番茄丁精深加工關鍵技術研發(fā)與應用

張國玉 王軍宏 劉中海 肖莉 李鵬 梁晉輝 楊傳甲

文章介紹了一種番茄丁的生產(chǎn)方法及工藝，并詳細闡述了利用當?shù)刎S富的番茄資源，研發(fā)與應用番茄丁精深加工關鍵技術，有效提升番茄丁精深加工總體水平的方法。采用“產(chǎn)學研”的合作模式，形成番茄制品精深加工示范基地，可實現(xiàn)番茄制品的產(chǎn)品多元化發(fā)展。天番食品公司圍繞農(nóng)產(chǎn)品的高質(zhì)量發(fā)展，以番茄產(chǎn)業(yè)的結構調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效為研究方向，加強番茄精深加工的頂層設計，全力推進番茄產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。農(nóng)產(chǎn)品精深加工高質(zhì)量發(fā)展，對于農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效、農(nóng)民就業(yè)增收和農(nóng)村一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，推動農(nóng)產(chǎn)品加工技術裝備提升，實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，保持國民經(jīng)濟平穩(wěn)較快增長，都具有十分重要的意義。

近幾十年來，世界范圍內(nèi)番茄制品的需求量增長迅速，對世界番茄種植也產(chǎn)生了重要的影響。番茄是普遍消費和廣泛應用的蔬菜之一，廣泛應用于家庭烹飪、餐飲業(yè)和加工業(yè)等領域。它富含維生素和礦物質(zhì)，對維持人體健康具有重要作用。隨著人們對健康飲食的重視和對多樣化菜品的需求，番茄產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大。

中國是世界第一大番茄生產(chǎn)國，番茄是我國種植面積排名第四的的蔬菜品種，資料顯示，黃淮海、長江、西北、華南、東北（吉、黑）、西南是我國種植番茄的6大優(yōu)勢區(qū)域。2017年，番茄總播種面積為1977.4萬畝，其中設施總面積為1114.7萬畝。山東、新疆、河北、河南三省番茄種植規(guī)模較大，年播種面積均超過200萬畝。中國是全球最大的番茄生產(chǎn)和消費國家，常年產(chǎn)量占全球的1/3甚至以上，而新疆則是全國最大的番茄產(chǎn)區(qū)。焉耆盆地是新疆的番茄優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之一，特殊的地理位置賦予了該地區(qū)種植的番茄優(yōu)異的品質(zhì)。

1.番茄的營養(yǎng)成分

番茄主要有富含維生素、有機酸、礦物質(zhì)及微量元素、膳食纖維等營養(yǎng)成分，具有特殊風味，可以生食、煮食，也可加工制成番茄醬、番茄汁、番茄丁、番茄沙司或整果罐藏。

番茄紅素是成熟番茄的一種主要的天然色素，是一種不含氧的類胡蘿卜素，是在自然界植物中被發(fā)現(xiàn)的最強抗氧化劑之一。

2.番茄丁生產(chǎn)工藝路線

新疆天番共設計3條番茄丁生產(chǎn)線（210/400g、3kg、20kg軟包裝），設計總產(chǎn)能每小時75t/h。該套工藝是由卸料、清洗、人工篩選、大小分級、一道色選、燙皮、搓皮、二道色選、切丁、丁色選、灌裝、殺菌、裝卸碼垛等附屬裝置組成。公司積極引進行業(yè)中先進的分級色選設備，通過大小分級機篩選出大小合格的原料用于番茄丁生產(chǎn)、并通過多級色選最大程度剔除原料中的青黃果、黑斑果及異物，強化產(chǎn)品質(zhì)量提高生產(chǎn)效率。具體工藝路線詳見圖1。

3.番茄丁精深加工關鍵工藝流程的設計及控制思路

3.1 工藝流程敘述

經(jīng)水沖卸料后的番茄，通過水力輸送系統(tǒng)進入鼓泡清洗工段，經(jīng)刮板提升機輸送至人工選臺篩選（人工去除爛果及雜物），再由輸送機輸送至大小分級機，利用分級機滾輪間的縫隙，篩選出大小合格的番茄。輸送機將分級后的番茄送入整果色選機進行再次篩選（色選去除壞果、青果、黑果），刮板機將二次篩選后的番茄送至高溫燙皮系統(tǒng)。番茄通過蒸汽預熱真空加熱，由搓皮裝置完成脫皮，然后送至整果色選，經(jīng)人工選揀后送入切丁裝置。切丁后的番茄經(jīng)布料器的震動輸送可有效剔除多余果汁和邊角料。番茄切丁色選儀進行最終的篩選，再由輸送裝置將成品番茄丁輸送到灌裝機，灌裝封口后進入后包裝殺菌工段高壓殺菌冷卻，最后進行產(chǎn)品的裝箱和碼垛。

3.2 控制及聯(lián)鎖

新疆天番番茄丁生產(chǎn)工藝設計初期定位為自動化，故數(shù)字化控制的程度較高，工藝設備聯(lián)鎖控制能力強，具備一鍵啟動和緊急停車的聯(lián)鎖功能，可有效降低員工勞動強度，提升生產(chǎn)工藝的連續(xù)性。工藝流程圖如圖2。

3.2.1 一鍵啟停

啟動順序（由后向前）：碼垛系統(tǒng)→灌裝機→切丁色選→切丁機→切丁提升機→人工選臺→燙皮色選→搓皮系統(tǒng)→燙皮機→原料色選→分級機→人工選臺→提升機→調(diào)節(jié)閥。

停止順序（由前向后）：調(diào)節(jié)閥→提升機→人工選臺→分級機→原料色選→燙皮機→搓皮系統(tǒng)→燙皮色選→人工選臺→切丁提升機→切丁機→切丁色選→灌裝機→碼垛系統(tǒng)。

3.2.2 緊急停車

如某設備故障停機，系統(tǒng)發(fā)出指令，前段設備立即停機，后端設備逐步延時20s停機，其目的是防止物料堆積造成浪費，以及設備啟動負荷變大影響系統(tǒng)的正常運行。

3.3 番茄丁精深加工核心技術

3.3.1 大小分級

采用特殊設計的、間距可調(diào)的輸送輥，在原料通過輸送輥時，通過調(diào)整輸送輥的間距，將較小的、不符合切丁要求的番茄果剔除，提高番茄丁切丁機的生產(chǎn)效率，同時可保證番茄丁塊型的均一性。

直徑≥4cm，為合格果，用于切丁生產(chǎn)番茄丁。

直徑＜4cm，為不合格果，用于回收生產(chǎn)番茄醬。

3.3.2 高溫殺菌（見表1）

回轉(zhuǎn)式高溫殺菌技術控制精度高，以高壓蒸汽為熱源，熱穿透迅速，熱分布均勻，完成滅菌后可實現(xiàn)迅速降溫，最大限度減少番茄自然成熟的原始風味和營養(yǎng)成份的流失。

3.3.3 立體切丁

采用先進的三維立體切丁技術，通過三組可調(diào)整間距的刀片，模擬手工切菜的方式，將果實切成符合客戶要求大小的丁塊。這樣可以減少擠壓，保持番茄丁塊型的立體感和完整度。

3.3.4 光學分選（見表2）

國內(nèi)番茄丁生產(chǎn)線唯一配套的三道光學分選技術，可完全代替人工，通過光學相機對通過輸送帶的番茄果、丁塊進行色彩識別，并將識別出來的非紅色果實、異物信息傳送至剔除系統(tǒng)，在原料環(huán)節(jié)和中間環(huán)節(jié)有彈指剔除，針對切丁后的異物剔除有一套特殊設計的真空系統(tǒng)。

3.3.5 真空脫皮

利用高溫蒸汽瞬間加熱番茄果皮，使果皮受熱迅速膨脹，再將之送入真空腔內(nèi)迅速冷卻收縮，使果皮表面炸裂，部分與果肉分離，再通過脫皮和搓皮輥去除果皮。該方法的果皮去除率可達到98%以上，能在保證優(yōu)秀的燙皮效果的同時，最大限度保證果肉保持在常溫狀態(tài)，保持果肉原始風味不受破壞。

4.番茄丁控制指標

4.1 工藝指標

番茄原汁預熱溫度≥85℃，殺菌溫度≥92℃，罐心溫度≥90℃，冷卻溫度≤40℃。

4.2 產(chǎn)品品質(zhì)指標（見表3）

結語

番茄味道酸甜，果實中含有大量的維生素，且由番茄加工而成的各種醬汁、番茄丁、番茄碎罐頭等產(chǎn)品也非常受歡迎，尤其是番茄丁罐頭，是長期保存番茄的重要方式。目前，番茄丁罐頭是世界蔬菜罐頭貿(mào)易中的大宗商品之一，在世界范圍內(nèi)擁有很大的消費市場。隨著消費水平及消費能力的持續(xù)提升，國內(nèi)使用番茄罐頭食品進行烹飪的消費者越來越多。同時，近些年，國內(nèi)大型連鎖餐飲行業(yè)的發(fā)展迅速，中央廚房已從一線城市向二三線城市擴散，團膳餐飲行業(yè)的中央廚房也迅速發(fā)展，且有走向規(guī)?；庸さ内厔?。公司將繼續(xù)全面強化服務番茄制品研發(fā)的力度，以特色農(nóng)產(chǎn)品的比較優(yōu)勢為基礎，依靠科學技術的穩(wěn)步提升，有效改善番茄制品的品質(zhì)、品種和質(zhì)量，促進農(nóng)產(chǎn)品結構優(yōu)化升級，不斷提高農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增長方式的改變，增強新疆農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品的綜合競爭力，補齊“三農(nóng)”短板，帶動農(nóng)戶增收。

基金項目

兵團第二師鐵門關市科技合作計劃項目：番茄深加工質(zhì)量及能耗數(shù)字化管控平臺開發(fā)與應用（2023GG2203）。

作者簡介

張國玉（1983-），男，甘肅武威人，高級工程師；研究方向：企業(yè)生產(chǎn)管理。