综述:柑橘副产物资源化综合利用现状与发展趋势

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Journal of Future Foods CS5.8

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  (编辑推荐)本综述系统梳理了全球柑橘副产物(含落果、果皮、种子等)的综合利用现状,重点探讨了黄酮类(flavonoids)、柠檬苦素(limonoids)、精油(essential oils)等活性成分的提取技术(如超声波辅助提取UAE)及其在抗氧化、抗炎、抗肿瘤等方面的应用,创新性提出"取自柑橘,回馈柑橘"的循环经济模式,为绿色低碳发展提供新思路。

  

柑橘副产物的类型与成分

柑橘作为全球产量最大的水果,其加工过程产生大量副产物,包括生理落果、果皮、种子、腐烂果实等。这些"废弃物"实则富含高附加值成分:果皮中黄酮含量是果肉的5倍,种子含柠檬苦素苷类,果渣含20%-30%的果胶(pectin)。特别值得注意的是,柑橘幼果的辛弗林(synephrine)含量是成熟果实的3倍,具有显著的减肥功效。

当前利用方式与局限

直接利用方面,柑橘皮作为调味品和中药(如陈皮)应用广泛。新会陈皮经3年以上陈化后,价格可达鲜果皮的20倍,2023年产业链总产值达190亿元。间接利用主要通过提取功能成分实现:

  • 果胶提取:酸解法得率26.55%,但会产生酸性废水污染

  • 黄酮类提取:柚皮苷(naringin)乙醇提取率达83.32%

  • 生物转化:果渣发酵生产乙醇(产率215g/100kg)、乳酸(55.59g/L)

但现有技术存在能耗高(干燥工序占碳足迹的40%)、农药残留(12种常用农药)、废水处理不完善等问题,全球柑橘副产物利用率不足20%。

活性成分与生物活性

已鉴定的1000多种次生代谢物中,200余种具有明确活性:

  • 多甲氧基黄酮:川陈皮素(nobiletin)可抑制胰腺癌细胞增殖

  • 柠檬苦素:诺米林(nomilin)抗氧化性强于维生素C

  • D-柠檬烯:占精油60%-95%,具有抗抑郁特性

  • 香豆素:佛手柑内酯(bergapten)可抑制骨髓瘤细胞

创新发展方向

提出"种植-采收-储运"全链条防霉策略:

  1. 种植阶段:利用果渣有机肥增强果树抗病性

  2. 储运阶段:柑橘精油制备的可降解抗菌膜使霉变率降低70%

  3. 循环体系:废水发酵产甲烷(0.217m3/kg),残渣制饲料

未来展望

建议结合人工智能(AI)实现精准分类,开发亚临界萃取等绿色技术。美国佛罗里达实验室已实现年产1000吨橙皮苷(hesperidin)的产业化示范,印证了副产物高值化转化的可行性。通过"柑橘→副产物→防霉制剂→柑橘"的闭环模式,既可减少30%采后损失,又能推动碳中和目标实现。

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