凍干技術在火龍果加工上的應用

◎ 張桂芝，吳小禾，黃裕豪，陳淑賢

（中山火炬職業技術學院，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，火龍果營養豐富，含有花青素、甜菜紅素、多酚、維生素等多種營養成分，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、保健和醫藥為一體的新型保健食品，具有很高的經濟價值，而紅皮紅心火龍果比紅皮白心火龍果營養更豐富[1-3]。

火龍果含有大量的營養性物質，屬于高維生素、低糖類、低脂肪的保健食品，具有極大的開發價值。隨著火龍果種植面積的不斷擴大，新鮮的火龍果出現了滯銷的情況，出現了火龍果豐產不豐收、果賤傷農的情況，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，還污染了環境。火龍果花和莖中含有抗氧化能力的活性物質，是較好的食品、藥品原料[4-5]，因此采用食品高新技術對火龍果高值化利用不僅可解決果農廢棄物處理難題，還能變廢為寶，延長火龍果相關產業鏈，使得火龍果產業健康發展。

1 火龍谷的開發現狀

目前，火龍果的研究多集中在火龍果果肉的開發及利用中，果實大多已被開發成果汁、果酒、果醋、酸奶等多種產品，例如陳永等[6]以甘蔗、龍眼、火龍果、獼猴桃的清汁為原料，開發了一款亞熱帶水果復合發酵飲品，研究者認為，通過定量復配乳酸鏈球菌和植物乳桿菌發酵，可以制得綜合感官品質最為理想的飲品。馬曉偉等[7]采用復配發酵劑，確定了火龍果發酵飲料的最佳配方，得到了寶石紅色、澄清透明、具有火龍果果香及發酵風味明顯的飲料。李升鋒等[8]對火龍果果汁的制作進行了研究，他們在研究中發現火龍果果肉取汁很困難，即使添加果膠酶、纖維素酶等，或者兩者復合使用，效果也很不明顯，筆者在開發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，這給生產火龍果飲品帶來一定的困難。通過研究，李升鋒等發現通過浸提取汁工藝，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品，但是加熱浸提工藝不但會破壞火龍果色素的穩定性，還可能增加生產的成本。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味物質和營養成分也是火龍果深加工中需要關注的難點和重點。

2 冷凍干燥技術的應用優勢

隨著科技進步，冷凍干燥技術在果蔬的加工方面得到了推廣應用[9-11]。真空冷凍干燥技術是將原料經過冷凍處理，溫度達到0 ℃以下，讓果蔬中的水分轉化為冰，然后在真空條件下，將冰晶直接轉化為水蒸氣，以此除去水分達到干燥的目的。凍干產品最大的優點是可以最大限度的保留原料原有的色、香及形狀，并且能很好地保護果蔬中熱敏性的營養物質，不被熱加工所破壞，例如維生素C等不被熱等外界環境破壞，另外，凍干后的產品經過復水處理后，其顏色、風味等沒有顯著變化，此外，通過真空冷凍干燥加工后的果蔬，含水量一般小于5%，產品的重量輕、質量好，密封即可常溫貯藏，因此能大大降低生產及運營成本[12-15]。通過試驗探索發現，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用提供了新的途徑，而且凍干技術中因減少了加熱制備環節，對其顏色的穩定性也有一定的保護作用。

3 冷凍干燥技術在火龍果開發中的應用

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預凍。切分后的原料擺盤，不可鋪太厚，否則不易凍干，擺盤后進行預凍。④升華干燥。將預凍后的制品置于一定溫度及真空度條件下進行升華干燥。⑤包裝。凍干后的產品很容易吸水受潮，所以凍干后，應馬上在干燥的環境中用鋁箔袋真空包裝。

3.2 制作火龍果果凍和復合飲料

（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）、調味、裝罐、殺菌和冷卻，最終制得成品。

（2）火龍果復合飲料。用果肉凍干粉復合其他水果凍干粉，對火龍果復合飲料進行簡便制作，并用火龍果果肉凍干果粒對火龍果茶進行開發應用。通過探索發現，用火龍果肉的凍干粉來進行飲料等的開發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定性，開發出來的產品具有顏色鮮艷、清澈透明、口感風味較好的效果。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，是被大眾經常食用的一種健康食品。火龍果花開放時，直徑可以達25～30 cm，每朵重200 g以上，最重可達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60～72 t[16-18]，因此火龍果花亟待開發。

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，花中熱敏性物質及香氣成分損失較多。因此利用真空冷凍技術制備火龍果花干，對于熱敏性物質、顏色及香氣成分的保持都會有一定的積極作用，通過凍干實驗發現，火龍果花經過凍干后能保持花的自然色澤和香氣。

3.4 開發火龍果色素

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，開發天然食用色素已經成為食品添加劑的發展方向。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、黃酮等營養物質，但只有少量被作為膳食纖維的提取原料，大多被當做廢棄物直接扔掉，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也將有重要的意義。

目前對火龍果中色素的提取已有相關研究[26]。這些研究中大多采用新鮮的果皮和果肉進行提取，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制備帶來原料供應的困難。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行提取，則不但可以延長生產時間，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出積極作用，還具有舒血活絡和解毒功能，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，通常不斷修剪分枝保留1條主莖，由此產生大量的廢棄莖，合理開發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，然后將所得沉淀進行真空冷凍干燥即得多糖粗品。

4 結語

凍干食品是集天然、方便于一身的產品，并且凍干技術加工后的果蔬體積和重量大大降低，便于運輸，凍干后產品的水分含量一般在5%以下，有利于產品的長期保存，另外，凍干產品的營養價值保存完好，凍干后復水性較好，因此具有較好的發展前景。火龍果的果肉、果皮、花及莖，經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、味道及所含的營養成分，而且凍干后的凍干粒或者粉末能方便快捷的應用于產品開發，因此凍干技術在火龍果高值化加工利用中，可以使其產品系列化、功能化、方便化，可作為未來火龍果產業健康發展的方向。