火龍果五葉草莓復合果醬加工工藝研究

孫娜，朱秀娟，王華，胡文斌，王都留

(隴南師范高等專科學校 農林技術學院，甘肅 隴南 742500)

火龍果(HylocereusundulatusBritt.)為仙人掌科，又名紅龍果、仙蜜果、情人果等[1]，是一種風味獨特的熱帶、亞熱帶健康水果，多年生攀援性多肉植物，果實分為紅皮白肉、紅皮紅肉及黃皮白肉3種，其中紅心火龍果營養價值最為豐富[2]，除含基本營養成分之外，還富含大量甜菜紅素、花青素、多酚、不飽和脂肪酸等活性成分，具有清熱解毒、抗氧化、預防血管硬化、降血壓、美白減肥等功效[3-11]。

五葉草莓(FragariapentaphyllaLosinsk)為薔薇科草莓屬，又名薸茲、漂泡兒，是一種營養豐富、酸甜適口的森林水果，為多年生草本植物[12,13]，富含黃酮[14]、維生素、糖類、氨基酸、有機酸、礦物質等[15]，具有清熱止咳、滋養補血、健脾養胃及抗腫瘤等藥用價值[16]，果實分為紅色、白色及紅白過渡色3種，其中紅色五葉草莓色澤艷麗，更適合果醬開發。

市售傳統果醬存在風味單一、含糖量高等問題[17]，已開始被市場淘汰，而低糖復合果醬符合當代消費者“低熱、低糖、營養、保健”的消費需求[18]，是目前果醬研制的熱點，而利用火龍果五葉草莓結合制作復合果醬的研究還鮮有報道。此兩種水果結合有以下兩方面優勢：一方面，紅心火龍果和五葉草莓具有顏色、香氣、營養和口感上的互補及相得益彰性，適量木糖醇代替白砂糖增加甜味，有效降低了產品含糖量；另一方面，火龍果五葉草莓復合果醬的研制可較好地解決紅心火龍果、五葉草莓貯藏時間短、容易造成資源浪費等問題，同時提高了產品附加值，為工業化生產提供了理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅色五葉草莓和紅心火龍果：均為市購；木糖醇、檸檬酸、果膠、氯化鈣、D-異抗壞血酸鈉：均為食品級添加劑；試驗用水為超純水。

電子天平 常州市幸運電子設備有限公司；JJ-2B電動高速組織搗碎機 金壇市白塔新寶儀器廠；手持糖度計 上海天壘儀器儀表有限公司；RE-52CS實驗室旋轉蒸發儀 河南蘭帆科技有限公司；高壓滅菌鍋 山東創美機械科技有限公司；超凈工作臺 濟南鑫貝西生物技術有限公司；恒溫恒濕試驗箱 東莞市科訊精密儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

原料預處理→打漿→過濾→真空濃縮→灌裝、高溫滅菌、快速冷卻→成品。

1.2.2 操作要點

原料預處理：選擇新鮮、成熟適度、無損傷、無腐爛的紅色五葉草莓及紅心火龍果，用水對其反復沖洗，洗去附著在果皮上的泥沙、枯葉等雜物，瀝干水分備用。

軟化、護色[19]：將去除果皮、果蒂的紅心火龍果、五葉草莓切塊，蒸汽軟化60 s，放入濃度為1.5%的NaCl溶液中護色30 min。

打漿：用組織搗碎機分別將五葉草莓和紅心火龍果破碎打漿，然后將兩種果漿按比例調配均勻。

真空濃縮[20]：將過濾后的混合果漿加入甜味劑后真空濃縮，濃縮時控制溫度在50～60 ℃，真空度為85～95 kPa，以防止果漿因溫度過高而發生焦糊，待漿液中的可溶性固形物含量接近38%時，加入檸檬酸及增稠劑，繼續濃縮，至果醬中可溶性固形物含量達到42%左右時，結束濃縮。

灌裝、高溫殺菌、快速冷卻[21]：經真空濃縮后制得的果醬應迅速裝罐，采用熱灌裝脫氣法，將果醬加熱到85 ℃左右，停止加熱后排氣20 min，密封后于90 ℃殺菌18 min，待果醬冷卻后放入冷庫進行保存。需確保果醬在40 min內裝罐完成，同時趁熱密封，使罐內形成一定的真空度。

1.2.3 低糖火龍果五葉草莓復合果醬的單因素試驗設計

1.2.3.1 火龍果和五葉草莓質量比對感官品質的影響

確定木糖醇、檸檬酸、果膠、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉的添加量分別為12%、0.16%、0.30%、0.025%、0.05%，火龍果和五葉草莓質量比分別為1∶2、3∶2、5∶2、7∶2、9∶2，經過真空濃縮成成品，通過感官評分優化火龍果五葉草莓的質量比。

1.2.3.2 木糖醇添加量對感官品質的影響

確定火龍果和五葉草莓質量比、檸檬酸、果膠、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉的添加量分別為5∶2、0.16%、0.30%、0.025%、0.05%，木糖醇的添加量分別為8%、10%、12%、14%、16%，經過真空濃縮成成品，通過感官評分優化木糖醇的添加量。

1.2.3.3 檸檬酸添加量對感官品質的影響

確定火龍果和五葉草莓質量比、木糖醇、果膠、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉的添加量分別為5∶2、12%、0.30%、0.025%、0.05%，檸檬酸的添加量分別為0.08%、0.12%、0.16%、0.20%、0.24%，經過真空濃縮成成品，通過感官評分優化檸檬酸的添加量。

1.2.3.4 果膠添加量對感官品質的影響

確定火龍果和五葉草莓質量比、檸檬酸、木糖醇、氯化鈣和D-異抗壞血酸鈉的添加量分別為5∶2、0.16%、12%、0.025%、0.05%，果膠的添加量分別為0.10%、0.20%、0.30%、0.40%、0.50%，經過真空濃縮成成品，通過感官評分優化果膠的添加量。

1.2.4 響應曲面試驗設計

綜合單因素試驗結果，根據Box-Benhnken中心組合試驗設計原理，選取影響低糖火龍果五葉草莓復合果醬感官評分的主要影響因素火龍果和五葉草莓質量比(A)、木糖醇添加量(B)、檸檬酸添加量(C)和果膠添加量(D)為試驗因素，以感官評分為響應值，進行四因素三水平響應面分析試驗，優化低糖火龍果五葉草莓復合果醬加工工藝，試驗因素和水平見表1。

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

1.3 感官評價

選擇10名專業感官評定人員，從火龍果五葉草莓復合果醬的質構、色澤、口感及涂抹性4個方面進行綜合評分，具體評價標準見表2。

表2 低糖火龍果五葉草莓復合果醬感官評分標準Table 2 The sensory evaluation standard of low-sugar pitaya and five-leaf strawberry compound jam

續 表

2 結果分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 火龍果五葉草莓質量比對復合果醬感官品質的影響

由圖1可知，火龍果和五葉草莓質量比為1∶2～5∶2時，隨著原料質量比的增加，感官評分上升；當原料質量比為5∶2時，感官評分最高，此時低糖火龍果五葉草莓復合果醬的感官品質最好(濃稠狀，色澤均勻一致，口感細致滑潤，酸甜爽口，柔韌度好且能產生一種特殊風味，易于涂抹)；之后隨著原料配比的增加，感官評分出現下降，這是因為隨著五葉草莓量的增加導致復合果醬失去特殊風味，故原料最佳配比應為5∶2。

圖1 火龍果和五葉草莓質量比對復合果醬感官品質的影響Fig.1 Effect of mass ratio of pitaya and five-leaf strawberryon sensory quality of compound jam

2.1.2 木糖醇添加量對復合果醬感官品質的影響

由圖2可知，木糖醇添加量為8%～12%時，隨著木糖醇添加量的增加，感官評分呈上升趨勢，當木糖醇添加量為12%時，感官評分最高，這時復合果醬的感官品質最好；之后，隨著木糖醇添加量的增加，感官評分呈下降趨勢，這是因為木糖醇的甜度掩蓋住了果醬的酸度，呈過度甜膩狀。因此，木糖醇的最佳添加量應為12%。

圖2 木糖醇添加量對復合果醬感官品質的影響Fig.2 Effect of xylitol additive amount on sensory quality of compound jam

2.1.3 檸檬酸添加量對復合果醬感官品質的影響

由圖3可知，檸檬酸添加量在0.08%～0.16%時，隨著檸檬酸添加量的增加，感官評分呈上升趨勢；當檸檬酸的添加量為0.16%時，感官評分最高，這時復合果醬的感官質量最好；隨著檸檬酸添加量的增加，感官評分呈下降趨勢，這是因為酸度蓋過甜度，導致復合果醬失去酸甜的本味，因此檸檬酸的最佳添加量應為0.16%。

圖3 檸檬酸添加量對復合果醬感官品質的影響Fig.3 Effect of citric acid additive amount on sensory quality of compound jam

2.1.4 果膠添加量對復合果醬感官品質的影響

由圖4可知，果膠添加量為0.1%～0.3%時，隨著果膠添加量的增加，感官評分呈上升趨勢；當果膠添加量為0.3%時，感官評分最高，此時復合果醬的感官品質最佳；之后，隨著果膠添加量的增加，感官評分反而呈下降趨勢，這是因為果膠添加過多，會使果醬稠度增加，涂抹性受到一定影響。因此，果膠的最佳添加量應為0.3%。

圖4 果膠添加量對復合果醬感官品質的影響Fig.4 Effect of pectin additive amount on sensory quality of compound jam

2.2 響應面法優化試驗結果

在單因素試驗的基礎上，低糖火龍果五葉草莓復合果醬加工工藝的四因素二次回歸旋轉組合試驗方案及結果見表3和表4。

表3 響應面分析試驗及結果Table 3 Response surface analysis test and results

表4 Box-Benhnken試驗方差分析Table 4 Variance analysis of Box-Benhnken design test

根據表3的結果應用SAS 軟件進行編程計算，通過其響應面回歸(RSREG)程序進行數據分析，得出回歸模型：

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 為感官評分，單位為1；A為火龍果和五葉草莓質量比，單位為1；B為木糖醇添加量，單位為%；C為檸檬酸添加量，單位為%；D為果膠添加量，單位為%。

由表4可知，該模型達到極顯著水平(P<0.01)。方程一次項(A，B，C)、二次項(A2、B2、C2、D2)的影響都是極顯著的(P<0.01)，一次項(D)、交互項(AD、BC)的影響是顯著的(P<0.05)，其決定系數R2=0.9681與校正RAdj2=0.9361相近，表明試驗值與預測值非常接近，有較好的擬合度。方差分析表明，試驗所選參試因子對復合果醬感官評價的影響大小順序為檸檬酸添加量>木糖醇添加量>火龍果和五葉草莓質量比>果膠添加量。模型的失擬項不顯著(P>0.05)，以上回歸方程較好地擬合了試驗數據，試驗誤差小，可以用于低糖火龍果五葉草莓加工工藝優化的理論預測。

對火龍果和五葉草莓質量比(A)、木糖醇添加量(B)、檸檬酸添加量(C)和果膠添加量(D)4個因素，兩兩做交互作用分析，對其作響應曲面，見圖5。

圖5 各因素交互作用對復合果醬感官品質的影響Fig.5 Effect of interaction of various factors on sensory quality of compound jam

響應面可以直接反映各試驗因子對響應值影響的大小，如果一個響應曲面坡度非常陡峭，表明復合果醬感官評分對于各試驗因子的改變非常敏感；反之，如果一個響應曲面坡度相對平緩，表明復合果醬感官評分可以忍受試驗因子的變異，而不影響響應值的大小[22,23]。火龍果和五葉草莓質量比和果膠添加量兩因素之間、木糖醇添加量和檸檬酸添加量兩因素之間的響應曲面坡度非常陡峭，故其交互作用顯著。

通過對回歸模型進行數學分析可知，低糖火龍果和五葉草莓復合果醬的最優加工工藝為火龍果五葉草莓質量比5.32∶2、木糖醇添加量11.60%、檸檬酸添加量0.15%、果膠添加量0.30%，在此優化條件下，低糖火龍果五葉草莓復合果醬感官評價的理論值為96.8。為了進一步驗證響應面分析法的可靠性，采用上述最優條件進行復合果醬加工，實際測得感官評分為95.9，因此采用響應面分析優化得到的復合果醬加工工藝參數準確可靠，可用于實際操作。

2.3 產品質量指標

2.3.1 感官指標

依據國家標準GB/T 22474-2008《果醬》、行業標準QB/T 1386-2017《果醬類罐頭》的感官要求對產品進行檢驗[24,25]，結果表明火龍果五葉草莓復合果醬醬體呈紫紅色，色澤光亮，酸甜適口，具有火龍果、五葉草莓特有的滋味和香氣，醬體細膩均勻，徐徐流散，無汁液析出。

2.3.2 理化指標

表5 火龍果五葉草莓復合果醬理化指標檢驗Table 5 Physical and chemical indexes of pitaya and five-leaf strawberry compound jam

火龍果五葉草莓復合果醬的最佳配方測定結果顯示：各項理化指標均符合果醬國標要求。

2.3.3 微生物指標

火龍果五葉草莓復合果醬的最佳配方測定結果顯示：菌落總數<100 CFU/g，大腸桿菌數<10 MPN/100 g，致病菌未檢出。

3 結論

本試驗以紅心火龍果、五葉草莓為原料，對生產低糖復合果醬的工藝配方進行研究。在單因素試驗的基礎上，采用Box-Benhnken中心組合設計試驗對各因素進行優化，結果表明：低糖火龍果和五葉草莓復合果醬的最佳配方為火龍果五葉草莓質量比5.32∶2、木糖醇添加量11.60%、檸檬酸添加量0.15%、果膠添加量0.30%；在此優化條件下，低糖火龍果五葉草莓復合果醬實際測得感官評分與模型預測值相近，可用于實際操作，此外，本產品質量合格、風味獨特，具有較高的營養價值及保健功能，可提高火龍果、五葉草莓的利用價值。