劉 瑩 曲文娟 羅圣通 馬海樂 潘忠禮 蔣群輝

(1. 江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；2. 江蘇大學(xué)食品物理加工研究院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；3. 美國加州大學(xué)戴維斯分校生物與農(nóng)業(yè)工程系，美國 加州 95616；4. 鎮(zhèn)江美博紅外科技有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

傳統(tǒng)的西紅柿去皮方式主要是堿液和熱水去皮這一類濕法去皮方式[1-3]，熱水去皮易導(dǎo)致果蔬質(zhì)地軟化且會(huì)產(chǎn)生大量廢水。堿液具有強(qiáng)腐蝕性，堿液去皮易導(dǎo)致果肉質(zhì)量的損失，產(chǎn)生的工業(yè)廢水也會(huì)造成環(huán)境污染等[3]。

紅外加熱去皮是一種干法去皮方式，將西紅柿直接暴露于紅外輻照源下進(jìn)行處理，該方法不需使用任何化學(xué)試劑和水，是一種環(huán)境友好型的去皮方法，近年來備受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注[3-5]。紅外加熱過程中，紅外輻射照射在西紅柿果皮上，熱量通過傳導(dǎo)作用從外果皮傳至組織內(nèi)部，使組織內(nèi)部溫度升高，皮下氣壓積累促進(jìn)果皮果肉分離，從而達(dá)到去皮的目的。目前大部分的紅外加熱技術(shù)多采用電紅外[3]、陶瓷紅外[5]等方式，但均存在去皮率低、紅外轉(zhuǎn)化效率低、能耗高且裝置易碎，安全性低等問題。

催化式紅外去皮技術(shù)是一種新型的紅外去皮技術(shù)，它是以天然氣為能源，通過鈀、鉑金等催化劑將天然氣轉(zhuǎn)化為紅外輻射能[6]，具有高效熱能轉(zhuǎn)化以及綠色安全的特點(diǎn)。由于紅外線穿透性低，因此其僅加熱果蔬表層，可以有效維持果肉部分的完整性[7]。因此，催化式紅外處理對(duì)果肉的外形以及理化性質(zhì)影響較小，可達(dá)到優(yōu)質(zhì)的去皮效果，有助于提高西紅柿制品的生產(chǎn)效率，提升其深加工產(chǎn)品品質(zhì)，節(jié)約生產(chǎn)成本。研究擬考察催化式紅外技術(shù)對(duì)西紅柿去皮效果的影響，并與傳統(tǒng)的熱水、堿液去皮方式進(jìn)行對(duì)比，并結(jié)合掃描電子顯微鏡觀察不同去皮方式下果皮、果肉以及果皮果肉連接層的微觀結(jié)構(gòu)，揭示催化紅外干法去皮機(jī)制，以期為果蔬去皮產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一種更為高效且綠色環(huán)保的加工技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

歐諾西紅柿：無明顯病蟲害和外觀損傷，最大直徑為59.38～68.75 mm，質(zhì)量為107.03～148.70 g，市售；

氫氧化鈉、丙酮、正己烷、無水乙醇：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

催化式紅外設(shè)備(圖1)：江蘇大學(xué)和鎮(zhèn)江美博紅外科技有限公司聯(lián)合研制；

紫外分光光度計(jì)：T6型，北京普析通用儀器有限公司；

電子天平：PRACTUM2102-1CN型，北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；

手持色差儀：CR-400型，日本柯尼卡美能達(dá)公司；

1. 壓力控制閥 2. 催化紅外發(fā)生器(60 cm×30 cm×5 cm)3. 氣體輸送管 4. 氣體壓力表 5. 液化氣 6. 樣品擺放板

質(zhì)構(gòu)儀：TA XT Plus型，英國Stable Micro System公司；

鎢燈絲掃描電子顯微鏡：S-3400N型，日本JEOL儀器公司；

熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡：JSM-7001F型，日本JEOL儀器公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 催化式紅外去皮單因素試驗(yàn)

(1) 催化紅外溫度對(duì)去皮效果的影響：固定雙板板距30 cm、紅外處理時(shí)間5 min，考察紅外溫度(300，350，400，450，500 ℃)對(duì)西紅柿去皮率、去皮果肉硬度、番茄紅素含量和色度變化率的影響。

(2) 雙板板距對(duì)去皮效果的影響：固定紅外溫度450 ℃、紅外處理時(shí)間5 min，考察雙板板距(20，25，30，35，40 cm)對(duì)西紅柿去皮率、去皮果肉硬度、番茄紅素含量和色度變化率的影響。

(3) 紅外處理時(shí)間對(duì)去皮效果的影響：固定紅外溫度450 ℃、雙板板距25 cm，考察紅外處理時(shí)間(2，3，4，5，6 min)對(duì)西紅柿去皮率、去皮果肉硬度、番茄紅素含量和色度變化率的影響。

1.3.2 不同去皮工藝的對(duì)比試驗(yàn) 分別采用優(yōu)化后的催化式紅外去皮工藝、手工去皮、熱水去皮[固液比1∶4 (g/mL)、溫度95 ℃、時(shí)間3 min]和堿液去皮[NaOH溶液濃度6%、固液比1∶4 (g/mL)、溫度95 ℃、時(shí)間3 min]方式對(duì)西紅柿進(jìn)行去皮，考察不同工藝對(duì)去皮果肉硬度、番茄紅素含量、色度變化率以及果皮層、果肉層和果皮果肉連接層微觀結(jié)構(gòu)的影響。

1.3.3 指標(biāo)測(cè)定

(1) 去皮率：參照付復(fù)華等[8]的方法略修改。取6個(gè)西紅柿，分別記錄去皮處理前后的西紅柿質(zhì)量，按照質(zhì)量與表面積的關(guān)系式[9]：SA=0.810m+11.5，R2=0.965，準(zhǔn)確估算表面積。并按式(1)計(jì)算去皮率。

(1)

式中：

RP——去皮率，%；

SA0——去皮前果皮表面積，cm2；

SA1——去皮后殘余果皮表面積，cm2。

(2) 硬度：采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)去皮后果肉硬度進(jìn)行測(cè)量，選擇直徑為2 mm的圓柱形P2平板探頭；測(cè)前、中、后速率均為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。

(3) 番茄紅素含量：參照Fish等[10]的方法并修改。取4 g去皮西紅柿果肉，勻漿處理后，加入20 mL混合液(V正己烷∶V丙酮∶V無水乙醇為2∶1∶1)，攪拌均勻后避光靜置20 min，加入10 mL蒸餾水混勻，于分液漏斗中靜置分層，將上層清液稀釋合適倍數(shù)后，于472 nm下測(cè)定吸光值。按式(2)計(jì)算番茄紅素含量。

(2)

式中：

CL——番茄紅素含量，mg/kg；

n——稀釋倍數(shù)；

A——吸光值；

m——稱取的果肉質(zhì)量，kg；

0.031 2——換算系數(shù)，mg。

(4) 色度變化率：采用手持色差儀進(jìn)行測(cè)量，并按式(3)計(jì)算色度變化率。

(3)

式中：

RC——色度變化率，%；

ΔE0——處理前果肉色值；

ΔE1——處理后果肉色值。

1.3.4 SEM微觀結(jié)構(gòu) 參照徐保國等[11]的方法并修改，加速電壓15 kV，果皮、果肉、果皮果肉連接層放大倍數(shù)分別為200，150，200倍。

1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 所有試驗(yàn)均平行3次，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”表示，采用OriginPro 9.1軟件制圖。利用IBM SPSS Statistics 25軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，采取Duncan檢驗(yàn)，當(dāng)P<0.05時(shí)，數(shù)據(jù)之間存在顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化紅外溫度對(duì)去皮效果的影響

由表1可知，隨著紅外溫度的升高，去皮率顯著增大(P<0.05)；當(dāng)紅外溫度為300 ℃時(shí)，去皮率最低(76.36%)；當(dāng)紅外溫度≥450 ℃時(shí)，去皮率達(dá)到98%，表明紅外溫度≥450 ℃可以達(dá)到高效脫皮的目的。這可能是由于催化紅外溫度升高促使西紅柿表面溫度不斷上升(≥80 ℃)，破壞了果皮果肉層細(xì)胞內(nèi)果膠結(jié)構(gòu)，加速了果皮果肉分離從而使去皮率增高，與Vidyarthi等[12]的結(jié)果一致。因此，從去皮率考慮，紅外溫度≥450 ℃合適。

表1 紅外溫度對(duì)去皮率、硬度、番茄紅素含量和色度變化率的影響?

隨著紅外溫度的升高，硬度顯著下降(P<0.05)；當(dāng)紅外溫度為300 ℃時(shí)，果肉的硬度最大(12.50 g/mm2)；與之相比，當(dāng)紅外溫度為500 ℃時(shí)，果肉硬度下降了68.40%。這是因?yàn)槲骷t柿長時(shí)間置于紅外高溫處理下，果皮下的氣壓積累，西紅柿細(xì)胞遭到了膨壓破壞[13]，改變了果膠結(jié)構(gòu)，使得果肉快速軟化造成硬度下降，這與Bourne等[14]的結(jié)論一致。因此，從產(chǎn)品質(zhì)地考慮，紅外加熱溫度不宜過高(<500 ℃)。

隨著紅外溫度的升高，番茄紅素含量先顯著升高后顯著下降(P<0.05)。當(dāng)紅外溫度為300，350 ℃時(shí)，果肉紅層中番茄紅素含量分別為14.48，17.84 mg/kg，與新鮮西紅柿的(17.92 mg/kg)接近；當(dāng)紅外溫度為400，450 ℃時(shí)，番茄紅素含量最高(27.66，30.17 mg/kg)，說明紅外處理在一定程度上提高了果肉紅層中番茄紅素含量。這是由于紅外輻射的熱效應(yīng)加速了細(xì)胞內(nèi)番茄紅素的振動(dòng)，使其更易于從細(xì)胞內(nèi)部釋放到表層[15]，促進(jìn)其溶出從而提高紅層番茄紅素含量，這與Honda等[16]的結(jié)論一致。但紅外溫度過高(500 ℃)對(duì)番茄紅素有破壞作用，造成其降解從而使含量又有所下降。因此從番茄紅素含量考慮，紅外處理溫度為400～450 ℃更合適。

隨著紅外溫度的升高，果肉色度變化率先顯著增大后顯著減小(P<0.05)。當(dāng)紅外溫度為300 ℃時(shí)，果肉色度與未經(jīng)紅外處理的相比變化最小(變化率為2.12%)；當(dāng)紅外溫度為400，450 ℃時(shí)，果肉色度變化最大(28.49%，28.79%)，這與王麗娟[17]的結(jié)論一致。因此從果肉顏色考慮，紅外溫度為400～450 ℃更合適，果肉顏色更鮮紅。

綜上，紅外溫度為450 ℃較優(yōu)。

2.2 雙板距離對(duì)去皮效果的影響

由表2可知，隨著雙板距離的增加，去皮率顯著下降(P<0.05)。當(dāng)雙板距離≤30 cm時(shí)，去皮率最高(96%～98%)；當(dāng)距離為40 cm時(shí)，去皮率低至76.47%。這是由于輻射距離越遠(yuǎn)，西紅柿表面溫度越低，西紅柿表面蠟質(zhì)層溶解不徹底因此去皮率較低，與劉自暢等[18]的結(jié)果一致。但輻射距離太近時(shí)(≤20 cm)，高強(qiáng)度的紅外輻射會(huì)使西紅柿表面發(fā)生一定程度的焦化，果皮開始變色，出現(xiàn)黃斑[11]。因此，從產(chǎn)品品質(zhì)和去皮率考慮，適宜的雙板距離為25～30 cm。

表2 雙板距離對(duì)去皮率、硬度、番茄紅素含量和色度變化率的影響?

隨著雙板距離的減小，果肉硬度顯著下降(P<0.05)。當(dāng)雙板距離為20 cm時(shí)果肉的硬度最低(3.50 g/mm2)，是因?yàn)檩椛渚嚯x太近使得西紅柿表面溫度過高，果肉快速軟化從而導(dǎo)致硬度下降，與Li等[19]的結(jié)果一致。因此，從產(chǎn)品質(zhì)地考慮，雙板距離不宜太近(>20 cm)。

隨著雙板距離的減小，番茄紅素含量先顯著增加后顯著下降(P<0.05)。當(dāng)雙板距離為35，40 cm時(shí)，果肉紅層中番茄紅素含量較低(20.53，17.82 mg/kg)，是因?yàn)殡p板距離較大時(shí)，西紅柿表面積累的熱量較低，對(duì)番茄紅素影響不大[20]，這與毛立科等[21]的結(jié)果一致。當(dāng)雙板距離為25 cm時(shí)，番茄紅素含量最高(30.38 mg/kg)，是因?yàn)殡p板距離越近，西紅柿表面溫度升高越快，紅外輻射的熱效應(yīng)促進(jìn)了番茄紅素的溶出[15]，從而提高了紅衣層番茄紅素含量，這與Thompson等[20]的結(jié)論一致。但雙板距離過小(20 cm)，紅外輻射對(duì)番茄紅素有破壞作用，造成其降解從而使其含量又有所下降。因此，從番茄紅素含量考慮，雙板距離為25 cm更合適。

當(dāng)雙板距離為40 cm時(shí)，與未經(jīng)紅外處理的相比，西紅柿果肉色度變化不大(變化率為2.57%)，與才美慧等[22]的結(jié)果一致。隨著雙板距離越來越近，果肉色度變化率顯著增大(P<0.05)。因此，從顏色角度考慮，雙板距離為25～30 cm更合適，顏色更鮮紅。

綜上，雙板距離為25 cm較優(yōu)。

2.3 紅外處理時(shí)間對(duì)去皮效果的影響

由表3可知，當(dāng)紅外處理時(shí)間為2，3 min時(shí)，去皮效果最差(74.60%，76.62%)，是因?yàn)榧t外加熱時(shí)間過短，西紅柿表面蠟質(zhì)層溶解不徹底因此去皮率不高，與Gomez-lopez等[23]的結(jié)論一致。當(dāng)紅外處理時(shí)間≥5 min時(shí)，去皮率增加，高達(dá)98%，是由于隨著紅外處理時(shí)間的延長，西紅柿表面的輻射傳熱增強(qiáng)，其表面溫度逐漸升高，破壞了果皮果肉層細(xì)胞內(nèi)果膠結(jié)構(gòu)，降低果皮對(duì)果肉的黏附力，加速了果皮果肉分離，從而去皮率增大，與Wang等[24]的結(jié)果一致，因此，推薦紅外加熱時(shí)間≥5 min。

表3 紅外時(shí)間對(duì)去皮率、硬度、番茄紅素含量和色度變化率的影響?

當(dāng)紅外處理時(shí)間為2 min時(shí)，果肉硬度仍較高(12.50 g/mm2)，隨著紅外處理時(shí)間的延長，硬度顯著下降(P<0.05)，紅外處理6 min時(shí)的硬度與紅外處理2 min時(shí)的相比，下降了70.56%，這是由于長時(shí)間的催化紅外高溫輻射，使得西紅柿皮下氣壓積累，細(xì)胞膨壓損失，從而導(dǎo)致硬度下降[25]，與王麗娟[17]的結(jié)果一致。因此，從產(chǎn)品質(zhì)地考慮，紅外處理時(shí)間不宜過長(<6 min)。

當(dāng)紅外處理時(shí)間為2，3 min時(shí)，紅衣層中的番茄紅素含量較小(17.28，16.38 mg/kg)。隨著紅外處理時(shí)間的增加，番茄紅素含量顯著增加(P<0.05)，當(dāng)紅外處理時(shí)間為5 min時(shí)，番茄紅素含量達(dá)最大值(30.39 mg/kg)，是由于長時(shí)間的催化紅外高溫輻射處理破壞了細(xì)胞完整性，番茄紅素在提取過程中更易溶出[26]，與王麗娟[17]的結(jié)論一致。因此，從番茄紅素含量角度考慮，紅外處理時(shí)間為5～6 min更合適。

當(dāng)紅外處理時(shí)間為2 min時(shí)，與新鮮未經(jīng)紅外處理的西紅柿相比，果肉色度變化最小(4.31%)。隨著紅外處理時(shí)間的增加，果肉色度變化率顯著增加(P<0.05)，與Wang等[24]的結(jié)論一致。因此，從果肉色度的角度考慮，較長的紅外處理時(shí)間使得顏色更鮮紅，但是處理時(shí)間過長會(huì)引起表皮焦糊產(chǎn)生黃斑。綜合考慮去皮率以及保護(hù)果肉硬度、番茄紅素含量和顏色，紅外處理時(shí)間為5 min較優(yōu)。

綜上，在催化式紅外去皮過程中，紅外溫度、雙板距離和紅外處理時(shí)間均對(duì)去皮率和果肉品質(zhì)有顯著影響，其最優(yōu)工藝參數(shù)為紅外溫度450 ℃，雙板距離25 cm，紅外處理時(shí)間5 min，此時(shí)去皮率高達(dá)98%，且果肉硬度(7.60 g/mm2)、番茄紅素含量(30.39 mg/kg)最優(yōu)，顏色鮮紅，果肉完整性良好。與傳統(tǒng)的熱水和堿液去皮方式相比，催化式紅外去皮方式無任何廢水產(chǎn)生，更加綠色環(huán)保。

2.4 去皮方法對(duì)去皮效果的影響

2.4.1 對(duì)果肉硬度的影響 由表4可知，與手工去皮相比，其他3種去皮方式處理后果肉硬度均顯著降低(P<0.05)。其中，紅外去皮后果肉硬度相對(duì)最好(7.61 g/mm2)，其次是熱水去皮(6.66 g/mm2)，堿液去皮后果肉硬度(4.84 g/mm2)下降最大。熱堿液處理后果肉硬度較低，一方面可能是由于熱堿液溶解并去除果皮表面的外表皮，并通過切割果膠的α-1,4糖苷鍵溶解角質(zhì)層，對(duì)皮下細(xì)胞壁造成一定的破壞，同時(shí)還會(huì)損害胞內(nèi)果膠多糖的纖維素—微纖絲的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[27]。另一方面，熱堿液會(huì)透過果皮擴(kuò)散至果肉內(nèi)，與胞內(nèi)物質(zhì)(聚半乳糖醛酸、半纖維素多糖、蛋白質(zhì)等)反應(yīng)[28]，使果肉質(zhì)地下降，這與Li等[29]的結(jié)果一致。熱水去皮后果肉硬度下降是由于熱處理造成表皮細(xì)胞壁中果膠熱溶解和解聚[30]，細(xì)胞間結(jié)合力下降，細(xì)胞分離，導(dǎo)致質(zhì)地軟化；另一方面，高溫有助于果皮下氣壓的形成，皮下氣壓積累導(dǎo)致細(xì)胞膨壓損失[31]，硬度下降。這與王麗娟[17]的結(jié)論一致。紅外去皮過程中，果肉中水分子吸收紅外輻射后振動(dòng)增強(qiáng)，果肉迅速升溫，熱降解果膠和纖維素，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)消失[17]，從而降低其硬度，這與徐保國等[11]的結(jié)果一致。

表4 4種去皮方式處理后西紅柿果肉的硬度?

綜上，熱水和紅外去皮后西紅柿果肉仍具有較高的硬度，而堿液去皮后的果肉硬度最低，果肉損失嚴(yán)重。

2.4.2 對(duì)番茄紅素含量的影響 由表4可知，與手工去皮相比，堿液去皮后番茄紅素含量顯著降低，下降了44.51%，紅外和熱水去皮后番茄紅素含量均顯著增加(P<0.05)，其中紅外去皮后番茄紅素含量最高(30.39 mg/kg)，其次是熱水去皮。堿液去皮后番茄紅素含量顯著下降可能是由于堿性條件下西紅柿過度去皮，番茄紅素失去了細(xì)胞組織的保護(hù)而被破壞[17]，番茄紅素含量降低，與Das等[32]的結(jié)論一致。熱水和紅外去皮后番茄紅素含量增加，是由于這兩種處理方式均為熱處理而無堿液的腐蝕性，熱處理破壞了細(xì)胞完整性[26]，使得番茄紅素更易從細(xì)胞內(nèi)溶出。熱水去皮后番茄紅素含量顯著低于紅外去皮的(P<0.05)，可能是由于熱水去皮的溫度過高(95 ℃)，在促進(jìn)番茄紅素溶出的同時(shí)，又對(duì)其有一定程度的破壞；而紅外去皮的紅外溫度較高，但西紅柿表皮溫度實(shí)測(cè)為80 ℃，其對(duì)番茄紅素的破壞作用小于熱水去皮處理。

綜上，番茄紅素含量由高到低依次為紅外去皮、熱水去皮、手工去皮、堿液去皮。其中，紅外和熱水去皮更有利于番茄紅素促溶，堿液去皮對(duì)番茄紅素破壞作用最大。

2.4.3 對(duì)果肉色度變化率的影響 由表4可知，與手工去皮相比，其他3種去皮方式處理后果肉色度均存在顯著差異(P<0.05)，其中堿液去皮后果肉色度變化率最大(44.06%)，可能是由于堿液去皮使西紅柿紅色層部分消失，堿液離子化效應(yīng)造成顏色變暗紅色，同時(shí)可以清晰地觀察到黃色的維管束，因此色度變化率較大，與Gao等[9]的結(jié)論一致。熱水和紅外去皮后果肉色度變化率分別為34.88%，26.20%。綜上，色度變化率由高到低依次為堿液去皮、熱水去皮、紅外去皮。其中紅外和熱水去皮使得果肉紅色加深，堿液去皮使得果肉顏色變?yōu)榘导t色。

2.4.4 對(duì)果皮微觀結(jié)構(gòu)的影響 由圖2可知，新鮮的西紅柿果皮可以觀察到清晰的細(xì)胞壁輪廓；與新鮮西紅柿果皮相比，紅外去皮后西紅柿表皮細(xì)胞也具有明顯的細(xì)胞壁輪廓，與Li等[19]的結(jié)果一致，說明紅外輻射可以實(shí)現(xiàn)果皮表面快速地加熱，對(duì)表皮層的損傷較小。熱水去皮后果皮的細(xì)胞壁輪廓輕微模糊，可能是由于西紅柿表皮具有非常薄的疏水蠟狀表皮膜[33]，熱水處理下西紅柿的表面溫度較高，導(dǎo)致西紅柿的蠟質(zhì)表皮膜發(fā)生了相變，表皮蠟的熔化導(dǎo)致細(xì)胞壁輪廓不太明顯[19]。堿液去皮后果皮的微觀結(jié)構(gòu)變化最大，說明堿液有一定的滲透作用，使得表皮細(xì)胞從凸起狀變成了扁平狀且輪廓更加可見，這與Floros等[27]的結(jié)果一致。

圖2 4種去皮方式處理后西紅柿果皮的微觀結(jié)構(gòu)

2.4.5 對(duì)果肉微觀結(jié)構(gòu)的影響 由圖3可知，手工去皮后果肉組織形態(tài)清晰；紅外去皮后果肉微觀結(jié)構(gòu)變得更加平整，與手工去皮后的略有差別。熱水去皮后果肉細(xì)胞壁出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，表明熱水去皮過程中的熱效應(yīng)導(dǎo)致了皮下氣壓的形成，皮下氣壓積累導(dǎo)致細(xì)胞壁膨脹[31]，一定程度上破壞了果肉組織。堿液去皮后果肉組織表現(xiàn)出增厚的細(xì)胞壁以及部分果肉組織塌陷，這歸因于堿液擴(kuò)散滲透到了西紅柿果肉組織內(nèi)部，對(duì)細(xì)胞壁造成了一定的破壞，部分果肉組織塌陷，與Floros等[27]的結(jié)論一致。

圖3 4種去皮方式處理后西紅柿果肉的微觀結(jié)構(gòu)

綜上，紅外去皮對(duì)果肉微觀結(jié)構(gòu)影響最小，使果肉組織更加平整，熱水去皮使得果肉組織細(xì)胞壁膨脹，堿液去皮對(duì)果肉微觀結(jié)構(gòu)破壞最大。

2.4.6 對(duì)果肉果皮連接層微觀結(jié)構(gòu)的影響 由圖4可知，新鮮西紅柿是由1層角質(zhì)層、1層單細(xì)胞厚的表皮細(xì)胞和2～4層厚壁皮下細(xì)胞組成，結(jié)構(gòu)排列有序，且表皮細(xì)胞和皮下細(xì)胞呈明顯的網(wǎng)絡(luò)狀，與Li等[19]的結(jié)果一致。與新鮮西紅柿相比，紅外去皮后果皮果肉層有明顯的果皮果肉分離現(xiàn)象，可能是由于紅外輻射照射在西紅柿果皮上，熱量通過傳導(dǎo)傳熱從表皮滲透到組織內(nèi)部，使細(xì)胞壁和細(xì)胞液內(nèi)部溫度升高，降低了細(xì)胞間的粘附作用，導(dǎo)致果皮果肉分離[19]。

圖4 4種去皮方式處理后果皮果肉連接層的微觀結(jié)構(gòu)

熱水去皮后果皮果肉層分離更加明顯但對(duì)果肉細(xì)胞有一定的熱損傷，可能是由于熱水處理下西紅柿的表面溫度較高，高溫降解了果皮果肉層的果膠[30]，造成了細(xì)胞壁分離以及細(xì)胞間隙擴(kuò)大，導(dǎo)致果皮果肉明顯分離。此外，高溫有助于皮下氣壓的形成，皮下氣壓積累導(dǎo)致細(xì)胞膨壓損失[31]，表明果肉的細(xì)胞受到了一定的熱損傷。堿液去皮對(duì)果皮果肉層的破壞力最大，堿液去皮后皮肉層明顯變薄，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)消失，且皮下細(xì)胞內(nèi)多孔空間增加，說明堿液擴(kuò)散到了皮下細(xì)胞組織內(nèi)部，溶解了角質(zhì)層，對(duì)細(xì)胞壁造成了一定的破壞，導(dǎo)致皮肉層明顯變薄，并通過切割果膠的α-1,4糖苷鍵降解了中間層的果膠物質(zhì)[27]，造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)消失。另一方面，熱堿液腐蝕性強(qiáng)且會(huì)穿透果皮擴(kuò)散至果肉組織內(nèi)部，與胞內(nèi)物質(zhì)如聚半乳糖醛酸、半纖維素多糖、蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)[28]，形成多孔結(jié)構(gòu)，造成皮下細(xì)胞內(nèi)多孔空間增多。

3 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)，西紅柿催化式紅外去皮的最優(yōu)工藝參數(shù)為催化紅外溫度450 ℃，雙板距離25 cm，紅外處理時(shí)間5 min，此時(shí)去皮率高達(dá)98%，且果肉硬度(7.60 g/mm2)和番茄紅素含量(30.39 mg/kg)最優(yōu)，顏色紅潤。紅外和熱水去皮后果肉仍具有較高的硬度、番茄紅素含量，顏色更紅潤，果肉完整性良好，但堿液去皮后果肉硬度最低，對(duì)番茄紅素破壞作用最大，顏色變?yōu)榘导t色，果肉完整性最差。此外，紅外去皮對(duì)果皮和果肉微觀結(jié)構(gòu)影響最小，其次是熱水去皮；紅外和熱水去皮對(duì)果皮果肉層的微觀結(jié)構(gòu)有明顯影響，會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)消失，加速果皮果肉分離，而堿液去皮對(duì)果皮果肉層微觀結(jié)構(gòu)破壞最大。綜上，催化紅外去皮方式更適合西紅柿的去皮加工，其去皮率高，對(duì)果肉硬度、番茄紅素、顏色和結(jié)構(gòu)的破壞最小，能保持良好的果肉完整性。后續(xù)將進(jìn)一步深入分析催化紅外去皮方式對(duì)果肉中果膠、維生素等營養(yǎng)物的影響，以進(jìn)一步探討其對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。