火龙果汁水溶液颜色的影响因素研究

◎赵世民，刘洇怡

（广州工商学院，广东 广州 510850）

火龙果（Piraya），也称作红龙果、仙人果、吉祥果等，为仙人掌科量天尺属（Hylocereus undatus）植物，属于热带和亚热带水果。火龙果原产于巴西、墨西哥等中美洲国家，20世纪90年代初我国台湾引进试种，并选育出一些优良品种。在亚洲，越南也有上百年的火龙果种植历史。目前，火龙果在尼加拉瓜、哥伦比亚、以色列、美国和澳大利亚也有种植。近年来，火龙果已陆续引种到我国的广西、广东、海南、福建、云南和贵州等省区，主产区集中在海南、广西等少数省区。我国引种的火龙果，有白肉火龙果、红肉火龙果和紫红肉火龙果等品种。火龙果含有碳水化合物、蛋白质、脂肪酸、水溶性膳食纤维、磷、钠、钙、铁、锌、镁、铜、硒、维生素C、维生素B2、维生素B3、维生素B5、维生素B6、维生素B9、维生素E、丹宁、鞣花酸、黄酮类化合物、果酚、色素、琥珀酸、富马酸、苹果酸、柠檬酸和植物甾醇等。在我国，火龙果以鲜食为主，深加工产品较少。火龙果可以加工成饮料、冰激凌、果酒、果醋和果酸奶等食品，以提高火龙果的附加值[1-6]。

火龙果的果皮和果肉含有多酚氧化酶，在适当温度和pH 值时，可催化火龙果的氧化，导致火龙果颜色发生变化[7-8]。将火龙果加工成饮料时，受加工条件和添加剂的影响，也会导致产品颜色改变或者褪色。本文探讨了加热温度、加热时间、pH 值和光照等因素对火龙果汁颜色的影响，为优化火龙果饮料加工工艺条件提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

火龙果，品种为海南金都1 号；蔗糖，河南万邦实业有限公司；无水柠檬酸，山东潍坊英轩实业有限公司；碳酸氢钠，海申光食用化学品有限公司。

A360 型数显恒温水浴锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；HHS-21-4 型紫外可见分光光度计，翺艺仪器上海有限公司；AB2104 型电子天平，沈阳多杰电子科技有限公司；FB-818B 型榨果汁机，广州市杰冠西厨设备厂；标准分样筛，东莞超凡筛网厂。

1.2 实验设计

1.2.1 火龙果汁水溶液最大吸收光波长的确定

将火龙果原汁用蒸馏水稀释后，制成果汁含量分别为10%、20%、30%的火龙果汁水溶液，用紫外可见分光光度计在波长400～630 nm 的范围内测定火龙果汁水溶液对不同波长光的吸光度，不同光的波长间隔为10 nm，以蒸馏水为参比溶液，绘出吸光度-波长关系曲线，根据曲线的峰值，确定火龙果汁水溶液最大吸收光的波长[9]。

1.2.2 外界条件对火龙果汁水溶液吸光度和颜色的影响

取25 mL 火龙果原汁，加入一定量蔗糖和无水柠檬酸，在容量瓶中，用蒸馏水定容到250 mL，得到10%火龙果汁水溶液。分别测定该火龙果水溶液在不同加热温度（20%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%）、不同加热时间（0.0 h、0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h 和3.0 h）、不同pH（3.0、4.0、5.0、6.0、7.0 和8.0）以及不同光照条件（避光、室内、室外）下的吸光度和颜色变化。

2 结果与分析

2.1 火龙果汁水溶液最大吸收光的波长

含量不同的火龙果汁水溶液对不同波长光的吸光度如图1所示。从图1 可知，果汁含量为10%的火龙果汁水溶液对于波长530～540 nm 范围的光的吸光度最大；果汁含量为20%的火龙果汁水溶液对于波长约为490 nm的光的吸光度达到最大，对于波长大于490 nm 的光的吸光度基本保持不变；果汁含量为30%的火龙果汁水溶液对于波长约为480 nm 的光的吸光度达到最大，对于波长大于480 nm 的光的吸光度基本保持不变。

图1 火龙果汁水溶液对不同波长光的吸光度图

为了较为精确地确定果汁含量为10%的火龙果汁水溶液吸光度最大时对应的光的波长，根据实验数据，绘出波长在530～540 nm 范围内，较为精细的吸光度-波长关系曲线，如图2所示。从图2 可知，果汁含量为10%的火龙果汁水溶液，吸光度最大时对应光的波长是536 nm，所以在后续的测定实验，固定用波长为536 nm 的可见光，测定在不同条件时，火龙果汁水溶液的吸光度，以此吸光度的大小，衡量火龙果汁水溶液颜色的深浅和变化。

图2 10%火龙果汁水溶液对不同波长光的吸光度图

2.2 温度对火龙果汁水溶液颜色的影响

在果汁含量为10%的火龙果汁水溶液中，加入蔗糖和无水柠檬酸，使蔗糖的含量为5%，柠檬酸的含量为0.1%，然后用水浴锅，分别在不同温度加热1 h，接着冷却至室温，以蒸馏水为参比液，分别测定对波长536 nm 的光的吸光度，结果如图3所示。

从图3 可知，随着温度的升高，火龙果汁水溶液的吸光度逐渐变小，当超过40 ℃时，吸光度变小的趋势加快，到温度升高到100 ℃时，火龙果汁水溶液的吸光度变得很小，约为0.076，这说明温度对火龙果汁水溶液的吸光度影响较大。与此相应，温度对火龙果汁水溶液颜色的影响如表1所示。

表1 温度对火龙果汁水溶液颜色的影响表

图3 火龙果汁水溶液吸光度随温度的变化图

从表1 可知，温度对火龙果汁水溶液颜色的影响显著，当温度超过50 ℃时，火龙果汁水溶液的颜色会发生较明显变化，当温度达到100 ℃时，火龙果固有的紫红色已经全部消失，火龙果所含有色物质几近完全分解。由此证明，火龙果中的有色物质不耐高温，在加工过程中，需要控制加热温度，以防止发生褪色现象。

2.3 加热时间对火龙果汁水溶液颜色的影响

在果汁含量为10%的火龙果汁水溶液中，加入蔗糖和无水柠檬酸，使蔗糖的含量为5%，柠檬酸的含量为0.1%，然后用水浴锅，在40 ℃分别加热不同时间，接着冷却至室温，以蒸馏水为参比液，分别测定对波长536 nm 的光的吸光度，结果如图4所示。

图4 火龙果汁水溶液吸光度随加热时间的变化图

从图4 可知，随着加热时间的延长，火龙果汁水溶液的吸光度逐渐变小，当加热时间超过3 h，火龙果汁水溶液的吸光度迅速由约1.9 下降到0.8 左右，吸光度下降明显，说明加热时间对火龙果汁水溶液的吸光度影响较大。与此相应，加热时间对火龙果汁水溶液颜色的影响如表2所示。

表2 加热时间对火龙果汁水溶液颜色的影响表

从表2 可知，加热时间对火龙果汁水溶液的颜色有一定影响，但影响不是十分显著。为了防止火龙果汁水溶液因加热而发生颜色变化，应尽量缩短加热时间，加热时间控制在0.5 h 之内较好。

2.4 pH 对火龙果汁水溶液颜色的影响

在果汁含量为10%的火龙果汁水溶液中，加入蔗糖和无水柠檬酸，使蔗糖的含量为5%，柠檬酸的含量为0.1%，然后在不同pH，将火龙果汁水溶液用水浴锅，在40℃分别加热0.5 h，接着冷却至室温，以蒸馏水为参比液，分别测定对波长536 nm 的光的吸光度，结果如图5所示。

图5 火龙果汁水溶液吸光度随pH 的变化图

从图5 可知，随着火龙果汁水溶液的pH 的升高，吸光度缓慢升高，当pH ＞5 时，火龙果汁水溶液的吸光度则快速下降，说明火龙果汁水溶液的颜色，在pH ＜5 的酸性条件下较稳定，而在pH ＞7 的碱性条件下不稳定。与此相应，pH 对火龙果汁水溶液颜色的影响如表3所示。

表3 pH 对火龙果汁水溶液颜色的影响表

从表3 可知，pH 对火龙果汁水溶液的颜色有一定影响。为了防止火龙果汁水溶液的颜色发生变化，应尽量将火龙果汁水溶液的pH 控制在3 左右的酸性条件。

2.5 光照对火龙果汁颜色的影响

在果汁含量为10%的火龙果汁水溶液中，加入蔗糖和无水柠檬酸，使蔗糖的含量为5%，柠檬酸的含量为0.1%，将火龙果汁水溶液用水浴锅，在40 ℃加热0.5 h，接着冷却至室温，将火龙果汁水溶液分成3等份，分别在室内、室外和避光的条件下放置9 h，每隔3 h，测一次对波长536 nm 的光的吸光度，实验结果如图6所示。

图6 火龙果汁水溶液吸光度受环境光照的影响图

从图6 可知，在避光条件下，火龙果汁水溶液放置较长时间，吸光度变化很小，放置9 h 后，仅有些微下降；在室内放置火龙果汁水溶液，受到光线的照射，吸光度有些下降，由于光线较弱，下降幅度不是太大；在室外，由于光线相对较强，火龙果汁水溶液受光照的影响，吸光度有较大下降。这些结果说明，光照和光线的强弱会影响火龙果汁水溶液的吸光度，光照会使火龙果汁水溶液的吸光度下降。光照对火龙果汁水溶液颜色的影响如表4所示。

从表4 可知，光照对火龙果汁水溶液的颜色有一定影响，为了防止火龙果汁水溶液的颜色发生变化，应尽量将火龙果汁水溶液避光保存。

表4 光照对火龙果汁水溶液颜色的影响表

3 结论

研究结果表明，温度、加热时间、pH 值和光照条件对火龙果汁水溶液的吸光度和颜色影响都较大，将火龙果汁水溶液的加热温度控制在50 ℃以下，加热时间不超过0.5 h，火龙果汁水溶液的颜色变化较小，基本能保持火龙果汁水溶液的原有的颜色。将火龙果汁水溶液pH 值维持在3.0 左右，有助于保持火龙果汁水溶液的颜色。在避光条件下，可以较好防止火龙果汁水溶液变色。