不同去皮方法对番茄去皮效果和品质的影响

王丽娟，宋思圆，姜 鹏，刘东红,2,*

（1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江 杭州 310058；2.浙江大学馥莉食品研究院，浙江 杭州 310058）

不同去皮方法对番茄去皮效果和品质的影响

王丽娟1，宋思圆1，姜 鹏1，刘东红1,2,*

（1.浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江 杭州 310058；2.浙江大学馥莉食品研究院，浙江 杭州 310058）

为优化现有番茄去皮工艺，开发新的去皮方法，以去皮难易程度和质量损失评价去皮效果，比较手工去皮、热水去皮、碱液去皮、功率超声去皮和超声与碱液联用去皮对去皮效果和产品质地、颜色、番茄红素提取率、pH值和可滴定酸含量等品质的影响，并结合扫描电子显微镜观察不同去皮方法果皮微观结构。结果表明，功率超声去皮较传统的热水去皮和碱液去皮，去皮难度小，质量损失少，且产品品质良好，番茄红素含量较高，而超声与碱液联用去皮较其他去皮方法虽去皮难度小，但质量损失过高。扫描电子显微镜观察结果表明，功率超声去皮较热水去皮、碱液去皮对果皮角质层的破坏力更大，可能是超声的空化效应使果皮与果肉更易分离，从而降低去皮损失。因此，功率超声去皮是一种潜在的新型环境友好型去皮方法。

番茄；去皮；去皮效果；品质

番茄是我国的主要农作物，VC、VE和番茄红素等多种营养物质，具有抗氧化、防癌抗癌等作用。番茄既是鲜食佳品，也是良好的加工原料，常被加工成番茄汁、番茄酱、番茄罐头等产品[1]。去皮是番茄加工的重要操作单元，应最大限度地提高去皮效率，同时保证最终产品的品质[2]。

传统的番茄去皮方法有手工去皮、热力去皮和碱液去皮等[3]。手工去皮因去皮效率低、质量损失高不适用于工业生产；热力去皮安全可靠，但热烫易导致加热过度导致质地软化，产品质量下降。碱液去皮效率高，产品质量好，是较常用的去皮方法。然而碱液去皮易导致很多环境问题，如碱液中带正电的钠离子易与土壤中带负电的胶体颗粒结合，土地盐碱化从而抑制植物的生长。随着环境问题的日渐突出，番茄加工业亟待寻找新型的去皮方法。近年来也有红外去皮[4]和功率超声去皮[5]的研究。红外去皮是近两年的研究热点，消除了水和碱液的利用，是一种环境友好型的去皮方法。功率超声去皮是采用频率为20～100 kHz的超声波辅助去皮的方法，Rock[5]指出番茄功率超声去皮能降低番茄去皮质量损失，提高去皮番茄硬度。近年来，超声波[6-7]常被用于食品加工，如超声过滤、超声解冻、超声提取、超声降解、超声乳化和超声切割等，但国内对功率超声去皮的研究鲜见报道。

本实验为优化现有去皮工艺，开发新的去皮工艺，比较了番茄手工去皮、热水去皮、碱液去皮、功率超声去皮和超声与碱液联用去皮的去皮效果和产品品质，并结合扫描电子显微镜观察不同去皮方法果皮微观结构，为优化现有去皮工艺、开发新型去皮方法提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

选择成熟度相同的山东樱桃番茄，无明显病虫害和外观损伤，新鲜番茄颜色鲜红，最大直径范围为20～30 mm，购于杭州市果品集团有限公司。

氢氧化钠、丙酮、正己烷、无水乙醇等均为分析纯，购于浙江大学试剂科。

1.2 仪器与设备

DKS-12电热恒温水浴锅（5～99 ℃） 嘉兴市中新医疗仪器有限公司；超声波清洗装置（40 kHz，功率270 ～2 700 W） 宁波新芝生物科技股份有限公司；游标卡尺（0.02 cm） 宁波大虹工具采购商城；TA.XT2i质构仪 北京微讯超技仪器技术有限公司；CM-A177手持式色差仪 柯尼卡美达能公司；HC600电子天平（0.01 g） 慈溪市华徐衡器实业有限公司；UV-2550紫外分光光度计 日本岛津公司；PHS-550 pH计 陆恒生物有限公司。

1.3 方法

将采购后的番茄清洗、分级，室温放置4 h，保证番茄初始温度相同。

1.3.1 去皮方法

本实验的手工去皮、热水去皮、碱液去皮、功率超声去皮和超声与碱液联用去皮的方法均参照Rock等[8]的方法，并稍作修改。不同去皮方法参数设置见表1。去皮处理后将番茄浸没于冷水中，以去除残余热量或中和碱液，冷却至室温后进行去皮效果评价和产品品质的测定。

表 1 不同去皮方法参数表Table 1 Operating parameters for different peeling methods

1.3.2 去皮效果评价

1.3.2.1 去皮难易程度评价

将不同去皮方法处理得到番茄进行手工去皮，去皮难易程度[2]由感官评定小组进行评价，感官评定小组成员来自不同实验室，共10 人，评价标准见表2。

表 2 去皮难易程度主观评价标准Table 2 Descriptions used to evaluate peeling eff i ciency

1.3.2.2 质量损失率测定

番茄去皮前后的质量用电子天平测定，去皮前后质量损失率由公式（1）计算可得。

式中：P为质量损失率/%；m1、m2分别为去皮前后番茄整果质量/g。

1.3.3 机械性质测定

1.3.3.1 质地测定

番茄去皮前后质地（硬度）用质构仪测定。测试选择P5探头，即直径为5 mm的圆形平板探头。测试模式：压缩过程中测试受力；运行程序：探头返回初始位。仪器参数设置：测前速率、测试速率、测后速率：1 mm/s；数据采集速率：100次/s；触发值：0.10 N。曲线记录方式为Final，加载位移量10 mm。每组实验样品量为10 个。

1.3.3.2 扫描电子显微镜观察

将新鲜番茄皮和不同去皮方法得到的番茄皮用2.5%戊二醛4 ℃固定过夜。固定后用0.1 mol/L pH 7.0磷酸盐缓冲液漂洗样品3 次，每次15 min，再用1%锇酸溶液固定1.5 h。固定后用0.1 mol/L pH 7.0磷酸盐缓冲液漂洗样品3 次，每次15 min。清洗后用30%、50%、70%、80%、90%、95%、100%的乙醇梯度脱水，每级15 min。脱水后用乙醇与醋酸异戊酯的混合液（体积比为1∶1）处理样品30 min，再用纯醋酸异戊酯处理放置过夜。临界点干燥。最后将把样品粘在导电胶上，离子溅射法喷金，时间为90 s，镜检。

1.3.4 理化性质测定

1.3.4.1 去皮番茄颜色

去皮番茄果肉颜色用手持式色差仪测定，用白板校准后测定样品颜色，记录样品的L*（亮度）、a*（红度）、b*（黄度）值。

1.3.4.2 番茄红素含量

根据Fish等[9]的方法，准确称取5 g番茄匀浆，加入30 mL正己烷、丙酮和乙醇的混合液（体积比为2∶1∶1），避光搅拌30 min。然后加入10 mL蒸馏水混合均匀后静置分层，将非极性层（正己烷层）倒出，稀释一定倍数后在472 nm波长处测定吸光度。番茄红素的含量由公式（2）计算。

式中：L为番茄红素含量/（mg/kg）；A为吸光度；D为稀释倍数；m为样品质量/g；31.2为换算系数。

1.3.4.3 可滴定酸含量、pH值

可滴定酸含量用滴定法测定。将番茄打浆后过滤，吸取5 mL清液，加入45 mL蒸馏水，以酚酞为指示剂，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定至溶液变微红色，且半分钟内不褪色，蒸馏水作空白对照。可滴定酸含量由公式（3）计算。

式中：TA为可滴定酸含量/%；m为样品质量/g；V1为样品消耗NaOH溶液体积/mL；V2为蒸馏水空白对照消耗NaOH溶液体积/mL；c为NaOH溶液浓度/（mol/L）；K为酸的换算系数（柠檬酸的换算系数为0.070）；F为稀释倍数。

番茄pH值用pH计测定。将番茄打浆后过滤，取20 mL滤液测定pH值。

1.4 数据统计分析

统计软件使用SPSS Statistics 19.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同方法处理后番茄的去皮效果

2.1.1 去皮难易程度由表3可知，不同去皮方法的去皮难易程度差异性显著（P＜0.05）。与手工去皮相比，热水去皮、碱液去皮、功率超声去皮和超声与碱液联用去皮方法均能显著降低去皮的难易程度。热水去皮中延长去皮时间能显著降低去皮的难易程度，表明去皮时间对去皮效果有显著影响。碱液质量分数对去皮难易程度无显著影响，Bayindirli[10]的研究也指出，碱液去皮的效果与去皮温度相关而不是碱液浓度。功率超声去皮（95 ℃、60 s、2 700 W）与热水去皮（95 ℃、60 s）相比，超声与碱液联用去皮（2%碱液、

表 3 不同去皮方法的难易程度评分结果Table 3 Peeling eff i ciency of different peeling methods

95 ℃、45 s、2 700 W）和碱液去皮（2%碱液、95 ℃、

45 s）相比，去皮难易程度均显著降低，表明超声能辅助去皮，降低去皮难度。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骤，本实验中采用2 700 W的功率能使番茄果皮破裂，显著降低去皮难度，表明超声功率对去皮难易具有重要影响。

2.1.2 不同去皮方法处理后番茄的质量损失

图 1 不同去皮方法对番茄质量损失率的影响Fig. 1 Weight loss of different peeling methods

去皮质量损失是评价收益率的重要指标。由图1可知，不同的去皮方法质量损失程度也不同。与手工去皮相比，热水去皮、碱液去皮、功率超声去皮和超声与碱液联用去皮均能显著降低质量损失率。热水去皮中，延长加热时间能降低质量损失，表明45 s不足以使果皮与果肉分离，60 s能取得较好的去皮效果，这与去皮难易程度的研究结果一致。碱液去皮中，质量损失率随碱液质量分数增加而增大，Floros等[12]的研究表明，碱液去皮是一个复杂的物理化学过程，在低质量分数（＜4%）条件下碱液在果皮中不断扩散并与果皮中果胶等物质反应，因此碱液扩散速率较低，2%的碱液能取得较低的质量损失率，可能是扩散速率较低造成的，而10%的碱液去皮质量损失率提高可能是碱液扩散速率提高造成的。超声去皮中，功率超声去皮较热水去皮质量损失少，可能是因为超声空化效应轰击果皮表面，使得果肉与果皮分离更完全；但超声与碱液联用去皮较碱液去皮质量损失多，可能是因为超声对碱液去皮有促进作用，碱液破坏果皮的α-1,4糖苷键后导致果皮破坏，超声波轰击果肉，使得质量大量损失。由此可以推测超声波与热水具有协同作用，而超声波对碱液具有促进作用，能加剧碱液对果皮和果肉的腐蚀作用，因此功率超声在果蔬去皮方面具有潜在的应用价值。

2.2 不同去皮方法处理后番茄的机械性质

2.2.1 质地

果蔬聚合物的化学结构、细胞壁的交联、排列及厚度、细胞内含物、组织细胞的黏连等都会影响果蔬质地[13]。不同去皮方法得到的番茄果实质地（硬度）较手工去皮小。质地的大小与去皮时间、碱液浓度等有关。Garrote等[14]的研究表明热水去皮中，一方面，长时间的高温处理使得皮下气压积累，细胞膨压损失而导致质地下降；另一方面，高温条件下果皮蜡质层和果胶等结构性多糖发生化学变化，使得果皮细胞壁刚度下降。由图2可知，延长热水去皮时间会导致质地下降，因此控制去皮时间对产品质量至关重要。碱液去皮中，增加碱液质量分数能降低番茄果实硬度，因此降低碱液质量分数对提高果实硬度具有一定的作用，2%的碱液能取得较高的硬度。而功率超声去皮、超声与碱液联用去皮所得的番茄果实硬度与2%碱液去皮所得番茄果实硬度无显著性差异，表明功率超声对番茄果实硬度无显著影响，是一种可取的去皮方法。

图 2 不同去皮方法对番茄硬度的影响Fig. 2 Hardness of tomatoes subjected to different peeling methods

2.2.2 扫描电子显微镜观察结果

番茄外果皮的破坏是去皮的第一步。本实验对不同去皮方法得到的番茄外果皮进行扫描电子显微镜观察。新鲜的番茄外果皮表面含有一层很薄的疏水蜡质、1层上皮细胞和2～4 层的下皮细胞[15]。蜡质层是细胞结构中应力最高的结构[16]，起着保持组织完整性的重要作用。由图3可知，新鲜外果皮细胞小，排列较紧密，细胞轮廓清晰可见[17]。热水去皮果皮细胞的破坏程度较小，细胞轮廓清晰可见，但细胞发生塌陷且细胞壁厚度增加。功率超声去皮的果皮细胞与热水去皮细胞形态相似，但细胞轮廓可见度明显降低，表明功率超声去皮较热水去皮对果皮的破坏程度更大，这与2.1节提到的功率超声去皮降低去皮质量损失有一定的相关性。功率超声作为一种食品加工手段，常伴随着以下过程：超声波空化效应产生的空化泡坍塌引起周围液体的强的微射流，微射流与果皮摩擦生产剪切力[18]；空化气泡破裂时产生声流，会作用于果皮的结构性物质果胶等，从而破坏其聚合物结构[19]。碱液去皮的果皮细胞形态各异，有些较为平坦而有些细胞塌陷。Li Xuan等[20]猜测是碱液去皮中果皮表面蜡质发生相变，在细胞内发生转移造成的。超声与碱液联用去皮的果皮细胞较其他方法所得果皮细胞个体大，坍塌严重，表明超声对碱液具有促进作用。

图 3 不同去皮方法的果皮扫描电子显微镜图（×350）Fig. 3 SEM pictures of tomato skins from different peeling methods (× 350)

2.3 不同去皮方法处理后番茄的理化性质

2.3.1 去皮番茄的颜色

表 4 番茄不同去皮方法颜色测定结果Table 4 Color parameters of tomatoes subjected to different peeling methods

Calligaris等[21]指出，番茄的颜色与类胡萝卜素如番茄红素的物理化学变化密切相关。L*值是消费者接受程度的重要指标，L*值降低表明番茄变暗[22]；a*值、b*值与番茄品质相关[23]，a*值通常与番茄的成熟度等相关，b*值通常与果肉中黄色维管束的暴露有关。不同去皮方法得到的番茄果肉的L*、a*、b*值见表4。结果表明，不同去皮方法得到的番茄果实L*值和a*值均没有明显的上升或下降趋势，但功率超声去皮番茄果实L*值均高于热水去皮和碱液去皮，表明功率超声去皮能提高番茄果实亮度和消费者接受程度；b*值均无显著性差异，表明去皮未导致番茄黄色维管束的暴露。

2.3.2 番茄红素含量

图 4 番茄不同去皮方法番茄红素含量Fig. 4 Lycopene contents in tomatoes subjected to different peeling methods

食品加工可以通过分解细胞壁，削弱番茄红素与组织间的结合力，增强顺式异构化，提高番茄红素生物利用度[24]，但不恰当的加工会导致番茄红素降解。番茄红素的降解不仅会导致番茄感官品质的下降，还会削弱其对人类健康的作用。由图4可知，实验测得除10%碱液去皮外，不同去皮方法均能提高番茄红素含量。热水去皮中延长去皮时间番茄红素含量增加，这可能是因为加热后破坏了细胞完整性[25]，在提取中番茄红素更易溶出导致的。2%碱液去皮与60 s热水去皮所得番茄红素含量相当，表明两种方法均能取得较好的去皮效果。增加碱液质量分数番茄红素含量急剧下降，而番茄红素在碱液环境中是稳定的[26]，10%的碱液去皮导致番茄红素下降可能是因为高浓度碱液去皮过程导致过度去皮[27]，果肉损失使得番茄红素流失所致，与2.1.2节10%碱液去皮质量损失率较大一致。功率超声去皮和超声与碱液联用去皮测得的番茄红素含量均较高。Zhang Lianfu等[28]表明超声提取番茄红素能缩短提取时间，但超声产生的自由基对番茄红素降解具有一定的促进作用，因此缩短提取时间能达到增加提取率且防止其降解的目的。本实验表明功率超声去皮能增加番茄红素提取率，是一种可取的番茄去皮方法。

2.3.3 可滴定酸含量、pH值

可滴定酸含量是决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，可滴定酸含量无显著差异，表明不同去皮方法对番茄果实感官无显著影响，能保持番茄良好的口感。番茄是一种低酸性制品（pH＜4.60），能有效防止腐败菌滋生[29-30]。

表 5 不同去皮方法番茄的可滴定酸含量和pH值测定结果Table 5 TA and pH of tomatoes subjected to different peeling methods

3 结 论

实验比较了番茄不同去皮方法的去皮效果和产品质量，研究表明，热水去皮（95%热水漂烫60 s）、碱液去皮（95 ℃、2%的碱液浸没45 s）、功率超声去皮（95 ℃、40 kHz、2 700 W超声处理60 s）均能取得较好的去皮效果和产品品质，且功率超声去皮与传统去皮方法相比，去皮难度更小，质量损失降低，可能是超声波的空化气泡轰击果皮表面使果皮与果肉分离更彻底造成的；番茄红素提取率增加，可能是因为超声破坏了细胞形态，导致番茄红素更易流出造成的。因此，功率超声去皮是一种潜在的新型环境友好型去皮方法。

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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

王丽娟, 宋思圆, 姜鹏, 等. 不同去皮方法对番茄去皮效果和品质影响研究[J]. 食品科学, 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

国家自然科学基金面上项目（31371872）

王丽娟（1991—），女，硕士研究生，研究方向为果蔬加工。E-mail：18767118510@163.com

*通信作者：刘东红（1968—），女，教授，博士，研究方向为食品加工、食品机械。E-mail：dhliu@zju.edu.cn