王麗娟，宋思圓，姜 鵬，劉東紅,2,*

（1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058；2.浙江大學(xué)馥莉食品研究院，浙江 杭州 310058）

不同去皮方法對番茄去皮效果和品質(zhì)的影響

王麗娟1，宋思圓1，姜 鵬1，劉東紅1,2,*

（1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058；2.浙江大學(xué)馥莉食品研究院，浙江 杭州 310058）

為優(yōu)化現(xiàn)有番茄去皮工藝，開發(fā)新的去皮方法，以去皮難易程度和質(zhì)量損失評價去皮效果，比較手工去皮、熱水去皮、堿液去皮、功率超聲去皮和超聲與堿液聯(lián)用去皮對去皮效果和產(chǎn)品質(zhì)地、顏色、番茄紅素提取率、pH值和可滴定酸含量等品質(zhì)的影響，并結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察不同去皮方法果皮微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，功率超聲去皮較傳統(tǒng)的熱水去皮和堿液去皮，去皮難度小，質(zhì)量損失少，且產(chǎn)品品質(zhì)良好，番茄紅素含量較高，而超聲與堿液聯(lián)用去皮較其他去皮方法雖去皮難度小，但質(zhì)量損失過高。掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果表明，功率超聲去皮較熱水去皮、堿液去皮對果皮角質(zhì)層的破壞力更大，可能是超聲的空化效應(yīng)使果皮與果肉更易分離，從而降低去皮損失。因此，功率超聲去皮是一種潛在的新型環(huán)境友好型去皮方法。

番茄；去皮；去皮效果；品質(zhì)

番茄是我國的主要農(nóng)作物，VC、VE和番茄紅素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有抗氧化、防癌抗癌等作用。番茄既是鮮食佳品，也是良好的加工原料，常被加工成番茄汁、番茄醬、番茄罐頭等產(chǎn)品[1]。去皮是番茄加工的重要操作單元，應(yīng)最大限度地提高去皮效率，同時保證最終產(chǎn)品的品質(zhì)[2]。

傳統(tǒng)的番茄去皮方法有手工去皮、熱力去皮和堿液去皮等[3]。手工去皮因去皮效率低、質(zhì)量損失高不適用于工業(yè)生產(chǎn)；熱力去皮安全可靠，但熱燙易導(dǎo)致加熱過度導(dǎo)致質(zhì)地軟化，產(chǎn)品質(zhì)量下降。堿液去皮效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，是較常用的去皮方法。然而堿液去皮易導(dǎo)致很多環(huán)境問題，如堿液中帶正電的鈉離子易與土壤中帶負(fù)電的膠體顆粒結(jié)合，土地鹽堿化從而抑制植物的生長。隨著環(huán)境問題的日漸突出，番茄加工業(yè)亟待尋找新型的去皮方法。近年來也有紅外去皮[4]和功率超聲去皮[5]的研究。紅外去皮是近兩年的研究熱點，消除了水和堿液的利用，是一種環(huán)境友好型的去皮方法。功率超聲去皮是采用頻率為20～100 kHz的超聲波輔助去皮的方法，Rock[5]指出番茄功率超聲去皮能降低番茄去皮質(zhì)量損失，提高去皮番茄硬度。近年來，超聲波[6-7]常被用于食品加工，如超聲過濾、超聲解凍、超聲提取、超聲降解、超聲乳化和超聲切割等，但國內(nèi)對功率超聲去皮的研究鮮見報道。

本實驗為優(yōu)化現(xiàn)有去皮工藝，開發(fā)新的去皮工藝，比較了番茄手工去皮、熱水去皮、堿液去皮、功率超聲去皮和超聲與堿液聯(lián)用去皮的去皮效果和產(chǎn)品品質(zhì)，并結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察不同去皮方法果皮微觀結(jié)構(gòu)，為優(yōu)化現(xiàn)有去皮工藝、開發(fā)新型去皮方法提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選擇成熟度相同的山東櫻桃番茄，無明顯病蟲害和外觀損傷，新鮮番茄顏色鮮紅，最大直徑范圍為20～30 mm，購于杭州市果品集團有限公司。

氫氧化鈉、丙酮、正己烷、無水乙醇等均為分析純，購于浙江大學(xué)試劑科。

1.2 儀器與設(shè)備

DKS-12電熱恒溫水浴鍋（5～99 ℃） 嘉興市中新醫(yī)療儀器有限公司；超聲波清洗裝置（40 kHz，功率270 ～2 700 W） 寧波新芝生物科技股份有限公司；游標(biāo)卡尺（0.02 cm） 寧波大虹工具采購商城；TA.XT2i質(zhì)構(gòu)儀 北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司；CM-A177手持式色差儀 柯尼卡美達(dá)能公司；HC600電子天平（0.01 g） 慈溪市華徐衡器實業(yè)有限公司；UV-2550紫外分光光度計 日本島津公司；PHS-550 pH計 陸恒生物有限公司。

1.3 方法

將采購后的番茄清洗、分級，室溫放置4 h，保證番茄初始溫度相同。

1.3.1 去皮方法

本實驗的手工去皮、熱水去皮、堿液去皮、功率超聲去皮和超聲與堿液聯(lián)用去皮的方法均參照Rock等[8]的方法，并稍作修改。不同去皮方法參數(shù)設(shè)置見表1。去皮處理后將番茄浸沒于冷水中，以去除殘余熱量或中和堿液，冷卻至室溫后進行去皮效果評價和產(chǎn)品品質(zhì)的測定。

表 1 不同去皮方法參數(shù)表Table 1 Operating parameters for different peeling methods

1.3.2 去皮效果評價

1.3.2.1 去皮難易程度評價

將不同去皮方法處理得到番茄進行手工去皮，去皮難易程度[2]由感官評定小組進行評價，感官評定小組成員來自不同實驗室，共10 人，評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表 2 去皮難易程度主觀評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Descriptions used to evaluate peeling eff i ciency

1.3.2.2 質(zhì)量損失率測定

番茄去皮前后的質(zhì)量用電子天平測定，去皮前后質(zhì)量損失率由公式（1）計算可得。

式中：P為質(zhì)量損失率/%；m1、m2分別為去皮前后番茄整果質(zhì)量/g。

1.3.3 機械性質(zhì)測定

1.3.3.1 質(zhì)地測定

番茄去皮前后質(zhì)地（硬度）用質(zhì)構(gòu)儀測定。測試選擇P5探頭，即直徑為5 mm的圓形平板探頭。測試模式：壓縮過程中測試受力；運行程序：探頭返回初始位。儀器參數(shù)設(shè)置：測前速率、測試速率、測后速率：1 mm/s；數(shù)據(jù)采集速率：100次/s；觸發(fā)值：0.10 N。曲線記錄方式為Final，加載位移量10 mm。每組實驗樣品量為10 個。

1.3.3.2 掃描電子顯微鏡觀察

將新鮮番茄皮和不同去皮方法得到的番茄皮用2.5%戊二醛4 ℃固定過夜。固定后用0.1 mol/L pH 7.0磷酸鹽緩沖液漂洗樣品3 次，每次15 min，再用1%鋨酸溶液固定1.5 h。固定后用0.1 mol/L pH 7.0磷酸鹽緩沖液漂洗樣品3 次，每次15 min。清洗后用30%、50%、70%、80%、90%、95%、100%的乙醇梯度脫水，每級15 min。脫水后用乙醇與醋酸異戊酯的混合液（體積比為1∶1）處理樣品30 min，再用純醋酸異戊酯處理放置過夜。臨界點干燥。最后將把樣品粘在導(dǎo)電膠上，離子濺射法噴金，時間為90 s，鏡檢。

1.3.4 理化性質(zhì)測定

1.3.4.1 去皮番茄顏色

去皮番茄果肉顏色用手持式色差儀測定，用白板校準(zhǔn)后測定樣品顏色，記錄樣品的L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）值。

1.3.4.2 番茄紅素含量

根據(jù)Fish等[9]的方法，準(zhǔn)確稱取5 g番茄勻漿，加入30 mL正己烷、丙酮和乙醇的混合液（體積比為2∶1∶1），避光攪拌30 min。然后加入10 mL蒸餾水混合均勻后靜置分層，將非極性層（正己烷層）倒出，稀釋一定倍數(shù)后在472 nm波長處測定吸光度。番茄紅素的含量由公式（2）計算。

式中：L為番茄紅素含量/（mg/kg）；A為吸光度；D為稀釋倍數(shù)；m為樣品質(zhì)量/g；31.2為換算系數(shù)。

1.3.4.3 可滴定酸含量、pH值

可滴定酸含量用滴定法測定。將番茄打漿后過濾，吸取5 mL清液，加入45 mL蒸餾水，以酚酞為指示劑，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定至溶液變微紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，蒸餾水作空白對照?？傻味ㄋ岷坑晒剑?）計算。

式中：TA為可滴定酸含量/%；m為樣品質(zhì)量/g；V1為樣品消耗NaOH溶液體積/mL；V2為蒸餾水空白對照消耗NaOH溶液體積/mL；c為NaOH溶液濃度/（mol/L）；K為酸的換算系數(shù)（檸檬酸的換算系數(shù)為0.070）；F為稀釋倍數(shù)。

番茄pH值用pH計測定。將番茄打漿后過濾，取20 mL濾液測定pH值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

統(tǒng)計軟件使用SPSS Statistics 19.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同方法處理后番茄的去皮效果

2.1.1 去皮難易程度由表3可知，不同去皮方法的去皮難易程度差異性顯著（P＜0.05）。與手工去皮相比，熱水去皮、堿液去皮、功率超聲去皮和超聲與堿液聯(lián)用去皮方法均能顯著降低去皮的難易程度。熱水去皮中延長去皮時間能顯著降低去皮的難易程度，表明去皮時間對去皮效果有顯著影響。堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對去皮難易程度無顯著影響，Bayindirli[10]的研究也指出，堿液去皮的效果與去皮溫度相關(guān)而不是堿液濃度。功率超聲去皮（95 ℃、60 s、2 700 W）與熱水去皮（95 ℃、60 s）相比，超聲與堿液聯(lián)用去皮（2%堿液、

表 3 不同去皮方法的難易程度評分結(jié)果Table 3 Peeling eff i ciency of different peeling methods

95 ℃、45 s、2 700 W）和堿液去皮（2%堿液、95 ℃、

45 s）相比，去皮難易程度均顯著降低，表明超聲能輔助去皮，降低去皮難度。Rock等[11]的研究指出1 500 W不足以使番茄果皮破裂，而果皮破裂是去皮的重要步驟，本實驗中采用2 700 W的功率能使番茄果皮破裂，顯著降低去皮難度，表明超聲功率對去皮難易具有重要影響。

2.1.2 不同去皮方法處理后番茄的質(zhì)量損失

圖 1 不同去皮方法對番茄質(zhì)量損失率的影響Fig. 1 Weight loss of different peeling methods

去皮質(zhì)量損失是評價收益率的重要指標(biāo)。由圖1可知，不同的去皮方法質(zhì)量損失程度也不同。與手工去皮相比，熱水去皮、堿液去皮、功率超聲去皮和超聲與堿液聯(lián)用去皮均能顯著降低質(zhì)量損失率。熱水去皮中，延長加熱時間能降低質(zhì)量損失，表明45 s不足以使果皮與果肉分離，60 s能取得較好的去皮效果，這與去皮難易程度的研究結(jié)果一致。堿液去皮中，質(zhì)量損失率隨堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增大，F(xiàn)loros等[12]的研究表明，堿液去皮是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，在低質(zhì)量分?jǐn)?shù)（＜4%）條件下堿液在果皮中不斷擴散并與果皮中果膠等物質(zhì)反應(yīng)，因此堿液擴散速率較低，2%的堿液能取得較低的質(zhì)量損失率，可能是擴散速率較低造成的，而10%的堿液去皮質(zhì)量損失率提高可能是堿液擴散速率提高造成的。超聲去皮中，功率超聲去皮較熱水去皮質(zhì)量損失少，可能是因為超聲空化效應(yīng)轟擊果皮表面，使得果肉與果皮分離更完全；但超聲與堿液聯(lián)用去皮較堿液去皮質(zhì)量損失多，可能是因為超聲對堿液去皮有促進作用，堿液破壞果皮的α-1,4糖苷鍵后導(dǎo)致果皮破壞，超聲波轟擊果肉，使得質(zhì)量大量損失。由此可以推測超聲波與熱水具有協(xié)同作用，而超聲波對堿液具有促進作用，能加劇堿液對果皮和果肉的腐蝕作用，因此功率超聲在果蔬去皮方面具有潛在的應(yīng)用價值。

2.2 不同去皮方法處理后番茄的機械性質(zhì)

2.2.1 質(zhì)地

果蔬聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞壁的交聯(lián)、排列及厚度、細(xì)胞內(nèi)含物、組織細(xì)胞的黏連等都會影響果蔬質(zhì)地[13]。不同去皮方法得到的番茄果實質(zhì)地（硬度）較手工去皮小。質(zhì)地的大小與去皮時間、堿液濃度等有關(guān)。Garrote等[14]的研究表明熱水去皮中，一方面，長時間的高溫處理使得皮下氣壓積累，細(xì)胞膨壓損失而導(dǎo)致質(zhì)地下降；另一方面，高溫條件下果皮蠟質(zhì)層和果膠等結(jié)構(gòu)性多糖發(fā)生化學(xué)變化，使得果皮細(xì)胞壁剛度下降。由圖2可知，延長熱水去皮時間會導(dǎo)致質(zhì)地下降，因此控制去皮時間對產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。堿液去皮中，增加堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)能降低番茄果實硬度，因此降低堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對提高果實硬度具有一定的作用，2%的堿液能取得較高的硬度。而功率超聲去皮、超聲與堿液聯(lián)用去皮所得的番茄果實硬度與2%堿液去皮所得番茄果實硬度無顯著性差異，表明功率超聲對番茄果實硬度無顯著影響，是一種可取的去皮方法。

圖 2 不同去皮方法對番茄硬度的影響Fig. 2 Hardness of tomatoes subjected to different peeling methods

2.2.2 掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果

番茄外果皮的破壞是去皮的第一步。本實驗對不同去皮方法得到的番茄外果皮進行掃描電子顯微鏡觀察。新鮮的番茄外果皮表面含有一層很薄的疏水蠟質(zhì)、1層上皮細(xì)胞和2～4 層的下皮細(xì)胞[15]。蠟質(zhì)層是細(xì)胞結(jié)構(gòu)中應(yīng)力最高的結(jié)構(gòu)[16]，起著保持組織完整性的重要作用。由圖3可知，新鮮外果皮細(xì)胞小，排列較緊密，細(xì)胞輪廓清晰可見[17]。熱水去皮果皮細(xì)胞的破壞程度較小，細(xì)胞輪廓清晰可見，但細(xì)胞發(fā)生塌陷且細(xì)胞壁厚度增加。功率超聲去皮的果皮細(xì)胞與熱水去皮細(xì)胞形態(tài)相似，但細(xì)胞輪廓可見度明顯降低，表明功率超聲去皮較熱水去皮對果皮的破壞程度更大，這與2.1節(jié)提到的功率超聲去皮降低去皮質(zhì)量損失有一定的相關(guān)性。功率超聲作為一種食品加工手段，常伴隨著以下過程：超聲波空化效應(yīng)產(chǎn)生的空化泡坍塌引起周圍液體的強的微射流，微射流與果皮摩擦生產(chǎn)剪切力[18]；空化氣泡破裂時產(chǎn)生聲流，會作用于果皮的結(jié)構(gòu)性物質(zhì)果膠等，從而破壞其聚合物結(jié)構(gòu)[19]。堿液去皮的果皮細(xì)胞形態(tài)各異，有些較為平坦而有些細(xì)胞塌陷。Li Xuan等[20]猜測是堿液去皮中果皮表面蠟質(zhì)發(fā)生相變，在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)移造成的。超聲與堿液聯(lián)用去皮的果皮細(xì)胞較其他方法所得果皮細(xì)胞個體大，坍塌嚴(yán)重，表明超聲對堿液具有促進作用。

圖 3 不同去皮方法的果皮掃描電子顯微鏡圖（×350）Fig. 3 SEM pictures of tomato skins from different peeling methods (× 350)

2.3 不同去皮方法處理后番茄的理化性質(zhì)

2.3.1 去皮番茄的顏色

表 4 番茄不同去皮方法顏色測定結(jié)果Table 4 Color parameters of tomatoes subjected to different peeling methods

Calligaris等[21]指出，番茄的顏色與類胡蘿卜素如番茄紅素的物理化學(xué)變化密切相關(guān)。L*值是消費者接受程度的重要指標(biāo)，L*值降低表明番茄變暗[22]；a*值、b*值與番茄品質(zhì)相關(guān)[23]，a*值通常與番茄的成熟度等相關(guān)，b*值通常與果肉中黃色維管束的暴露有關(guān)。不同去皮方法得到的番茄果肉的L*、a*、b*值見表4。結(jié)果表明，不同去皮方法得到的番茄果實L*值和a*值均沒有明顯的上升或下降趨勢，但功率超聲去皮番茄果實L*值均高于熱水去皮和堿液去皮，表明功率超聲去皮能提高番茄果實亮度和消費者接受程度；b*值均無顯著性差異，表明去皮未導(dǎo)致番茄黃色維管束的暴露。

2.3.2 番茄紅素含量

圖 4 番茄不同去皮方法番茄紅素含量Fig. 4 Lycopene contents in tomatoes subjected to different peeling methods

食品加工可以通過分解細(xì)胞壁，削弱番茄紅素與組織間的結(jié)合力，增強順式異構(gòu)化，提高番茄紅素生物利用度[24]，但不恰當(dāng)?shù)募庸?dǎo)致番茄紅素降解。番茄紅素的降解不僅會導(dǎo)致番茄感官品質(zhì)的下降，還會削弱其對人類健康的作用。由圖4可知，實驗測得除10%堿液去皮外，不同去皮方法均能提高番茄紅素含量。熱水去皮中延長去皮時間番茄紅素含量增加，這可能是因為加熱后破壞了細(xì)胞完整性[25]，在提取中番茄紅素更易溶出導(dǎo)致的。2%堿液去皮與60 s熱水去皮所得番茄紅素含量相當(dāng)，表明兩種方法均能取得較好的去皮效果。增加堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)番茄紅素含量急劇下降，而番茄紅素在堿液環(huán)境中是穩(wěn)定的[26]，10%的堿液去皮導(dǎo)致番茄紅素下降可能是因為高濃度堿液去皮過程導(dǎo)致過度去皮[27]，果肉損失使得番茄紅素流失所致，與2.1.2節(jié)10%堿液去皮質(zhì)量損失率較大一致。功率超聲去皮和超聲與堿液聯(lián)用去皮測得的番茄紅素含量均較高。Zhang Lianfu等[28]表明超聲提取番茄紅素能縮短提取時間，但超聲產(chǎn)生的自由基對番茄紅素降解具有一定的促進作用，因此縮短提取時間能達(dá)到增加提取率且防止其降解的目的。本實驗表明功率超聲去皮能增加番茄紅素提取率，是一種可取的番茄去皮方法。

2.3.3 可滴定酸含量、pH值

可滴定酸含量是決定番茄口感的重要因素。由表5可知，不同去皮方法得到的去皮番茄中，可滴定酸含量無顯著差異，表明不同去皮方法對番茄果實感官無顯著影響，能保持番茄良好的口感。番茄是一種低酸性制品（pH＜4.60），能有效防止腐敗菌滋生[29-30]。

表 5 不同去皮方法番茄的可滴定酸含量和pH值測定結(jié)果Table 5 TA and pH of tomatoes subjected to different peeling methods

3 結(jié) 論

實驗比較了番茄不同去皮方法的去皮效果和產(chǎn)品質(zhì)量，研究表明，熱水去皮（95%熱水漂燙60 s）、堿液去皮（95 ℃、2%的堿液浸沒45 s）、功率超聲去皮（95 ℃、40 kHz、2 700 W超聲處理60 s）均能取得較好的去皮效果和產(chǎn)品品質(zhì)，且功率超聲去皮與傳統(tǒng)去皮方法相比，去皮難度更小，質(zhì)量損失降低，可能是超聲波的空化氣泡轟擊果皮表面使果皮與果肉分離更徹底造成的；番茄紅素提取率增加，可能是因為超聲破壞了細(xì)胞形態(tài)，導(dǎo)致番茄紅素更易流出造成的。因此，功率超聲去皮是一種潛在的新型環(huán)境友好型去皮方法。

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Effect of Different Peeling Methods on the Peeling Eff i ciency and Quality of Tomatoes

WANG Lijuan1, SONG Siyuan1, JIANG Peng1, LIU Donghong1,2,*
(1. College of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 2. Fuli Institute of Food Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)

In order to optimize the current peeling techniques and develop a new one, the effects of different peeling methods, including manual peeling, hot water treatment, and alkali treatment and power ultrasound treatment alone and their?combination?on?the?peeling?eff i ciency?and?quality?parameters?of?tomatoes?were?compared.?The?peeling?eff i ciency?was?evaluated based on the ease of peeling and weight loss, and the quality of peeled tomato based on texture, color, lycopene yield, pH, and titratable acid. Scanning electron microscopy (SEM) was used to compare the microstructure of tomato skins obtained by different peeling methods. Results showed that compared with hot water and alkali treatments, power ultrasound treatment achieved easier peeling of tomatoes with lower weight loss, higher lycopene yield and similar quality. Combined power ultrasound and alkali treatment reduced the difficulty of peeling but caused too high peeling loss than the other peeling methods. Power ultrasound caused more severe destruction to the cuticular structure of tomato skins than hot water and?alkali?as?observed?by?SEM,?likely?because?ultrasound?cavitation?allowed?easier?separation?between?the?f l esh?and?the?skin?to reduce peeling loss. Therefore, power ultrasound is potentially an environmental friendly way of peeling tomatoes.

tomato;?peeling;?peeling?eff i ciency;?quality

10.7506/spkx1002-6630-201705005

TS255.3

A

1002-6630（2017）05-0026-06

王麗娟, 宋思圓, 姜鵬, 等. 不同去皮方法對番茄去皮效果和品質(zhì)影響研究[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(5): 26-31.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201705005. http://www.spkx.net.cn

WANG Lijuan, SONG Siyuan, JIANG Peng, et al. Effect of different peeling methods on the peeling efficiency and quality of tomatoes[J]. Food Science, 2017, 38(5): 26-31. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201705005. http://www.spkx.net.cn

2016-05-02

國家自然科學(xué)基金面上項目（31371872）

王麗娟（1991—），女，碩士研究生，研究方向為果蔬加工。E-mail：18767118510@163.com

*通信作者：劉東紅（1968—），女，教授，博士，研究方向為食品加工、食品機械。E-mail：dhliu@zju.edu.cn