金桔采后处理、加工技术与综合利用研究进展

艾静汶，刘功德*，苏艳兰，吴伦忠，任二芳，康远干

（1.广西壮族自治区亚热带作物研究所，广西 南宁 530001；2.融安县金丰农业科技开发有限公司，广西 柳州 545400）

金桔原产我国，又名金橘、金柑、金弹、罗浮、牛奶桔等，为芸香科（Rutaceae）柑桔亚科（Auran）金柑属（Fortunella swingle）植物，是常见药食兼用型水果。金桔在我国有1600多年的栽种史[1]，栽培面积达15000hm2，年产量约8万吨，主要分布在南岭山脉以南的东南沿海省份，其中浙江北仑、江西遂川、湖南浏阳和广西融安等地的金桔种植面积较大。广西融安的金桔产量、质量已位居全国前列，截至2020年，其金桔种植面积为12 706 hm2，总产量16万吨，广西已成为全国最大的金桔产区。

金桔皮厚有香气，果肉酸甜，富含挥发油、黄酮、柠檬苦素、果胶等生物活性成分，具有抑菌、抗癌、调节免疫、降脂及防治心脑血管疾病等功效，因此深受人们的喜爱[2]。新鲜的金桔果实坚硬，但因其果皮含水量高，在运输中易受到机械损伤，故耐贮运性差，且由于种植面积的迅速增加，采后分级、保鲜、运输等商品化处理技术的滞后与缺乏缩短了金桔的贮藏期和货架期，使得错峰或远程销售较难实现，最终造成优质果品的市场流通受阻，影响其市场竞争力。目前金桔除了少量制成金桔果脯、金桔罐头、金桔饼，主要仍用于鲜食，金桔在食药用保健市场具有很大的开发潜力，金桔叶作为金桔加工的副产物，近年来研究人员也开始对其进行开发和利用。

由于产量的增加和其重要的食药用保健价值，金桔的加工及开发利用已引起医学、食品等相关学科和产业的重视并取得一定的成果。文章就金桔的采后商品化处理以及产品开发利用现状进行综述，旨在为促进广西乃至中国金桔相关产业的发展、柑橘产业链的延伸、区域经济发展提供依据。

1 金桔采后商品化处理技术研究

1.1 分级

在发达国家，水果采后的筛选和分级是采后处理中一项不可缺少的环节，能有效提升水果的经济价值。目前我国柑橘分级主要依靠人工完成，分级结果受劳动者个体差异影响而一致性较差，效率较低，利用机器视觉可以同时按多个标准进行柑橘分级，如水果的尺寸大小、颜色[3]、性状、表面缺陷等外观品质。我国水果自动分级研究起步晚，技术相对落后，但随着计算机处理速度的不断提升，水果分级技术有了很大的发展，崔巍等[4]基于机器视觉的金桔大小自动分级方法，搭建机器识别系统采集金桔图像，应用中值滤波和阈值法消除图像噪声和背景信息并转换成一个二进制图像，提取水果图像的边缘，依次对金桔进行大小分级，在保证准确率高达90%的前提下大大提高分级速度。朱莉[5]利用高性能数字信号处理（digital signal processing，DSP）芯片作为图像处理核心，将摄像头提取的模拟图像信号解码转换后通过复杂可编程逻辑原件（complex programmable logic device，CPLD）给DSP发出识别命令，DSP将识别结果与内存中的标准进行比较分析最终确定柑橘质量级别显示于液晶显示屏（liquid crystal display，LCD）上，提高了柑橘图像处理的速率。卢军等[6]通过提取柑橘图像颜色矩和统计纹理特征，利用训练好的概率神经网络对柑橘样本进行分级试验，为金桔果实颜色和表面纹理图像的快速处理分级技术提供了依据。

1.2 贮藏保鲜

1.2.1 涂膜保鲜

金桔的成熟季在每年11月底到12月初，在主产区广西融安12月温度7℃～16℃，1月温度6℃～13℃，2月温度8℃～14℃，3月温度11℃～18℃，金桔在采后贮藏期间易感染青霉病和绿霉病，室温条件下不耐贮藏，目前主要采用化学合成物质咪鲜胺等作为果蔬贮藏的保鲜剂，虽然具有较好的保鲜效果且经济便捷，但由于金桔为可食皮类水果，因此传统防腐剂对人体的暴露风险更高[7-8]。单秀峰等[9]采用质量分数0.5%、1.0%、1.5%的壳聚糖对金桔进行涂膜处理，发现不同质量分数的壳聚糖均能有效抑制金桔果实腐烂率和失重率的上升，延缓可溶性固形物、总酸和抗坏血酸含量的下降，其中，低温条件下1.5%壳聚糖涂膜处理对其品质的保持更显著。彭湘莲等[10]利用1.5%壳聚糖、0.2%山苍籽精油溶液等混合制成复合涂膜液对金桔进行涂膜，处理后的金桔在室温下贮藏30 d后，失重率、可溶性固形物、VC、可滴定酸、总糖的含量及感官评分均更佳，有效延缓了金桔营养物质的消耗和果品品质的降低。Hosseini等[11]利用香薄荷、龙蒿精油和壳聚糖对金桔进行喷涂，发现混合物能有效减缓在低温贮藏下金桔的失重和可滴定酸、VC的损失，也维持了采后金桔的良好外观。

除壳聚糖以外，还有其他化学保鲜方式对金桔的品质保持有明显效果。王淑娟等[12-13]利用水杨酸以及从芦荟中提取的蒽醌类化合物处理金桔，发现浓度为0.3 g/L的水杨酸以及浓度为0.2 g/L、纯度为47%的蒽醌类化合物能有效降低金桔的失重率、呼吸作用和腐烂率，延缓可溶性固形物、可滴定酸、VC、总糖和可溶性蛋白质的下降。刘萍等[14]发现用0.6g/L的次氯酸钙溶液浸泡金桔能有效降低金桔腐烂率、减小青霉病病斑直径、有效延缓果实衰老。Shang等[15]发现用浓度50 mg/mL的甘草次生代谢产物浸泡可降低金桔的失重速率，延缓硬度、总酸、可溶性固形物、可滴定酸、VC、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的损失，有效保持了金桔的良好品质。黄瑶等[16]用蔗糖基聚合物对成熟金橘进行采后涂膜保鲜，发现用浓度0.2%的蔗糖聚合物水溶液浸泡果实后，有效延缓采后金橘出汁率、总糖、VC含量的下降，减小过氧化氢酶活性的损失以及延缓果实受氧气伤害引起的衰老。Liu等[17]利用鞣花酸溶液浸泡金桔，结果发现300 mg/L的鞣花酸浸泡处理可延缓果实硬度下降以及总固形物、可滴定酸和VC的下降，提高果实超氧化物歧化酶活性，对金桔保鲜具有良好的应用前景。冯春梅等[18]利用1.5%NaCl+100 ppm ClO2的保鲜液于35℃下恒温浸泡金桔90 s，采用二步分段法（常温+可控通风库分段贮藏）贮藏120 d，金桔好果率达92.6%，出库后金桔货架期达20 d。

1.2.2 其他贮藏保鲜研究

除常见低温贮藏、通用涂膜剂保鲜外，研究者也对其他处理对金桔的采后保鲜效果进行了探索。Guo等[19]研究了等离子体水在降低青霉菌对金桔贮藏品质和货架期影响过程中的作用，发现在6周贮藏期内，等离子体水对青霉菌活力有明显的抑制作用，经等离子体水处理的金桔表面颜色、抗坏血酸、总类黄酮和类胡萝卜素均无显著变化或减少，也没有留下明显的硝酸盐和亚硝酸盐残留，说明等离子体水具有控制金桔腐烂和真菌污染的潜力。Puligundla等[20]利用高压发电机产生的间歇性放电等离子体处理金橘，其输出电压为8 kV，电流为2.0 A～4.0 A，累计处理2 min后，果实表面温度最高为35.6℃，金橘的色泽和硬度没有变化，经处理的样品表面微生物计数有所减少，且减少量与电流值呈正相关，其味道、颜色、质地和总接受度没有显著变化。处理过的样品在25℃下储存15 d，保质期比未处理样品有所延长，且物理和化学、感官品质没有受到影响，为开发安全、实用、节能的金桔保鲜新技术提供了重要理论依据。

1.3 包装

为了降低成本以及避免常规药液浸泡给果皮带来残留的食用风险，延长金桔的货架期、保持其商品特性，研究者对金桔的包装设备也进行了创新。冯春梅等[18]自主研制出国内第一台金桔单果包装机，对金桔实现单果薄膜包装，包装处理能力达1 013.33 kg/班，解决了金桔因果形较小、难以人工包装等问题，确保了金桔的保鲜效果。陈婷等[21]利用厚度0.01 mm的聚乙烯薄膜对赣南脐橙进行单果包装，联合4℃低温下贮藏，能有效维持包装内的相对湿度、降低失重和酶活性，维持了可溶性固形物、可滴定酸以及VC的含量，提高了脐橙的耐贮性。

2 金桔产品开发技术研究

2.1 金桔果脯

金桔蜜饯和金桔饼是传统的金桔制品，传统的盐渍、糖渍过程中主要采用刺孔等手工操作加快浸渍的速率，付晓萍等[22]将糖液倒入金桔中，连续2次利用微波的中温渗糖处理10 min、静置渗糖30 min，结合95℃下烫漂3 min、复合硬化剂配比为NaCl与CaCl2质量比为 2∶1，以羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose，CMC）作为填充剂，其它配料的添加量是30%蔗糖、2%食盐、柠檬酸0.2%、CMC 0.1%，制得的金桔果脯风味及品质优良。有大量文献研究了脉冲电场对细胞膜结构的影响，有学者利用脉冲电场进行了果脯浸渍速率提升的研究。曾新安等[23]发现利用强度1.5 kV/cm的脉冲电场以每次40个脉冲的条件处理4次，电场处理之后金桔的浸糖速率大于1.66%/d，比传统工艺提高78.49%，比传统工艺浸糖时间缩短6 d～7 d，产品咀嚼性提高10.31%～15.33%，大大减少了人工刺孔的成本，从而提高了浸渍效率和经济效益。

2.2 金桔果汁

金桔在被加工成饮料时，因为金桔皮富含挥发性物质，所以成品会含有辛辣苦味，但去除果皮会丧失金桔果汁的功能成分，需要在去掉苦味的同时保留其部分功效成分。盛金凤等[24]在pH4.2、酶解温度51℃时利用0.6 g/L的柚皮苷酶酶解93 min，对金桔汁的脱苦率达到81.74%，经柚皮苷酶脱苦处理30 d后的金桔汁，营养指标的含量除VC外变化不大，故柚皮苷酶酶解法被认为是一种高效、快速、低成本的脱苦方法。刘瑞山等[25]利用4%金桔汁、0.8%柠檬汁、6.4%橙汁，经0.2 g/L羧甲基纤维素钠、0.2 g/L黄原胶以及0.1 g/L果胶稳定剂处理后，复配80 g/L白砂糖、1.1 g/L酸味剂，制成的金桔复合果汁形态稳定、酸甜可口。方舒婷等[26]利用压榨所得无皮无核青金桔原汁，以5%的添加量与糖化的烤面包渣混合，乳酸菌和啤酒酵母菌总接入量为3%，体积比为 1∶2，在 30℃下发酵 36 h～48 h，制得散发浓郁面包发酵醇香的青金桔格瓦斯，其色泽及滋味等感官品质优良。

2.3 金桔精油

金桔的不同部位虽呈香物质不同，但均以烯烃类化合物为主，从金桔内提取的精油具有一定的抗氧化能力。谢妍纯等[27]以金桔肉、金桔汁、金桔皮为样品，采用热脱附法提取了香气成分，并根据分离鉴定出来的不同部位挥发性成分进行选取，在国标允许范围内调配出4种天然风味金桔香精，为各类饮品和糕点产品提供天然香精原料。黄灿灿等[28]在液料比27∶1（mL/g）、超声时间1.25 h、超声波功率300 W的条件下，利用超声波辅助提取金桔果皮内精油，精油得率为2.24%，提取出的金桔精油对食用油脂货架期的延长有一定作用。Yu等[29]研究了超声和微波预处理金桔皮对水蒸馏提取金桔精油的效果影响，发现在210 W超声辅助处理30 min以及300 W微波辅助处理金桔皮6 min后，金桔精油的提取率最高，且超声比微波预处理更有利于提高精油产率及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

金桔富含果胶酶，容易使金桔蒸馏酒甲醇超标[30]，甲醇超标易损害人体神经系统并造成眼底和视网膜病变等。卢鹭滨等[31]利用优化酿造工艺来降低金桔蒸馏酒中甲醇含量，选用1 kg 90%成熟度的金桔，在加水量500 g、加糖量250 g、发酵7 d后制得的金桔蒸馏酒甲醇含量比传统工艺低68%。陈丰等[32]在金柑山楂果露型黄酒陈酿过程中以6∶1的体积比加入金柑澄清汁和山楂汁制得金柑山楂果露型黄酒，经陈化的黄酒总糖含量和高级醇含量降低，氨基酸态氮含量先降低后升高，总醛、总酸和总酯含量增加，经动物实验发现，添加金柑汁和山楂汁有利于降低黄酒的燥热性质，提高消费者的接受度。

2.5 金桔醋

以金桔为原料发酵而成的果醋，富含有机酸、氨基酸、维生素、矿物质、微量元素等营养成分，有助于促进人体新陈代谢和改善身体机能。刘杰[33]以金桔汁为原料酿造金桔果醋，发现金桔汁初始糖度17%、酵母菌接种量0.2%、发酵温度32℃时有利于酒精发酵，在醋酸菌接种量10%、起始酒精度7%vol、发酵温度32℃时是最佳醋酸发酵条件，在最适工艺条件下制得的金桔果醋醋酸含量达4.7 g/100 mL以上。王岩[34]利用固定化醋酸菌一步发酵法生产金柑果醋，醋酸发酵起始酒精度7%vol，发酵起始pH5.5，固定化醋酸菌接种量9%，在32℃下发酵72 h后得到淡黄色、营养丰富、澄清透明、具有金柑风味的金柑果醋。

2.6 金桔片

新鲜的金桔不易贮藏，将金桔烘干成金桔片后泡水饮用或加工成干燥片后磨成粉，可作为饮品、糕点等其他食物的配料。王淋靓等[35]发现将金桔加工成2 mm厚度，在70℃、0.8 km/h下进行热风干燥，所得金桔片VC含量较高，复水比为4.702，干燥速率0.359 g/min，能在保持金桔一定营养品质的基础上提高金桔片干燥速率。Özcan-Sinir等[36]比较了热风干燥、真空干燥、微波干燥对金桔干燥特性、复水能力、颜色、总酚含量和抗氧化能力的影响，发现在温度70℃、真空度-100 MPa的条件下进行微波干燥和真空干燥时，金桔干片的总酚含量和抗氧化活性最高。张锐锐等[37]开发了一种新的金桔片食用方式，以金桔片为原料之一，复配罗汉果、干柠檬片等，在1.5∶4∶1.5质量比下混合，确定了最佳浸提条件是温度80℃、时间40 min、料液比1∶40（g/mL），此条件下制得的罗汉果复合饮料呈棕黄色，澄清透明、色泽和风味俱佳。

3 金桔综合利用研究

3.1 金桔叶

目前关于柑橘精油研究较多，但对金桔叶挥发性成分的研究较少，刘顺珍等[1]采用水蒸气法提取金橘叶与金桔果皮中的挥发油，并采用气相色谱-质谱（gas chromatography-masa spectrometry，GC-MS）法测定其挥发油含量，从金橘叶中共鉴定出27种化学成分，已鉴定出的成分占总油量的91.37%，从金橘果皮挥发油中鉴定出34种成分，占总油量的96.23%，为金桔副产物的利用提供了新的方向。张宇等[38]比较了4种不同的提取方法后发现，利用Tris-HCl法从金柑叶片中提取蛋白质产率较高，单、双向电泳分离效果较理想，蛋白点数丰富、整齐且少有纵横纹现象，是适用于金柑叶片蛋白质提取的理想方法，为金柑蛋白质药用合成机理的研究提供了理论基础。

3.2 金桔籽

在金桔加工过程中，占其质量10%的籽作为废弃物被丢弃，对环境产生了一定破坏，柑橘籽中富含27%～36.5%的油脂，高于棉籽、大豆和油茶籽，也含有多种如柠檬苦素和柚皮苷等对人体有益的活性成分。柑橘籽的提取物还在生物柴油、食物增强剂、抗氧化剂等方面有很好的应用前景。王青松等[39]以青桔籽为原料，以正己烷作为提取溶剂，在料液比1∶7（g/mL）、温度60℃、浸提90 min的条件下提取3次后，青金桔籽油提取率为33.38%，所得青金桔籽油中不饱和脂肪酸质量分数为72.42%，其中油酸34.73%、亚油酸30.31%、亚麻酸5.97%。

4 结论

金桔具有丰富的营养物质，还有一定的保健功效，虽然我国金桔加工历史悠久，但目前主要以鲜食为主，市面上金桔产品种类单一且附加值低，使其价值不能得到充分的发挥，也使其经济效益受到了限制。广西是我国金桔主产区之一，金桔也发展成为广西部分地区农村经济的支柱产业，随着金桔“避雨”、“避寒”栽培技术的应用以及电商技术的推广，给种植户带来了金桔的高产丰收。随着金桔产量的逐年增加、食品加工方式的进步和人们健康意识的提高，金桔商品品质的提高、加工产品的丰富以及保健功能的开发等研究具有广阔的前景。充分利用我国金桔资源、提高金桔商品品质、增加金桔食品及保健品的研究深度，对促进乡村特色产业发展、增加农民收入、推进农业农村高质量发展具有重要作用。