柚子副產(chǎn)物主要活性成分及綜合利用的研究進(jìn)展

◎ 李 詩

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，廣東 廣州 511400）

我國的柚子種類資源豐富，具有廣闊的商業(yè)生產(chǎn)前景。目前，我國柚子仍以加工榨汁為主，柚子榨汁后產(chǎn)生的加工廢棄物約占鮮果重量的50%，這種固體殘留物由果皮、花、皮膜、種子和大量壞果、落果組成。如何將這些副產(chǎn)物合理有效地利用起來，已成為許多工廠的主要問題。本文對(duì)柚子副產(chǎn)物營養(yǎng)成分、活性物質(zhì)組成進(jìn)行分析，針對(duì)這些副產(chǎn)物，對(duì)其綜合運(yùn)用并進(jìn)行深度處理具有重要意義，不僅有助于延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，提升柚子的經(jīng)濟(jì)附加值，同時(shí)有助于減緩資源消耗，減少副產(chǎn)品遺棄對(duì)環(huán)境造成的破壞。同時(shí)本文對(duì)柚子副產(chǎn)物的多種高附加值產(chǎn)品進(jìn)行綜述，如精油、果膠等，以期為開發(fā)柚子精深加工系列產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 柚子副產(chǎn)物中生理活性成分的提取與研究

1.1 黃酮類化合物的提取

柚子副產(chǎn)物中富含黃酮類化合物，主要的黃酮類成分存在于柚皮和柚皮包膜中，主要包括柚皮苷、柚皮蕓香苷等。該類化合物具有多種功效，如抗氧化、降血脂、提高免疫力等。特別是柚皮苷，能有效地降低血液的黏稠度，減少血栓的形成，因此可預(yù)防腦血管疾病，如腦血栓和中風(fēng)等。此外，柚皮苷還表現(xiàn)出對(duì)酵母和真菌的抑制作用，具有一定的抗炎功效。柚子的生長環(huán)境、種類不同，其所含化合物的含量也不同。部分柚子品種中柚皮苷含量可在80%以上。葉燊茹等[1]比較了超聲法、纖維素酶輔助法和微波消解法在柚皮總黃酮提取方面的效率。在對(duì)各提取方法進(jìn)行單因素考察的基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，確定了最佳提取方法。結(jié)果顯示，3 種提取方法的總黃酮提取率分別為1.04%、1.10%和1.25%。其中微波消解法的最佳工藝參數(shù)為料液比1 ∶20（g ∶mL）、乙醇濃度85%、提取溫度70 ℃、提取時(shí)間10 min，提取率達(dá)到1.25%。這為柚皮總黃酮的提取和應(yīng)用提供了參考依據(jù)。當(dāng)涉及從柚皮中萃取柚皮苷，部分有效的方法包括吸附劑法、柚苷酶法、超臨界萃取法以及膜分離法等。劉英等[2]研究了超聲波提取柚皮苷的最佳工藝條件，具體為提取溫度50 ℃，固液比1 ∶30，乙醇體積分?jǐn)?shù)50%，提取功率25 W，提取時(shí)間1 h，在該工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到柚皮苷提取率為5.437%。相較于傳統(tǒng)方法，該方法中柚皮苷的提取率得到了顯著提高。開發(fā)出從柚皮中提取黃酮類化合物的最優(yōu)方法，充分提高黃酮類化合物的提取效率，并進(jìn)一步適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)過程，將對(duì)保護(hù)環(huán)境和發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)起到重要作用。

1.2 活性多糖的提取

活性多糖是指具有某些特殊生理功能的多糖類化合物，包括膳食纖維、真菌多糖、殼聚糖、香菇多糖和聚葡萄糖等，具有抗衰老、抗癌、降血糖、降血脂、降血糖和降血脂等多重功效，且副作用和殘留物極少，逐漸成為食品、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)的研究對(duì)象。王睿寧[3]以福建蜜柚皮為原料，確定了酶解提取蜜柚皮多糖的最佳工藝條件：液料比20 ∶1（mL ∶g）、浸提時(shí)間2 h、酶用量1.0 g，在此條件下，蜜柚皮多糖得率達(dá)到2.73%±0.21%。該方法提取柚皮多糖的效率較高，具有較大的推廣價(jià)值。

從柚皮中提取的粗多糖通常含有蛋白質(zhì)、色素、無機(jī)鹽和不溶于酒精的有機(jī)物等多種雜質(zhì)，必須經(jīng)過分離純化，去除非多糖雜質(zhì)，并對(duì)多糖餾分進(jìn)行分類，才能得到單一的多糖組分。因此，在從柚皮中提取多糖時(shí)，有必要進(jìn)一步考慮選擇更高效的提取方法和工藝技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)粗多糖的高效分離和純化，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

1.3 膳食纖維的提取

膳食纖維是一種碳水化合物，在人體內(nèi)不被消化，具有多種功效，包括降低血漿脂肪和膽固醇、改善血糖反應(yīng)、通過促進(jìn)腸道蠕動(dòng)改善便秘，以及預(yù)防和治療高血壓、糖尿病和結(jié)腸癌等疾病。近年來，膳食纖維在功能食品中得到廣泛應(yīng)用和重視。柚皮含有大量纖維，成功利用柚皮將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。張文莉等[4]通過正交試驗(yàn)，優(yōu)化了柚子皮不溶性膳食纖維（Insoluble Dietary Fiber，IDF）的提取條件。最佳提取條件為料液比1 ∶40（g ∶mL），淀粉酶添加量0.6%，淀粉酶酶解時(shí)間90 min，木瓜蛋白酶添加量0.2%，木瓜蛋白酶酶解時(shí)間30 min。在此條件下，柚子皮IDF 得率為55.07%。

1.4 果膠的提取

果膠是一類天然高聚物，因其凝膠、乳化穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn)而在食品、醫(yī)藥、日化及紡織等領(lǐng)域廣受應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，柚子果皮中果膠成分經(jīng)過酯化作用后，可形成具有水溶性的膳食纖維。為使其達(dá)到商業(yè)化需求，需經(jīng)過如純化與干燥等一系列關(guān)鍵步驟。從柚子中提取果膠的工藝主要有酒精法、鹽水法和微波法，而酶法和超濾法是去除柚子果膠的常用方法。黎珂欣等[5]以柚子落果為原料，通過兩種提取路線下果膠得率和柚皮苷提取率的單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化，得到最佳提取工藝：用70%乙醇提取柚皮苷，提取溫度70 ℃，提取時(shí)間110 min，液料比15 ∶1（v ∶w），在此條件下，柚皮苷提取率為42.77%，果膠得率為14.32%，用這種方法從柚皮中提取果膠效率更高。

2 以柚子副產(chǎn)物為原料制成各類食品

2.1 柚子茶

蜂蜜柚子茶作為一種頗受歡迎的柚子深度加工產(chǎn)品，其種類繁多。在其基礎(chǔ)上加入諸如甘草、麥芽、龍眼、玫瑰等多種配料，便可制得各具特色的柚子茶口味，既具備獨(dú)特的味覺體驗(yàn)，同時(shí)又具有一定程度的保健功效。

柚子茶的制備原材料主要為柚子果皮與果肉，輔助以蜂蜜及增稠劑，并以適當(dāng)比例加入多種功能性成分。制備過程中，首先對(duì)柚子果肉進(jìn)行榨取，對(duì)柚子果皮進(jìn)行去白囊除苦處理并切成細(xì)絲狀，接著經(jīng)過糖煮后加入相應(yīng)配料，最終制作出蜂蜜柚子茶飲料，成品飲料色澤清亮且澄澈，香氣濃郁，凝膠穩(wěn)定性極佳，不添加防腐劑、香精或色素，具有改善肌膚狀況與塑身效果等多重功效，主要潛在消費(fèi)者群體為白領(lǐng)女性。

2.2 柚皮蜜餞加工

柚子的外皮可以精制為諸如柚皮糖、柚陳皮以及柚皮金條等含糖產(chǎn)品，而柚子的剩余部分也能被利用，轉(zhuǎn)化為飼料的加工品。

柚子表皮緊實(shí)光潔，含有松軟且結(jié)構(gòu)良好的海綿層，且其營養(yǎng)含量相當(dāng)豐富，王憲青等[6]研究表明，柚皮可以通過如切片、剪條、定型、烹煮、腌制以及晾干等程序制作成柚皮蜜餞。

3 以柚子副產(chǎn)物為原料制成各類工業(yè)產(chǎn)品

3.1 吸附劑

柚子食用部分占46%～56%，主要成分為纖維素，因結(jié)構(gòu)中羥基與水形成氫鍵，具有較強(qiáng)的吸濕性，可作吸附劑。王昊偉等[7]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其能夠有效去除水中的Cd（Ⅱ），吸附率在90%以上。柚子皮吸附劑的制備工藝在資源利用率和生產(chǎn)效率方面尚有一定的提升空間，亦可以通過柚子皮副產(chǎn)物多聯(lián)工藝同時(shí)制備柚子皮精油。

3.2 食品包裝

柚皮中提取的精油具有天然、無毒且顯著的抑菌作用，因此在可食性抗菌膜的研究中，將其作為天然抗菌劑的應(yīng)用日益受到關(guān)注，成為食品保鮮領(lǐng)域的新研究方向。可食性抗菌膜通常通過流延、噴涂和浸涂等方式進(jìn)行成形。相比于單一殼聚糖抗菌膜，植物精油可食性抗菌膜在抗菌活性和抑菌譜方面表現(xiàn)出更高的水平，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)抗菌膜的抗菌活性較低和抗菌譜較窄的不足之處。張永杰等[8]以柚皮精油、玉米淀粉、甘油和殼聚糖為復(fù)合膜配方，發(fā)現(xiàn)柚皮精油-殼聚糖復(fù)合膜具有較好的包裝特性和適用性。因此，柚皮精油作為可食性抗菌膜的天然抗菌劑，為食品保鮮技術(shù)的發(fā)展提供了創(chuàng)新的可能性。

3.3 柚皮凝膠

柚皮含有豐富的植物纖維、不溶性多糖（如纖維素、半纖維素、果膠），具有多孔結(jié)構(gòu)，可作為一種低成本的天然吸附劑，大孔結(jié)構(gòu)可以為吸附石油和有機(jī)雜質(zhì)提供足夠的空間。由于其低密度、高孔隙率和表面疏水性，還可作為一種用于消除油污和有機(jī)污染物的最佳候選材料，且具有很高的可回收性，是高效清理溢油和水凈化的理想材料。張文娟等[9]利用羥丙基-β-環(huán)糊精包合柚皮中的柚皮苷，形成水溶性包合物。以果膠與海藻酸鈉為載體，通過離子凝膠法形成柚皮苷-復(fù)合多糖水凝膠。結(jié)果表明，在復(fù)合多糖濃度3%，果膠與海藻酸鈉質(zhì)量比3 ∶1，氯化鈣濃度5%，柚皮苷添加量5.5 mg·mL-1條件下，凝膠球包封率為68.34%±0.49%。結(jié)果表明復(fù)合多糖凝膠球具有一定的pH 敏感性和較好的緩釋性。這一研究中的復(fù)合多糖凝膠載體能有效提高柚皮中的柚皮苷溶解性以及生物利用度，為柚皮在食品中的應(yīng)用提供了參考。

4 結(jié)語

柚類作為我國產(chǎn)量巨大的果類，深加工產(chǎn)品的市場(chǎng)前景十分廣闊。柚子加工副產(chǎn)物具有水分濕度大，易變質(zhì)的特性，因此在加工和貯藏的過程中保證其品質(zhì)變得尤為重要。國內(nèi)加工工藝的優(yōu)化仍需要不斷探索和發(fā)展。傳統(tǒng)柚類加工副產(chǎn)物一般采用和農(nóng)業(yè)新零售相結(jié)合的形式進(jìn)行出售。而一些新型加工技術(shù)不僅可以使柚子加工副產(chǎn)物具有良好的感官性狀，還能保持其本身營養(yǎng)價(jià)值。這將是未來柚類加工副產(chǎn)物開發(fā)的新方向。

柚子果肉和果皮中含有生理活性物質(zhì)柚皮苷，而柚皮苷可降低血液的黏滯度，減少血栓的形成，對(duì)腦血管疾病，如腦血栓、中風(fēng)等有較好的預(yù)防作用；同時(shí)柚皮苷對(duì)酵母與真菌等有抑制作用，具有抗炎功效。鮮柚肉由于含有類似胰島素的成分，能降低血糖。因此，可以考慮繼續(xù)研究柚子的其他保健功能，驗(yàn)證其是否具有抗炎、降血糖作用，這對(duì)進(jìn)一步開發(fā)柚子的保健產(chǎn)品具有重要意義。

綜上所述，需要合理利用柚類資源，解決柚子副產(chǎn)物發(fā)展面臨的問題，從而大幅度推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綜合利用、轉(zhuǎn)化增值、環(huán)境治理相統(tǒng)一共促進(jìn)的目標(biāo)，為鄉(xiāng)村振興做出積極貢獻(xiàn)。