金桔采后處理、加工技術與綜合利用研究進展

艾靜汶，劉功德*，蘇艷蘭，吳倫忠，任二芳，康遠干

（1.廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所，廣西 南寧 530001；2.融安縣金豐農業科技開發有限公司，廣西 柳州 545400）

金桔原產我國，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15000hm2，年產量約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。廣西融安的金桔產量、質量已位居全國前列，截至2020年，其金桔種植面積為12 706 hm2，總產量16萬噸，廣西已成為全國最大的金桔產區。

金桔皮厚有香氣，果肉酸甜，富含揮發油、黃酮、檸檬苦素、果膠等生物活性成分，具有抑菌、抗癌、調節免疫、降脂及防治心腦血管疾病等功效，因此深受人們的喜愛[2]。新鮮的金桔果實堅硬，但因其果皮含水量高，在運輸中易受到機械損傷，故耐貯運性差，且由于種植面積的迅速增加，采后分級、保鮮、運輸等商品化處理技術的滯后與缺乏縮短了金桔的貯藏期和貨架期，使得錯峰或遠程銷售較難實現，最終造成優質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潛力，金桔葉作為金桔加工的副產物，近年來研究人員也開始對其進行開發和利用。

由于產量的增加和其重要的食藥用保健價值，金桔的加工及開發利用已引起醫學、食品等相關學科和產業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品開發利用現狀進行綜述，旨在為促進廣西乃至中國金桔相關產業的發展、柑橘產業鏈的延伸、區域經濟發展提供依據。

1 金桔采后商品化處理技術研究

1.1 分級

在發達國家，水果采后的篩選和分級是采后處理中一項不可缺少的環節，能有效提升水果的經濟價值。目前我國柑橘分級主要依靠人工完成，分級結果受勞動者個體差異影響而一致性較差，效率較低，利用機器視覺可以同時按多個標準進行柑橘分級，如水果的尺寸大小、顏色[3]、性狀、表面缺陷等外觀品質。我國水果自動分級研究起步晚，技術相對落后，但隨著計算機處理速度的不斷提升，水果分級技術有了很大的發展，崔巍等[4]基于機器視覺的金桔大小自動分級方法，搭建機器識別系統采集金桔圖像，應用中值濾波和閾值法消除圖像噪聲和背景信息并轉換成一個二進制圖像，提取水果圖像的邊緣，依次對金桔進行大小分級，在保證準確率高達90%的前提下大大提高分級速度。朱莉[5]利用高性能數字信號處理（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解碼轉換后通過復雜可編程邏輯原件（complex programmable logic device，CPLD）給DSP發出識別命令，DSP將識別結果與內存中的標準進行比較分析最終確定柑橘質量級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計紋理特征，利用訓練好的概率神經網絡對柑橘樣本進行分級試驗，為金桔果實顏色和表面紋理圖像的快速處理分級技術提供了依據。

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，在主產區廣西融安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，目前主要采用化學合成物質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濟便捷，但由于金桔為可食皮類水果，因此傳統防腐劑對人體的暴露風險更高[7-8]。單秀峰等[9]采用質量分數0.5%、1.0%、1.5%的殼聚糖對金桔進行涂膜處理，發現不同質量分數的殼聚糖均能有效抑制金桔果實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合涂膜液對金桔進行涂膜，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物質的消耗和果品品質的降低。Hosseini等[11]利用香薄荷、龍蒿精油和殼聚糖對金桔進行噴涂，發現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，還有其他化學保鮮方式對金桔的品質保持有明顯效果。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，發現濃度為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的下降。劉萍等[14]發現用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、有效延緩果實衰老。Shang等[15]發現用濃度50 mg/mL的甘草次生代謝產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。黃瑤等[16]用蔗糖基聚合物對成熟金橘進行采后涂膜保鮮，發現用濃度0.2%的蔗糖聚合物水溶液浸泡果實后，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，結果發現300 mg/L的鞣花酸浸泡處理可延緩果實硬度下降以及總固形物、可滴定酸和VC的下降，提高果實超氧化物歧化酶活性，對金桔保鮮具有良好的應用前景。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+可控通風庫分段貯藏）貯藏120 d，金桔好果率達92.6%，出庫后金桔貨架期達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和貨架期影響過程中的作用，發現在6周貯藏期內，等離子體水對青霉菌活力有明顯的抑制作用，經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]利用高壓發電機產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，累計處理2 min后，果實表面溫度最高為35.6℃，金橘的色澤和硬度沒有變化，經處理的樣品表面微生物計數有所減少，且減少量與電流值呈正相關，其味道、顏色、質地和總接受度沒有顯著變化。處理過的樣品在25℃下儲存15 d，保質期比未處理樣品有所延長，且物理和化學、感官品質沒有受到影響，為開發安全、實用、節能的金桔保鮮新技術提供了重要理論依據。

1.3 包裝

為了降低成本以及避免常規藥液浸泡給果皮帶來殘留的食用風險，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備也進行了創新。馮春梅等[18]自主研制出國內第一臺金桔單果包裝機，對金桔實現單果薄膜包裝，包裝處理能力達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行單果包裝，聯合4℃低溫下貯藏，能有效維持包裝內的相對濕度、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 金桔產品開發技術研究

2.1 金桔果脯

金桔蜜餞和金桔餅是傳統的金桔制品，傳統的鹽漬、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2次利用微波的中溫滲糖處理10 min、靜置滲糖30 min，結合95℃下燙漂3 min、復合硬化劑配比為NaCl與CaCl2質量比為 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%，制得的金桔果脯風味及品質優良。有大量文獻研究了脈沖電場對細胞膜結構的影響，有學者利用脈沖電場進行了果脯浸漬速率提升的研究。曾新安等[23]發現利用強度1.5 kV/cm的脈沖電場以每次40個脈沖的條件處理4次，電場處理之后金桔的浸糖速率大于1.66%/d，比傳統工藝提高78.49%，比傳統工藝浸糖時間縮短6 d～7 d，產品咀嚼性提高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濟效益。

2.2 金桔果汁

金桔在被加工成飲料時，因為金桔皮富含揮發性物質，所以成品會含有辛辣苦味，但去除果皮會喪失金桔果汁的功能成分，需要在去掉苦味的同時保留其部分功效成分。盛金鳳等[24]在pH4.2、酶解溫度51℃時利用0.6 g/L的柚皮苷酶酶解93 min，對金桔汁的脫苦率達到81.74%，經柚皮苷酶脫苦處理30 d后的金桔汁，營養指標的含量除VC外變化不大，故柚皮苷酶酶解法被認為是一種高效、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果膠穩定劑處理后，復配80 g/L白砂糖、1.1 g/L酸味劑，制成的金桔復合果汁形態穩定、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℃下發酵 36 h～48 h，制得散發濃郁面包發酵醇香的青金桔格瓦斯，其色澤及滋味等感官品質優良。

2.3 金桔精油

金桔的不同部位雖呈香物質不同，但均以烯烴類化合物為主，從金桔內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，并根據分離鑒定出來的不同部位揮發性成分進行選取，在國標允許范圍內調配出4種天然風味金桔香精，為各類飲品和糕點產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處理金桔皮對水蒸餾提取金桔精油的效果影響，發現在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，且超聲比微波預處理更有利于提高精油產率及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[30]，甲醇超標易損害人體神經系統并造成眼底和視網膜病變等。盧鷺濱等[31]利用優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、發酵7 d后制得的金桔蒸餾酒甲醇含量比傳統工藝低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，經陳化的黃酒總糖含量和高級醇含量降低，氨基酸態氮含量先降低后升高，總醛、總酸和總酯含量增加，經動物實驗發現，添加金柑汁和山楂汁有利于降低黃酒的燥熱性質，提高消費者的接受度。

2.5 金桔醋

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

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、糕點等其他食物的配料。王淋靚等[35]發現將金桔加工成2 mm厚度，在70℃、0.8 km/h下進行熱風干燥，所得金桔片VC含量較高，復水比為4.702，干燥速率0.359 g/min，能在保持金桔一定營養品質的基礎上提高金桔片干燥速率。?zcan-Sinir等[36]比較了熱風干燥、真空干燥、微波干燥對金桔干燥特性、復水能力、顏色、總酚含量和抗氧化能力的影響，發現在溫度70℃、真空度-100 MPa的條件下進行微波干燥和真空干燥時，金桔干片的總酚含量和抗氧化活性最高。張銳銳等[37]開發了一種新的金桔片食用方式，以金桔片為原料之一，復配羅漢果、干檸檬片等，在1.5∶4∶1.5質量比下混合，確定了最佳浸提條件是溫度80℃、時間40 min、料液比1∶40（g/mL），此條件下制得的羅漢果復合飲料呈棕黃色，澄清透明、色澤和風味俱佳。

3 金桔綜合利用研究

3.1 金桔葉

目前關于柑橘精油研究較多，但對金桔葉揮發性成分的研究較少，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油，并采用氣相色譜-質譜（gas chromatography-masa spectrometry，GC-MS）法測定其揮發油含量，從金橘葉中共鑒定出27種化學成分，已鑒定出的成分占總油量的91.37%，從金橘果皮揮發油中鑒定出34種成分，占總油量的96.23%，為金桔副產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現，利用Tris-HCl法從金柑葉片中提取蛋白質產率較高，單、雙向電泳分離效果較理想，蛋白點數豐富、整齊且少有縱橫紋現象，是適用于金柑葉片蛋白質提取的理想方法，為金柑蛋白質藥用合成機理的研究提供了理論基礎。

3.2 金桔籽

在金桔加工過程中，占其質量10%的籽作為廢棄物被丟棄，對環境產生了一定破壞，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、食物增強劑、抗氧化劑等方面有很好的應用前景。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量分數為72.42%，其中油酸34.73%、亞油酸30.31%、亞麻酸5.97%。

4 結論

金桔具有豐富的營養物質，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，市面上金桔產品種類單一且附加值低，使其價值不能得到充分的發揮，也使其經濟效益受到了限制。廣西是我國金桔主產區之一，金桔也發展成為廣西部分地區農村經濟的支柱產業，隨著金桔“避雨”、“避寒”栽培技術的應用以及電商技術的推廣，給種植戶帶來了金桔的高產豐收。隨著金桔產量的逐年增加、食品加工方式的進步和人們健康意識的提高，金桔商品品質的提高、加工產品的豐富以及保健功能的開發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、增加金桔食品及保健品的研究深度，對促進鄉村特色產業發展、增加農民收入、推進農業農村高質量發展具有重要作用。