四種紅肉火龍果品種制汁適宜性評價(jià)研究

朱文嫻，夏必幫，廖紅梅，劉元法

(江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無錫,214122)

紅肉火龍果是一種富含可溶性糖、甜菜紅素、維生素、膳食纖維、蛋白質(zhì)、多酚、黃酮及礦物質(zhì)的熱帶/亞熱帶水果[1]。除鮮食外，還可進(jìn)行深加工，包括果汁[2]、果脯[3]、果醋[4]和果酒[5]等產(chǎn)品。HALIM等[2]將1.5%的檸檬酸和15 μL/100 mL二甲基碳酸二酯與紫外(UV-C)輻照進(jìn)行聯(lián)合處理能夠有效控制火龍果汁中的微生物，可使總平板數(shù)、酵母菌和霉菌總數(shù)分別降低4.12和4.14個(gè)對數(shù)，從而得到穩(wěn)定性好且貨架期長的果汁產(chǎn)品。將火龍果加工成果汁，不僅解決了農(nóng)戶鮮果滯銷及鮮果保藏中的爛果問題，也豐富了市面上果汁的品類，使消費(fèi)者常年可以享受到口感清甜的火龍果汁。

對于果汁加工，水果原料的選擇是第一步，也是對于果汁品質(zhì)、口感、經(jīng)濟(jì)效益以及消費(fèi)者選擇性等方面非常關(guān)鍵的一步。目前已有關(guān)于不同品種蘋果[6]、草莓[7]、桃[8]和葡萄[9]等多種水果較為詳細(xì)品質(zhì)比較的文獻(xiàn)，如聶繼云等[6]通過對比86個(gè)蘋果品種的所榨果汁的可滴定酸含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、單寧含量、出汁率、果實(shí)硬度、L*值、a*值和b*值等多個(gè)基礎(chǔ)指標(biāo)，確定了極適合于加工鮮榨汁的蘋果品種有澳洲青蘋、紅玉和金冠等。但目前還沒有關(guān)于紅肉火龍果制汁品種的篩選研究。我國市面上流通的紅肉火龍果品種主要有廣西 “金都1號”，云南 “紫紅龍”、“晶紅龍”、“粉紅龍”，廣東 “紅水晶”，海南 “海南蜜寶”，臺(tái)灣 “臺(tái)農(nóng)一號”、“臺(tái)農(nóng)二號”和越南 “越南H14”等[10]。已有報(bào)道貴州羅甸所產(chǎn)的紅肉火龍果總糖約為白肉火龍果的2.5倍，此外其抗氧化活性成分[包括(119.5±5.8) mg/100 g Vc、(83.8±4.9) mg/100 g多酚和(24.9±2.3 mg/100 g)黃酮]含量較白肉火龍果高[11]。本研究將選取國內(nèi)3個(gè)主要產(chǎn)區(qū)海南、廣西和臺(tái)灣，以及火龍果主要進(jìn)口源越南的4種主要品種：“海南蜜寶”、“金都1號”、“臺(tái)農(nóng)一號”、“越南H14”，從基本理化指標(biāo)、出汁率、色澤、風(fēng)味及抗氧化活性等方面，評價(jià)并篩選適宜紅肉火龍果制汁品種，為其果汁加工原料選擇提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

紅肉火龍果：“海南蜜寶”、“金都1號”和“臺(tái)農(nóng)一號”購自無錫歐尚超市，“越南H14”購自無錫天惠超市。所有品種的火龍果均選取果皮色澤鮮紅均勻，鱗片呈鮮綠色，果實(shí)軟硬適中，果型完整、大小均一，無病蟲害。為保證樣品均一性，所購火龍果為實(shí)驗(yàn)量6倍以上，且所購鮮果運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后立即清洗外果皮、去皮、切分為2 cm×2 cm×2 cm果塊，裝樣品袋中于-20 ℃凍存；實(shí)驗(yàn)前隨機(jī)取樣打漿制汁。

Vc(≥99.9%)，上海皓塵生物科技有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH)、Trolox，德國Sigma-Aldrich公司；色譜級甲醇、乙腈，韓國Honeywell公司；葡萄糖、沒食子酸、兒茶素等，天津一方科技有限公司；2,6-二氯靛酚鈉，華中海威基因科技有限公司；分析純NaOH、苯酚、濃H2SO4、Na2CO3、乙醇等,國藥化學(xué)試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SRQ-7316型破壁料理機(jī)，九陽股份有限公司；DELTA 320型pH計(jì)，美國梅特勒-托利多集團(tuán)；JX097976WAJ型手持測糖儀，成都宏達(dá)新元科技有限公司；UltraScan Pro1166型高精度分光測色儀，美國Hunterlab公司；UV-1800 型紫外分光光度計(jì)，島津國際貿(mào)易(上海)有限公司；TGL-16M型高速冷凍離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；1525型高效液相色譜儀，美國Waters公司；TRACE 1310/ISQ 7000型GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀，美國Thermo公司。

1.3 果漿的制備

進(jìn)行指標(biāo)測定前，將果塊自然解凍后打漿1 min得到果漿(<4 ℃)。

1.4 理化指標(biāo)分析

1.4.1 出汁率測定

稱取一定量紅肉火龍果果肉進(jìn)行打漿，果漿經(jīng)過濾袋粗濾后于4 ℃、10 000×g離心10 min制得清汁，出汁率如公式(1)所示：

(1)

1.4.2 pH值與總酸測定

紅肉火龍果汁pH值用pH計(jì)在室溫下測定。

總酸采用NaOH滴定法進(jìn)行測定：將果汁樣品稀釋至合適倍數(shù)，取稀釋液20 mL，用0.05 mol/L NaOH溶液滴定至終點(diǎn)后讀數(shù)。按公式(2)計(jì)算:

(2)

式中：c，NaOH摩爾濃度，mol/L；V1，滴定樣品所消耗的NaOH體積，mL；V2，空白樣消耗NaOH的體積，mL；F，稀釋倍數(shù)；K，檸檬酸換算系數(shù)，0.070；m，樣品質(zhì)量，g。

1.4.3 可溶性固形物測定

采用手持式折光儀測定，用滴管吸取1～2滴果汁于測糖儀棱鏡表面，常溫下進(jìn)行讀數(shù)。

1.4.4 總糖含量測定

參照嚴(yán)勇強(qiáng)等[12]采用蒽酮-硫酸比色法測定總糖含量。取1 mL適當(dāng)稀釋后的果汁溶液，加4 mL蒽酮試劑(0.2 g蒽酮與100 mL濃H2SO4混合，現(xiàn)配現(xiàn)用)混勻后置于沸水浴中加熱10 min。按公式(3)計(jì)算：

(3)

式中：C，標(biāo)準(zhǔn)曲線中糖含 量，μg；V總，果汁總體積，mL；D，稀釋倍數(shù)；W，火龍果質(zhì)量，g；V測，測定取用的果汁體積，mL。

1.4.5 甜菜紅素含量測定

甜菜紅素測定參照WYBRANIEC等[13]的方法，略作修改。取20 g紅肉火龍果漿加入80 mL體積分?jǐn)?shù)95%乙醇，常溫低速攪拌10 min。沉淀重新提取2次；將所得的提取液合并、離心(3 000×g、10 min)，上清液為甜菜紅素提取液。于538 nm下測定甜菜紅素提取液吸光度。按公式(4)計(jì)算：

(4)

式中：A538，在538 nm下的吸光度值；MW=550；L=1.0 cm；V，提取液體積，mL；DF，稀釋倍數(shù)；ε，摩爾消光系數(shù)，65 000；W，樣品質(zhì)量，g。

1.4.6 總酚含量測定

總酚測定參照WOLFE等[14]的方法。取30 g紅肉火龍果漿，加30 mL體積分?jǐn)?shù)95%乙醇，常溫低速攪拌30 min。沉淀重提2次；將所有提取液合并、離心(3 000×g、10 min)，上清液為總酚提取液。取1 mL提取液或10、20、30、40、50、60 mg/L沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液與1 mL Folin-ciocalteu試劑混合，靜置5 min后加入3 mL 75 g/L的Na2CO3溶液和5 mL蒸餾水，30 ℃反應(yīng)1 h。在765 nm下測吸光值，總酚含量以1 L樣品中含沒食子酸當(dāng)量(mg)表示。

1.4.7 總黃酮含量測定

總黃酮含量測定參照WU等[15]的方法，略作修改。取30 g紅肉火龍果漿加入30 mL體積分?jǐn)?shù)95%乙醇，常溫低速攪拌30 min。沉淀重提1次，將所有提取液合并、離心(3 000×g、10 min)，上清液為總黃酮提取液。取1 mL提取液或0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35 mg/mL的兒茶素標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入5 mL 10 g/L香草醛-甲醇溶液，然后在1 min內(nèi)加入3 mL HCl，置于室溫下反應(yīng)20 min。在500 nm處測吸光值，總黃酮含量以每升樣品中含兒茶素當(dāng)量(mg)表示。

1.4.8 維生素C含量測定

維生素C(Vc)的測定參照TIWARI等[16]的方法，略作修改。取20 g紅肉火龍果漿與100 mL 2.5%偏磷酸混合，在4～10 ℃下提取2 h。提取液離心(4 ℃、10 000×g、10 min)，上清液即Vc提取液。Vc提取液和5、10、20、25、50、100 mg/mL的Vc標(biāo)準(zhǔn)溶液(超純水配制)用0.45 μm水系針頭式過濾器過濾后進(jìn)行HPLC檢測。HPLC條件：流動(dòng)相為體積分?jǐn)?shù)95% 50 mmol/L KH2PO3(pH 3.0)和體積分?jǐn)?shù)5%乙腈，等速洗脫(1 mL/min)，柱溫28 ℃；進(jìn)樣量20 μL；紫外檢測器設(shè)置波長245 nm。

1.5 抗氧化活性分析

1.5.1 DPPH法

參照曹霞敏[17]的方法測定4個(gè)品種紅肉火龍果清除·DPPH的能力，取100 μL果汁或0.1、0.25、0.4、0.6、0.8、1.0 mmol/L的Trolox溶液加4 mL DPPH 溶液(0.14 mmol/L)，在常溫避光條件下放置15 min后，用分光光度計(jì)在517 nm下測定其吸光值，以甲醇溶液作為對照。

1.5.2 ABTS法

ABTS法測定抗氧化活性參照WU等[15]的方法，略作修改。ABTS工作液配制：用蒸餾水分別配制7 mmol/L的ABTS溶液及2.45 mmol/L KMnO4溶液。取25 mL ABTS溶液和440 μL KMnO4溶液混勻，在室溫避光條件下放置12～16 h，形成ABTS自由基混合液。使用前將ABTS自由基混合液用60%乙醇稀釋至合適的倍數(shù)，使其在分光光度計(jì)734 nm波長下測定吸光值為(0.700±0.020)。Trolox標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立方法同上。適當(dāng)稀釋紅肉火龍果汁使其對ABTS工作液的抑制率在20%～80%的范圍，測定吸光度。

1.6 色澤測定

采用高精度分光測色儀進(jìn)行果汁色澤測定：在透射模式下用黑板和白板進(jìn)行校準(zhǔn)，以去離子水作為參比液，將果汁樣品倒入1 cm光路徑比色皿中測定L*、a*和b*。其中，L*表示亮度值；a*表示紅綠值，(+)值表明偏向紅色，(-)值表明偏向綠色；b*表示黃藍(lán)值，(+)值表明偏向黃色，(-)值表明偏向藍(lán)色。

1.7 揮發(fā)性成分分析(GC-MS)

4種火龍果榨汁后揮發(fā)性成分測定參照吳繼紅等[18]的方法，略作修改。首先，對固相微萃取頭進(jìn)行老化處理(250 ℃、5 h)，載氣體積流量為1 mL/min。取10 mL果汁于15 mL樣品瓶中，同時(shí)加入2.5 g NaCl。將老化后的50/30 μm CAR 萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于45 ℃吸附30 min；取出萃取頭并插入氣相色譜進(jìn)樣口，于250 ℃解吸3 min，啟動(dòng)氣相色譜(色譜柱：DB-WAX，30 m×0.25 mm×0.25 μm)。測定條件為：起始柱溫40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升至90 ℃，再以10 ℃/min升溫至230 ℃，保持7 min；檢測器溫度為250 ℃，體積流量為0.8 mL/min。質(zhì)譜(MS)條件：EI電離源，電子能量為70 eV，燈絲電流為0.25 mA。電子倍增器電壓為1 000 V，離子源溫度為200 ℃。

1.8 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)方差(X±SD)表示，采用SPSS 23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，兩樣本比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，多組樣本采用ANOVA分析，選擇Duncan檢驗(yàn)，P<0.05表示差異性顯著，采用Origin 8.5繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 品種間基本理化成分分析與比較

紅肉火龍果的基本理化指標(biāo)直接影響制得果汁品質(zhì)，對4個(gè)品種的基本理化指標(biāo)進(jìn)行分析與比較，結(jié)果如表1所示。采用果肉直接打漿、經(jīng)粗濾后離心取汁的方法，得到4個(gè)品種的出汁率為32.54%～53.48%。其中，“越南H14”的出汁率最高，達(dá)到53.48%；顯著優(yōu)于其他3個(gè)品種(P<0.05)；而海南蜜寶的出汁率最低。在未經(jīng)酶解等前處理的情況下，紅肉火龍果的出汁率可能會(huì)受到由于含有較多漿狀物質(zhì)(如果膠、纖維素等)而不利于取汁的影響。生產(chǎn)中可通過取汁前酶解、熱燙等方式提高其出汁率。

表1 四個(gè)紅肉火龍果品種基本理化成分分析Table 1 Physico-chemical characteristics of four red pitahaya varieties

注：a～d相同字母表示無顯著性差異，不同字母則表示存在顯著性差異

4種紅肉火龍果制汁后pH在4.55～4.72之間，可滴定酸為0.60%～0.75%。其中“臺(tái)農(nóng)一號”的可滴定酸最高，“海南蜜寶”最低；“越南H14”的可滴定酸為0.73%，其pH為4.67。據(jù)報(bào)道，紅肉火龍果汁主要含有草酸、酒石酸、蘋果酸、乙酸、乳酸、檸檬酸和琥珀酸等有機(jī)酸[19]?！霸侥螲14”中可溶性固形物和總糖含量分別為13.33 °Brix和8.92 g/100 g，均為4個(gè)品種中最高者(P<0.05)。此外，通過糖酸比的結(jié)果比較也能得出“越南H14”原汁較為適合制汁，其糖酸比為12.22∶1，商品化生產(chǎn)中經(jīng)過簡單調(diào)配可基本滿足果汁糖酸比為13～15∶1的要求。“海南蜜寶”的糖酸比與“越南H14”比較無顯著差異(P>0.05)，這主要得益于其較低的可滴定酸含量?！敖鸲?號”次之，而“臺(tái)農(nóng)一號”的糖酸比較低(7.19∶1)，制汁后則需要加較多的糖進(jìn)行調(diào)配才適口。4種紅肉火龍果汁中總糖與可溶性固形物二者含量趨勢一致，這與其主要含有葡萄糖、果糖和少量多糖有關(guān)[20]。

4種紅肉火龍制汁后的L*在26.15～27.78之間，L*越小說明色澤越暗，果汁的經(jīng)濟(jì)價(jià)值越低?！芭_(tái)農(nóng)一號”和“越南H14”的L*均較高(分別為27.78和27.32)且無顯著性差異(P>0.05)，加工后果汁色澤更鮮亮。a*反映了果肉的鮮紅程度，一般消費(fèi)者更青睞于更鮮紅的產(chǎn)品，“越南H14”的a*為19.21，顯著大于其他3個(gè)品種(P<0.05)。基于L*和a*的結(jié)果，從產(chǎn)品色澤角度出發(fā)建議“越南H14”比其他3個(gè)品種更適合于果汁加工。

甜菜紅素是使紅肉火龍果汁呈現(xiàn)鮮亮紫紅色的重要色素，主要與色澤感官上的紅值相對應(yīng)。由圖1-A可知，4個(gè)火龍果品種的甜菜紅素含量在15.76～28.94 mg/100 g。其中“海南蜜寶”甜菜紅素含量最高，其次是“越南H14”，“臺(tái)農(nóng)一號”含量最低，與其a*值最小趨勢相符。“海南蜜寶”中甜菜紅素含量較高而a*值較低的原因可能是：其所含的果膠、纖維素等較多，榨汁過程較短，不僅導(dǎo)致了出汁率低(表1)，也造成果肉組織中的色素未充分溶出，而甜菜紅素是經(jīng)充分提取后測定的結(jié)果?；瘕埞械奶鸩思t素具有干預(yù)肥胖的作用[21]，對消費(fèi)者健康十分有利。此外，甜菜紅素可以有效抑制多種細(xì)菌[22]，這表明富含甜菜紅素的果汁在一定程度上可以較為有效地延長產(chǎn)品保質(zhì)期。

Vc是果蔬汁中一種重要的抗氧化成分，由圖1-B可明顯看出，4個(gè)紅肉火龍果品種中Vc的含量具有顯著性差異(P<0.05)。Vc除了具有增強(qiáng)人體免疫力、預(yù)防貧血、抗衰老等作用[23]，還作為常用的食品添加劑，例如冬草莓果汁飲料中添加Vc和檸檬酸鈉各0.1 mg/100 mL，具有很好的護(hù)色效果[24]。所以，“越南H14”(Vc=5.66 mg/100 g)在加工和貯藏過程中較其他3個(gè)品種能更好地保持果汁的原有色澤。

圖1 四個(gè)紅肉火龍果品種的甜菜紅素含量(A)及Vc含量(B)比較Fig.1 Contents of betacyanins(A) and vitamin C (B) infour red pitahaya varieties注：不同字母則表示存在顯著性差異(P<0.05)

酚類和黃酮類具有很強(qiáng)的抗氧化活性及清除自由基能力，酚類和黃酮類的含量越高越有益于人體健康。由圖2可知，4種紅肉火龍果中總酚含量在33.85～57.85 mg/100 g之間，總黃酮含量在6.95～11.86 mg/100 g之間。其中“越南H14”總黃酮含量為8.64 mg/100 g，總酚含量(57.85 mg/100 g)顯著高于其他3個(gè)品種。紅肉火龍果自由基清除活性和還原能力與酚類和黃酮類化合物高度相關(guān)[25]，這些抗氧化活性成分的存在可以快速清除人體內(nèi)產(chǎn)生的自由基，維持機(jī)體免受自由基的干擾。所以，“越南H14”總黃酮和總酚的總量較高，具有更高的營養(yǎng)保健價(jià)值。

圖2 四個(gè)紅肉火龍果品種的總黃酮及總酚含量比較Fig.2 Total flavonoids and total phenols in four redpitahaya varieties注：不同字母則表示存在顯著性差異(下同)

2.2 抗氧化活性分析

由圖3可知，通過DPPH法和ABTS法檢測的4種紅肉火龍果抗氧化活性均存在顯著差異(P<0.05)，但2種方法檢測結(jié)果具有一定的差異。其中，“臺(tái)農(nóng)一號”對·DPPH自由基清除能力顯著高于“金都1號”(P<0.05)，而二者對ABTS自由基的清除能力無顯著性差異(P>0.05)，但這2個(gè)品種對2種自由基的清除能力均顯著低于“海南蜜寶”和“越南H14”。此外，通過2種方法檢測得到“海南蜜寶”的抗氧化性均顯著高于“越南H14”(P<0.05)，該結(jié)果主要是由各品種中Vc、總酚、總黃酮及甜菜紅素含量的差異引起。可以看出，本研究中火龍果的抗氧化活性與甜菜紅素(圖1-A)及總黃酮含量(圖2)變化趨勢較為一致。多數(shù)研究已表明果汁中的Vc、總酚和黃酮具有很強(qiáng)的抗氧化能力，如王振帥等[26]的研究結(jié)果表明紅肉火龍果汁在不同殺菌方式下的總酚含量與抗氧化能力強(qiáng)弱變化趨勢相一致，認(rèn)為總酚在抗氧化能力方面起重要作用。相似的，LEONG等[27]證明紅肉火龍果果肉和果皮提取物的抗氧化活性與總酚和甜菜紅素含量呈現(xiàn)相關(guān)性，尤其是鐵離子還原能力(ferric-reducing/antioxidant power, FRAP)與甜菜紅素含量兩者相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.989。如果單獨(dú)考慮抗氧化活性，“海南蜜寶”較“越南H14”更具有抗氧化活性。

圖3 四個(gè)紅肉火龍果品種抗氧化活性比較Fig.3 Antioxidant capacity of four red pitahaya varietieswere compared

2.3 四種紅肉火龍果中主要揮發(fā)性成分分析

雖然火龍果香氣較為清淡，但其清新的揮發(fā)性香氣成分仍然是吸引消費(fèi)者的重要因素。由圖4和表2可知，紅肉火龍果中揮發(fā)性成分含量最高的是醛類，其次是醇類，而酸類較少。其中正己醛豐度最高，且在4種紅肉火龍果揮發(fā)性成分中占比均在45%以上，說明其可能對紅肉火龍果的風(fēng)味影響最大。這與沈林章等[28]所得結(jié)果相符，他們得出紅肉火龍果果肉的特征香氣成分含量大小依次為：正己醛>肉豆蔻醛>2-正戊基呋喃>橙花叔醇>己酸>肉豆蔻酸，且前3者均屬于“清香型”香氣成分。此外，“越南H14”中醇類占比(40.43%)明顯高于其他3個(gè)品種的占比；但“越南H14”中酯類占比在4個(gè)品種中最小(4.21%)，比“海南蜜寶”、“金都1號”和“臺(tái)農(nóng)一號”分別低4.83%、0.11%和2.55%。在果實(shí)中，醇類和酯類分別是“花香味”和“果香味”的主要來源，兩者含量越高，香氣越濃郁[29-30]。通過揮發(fā)性成分比較發(fā)現(xiàn)，“海南蜜寶”、“金都1號”和“臺(tái)農(nóng)一號”三者差異不大，而“越南H14”醛類和醇類較為均衡，較其他3個(gè)品種制汁的風(fēng)味更突出和獨(dú)特。

圖4 四種紅肉火龍果汁中揮發(fā)性成分Fig.4 Volatile compositions in four red pitahaya juices

表2 四個(gè)紅肉火龍果品種揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量Table 2 Volatile compositionscontent of four redpitahaya varieties

3 結(jié)論

在4種紅肉火龍果品種中，“越南H14”的出汁率最高、糖含量最高、糖酸比最優(yōu)，在加工過程不需要添加過多的調(diào)配料即可滿足消費(fèi)者的接受度。此外，“越南H14”抗氧化成分含量較高，尤其是Vc和總酚含量均顯著高于其他3種(P<0.05)。一般抗氧化成分含量越高，抗氧化活性越強(qiáng)。本研究結(jié)果表明，紅肉火龍果的抗氧化活性與甜菜紅素、總黃酮含量呈現(xiàn)一定正相關(guān)性。“越南H14”揮發(fā)性成分中醇類占比最高(40.43%)，制汁后的風(fēng)味較其他3者醇香更明顯，“花香味”更濃郁。綜上，從基本理化性質(zhì)、抗氧化活性以及揮發(fā)性成分等方面分析表明“越南H14”較“海南蜜寶”、“金都1號”和“臺(tái)農(nóng)一號”更適合紅肉火龍果汁的加工。