低糖火龍果果脯加工工藝范文

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火龍果是一種低能量、高纖維的水果?；瘕埞址Q紅龍果、仙人果、吉祥果等，為仙人掌科量天尺屬（Hylocereus）和蛇鞭柱屬（Selenicereus）植物，其果實呈橄欖狀，桃紅色的外皮，果肉有白、黃、紅等幾個不同顏色[1]?；瘕埞a西半球赤道附近的中美洲至南美洲熱帶雨林地區，在我國海南、福建、廣東、廣西等地均有種植[2]。火龍果營養價值非常豐富，2009年廣西分析測試研究中心測試火龍果肉莖中含鉀量為51.4mg/100g，而鈉的含量極低，而高鉀低鈉有利于預防高血壓等心血管疾病?；瘕埞锈}磷含量非常豐富，在火龍果肉莖中鈣含量為31.8mg/100g，磷含量為7.98mg/100g，維生素B10.035mg/100g，維生素B20.044mg/100g，維生素C8.5mg/100g[3]。鈣和磷是骨骼和牙齒的重要組成成分，并且鈣能促進體內某些酶的活動，參與神經肌肉的活動等[4]。豐富的維生素C可以使皮膚細嫩、美白及能抑制黑色素形成，維生素B1、維生素B2對機體新陳代謝、激素水平調節以及神經調節功能等方面具有不可或缺的作用[5]。同時，火龍果還是優良的保健食品，火龍果中富含一般蔬果中較少有的植物性白蛋白，這種有活性的白蛋白會自動與人體內的重金屬離子結合，通過排泄系統排出體外，從而起解毒的作用。此外，白蛋白對胃壁還有保護作用。火龍果還含有豐富的水溶性膳食纖維，具有減肥、降血糖、潤腸滑腸以及預防大腸癌等作用；富含的花青素具有抗氧化、抗自由基、抗衰老的作用；火龍果的黑色小種子，含有不飽和脂肪酸及抗氧化物質，有助胃腸蠕動，達到潤腸效果，對便秘有輔助治療的作用等[6]。隨著人們生活水平的提高，出于健康和營養的目的，人們對含糖量高的食品漸漸不感興趣，對果脯的風味和質量也提出了更高的要求，要求低甜度、原果味濃、VC含量高等。進入20世紀90年代以來，國內外都在積極研究低糖果脯，對低糖果脯的加工工藝、保藏、包裝形式等進行較為系統的研究[7]。另外，微波技術的運用大大縮短了果脯制作時間，為低糖果脯的生產開辟了新的途徑。響應面分析法是數學方法和統計方法結合的產物，是利用合理的試驗設計，采用多元二次回歸方程的分析來尋求最優工藝參數，解決多變量問題的一種統計分析方法[8]。響應面法在生物學、工程學、化學工業、環境科學以及食品行業都得到了很好的應用[9]。張倍寧、賴健[10]采用響應面法優化低糖菠蘿心果脯生產工藝參數，楊志偉等[11]采用響應面法優化遠紅外真空干燥芒果果脯等。試驗以火龍果為原料，用單因素法確定對低糖火龍果果脯品質影響較大的因素，再運用響應面法對其加工工藝參數進行優化，旨在為火龍果加工提供試驗依據。

1材料與方法

1.1材料和試劑原輔料：白玉龍火龍果、食鹽、白砂糖，市售；純凈葡萄糖、檸檬酸、氯化鈣、明膠，食品級。試劑：蒽酮、硫酸、氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞、95%乙醇，以上均為分析純；硅膠試驗純。

1.2儀器和設備AL204系列電子天平：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；電子萬用爐：天津市泰斯特儀器有限公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋：常州澳華儀器有限公司；YHG型遠紅外快速恒溫干燥箱：上海躍進醫療器械廠；722型可見分光光度計：上海奧譜勒儀器有限公司；G70F23CN2P-BM1（80）型微波爐：廣東格蘭仕微波爐電器制造有限公司。

1.3試驗方法

1.3.1工藝流程原料→清洗→去皮切片→護色→硬化→漂洗→燙漂→脫癢喉味→微波多次滲糖→干燥→冷卻→包裝

1.3.2操作要點1)原料預處理：挑選70%~80%成熟度，無腐爛、無損傷，中等大小、桃紅色外皮白肉火龍果。2)清洗：用自來水將火龍果表面的泥沙及污物沖洗干凈。3)去皮切片：將火龍果切頭去尾，在火龍果的表皮上豎劃一刀，劃破果皮即可，然后剝去整張皮，將火龍果橫切成一定厚度的薄片。4)護色硬化：將切好的火龍果浸入適量的檸檬酸溶液中護色2h，再用一定濃度的氯化鈣溶液浸泡6h。5)漂洗燙漂：將護色硬化好的火龍果用蒸餾水洗凈，脫去殘留的化合物。在95℃的沸水中熱燙3~5min，馬上放入水中冷至常溫，防止熱燙過度。6)脫癢喉味：0.5%檸檬酸溶液+0.5%食鹽溶液在50℃的恒溫水浴中浸泡20min[12]。7)微波多次滲糖：按m（蔗糖）︰m（葡萄糖）=7︰3的比例，加入0.3%明膠和一定量的水配成糖液，進行微波滲糖（每10min暫停1min）。8)干燥、包裝：將瀝干的果片擺到干燥盤上于干燥箱中68℃干燥16h。包裝材料選用一般的密封袋，封口嚴密不透氣。

1.3.3總含糖量的測定根據參考文獻[13]的方法操作，在620nm處測定吸光度Y，以Y對葡萄糖濃度X做回歸處理，得回歸方程：Y=0.0074X-0.0042（R2=0.9929），表明葡萄糖在10~80μg/mL范圍內呈良好的線性關系。根據葡萄糖標準曲線，通過測定樣液的吸光度即可換算出標準曲線上糖含量，進而可以得出樣品的含糖量，其計算公式為式（1）。樣品的含糖量=P×稀釋倍數×10-4×100%（1）式中：P-從標準曲線查得的糖質量濃度，μg/mL；10-4-將μg/mL換算為%的系數。

1.3.4成品感觀評價標準請12名鑒評員對樣品進行鑒評，并參照表1打分（滿分100分）。按表2進行各個單因素試驗，對干燥后所得的火龍果果脯進行總含糖量的測定及感官評分，確定其最佳工藝范圍。

1.4低糖果脯加工的工藝優化在單因素試驗的基礎上，根據中心組合（Box-Behnken）試驗設計原理，選取檸檬酸濃度X1、微波功率X2、微波滲糖時間X3和糖液濃度X4四個因素，并以火龍果果脯產品的總含糖量（Y）及感官評定（Z）作為響應值，設計四因素三水平共29個試驗點的響應面試驗。試驗因素與水平見表3。

1.5理化性質檢測水分的測定：參照GB5009.3—2010[14]中直接干燥法；總酸度的測定：采用中的直接滴定法[15]。

2結果與分析

2.1低糖果脯加工的單因素研究結果分析

2.1.1護色條件對果脯總含糖量及感官評分的影響檸檬酸的主要作用是護色，當檸檬酸濃度達到0.3%后，果脯半透明且色澤一致，但并不是隨著濃度的增加而效果越好。在這一過程當中，檸檬酸的作用雖然主要是護色，但同時還具備降低甜度，改進風味以及加強保藏性的功能。當檸檬酸濃度過高時會影響果脯的滋味，造成酸甜不協調或者過酸等現象。如圖1所示，當濃度達到0.3%時感官評分出現最大值，可見這一濃度范圍的果脯滋味是最好的，綜合考慮0.3%為最佳檸檬酸濃度。

2.1.2切片厚度對果脯總含糖量及感官評分的影響不同的切片厚度下產品總含糖量和感官評分如圖2所示，隨著果塊厚度的增加，含糖量也隨之增加。當果塊厚度為9mm時，含糖量最高，隨后含糖量迅速下降。這是因為微波對物料有一定的穿透深度，在其穿透深度以內，物料表里同時被加熱。如果物料厚度比微波的穿透深度大很多時，則物料將可能出現加熱不均勻的現象，為了達到所需要的熱量，相應的就會增加一定的時間。則在一定的時間內由于其升溫慢，果塊膨化不充分，形成的微小孔洞相對較少，繼而影響滲糖速度，糖含量也隨之減少，使得果脯酸甜度不協調從而使感官評分也隨之下降。反之，如果物料過薄，將使微波能從內部反射到果品表面，導致能量損失[17]，且在加工過程中果塊會有所損壞而影響感官評定。通過試驗分析，綜合考慮選擇8~10mm為最佳的切片厚度。

2.1.3微波功率對果脯總含糖量及感官評分的影響不同的微波功率下產品總含糖量和感官評分如圖3所示，隨著功率的增加總含糖量明顯增加，但當功率達到210W后總含糖量的增加逐漸趨于平衡，且溫度較高時，破壞了水果結構，大部分果香揮發，同時，大部分維生素C也遭破壞[18]，從而影響果脯口感使感官評分下降。通過試驗分析，綜合考慮選擇210W為最佳的微波功率。

2.1.4微波滲糖時間對果脯總含糖量及感官評分的影響不同的微波滲糖時間下產品總含糖量和感官評分如圖4所示，隨著滲糖時間的延長，果脯總含糖量增加，滲糖處理40min后總含糖量仍然增加，但果塊顏色開始變暗，組織松軟，外觀品質明顯下降，感官評分也呈現出相應的趨勢。其原因可能是處理時間過短果品塌陷，處理時間過長果品褐變嚴重，果肉組織受到嚴重破壞。因此，綜合考慮選擇40~50min為最佳的微波滲糖時間。

2.1.5糖液濃度對果脯總含糖量及感官評分的影響不同的糖液濃度下產品總含糖量和感官評分如圖5所示，隨著糖液濃度的增加總含糖量和感官評分都不斷提高，當濃度達到50%后濃度的增加并沒有使總含糖量和感官評分再提高而是有所下降。其原因可能是糖液濃度過低，糖分不易滲入；濃度過高，則會使果脯內水分迅速析出而降低飽滿度。綜合考慮選擇50%為最佳的滲糖濃度。

2.2低糖果脯加工的工藝優化結果分析

2.2.1Box-Behnken試驗設計及結果以檸檬酸濃度X1、微波功率X2、微波滲糖時間X3和糖液濃度X4四個因素為自變量，以火龍果果脯產品的總含糖量（Y）和感官評定（Z）作為響應值，設計四因素三水平共29個試驗點的響應面試驗，其中24個是析因試驗，5個是中心點試驗。結果見表4。

2.2.2模型的建立及顯著性檢驗利用Design-Expert9.0統計軟件對該試驗數據進行二次多項回歸擬合。回歸方程中各變量對指標（響應值）影響顯著性由Pr＞F值來判定，Pr＞F值愈小，則相應變量的顯著程度愈高。從表5的分析得出，各因素影響大小依次為、X2（微波功率）＞X3（微波滲糖時間）＞X4（糖液濃度）＞X1（檸檬酸濃度）。模型p＜0.0001，說明此模型已達極顯著水平；失擬項p=0.1067＞0.05，說明試驗所得二次回歸方程能很好地對響應值進行預測；因變量與所考察自變量之間的復相關數R2=0.9695說明該模型擬合程度較好，試驗誤差小。模型調整確定系數R2Adj=0.9389，說明該模型能解釋93.89%響應值的變化，擬合程度較好。從表6的分析得出，所選因素對響應值影響強弱次序為、X3（微波滲糖時間）＞X1（檸檬酸濃度）＞X2（微波功率）＞X4（糖液濃度）。模型p＜0.0001，說明此模型已達極顯著水平；失擬項p=0.4480＞0.05，說明試驗所得二次回歸方程能很好地對響應值進行預測；因變量與所考察自變量之間的復相關數R2=0.9403說明該模型擬合程度較好，試驗誤差小。模型調整確定系數R2Adj=0.9207，說明該模型能解釋92.07%響應值的變化，擬合程度較好。

2.2.3響應面分析及優化從圖6和圖7可以看出，各個交互因素的最佳作用點都落在試驗范圍內，經過優化，得到的最佳工藝為：檸檬酸濃度0.33%、微波功率226.34W、微波滲糖時間42.53min、糖液濃度51.92%，在此優化條件下，產品總含糖量的理論預測值為46.88%，感官評分為92.50。考慮實際操作性，將檸檬酸濃度改為0.33%、微波功率210W、微波滲糖時間43min、糖液濃度52%。經過3次重復驗證試驗，在最佳工藝條件下，所得產品總含糖量的平均值為46.11%，感官評分為92，接近理論預測值。因此，采用響應面分析法優化得到的火龍果低糖果脯工藝條件參數準確可靠，具有一定的實用價值。

3結論

試驗在單因素試驗的基礎上，采用Box-Behnken響應面法對低糖火龍果果脯制作工藝進行優化，以總含糖量和感官評定為標準得出優化工藝條件為：檸檬酸濃度0.33%、微波功率210W、微波滲糖時間43min、糖液濃度52%。在此條件下，產品總含糖量為46.88%，感官評分為92.5，所得果脯色澤一致、原果味濃、酸甜可口，且含糖量符合低糖果脯的要求。

作者：李國勝 陳小碗 單位：海南大學食品學院