综述:番茄皮废弃物绿色剥离与循环增值技术在食品加工中的进展

《Food and Humanity》:Advances in Green Peeling and Circular Valorization of Tomato Peel Waste in Food Processing

【字体: 时间:2025年10月16日 来源:Food and Humanity CS1.7

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  本综述系统阐述了番茄加工中绿色剥离技术(如物理场辅助、酶法及混合方法)的最新进展,强调其降低能耗、减少化学试剂使用并提高活性成分(如番茄红素、多聚糖)保留率的特点;同时深入探讨了番茄皮废弃物的高值化利用路径,包括精准提取功能成分(lycopene、pectin)、开发可降解材料及生物能源转化(anaerobic digestion、biochar),为食品工业循环经济模式提供关键技术支撑。

  
番茄皮废弃物绿色剥离与循环增值技术研究进展
引言
全球番茄加工业每年处理约1.8亿吨番茄,其中5%-10%转化为皮渣废弃物。传统热烫-碱法剥离技术虽效率高,但存在能耗大、营养成分破坏及碱性废水污染等问题。随着循环生物经济理念的推进,开发绿色剥离技术与高值化利用途径成为行业焦点。
绿色剥离技术革新
蒸汽剥离通过100-120°C饱和蒸汽在5-15秒内快速软化果皮细胞壁,结合旋转刷洗实现高效去皮,其营养保留率优于碱法。物理场辅助技术如脉冲电场(PEF)、红外和超声波通过破坏表皮疏水角质层,促进活性成分释放,同时减少溶剂用量。酶法剥离采用果胶裂解酶、纤维素酶特异性降解中层果胶,实现常温条件下皮肉分离,但酶成本与作用稳定性仍是规模化应用的瓶颈。
高值化利用路径
精准提取技术聚焦番茄红素(lycopene)、多酚及果胶(pectin)的绿色萃取。超临界流体萃取(SFE)以CO2为溶剂实现无残留提取;微波辅助萃取(MAE)通过分子极化作用加速溶出,较传统方法效率提升30%以上。废弃皮渣还可转化为生物可降解薄膜(拉伸强度达15-20 MPa)或通过厌氧消化产甲烷(产气量约300 L/kg VS),而热解生物炭(biochar)兼具土壤改良与碳封存功能。
技术挑战与展望
当前技术面临原料成分波动、提取效率不均及设备投资高的制约。未来需开发模块化、适配多原料的闭环生物精炼系统,并强化技术经济评估与政策支持。通过绿色剥离与循环增值策略,番茄皮渣有望从环境负担转化为支撑可持续食品工业的重要资源。
结论
绿色剥离技术与循环增值路径的协同创新,正推动番茄加工行业向资源零浪费目标迈进。通过多技术耦合与跨学科整合,番茄皮废弃物高值化利用将为食品、医药及材料领域提供可再生原料,实现经济与环境效益的双重提升。
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