紅心火龍果酒顏色穩定性影響因素的研究

段秋霞，李定金，段振華，*，陳嫣，唐美玲

（1.賀州學院食品科學與工程技術研究院，廣西賀州542899；2.大連工業大學食品學院，遼寧大連116034）

紅心火龍果（Hylocereus undulates Britt），仙人掌科、量天尺屬植物的果實，又名紅龍果、仙蜜果、玉龍果、龍珠果、芝麻果等，是熱帶和亞熱帶的名優水果之一[1]，原產于中美洲熱帶沙漠地區，后傳入越南、泰國等東南亞國家和中國[2-3]。主要品種為紅皮白肉、紅皮紅肉、黃皮白肉3種，其中紅心火龍果質量更優，備受消費者青睞[4-5]。火龍果營養豐富、功能獨特，且含有大量的維生素和水溶性膳食纖維與其它植物體內稀有的植物性白蛋白，具有預防重金屬中毒、增強骨質、降低膽固醇等作用，還可以預防便秘、口角炎、貧血等[6-8]。火龍果果實的含水量高，呼吸作用強，采摘后在常溫下極易造成失水萎蔫，甚至腐爛，從而失去商品價值，造成巨大的經濟損失[9]。因此將火龍果發酵成果酒，不但可以解決火龍果貨架期短的問題，而且能增加其食用價值，還可以豐富果酒的品種。

紅心火龍果酒是以紅皮紅肉火龍果為原料，經去皮、榨汁后，低溫發酵而成的色澤艷麗酒體輕盈的低度酒飲料，保留了火龍果原有的氨基酸、有機酸、礦物質和部分水溶性膳食纖維等對身體有益的成分，因富含甜菜紅素而呈現明亮的紫紅色[10-11]。目前，對于紅心火龍果酒而言，許多學者傾向于研究其發酵工藝。李厚培等[12]以新鮮紅心火龍果為原料，采用多菌協聯發酵，得到香氣突出濃郁、回味協調豐盈的火龍果酒。周景瑞等[13]采用火龍果汁發酵，生產出具有典型的火龍果香和濃郁醇厚酒香的火龍果酒。陳爍等[14]采用紅曲進行二次發酵得到的紅曲火龍果酒兼具果酒和米酒的風味特征，質量更優。而關于對紅心火龍果酒貯藏環境及顏色穩定的影響因素的研究尚未見報道。顏色作為果酒最重要的感官品質之一，是消費者在消費過程中首先關注的重要品質特征[15]。保持或賦予食品以良好的色澤，是食品加工過程中的一個重要環節[16]。紅心火龍果酒在生產及儲藏過程中易發生褪色現象，顏色由深紫紅色變為暗紅色再變為黃褐色。果酒的褪色嚴重影響了其感官品質，降低了經濟價值。因此，為了探索紅心火龍果酒顏色穩定性的影響因素，進而確定其最佳儲存條件，本試驗以自釀紅心火龍果酒為試驗對象，研究溫度、光照、pH值和氮氣對紅心火龍果酒顏色穩定性和口感的影響。以期為深入開發、研究紅心火龍果酒、紅心火龍果飲料和其它果酒奠定基礎和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮紅心火龍果、白砂糖：市售；Pectinex果膠裂解酶（1×104U/mL）：廣州明曜公司；BV818葡萄酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；食用堿：南京甘汁園糖業有限公司；檸檬酸（食品級）：浙江多味化工食品有限公司。

1.2 儀器與設備

ZQZY-VC振蕩培養箱：上海知楚儀器有限公司；UV-1780紫外可見分光光度計：島津儀器有限公司；CR-400色差儀：柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；LH-B55數顯折光儀：陸恒科技生物技術有限公司；RXZ型（多段編程）智能人工氣候箱：寧波江南儀器廠；Five Easy Plus pH計：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；CK-A600真空充氮包裝機：玉環昶坤機械設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 紅心火龍果酒的制備工藝

原料經去皮、破碎、打漿、過濾后，加入純凈水把果汁的濃度調整在可溶性固形物為9°Bx，加入0.012%果膠酶在40℃下酶解20 min，調整果汁初始發酵糖度為23°Bx，85℃殺菌15 min后，添加果汁體積0.04%的活化后的BV818酵母，22℃下靜置發酵7 d，過濾滅菌澄清后即可得到糖度為13.2 g/L，酸度為4.36 g/L，酒精度為8.15%vol的紅心火龍果酒。

1.3.2 溫度對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響

取 25 mL 紅心火龍果酒，分別置于 25、40、55、70、85、100 ℃中水浴加熱，在 1、2、3、4、5 h 時分別取樣，測定A600nm與A537nm處吸光值，計算甜菜紅素的含量并計算其保存率，測其色度，分析溫度對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響。

1.3.3 pH值對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響

取25 mL紅心火龍果酒，分別用檸檬酸和食用堿調節樣品的 pH 值為 3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0，在 24、48、72、96、120 h時分別取樣，測定A600nm與A537nm處吸光值，計算甜菜苷含量并計算其保存率，測其色度，分析pH值對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響。

1.3.4 光照對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響

取25 mL紅心火龍果酒，分別在持續光照、自然散射光、避光條件下貯藏，在 24、48、72、96、120 h 時分別取樣，測定A600nm與A537nm處吸光值，計算甜菜苷含量并計算其保存率，測其色度，分析不同光照條件對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響。

1.3.5 氮氣對火龍果酒顏色穩定性的影響

取25 mL紅心火龍果酒，分別對其進行充入空氣處理與充入氮氣處理，在 24、48、72、96、120 h 時分別取樣，測定A600nm與A537nm處吸光值，計算甜菜苷含量并計算其保存率，測其色度，分析氮氣處理對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響。

1.3.6 色差測定

采用色差儀測定樣品的L*值、a*值、b*值，計算出樣品的ΔE值。以ΔE值描述樣品的顏色變化程度[17]，計算公式（1）如下。

1.3.7 甜菜紅色素含量測定

取0.5 mL火龍果酒，于10 mL比色管，加入蒸餾水定容，搖勻，分別在波長537、600 nm處，以蒸餾水為空白參比，測定其吸光度[18-19]。按下列公式（2）計算甜菜紅色素含量（以甜菜苷計）。

式中：Aw為537 nm處的吸光值減去600 nm處吸光值；DF為稀釋倍數；MF為甜菜苷摩爾質量，550g/mol；ε為標準甜菜苷摩爾消光系數，60 000 L/（mol·cm）；L為比色皿的光路長度，cm。

式中：C為處理后的甜菜紅色素含量，mg/L；C0為處理前的甜菜紅色素含量，mg/L。

1.3.8 感官評分的評定

紅心火龍果酒感官評分標準見表1。

1.4 數據分析

所有試驗重復3次，采用origin9.1軟件進行數據分析及繪圖。

表1 紅心火龍果酒感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of red heart pitaya wine

2 結果與分析

2.1 溫度對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響

溫度對紅心火龍果酒中甜菜紅色素保存率的影響見圖1。

圖1 溫度對甜菜紅色素保存率的影響Fig.1 The effect of temperature on the preservation rate of beet red pigment

天然色素在高溫條件下會發生褪色，具有熱不穩定性[20]，紅心火龍果酒中含有大量的天然色素。由圖1可知，在40℃以下，紅心火龍果酒顏色比較穩定，加熱2 h，甜菜紅色素保存率還在90%以上，甜菜紅色素保存率會隨著時間的延長略微降低，變化不明顯。但是高于55℃，甜菜紅色素穩定性變差，保存率出現明顯下降。100℃加熱2 h時，甜菜紅色素的保存率只有10.84%，色素被嚴重破壞。隨著時間的延長，甜菜紅色素保存率逐漸趨于0。由此說明，紅心火龍果酒中甜菜紅色素熱穩定性差，溫度越高，其降解速率越快，溫度會破壞紅心火龍果酒顏色的穩定性，紅心火龍果酒適合在低溫或室溫保存。

溫度對紅心火龍果酒的色差值影響見圖2。

圖2 溫度對色差的影響Fig.2 The effect of temperature on color difference

由圖2可知，在25℃時，紅心火龍果酒顏色幾乎不改變，色差變化也很小，但是溫度在40℃到55℃，隨著時間的延長，紅心火龍果酒顏色稍有變化，其色差也逐漸增大。85℃與100℃加熱時，隨著時間的增加，顏色變化非常明顯，色差變化也非常大。在100℃加熱1 h與2 h時色差變化稍小，是因為在加熱時，紅心火龍果酒顏色由紫紅色逐漸褪為紅色，再由紅色慢慢褪為淡黃色。色差中L*值、a*值、b*值都有變化，由于紅心火龍果酒褪色的原因，亮度一直在增加，即L*值不斷變大；a*值表示紅綠色調，則是先增加后減小；而b*值表示藍黃色調，增加到一定程度就趨于穩定。此時，L*值在增加，a*值已經開始減小，b*值處于穩定狀態，所以導致在100℃加熱1 h與2 h色差變化稍小。

溫度對紅心火龍果酒的感官評分影響見圖3。

圖3 溫度對感官評分的影響Fig.3 The effect of temperature on sensory score

由圖3可以看出，溫度對紅心火龍果酒的感官品質影響很大。隨著處理溫度的提高，紅心火龍果酒的感官評分一直處于下降的趨勢，果酒的顏色由紫紅色褪成紅色再到淺黃色。在70℃時，紅心火龍果酒出現了輕微熟化的味道。溫度越高，果酒熟化的味道越重，褪色越嚴重，從而造成感官評分降低。此時，就口感而言，果酒已經失去了經濟價值。

綜上所述，紅心火龍果酒的貯藏溫度應保持在25℃以下。

2.2 pH值對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響

pH值對紅心火龍果酒中甜菜紅色素的保存率影響見圖4。

圖4 pH值對甜菜紅色素保存率的影響Fig.4 The effect of pH on the beet red pigment preservation rate

由圖4可知，不同的pH值對紅心火龍果酒中甜菜紅色素的保存率不同。在第120小時，果酒pH值為4時，紅心火龍果酒中甜菜紅色素的保存率最高，為67.49%。而pH值為6時，紅心火龍果酒中甜菜紅色素降解得最快，在第120小時，果酒中的甜菜紅色素保存率僅為46.19%，較pH值為4時，下降21.3%。由此可以得出，紅心火龍果酒中甜菜紅色素在pH值為4的條件下相對于其它pH值而言比較穩定。

pH值對紅心火龍果酒的色差值影響見圖5。

圖5 pH值對色差的影響Fig.5 The effect of pH on color difference

紅心火龍果酒對pH值比較敏感，色調會隨之發生很大的變化。由圖5可知，隨著時間的增加，紅心火龍果酒的色差值逐漸增大，說明果酒的顏色在變化。在第120小時，pH值為4的色差值變化最小。當pH值為6時，在第24小時，果酒的紫紅色已經變為深紅色，在第120小時，變為黑紅色。可能是由于pH值的改變，導致果酒體系中色素改變結構重排[21]，從而改變了果酒的顏色。由此可以看出，紅心火龍果酒體系的pH值不適宜偏中性條件。

pH值對紅心火龍果酒的感官評分影響見圖6。

圖6 pH值對感官評分的影響Fig.6 The effect of pH on sensory score

由圖6可知，隨著時間的增加，紅心火龍果酒的感官評分逐漸降低。一方面是由于紅心火龍果酒顏色的改變，另一方面是由于果酒的口感。pH值為6時，紅心火龍果酒的酒體顏色加深，成為暗紅色，果酒中的堿味過重，對口感造成影響。pH值為3.5時，果酒中由于加入過多的酸而導致酒體不協調，酸味過重。

綜上所述，紅心火龍果酒不適宜在強酸性或者偏中性的條件下貯藏，而適宜在弱酸性的條件下貯藏，較適宜的pH值為4.0。

2.3 光照程度對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響

光照程度對紅心火龍果酒中甜菜紅色素的保存率影響見圖7。

圖7 光照對甜菜紅色素保存率的影響Fig.7 The effect of light on the preservation rate of beet red pigment

由圖7可知，在黑暗避光貯藏和自然散射光條件下，紅心火龍果酒甜菜紅色素的保存率稍有下降，但顏色幾乎沒有變化。但在持續光照的條件下，褪色較為明顯，持續光照120 h時，可以觀察到火龍果酒的顏色由最初的紫紅色已經變成橙紅色，甜菜紅色素保存率僅為27.09%。可能是紅心火龍果酒中含有的物質受到光照時，容易發生光氧化反應，造成結構的變化，不利于果酒顏色的穩定[22]。由此可見，光照是影響紅心火龍果酒甜菜紅色素穩定的重要因素。

光照程度對紅心火龍果酒的色差值影響見圖8。

圖8 光照對色差的影響Fig.8 The effect of illumination on color difference

由圖8可以看出，在持續光照條件下，紅心火龍果酒顏色變化最大，隨著時間的增加，色差值持續上升，其次為在自然散射光條件下。避光貯藏時，紅心火龍果酒色差值變化最小，果酒顏色較為穩定。因此不同光照條件對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響較大，避光貯藏可以緩解紅心火龍果酒的顏色變化。

光照程度對紅心火龍果酒的感官評分影響見圖9。

圖9 光照對感官評分的影響Fig.9 The effect of light on sensory score

由圖9可以看出，在光照條件下，對紅心火龍果酒的感官評分影響顯著。在自然散射光和避光貯藏條件下，果酒的感官評分趨于穩定。隨著光照時間的增加，紅心火龍果酒的紫紅色逐漸褪去，變為橙紅色，酒味也變得越來越淡，果酒的典型性與協調性變得不好，感官評分也逐漸降低。

綜上所述，紅心火龍果酒應在避光條件下貯藏。

2.4 氮氣對紅心火龍果酒顏色穩定性的影響

氮氣對紅心火龍果酒中甜菜紅色素的保存率影響見圖10。

圖10 氮氣對甜菜紅色素保存率的影響Fig.10 The effect of nitrogen on beet red pigment preservation rate

由圖10可知，在紅心火龍果酒中充入氮氣，其果酒中甜菜紅色素的保存率高于未充入氮氣的果酒。在第120小時，未充入氮氣的紅心火龍果酒中甜菜紅色素的保存率為67.57%，而充入氮氣的紅心火龍果酒中甜菜紅素的保存率為74.98%，較前者提高7.41%。可能由于果酒中的甜菜紅色素含有不飽和的雙鍵，在空氣中氧的作用下會發生氧化作用而造成褪色[23]，充入氮氣之后隔絕了氧氣，從而延緩紅心火龍果酒中甜菜紅色素的降解，有利于果酒顏色保存。

氮氣對紅心火龍果酒的色差值影響見圖11。

圖11 氮氣對色差的影響Fig.11 The effect of nitrogen on color difference

由圖11可知，隨著時間的增加，紅心火龍果酒的色差值逐漸增大。其中未充氮氣紅心火龍果酒顏色的變化幅度較大，果酒色差值也一直大于充氮氣的果酒。氮氣是惰性氣體，在果酒中不發生任何反應，反而起到隔絕氧氣的作用，使果酒體系中的某些氧化反應缺少底物，從而阻斷反應。由此可以說明，充入氮氣有利于紅心火龍果酒的顏色的穩定。

氮氣對紅心火龍果酒的感官評分影響見圖12。

圖12 氮氣對感官評分的影響Fig.12 The effect of nitrogen on sensory score

由圖12可知，在第120小時，未充氮氣的紅心火龍果酒感官評分為83，低于充入氮氣的紅心火龍果酒。隨著時間的增加，未充氮氣的紅心火龍果酒中甜菜紅色素含量降低，果酒顏色由紫紅色逐漸褪去，顏色的改變導致紅心火龍果酒的感官評分出現差異，在口感上差異不顯著。

綜上所述，充氮氣有利于紅心火龍果酒顏色的穩定。

3 結論

本研究首次探討了紅心火龍果酒貯藏的影響因素，通過探討溫度、光照、pH值和氮氣等影響因素。研究發現，紅心火龍果酒貯藏的環境溫度越高，果酒褪色越快，同時果酒口感也變差。光照能加速分解火龍果酒中的甜菜紅色素，隨著光照時間的延長，果酒的酒味變淡，酒性變得不協調。在不影響口感的前提下，火龍果酒中甜菜紅色素在pH值為4時較穩定。當pH值調節到3.5或5.5時，都會過酸或過堿，影響果酒的口感。充氮氣可減緩色素降解，接觸空氣會加速色素的降解。由此可見，紅心火龍果酒的貯藏過程中應注意冷藏避光，在適宜的pH值下密封儲存，且可適量填充氮氣。本研究可以為深入開發紅心火龍果酒、紅心火龍果飲料和其它果酒的開發提供理論基礎和技術參考。