基于TRIZ理論的水果去皮技術(shù)發(fā)展分析

陳亮 趙新軍

一、引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，食品安全問(wèn)題成為當(dāng)今社會(huì)普遍關(guān)注的問(wèn)題。水果含有豐富的維生素和氨基酸等人體必需的營(yíng)養(yǎng)成分，是人類不可缺少的食物，但是水果的表面農(nóng)藥殘留是威肋人類身體健康的重要因素之一，所以水果去皮技術(shù)是與老百姓日常生活密切相關(guān)的技術(shù)，應(yīng)該被重視。本文基于TRIZ理論分析水果去皮技術(shù)的發(fā)展與演變，從而預(yù)測(cè)未來(lái)水果去皮技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，這與人類的切身利益是息息相關(guān)的。

二、水果去皮技術(shù)的種類

（一）手工去皮

手工去皮是人們?cè)谌粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷囊环N水果去皮方式，是指用特別的刀、刨等工具人工剝皮，去皮干凈、損失少，但勞動(dòng)效率低。常用于柑桔、蘋果、梨、柿、枇杷、蘆筍、竹筍、瓜類等，如圖1所示。

（二）機(jī)械去皮

機(jī)械去皮是指利用機(jī)械方式完成水果的去皮。市場(chǎng)上現(xiàn)有一些種類的水果削皮機(jī)，有的水果削皮機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，削刀能跟蹤水果外形，緊貼表面，可以適用于30多種水果，包括菠蘿，木瓜，相阡，哈密瓜，西瓜，柚子，橙子，柑，檸檬，獼猴桃，柿子，蘋果，梨子，芒果等。機(jī)械去皮目前在水果加工工廠，如罐頭廠等企業(yè)應(yīng)用較廣泛。圖2是家用蘋果去皮機(jī)，圖3是工廠用的水果去皮機(jī)。

（三）堿液去皮

堿液去皮是目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家通用的方法，主要是利用堿液的腐蝕性來(lái)使水果表面中膠層溶解，從而使果皮分離。堿液去皮常用氫氧化鈉，腐蝕性強(qiáng)且價(jià)廉，常在堿液中加入表面活性劑如2-乙基已基磺酸鈉，使堿液分布均勻以幫助去皮。水果淋堿去皮機(jī)廣泛應(yīng)用于桃子、梨等水果的去皮。

（四）熱力去皮

水果經(jīng)短時(shí)高溫處理后，表皮迅速升溫，果皮膨脹破裂，與內(nèi)部果肉組織分離，然后迅速冷卻去皮，適合于成熟度高的桃、李、杏等。熱去皮的熱源主要有蒸汽和沸水。此法原料損失少，色澤好，風(fēng)味好。

1.蒸汽去皮：蒸汽去皮是把水果置于密封容器，通入蒸汽，保持一定壓力，由于水果表皮受到蒸汽的熱作用而引起淀粉糊化，與果肉分離。同時(shí)果皮內(nèi)部受熱穿透的果內(nèi)薄層含有高溫水，汽壓下降時(shí)，這些水變成過(guò)熱蒸汽沖出，將包住果肉的皮沖破，然后用去皮機(jī)除去，例如杏的去皮。

2.沸水去皮：沸水去皮要求水果都是紅透、皮薄、大小均勻一致、成熟時(shí)可用手剝皮的品種，例如成熟的桃子，李子等。但此法不能完全除去水果未成熟黃綠色組織的皮，同時(shí)，沸水去皮要求原料比較嚴(yán)格，不適于大批量產(chǎn)品去皮的應(yīng)用。

（五）火焰和紅外線去皮

此法是最近發(fā)展起來(lái)的新方法，效果較好。火焰去皮是利用高溫火焰直接燒焦水果表皮層，接著用水冷卻使表皮脫落。紅外線去皮是利用紅外線照射使水果表皮溫度迅速升高，隨即用冷水冷卻達(dá)到皮肉分離目的。前者采用燃燒氣爐，后者用紅外線裝置。目前這種方法主要應(yīng)用在蘋果和梨等水果的去皮。

（六）凍結(jié)一一加熱去皮

凍結(jié)一—加熱去皮法是將水果在液態(tài)氮中浸泡一定時(shí)間，然后浸入熱水中解凍，以使果皮松馳。凍結(jié)一—加熱去皮法除了去皮損失低的優(yōu)點(diǎn)外，果皮還可回收作其它用，用水量少，含色素最高，外層保留率高，色澤好，環(huán)境污染少。本方法目前主要用于葡萄脫皮除梗。

（七）酶法去皮

酶法去皮應(yīng)用了果膠酶只分解果膠而不分解水果本身或果瓣周圍的膜狀物的原理。在果膠酶的作用下，果皮中的果膠水解，關(guān)鍵是要掌握酶的濃度及酶的最佳作用條件如溫度、時(shí)間、PH值等，是一種柑桔、袖子等水果剝皮新技術(shù)。

（八）真空去皮

將成熟的水果先行加熱，使其升溫后果皮與果肉容易分離，接著進(jìn)入有一定真空度的真空室內(nèi)，適當(dāng)處理，使果皮下的液體迅速“沸騰”，皮與肉分離，然后破除真空，沖洗或攪動(dòng)去皮。如桃子于96℃熱水中處理20-40秒，使果皮與果皮下層分離，接著在600-700毫米水銀柱真空屋里，采用適當(dāng)技術(shù)處理，除去松散的皮，一般去皮效果較好。目前，真空去皮技術(shù)還不是十分成熟，主要應(yīng)用在桃子和杏等水果去皮上。

三、基于TRIZ理論的水果去皮技術(shù)發(fā)展分析

TRIZ理論提出產(chǎn)品或技術(shù)的創(chuàng)新都有其規(guī)律性，其中的系統(tǒng)進(jìn)化理論是由阿奇舒勒等在前蘇聯(lián)通過(guò)對(duì)世界專利的分析和研究，發(fā)現(xiàn)并確定了技術(shù)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上進(jìn)化的趨勢(shì)，即技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化模式，以及技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化路線。水果去皮技術(shù)的發(fā)展也遵循著相應(yīng)的進(jìn)化模式和創(chuàng)新原理?？v觀歷史，水果去皮技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展主要依附于物理、生物等領(lǐng)域的發(fā)展。

從水果去皮的方法上來(lái)看，去皮技術(shù)的發(fā)展遵循了由宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)進(jìn)化的模式。從機(jī)械時(shí)代，到電氣時(shí)代，去皮技術(shù)由機(jī)械方法，如去皮刀、去皮機(jī)等，到了近現(xiàn)代，堿液等方法又取代了傳統(tǒng)的機(jī)械方法。技術(shù)方法從固態(tài)領(lǐng)域，進(jìn)入液態(tài)領(lǐng)域；而后，人們研制出溫差法去皮，去皮技術(shù)由液態(tài)領(lǐng)域進(jìn)去了氣態(tài)領(lǐng)域；去皮生物酶技術(shù)的發(fā)明使技術(shù)進(jìn)入了生物領(lǐng)域；而技術(shù)尚未成熟，但仍在緊鑼密鼓地研究中的真空去皮技術(shù)更是將能量場(chǎng)應(yīng)用到水果去皮中。整個(gè)水果去皮的發(fā)展歷程經(jīng)歷了由宏觀系統(tǒng)向微觀系統(tǒng)進(jìn)化的模式，如圖4所示。

理想度是TRIZ理論中的一個(gè)概念，用以衡量一個(gè)系統(tǒng)“好”的程度，是衡量一個(gè)系統(tǒng)是否成功的重要基礎(chǔ)。增加理想度就是要求系統(tǒng)的收益符合市場(chǎng)的需求，并同時(shí)降低成本，消除危害或其他問(wèn)題。水果去皮技術(shù)的發(fā)展過(guò)程也是理想化水平提高的體現(xiàn)。正如人們現(xiàn)在所看到的水果去皮的新一代技術(shù)總是比上一代使用更加方便，去皮效率更高。最早的手工去皮使用普通的水果削皮刀、在刀具切削水果的過(guò)程中容易造成切削果皮厚薄不均，寬度不一，且難以操控的情況，而且大多數(shù)刀具是針對(duì)形狀規(guī)則的蘋果去皮、切塊（片），而不適用于梨等不規(guī)則水果類。后來(lái)出現(xiàn)的酶法去皮技術(shù)可以保持原有的天然色澤，大小基本保持不變，外形光滑，無(wú)凹陷，感官特性保持不變。水果去皮技術(shù)的發(fā)展就是理想度漸進(jìn)提升的過(guò)程。

在TRIZ理論指引下，人們會(huì)努力沿著理想度不斷前進(jìn)，直至系統(tǒng)達(dá)到完美，來(lái)滿足所有需求。TRIZ趨勢(shì)可以幫助人們持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)，不斷提升產(chǎn)品的理想度。

四、水果去皮技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

水果的削皮技術(shù)的主要發(fā)展方向是在減少人類干預(yù)、資源的有效利用、提高去皮機(jī)的適應(yīng)性等方面加以改善。

（一）減少人類的干預(yù)

TRIZ的進(jìn)化趨勢(shì)揭示了系統(tǒng)在演變過(guò)程中要盡量減少人類的干預(yù)，水果去皮技術(shù)可以從超系統(tǒng)和系統(tǒng)層面減少人類的干預(yù)。

l.超系統(tǒng)層面一一減少水果表皮的農(nóng)藥殘留

眾所周知，很多水果的果皮可食用，而且富有纖維素、維生素等人體必需物質(zhì)。比如蘋果、梨，人們?nèi)コさ囊粋€(gè)重要原因就是果皮上有農(nóng)藥殘留，通過(guò)正常的清洗，很難將農(nóng)藥徹底清除干凈，所以人們選擇將果皮削掉。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)藥會(huì)朝著可降解、對(duì)人體無(wú)害的方向發(fā)展，這時(shí)，可食用類果皮的去皮問(wèn)題就自然的解決了，同時(shí)食品安全問(wèn)題也會(huì)得到有效的解決。隨著國(guó)家的大力支持和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，農(nóng)藥的殘留問(wèn)題一定會(huì)得到有效的解決。

2.系統(tǒng)層面一一提高水果去皮機(jī)的自動(dòng)化程度

隨著互聯(lián)網(wǎng)深入社會(huì)的各個(gè)行業(yè)，水果去皮機(jī)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，提高去皮的自動(dòng)化程度必是水果去皮技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操控，可以提高去皮效率，減少工人數(shù)量，從而減少人類干預(yù)。

（二）有效利用廢棄資源

TRlZ理論鼓勵(lì)我們有效利用現(xiàn)有資源，果皮在整個(gè)水果加工廢棄物中占較大比重，所含營(yíng)養(yǎng)成分、功能性成分也比較豐富。目前，我國(guó)水果加工企業(yè)對(duì)果皮的回收利用還不夠重視，丟棄的果皮造成環(huán)境污染，降低經(jīng)濟(jì)效益，造成資源浪費(fèi)。

現(xiàn)代科學(xué)研究證明，一些水果蔬菜皮中含有大量的藥用成分，例如香蕉皮中含有蕉皮素，可醫(yī)治由真菌和細(xì)菌感染所引起的皮膚瘙癢癥等。有些水果皮含有去污成分。例如鮮蘋果皮搗爛成泥，蘸在布條上擦拭浴缸、面盆、坐便器等，可使其光亮如初。水果皮中含有芳香類物質(zhì)，可以用來(lái)提取芳香劑。例如袖子皮放在廚房的碗柜、冰箱里可除異臭味。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在去皮機(jī)上安裝果皮收集裝置，將果皮進(jìn)行深加工必然是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，并將產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

（三）適應(yīng)性更強(qiáng)

TRIZ理論認(rèn)為系統(tǒng)的理想度是在發(fā)展中不斷提升的，目前的去皮方法并不能適應(yīng)大多數(shù)的水果，理想度還不是很高。例如堿液去皮只適應(yīng)杏、李子等表皮比較薄比較軟的水果；真空去皮去皮效果好、設(shè)備簡(jiǎn)單、制造和使用成本低，但是目前只適用于桃子等比較松軟的皮。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，能加工多種水果適應(yīng)性更強(qiáng)的去皮方式必是一個(gè)重要的研究方向。

五、結(jié)論

在今后的發(fā)展中，水果去皮技術(shù)會(huì)不斷地改進(jìn)，操作會(huì)更加便捷，收益會(huì)更加提高。在未來(lái)的幾年里，真空去皮技術(shù)將會(huì)是人們的主要選擇，小型化、智能化是是未來(lái)水果去皮技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。在國(guó)家的大力倡導(dǎo)下，這些理想程度較高的水果去皮技術(shù)，必將成為現(xiàn)實(shí)，成為人們的首選。

水果去皮技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)了諸多TRIZ原理的應(yīng)用，其發(fā)展理念彰顯了人們對(duì)理想化技術(shù)的追求。如何更好的給水果去皮，這一與日常生活息息相關(guān)的話題，將始終是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

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