基于TRIZ理论的水果去皮技术发展分析

陈亮 赵新军

一、引言

随着社会的发展，食品安全问题成为当今社会普遍关注的问题。水果含有丰富的维生素和氨基酸等人体必需的营养成分，是人类不可缺少的食物，但是水果的表面农药残留是威肋人类身体健康的重要因素之一，所以水果去皮技术是与老百姓日常生活密切相关的技术，应该被重视。本文基于TRIZ理论分析水果去皮技术的发展与演变，从而预测未来水果去皮技术的发展趋势，这与人类的切身利益是息息相关的。

二、水果去皮技术的种类

（一）手工去皮

手工去皮是人们在日常生活中最常见的一种水果去皮方式，是指用特别的刀、刨等工具人工剥皮，去皮干净、损失少，但劳动效率低。常用于柑桔、苹果、梨、柿、枇杷、芦笋、竹笋、瓜类等，如图1所示。

（二）机械去皮

机械去皮是指利用机械方式完成水果的去皮。市场上现有一些种类的水果削皮机，有的水果削皮机适应性强，削刀能跟踪水果外形，紧贴表面，可以适用于30多种水果，包括菠萝，木瓜，相阡，哈密瓜，西瓜，柚子，橙子，柑，柠檬，猕猴桃，柿子，苹果，梨子，芒果等。机械去皮目前在水果加工工厂，如罐头厂等企业应用较广泛。图2是家用苹果去皮机，图3是工厂用的水果去皮机。

（三）碱液去皮

碱液去皮是目前世界发达国家通用的方法，主要是利用碱液的腐蚀性来使水果表面中胶层溶解，从而使果皮分离。碱液去皮常用氢氧化钠，腐蚀性强且价廉，常在碱液中加入表面活性剂如2-乙基已基磺酸钠，使碱液分布均匀以帮助去皮。水果淋碱去皮机广泛应用于桃子、梨等水果的去皮。

（四）热力去皮

水果经短时高温处理后，表皮迅速升温，果皮膨胀破裂，与内部果肉组织分离，然后迅速冷却去皮，适合于成熟度高的桃、李、杏等。热去皮的热源主要有蒸汽和沸水。此法原料损失少，色泽好，风味好。

1.蒸汽去皮：蒸汽去皮是把水果置于密封容器，通入蒸汽，保持一定压力，由于水果表皮受到蒸汽的热作用而引起淀粉糊化，与果肉分离。同时果皮内部受热穿透的果内薄层含有高温水，汽压下降时，这些水变成过热蒸汽冲出，将包住果肉的皮冲破，然后用去皮机除去，例如杏的去皮。

2.沸水去皮：沸水去皮要求水果都是红透、皮薄、大小均匀一致、成熟时可用手剥皮的品种，例如成熟的桃子，李子等。但此法不能完全除去水果未成熟黄绿色组织的皮，同时，沸水去皮要求原料比较严格，不适于大批量产品去皮的应用。

（五）火焰和红外线去皮

此法是最近发展起来的新方法，效果较好。火焰去皮是利用高温火焰直接烧焦水果表皮层，接着用水冷却使表皮脱落。红外线去皮是利用红外线照射使水果表皮温度迅速升高，随即用冷水冷却达到皮肉分离目的。前者采用燃烧气炉，后者用红外线装置。目前这种方法主要应用在苹果和梨等水果的去皮。

（六）冻结一一加热去皮

冻结一—加热去皮法是将水果在液态氮中浸泡一定时间，然后浸入热水中解冻，以使果皮松驰。冻结一—加热去皮法除了去皮损失低的优点外，果皮还可回收作其它用，用水量少，含色素最高，外层保留率高，色泽好，环境污染少。本方法目前主要用于葡萄脱皮除梗。

（七）酶法去皮

酶法去皮应用了果胶酶只分解果胶而不分解水果本身或果瓣周围的膜状物的原理。在果胶酶的作用下，果皮中的果胶水解，关键是要掌握酶的浓度及酶的最佳作用条件如温度、时间、PH值等，是一种柑桔、袖子等水果剥皮新技术。

（八）真空去皮

将成熟的水果先行加热，使其升温后果皮与果肉容易分离，接着进入有一定真空度的真空室内，适当处理，使果皮下的液体迅速“沸腾”，皮与肉分离，然后破除真空，冲洗或搅动去皮。如桃子于96℃热水中处理20-40秒，使果皮与果皮下层分离，接着在600-700毫米水银柱真空屋里，采用适当技术处理，除去松散的皮，一般去皮效果较好。目前，真空去皮技术还不是十分成熟，主要应用在桃子和杏等水果去皮上。

三、基于TRIZ理论的水果去皮技术发展分析

TRIZ理论提出产品或技术的创新都有其规律性，其中的系统进化理论是由阿奇舒勒等在前苏联通过对世界专利的分析和研究，发现并确定了技术系统在结构上进化的趋势，即技术系统进化模式，以及技术系统进化路线。水果去皮技术的发展也遵循着相应的进化模式和创新原理。纵观历史，水果去皮技术的创新发展主要依附于物理、生物等领域的发展。

从水果去皮的方法上来看，去皮技术的发展遵循了由宏观系统向微观系统进化的模式。从机械时代，到电气时代，去皮技术由机械方法，如去皮刀、去皮机等，到了近现代，碱液等方法又取代了传统的机械方法。技术方法从固态领域，进入液态领域；而后，人们研制出温差法去皮，去皮技术由液态领域进去了气态领域；去皮生物酶技术的发明使技术进入了生物领域；而技术尚未成熟，但仍在紧锣密鼓地研究中的真空去皮技术更是将能量场应用到水果去皮中。整个水果去皮的发展历程经历了由宏觀系统向微观系统进化的模式，如图4所示。

理想度是TRIZ理论中的一个概念，用以衡量一个系统“好”的程度，是衡量一个系统是否成功的重要基础。增加理想度就是要求系统的收益符合市场的需求，并同时降低成本，消除危害或其他问题。水果去皮技术的发展过程也是理想化水平提高的体现。正如人们现在所看到的水果去皮的新一代技术总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、在刀具切削水果的过程中容易造成切削果皮厚薄不均，宽度不一，且难以操控的情况，而且大多数刀具是针对形状规则的苹果去皮、切块（片），而不适用于梨等不规则水果类。后来出现的酶法去皮技术可以保持原有的天然色泽，大小基本保持不变，外形光滑，无凹陷，感官特性保持不变。水果去皮技术的发展就是理想度渐进提升的过程。

在TRIZ理论指引下，人们会努力沿着理想度不断前进，直至系统达到完美，来满足所有需求。TRIZ趋势可以帮助人们持续优化系统，不断提升产品的理想度。

四、水果去皮技术发展趋势预测

水果的削皮技术的主要发展方向是在减少人类干预、资源的有效利用、提高去皮机的适应性等方面加以改善。

（一）减少人类的干预

TRIZ的进化趋势揭示了系统在演变过程中要尽量减少人类的干预，水果去皮技术可以从超系统和系统层面减少人类的干预。

l.超系统层面一一减少水果表皮的农药残留

众所周知，很多水果的果皮可食用，而且富有纤维素、维生素等人体必需物质。比如苹果、梨，人们去除果皮的一个重要原因就是果皮上有农药残留，通过正常的清洗，很难将农药彻底清除干净，所以人们选择将果皮削掉。随着农业技术的发展，农药会朝着可降解、对人体无害的方向发展，这时，可食用类果皮的去皮问题就自然的解决了，同时食品安全问题也会得到有效的解决。随着国家的大力支持和科学技术的持续发展，农药的残留问题一定会得到有效的解决。

2.系统层面一一提高水果去皮机的自动化程度

随着互联网深入社会的各个行业，水果去皮机与网络结合，提高去皮的自动化程度必是水果去皮技术的一个发展趋势。借助网络进行操控，可以提高去皮效率，减少工人数量，从而减少人类干预。

（二）有效利用废弃资源

TRlZ理论鼓励我们有效利用现有资源，果皮在整个水果加工废弃物中占较大比重，所含营养成分、功能性成分也比较丰富。目前，我国水果加工企业对果皮的回收利用还不够重视，丢弃的果皮造成环境污染，降低经济效益，造成资源浪费。

现代科学研究证明，一些水果蔬菜皮中含有大量的药用成分，例如香蕉皮中含有蕉皮素，可医治由真菌和细菌感染所引起的皮肤瘙痒症等。有些水果皮含有去污成分。例如鲜苹果皮捣烂成泥，蘸在布条上擦拭浴缸、面盆、坐便器等，可使其光亮如初。水果皮中含有芳香类物质，可以用来提取芳香剂。例如袖子皮放在厨房的碗柜、冰箱里可除异臭味。

随着科学技术的发展，在去皮机上安装果皮收集装置，将果皮进行深加工必然是一个发展趋势，并将产生巨大的社会效益和经济效益。

（三）适应性更强

TRIZ理论认为系统的理想度是在发展中不断提升的，目前的去皮方法并不能适应大多数的水果，理想度还不是很高。例如碱液去皮只适应杏、李子等表皮比较薄比较软的水果；真空去皮去皮效果好、设备简单、制造和使用成本低，但是目前只适用于桃子等比较松软的皮。随着科学技术的发展，能加工多种水果适应性更强的去皮方式必是一个重要的研究方向。

五、结论

在今后的发展中，水果去皮技术会不断地改进，操作会更加便捷，收益会更加提高。在未来的几年里，真空去皮技术将会是人们的主要选择，小型化、智能化是是未来水果去皮技术的发展趋势。在国家的大力倡导下，这些理想程度较高的水果去皮技术，必将成为现实，成为人们的首选。

水果去皮技术的发展体现了诸多TRIZ原理的应用，其发展理念彰显了人们对理想化技术的追求。如何更好的给水果去皮，这一与日常生活息息相关的话题，将始终是人们关注的焦点。

参考文献

[1]赵新军.技术创新理论（TRIZ）及应用[M].化学工业出版社，2004.5.

[2]卡伦·加德.TRIZ——众创思维与技法[M].国防工业出版社，2015.9.

[3]王乐锡.果蔬去皮新技术[J].山東省科技情报研究所.

[4]丁海娟，基于TRIZ理论的简易果蔬切削机研究[J].设计理论与方法，2016.1.

[5]百度百科.http：baike.baidu.com.

[6]王景彬.试论国内外果蔬脱皮方法及设备[J]，1991.2.

[7]朱云才.果蔬加工机械分类[J]，2003.4.

[8]张亚伟.剥皮/去壳设备的现状及发展展望[J]，2008.2.

[9]安静.果蔬淋碱去皮机的改造[J]，2003.5.

[10]杨子岐.柑、橙类水果去皮机的研制[J]，2006.1.