凍干技術(shù)在火龍果加工上的應(yīng)用

◎ 張桂芝，吳小禾，黃裕豪，陳淑賢

（中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528436）

火龍果又名紅龍果、青龍果等，屬于仙人掌科三角柱屬植物，火龍果營養(yǎng)豐富，含有花青素、甜菜紅素、多酚、維生素等多種營養(yǎng)成分，具有抗氧化、抗糖尿病、防止血管硬化、降血壓等多種生理功能，是集水果、花卉、蔬菜、保健和醫(yī)藥為一體的新型保健食品，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值，而紅皮紅心火龍果比紅皮白心火龍果營養(yǎng)更豐富[1-3]。

火龍果含有大量的營養(yǎng)性物質(zhì)，屬于高維生素、低糖類、低脂肪的保健食品，具有極大的開發(fā)價值。隨著火龍果種植面積的不斷擴(kuò)大，新鮮的火龍果出現(xiàn)了滯銷的情況，出現(xiàn)了火龍果豐產(chǎn)不豐收、果賤傷農(nóng)的情況，另外，火龍果在生長過程中需要不斷修剪分枝及疏花，由此產(chǎn)生大量的花和莖，但是基本都被廢棄，不僅造成了資源浪費，還污染了環(huán)境。火龍果花和莖中含有抗氧化能力的活性物質(zhì)，是較好的食品、藥品原料[4-5]，因此采用食品高新技術(shù)對火龍果高值化利用不僅可解決果農(nóng)廢棄物處理難題，還能變廢為寶，延長火龍果相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，使得火龍果產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

1 火龍谷的開發(fā)現(xiàn)狀

目前，火龍果的研究多集中在火龍果果肉的開發(fā)及利用中，果實大多已被開發(fā)成果汁、果酒、果醋、酸奶等多種產(chǎn)品，例如陳永等[6]以甘蔗、龍眼、火龍果、獼猴桃的清汁為原料，開發(fā)了一款亞熱帶水果復(fù)合發(fā)酵飲品，研究者認(rèn)為，通過定量復(fù)配乳酸鏈球菌和植物乳桿菌發(fā)酵，可以制得綜合感官品質(zhì)最為理想的飲品。馬曉偉等[7]采用復(fù)配發(fā)酵劑，確定了火龍果發(fā)酵飲料的最佳配方，得到了寶石紅色、澄清透明、具有火龍果果香及發(fā)酵風(fēng)味明顯的飲料。李升鋒等[8]對火龍果果汁的制作進(jìn)行了研究，他們在研究中發(fā)現(xiàn)火龍果果肉取汁很困難，即使添加果膠酶、纖維素酶等，或者兩者復(fù)合使用，效果也很不明顯，筆者在開發(fā)火龍果飲品的過程中也遇到了此類問題，火龍果破碎后不論打漿或壓榨都很難出汁，這給生產(chǎn)火龍果飲品帶來一定的困難。通過研究，李升鋒等發(fā)現(xiàn)通過浸提取汁工藝，即往火龍果果漿中加入一倍水，75 ℃浸提1 h再離心、取汁、殺菌，才可以得到口感色澤俱佳的果汁產(chǎn)品，但是加熱浸提工藝不但會破壞火龍果色素的穩(wěn)定性，還可能增加生產(chǎn)的成本。紅肉火龍果中果肉和果皮的花青素及甜菜紅素，易受到加熱溫度和加熱時間的影響，因此加工過程中，最大程度地保持火龍果原料的風(fēng)味物質(zhì)和營養(yǎng)成分也是火龍果深加工中需要關(guān)注的難點和重點。

2 冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

隨著科技進(jìn)步，冷凍干燥技術(shù)在果蔬的加工方面得到了推廣應(yīng)用[9-11]。真空冷凍干燥技術(shù)是將原料經(jīng)過冷凍處理，溫度達(dá)到0 ℃以下，讓果蔬中的水分轉(zhuǎn)化為冰，然后在真空條件下，將冰晶直接轉(zhuǎn)化為水蒸氣，以此除去水分達(dá)到干燥的目的。凍干產(chǎn)品最大的優(yōu)點是可以最大限度的保留原料原有的色、香及形狀，并且能很好地保護(hù)果蔬中熱敏性的營養(yǎng)物質(zhì)，不被熱加工所破壞，例如維生素C等不被熱等外界環(huán)境破壞，另外，凍干后的產(chǎn)品經(jīng)過復(fù)水處理后，其顏色、風(fēng)味等沒有顯著變化，此外，通過真空冷凍干燥加工后的果蔬，含水量一般小于5%，產(chǎn)品的重量輕、質(zhì)量好，密封即可常溫貯藏，因此能大大降低生產(chǎn)及運營成本[12-15]。通過試驗探索發(fā)現(xiàn)，火龍果的凍干粉末極易溶解在水中，顏色鮮艷不宜褪去，這將為飲料的制作或者色素的應(yīng)用提供了新的途徑，而且凍干技術(shù)中因減少了加熱制備環(huán)節(jié)，對其顏色的穩(wěn)定性也有一定的保護(hù)作用。

3 冷凍干燥技術(shù)在火龍果開發(fā)中的應(yīng)用

3.1 制作凍干火龍果果肉和果皮

通過真空冷凍干燥技術(shù)可以得到凍干的火龍果果肉和果皮，包括以下幾個步驟。①原料挑選清洗。挑選健康的火龍果并沖洗干凈。②切分。將火龍果肉或火龍果皮分開并分別切分，果肉切成大約1 cm見方的大小，果皮切成2 cm×2 cm大小的小片。③預(yù)凍。切分后的原料擺盤，不可鋪太厚，否則不易凍干，擺盤后進(jìn)行預(yù)凍。④升華干燥。將預(yù)凍后的制品置于一定溫度及真空度條件下進(jìn)行升華干燥。⑤包裝。凍干后的產(chǎn)品很容易吸水受潮，所以凍干后，應(yīng)馬上在干燥的環(huán)境中用鋁箔袋真空包裝。

3.2 制作火龍果果凍和復(fù)合飲料

（1）可吸的火龍果凍。將火龍果凍干粉碎成果粉，對可吸的火龍果果凍的制作流程進(jìn)行探索。基本過程包括溶解、過濾去籽、與其他配料混合（蔗糖、食用膠等）、調(diào)味、裝罐、殺菌和冷卻，最終制得成品。

（2）火龍果復(fù)合飲料。用果肉凍干粉復(fù)合其他水果凍干粉，對火龍果復(fù)合飲料進(jìn)行簡便制作，并用火龍果果肉凍干果粒對火龍果茶進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用。通過探索發(fā)現(xiàn)，用火龍果肉的凍干粉來進(jìn)行飲料等的開發(fā)既解決了火龍果取汁困難的問題，又能避免加熱浸提取汁處理的弊端，保證了飲料色澤的穩(wěn)定性，開發(fā)出來的產(chǎn)品具有顏色鮮艷、清澈透明、口感風(fēng)味較好的效果。另外，火龍果的果皮比果肉更易凍干，凍干后果皮的顏色呈粉紅色，容易粉碎，經(jīng)粉碎后的果皮凍干粉還可以作為一種膳食纖維的良好補充，添加到面條糕點等食品中。

3.3 制備火龍果花干

除了火龍果果皮可以凍干應(yīng)用到食品中以外，火龍果的花也是一種良好的食品原料。火龍果花又名霸王花、劍花等，火龍果花富含氨基酸、維生素、微量元素、水溶性膳食纖維以及花青素、黃酮類等抗氧化成分，火龍果的花可生食，口感清脆爽滑，也可以熟食或煲湯。火龍果的花集花卉、蔬菜、保健于一身，是被大眾經(jīng)常食用的一種健康食品。火龍果花開放時，直徑可以達(dá)25～30 cm，每朵重200 g以上，最重可達(dá)500 g，火龍果的花期較長，但是火龍果開花時間很短，從開花到凋謝只有一個晚上，粗略估計，每公頃疏掉的火龍果花可達(dá)60～72 t[16-18]，因此火龍果花亟待開發(fā)。

目前，研究者多采用熱處理法將新鮮的火龍果花加工成火龍果干花[19-20]，但是烘干溫度一般較高（70 ℃），烘干時間長，制成的干花色澤偏黃褐色，并且由于烘干的溫度較高，花中熱敏性物質(zhì)及香氣成分損失較多。因此利用真空冷凍技術(shù)制備火龍果花干，對于熱敏性物質(zhì)、顏色及香氣成分的保持都會有一定的積極作用，通過凍干實驗發(fā)現(xiàn)，火龍果花經(jīng)過凍干后能保持花的自然色澤和香氣。

3.4 開發(fā)火龍果色素

隨著人們對食品天然健康的追求，天然色素的市場需求量一直保持在10%以上的增長率，天然色素的銷售額也占到食用著色劑的60%以上[21]。因此，開發(fā)天然食用色素已經(jīng)成為食品添加劑的發(fā)展方向。火龍果色素是一種天然的植物源著色劑，有著廣闊的應(yīng)用范圍[22]。紅心火龍果的果肉和果皮中均含有豐富的甜菜紅素，不但安全無毒，而且具有抗氧化、抗腫瘤等作用[23-24]，火龍果果皮是火龍果加工過程中的主要副產(chǎn)物，占整個火龍果的25%左右，果皮顏色鮮艷，含有大量的天然色素、黃酮等營養(yǎng)物質(zhì)，但只有少量被作為膳食纖維的提取原料，大多被當(dāng)做廢棄物直接扔掉，不但造成了資源的浪費，也造成了一定程度的環(huán)境污染[23,25]。因此，從果皮及紅心火龍果中提取天然紅色素，對火龍果的綜合利用的實現(xiàn)也將有重要的意義。

目前對火龍果中色素的提取已有相關(guān)研究[26]。這些研究中大多采用新鮮的果皮和果肉進(jìn)行提取，但由于新鮮的原料不耐貯藏，保存期很短，會給火龍果色素的生產(chǎn)制備帶來原料供應(yīng)的困難。另外，有些研究所用的提取劑多為丙酮等有機溶劑，不但成本高，也存在一定的食品安全隱患。如果用紅心火龍果的果肉及果皮的凍干粉末進(jìn)行提取，則不但可以延長生產(chǎn)時間，也可以簡化提取工藝。

3.5 提取莖中粗多糖

火龍果植株的莖徑可達(dá)12～18 cm，火龍果的莖呈深綠色，莖蔓呈三角柱形，火龍果莖中的鉀、鎂、鈣3種元素含量很高，每千克鮮莖含20.2 mg、鎂7.6 mg、鈣2.6 mg，火龍果莖的提取物中還含有蒲公英甾醇、菜籽甾醇、β-谷甾醇、麥角甾醇和豆甾醇等多種植物甾醇[27-28]。此外，火龍果莖中的植物多糖含量也比較高。植物多糖具有降血糖、抗氧化等功能。較新研究結(jié)果顯示，火龍果莖的汁液對腫瘤的生長、病毒及免疫反映抑止等病癥表現(xiàn)出積極作用，還具有舒血活絡(luò)和解毒功能，外用可治骨折、腮腺炎、瘡腫等[29-30]。在火龍果種植過程中，為提高大果率和果實品質(zhì)，通常不斷修剪分枝保留1條主莖，由此產(chǎn)生大量的廢棄莖，合理開發(fā)利用火龍果的莖不僅可降低其處理成本，還可提高其附加值。

對火龍果莖中粗多糖的提取進(jìn)行探索，制備流程如下：火龍果莖去刺、洗凈并切小塊→加水→提取→冷卻至室溫→離心→濃縮→醇沉→離心→洗滌→真空冷凍干燥→粗多糖。具體的操作步驟如①新鮮火龍果莖洗凈、去刺，切成1～2 cm的小塊。②按1∶5的料液比加入去離子水，放入打漿機中打碎成糊狀。③置于90 ℃的恒溫水浴鍋中熱水浸提4 h，期間不斷攪拌。④浸提完成后冷卻至室溫，4 500 r·min-1離心15 min取上清液，濃縮至原體積的1/4。⑤用95%乙醇按上清液∶乙醇為1∶4的料液比進(jìn)行醇沉（放置冰水），然后離心收集沉淀。⑥用無水乙醇、丙酮、乙醚依次洗滌沉淀至溶劑無色，然后將所得沉淀進(jìn)行真空冷凍干燥即得多糖粗品。

4 結(jié)語

凍干食品是集天然、方便于一身的產(chǎn)品，并且凍干技術(shù)加工后的果蔬體積和重量大大降低，便于運輸，凍干后產(chǎn)品的水分含量一般在5%以下，有利于產(chǎn)品的長期保存，另外，凍干產(chǎn)品的營養(yǎng)價值保存完好，凍干后復(fù)水性較好，因此具有較好的發(fā)展前景。火龍果的果肉、果皮、花及莖，經(jīng)過真空冷凍干燥處理后，不但能有效地保留新鮮火龍果的顏色、味道及所含的營養(yǎng)成分，而且凍干后的凍干粒或者粉末能方便快捷的應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)，因此凍干技術(shù)在火龍果高值化加工利用中，可以使其產(chǎn)品系列化、功能化、方便化，可作為未來火龍果產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的方向。