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摘要：为生产高质量的火龙果果汁饮料，以火龙果果汁为原料，在4种常用稳定剂的单因素试验的基础上进行二元复配试验，再采用响应面设计方法进行复配稳定剂的配比优化。结果表明，添加0.05 g/L黄原胶、0.01 g/L CMC-Na、0.04 g/L魔芋胶和0.04 g/L果胶时，火龙果果汁饮料的稳定性及口感最佳，自然条件下存放216 h后仍无沉淀产生。
关键词：火龙果；饮料；复合稳定剂
中图分类号： TS275.5 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）07-0268-03
收稿日期：2013-07-31
基金项目：贵州省农业科技攻关项目[编号：黔科合NY字（2009）3047]。
作者简介：周俊良（1980—），男，浙江温州人，硕士，助理研究员，主要从事农产品贮藏与加工研究。E-mail：[email protected]。火龙果有很高的经济价值，集水果、花卉、蔬菜、保健、医药为一体，被誉为“果中之王”“仙人果”“吉祥果”。火龙果营养丰富，富含糖、有机酸、膳食纤维及多种矿物质营养元素，特别是钾、钙、镁、磷含量丰富，籽和果仁中含丰富的不饱和脂肪酸[1-3]。火龙果中植物性白蛋白具有解重金属中毒的功效，对胃壁有保护作用；花青素具有抗氧化、抗自由基、抗衰老作用，還能提高对脑细胞变性的预防，抑制痴呆症的发生[4]；水溶性膳食纤维具有减肥、降低血糖、润肠、预防大肠癌、降低雌激素水平以及解毒作用等功效[5]；总酚和维生素C含量高，总酚和维生素C均形成其抗氧化特性[6]；不饱和脂肪酸降低血胆固醇、三酰甘油和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的作用与多不饱和脂肪酸（PUFA）相近[7]，对人体健康有良好的作用。
火龙果果汁饮料是经去皮的火龙果打浆而成的，含有大量的果肉，保留了果汁、果肉中的全部营养成分，因而具有原果肉浓厚风味、原果色泽，营养成分保留完整；但常出现大量的果肉絮凝沉淀，有口感黏稠、流动性差、香气淡或释放缓慢、果肉质感不明显、口感不细腻爽滑等问题，从而影响果汁饮料的质量。笔者所在课题组前期对火龙果饮料的稳定性作了初步探索，本试验在课题组单一稳定剂研究的基础上，主要对黄原胶、CMC-Na、魔芋胶、果胶的复配进行优化，旨在得到能较好保持火龙果果汁饮料稳定性的复合稳定剂工艺配方，为火龙果果汁饮料的加工提供理论依据和工艺参数。
1材料与方法
1.1材料与仪器
1.1.1材料与试剂火龙果由贵州省罗甸县果树研究所火龙果种植基地提供；蔗糖、黄原胶、CMC-Na、魔芋胶和果胶等均为食品级。
1.1.2主要仪器设备数显恒温水浴锅（上海梅香仪器有限公司）；GL-3250C磁力搅拌器（江苏省海门市其林贝尔仪器制造有限公司）；BP401B型榨汁机（美的集团有限公司）。
1.2方法
1.2.1工艺流程火龙果→原料挑选→冻藏→解冻→去皮→破碎榨汁→调整浓度→调配→均质→灌装→脱气→封口→灭菌→成品。
1.2.2操作要点火龙果原料的选择：选择成熟度佳的火龙果，介于采摘成熟度与质量成熟度之间，要求采摘下来的火龙果具有该品种典型的色、香、味及营养成分特征。
原料预处理：新鲜火龙果采收后及时挑选，去除杂质、烂果、病虫害果，进行冻藏处理，需要用时取出解冻。
2.2.2响应面和等高线分析
因素水平的优化过程就是通过响应面图（3D图）和对应的等高线图进一步将自变量对响应值的影响效应进行分析与评价。3D图将任意2个自变量对响应值的影响直观地反映在球面上，响应值的最大值位于球面的最高点，与3D图对应的为等高线图。等高线形状呈圆形，表明2个自变量间的交互效应较弱；等高线的形状呈椭圆形，表明2个自变量间有显著的交互作用。固定2个因素水平，考察其余2个因素对稳定性效果的影响，只有魔芋胶与果胶有明显的交互作用。
由图1中3D图可以看出，随着魔芋胶浓度和果胶浓度升高，火龙果饮料的稳定性效果越来好，魔芋胶和果胶的等高线呈椭圆形，说明魔芋胶和果胶之间存在明显的交互作用。而函数中果胶和魔芋胶的回归系数结果表明魔芋胶对火龙果饮料稳定性的影响大于果胶；果胶和魔芋胶的交互项的回归系数很大，说明果胶和魔芋胶之间交互作用明显。
2.3验证试验
为检验响应曲面法所得到的结果的可靠性，采用上述的优化条件进行稳定性沉降比的试验。平均测定3次，沉降比均值为0.996，与预测值相差0.004%，试验结果表明，试验值与理论值相差较小，饮料稳定性较好。因此，基于响应面曲面法所得的优化稳定剂添加量参数配比较可靠。
3结论
根据预试验的结果，确定各种稳定剂的使用范围，再用Box-Behnken响应面试验方法对火龙果饮料稳定剂的配比进行优化，确定复合稳定剂的最佳配比。结果表明，各稳定剂与沉降比之间建立的数学模型拟合度高，试验误差小，复合稳定剂的最佳配比是黄原胶添加量0.05 g/L、CMC-Na添加量0.01 g/L、魔芋胶添加量0.04 g/L和果胶添加量0.04 g/L，沉降比预测值是1.00，3次重复验证试验测量均值为0.996，与预测值相差0.004，说明该试验方法可靠，结果可信。
参考文献：
[1]蔡永强，向青云，陈家龙，等. 火龙果的营养成分分析[J]. 经济林研究，2008，26（4）：53-56.
[2]王秋玲，莫建光，谢一兴. 响应面法优化超临界CO2萃取火龙果籽油工艺[J]. 食品科学，2012，33（10）：92-97.
[3]Rui H M，Zhang L Y，Li Z W，et al. Extraction and characteristics of seed kernel oil from white pitaya[J]. Journal of Food Engineering，2009，93（4）：482-486.
[4]王晓波，钟婵君，刘冬英，等. 火龙果皮总黄酮对油脂抗氧化作用的研究[J]. 食品研究与开发，2012，33（3）：19-23.
[5]余慧琳，王爱武. 火龙果保健价值及离体快繁关键技术[J]. 广东农业科学，2009（8）：102-104.
[6]Beltrán-Orozco M C，Oliva-Coba T G，Gallardo-Velázquez T，et al. Ascorbic acid，phenolic content，and antioxidant capacity of red，cherry，yellow and white types of pitaya cactus fruit[J]. Agrociencia，2009，43（2）：153-162.
[7]徐慧，王秋玲，韦刚，等. 火龙果的保健功效及其研究进展[J]. 广西科学院学报，2010，26（3）：383-385.
关键词：火龙果；饮料；复合稳定剂
中图分类号： TS275.5 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）07-0268-03
收稿日期：2013-07-31
基金项目：贵州省农业科技攻关项目[编号：黔科合NY字（2009）3047]。
作者简介：周俊良（1980—），男，浙江温州人，硕士，助理研究员，主要从事农产品贮藏与加工研究。E-mail：[email protected]。火龙果有很高的经济价值，集水果、花卉、蔬菜、保健、医药为一体，被誉为“果中之王”“仙人果”“吉祥果”。火龙果营养丰富，富含糖、有机酸、膳食纤维及多种矿物质营养元素，特别是钾、钙、镁、磷含量丰富，籽和果仁中含丰富的不饱和脂肪酸[1-3]。火龙果中植物性白蛋白具有解重金属中毒的功效，对胃壁有保护作用；花青素具有抗氧化、抗自由基、抗衰老作用，還能提高对脑细胞变性的预防，抑制痴呆症的发生[4]；水溶性膳食纤维具有减肥、降低血糖、润肠、预防大肠癌、降低雌激素水平以及解毒作用等功效[5]；总酚和维生素C含量高，总酚和维生素C均形成其抗氧化特性[6]；不饱和脂肪酸降低血胆固醇、三酰甘油和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的作用与多不饱和脂肪酸（PUFA）相近[7]，对人体健康有良好的作用。
火龙果果汁饮料是经去皮的火龙果打浆而成的，含有大量的果肉，保留了果汁、果肉中的全部营养成分，因而具有原果肉浓厚风味、原果色泽，营养成分保留完整；但常出现大量的果肉絮凝沉淀，有口感黏稠、流动性差、香气淡或释放缓慢、果肉质感不明显、口感不细腻爽滑等问题，从而影响果汁饮料的质量。笔者所在课题组前期对火龙果饮料的稳定性作了初步探索，本试验在课题组单一稳定剂研究的基础上，主要对黄原胶、CMC-Na、魔芋胶、果胶的复配进行优化，旨在得到能较好保持火龙果果汁饮料稳定性的复合稳定剂工艺配方，为火龙果果汁饮料的加工提供理论依据和工艺参数。
1材料与方法
1.1材料与仪器
1.1.1材料与试剂火龙果由贵州省罗甸县果树研究所火龙果种植基地提供；蔗糖、黄原胶、CMC-Na、魔芋胶和果胶等均为食品级。
1.1.2主要仪器设备数显恒温水浴锅（上海梅香仪器有限公司）；GL-3250C磁力搅拌器（江苏省海门市其林贝尔仪器制造有限公司）；BP401B型榨汁机（美的集团有限公司）。
1.2方法
1.2.1工艺流程火龙果→原料挑选→冻藏→解冻→去皮→破碎榨汁→调整浓度→调配→均质→灌装→脱气→封口→灭菌→成品。
1.2.2操作要点火龙果原料的选择：选择成熟度佳的火龙果，介于采摘成熟度与质量成熟度之间，要求采摘下来的火龙果具有该品种典型的色、香、味及营养成分特征。
原料预处理：新鲜火龙果采收后及时挑选，去除杂质、烂果、病虫害果，进行冻藏处理，需要用时取出解冻。
2.2.2响应面和等高线分析
因素水平的优化过程就是通过响应面图（3D图）和对应的等高线图进一步将自变量对响应值的影响效应进行分析与评价。3D图将任意2个自变量对响应值的影响直观地反映在球面上，响应值的最大值位于球面的最高点，与3D图对应的为等高线图。等高线形状呈圆形，表明2个自变量间的交互效应较弱；等高线的形状呈椭圆形，表明2个自变量间有显著的交互作用。固定2个因素水平，考察其余2个因素对稳定性效果的影响，只有魔芋胶与果胶有明显的交互作用。
由图1中3D图可以看出，随着魔芋胶浓度和果胶浓度升高，火龙果饮料的稳定性效果越来好，魔芋胶和果胶的等高线呈椭圆形，说明魔芋胶和果胶之间存在明显的交互作用。而函数中果胶和魔芋胶的回归系数结果表明魔芋胶对火龙果饮料稳定性的影响大于果胶；果胶和魔芋胶的交互项的回归系数很大，说明果胶和魔芋胶之间交互作用明显。
2.3验证试验
为检验响应曲面法所得到的结果的可靠性，采用上述的优化条件进行稳定性沉降比的试验。平均测定3次，沉降比均值为0.996，与预测值相差0.004%，试验结果表明，试验值与理论值相差较小，饮料稳定性较好。因此，基于响应面曲面法所得的优化稳定剂添加量参数配比较可靠。
3结论
根据预试验的结果，确定各种稳定剂的使用范围，再用Box-Behnken响应面试验方法对火龙果饮料稳定剂的配比进行优化，确定复合稳定剂的最佳配比。结果表明，各稳定剂与沉降比之间建立的数学模型拟合度高，试验误差小，复合稳定剂的最佳配比是黄原胶添加量0.05 g/L、CMC-Na添加量0.01 g/L、魔芋胶添加量0.04 g/L和果胶添加量0.04 g/L，沉降比预测值是1.00，3次重复验证试验测量均值为0.996，与预测值相差0.004，说明该试验方法可靠，结果可信。
参考文献：
[1]蔡永强，向青云，陈家龙，等. 火龙果的营养成分分析[J]. 经济林研究，2008，26（4）：53-56.
[2]王秋玲，莫建光，谢一兴. 响应面法优化超临界CO2萃取火龙果籽油工艺[J]. 食品科学，2012，33（10）：92-97.
[3]Rui H M，Zhang L Y，Li Z W，et al. Extraction and characteristics of seed kernel oil from white pitaya[J]. Journal of Food Engineering，2009，93（4）：482-486.
[4]王晓波，钟婵君，刘冬英，等. 火龙果皮总黄酮对油脂抗氧化作用的研究[J]. 食品研究与开发，2012，33（3）：19-23.
[5]余慧琳，王爱武. 火龙果保健价值及离体快繁关键技术[J]. 广东农业科学，2009（8）：102-104.
[6]Beltrán-Orozco M C，Oliva-Coba T G，Gallardo-Velázquez T，et al. Ascorbic acid，phenolic content，and antioxidant capacity of red，cherry，yellow and white types of pitaya cactus fruit[J]. Agrociencia，2009，43（2）：153-162.
[7]徐慧，王秋玲，韦刚，等. 火龙果的保健功效及其研究进展[J]. 广西科学院学报，2010，26（3）：383-385.