火龙果五叶草莓复合果酱加工工艺研究

孙娜，朱秀娟，王华，胡文斌，王都留

(陇南师范高等专科学校 农林技术学院，甘肃 陇南 742500)

火龙果(HylocereusundulatusBritt.)为仙人掌科，又名红龙果、仙蜜果、情人果等[1]，是一种风味独特的热带、亚热带健康水果，多年生攀援性多肉植物，果实分为红皮白肉、红皮红肉及黄皮白肉3种，其中红心火龙果营养价值最为丰富[2]，除含基本营养成分之外，还富含大量甜菜红素、花青素、多酚、不饱和脂肪酸等活性成分，具有清热解毒、抗氧化、预防血管硬化、降血压、美白减肥等功效[3-11]。

五叶草莓(FragariapentaphyllaLosinsk)为蔷薇科草莓属，又名薸兹、漂泡儿，是一种营养丰富、酸甜适口的森林水果，为多年生草本植物[12,13]，富含黄酮[14]、维生素、糖类、氨基酸、有机酸、矿物质等[15]，具有清热止咳、滋养补血、健脾养胃及抗肿瘤等药用价值[16]，果实分为红色、白色及红白过渡色3种，其中红色五叶草莓色泽艳丽，更适合果酱开发。

市售传统果酱存在风味单一、含糖量高等问题[17]，已开始被市场淘汰，而低糖复合果酱符合当代消费者“低热、低糖、营养、保健”的消费需求[18]，是目前果酱研制的热点，而利用火龙果五叶草莓结合制作复合果酱的研究还鲜有报道。此两种水果结合有以下两方面优势：一方面，红心火龙果和五叶草莓具有颜色、香气、营养和口感上的互补及相得益彰性，适量木糖醇代替白砂糖增加甜味，有效降低了产品含糖量；另一方面，火龙果五叶草莓复合果酱的研制可较好地解决红心火龙果、五叶草莓贮藏时间短、容易造成资源浪费等问题，同时提高了产品附加值，为工业化生产提供了理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

红色五叶草莓和红心火龙果：均为市购；木糖醇、柠檬酸、果胶、氯化钙、D-异抗坏血酸钠：均为食品级添加剂；试验用水为超纯水。

电子天平 常州市幸运电子设备有限公司；JJ-2B电动高速组织捣碎机 金坛市白塔新宝仪器厂；手持糖度计 上海天垒仪器仪表有限公司；RE-52CS实验室旋转蒸发仪 河南兰帆科技有限公司；高压灭菌锅 山东创美机械科技有限公司；超净工作台 济南鑫贝西生物技术有限公司；恒温恒湿试验箱 东莞市科讯精密仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

原料预处理→打浆→过滤→真空浓缩→灌装、高温灭菌、快速冷却→成品。

1.2.2 操作要点

原料预处理：选择新鲜、成熟适度、无损伤、无腐烂的红色五叶草莓及红心火龙果，用水对其反复冲洗，洗去附着在果皮上的泥沙、枯叶等杂物，沥干水分备用。

软化、护色[19]：将去除果皮、果蒂的红心火龙果、五叶草莓切块，蒸汽软化60 s，放入浓度为1.5%的NaCl溶液中护色30 min。

打浆：用组织捣碎机分别将五叶草莓和红心火龙果破碎打浆，然后将两种果浆按比例调配均匀。

真空浓缩[20]：将过滤后的混合果浆加入甜味剂后真空浓缩，浓缩时控制温度在50～60 ℃，真空度为85～95 kPa，以防止果浆因温度过高而发生焦糊，待浆液中的可溶性固形物含量接近38%时，加入柠檬酸及增稠剂，继续浓缩，至果酱中可溶性固形物含量达到42%左右时，结束浓缩。

灌装、高温杀菌、快速冷却[21]：经真空浓缩后制得的果酱应迅速装罐，采用热灌装脱气法，将果酱加热到85 ℃左右，停止加热后排气20 min，密封后于90 ℃杀菌18 min，待果酱冷却后放入冷库进行保存。需确保果酱在40 min内装罐完成，同时趁热密封，使罐内形成一定的真空度。

1.2.3 低糖火龙果五叶草莓复合果酱的单因素试验设计

1.2.3.1 火龙果和五叶草莓质量比对感官品质的影响

确定木糖醇、柠檬酸、果胶、氯化钙和D-异抗坏血酸钠的添加量分别为12%、0.16%、0.30%、0.025%、0.05%，火龙果和五叶草莓质量比分别为1∶2、3∶2、5∶2、7∶2、9∶2，经过真空浓缩成成品，通过感官评分优化火龙果五叶草莓的质量比。

1.2.3.2 木糖醇添加量对感官品质的影响

确定火龙果和五叶草莓质量比、柠檬酸、果胶、氯化钙和D-异抗坏血酸钠的添加量分别为5∶2、0.16%、0.30%、0.025%、0.05%，木糖醇的添加量分别为8%、10%、12%、14%、16%，经过真空浓缩成成品，通过感官评分优化木糖醇的添加量。

1.2.3.3 柠檬酸添加量对感官品质的影响

确定火龙果和五叶草莓质量比、木糖醇、果胶、氯化钙和D-异抗坏血酸钠的添加量分别为5∶2、12%、0.30%、0.025%、0.05%，柠檬酸的添加量分别为0.08%、0.12%、0.16%、0.20%、0.24%，经过真空浓缩成成品，通过感官评分优化柠檬酸的添加量。

1.2.3.4 果胶添加量对感官品质的影响

确定火龙果和五叶草莓质量比、柠檬酸、木糖醇、氯化钙和D-异抗坏血酸钠的添加量分别为5∶2、0.16%、12%、0.025%、0.05%，果胶的添加量分别为0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%，经过真空浓缩成成品，通过感官评分优化果胶的添加量。

1.2.4 响应曲面试验设计

综合单因素试验结果，根据Box-Benhnken中心组合试验设计原理，选取影响低糖火龙果五叶草莓复合果酱感官评分的主要影响因素火龙果和五叶草莓质量比(A)、木糖醇添加量(B)、柠檬酸添加量(C)和果胶添加量(D)为试验因素，以感官评分为响应值，进行四因素三水平响应面分析试验，优化低糖火龙果五叶草莓复合果酱加工工艺，试验因素和水平见表1。

表1 响应面分析因素及水平表Table 1 The factors and levels of response surface analysis

1.3 感官评价

选择10名专业感官评定人员，从火龙果五叶草莓复合果酱的质构、色泽、口感及涂抹性4个方面进行综合评分，具体评价标准见表2。

表2 低糖火龙果五叶草莓复合果酱感官评分标准Table 2 The sensory evaluation standard of low-sugar pitaya and five-leaf strawberry compound jam

续 表

2 结果分析

2.1 单因素试验

2.1.1 火龙果五叶草莓质量比对复合果酱感官品质的影响

由图1可知，火龙果和五叶草莓质量比为1∶2～5∶2时，随着原料质量比的增加，感官评分上升；当原料质量比为5∶2时，感官评分最高，此时低糖火龙果五叶草莓复合果酱的感官品质最好(浓稠状，色泽均匀一致，口感细致滑润，酸甜爽口，柔韧度好且能产生一种特殊风味，易于涂抹)；之后随着原料配比的增加，感官评分出现下降，这是因为随着五叶草莓量的增加导致复合果酱失去特殊风味，故原料最佳配比应为5∶2。

图1 火龙果和五叶草莓质量比对复合果酱感官品质的影响Fig.1 Effect of mass ratio of pitaya and five-leaf strawberryon sensory quality of compound jam

2.1.2 木糖醇添加量对复合果酱感官品质的影响

由图2可知，木糖醇添加量为8%～12%时，随着木糖醇添加量的增加，感官评分呈上升趋势，当木糖醇添加量为12%时，感官评分最高，这时复合果酱的感官品质最好；之后，随着木糖醇添加量的增加，感官评分呈下降趋势，这是因为木糖醇的甜度掩盖住了果酱的酸度，呈过度甜腻状。因此，木糖醇的最佳添加量应为12%。

图2 木糖醇添加量对复合果酱感官品质的影响Fig.2 Effect of xylitol additive amount on sensory quality of compound jam

2.1.3 柠檬酸添加量对复合果酱感官品质的影响

由图3可知，柠檬酸添加量在0.08%～0.16%时，随着柠檬酸添加量的增加，感官评分呈上升趋势；当柠檬酸的添加量为0.16%时，感官评分最高，这时复合果酱的感官质量最好；随着柠檬酸添加量的增加，感官评分呈下降趋势，这是因为酸度盖过甜度，导致复合果酱失去酸甜的本味，因此柠檬酸的最佳添加量应为0.16%。

图3 柠檬酸添加量对复合果酱感官品质的影响Fig.3 Effect of citric acid additive amount on sensory quality of compound jam

2.1.4 果胶添加量对复合果酱感官品质的影响

由图4可知，果胶添加量为0.1%～0.3%时，随着果胶添加量的增加，感官评分呈上升趋势；当果胶添加量为0.3%时，感官评分最高，此时复合果酱的感官品质最佳；之后，随着果胶添加量的增加，感官评分反而呈下降趋势，这是因为果胶添加过多，会使果酱稠度增加，涂抹性受到一定影响。因此，果胶的最佳添加量应为0.3%。

图4 果胶添加量对复合果酱感官品质的影响Fig.4 Effect of pectin additive amount on sensory quality of compound jam

2.2 响应面法优化试验结果

在单因素试验的基础上，低糖火龙果五叶草莓复合果酱加工工艺的四因素二次回归旋转组合试验方案及结果见表3和表4。

表3 响应面分析试验及结果Table 3 Response surface analysis test and results

表4 Box-Benhnken试验方差分析Table 4 Variance analysis of Box-Benhnken design test

根据表3的结果应用SAS 软件进行编程计算，通过其响应面回归(RSREG)程序进行数据分析，得出回归模型：

Y=96.12+1.68A-1.90B-2.04C-0.82D-0.15AB-0.75AC+1.82AD+2.32BC-0.93BD-1.1CD-5.96A2-6.75B2-4.11C2-4.75D2。

式中：Y 为感官评分，单位为1；A为火龙果和五叶草莓质量比，单位为1；B为木糖醇添加量，单位为%；C为柠檬酸添加量，单位为%；D为果胶添加量，单位为%。

由表4可知，该模型达到极显著水平(P<0.01)。方程一次项(A，B，C)、二次项(A2、B2、C2、D2)的影响都是极显著的(P<0.01)，一次项(D)、交互项(AD、BC)的影响是显著的(P<0.05)，其决定系数R2=0.9681与校正RAdj2=0.9361相近，表明试验值与预测值非常接近，有较好的拟合度。方差分析表明，试验所选参试因子对复合果酱感官评价的影响大小顺序为柠檬酸添加量>木糖醇添加量>火龙果和五叶草莓质量比>果胶添加量。模型的失拟项不显著(P>0.05)，以上回归方程较好地拟合了试验数据，试验误差小，可以用于低糖火龙果五叶草莓加工工艺优化的理论预测。

对火龙果和五叶草莓质量比(A)、木糖醇添加量(B)、柠檬酸添加量(C)和果胶添加量(D)4个因素，两两做交互作用分析，对其作响应曲面，见图5。

图5 各因素交互作用对复合果酱感官品质的影响Fig.5 Effect of interaction of various factors on sensory quality of compound jam

响应面可以直接反映各试验因子对响应值影响的大小，如果一个响应曲面坡度非常陡峭，表明复合果酱感官评分对于各试验因子的改变非常敏感；反之，如果一个响应曲面坡度相对平缓，表明复合果酱感官评分可以忍受试验因子的变异，而不影响响应值的大小[22,23]。火龙果和五叶草莓质量比和果胶添加量两因素之间、木糖醇添加量和柠檬酸添加量两因素之间的响应曲面坡度非常陡峭，故其交互作用显著。

通过对回归模型进行数学分析可知，低糖火龙果和五叶草莓复合果酱的最优加工工艺为火龙果五叶草莓质量比5.32∶2、木糖醇添加量11.60%、柠檬酸添加量0.15%、果胶添加量0.30%，在此优化条件下，低糖火龙果五叶草莓复合果酱感官评价的理论值为96.8。为了进一步验证响应面分析法的可靠性，采用上述最优条件进行复合果酱加工，实际测得感官评分为95.9，因此采用响应面分析优化得到的复合果酱加工工艺参数准确可靠，可用于实际操作。

2.3 产品质量指标

2.3.1 感官指标

依据国家标准GB/T 22474-2008《果酱》、行业标准QB/T 1386-2017《果酱类罐头》的感官要求对产品进行检验[24,25]，结果表明火龙果五叶草莓复合果酱酱体呈紫红色，色泽光亮，酸甜适口，具有火龙果、五叶草莓特有的滋味和香气，酱体细腻均匀，徐徐流散，无汁液析出。

2.3.2 理化指标

表5 火龙果五叶草莓复合果酱理化指标检验Table 5 Physical and chemical indexes of pitaya and five-leaf strawberry compound jam

火龙果五叶草莓复合果酱的最佳配方测定结果显示：各项理化指标均符合果酱国标要求。

2.3.3 微生物指标

火龙果五叶草莓复合果酱的最佳配方测定结果显示：菌落总数<100 CFU/g，大肠杆菌数<10 MPN/100 g，致病菌未检出。

3 结论

本试验以红心火龙果、五叶草莓为原料，对生产低糖复合果酱的工艺配方进行研究。在单因素试验的基础上，采用Box-Benhnken中心组合设计试验对各因素进行优化，结果表明：低糖火龙果和五叶草莓复合果酱的最佳配方为火龙果五叶草莓质量比5.32∶2、木糖醇添加量11.60%、柠檬酸添加量0.15%、果胶添加量0.30%；在此优化条件下，低糖火龙果五叶草莓复合果酱实际测得感官评分与模型预测值相近，可用于实际操作，此外，本产品质量合格、风味独特，具有较高的营养价值及保健功能，可提高火龙果、五叶草莓的利用价值。