紅心火龍果山楂復(fù)合果凍的研制

曾維麗，張鋒杰，趙永敢

（1.漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校河南省休閑食品工程技術(shù)研究中心，河南 漯河 462002；2.漯河食品職業(yè)學(xué)院，河南 漯河 462000）

火龍果（Hylocereus undulatusBritt），又名紅龍果、青龍果、仙蜜果、情人果等，仙人掌科量天尺屬植物，主要分布于我國(guó)的廣西、廣東、貴州、福建、云南和四川等地。根據(jù)火龍果果皮和果實(shí)的顏色可以將其分為紅皮白心、紅皮紅心和黃皮白心3 類[1-2]。紅心火龍果富含多酚類、花青素、甜菜紅素、膳食纖維、必需氨基酸、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分[3-4]，具有潤(rùn)腸通便、清熱降火等功效，可以改善大鼠和II 型糖尿病患者的血糖狀況，降低高胰島素血癥和高血糖癥的發(fā)生[5-6]，預(yù)防高血壓、高膽固醇、口角炎、貧血等的特殊功效[7-10]。目前火龍果主要以鮮品銷售為主，市場(chǎng)上火龍果加工產(chǎn)品主要有火龍果果汁、果醬、果酒、果醋、果干等[11-13]，產(chǎn)品種類較單一，新的深加工產(chǎn)品亟待研究開(kāi)發(fā)。

山楂（Crataegus pinnatifida Bge.），又名山里紅，薔薇科山楂屬植物，是一種藥食兩用的水果。山楂富含維生素、有機(jī)酸、多酚類、黃酮類、甙類等功能性成分，具有調(diào)節(jié)血脂和血壓[14-15]、健脾開(kāi)胃、消食化滯、抗癌、抗氧化等作用[16-20]。

果凍是一種深受兒童青少年喜愛(ài)的休閑食品，然而市場(chǎng)上的果凍大多不含果汁、果肉，而是由果味香精、食品色素、卡拉膠、魔芋粉等輔以人工合成色素和防腐劑制備而成，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功效均較低。本課題以新鮮紅心火龍果和山楂為原料榨取汁液，研制出一種天然果汁含量較高的低糖果凍制品。該產(chǎn)品既營(yíng)養(yǎng)、健康，又美味可口，同時(shí)也為紅心火龍果和山楂的加工探索出一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

紅心火龍果、鮮山楂、白砂糖等均為市售；檸檬酸、卡拉膠、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、甜菜紅素等均為食品級(jí)。

1.1.2 儀器與設(shè)備

WYA-2S 阿貝折射儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司；pHS-2F 型pH 計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；Hurom 螺旋榨汁機(jī)，上海韓惠人愛(ài)家電科技有限公司；DF-101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，上海力辰邦西儀器科技有限公司；JY3002 型電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；Pakchoice 果凍磨具，義烏香妃家居用品有限公司。

1.2 方法

1.2.1 紅心火龍果汁的制備

1.2.1.1 工藝流程

紅心火龍果→清洗→去皮→切分→榨汁→紅心火龍果汁

1.2.1.2 操作要點(diǎn)

優(yōu)質(zhì)紅心火龍果清洗表面污漬后，去皮，切成小塊，將果肉與水按照質(zhì)量比1：5 的比例混合后，榨汁機(jī)榨汁，汁液備用。

1.2.2 山楂果汁的制備

1.2.2.1 工藝流程

鮮山楂→挑選→清洗→去梗、去蒂、去核→軟化→冷卻→榨汁→山楂果汁

1.2.2.2 操作要點(diǎn)

選擇優(yōu)質(zhì)、無(wú)傷痕的新鮮山楂，清洗去除表面污漬，去梗、去蒂、去核后，將果肉與水按照質(zhì)量比1：4的比例置于不銹鋼鍋中，水沸后繼續(xù)煮15 min，冷卻至室溫后榨汁，榨汁過(guò)程中將熬制的湯液加入，所得汁液備用。

1.2.3 紅心火龍果山楂復(fù)合果凍的制備

1.2.3.1 工藝流程

1.2.3.2 操作要點(diǎn)

①煮膠和調(diào)配：按比例向配制好的復(fù)合膠粉中添加適量白砂糖，混合后加入去離子水，攪拌均勻，邊加熱邊攪拌，直至沸騰，保持若干分鐘后，得到透明均勻的膠體。待膠體略微冷卻后，按比例加入紅心火龍果汁、山楂果汁、檸檬酸、甜菜紅等進(jìn)行調(diào)配。②均質(zhì)和脫氣：將復(fù)配好的果汁混合液預(yù)熱后通過(guò)高壓均質(zhì)機(jī)、膠體磨研磨1～2 遍，達(dá)到果肉微細(xì)，口感細(xì)膩的狀態(tài)。然后加熱至90～95 ℃，保持10～15 min，使料液中的氣體完全脫除。③灌裝、殺菌、冷卻：將上述液體趁熱裝入果凍磨具中，封蓋。將封蓋后的果凍迅速投入到熱水中滅菌，滅菌后的果凍迅速冷卻至室溫后置于冰箱冷藏室（4 ℃）保存，備用。

1.2.4 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為優(yōu)化紅心火龍果山楂復(fù)合果凍配方，以100 g制備果凍的果汁混合液為基準(zhǔn)，按比例添加復(fù)合純果汁（紅心火龍果汁和山楂汁）、復(fù)合膠（CMC-Na和卡拉膠）、白砂糖、檸檬酸、甜菜紅素，不足部分以水補(bǔ)齊。

1.2.4.1 紅心火龍果汁與山楂汁復(fù)配質(zhì)量比的篩選

固定復(fù)合純果汁添加量30%，復(fù)合膠（CMC-Na和卡拉膠質(zhì)量比為1：1）添加量0.8%，白砂糖添加量8%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，研究紅心火龍果汁與山楂汁不同復(fù)配質(zhì)量比（2：1、1：1、1：1.5、1：2、1：3）對(duì)果凍感官品質(zhì)、可溶性固形物含量及pH 值的影響，篩選紅心火龍果汁與山楂汁的適宜復(fù)配質(zhì)量比。

1.2.4.2 復(fù)合膠添加量的篩選

固定復(fù)合純果汁（紅心火龍果汁與山楂汁復(fù)配質(zhì)量比為1：1.5）添加量30%，白砂糖添加量8%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，研究不同復(fù)合膠（CMC-Na 與卡拉膠質(zhì)量比為1:1）添加量（0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%）對(duì)果凍感官品質(zhì)、可溶性固形物含量及pH 值的影響，篩選復(fù)合膠適宜添加量。

1.2.4.3 CMC-Na 與卡拉膠復(fù)配質(zhì)量比的篩選

固定復(fù)合純果汁（紅心火龍果汁與山楂汁復(fù)配質(zhì)量比為1：1.5）添加量30%，復(fù)合膠添加量1.1%，白砂糖添加量8%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，研究CMC-Na 與卡拉膠不同復(fù)配質(zhì)量比（5：1、3：1、1：1、1：3、1：5）對(duì)果凍感官品質(zhì)、可溶性固形物含量及pH 值的影響，篩選CMC-Na 和卡拉膠適宜復(fù)配質(zhì)量比。

1.2.4.4 白砂糖添加量的篩選

固定復(fù)合純果汁（紅心火龍果汁與山楂汁復(fù)配質(zhì)量比為1：1.5）添加量30%，復(fù)合膠（CMC-Na 與卡拉膠復(fù)配質(zhì)量比為1：5）添加量1.1%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，研究白砂糖不同添加量（4%、6%、8%、10%、12%）對(duì)果凍感官品質(zhì)、可溶性固形物含量及pH 值的影響，篩選白砂糖適宜添加量。

1.2.5 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，依據(jù)Box-Behnken 中心組合設(shè)計(jì)原理，以紅心火龍果汁與山楂果汁復(fù)配質(zhì)量比、復(fù)合膠添加量、白砂糖添加量為自變量，以紅心火龍果山楂復(fù)合果凍感官評(píng)分為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)3 因素3 水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，對(duì)紅心火龍果山楂復(fù)合果凍配方進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)因素和水平見(jiàn)表1。

表1 紅心火龍果山楂果凍響應(yīng)面因素水平表Table 1 Response surface factors and levels table of red-fleshed pitaya-hawthorn jelly

1.2.6 紅心火龍果山楂復(fù)合果凍感官評(píng)定

由10 名專業(yè)人士組成感官評(píng)定小組，參照GB 19299—2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 果凍》[21]的感官評(píng)價(jià)要求，分別從果凍的色澤、風(fēng)味、組織結(jié)構(gòu)和口感4個(gè)方面制定產(chǎn)品的的評(píng)價(jià)指標(biāo)，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 紅心火龍果山楂復(fù)合果凍感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of red-fleshed pitaya-hawthorn compound jelly

1.2.7 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.7.1 可溶性固形物含量

使用阿貝折射儀進(jìn)行測(cè)定。

1.2.7.2 pH 值

使用pH 計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

采用OriginPro 2018 軟件對(duì)單因素試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行作圖；采用Design Expert 10.0.7 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和響應(yīng)面作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 紅心火龍果汁與山楂汁復(fù)配質(zhì)量比的確定

由圖1 可以看出，隨著山楂汁添加比例的增加，果凍的pH 值逐步下降，可溶性固形物含量逐步升高，這說(shuō)明山楂中的有機(jī)酸和果膠對(duì)果凍的酸度和可溶性固形物含量影響較大。同時(shí)，試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，紅心火龍果汁添加比例較大時(shí)，果凍的紫紅色較重，當(dāng)紅心火龍果汁與山楂汁添加質(zhì)量比為1：1.5 時(shí)，果凍的紫紅色最為宜人。隨著山楂汁添加比例的增大，果凍的酸度逐步增加，產(chǎn)品風(fēng)味由甜味明顯、酸味不足向酸甜可口再向酸味突出、甜味不足轉(zhuǎn)變；同時(shí)，隨著山楂汁添加比例的增加，果凍也由一半液體結(jié)凍向結(jié)凍明顯、結(jié)凍良好的方向轉(zhuǎn)變。當(dāng)紅心火龍果汁與山楂汁復(fù)配質(zhì)量比為1：1.5 時(shí)，制成的果凍酸甜可口、凝膠性狀良好，感官評(píng)分最高。綜上，選擇紅心火龍果汁與山楂汁最適復(fù)配質(zhì)量比為1：1.5。

圖1 紅心火龍果汁與山楂汁復(fù)配質(zhì)量比對(duì)果凍品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of the mass ratios of red-fleshed pitaya juice and hawthorn juice on jelly qualities

2.1.2 復(fù)合膠添加量的確定

由圖2 可以看出，隨著復(fù)合膠添加量的增加，果凍可溶性固形物含量逐步升高，pH 值開(kāi)始稍有降低，隨后逐步升高；感官評(píng)分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。pH 值的變化可能是由于CMC-Na 呈中性或弱堿性，故復(fù)合膠中CMC-Na 添加量的增加造成了果凍產(chǎn)品pH 值的升高[22]。當(dāng)復(fù)合膠添加量從0.8%增加至1.1%的過(guò)程中，果凍由凝膠性能差、析水嚴(yán)重轉(zhuǎn)變?yōu)槟z膠軟、彈性差，至添加量為1.1%時(shí)，膠體軟硬適中、彈性好，產(chǎn)品的感官評(píng)分最高；當(dāng)復(fù)合膠添加比例增大至1.2%時(shí)，果凍凝膠硬度變大，產(chǎn)品品質(zhì)變差。故選擇復(fù)合膠添加量1.1%為最適添加量。

圖2 復(fù)合膠添加量對(duì)紅心火龍果山楂果凍品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of compound colloid additions on red-fleshed pitaya-hawthorn jelly qualities

2.1.3 CMC-Na 與卡拉膠復(fù)配質(zhì)量比的確定

由圖3 可以看出，在CMC-Na 與卡拉膠組成的復(fù)合膠中，隨著卡拉膠添加比例的增大，果凍的pH值逐步變小；CMC-Na 與卡拉膠復(fù)配質(zhì)量比變化對(duì)果凍可溶性固形物含量的影響不大；當(dāng)CMC-Na 與卡拉膠復(fù)配質(zhì)量比從5：1、3：1 到1：1 變化時(shí)，果凍凝膠質(zhì)地均較柔軟，凝固性和彈性均不佳，果凍出膜后的性狀也較差。當(dāng)CMC-Na 與卡拉膠復(fù)配質(zhì)量比從1：1變化至1：5 時(shí)，果凍凝膠質(zhì)地從柔軟逐步變硬，彈性逐步增大，果凍出膜后的性狀從稀散、無(wú)形到凝固和性狀完整。綜上，當(dāng)CMC-Na 與卡拉膠的復(fù)配質(zhì)量比為1：5 時(shí)果凍凝膠性狀好，膠體彈性較佳，產(chǎn)品感官評(píng)分較高。

圖3 CMC-Na 和卡拉膠復(fù)配質(zhì)量比對(duì)紅心火龍果山楂果凍品質(zhì)的影響Fig.3 Effects of mass ratios of CMC-Na to carrageenan on red-fleshed pitaya-hawthorn jelly qualities

2.1.4 白砂糖添加量的確定

由圖4 可知，隨著白砂糖添加量的逐步增加，果凍可溶性固形物含量逐步增大，pH 值變化不明顯，感官評(píng)分在白砂糖添加量為10%時(shí)達(dá)到最高。試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)白砂糖添加量為4%時(shí)，產(chǎn)品酸味突出，果凍凝膠性差；當(dāng)白砂糖添加量為6%和8%時(shí)，產(chǎn)品甜味和酸味均不明顯，果凍凝膠性增強(qiáng)；當(dāng)白砂糖添加量為10%時(shí)，產(chǎn)品酸甜可口，果凍凝膠性和彈性均較好，整體感官評(píng)分較高；當(dāng)白砂糖添加量繼續(xù)增加時(shí)，產(chǎn)品甜味過(guò)于突出，酸味不足，果凍凝膠硬度增加，感官評(píng)分下降。同時(shí)，試驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，隨著白砂糖添加量的增大，果凍的凝膠速度和凝膠強(qiáng)度均逐步增大。故選擇白砂糖添加量10%為最適添加量。

圖4 白砂糖添加量對(duì)紅心火龍果山楂果凍品質(zhì)的影響Fig.4 Effects of sugar additions on red-fleshed pitaya-hawthorn jelly qualities

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方差分析

綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取紅心火龍果汁與山楂汁復(fù)配質(zhì)量比（A）、復(fù)合膠添加量（B）、白砂糖添加量（C）3個(gè)因素為自變量，以紅心火龍果山楂果凍感官評(píng)分為響應(yīng)值，對(duì)果凍配方進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3，方差分析見(jiàn)表4。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Design and results of response surface experiments

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model

運(yùn)用Design Expert 10.0.7 軟件對(duì)表3 的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二元多項(xiàng)回歸擬合，得到紅心火龍果山楂復(fù)合果凍感官評(píng)分（Y）對(duì)紅心火龍果汁與山楂果汁復(fù)配質(zhì)量比（A）、復(fù)合膠添加量（B）和白砂糖添加量（C）的二元多項(xiàng)回歸方程：Y=91-1.5A-1.625B-1.375C-0.75AB-2.25AC-2.5BC-6.75A2-6.5B2-5C2。

由表4 可知，回歸方程的模型極顯著（P＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著，R2=0.9772=0.9478，表明該模型對(duì)試驗(yàn)結(jié)果擬合程度較好，試驗(yàn)誤差小，可以對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)分進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)；一次項(xiàng)A、B、C 和交互項(xiàng)AC、BC 對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)分影響顯著（P＜0.05），二次項(xiàng)A2、B2、C2影響均為極顯著（P＜0.01），交互項(xiàng)AB對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)分影響不顯著。由F 值可知，各因素對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分影響的大小排序?yàn)椋築（復(fù)合膠添加量）＞A（紅心火龍果汁與山楂果汁復(fù)配質(zhì)量比）＞C（白砂糖添加量）。

2.2.2 響應(yīng)面分析與最佳配方的確定

利用Design Expert 10.0.7 軟件對(duì)回歸模型進(jìn)行分析，得到各因素交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面三維立體圖（圖5）。由圖5 可知，紅心火龍果山楂復(fù)合果凍感官評(píng)分在設(shè)定的范圍內(nèi)均有一個(gè)最大值。經(jīng)過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化得出紅心火龍果山楂復(fù)合果凍的最佳配方為：紅心火龍果汁與山楂果汁復(fù)配質(zhì)量比1：1.46、復(fù)合膠添加量1.09%、白砂糖添加量9.82%，預(yù)測(cè)復(fù)合果凍感官評(píng)分為91.21 分。為檢驗(yàn)該試驗(yàn)優(yōu)化條件的可靠性，采用最優(yōu)條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。經(jīng)3 組平行試驗(yàn)，測(cè)得產(chǎn)品感官評(píng)分的平均值為91.16 分，與理論值較接近，說(shuō)明模型的擬合程度較好，響應(yīng)面法優(yōu)化紅心火龍果山楂復(fù)合果凍配方可行。

圖5 各因素交互作用對(duì)紅心火龍果山楂復(fù)合果凍感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖Fig.5 Response surface maps showing interaction effects of different factors on sensory scores of red-fleshed pitaya-hawthorn compound jelly

3 結(jié)論

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，利用響應(yīng)面分析法對(duì)紅心火龍果山楂復(fù)合果凍的配方進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明，紅心火龍果山楂復(fù)合果凍的最佳配方為：復(fù)合純果汁（紅心火龍果汁與山楂果汁復(fù)配質(zhì)量比為1：1.46）添加量30%，復(fù)合膠（CMC-Na 與卡拉膠復(fù)配質(zhì)量比為1：5）添加量1.09%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，白砂糖添加量9.82%。該條件下制備的果凍為紫紅色，晶瑩剔透，酸甜可口，具有紅心火龍果和山楂混合的典型風(fēng)味，富有彈性，營(yíng)養(yǎng)豐富，感官評(píng)分為91.16 分。此配方為紅心火龍果的開(kāi)發(fā)利用提供了重要的參考價(jià)值。