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火龙果的营养价值及其深加工产品的研究进展

陆慧玲 李晓红 李焕英 萧慧欣
  
大通媒体号
2024年67期
1.广东酒店管理职业技术学院 广东 东莞 523960 2.广东新安职业技术学院, 广东 深圳 518052

[摘 要]火龙果为热带、亚热带水果,含有丰富的花青素、黄酮类物质、植物白蛋白、碳水化合物、蛋白质、矿物质、维生素等营养物质及特殊的保健作用,该文以国内外用火龙果为原料的食品深加工为依托,对火龙果的深加工产品研究现状进行了阐述,为我国火龙果深加工的开发提供参考,用食品加工技术为火龙果产地的乡村振兴提供助力。

[关键词]火龙果    深加工   开发利用

科研课题:2023年广东省普通高校特色创新类项目“粤港澳大湾区背景下火龙果深加工技术的研究与开发助力农业现代化发展”(项目编号:2023KTSCX417)

火龙果(Pitaya)又称红龙果、仙蜜果,是仙人掌科( Cactaceae) 量天尺属( Hylocereus

undatus) 和蛇鞭柱属(Seleniereus mejalantous) 植物,原产于中美洲,后传入越南、泰国等东南亚国家和我国的台湾、海南省、广西、广东省、福建省、云南省等省。火龙果为热带、亚热带水果,因其具有漂亮的外形,清爽的口感,深受人们的追捧。现因其含有丰富的花青素、黄酮类物质、植物白蛋白、碳水化合物、蛋白质、矿物质、维生素等营养物质及特殊的保健作用,越来越受研究人员的青睐。作为高营养保健食品,开发火龙果的深加工产品,具有广阔的应用前景。

1 火龙果的营养成分

1.1 膳食纤维

新鲜的火龙果果皮及其果实中总膳食纤维的含量大约为 2.33%,其中富含的水溶性膳食纤维大约占总的膳食纤维含量69%,红肉火龙果的平均膳食纤维含量为 3.3%,白肉火龙果的平均膳食纤维仅为 1.1%。苹果、橙子、桃子的富含膳食纤维含量均明显低于红肉火龙果的膳食纤维含量,苹果的膳食纤维含量为 1.2%,桃子的膳食纤维含量为1.3%,橙子的膳食纤维含量为 0.6%。

1.2蛋白质

蛋白质是食物中重要的组成成分之一,而机体内所有重要的组成部分都需要各种蛋白质的共同参与。在热带地区和亚热带地区的水果中,火龙果中蛋白质的总含量约为芒果所含蛋白质含量的2倍、荔枝中所含蛋白质的1.5 倍、菠萝中所含蛋白质的 3 倍,且新鲜红肉火龙果的蛋白质含量比新鲜白肉火龙果的含量高21%。

1.3花青素及甜菜红素

火龙果的果皮和果肉含有丰富的花青素, 其含量大约为 26.78%。花青素是一种同时兼具天然药效和营养的物质,具有很强的抗氧化作用能力,相比于胡萝卜素其抗氧化作用的能力是它的10倍以上,且在人体内部血液中花青素能够保持较长的活性,这种状态的保存时间可以长达 70 ~ 75 h。 肖默艳等对红肉火龙果中的甜菜红素、黄酮及总酚进行分 析得出甜菜红素与总抗氧化、清除 DPPH·、ABTS+ ·及 NO- 2·的能力呈正相关。

1.4 脂肪酸

火龙果的果种仁含有丰富的脂肪酸, 其中不饱和脂肪酸含量居多,而红肉火龙果中所含的主要脂肪酸种类分别是亚油酸、油酸和中性棕榈酸,其中亚油酸含量最高,其次是三亚油酸。含量最高的亚油酸,它是人体中的一种必需脂肪酸,人体自身不能合成,只能从日常生活中的食物中摄取,它在人体内可以被转化合成前列腺素的前体γ-亚麻酸、双同型-γ-亚麻酸和花生四烯酸。

1.5维生素

维生素是人体细胞内发生特异性代谢反应和维持机体正常代谢功能所必需的一种化合物。红肉火龙果中含有很多维生素,如维生素 A、维生素 B、维生素 C、维生素 E 等,其中维生素 C 的含量最高,其维生素 C 的含量水平与红枣、桃、香蕉的含量水平相近,是苹果、橙子的维生素C含量的20倍。而火龙果的不同生长部位的维生素含量水平是有差异的,其中以火龙果的果茎中维生素C的含量最高,约为 2.33 mg /kg; 而火龙果中果肉维生素 C 的含量与火龙果果茎的维生素C含量相比低了1.808 mg/kg 。

1.6维生素

矿物质是人体正常生活不可或缺的物质,在体内几乎不能完全合成,必须从均衡膳食和正常饮水中摄取。火龙果含有大量提供人体发育所需的磷、钾、钙、镁、锌、铁、硒等微量元素,其中所含钾、钙、镁的元素含量相比其他几种微量元素中的数量较多。但白肉品种的火龙果和红肉品种的火龙果的一些矿物质平均含量存在一定的区别。有研究结果表明,红肉品种火龙果果肉中钾的平均含量显著高于其他白肉品种火龙果果肉中钾的平均含量,但磷、钙、镁、锌、硒含量差异不显著。

2国内外火龙果深加工研究进展和现状

2.1研究进展

火龙果富含各类营养素,活性物质的各项功能特性使其在保健食品和药品领域具有极大的开发价值。以火龙果为主要原料进行深加工,可以进一步提高其产品附加值,对于促进社会经济发展有益,为乡村振兴助力。当前国对于火龙果深加工的研究主要集中火龙果果酱、面包或饮品等方面,如研究火龙果发酵果汁饮品、火龙果复合乳饮品、火龙果果蔬复合饮品、火龙果发酵果醋果酒饮品、火龙果茶饮品、火龙果悬浮饮品等饮品加工领域,而大多数对火龙果的研究及利用均处于初步阶段,产业化程度不高上市企业更是没有。而利用粤港澳大湾区地域火龙果特色食材结合湾区有文化代表性面点、菜品及休闲食品的火龙果精深加工及其产业化,目前属于空白。

2.2 火龙果在食品工业中的研究及应用

2.2.1 火龙果果粉的加工

火龙果属于浆果类水果,不易储存,在运输过程中易失水软化,造成品质下降,甚至腐烂变质。因此,为延长其货架期,人们致力于开发浆果深加工产品。喷雾干燥 (spray drying,SD) 和冷冻干燥(freeze-drying,FD) 是浆果产品常用的加工处理方式。SD 法干燥速率快,可以连续操作,但塔内温度较在干燥时间长、能耗大的缺点,这是限制 FD 应用于浆果加工领域亟待解决的难题。而王维[1]等对红肉火龙果粉的发泡微波冷冻干燥工艺进行了研究,采用冷冻干燥和喷雾干燥两种方法制备了火龙果粉末。以残余湿含量、 色泽和典型生物活性成分甜菜红素、芦丁和总酚保留率为指标对产品质量进行了评价。用质量比为3%(w/w) 的分离乳清蛋白和2.5%(w/w) 的果胶为添加剂制备了未发泡和发泡 2 种样品,进行了传统和微波冷冻干燥试验。用碳化硅底盘,在 30 °C、20 Pa 和 1 W下,发泡样品微波冷冻干燥时间比未发泡和发泡样品传统无微波冷冻干燥分别缩短了65.62% 和 43.59%,且冷冻干燥产品的甜菜红素、芦丁和总酚保留率分别在 72%、84% 和 75% 以上,而分别以5.5%(w/w) 的分离乳清蛋白15.6 %(w/w) 的麦芽糊精为添加剂,进行了喷雾干燥试验所得产品的保留率显著降低。用碳化硅底盘的冷冻干燥方法能够大幅缩短干燥时间、提高产品质量,为浆果类粉末产品的制备提供工业解决方案。

2.2.2 火龙果在烘培类食品中的应用

近年来烘培类食品越来越受消费者青睐,如低油低糖的欧式面包、口感软糯的日式面包等,这些种类面包发酵方式各有不同,其营养风味也千差万别。而火龙果在烘培中的产业化加工应用报道较少。韦金娜,龙琳[2]等开展了不同发酵工艺对火龙果富硒面包品质的影响研究,分别采用直接发酵法、普通中种法、汤种法三种发酵工艺,以水分含量、硒含量和感官评分三个指标对火龙果富硒面包进行评价,得出汤种法优于其他 2 种发酵方法,且制得火龙果富硒面包组织松软有弹性,具有麦香味和奶香味,硒含量达到 0.132 mg/kg。孔欣欣,段秋虹[3]: 以火龙果肉和果皮为着色剂和风味原料,通过单因素试验及正交试验研制火龙果风味马卡龙配方: 制作蛋白霜时,果皮浆与复合糖粉最佳质量混合比为3∶ 7、糖浆最佳温度116 ℃、糖浆最佳添加量为50 g。而火龙果夹心马卡龙饼干的夹心最佳配方为全蛋液 100 g、火龙果酱 100 g、黄油70 g。饼坯最佳配方为扁桃仁粉 50 g、蛋白霜 80 g、 复合糖粉 60g[2]。火龙果在其他烘培产品中的研究较少,相关火龙果烘培产品产业化程度不高,均处于实验室阶段。

2.2.3 火龙果色素的提取及其应用

火龙果果皮富含甜菜苷类色素,该色素在 1960年被允许用于食品着色。它具有抗氧化、抗辐射和消炎的作用[4] 。果皮中红色素以甜菜苷、花青素为主,其色素组成稳定,色域广且具有水溶性[5-6] ,是优良的植物染色剂,也是天然红色素的重要来源[6] 。严汉彬,骆玮诗等[16]考查了浸提法与超声辅助法提取火龙果皮花青素的最佳提取工艺,并对此花青素溶液进行温度、pH 值、常用食品添加剂 (如蔗糖、食盐、光照与金属离子溶液) 对火龙果花青素原液稳定性影响的研究,得到花青素溶液应在低温且弱酸的条件下保存,用适量蔗糖、食盐对其有一定的护色作用 (添加蔗糖质量浓度 0.04~0.08 g/mL,NaCl 质量浓度 0.03 g/mL),金属离子 K+ 、Mg2+、Zn2+ 对花青素有一定的增色作用。

2.2.4 火龙果在果汁饮料中的应用

果汁能够较好的保留水果的营养和风味物质,受到大众的欢迎。果汁加工的工艺流程中酶解和杀菌是保证果汁质量的关键步骤。ALIAA A R N等[7]研究发现果胶酶的酶促作用使果汁的蛋白质含量由0.23%提高至2.20%,还提高了果汁中酚类物质的含量。罗进等[8]优化了红心火龙果的酶解条件,当果胶酶添加量为285 U/g,酶解温度46 ℃,底物pH值为3.7,酶解时间2 h时,火龙果中的甜菜红素保留率可达到80.8%,出汁率可达到64.4%。红心火龙果汁中含有腐败微生物,在贮藏期间极易导致果汁变质,而常见的热杀菌容易造成产品中热敏性营养成分损失和褐变,研究人员采用超声联合杀菌的技术有效的保留了果汁中的营养成分,提高了其抗氧化性[9]。LEE F S等[17]研究发现,通过果汁浓缩可以改善甜菜红素的保留率,提高感官接受度。

2.2.5 火龙果在果酒中的应用

果酒是以水果为原料发酵而成的低酒精度饮料,保留了水果原有的营养物质和风味。发酵用的酵母可以选用商业化的酵母,也可以用天然酵母。李凯等[10]从多种浆果表面分离获得200余株菌株中筛选出一株酿酒酵母,发酵条件为火龙果汁22 °Bx,25 ℃发酵7 d,可酿造酒精度为11.75%vol的香气优雅、口感协调的火龙果酒。袁星星等[11]用其分离的天然酵母菌株,20 ℃发酵6 d酒精度可达到10%vol以上。研究人员还发现新鲜火龙果果浆的主要香气物质是十三烷、长叶烯等,发酵后火龙果酒的主要香气物质是醇类和酯类,包括乙醇、苯乙醇、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯、正癸酸等。同时果酒的抗氧化指标和酒中多酚的含量变化趋势没有明显的相关性[11-13]。肖敏等[14]以果酒的酒精度、色泽和香气等为评价指标优化实验条件,在20 L小量试验的基础上进行中试试验,确定了火龙果酒工业酿造流程。CHOO K Y等[15]对火龙果酒贮藏过程中甜菜红素的变化进行研究,表明甜菜红素的降解受温度和时间影响,温度越低保留越好,4 ℃贮藏8周仍可保留80%以上的甜菜红素。干莉娜 ,樊春燕[18]等以红心火龙果为原料,采用复合菌种发酵技术加工特色风味果酒:参照单因素试验结果,通过响应面试验设计,以感官评分为响应面值,优化复合菌种发酵生产火龙果酒工艺。结果:最优工艺为先接种PRELUDE与凝结芽孢杆菌组成的混合菌种,间隔2 d再接种RB2;前2个菌种按10:1组成混合菌,然后与RB2按2.11:1比例接种,初始糖度为24.35 ˚Bx。通过验证,

该条件下生产的酒色泽深红浓郁,香气馥郁饱满,口感酸甜适中,酒香醇厚。

3结论

当前国内外对于火龙果的研究主要集中在火龙果的品种改良、保鲜储存、火龙果果酱或饮品等方面,如研究火龙果发酵果汁饮品、火龙果复合乳饮品、火龙果果蔬复合饮品、火龙果发酵果醋果酒饮品、火龙果茶饮品、火龙果悬浮饮品等饮品加工领域,而大多数对火龙果的研究均处于初级层面,而利用粤港澳大湾区地域火龙果特色食材结合湾区有文化代表性面点、菜品及休闲食品的火龙果精深加工并产业化,暂时属于空白。本文对国内外火龙果功能特性的研究和开发利用方面取得的成果进行综述,以期为火龙果的深入研究和综合开发利用提供参考。

【参考文献】

[1]王维,王占冬,于佳慧等.红肉火龙果粉的发泡微波冷冻干燥制备与质量评价、农业工程学报,2024(3)

:79-89

[2]韦金娜,龙 琳等,不同发酵工艺对火龙果富硒面包品质的影响.农产品加工,2020(3):29-38

[3]严汉彬,骆玮诗等,火龙果果皮中花青素的提取与稳定性研究,农产品加工,2021(2):9-13

[4]干莉娜 ,樊春燕等,红心火龙果酒发酵工艺技术研究,食品科技,2024(49):116-121

作者简介:陆慧玲(1982-),湖北钟祥人,广东酒店管理职业技术学院教师,硕士,研究方向:食品加工技术、职业教育

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