柑橘类果汁加工副产品综合利用

柑橘类果汁加工副产品综合利用

摘要:综述了柑橘类果汁加工主要副产品(包括香精油、柑橘果胶、桔皮色素、膳食纤维、黄酮类化合物和类柠檬苦素) 的功能特性, 以及国内外对这些副产品的综合开发利用情况。并对我国柑橘副产品的加工利用提出建议。

关键词:柑橘副产品; 加工; 利用

世界柑橘加工品年产量大约1800多万t , 其中柑橘汁占95% , 橘瓣罐头占4.5% , 柑橘糖制品(果酱、果冻和蜜饯) 只占0.5% 。中国柑橘年产量仅次于巴西、美国, 居世界第3 位。目前, 中国柑橘加工的主要产品有柑橘汁、糖水橘瓣罐头、柑橘果冻和果酱、柑橘果酒、柑橘蜜饯、柑橘果醋等。据估计, 从汁类压榨生产中可获得50% 左右的柑橘渣, 罐头加工中可获得25% 的柑橘皮, 这些副产品按含水量为70% ~ 80% 计, 可获得大量的干物质, 对这些副产品进行综合利用, 有利于环境保护, 同样也有利于柑橘业的健康发展。

1 . 柑橘渣

鲜柑橘渣是柑橘榨汁企业的主要副产物, 主要由柑橘皮( 60% ~ 65%) 、丝穰和粹屑( 30% ~ 35%) 、种子( 0% ~ 10%) 所组成, 由于柑橘渣含水量高( 约为70%) , 鲜渣很容易腐烂变质, 而且不适合长途运输, 从经济角度来看, 一般只适合于加工厂附近的养殖场。风干柑橘皮渣所含营养成分为: 干物质90.06% 、粗蛋白6.62% 、粗纤维12.50% 、灰分3.90% 、粗脂肪2.20% 、无氮浸出物64.84% 、钙1.03% 、磷0.10% 。风干柑橘皮渣中氨基酸含量为: 赖氨酸0.48% 、苏氨酸0.29% 、天门冬氨酸0.44% 、丝氨酸0.37% 、谷氨酸0.94% 、脯氨酸0.64% 、甘氨酸0.69% 、丙氨酸0.26% 、赖氨酸0.48% 、精氨酸0.23% 、苏氨酸0.29% 、异亮氨酸0.14% 、缬氨酸0.21% 、亮氨酸0.18% 、酪氨酸0.43% 、苯丙氨酸0.21% 、组氨酸0.34% 。柑橘渣中部分微量矿物质含量为: 铜3.72% 、铁49.7% 、锌1.62% 、锰8.75% 、碘0.07% 。

1.1 柑橘渣颗粒

柑橘渣颗粒是指直径为0.2cm~ 0.6 cm 的柑橘渣, 其含水量低于12% , 粗蛋白含量高于5.0% , 粗纤维含量低于14.0% 。这种处理方法在美国佛罗里达、巴西等柑橘加工业发达的地区和国家被广泛采用, 仅巴西每年出口欧盟的柑橘渣颗粒就有100 万t , 美国每年也有约70 万t 的柑橘渣颗粒用于反刍动物饲料。柑橘渣颗粒是一种很好的反刍动物饲料, 被广泛用做肉牛和奶牛的饲料, 一般用量不超过其干物质采食量的30% 。由于干燥的柑橘渣颗粒极易吸收水分, 储存过程中应防止吸潮变质。

1.2 柑橘渣饲料

柑橘渣饲料营养丰富, 既可作为饲料添加剂饲喂单胃动物, 又可作为精饲料饲喂复胃动物。通常柑橘渣饲料可分成鲜饲料、干饲料、发酵饲料 3 种。但鲜饲料供给有明显的季节性和地域性, 不能作为利用的主要途径,故在实际生产中以后两种为主。鲜柑橘渣烘干主要有自然晾干和人工烘干两种方式, 自然晾干受天气影响比较大, 人工烘干则由于含水量大, 能源消耗严重, 因此实际生产中, 烘干比例并不大。柑橘鲜渣中含较多的可溶性糖分, 经测定, 水分含量为75% 左右, 物块大小适宜, 易于压实, 原料物性非常适合高水分青贮。饲料青贮的目的是将那些适口性好, 消化率高, 营养丰富, 但不能常年均衡供应的物质在一定条件下保存下来的一种方法, 其原理是在适宜条件下, 通过厌氧发酵, 产生酸性环境, 抑制和杀死各种微生物, 从而达到保存饲料的目的。鲜柑橘皮渣的特质适宜青贮, 为了充分发挥鲜柑橘皮渣的营养作用, 降低养殖户的饲养成本, 大量快速经济无害化处理柑橘榨汁后的加工副产品, 减少环境污染, 可在加工厂周边牛、羊养殖基地进行各种简易的青贮, 供养殖者在饲料短缺的冬、春季节使用。

2 . 柑橘皮

柑橘加工下脚料的橘皮数量约占柑橘产量的16% ~ 23% , 除了水分、纤维素、木质素外, 还含有丰富的香精油、色素、果胶、橙皮甙等, 是一种可以更新的生物资源, 在我国大部分因未得到充分利用而被废弃, 造成很大的浪费, 而且带来了严重的环境污染问题。风干柑橘皮营养成分为: 干物质88.80% 、粗蛋白8.17% 、粗纤维9.02% 、灰分3.31% 、脂肪2.60% 、无氮浸出物65.70% 、钙0.60% 、磷0.07% 。

2.1提取橘皮油

柑橘皮有多种利用途径, 其中最主要的是用来提取橘皮精油, 鲜橘皮出油率为1% ~ 2.4% , 干皮出油率为3% ~ 6% 。柠檬精油可以在常压下被蒸馏出而不分解, 在空气和水分的影响下, 它能自动氧化变成香芹酮、香芹醇及一系列杂质, 故在储存和运输过程中须注意避光、防热、防潮。橘皮油的香气浓淡主要取决于其含氧化合物的多少, 萜烯的香气弱, 故常使用浓缩精油( 即除掉部分萜烯的精油) , 它是食品香精、化妆品香精和香水配料的优质原料。橘皮精油具有祛痰、止咳、平喘、促进胃肠蠕动、促进消化液分泌、镇痛、溶解胆结石、抗菌消炎和去除自由基等作用, 可作医药、食品、饮料、化妆品的添香原料。橘皮精油的组成主要有萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物等。橘皮油是一种挥发性芳香油, 主要成分为右旋烯、柠檬醛类, 存在于果皮细胞中, 利用水蒸气蒸馏时, 因温度升高和水分侵入, 含油细胞胀破, 油随水蒸气被蒸馏出来, 经冷凝及油水分离,从而得到橘皮油。橘皮油是香料油中重要大宗商品之一, 广泛用作食品、日用化学品、香精香料化妆品工业, 部分作药用。

2.2 提取果胶

柑橘类果皮中含果胶约20%~ 30% , 其中白皮层含有大量果胶。目前商品果胶的原料主要采用干燥的橙皮( 约含果胶30%) 、柠檬皮( 含25%) 。鉴于所得果胶的产量和级别, 柠檬、酸橙和某些葡萄柚是提取果胶的较好原料。果胶是一种以半乳糖醛酸为主的复合多糖类物质, 它是由α- 半乳糖醛酸中的C1 和C4 通过α- 1,4 苷键连接而形成的直链高分子链。果胶具有良好的胶凝化和乳化稳定作用, 作为胶凝剂、增稠剂、乳化剂和稳定剂等, 其广泛应用于食品和医药行业, 也是制造果酱、果冻、以及糖果的重要原料。同时,果胶对胆固醇有极强的抑制作用, 可以作为降血脂和减肥食品, 目前国内每年果胶的需求量是1.6 万t , 具有巨大的市场潜力。柑橘皮中果胶主要存在于内果皮中, 果胶含量高, 而且提取果胶的凝胶强度高。因此, 从柑橘皮中提取果胶产率高, 成本低, 质量好, 具有较高的经济效益和社会效益。

2.3 黄酮类化合物

橘皮中黄酮类化合物含量约为1% ~ 6% , 分布于橘皮的不同部位, 主要为橘皮苷、新橙皮苷、橘皮素芸香苷等二氢黄酮类化合物, 其中橘皮苷占80% 以上。橘皮苷全称为橘皮素- 7- O- 新橙皮糖苷, 其生物活性高, 具有很好的抗氧化作用; 对杂环胺类物质、1- 甲基-1,2,3,4 -四氢- β- 咔啉- 3- 羧酸和N - 甲基- N' -硝基- N- 亚硝基胍的致突变性具有抑制作用; 能抑制亚硝胺、黄曲霉素和其他致癌物质的致癌作用, 对乳腺癌、肺癌等肿瘤有一定的预防作用; 对胃溃疡有防治作用; 对金黄葡萄球菌、沙门氏菌等有抑制作用; 对某些毒物有拮抗作用; 另外, 还有抗炎、降血脂、降胆固醇、解痉、镇痛等功能。可用于食品工业和医药工业, 在食品工业中橘皮苷可作为天然色素、风味改良剂和苦味剂用于食品和饮料的生产, 也可作为合成新型甜味剂二氢柚苷查耳酮的原料; 在医药工业上, 可用于生产治疗心脑血管疾病和消炎的药物。

3其他途径

上述是国内外对柑橘类果汁加工副产品综合利用的主要研究情况, 近年来还出现了一些新兴的利用途径。在葡萄牙, 有人提出可以将柑橘废料干燥后作为有机肥料增补土壤后提高了莴苣的产量。还有研究发现桔皮的水提取液具有良好的抗菌能力, 在室温下储存一段时间后仍有一定的抗菌能力。日本学者曾利用柑桔皮粉作为饲料防腐剂, 按5% (w/w) 比例将这种防腐剂添加到饲料中, 置于温度30 、湿度100%的环境中, 15d后未发现霉菌; 而未加防腐剂的饲料, 3~4d后就发现了霉菌。国内雷刚等人采用乙醇浸泡桔皮, 浓缩得浸膏, 发现该膏状物表现出良好的防霉及抗菌作用,可用于食品及饲料的防霉。Ehrlich等提出柑橘皮的醇提取物可以用于兴奋饮料或作为咖啡和茶的替代品。Fernandez-LopezJ 等研究了柑橘膳食纤维粉和柠檬白皮层用于蒸煮或干制香肠中, 作为一种功能性添加剂改善香肠品质。

4 结论

近年来, 国内许多学者对柑橘类皮渣的综合利用做过许多探索和尝试, 但柑橘类皮渣的综合利用开发仍缺乏系统性和与产业发展相配套之战略。我国在发展柑橘加工业的过程中, 应借鉴国外柑橘加工业发达国家的经验, 对柑橘副产品进行合理开发利用, 不仅可提高原料综合利用率、降低生产成本、提高附加值和经济效益, 而且可以减少环境污染, 这将成为我