冻干技术在火龙果加工上的应用

◎ 张桂芝，吴小禾，黄裕豪，陈淑贤

（中山火炬职业技术学院，广东 中山 528436）

火龙果又名红龙果、青龙果等，属于仙人掌科三角柱属植物，火龙果营养丰富，含有花青素、甜菜红素、多酚、维生素等多种营养成分，具有抗氧化、抗糖尿病、防止血管硬化、降血压等多种生理功能，是集水果、花卉、蔬菜、保健和医药为一体的新型保健食品，具有很高的经济价值，而红皮红心火龙果比红皮白心火龙果营养更丰富[1-3]。

火龙果含有大量的营养性物质，属于高维生素、低糖类、低脂肪的保健食品，具有极大的开发价值。随着火龙果种植面积的不断扩大，新鲜的火龙果出现了滞销的情况，出现了火龙果丰产不丰收、果贱伤农的情况，另外，火龙果在生长过程中需要不断修剪分枝及疏花，由此产生大量的花和茎，但是基本都被废弃，不仅造成了资源浪费，还污染了环境。火龙果花和茎中含有抗氧化能力的活性物质，是较好的食品、药品原料[4-5]，因此采用食品高新技术对火龙果高值化利用不仅可解决果农废弃物处理难题，还能变废为宝，延长火龙果相关产业链，使得火龙果产业健康发展。

1 火龙谷的开发现状

目前，火龙果的研究多集中在火龙果果肉的开发及利用中，果实大多已被开发成果汁、果酒、果醋、酸奶等多种产品，例如陈永等[6]以甘蔗、龙眼、火龙果、猕猴桃的清汁为原料，开发了一款亚热带水果复合发酵饮品，研究者认为，通过定量复配乳酸链球菌和植物乳杆菌发酵，可以制得综合感官品质最为理想的饮品。马晓伟等[7]采用复配发酵剂，确定了火龙果发酵饮料的最佳配方，得到了宝石红色、澄清透明、具有火龙果果香及发酵风味明显的饮料。李升锋等[8]对火龙果果汁的制作进行了研究，他们在研究中发现火龙果果肉取汁很困难，即使添加果胶酶、纤维素酶等，或者两者复合使用，效果也很不明显，笔者在开发火龙果饮品的过程中也遇到了此类问题，火龙果破碎后不论打浆或压榨都很难出汁，这给生产火龙果饮品带来一定的困难。通过研究，李升锋等发现通过浸提取汁工艺，即往火龙果果浆中加入一倍水，75 ℃浸提1 h再离心、取汁、杀菌，才可以得到口感色泽俱佳的果汁产品，但是加热浸提工艺不但会破坏火龙果色素的稳定性，还可能增加生产的成本。红肉火龙果中果肉和果皮的花青素及甜菜红素，易受到加热温度和加热时间的影响，因此加工过程中，最大程度地保持火龙果原料的风味物质和营养成分也是火龙果深加工中需要关注的难点和重点。

2 冷冻干燥技术的应用优势

随着科技进步，冷冻干燥技术在果蔬的加工方面得到了推广应用[9-11]。真空冷冻干燥技术是将原料经过冷冻处理，温度达到0 ℃以下，让果蔬中的水分转化为冰，然后在真空条件下，将冰晶直接转化为水蒸气，以此除去水分达到干燥的目的。冻干产品最大的优点是可以最大限度的保留原料原有的色、香及形状，并且能很好地保护果蔬中热敏性的营养物质，不被热加工所破坏，例如维生素C等不被热等外界环境破坏，另外，冻干后的产品经过复水处理后，其颜色、风味等没有显著变化，此外，通过真空冷冻干燥加工后的果蔬，含水量一般小于5%，产品的重量轻、质量好，密封即可常温贮藏，因此能大大降低生产及运营成本[12-15]。通过试验探索发现，火龙果的冻干粉末极易溶解在水中，颜色鲜艳不宜褪去，这将为饮料的制作或者色素的应用提供了新的途径，而且冻干技术中因减少了加热制备环节，对其颜色的稳定性也有一定的保护作用。

3 冷冻干燥技术在火龙果开发中的应用

3.1 制作冻干火龙果果肉和果皮

通过真空冷冻干燥技术可以得到冻干的火龙果果肉和果皮，包括以下几个步骤。①原料挑选清洗。挑选健康的火龙果并冲洗干净。②切分。将火龙果肉或火龙果皮分开并分别切分，果肉切成大约1 cm见方的大小，果皮切成2 cm×2 cm大小的小片。③预冻。切分后的原料摆盘，不可铺太厚，否则不易冻干，摆盘后进行预冻。④升华干燥。将预冻后的制品置于一定温度及真空度条件下进行升华干燥。⑤包装。冻干后的产品很容易吸水受潮，所以冻干后，应马上在干燥的环境中用铝箔袋真空包装。

3.2 制作火龙果果冻和复合饮料

（1）可吸的火龙果冻。将火龙果冻干粉碎成果粉，对可吸的火龙果果冻的制作流程进行探索。基本过程包括溶解、过滤去籽、与其他配料混合（蔗糖、食用胶等）、调味、装罐、杀菌和冷却，最终制得成品。

（2）火龙果复合饮料。用果肉冻干粉复合其他水果冻干粉，对火龙果复合饮料进行简便制作，并用火龙果果肉冻干果粒对火龙果茶进行开发应用。通过探索发现，用火龙果肉的冻干粉来进行饮料等的开发既解决了火龙果取汁困难的问题，又能避免加热浸提取汁处理的弊端，保证了饮料色泽的稳定性，开发出来的产品具有颜色鲜艳、清澈透明、口感风味较好的效果。另外，火龙果的果皮比果肉更易冻干，冻干后果皮的颜色呈粉红色，容易粉碎，经粉碎后的果皮冻干粉还可以作为一种膳食纤维的良好补充，添加到面条糕点等食品中。

3.3 制备火龙果花干

除了火龙果果皮可以冻干应用到食品中以外，火龙果的花也是一种良好的食品原料。火龙果花又名霸王花、剑花等，火龙果花富含氨基酸、维生素、微量元素、水溶性膳食纤维以及花青素、黄酮类等抗氧化成分，火龙果的花可生食，口感清脆爽滑，也可以熟食或煲汤。火龙果的花集花卉、蔬菜、保健于一身，是被大众经常食用的一种健康食品。火龙果花开放时，直径可以达25～30 cm，每朵重200 g以上，最重可达500 g，火龙果的花期较长，但是火龙果开花时间很短，从开花到凋谢只有一个晚上，粗略估计，每公顷疏掉的火龙果花可达60～72 t[16-18]，因此火龙果花亟待开发。

目前，研究者多采用热处理法将新鲜的火龙果花加工成火龙果干花[19-20]，但是烘干温度一般较高（70 ℃），烘干时间长，制成的干花色泽偏黄褐色，并且由于烘干的温度较高，花中热敏性物质及香气成分损失较多。因此利用真空冷冻技术制备火龙果花干，对于热敏性物质、颜色及香气成分的保持都会有一定的积极作用，通过冻干实验发现，火龙果花经过冻干后能保持花的自然色泽和香气。

3.4 开发火龙果色素

随着人们对食品天然健康的追求，天然色素的市场需求量一直保持在10%以上的增长率，天然色素的销售额也占到食用着色剂的60%以上[21]。因此，开发天然食用色素已经成为食品添加剂的发展方向。火龙果色素是一种天然的植物源着色剂，有着广阔的应用范围[22]。红心火龙果的果肉和果皮中均含有丰富的甜菜红素，不但安全无毒，而且具有抗氧化、抗肿瘤等作用[23-24]，火龙果果皮是火龙果加工过程中的主要副产物，占整个火龙果的25%左右，果皮颜色鲜艳，含有大量的天然色素、黄酮等营养物质，但只有少量被作为膳食纤维的提取原料，大多被当做废弃物直接扔掉，不但造成了资源的浪费，也造成了一定程度的环境污染[23,25]。因此，从果皮及红心火龙果中提取天然红色素，对火龙果的综合利用的实现也将有重要的意义。

目前对火龙果中色素的提取已有相关研究[26]。这些研究中大多采用新鲜的果皮和果肉进行提取，但由于新鲜的原料不耐贮藏，保存期很短，会给火龙果色素的生产制备带来原料供应的困难。另外，有些研究所用的提取剂多为丙酮等有机溶剂，不但成本高，也存在一定的食品安全隐患。如果用红心火龙果的果肉及果皮的冻干粉末进行提取，则不但可以延长生产时间，也可以简化提取工艺。

3.5 提取茎中粗多糖

火龙果植株的茎径可达12～18 cm，火龙果的茎呈深绿色，茎蔓呈三角柱形，火龙果茎中的钾、镁、钙3种元素含量很高，每千克鲜茎含20.2 mg、镁7.6 mg、钙2.6 mg，火龙果茎的提取物中还含有蒲公英甾醇、菜籽甾醇、β-谷甾醇、麦角甾醇和豆甾醇等多种植物甾醇[27-28]。此外，火龙果茎中的植物多糖含量也比较高。植物多糖具有降血糖、抗氧化等功能。较新研究结果显示，火龙果茎的汁液对肿瘤的生长、病毒及免疫反映抑止等病症表现出积极作用，还具有舒血活络和解毒功能，外用可治骨折、腮腺炎、疮肿等[29-30]。在火龙果种植过程中，为提高大果率和果实品质，通常不断修剪分枝保留1条主茎，由此产生大量的废弃茎，合理开发利用火龙果的茎不仅可降低其处理成本，还可提高其附加值。

对火龙果茎中粗多糖的提取进行探索，制备流程如下：火龙果茎去刺、洗净并切小块→加水→提取→冷却至室温→离心→浓缩→醇沉→离心→洗涤→真空冷冻干燥→粗多糖。具体的操作步骤如①新鲜火龙果茎洗净、去刺，切成1～2 cm的小块。②按1∶5的料液比加入去离子水，放入打浆机中打碎成糊状。③置于90 ℃的恒温水浴锅中热水浸提4 h，期间不断搅拌。④浸提完成后冷却至室温，4 500 r·min-1离心15 min取上清液，浓缩至原体积的1/4。⑤用95%乙醇按上清液∶乙醇为1∶4的料液比进行醇沉（放置冰水），然后离心收集沉淀。⑥用无水乙醇、丙酮、乙醚依次洗涤沉淀至溶剂无色，然后将所得沉淀进行真空冷冻干燥即得多糖粗品。

4 结语

冻干食品是集天然、方便于一身的产品，并且冻干技术加工后的果蔬体积和重量大大降低，便于运输，冻干后产品的水分含量一般在5%以下，有利于产品的长期保存，另外，冻干产品的营养价值保存完好，冻干后复水性较好，因此具有较好的发展前景。火龙果的果肉、果皮、花及茎，经过真空冷冻干燥处理后，不但能有效地保留新鲜火龙果的颜色、味道及所含的营养成分，而且冻干后的冻干粒或者粉末能方便快捷的应用于产品开发，因此冻干技术在火龙果高值化加工利用中，可以使其产品系列化、功能化、方便化，可作为未来火龙果产业健康发展的方向。