全果型紅心火龍果果醬加工工藝

黃瑩星，謝桂勉，黃崇才

揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物工程系（揭陽 522000）

火龍果，別名玉龍果、紅龍果等，是仙人掌科植物的果實(shí)，是一種常見的熱帶、亞熱帶水果。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國是世界上火龍果第一大生產(chǎn)國，也是火龍果第一大消費(fèi)國。在2016年至2020年間，我國年均火龍果進(jìn)口量約52.5萬 t，年均火龍果消費(fèi)量為158.2萬 t。近幾年我國火龍果消費(fèi)量呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，2020年我國火龍果產(chǎn)量為152.6萬 t，約為2016年火龍果產(chǎn)量的2.3倍；2020年我國火龍果消費(fèi)量為214.4萬 t，相比2016年火龍果消費(fèi)量增長(zhǎng)了80.7%?？梢?，我國火龍果消費(fèi)市場(chǎng)廣闊，具有較大的開發(fā)潛力及研發(fā)空間[1-3]。

目前，紅龍果的品種主要有黃皮白肉、紅皮白肉和紅皮紅肉，其中，紅皮紅肉的火龍果則為紅心火龍果。紅心火龍果營養(yǎng)豐富，富含鈣、鎂、鋅等礦物質(zhì)及多種維生素、有機(jī)酸、膳食纖維。此外，紅心火龍果富含甜菜紅素、酚類物質(zhì)等成分，具有一定的功能性營養(yǎng)價(jià)值。

相關(guān)研究報(bào)道表明，紅心火龍果果皮富含果膠、甜菜紅素、花青素、酚類物質(zhì)等，具有良好的開發(fā)價(jià)值，有待進(jìn)一步的加工利用。而紅心火龍果加工產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)加工過程中，采用了去皮的處理，產(chǎn)生大量的火龍果皮皮渣，這些皮渣絕大部分作為廢物處理，造成了資源上的浪費(fèi)及環(huán)境上的負(fù)擔(dān)[4-7]。

此試驗(yàn)創(chuàng)新性地以紅心火龍果全果為主要原料，通過果皮打漿、果肉打漿、混合調(diào)配、加熱濃縮等工序，進(jìn)行單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)優(yōu)化，研發(fā)出一款酸甜可口、穩(wěn)定均一的全果型紅心火龍果果醬，較好地實(shí)現(xiàn)紅心火龍果的全果高值利用。目前，尚未有全果型紅心火龍果果醬的相關(guān)研究報(bào)告，此試驗(yàn)將助于推動(dòng)紅心火龍果果皮的加工利用，提高火龍果產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)附加值，并填補(bǔ)全果型紅心火龍果果醬的研究空白，助于火龍果產(chǎn)品的多元化開發(fā)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

紅心火龍果（揭陽市百果園水果店）；白砂糖（廣州華糖食品有限公司）；檸檬酸（河南中辰生物科技有限公司）；果葡糖漿（上海廣禧食品科技有限公司）。

1.2 主要儀器設(shè)備

YP100001D電子秤（力辰科技有限公司）；TNC5200打漿機(jī)（美國Vitamix公司）；RS600哈克流變儀（美國賽默飛世爾科技公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程（圖1）

圖1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.21 原料驗(yàn)收

紅心火龍果選取新鮮、果形完整、無病害、無腐爛的成熟大果。

1.3.22 清洗、去鱗片

紅心火龍果用流動(dòng)水清洗干凈后，瀝干水分，去除鱗片及果皮表層。

1.3.23 果肉打漿

紅心火龍果果肉切成不大于1 cm3的立方體，用打漿機(jī)打漿至紅心火龍果果仁細(xì)碎即可，一般情況下打漿時(shí)間為3～5 min。

1.3.24 果皮打漿

紅心火龍果果皮切成面積不大于1 cm2的小塊，于沸水中熱燙約1 min，瀝干后用打漿機(jī)打漿，打漿至均勻、無明顯顆粒，一般情況下打漿時(shí)間為4～5 min。

1.3.25 加熱濃縮

紅心火龍果果肉漿與白砂糖、果葡糖漿混合后加熱攪拌，濃縮至可溶性固形物含量在30～40 Brix范圍，然后加入紅心火龍果果皮漿、檸檬酸、山梨酸鉀，加熱攪拌至均勻，時(shí)間約為2 min。

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

此試驗(yàn)的基礎(chǔ)工藝條件為白砂糖添加量30%、檸檬酸添加量0.20%、濃縮時(shí)間25 min、濃縮溫度85 ℃。

經(jīng)過前期預(yù)試驗(yàn)探究后，確定白砂糖添加量、檸檬酸添加量、濃縮溫度、濃縮時(shí)間這四個(gè)因素為單因素探究條件，控制其他工藝條件不變，進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.3.31 白砂糖添加量對(duì)全果型紅心火龍果果醬的影響

設(shè)定白砂糖添加量20%，25%，30%，35%和40%，探究白砂糖添加量對(duì)全果型紅心火龍果果醬的影響。

1.3.32 檸檬酸添加量對(duì)全果型紅心火龍果果醬的影響

設(shè)定檸檬酸添加量0.10%，0.15%，0.20%，0.25%和0.30%，探究檸檬酸添加量對(duì)全果型紅心火龍果果醬的影響。

1.3.33 濃縮時(shí)間對(duì)全果型紅心火龍果果醬的影響

設(shè)定濃縮時(shí)間20，25，30，35和40 min，探究濃縮時(shí)間對(duì)全果型紅心火龍果果醬的影響。

1.3.34 濃縮溫度對(duì)全果型紅心火龍果果醬的影響

設(shè)定濃縮溫度75，80，85，90和95 ℃，探究濃縮時(shí)間對(duì)全果型紅心火龍果果醬的影響。

1.3.4 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

單因素試驗(yàn)探究后，利用正交試驗(yàn)法，設(shè)計(jì)四因素三水平的正交試驗(yàn)，選取白砂糖添加量、檸檬酸添加量、濃縮時(shí)間、濃縮溫度這四個(gè)因素，設(shè)置3個(gè)水平進(jìn)行正交試驗(yàn)。如表1所示，采用L9(34)正交表，以確定全果型紅心火龍果果醬的最佳工藝條件。

表1 紅心火龍果果醬L9(34)試驗(yàn)因素水平表

1.3.5 感官評(píng)定

由25名食品專業(yè)人員進(jìn)行感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)后，組成感官評(píng)價(jià)小組，參照楊穎等[8]的試驗(yàn)方法，對(duì)紅心火龍果果醬按照表2所示的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分[9-10]。

表2 產(chǎn)品感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 驗(yàn)證性試驗(yàn)

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，選取最優(yōu)條件開展驗(yàn)證試驗(yàn)，并進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.7 理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)測(cè)定

可溶性固形物含量的測(cè)定按GB/T 22474—2008《果醬》要求，在20 ℃條件下用折光計(jì)測(cè)定；pH的測(cè)定根據(jù)GB 5009.237—2016《食品pH值的測(cè)定》方法進(jìn)行；總糖的測(cè)定根據(jù)GB 5009.8—2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測(cè)定》方法進(jìn)行；黏度的測(cè)定采用黏度計(jì)進(jìn)行，剪切速率為100 r/s；菌落總數(shù)的測(cè)定根據(jù)GB 4789.2—2022《菌落總數(shù)測(cè)定》方法進(jìn)行；大腸菌群的測(cè)定根據(jù)GB 4789.3—2016《大腸菌群計(jì)數(shù)》方法進(jìn)行；金黃色葡萄球菌的測(cè)定根據(jù)GB 4789.10—2016《金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)》方法進(jìn)行；沙門氏菌的測(cè)定根據(jù)GB 4789.4—2016《沙門氏菌檢驗(yàn)》方法進(jìn)行。

1.3.8 數(shù)據(jù)處理

每次試驗(yàn)均至少重復(fù)3次，采用ANOVA進(jìn)行誤差分析，并用 Excel 2010、SPSS 22.0、Origin 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及圖像的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 白砂糖添加量對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響

白砂糖是紅心火龍果果醬的主要輔料之一。白砂糖對(duì)于紅心火龍果果醬體系的糖酸比具有重要的調(diào)節(jié)作用，適當(dāng)添加白砂糖，可提高果醬的可溶性固形物含量，有助于提高體系的滲透壓，進(jìn)而抑制微生物的繁殖，提高果醬的儲(chǔ)存性能[11-14]。

由圖2可知：當(dāng)白砂糖添加量在20%～30%時(shí)，隨著白砂糖添加量的增加，紅心火龍果果醬的感官評(píng)分越來越高，這可能是由于白砂糖添加量過低，火龍果果醬的甜度不夠，直接影響感官品質(zhì)，同時(shí)白砂糖還有一定的增稠作用，若白砂糖添加量過低，果醬黏度較低，醬體較為流散且出現(xiàn)析水，涂抹性較差。隨著白砂糖添加量的增加，白砂糖的增稠作用明顯，可以提供較好的口感，流變性能有所改善，產(chǎn)品也較為穩(wěn)定均一、涂抹性較好。在一定范圍內(nèi)，適當(dāng)提高白砂糖的添加量，可以提高果醬的感官品質(zhì)。而當(dāng)白砂糖添加量超過30%時(shí)，隨著白砂糖添加量的增加，紅心火龍果果醬的感官評(píng)分反而越來越低，這主要的原因是白砂糖添加量過多，火龍果果醬甜度過高，果醬醬體黏度太高，影響口感，且涂抹性反而變差，易出現(xiàn)涂抹不連續(xù)的情況。

圖2 白砂糖添加量對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響

2.1.2 檸檬酸添加量對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響

檸檬酸是一種常見的酸味劑，適當(dāng)添加檸檬酸可以調(diào)整果醬的糖酸比，利于形成酸甜的口感，提高紅心火龍果果醬的感官品質(zhì)。檸檬酸的添加，可以降低果醬體系的pH，利于提高果醬產(chǎn)品的儲(chǔ)藏性能。另外，有研究表明，一定濃度的檸檬酸對(duì)紅龍果甜菜紅素具有一定的穩(wěn)定保護(hù)作用[15-18]。

由圖3可知：當(dāng)檸檬酸添加量在0.10%～0.15%這個(gè)范圍時(shí)，隨著檸檬酸添加量的增加，紅心火龍果果醬的感官評(píng)分越來越高，檸檬酸有助于緩和果醬的甜味，利于果醬酸甜風(fēng)味的形成。而當(dāng)檸檬酸添加量超過0.15%時(shí)，隨著檸檬酸添加量的增加，紅心火龍果果醬的感官評(píng)分反而明顯下降，這主要的原因是檸檬酸添加量過高，果醬酸味過于明顯，酸甜不夠柔和，另外果醬容易出現(xiàn)流散、析水的情況，這可能與檸檬酸添加量過高導(dǎo)致體系pH過低、果醬總體的持水力下降有關(guān)[19-22]。

圖3 檸檬酸添加量對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響

2.1.3 濃縮時(shí)間對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響

由圖4可知：當(dāng)濃縮時(shí)間在20～30 min范圍時(shí)，隨著濃縮時(shí)間的增加，紅心火龍果果醬的感官品質(zhì)顯著提升，濃縮時(shí)間增大，有助于提高果醬的濃縮效果。而當(dāng)濃縮時(shí)間大于30 min時(shí)，隨著濃縮時(shí)間的增加，紅心火龍果果醬的感官品質(zhì)反而逐漸下降，這主要的原因是濃縮時(shí)間過長(zhǎng)，紅心火龍果的色素受到較大程度的破壞，使得果醬總體色澤變暗，且濃縮時(shí)間過長(zhǎng)，果醬可溶性固形物含量較高，果醬口感較差。合適的濃縮時(shí)間有利于調(diào)控紅心火龍果果醬的可溶性固形物含量，在一定程度上提高滲透壓，利于果醬的感官品質(zhì)及儲(chǔ)存性能[23-25]。

圖4 濃縮時(shí)間對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響

2.1.4 濃縮溫度對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響

濃縮加熱是紅心火龍果果醬加工的重要工序。合適的濃縮條件有助于提高紅心火龍果果醬的濃縮效率，利于可溶性固形物含量的提高，有助于提高果醬的感官品質(zhì)及儲(chǔ)藏性能[26-27]。

由圖5可知：當(dāng)濃縮溫度在75～90 ℃范圍時(shí)，隨著濃縮溫度的提高，紅心火龍果果醬的感官品質(zhì)也逐漸提高，特別是80～90 ℃范圍，感官評(píng)分呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。而當(dāng)濃縮溫度高于90 ℃時(shí)，紅心火龍果果醬的感官評(píng)分反而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這主要的原因是一定溫度范圍內(nèi)（75～90 ℃）濃縮溫度過低，不利于水分的蒸發(fā)，果醬的濃縮效率較低，容易出現(xiàn)析水的現(xiàn)象，溫度的提升有助于果醬體系內(nèi)水分的蒸發(fā)，提高果醬體系的黏度，果醬的涂抹性、組織狀態(tài)較好，外觀色澤也較鮮艷[28-29]。而當(dāng)溫度超過90 ℃時(shí)，濃縮溫度過高，紅心火龍果果醬的色素受到一定程度的破壞，容易出現(xiàn)顏色變深、變暗的情況，同時(shí)溫度過高，紅心火龍果果皮的果膠容易降解，果醬的流變性能受到一定程度的破壞。此外，合適的濃縮溫度有助于實(shí)現(xiàn)較好的殺菌效果，較好地提高果醬的儲(chǔ)藏性能[29-31]。

圖5 濃縮溫度對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

表3為全果型紅心火龍果果醬的正交試驗(yàn)結(jié)果。由極差結(jié)果可知，RB＞RA＞RD＞RC，即此試驗(yàn)所探究的四個(gè)因素中，對(duì)果醬感官評(píng)價(jià)的影響由高到低依次為檸檬酸添加量、白砂糖添加量、濃縮溫度、濃縮時(shí)間。檸檬酸添加量對(duì)紅心火龍果果醬感官品質(zhì)的影響最為顯著。

表3 全果型紅心火龍果果醬L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果表明，全果型紅心火龍果果醬的最佳配比為A1B2C3D2，即白砂糖添加量為25%，檸檬酸添加量為0.15%，濃縮時(shí)間為35 min，濃縮溫度為90℃。在此工藝條件下制備的全果型紅心火龍果果醬感官評(píng)分最高，果醬整體風(fēng)味、口感最好。按正交試驗(yàn)的最優(yōu)配比A1B2C3D2進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，感官評(píng)分平均值為93.25分。

2.3 理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)測(cè)定

將正交試驗(yàn)最優(yōu)配比制得的全果型紅心火龍果果醬進(jìn)行理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)的測(cè)定，所得結(jié)果如表4和表5所示。

表4 全果型紅心火龍果果醬理化指標(biāo)

表5 全果型紅心火龍果果醬微生物指標(biāo)

由表4可知：最優(yōu)條件下全果型紅心火龍果果醬的水分含量為40.47 g/100 g，可溶性固形物含量為34.81 Brix，總糖含量為55.64%，pH為4.10，黏度為85.37 Pa·s。該果醬符合國標(biāo)GB/T 22474—2008《果醬》中規(guī)定的可溶性固形物含量≥25%的標(biāo)準(zhǔn)。最優(yōu)配比條件下所制備的全果型紅心火龍果果醬黏度較高，為85.37 Pa·s，呈現(xiàn)較為均一、穩(wěn)定的黏稠狀態(tài)，具有較好的涂抹性。

由表5可知：最優(yōu)條件下全果型紅心火龍果果醬菌落總數(shù)＜100 CFU/g、大腸菌群＜30（MPN/100 g），常見的致病菌金黃色葡萄球菌、沙門氏菌均未檢出，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

以紅心火龍果為主要原料，制備全果型紅心火龍果果醬，探究白砂糖添加量、檸檬酸添加量、濃縮時(shí)間、濃縮溫度這四個(gè)因素對(duì)全果型紅心火龍果果醬品質(zhì)的影響，并采用L9(34)正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：影響全果型紅心火龍果果醬品質(zhì)的因素按顯著性大小由大到小的順序依次為檸檬酸添加量＞白砂糖添加量＞濃縮溫度＞濃縮時(shí)間，最佳的工藝條件為白砂糖添加量25%、檸檬酸添加量0.15%、濃縮時(shí)間35 min、濃縮溫度90 ℃，按此條件下制備的全果型紅心火龍果果醬達(dá)到最優(yōu)的感官品質(zhì)，可溶性固形物含量為34.81 Brix，總糖含量為55.64%，pH為4.10，黏度為85.37 Pa·s，微生物指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。此研究有助于實(shí)現(xiàn)紅心火龍果的高值化利用，同時(shí)創(chuàng)新性開發(fā)全果型紅心火龍果果醬，為果醬產(chǎn)品的開發(fā)、升級(jí)提供新的思路。