综述：柚（Citrus maxima）皮的固态脱苦与组分分离：机理约束、技术成熟度与食品增值利用

《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》：Solid-State Debittering and Fractionation of Pomelo ( Citrus maxima) Peel: Mechanistic Constraints, Technology Readiness, and Food Valorization

　　**摘要****背景**柚子皮是柚子加工过程中产生的主要副产品，具有直接食品用途以及作为膳食纤维、果胶、类黄酮和精油来源的潜力。然而，由柚皮苷和柠檬苦素引起的苦味限制了其在食品中的直接应用，并且仍然是生物质全面价值化的主要障碍。本综述批判性地考察了两条互补的途径：固态脱苦以实现完整皮质的直接利用，以及选择性分级以回收精油、果胶和膳食纤维。根据目标产品的不同，这些途径可独立实施或有选择性地整合。文中特别强调了完整皮基质内部的传质阻力，这是固态脱苦与液相果汁加工之间的关键区别。**方法**从工艺效率和质量权衡的角度，对物理法、化学法、生物法及联合脱苦策略进行了比较。随后对精油、果胶和膳食纤维的传统及新兴提取技术进行了评估。对于精油，将超临界CO2萃取、深共晶溶剂体系以及电激波辅助可切换溶剂萃取与水上蒸馏和冷压法，从回收率、组成质量、工艺要求及放大准备程度等方面进行了比较。果胶和膳食纤维工艺则从得率、结构完整性和可扩展性之间的相互依存权衡关系进行评估。关键瓶颈包括缺乏定量扩散模型、未解决效率与质量的冲突、副产物流未得到充分利用以及中试验证有限等。**结论**未来的优先方向包括集成生物炼制设计、实时过程监测、中试验证以及针对柚子皮循环经济价值化的标准化质量评估体系。---**引言**柚子（Citrus maxima (Burm.) Merr.）是芸香科中具有重要经济价值的柑橘物种（Tocmo et al., 2020）。近期一项研究报告指出，全球柚子年产量约为934万吨，其中中国产量占53.9%（Shangguan et al., 2023）。尽管柚子果实因其清爽口味而广受欢迎，但工业界对其加工副产品——尤其是果皮（约占鲜果质量的30%）——的兴趣日益增加。柚子皮中的膳食纤维、多酚和果胶含量均显著高于果肉（Tocmo et al., 2020）。尽管具有巨大的价值化潜力，柚子加工链仍面临一个关键的"感官与环境瓶颈"。由于柚皮苷和柠檬苦素的感官阈值较低，它们在柚子皮中的高含量会产生明显的苦味，从而限制了柚子皮在食品中的直接使用（Purewal and Sandhu, 2021; Kore and Chakraborty, 2015）。因此，柚子加工产生了大量果皮残留物，若处置不当，可能导致资源损失和环境负担（Sarangi et al., 2024）。在全球循环经济政策的驱动下，柑橘行业亟需从线性的"获取—制造—废弃"模式转向循环生物炼制模式（Sarangi et al., 2024）。这一转变需要通过选择性提取和受控的结构修饰，将柚子皮转化为功能性配料和高附加值材料。为实现这一转变，需要对柚子皮的固态基质进行根本性了解。与液态柑橘果汁不同，完整的柚子皮含有致密的碳水化合物基质，可能给苦味化合物和脱苦用大分子试剂带来内部传质阻力。本综述首先探讨了细胞壁孔隙率在固态脱苦过程中可能存在的速率限制作用，然后评估了物理法、化学法、生物法及联合脱苦技术。此外，本文还讨论了脱苦柚皮的直接食品应用以及精油、果胶和膳食纤维的传统与新兴分级策略。文中确定了关键的知识空白——包括缺乏预测性扩散模型、未解决的质量—效率权衡以及未被充分利用的废物流——以引导未来研究向集成化、零废弃的柚子皮价值化方向发展。本综述区分了通用设备平台的成熟度与柚子专用工艺验证阶段。评估基于已报告的示范规模、工艺连续性、设备集成度以及产品质量和安全数据的可获得性，不应被解读为正式认证的技术成熟度（TRL）评级。---**章节摘要****柚子皮脱苦技术**柚子皮在食品中的直接使用主要受限于柚皮苷和柠檬苦素（Purewal and Sandhu, 2021; Kore and Chakraborty, 2015）。仅柚皮苷就占柚子皮总类黄酮的70%以上（Shangguan et al., 2023）。因此，当整个皮基质拟直接用于食品，或残留苦味会影响目标产品质量时，脱苦是必不可少的预处理步骤。然而，一个根本性的矛盾长期被忽视：**面向产品的柚子皮直接利用**与分离单个成分相比，将脱苦柚子皮或皮粉直接添加到食品中能够保留更大比例的原始生物质。脱苦的必要性取决于目标产品。当皮基质保留在可食用产品中，或残留苦味影响产品接受度时，脱苦尤为必要。相比之下，当柚子皮仅作为选择性回收精油、果胶或膳食纤维的原料时，**功能性成分的提取与应用**脱苦后整皮的直接使用可保留大部分生物质，但无法满足所有产品规格，也无法分别回收具有不同理化特性和市场价值的成分。因此，选择性分级提供了一种互补的价值化途径。根据目标分级组分和产品规格的不同，分级可直接从未处理果皮开始，或与脱苦进行选择性整合。精油主要富集在**跨技术综合、证据局限性及产业化转化**第2节（柚子皮脱苦技术）、第3节（面向产品的柚子皮直接利用）、第4节（功能性成分的提取与应用）和表5所总结的证据揭示了三个相互关联的问题：效率与质量的权衡取决于产品，现有研究的可比性不足，不同技术路线面临的产业化壁垒各不相同。这些问题在此从跨技术层面进行了讨论，而**结论与未来展望**柚子皮价值化的核心挑战不在于进一步增加孤立的脱苦或提取方法，而在于根据目标产品的需要，协调苦味控制、结构保留和成分回收。对于直接食品应用而言，首要需求是解析完整海绵层中内部传质与反应动力学的相对贡献，并将处理强度与残留柚皮苷和柠檬苦素含量、感官接受度、香气、色泽等方面定量关联，**未引用参考文献**Gao et al., 2024; Wang et al., 2026; Zhang et al., 2024.**数据可用性**本综述未生成或分析新的数据。支持研究结论的所有数据均可从所引用的文献中获取。**CRediT作者贡献声明**刘宇：构思、调查、正式分析和原稿撰写。任京南：构思与资源支持。潘思怡：调查及稿件审阅与编辑。范刚：构思、监督、稿件审阅与编辑。马丽芬：调查与编辑。**利益冲突声明**作者声明不存在利益冲突。**致谢**本研究得到国家重点研发计划（2024YFF1106605）、武汉市科技支撑结对共建城市项目（2025071104010372）、湖北省重点研发计划（2024BBB036）以及云南省科技计划项目（202304BT090030）的资助。---刘宇 | 任京南 | 潘思怡 | 范刚 | 马丽芬华中农业大学食品科学技术学院 / 教育部环境相关营养学重点实验室 / 湖北省果蔬加工与质量控制重点实验室，中国武汉 430070