红心火龙果酒颜色稳定性影响因素的研究

段秋霞，李定金，段振华，*，陈嫣，唐美玲

（1.贺州学院食品科学与工程技术研究院，广西贺州542899；2.大连工业大学食品学院，辽宁大连116034）

红心火龙果（Hylocereus undulates Britt），仙人掌科、量天尺属植物的果实，又名红龙果、仙蜜果、玉龙果、龙珠果、芝麻果等，是热带和亚热带的名优水果之一[1]，原产于中美洲热带沙漠地区，后传入越南、泰国等东南亚国家和中国[2-3]。主要品种为红皮白肉、红皮红肉、黄皮白肉3种，其中红心火龙果质量更优，备受消费者青睐[4-5]。火龙果营养丰富、功能独特，且含有大量的维生素和水溶性膳食纤维与其它植物体内稀有的植物性白蛋白，具有预防重金属中毒、增强骨质、降低胆固醇等作用，还可以预防便秘、口角炎、贫血等[6-8]。火龙果果实的含水量高，呼吸作用强，采摘后在常温下极易造成失水萎蔫，甚至腐烂，从而失去商品价值，造成巨大的经济损失[9]。因此将火龙果发酵成果酒，不但可以解决火龙果货架期短的问题，而且能增加其食用价值，还可以丰富果酒的品种。

红心火龙果酒是以红皮红肉火龙果为原料，经去皮、榨汁后，低温发酵而成的色泽艳丽酒体轻盈的低度酒饮料，保留了火龙果原有的氨基酸、有机酸、矿物质和部分水溶性膳食纤维等对身体有益的成分，因富含甜菜红素而呈现明亮的紫红色[10-11]。目前，对于红心火龙果酒而言，许多学者倾向于研究其发酵工艺。李厚培等[12]以新鲜红心火龙果为原料，采用多菌协联发酵，得到香气突出浓郁、回味协调丰盈的火龙果酒。周景瑞等[13]采用火龙果汁发酵，生产出具有典型的火龙果香和浓郁醇厚酒香的火龙果酒。陈烁等[14]采用红曲进行二次发酵得到的红曲火龙果酒兼具果酒和米酒的风味特征，质量更优。而关于对红心火龙果酒贮藏环境及颜色稳定的影响因素的研究尚未见报道。颜色作为果酒最重要的感官品质之一，是消费者在消费过程中首先关注的重要品质特征[15]。保持或赋予食品以良好的色泽，是食品加工过程中的一个重要环节[16]。红心火龙果酒在生产及储藏过程中易发生褪色现象，颜色由深紫红色变为暗红色再变为黄褐色。果酒的褪色严重影响了其感官品质，降低了经济价值。因此，为了探索红心火龙果酒颜色稳定性的影响因素，进而确定其最佳储存条件，本试验以自酿红心火龙果酒为试验对象，研究温度、光照、pH值和氮气对红心火龙果酒颜色稳定性和口感的影响。以期为深入开发、研究红心火龙果酒、红心火龙果饮料和其它果酒奠定基础和技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜红心火龙果、白砂糖：市售；Pectinex果胶裂解酶（1×104U/mL）：广州明曜公司；BV818葡萄酒活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；食用碱：南京甘汁园糖业有限公司；柠檬酸（食品级）：浙江多味化工食品有限公司。

1.2 仪器与设备

ZQZY-VC振荡培养箱：上海知楚仪器有限公司；UV-1780紫外可见分光光度计：岛津仪器有限公司；CR-400色差仪：柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；LH-B55数显折光仪：陆恒科技生物技术有限公司；RXZ型（多段编程）智能人工气候箱：宁波江南仪器厂；Five Easy Plus pH计：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；CK-A600真空充氮包装机：玉环昶坤机械设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 红心火龙果酒的制备工艺

原料经去皮、破碎、打浆、过滤后，加入纯净水把果汁的浓度调整在可溶性固形物为9°Bx，加入0.012%果胶酶在40℃下酶解20 min，调整果汁初始发酵糖度为23°Bx，85℃杀菌15 min后，添加果汁体积0.04%的活化后的BV818酵母，22℃下静置发酵7 d，过滤灭菌澄清后即可得到糖度为13.2 g/L，酸度为4.36 g/L，酒精度为8.15%vol的红心火龙果酒。

1.3.2 温度对红心火龙果酒颜色稳定性的影响

取 25 mL 红心火龙果酒，分别置于 25、40、55、70、85、100 ℃中水浴加热，在 1、2、3、4、5 h 时分别取样，测定A600nm与A537nm处吸光值，计算甜菜红素的含量并计算其保存率，测其色度，分析温度对红心火龙果酒颜色稳定性的影响。

1.3.3 pH值对红心火龙果酒颜色稳定性的影响

取25 mL红心火龙果酒，分别用柠檬酸和食用碱调节样品的 pH 值为 3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0，在 24、48、72、96、120 h时分别取样，测定A600nm与A537nm处吸光值，计算甜菜苷含量并计算其保存率，测其色度，分析pH值对红心火龙果酒颜色稳定性的影响。

1.3.4 光照对红心火龙果酒颜色稳定性的影响

取25 mL红心火龙果酒，分别在持续光照、自然散射光、避光条件下贮藏，在 24、48、72、96、120 h 时分别取样，测定A600nm与A537nm处吸光值，计算甜菜苷含量并计算其保存率，测其色度，分析不同光照条件对红心火龙果酒颜色稳定性的影响。

1.3.5 氮气对火龙果酒颜色稳定性的影响

取25 mL红心火龙果酒，分别对其进行充入空气处理与充入氮气处理，在 24、48、72、96、120 h 时分别取样，测定A600nm与A537nm处吸光值，计算甜菜苷含量并计算其保存率，测其色度，分析氮气处理对红心火龙果酒颜色稳定性的影响。

1.3.6 色差测定

采用色差仪测定样品的L*值、a*值、b*值，计算出样品的ΔE值。以ΔE值描述样品的颜色变化程度[17]，计算公式（1）如下。

1.3.7 甜菜红色素含量测定

取0.5 mL火龙果酒，于10 mL比色管，加入蒸馏水定容，摇匀，分别在波长537、600 nm处，以蒸馏水为空白参比，测定其吸光度[18-19]。按下列公式（2）计算甜菜红色素含量（以甜菜苷计）。

式中：Aw为537 nm处的吸光值减去600 nm处吸光值；DF为稀释倍数；MF为甜菜苷摩尔质量，550g/mol；ε为标准甜菜苷摩尔消光系数，60 000 L/（mol·cm）；L为比色皿的光路长度，cm。

式中：C为处理后的甜菜红色素含量，mg/L；C0为处理前的甜菜红色素含量，mg/L。

1.3.8 感官评分的评定

红心火龙果酒感官评分标准见表1。

1.4 数据分析

所有试验重复3次，采用origin9.1软件进行数据分析及绘图。

表1 红心火龙果酒感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of red heart pitaya wine

2 结果与分析

2.1 温度对红心火龙果酒颜色稳定性的影响

温度对红心火龙果酒中甜菜红色素保存率的影响见图1。

图1 温度对甜菜红色素保存率的影响Fig.1 The effect of temperature on the preservation rate of beet red pigment

天然色素在高温条件下会发生褪色，具有热不稳定性[20]，红心火龙果酒中含有大量的天然色素。由图1可知，在40℃以下，红心火龙果酒颜色比较稳定，加热2 h，甜菜红色素保存率还在90%以上，甜菜红色素保存率会随着时间的延长略微降低，变化不明显。但是高于55℃，甜菜红色素稳定性变差，保存率出现明显下降。100℃加热2 h时，甜菜红色素的保存率只有10.84%，色素被严重破坏。随着时间的延长，甜菜红色素保存率逐渐趋于0。由此说明，红心火龙果酒中甜菜红色素热稳定性差，温度越高，其降解速率越快，温度会破坏红心火龙果酒颜色的稳定性，红心火龙果酒适合在低温或室温保存。

温度对红心火龙果酒的色差值影响见图2。

图2 温度对色差的影响Fig.2 The effect of temperature on color difference

由图2可知，在25℃时，红心火龙果酒颜色几乎不改变，色差变化也很小，但是温度在40℃到55℃，随着时间的延长，红心火龙果酒颜色稍有变化，其色差也逐渐增大。85℃与100℃加热时，随着时间的增加，颜色变化非常明显，色差变化也非常大。在100℃加热1 h与2 h时色差变化稍小，是因为在加热时，红心火龙果酒颜色由紫红色逐渐褪为红色，再由红色慢慢褪为淡黄色。色差中L*值、a*值、b*值都有变化，由于红心火龙果酒褪色的原因，亮度一直在增加，即L*值不断变大；a*值表示红绿色调，则是先增加后减小；而b*值表示蓝黄色调，增加到一定程度就趋于稳定。此时，L*值在增加，a*值已经开始减小，b*值处于稳定状态，所以导致在100℃加热1 h与2 h色差变化稍小。

温度对红心火龙果酒的感官评分影响见图3。

图3 温度对感官评分的影响Fig.3 The effect of temperature on sensory score

由图3可以看出，温度对红心火龙果酒的感官品质影响很大。随着处理温度的提高，红心火龙果酒的感官评分一直处于下降的趋势，果酒的颜色由紫红色褪成红色再到浅黄色。在70℃时，红心火龙果酒出现了轻微熟化的味道。温度越高，果酒熟化的味道越重，褪色越严重，从而造成感官评分降低。此时，就口感而言，果酒已经失去了经济价值。

综上所述，红心火龙果酒的贮藏温度应保持在25℃以下。

2.2 pH值对红心火龙果酒颜色稳定性的影响

pH值对红心火龙果酒中甜菜红色素的保存率影响见图4。

图4 pH值对甜菜红色素保存率的影响Fig.4 The effect of pH on the beet red pigment preservation rate

由图4可知，不同的pH值对红心火龙果酒中甜菜红色素的保存率不同。在第120小时，果酒pH值为4时，红心火龙果酒中甜菜红色素的保存率最高，为67.49%。而pH值为6时，红心火龙果酒中甜菜红色素降解得最快，在第120小时，果酒中的甜菜红色素保存率仅为46.19%，较pH值为4时，下降21.3%。由此可以得出，红心火龙果酒中甜菜红色素在pH值为4的条件下相对于其它pH值而言比较稳定。

pH值对红心火龙果酒的色差值影响见图5。

图5 pH值对色差的影响Fig.5 The effect of pH on color difference

红心火龙果酒对pH值比较敏感，色调会随之发生很大的变化。由图5可知，随着时间的增加，红心火龙果酒的色差值逐渐增大，说明果酒的颜色在变化。在第120小时，pH值为4的色差值变化最小。当pH值为6时，在第24小时，果酒的紫红色已经变为深红色，在第120小时，变为黑红色。可能是由于pH值的改变，导致果酒体系中色素改变结构重排[21]，从而改变了果酒的颜色。由此可以看出，红心火龙果酒体系的pH值不适宜偏中性条件。

pH值对红心火龙果酒的感官评分影响见图6。

图6 pH值对感官评分的影响Fig.6 The effect of pH on sensory score

由图6可知，随着时间的增加，红心火龙果酒的感官评分逐渐降低。一方面是由于红心火龙果酒颜色的改变，另一方面是由于果酒的口感。pH值为6时，红心火龙果酒的酒体颜色加深，成为暗红色，果酒中的碱味过重，对口感造成影响。pH值为3.5时，果酒中由于加入过多的酸而导致酒体不协调，酸味过重。

综上所述，红心火龙果酒不适宜在强酸性或者偏中性的条件下贮藏，而适宜在弱酸性的条件下贮藏，较适宜的pH值为4.0。

2.3 光照程度对红心火龙果酒颜色稳定性的影响

光照程度对红心火龙果酒中甜菜红色素的保存率影响见图7。

图7 光照对甜菜红色素保存率的影响Fig.7 The effect of light on the preservation rate of beet red pigment

由图7可知，在黑暗避光贮藏和自然散射光条件下，红心火龙果酒甜菜红色素的保存率稍有下降，但颜色几乎没有变化。但在持续光照的条件下，褪色较为明显，持续光照120 h时，可以观察到火龙果酒的颜色由最初的紫红色已经变成橙红色，甜菜红色素保存率仅为27.09%。可能是红心火龙果酒中含有的物质受到光照时，容易发生光氧化反应，造成结构的变化，不利于果酒颜色的稳定[22]。由此可见，光照是影响红心火龙果酒甜菜红色素稳定的重要因素。

光照程度对红心火龙果酒的色差值影响见图8。

图8 光照对色差的影响Fig.8 The effect of illumination on color difference

由图8可以看出，在持续光照条件下，红心火龙果酒颜色变化最大，随着时间的增加，色差值持续上升，其次为在自然散射光条件下。避光贮藏时，红心火龙果酒色差值变化最小，果酒颜色较为稳定。因此不同光照条件对红心火龙果酒颜色稳定性的影响较大，避光贮藏可以缓解红心火龙果酒的颜色变化。

光照程度对红心火龙果酒的感官评分影响见图9。

图9 光照对感官评分的影响Fig.9 The effect of light on sensory score

由图9可以看出，在光照条件下，对红心火龙果酒的感官评分影响显著。在自然散射光和避光贮藏条件下，果酒的感官评分趋于稳定。随着光照时间的增加，红心火龙果酒的紫红色逐渐褪去，变为橙红色，酒味也变得越来越淡，果酒的典型性与协调性变得不好，感官评分也逐渐降低。

综上所述，红心火龙果酒应在避光条件下贮藏。

2.4 氮气对红心火龙果酒颜色稳定性的影响

氮气对红心火龙果酒中甜菜红色素的保存率影响见图10。

图10 氮气对甜菜红色素保存率的影响Fig.10 The effect of nitrogen on beet red pigment preservation rate

由图10可知，在红心火龙果酒中充入氮气，其果酒中甜菜红色素的保存率高于未充入氮气的果酒。在第120小时，未充入氮气的红心火龙果酒中甜菜红色素的保存率为67.57%，而充入氮气的红心火龙果酒中甜菜红素的保存率为74.98%，较前者提高7.41%。可能由于果酒中的甜菜红色素含有不饱和的双键，在空气中氧的作用下会发生氧化作用而造成褪色[23]，充入氮气之后隔绝了氧气，从而延缓红心火龙果酒中甜菜红色素的降解，有利于果酒颜色保存。

氮气对红心火龙果酒的色差值影响见图11。

图11 氮气对色差的影响Fig.11 The effect of nitrogen on color difference

由图11可知，随着时间的增加，红心火龙果酒的色差值逐渐增大。其中未充氮气红心火龙果酒颜色的变化幅度较大，果酒色差值也一直大于充氮气的果酒。氮气是惰性气体，在果酒中不发生任何反应，反而起到隔绝氧气的作用，使果酒体系中的某些氧化反应缺少底物，从而阻断反应。由此可以说明，充入氮气有利于红心火龙果酒的颜色的稳定。

氮气对红心火龙果酒的感官评分影响见图12。

图12 氮气对感官评分的影响Fig.12 The effect of nitrogen on sensory score

由图12可知，在第120小时，未充氮气的红心火龙果酒感官评分为83，低于充入氮气的红心火龙果酒。随着时间的增加，未充氮气的红心火龙果酒中甜菜红色素含量降低，果酒颜色由紫红色逐渐褪去，颜色的改变导致红心火龙果酒的感官评分出现差异，在口感上差异不显著。

综上所述，充氮气有利于红心火龙果酒颜色的稳定。

3 结论

本研究首次探讨了红心火龙果酒贮藏的影响因素，通过探讨温度、光照、pH值和氮气等影响因素。研究发现，红心火龙果酒贮藏的环境温度越高，果酒褪色越快，同时果酒口感也变差。光照能加速分解火龙果酒中的甜菜红色素，随着光照时间的延长，果酒的酒味变淡，酒性变得不协调。在不影响口感的前提下，火龙果酒中甜菜红色素在pH值为4时较稳定。当pH值调节到3.5或5.5时，都会过酸或过碱，影响果酒的口感。充氮气可减缓色素降解，接触空气会加速色素的降解。由此可见，红心火龙果酒的贮藏过程中应注意冷藏避光，在适宜的pH值下密封储存，且可适量填充氮气。本研究可以为深入开发红心火龙果酒、红心火龙果饮料和其它果酒的开发提供理论基础和技术参考。