曾維麗，張鋒杰，趙永敢

（1.漯河醫(yī)學高等專科學校河南省休閑食品工程技術研究中心，河南 漯河 462002；2.漯河食品職業(yè)學院，河南 漯河 462000）

火龍果（Hylocereus undulatusBritt），又名紅龍果、青龍果、仙蜜果、情人果等，仙人掌科量天尺屬植物，主要分布于我國的廣西、廣東、貴州、福建、云南和四川等地。根據(jù)火龍果果皮和果實的顏色可以將其分為紅皮白心、紅皮紅心和黃皮白心3 類[1-2]。紅心火龍果富含多酚類、花青素、甜菜紅素、膳食纖維、必需氨基酸、維生素等營養(yǎng)成分[3-4]，具有潤腸通便、清熱降火等功效，可以改善大鼠和II 型糖尿病患者的血糖狀況，降低高胰島素血癥和高血糖癥的發(fā)生[5-6]，預防高血壓、高膽固醇、口角炎、貧血等的特殊功效[7-10]。目前火龍果主要以鮮品銷售為主，市場上火龍果加工產品主要有火龍果果汁、果醬、果酒、果醋、果干等[11-13]，產品種類較單一，新的深加工產品亟待研究開發(fā)。

山楂（Crataegus pinnatifida Bge.），又名山里紅，薔薇科山楂屬植物，是一種藥食兩用的水果。山楂富含維生素、有機酸、多酚類、黃酮類、甙類等功能性成分，具有調節(jié)血脂和血壓[14-15]、健脾開胃、消食化滯、抗癌、抗氧化等作用[16-20]。

果凍是一種深受兒童青少年喜愛的休閑食品，然而市場上的果凍大多不含果汁、果肉，而是由果味香精、食品色素、卡拉膠、魔芋粉等輔以人工合成色素和防腐劑制備而成，營養(yǎng)價值和保健功效均較低。本課題以新鮮紅心火龍果和山楂為原料榨取汁液，研制出一種天然果汁含量較高的低糖果凍制品。該產品既營養(yǎng)、健康，又美味可口，同時也為紅心火龍果和山楂的加工探索出一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

紅心火龍果、鮮山楂、白砂糖等均為市售；檸檬酸、卡拉膠、羧甲基纖維素鈉（CMC-Na）、甜菜紅素等均為食品級。

1.1.2 儀器與設備

WYA-2S 阿貝折射儀，上海精密科學儀器有限公司；pHS-2F 型pH 計，上海儀電科學儀器股份有限公司；Hurom 螺旋榨汁機，上海韓惠人愛家電科技有限公司；DF-101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，上海力辰邦西儀器科技有限公司；JY3002 型電子天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；Pakchoice 果凍磨具，義烏香妃家居用品有限公司。

1.2 方法

1.2.1 紅心火龍果汁的制備

1.2.1.1 工藝流程

紅心火龍果→清洗→去皮→切分→榨汁→紅心火龍果汁

1.2.1.2 操作要點

優(yōu)質紅心火龍果清洗表面污漬后，去皮，切成小塊，將果肉與水按照質量比1：5 的比例混合后，榨汁機榨汁，汁液備用。

1.2.2 山楂果汁的制備

1.2.2.1 工藝流程

鮮山楂→挑選→清洗→去梗、去蒂、去核→軟化→冷卻→榨汁→山楂果汁

1.2.2.2 操作要點

選擇優(yōu)質、無傷痕的新鮮山楂，清洗去除表面污漬，去梗、去蒂、去核后，將果肉與水按照質量比1：4的比例置于不銹鋼鍋中，水沸后繼續(xù)煮15 min，冷卻至室溫后榨汁，榨汁過程中將熬制的湯液加入，所得汁液備用。

1.2.3 紅心火龍果山楂復合果凍的制備

1.2.3.1 工藝流程

1.2.3.2 操作要點

①煮膠和調配：按比例向配制好的復合膠粉中添加適量白砂糖，混合后加入去離子水，攪拌均勻，邊加熱邊攪拌，直至沸騰，保持若干分鐘后，得到透明均勻的膠體。待膠體略微冷卻后，按比例加入紅心火龍果汁、山楂果汁、檸檬酸、甜菜紅等進行調配。②均質和脫氣：將復配好的果汁混合液預熱后通過高壓均質機、膠體磨研磨1～2 遍，達到果肉微細，口感細膩的狀態(tài)。然后加熱至90～95 ℃，保持10～15 min，使料液中的氣體完全脫除。③灌裝、殺菌、冷卻：將上述液體趁熱裝入果凍磨具中，封蓋。將封蓋后的果凍迅速投入到熱水中滅菌，滅菌后的果凍迅速冷卻至室溫后置于冰箱冷藏室（4 ℃）保存，備用。

1.2.4 單因素試驗設計

為優(yōu)化紅心火龍果山楂復合果凍配方，以100 g制備果凍的果汁混合液為基準，按比例添加復合純果汁（紅心火龍果汁和山楂汁）、復合膠（CMC-Na和卡拉膠）、白砂糖、檸檬酸、甜菜紅素，不足部分以水補齊。

1.2.4.1 紅心火龍果汁與山楂汁復配質量比的篩選

固定復合純果汁添加量30%，復合膠（CMC-Na和卡拉膠質量比為1：1）添加量0.8%，白砂糖添加量8%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，研究紅心火龍果汁與山楂汁不同復配質量比（2：1、1：1、1：1.5、1：2、1：3）對果凍感官品質、可溶性固形物含量及pH 值的影響，篩選紅心火龍果汁與山楂汁的適宜復配質量比。

1.2.4.2 復合膠添加量的篩選

固定復合純果汁（紅心火龍果汁與山楂汁復配質量比為1：1.5）添加量30%，白砂糖添加量8%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，研究不同復合膠（CMC-Na 與卡拉膠質量比為1:1）添加量（0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%）對果凍感官品質、可溶性固形物含量及pH 值的影響，篩選復合膠適宜添加量。

1.2.4.3 CMC-Na 與卡拉膠復配質量比的篩選

固定復合純果汁（紅心火龍果汁與山楂汁復配質量比為1：1.5）添加量30%，復合膠添加量1.1%，白砂糖添加量8%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，研究CMC-Na 與卡拉膠不同復配質量比（5：1、3：1、1：1、1：3、1：5）對果凍感官品質、可溶性固形物含量及pH 值的影響，篩選CMC-Na 和卡拉膠適宜復配質量比。

1.2.4.4 白砂糖添加量的篩選

固定復合純果汁（紅心火龍果汁與山楂汁復配質量比為1：1.5）添加量30%，復合膠（CMC-Na 與卡拉膠復配質量比為1：5）添加量1.1%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，研究白砂糖不同添加量（4%、6%、8%、10%、12%）對果凍感官品質、可溶性固形物含量及pH 值的影響，篩選白砂糖適宜添加量。

1.2.5 響應面優(yōu)化試驗設計

在單因素試驗結果基礎上，依據(jù)Box-Behnken 中心組合設計原理，以紅心火龍果汁與山楂果汁復配質量比、復合膠添加量、白砂糖添加量為自變量，以紅心火龍果山楂復合果凍感官評分為響應值，設計3 因素3 水平的響應面試驗，對紅心火龍果山楂復合果凍配方進行優(yōu)化，試驗因素和水平見表1。

表1 紅心火龍果山楂果凍響應面因素水平表Table 1 Response surface factors and levels table of red-fleshed pitaya-hawthorn jelly

1.2.6 紅心火龍果山楂復合果凍感官評定

由10 名專業(yè)人士組成感官評定小組，參照GB 19299—2015《食品安全國家標準 果凍》[21]的感官評價要求，分別從果凍的色澤、風味、組織結構和口感4個方面制定產品的的評價指標，具體評分標準見表2。

表2 紅心火龍果山楂復合果凍感官評價標準Table 2 Sensory evaluation standards of red-fleshed pitaya-hawthorn compound jelly

1.2.7 測定項目與方法

1.2.7.1 可溶性固形物含量

使用阿貝折射儀進行測定。

1.2.7.2 pH 值

使用pH 計進行測定。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

采用OriginPro 2018 軟件對單因素試驗結果進行作圖；采用Design Expert 10.0.7 軟件進行數(shù)據(jù)處理和響應面作圖。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 紅心火龍果汁與山楂汁復配質量比的確定

由圖1 可以看出，隨著山楂汁添加比例的增加，果凍的pH 值逐步下降，可溶性固形物含量逐步升高，這說明山楂中的有機酸和果膠對果凍的酸度和可溶性固形物含量影響較大。同時，試驗過程中發(fā)現(xiàn)，紅心火龍果汁添加比例較大時，果凍的紫紅色較重，當紅心火龍果汁與山楂汁添加質量比為1：1.5 時，果凍的紫紅色最為宜人。隨著山楂汁添加比例的增大，果凍的酸度逐步增加，產品風味由甜味明顯、酸味不足向酸甜可口再向酸味突出、甜味不足轉變；同時，隨著山楂汁添加比例的增加，果凍也由一半液體結凍向結凍明顯、結凍良好的方向轉變。當紅心火龍果汁與山楂汁復配質量比為1：1.5 時，制成的果凍酸甜可口、凝膠性狀良好，感官評分最高。綜上，選擇紅心火龍果汁與山楂汁最適復配質量比為1：1.5。

圖1 紅心火龍果汁與山楂汁復配質量比對果凍品質的影響Fig.1 Effects of the mass ratios of red-fleshed pitaya juice and hawthorn juice on jelly qualities

2.1.2 復合膠添加量的確定

由圖2 可以看出，隨著復合膠添加量的增加，果凍可溶性固形物含量逐步升高，pH 值開始稍有降低，隨后逐步升高；感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。pH 值的變化可能是由于CMC-Na 呈中性或弱堿性，故復合膠中CMC-Na 添加量的增加造成了果凍產品pH 值的升高[22]。當復合膠添加量從0.8%增加至1.1%的過程中，果凍由凝膠性能差、析水嚴重轉變?yōu)槟z膠軟、彈性差，至添加量為1.1%時，膠體軟硬適中、彈性好，產品的感官評分最高；當復合膠添加比例增大至1.2%時，果凍凝膠硬度變大，產品品質變差。故選擇復合膠添加量1.1%為最適添加量。

圖2 復合膠添加量對紅心火龍果山楂果凍品質的影響Fig.2 Effects of compound colloid additions on red-fleshed pitaya-hawthorn jelly qualities

2.1.3 CMC-Na 與卡拉膠復配質量比的確定

由圖3 可以看出，在CMC-Na 與卡拉膠組成的復合膠中，隨著卡拉膠添加比例的增大，果凍的pH值逐步變??；CMC-Na 與卡拉膠復配質量比變化對果凍可溶性固形物含量的影響不大；當CMC-Na 與卡拉膠復配質量比從5：1、3：1 到1：1 變化時，果凍凝膠質地均較柔軟，凝固性和彈性均不佳，果凍出膜后的性狀也較差。當CMC-Na 與卡拉膠復配質量比從1：1變化至1：5 時，果凍凝膠質地從柔軟逐步變硬，彈性逐步增大，果凍出膜后的性狀從稀散、無形到凝固和性狀完整。綜上，當CMC-Na 與卡拉膠的復配質量比為1：5 時果凍凝膠性狀好，膠體彈性較佳，產品感官評分較高。

圖3 CMC-Na 和卡拉膠復配質量比對紅心火龍果山楂果凍品質的影響Fig.3 Effects of mass ratios of CMC-Na to carrageenan on red-fleshed pitaya-hawthorn jelly qualities

2.1.4 白砂糖添加量的確定

由圖4 可知，隨著白砂糖添加量的逐步增加，果凍可溶性固形物含量逐步增大，pH 值變化不明顯，感官評分在白砂糖添加量為10%時達到最高。試驗過程中發(fā)現(xiàn)，當白砂糖添加量為4%時，產品酸味突出，果凍凝膠性差；當白砂糖添加量為6%和8%時，產品甜味和酸味均不明顯，果凍凝膠性增強；當白砂糖添加量為10%時，產品酸甜可口，果凍凝膠性和彈性均較好，整體感官評分較高；當白砂糖添加量繼續(xù)增加時，產品甜味過于突出，酸味不足，果凍凝膠硬度增加，感官評分下降。同時，試驗過程中還發(fā)現(xiàn)，隨著白砂糖添加量的增大，果凍的凝膠速度和凝膠強度均逐步增大。故選擇白砂糖添加量10%為最適添加量。

圖4 白砂糖添加量對紅心火龍果山楂果凍品質的影響Fig.4 Effects of sugar additions on red-fleshed pitaya-hawthorn jelly qualities

2.2 響應面試驗結果與分析

2.2.1 響應面試驗設計與方差分析

綜合單因素試驗結果，選取紅心火龍果汁與山楂汁復配質量比（A）、復合膠添加量（B）、白砂糖添加量（C）3個因素為自變量，以紅心火龍果山楂果凍感官評分為響應值，對果凍配方進行響應面優(yōu)化，試驗設計及結果見表3，方差分析見表4。

表3 響應面試驗設計及結果Table 3 Design and results of response surface experiments

表4 回歸模型方差分析Table 4 Variance analysis of regression model

運用Design Expert 10.0.7 軟件對表3 的試驗結果進行二元多項回歸擬合，得到紅心火龍果山楂復合果凍感官評分（Y）對紅心火龍果汁與山楂果汁復配質量比（A）、復合膠添加量（B）和白砂糖添加量（C）的二元多項回歸方程：Y=91-1.5A-1.625B-1.375C-0.75AB-2.25AC-2.5BC-6.75A2-6.5B2-5C2。

由表4 可知，回歸方程的模型極顯著（P＜0.01），失擬項不顯著，R2=0.9772=0.9478，表明該模型對試驗結果擬合程度較好，試驗誤差小，可以對產品的感官評分進行分析和預測；一次項A、B、C 和交互項AC、BC 對產品的感官評分影響顯著（P＜0.05），二次項A2、B2、C2影響均為極顯著（P＜0.01），交互項AB對產品的感官評分影響不顯著。由F 值可知，各因素對產品感官評分影響的大小排序為：B（復合膠添加量）＞A（紅心火龍果汁與山楂果汁復配質量比）＞C（白砂糖添加量）。

2.2.2 響應面分析與最佳配方的確定

利用Design Expert 10.0.7 軟件對回歸模型進行分析，得到各因素交互作用對感官評分影響的響應面三維立體圖（圖5）。由圖5 可知，紅心火龍果山楂復合果凍感官評分在設定的范圍內均有一個最大值。經過響應面優(yōu)化得出紅心火龍果山楂復合果凍的最佳配方為：紅心火龍果汁與山楂果汁復配質量比1：1.46、復合膠添加量1.09%、白砂糖添加量9.82%，預測復合果凍感官評分為91.21 分。為檢驗該試驗優(yōu)化條件的可靠性，采用最優(yōu)條件進行驗證試驗。經3 組平行試驗，測得產品感官評分的平均值為91.16 分，與理論值較接近，說明模型的擬合程度較好，響應面法優(yōu)化紅心火龍果山楂復合果凍配方可行。

圖5 各因素交互作用對紅心火龍果山楂復合果凍感官評分影響的響應面圖Fig.5 Response surface maps showing interaction effects of different factors on sensory scores of red-fleshed pitaya-hawthorn compound jelly

3 結論

根據(jù)單因素試驗結果，利用響應面分析法對紅心火龍果山楂復合果凍的配方進行優(yōu)化。結果表明，紅心火龍果山楂復合果凍的最佳配方為：復合純果汁（紅心火龍果汁與山楂果汁復配質量比為1：1.46）添加量30%，復合膠（CMC-Na 與卡拉膠復配質量比為1：5）添加量1.09%，檸檬酸添加量0.12%，甜菜紅素添加量0.5‰，白砂糖添加量9.82%。該條件下制備的果凍為紫紅色，晶瑩剔透，酸甜可口，具有紅心火龍果和山楂混合的典型風味，富有彈性，營養(yǎng)豐富，感官評分為91.16 分。此配方為紅心火龍果的開發(fā)利用提供了重要的參考價值。