖電場對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的影響，有學(xué)者利用脈沖電場進(jìn)行了果脯浸漬速率提升的研究。曾新安等[23]發(fā)現(xiàn)利用強(qiáng)度1.5 kV/cm的脈沖電場以每次40個(gè)脈沖的條件處理4次，電場處理之后金桔的浸糖速率大于1.66%/d，比傳統(tǒng)工藝提高78.49%，比傳統(tǒng)工藝浸糖時(shí)間縮短6 d～7 d，產(chǎn)品咀嚼性提高10.31%～15.33%，大大減少了人工刺孔的成本，從而提高了浸漬效率和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 金桔果汁

金桔在被加工成飲料時(shí)，因?yàn)榻鸾燮じ缓瑩]發(fā)性物質(zhì)，所以成品會(huì)含有辛辣苦味，但去除果皮會(huì)喪失金桔果汁的功能成分，需要在去掉苦味的同時(shí)保留其部分功效成分。盛金鳳等[24]在pH4.2、酶解溫度51℃時(shí)利用0.6 g/L的柚皮苷酶酶解93 min，對金桔汁的脫苦率達(dá)到81.74%，經(jīng)柚皮苷酶脫苦處理30 d后的金桔汁，營養(yǎng)指標(biāo)的含量除VC外變化不大，故柚皮苷酶酶解法被認(rèn)為是一種高效、快速、低成本的脫苦方法。劉瑞山等[25]利用4%金桔汁、0.8%檸檬汁、6.4%橙汁，經(jīng)0.2 g/L羧甲基纖維素鈉、0.2 g/L黃原膠以及0.1 g/L果膠穩(wěn)定劑處理后，復(fù)配80 g/L白砂糖、1.1 g/L酸味劑，制成的金桔復(fù)合果汁形態(tài)穩(wěn)定、酸甜可口。方舒婷等[26]利用壓榨所得無皮無核青金桔原汁，以5%的添加量與糖化的烤面包渣混合，乳酸菌和啤酒酵母菌總接入量為3%，體積比為 1∶2，在 30℃下發(fā)酵 36 h～48 h，制得散發(fā)濃郁面包發(fā)酵醇香的青金桔格瓦斯，其色澤及滋味等感官品質(zhì)優(yōu)良。

2.3 金桔精油

金桔的不同部位雖呈香物質(zhì)不同，但均以烯烴類化合物為主，從金桔內(nèi)提取的精油具有一定的抗氧化能力。謝妍純等[27]以金桔肉、金桔汁、金桔皮為樣品，采用熱脫附法提取了香氣成分，并根據(jù)分離鑒定出來的不同部位揮發(fā)性成分進(jìn)行選取，在國標(biāo)允許范圍內(nèi)調(diào)配出4種天然風(fēng)味金桔香精，為各類飲品和糕點(diǎn)產(chǎn)品提供天然香精原料。黃燦燦等[28]在液料比27∶1（mL/g）、超聲時(shí)間1.25 h、超聲波功率300 W的條件下，利用超聲波輔助提取金桔果皮內(nèi)精油，精油得率為2.24%，提取出的金桔精油對食用油脂貨架期的延長有一定作用。Yu等[29]研究了超聲和微波預(yù)處理金桔皮對水蒸餾提取金桔精油的效果影響，發(fā)現(xiàn)在210 W超聲輔助處理30 min以及300 W微波輔助處理金桔皮6 min后，金桔精油的提取率最高，且超聲比微波預(yù)處理更有利于提高精油產(chǎn)率及1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除活性。

2.4 金桔酒

金桔富含果膠酶，容易使金桔蒸餾酒甲醇超標(biāo)[30]，甲醇超標(biāo)易損害人體神經(jīng)系統(tǒng)并造成眼底和視網(wǎng)膜病變等。盧鷺濱等[31]利用優(yōu)化釀造工藝來降低金桔蒸餾酒中甲醇含量，選用1 kg 90%成熟度的金桔，在加水量500 g、加糖量250 g、發(fā)酵7 d后制得的金桔蒸餾酒甲醇含量比傳統(tǒng)工藝低68%。陳豐等[32]在金柑山楂果露型黃酒陳釀過程中以6∶1的體積比加入金柑澄清汁和山楂汁制得金柑山楂果露型黃酒，經(jīng)陳化的黃酒總糖含量和高級(jí)醇含量降低，氨基酸態(tài)氮含量先降低后升高，總?cè)?、總酸和總酯含量增加，?jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加金柑汁和山楂汁有利于降低黃酒的燥熱性質(zhì)，提高消費(fèi)者的接受度。

2.5 金桔醋

以金桔為原料發(fā)酵而成的果醋，富含有機(jī)酸、氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、微量元素等營養(yǎng)成分，有助于促進(jìn)人體新陳代謝和改善身體機(jī)能。劉杰[33]以金桔汁為原料釀造金桔果醋，發(fā)現(xiàn)金桔汁初始糖度17%、酵母菌接種量0.2%、發(fā)酵溫度32℃時(shí)有利于酒精發(fā)酵，在醋酸菌接種量10%、起始酒精度7%vol、發(fā)酵溫度32℃時(shí)是最佳醋酸發(fā)酵條件，在最適工藝條件下制得的金桔果醋醋酸含量達(dá)4.7 g/100 mL以上。王巖[34]利用固定化醋酸菌一步發(fā)酵法生產(chǎn)金柑果醋，醋酸發(fā)酵起始酒精度7%vol，發(fā)酵起始pH5.5，固定化醋酸菌接種量9%，在32℃下發(fā)酵72 h后得到淡黃色、營養(yǎng)豐富、澄清透明、具有金柑風(fēng)味的金柑果醋。

2.6 金桔片

新鮮的金桔不易貯藏，將金桔烘干成金桔片后泡水飲用或加工成干燥片后磨成粉，可作為飲品、糕點(diǎn)等其他食物的配料。王淋靚等[35]發(fā)現(xiàn)將金桔加工成2 mm厚度，在70℃、0.8 km/h下進(jìn)行熱風(fēng)干燥，所得金桔片VC含量較高，復(fù)水比為4.702，干燥速率0.359 g/min，能在保持金桔一定營養(yǎng)品質(zhì)的基礎(chǔ)上提高金桔片干燥速率。?zcan-Sinir等[36]比較了熱風(fēng)干燥、真空干燥、微波干燥對金桔干燥特性、復(fù)水能力、顏色、總酚含量和抗氧化能力的影響，發(fā)現(xiàn)在溫度70℃、真空度-100 MPa的條件下進(jìn)行微波干燥和真空干燥時(shí)，金桔干片的總酚含量和抗氧化活性最高。張銳銳等[37]開發(fā)了一種新的金桔片食用方式，以金桔片為原料之一，復(fù)配羅漢果、干檸檬片等，在1.5∶4∶1.5質(zhì)量比下混合，確定了最佳浸提條件是溫度80℃、時(shí)間40 min、料液比1∶40（g/mL），此條件下制得的羅漢果復(fù)合飲料呈棕黃色，澄清透明、色澤和風(fēng)味俱佳。

3 金桔綜合利用研究

3.1 金桔葉

目前關(guān)于柑橘精油研究較多，但對金桔葉揮發(fā)性成分的研究較少，劉順珍等[1]采用水蒸氣法提取金橘葉與金桔果皮中的揮發(fā)油，并采用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-masa spectrometry，GC-MS）法測定其揮發(fā)油含量，從金橘葉中共鑒定出27種化學(xué)成分，已鑒定出的成分占總油量的91.37%，從金橘果皮揮發(fā)油中鑒定出34種成分，占總油量的96.23%，為金桔副產(chǎn)物的利用提供了新的方向。張宇等[38]比較了4種不同的提取方法后發(fā)現(xiàn)，利用Tris-HCl法從金柑葉片中提取蛋白質(zhì)產(chǎn)率較高，單、雙向電泳分離效果較理想，蛋白點(diǎn)數(shù)豐富、整齊且少有縱橫紋現(xiàn)象，是適用于金柑葉片蛋白質(zhì)提取的理想方法，為金柑蛋白質(zhì)藥用合成機(jī)理的研究提供了理論基礎(chǔ)。

3.2 金桔籽

在金桔加工過程中，占其質(zhì)量10%的籽作為廢棄物被丟棄，對環(huán)境產(chǎn)生了一定破壞，柑橘籽中富含27%～36.5%的油脂，高于棉籽、大豆和油茶籽，也含有多種如檸檬苦素和柚皮苷等對人體有益的活性成分。柑橘籽的提取物還在生物柴油、食物增強(qiáng)劑、抗氧化劑等方面有很好的應(yīng)用前景。王青松等[39]以青桔籽為原料，以正己烷作為提取溶劑，在料液比1∶7（g/mL）、溫度60℃、浸提90 min的條件下提取3次后，青金桔籽油提取率為33.38%，所得青金桔籽油中不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.42%，其中油酸34.73%、亞油酸30.31%、亞麻酸5.97%。

4 結(jié)論

金桔具有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，還有一定的保健功效，雖然我國金桔加工歷史悠久，但目前主要以鮮食為主，市面上金桔產(chǎn)品種類單一且附加值低，使其價(jià)值不能得到充分的發(fā)揮，也使其經(jīng)濟(jì)效益受到了限制。廣西是我國金桔主產(chǎn)區(qū)之一，金桔也發(fā)展成為廣西部分地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著金桔“避雨”、“避寒”栽培技術(shù)的應(yīng)用以及電商技術(shù)的推廣，給種植戶帶來了金桔的高產(chǎn)豐收。隨著金桔產(chǎn)量的逐年增加、食品加工方式的進(jìn)步和人們健康意識(shí)的提高，金桔商品品質(zhì)的提高、加工產(chǎn)品的豐富以及保健功能的開發(fā)等研究具有廣闊的前景。充分利用我國金桔資源、提高金桔商品品質(zhì)、增加金桔食品及保健品的研究深度，對促進(jìn)鄉(xiāng)村特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展、增加農(nóng)民收入、推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展具有重要作用。