红肉火龙果是一种富含可溶性糖、甜菜红素、维生素、膳食纤维、蛋白质、多酚、黄酮及矿物质的热带/亚热带水果[1]。除鲜食外，还可进行深加工，包括果汁[2]、果脯[3]、果醋[4]和果酒[5]等产品。HALIM等[2]将1.5%的柠檬酸和15 μL/100 mL二甲基碳酸二酯与紫外(UV-C)辐照进行联合处理能够有效控制火龙果汁中的微生物，可使总平板数、酵母菌和霉菌总数分别降低4.12和4.14个对数，从而得到稳定性好且货架期长的果汁产品。将火龙果加工成果汁，不仅解决了农户鲜果滞销及鲜果保藏中的烂果问题，也丰富了市面上果汁的品类，使消费者常年可以享受到口感清甜的火龙果汁。
对于果汁加工，水果原料的选择是第一步，也是对于果汁品质、口感、经济效益以及消费者选择性等方面非常关键的一步。目前已有关于不同品种苹果[6]、草莓[7]、桃[8]和葡萄[9]等多种水果较为详细品质比较的文献，如聂继云等[6]通过对比86个苹果品种的所榨果汁的可滴定酸含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、单宁含量、出汁率、果实硬度、L*值、a*值和b*值等多个基础指标，确定了极适合于加工鲜榨汁的苹果品种有澳洲青苹、红玉和金冠等。但目前还没有关于红肉火龙果制汁品种的筛选研究。我国市面上流通的红肉火龙果品种主要有广西 “金都1号”，云南 “紫红龙”、“晶红龙”、“粉红龙”，广东 “红水晶”，海南 “海南蜜宝”，台湾 “台农一号”、“台农二号”和越南 “越南H14”等[10]。已有报道贵州罗甸所产的红肉火龙果总糖约为白肉火龙果的2.5倍，此外其抗氧化活性成分[包括(119.5±5.8) mg/100 g Vc、(83.8±4.9) mg/100 g多酚和(24.9±2.3 mg/100 g)黄酮]含量较白肉火龙果高[11]。本研究将选取国内3个主要产区海南、广西和台湾，以及火龙果主要进口源越南的4种主要品种：“海南蜜宝”、“金都1号”、“台农一号”、“越南H14”，从基本理化指标、出汁率、色泽、风味及抗氧化活性等方面，评价并筛选适宜红肉火龙果制汁品种，为其果汁加工原料选择提供参考。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
红肉火龙果：“海南蜜宝”、“金都1号”和“台农一号”购自无锡欧尚超市，“越南H14”购自无锡天惠超市。所有品种的火龙果均选取果皮色泽鲜红均匀，鳞片呈鲜绿色，果实软硬适中，果型完整、大小均一，无病虫害。为保证样品均一性，所购火龙果为实验量6倍以上，且所购鲜果运到实验室后立即清洗外果皮、去皮、切分为2 cm×2 cm×2 cm果块，装样品袋中于-20 ℃冻存；实验前随机取样打浆制汁。
Vc(≥99.9%)，上海皓尘生物科技有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH)、Trolox，德国Sigma-Aldrich公司；色谱级甲醇、乙腈，韩国Honeywell公司；葡萄糖、没食子酸、儿茶素等，天津一方科技有限公司；2,6-二氯靛酚钠，华中海威基因科技有限公司；分析纯NaOH、苯酚、浓H2SO4、Na2CO3、乙醇等,国药化学试剂公司。
1.2 仪器与设备
SRQ-7316型破壁料理机，九阳股份有限公司；DELTA 320型pH计，美国梅特勒-托利多集团；JX097976WAJ型手持测糖仪，成都宏达新元科技有限公司；UltraScan Pro1166型高精度分光测色仪，美国Hunterlab公司；UV-1800 型紫外分光光度计，岛津国际贸易(上海)有限公司；TGL-16M型高速冷冻离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；1525型高效液相色谱仪，美国Waters公司；TRACE 1310/ISQ 7000型GC-MS气质联用仪，美国Thermo公司。
1.3 果浆的制备
进行指标测定前，将果块自然解冻后打浆1 min得到果浆(<4 ℃)。
1.4 理化指标分析
1.4.1 出汁率测定
称取一定量红肉火龙果果肉进行打浆，果浆经过滤袋粗滤后于4 ℃、10 000×g离心10 min制得清汁，出汁率如公式(1)所示：
出汁率
(1)
1.4.2 pH值与总酸测定
红肉火龙果汁pH值用pH计在室温下测定。
总酸采用NaOH滴定法进行测定：将果汁样品稀释至合适倍数，取稀释液20 mL，用0.05 mol/L NaOH溶液滴定至终点后读数。按公式(2)计算:
(2)
式中：c，NaOH摩尔浓度，mol/L；V1，滴定样品所消耗的NaOH体积，mL；V2，空白样消耗NaOH的体积，mL；F，稀释倍数；K，柠檬酸换算系数，0.070；m，样品质量，g。
1.4.3 可溶性固形物测定
采用手持式折光仪测定，用滴管吸取1～2滴果汁于测糖仪棱镜表面，常温下进行读数。
1.4.4 总糖含量测定
参照严勇强等[12]采用蒽酮-硫酸比色法测定总糖含量。取1 mL适当稀释后的果汁溶液，加4 mL蒽酮试剂(0.2 g蒽酮与100 mL浓H2SO4混合，现配现用)混匀后置于沸水浴中加热10 min。按公式(3)计算：
总糖含量
(3)
式中：C，标准曲线中糖含 量，μg；V总，果汁总体积，mL；D，稀释倍数；W，火龙果质量，g；V测，测定取用的果汁体积，mL。
1.4.5 甜菜红素含量测定
甜菜红素测定参照WYBRANIEC等[13]的方法，略作修改。取20 g红肉火龙果浆加入80 mL体积分数95%乙醇，常温低速搅拌10 min。沉淀重新提取2次；将所得的提取液合并、离心(3 000×g、10 min)，上清液为甜菜红素提取液。于538 nm下测定甜菜红素提取液吸光度。按公式(4)计算：
甜菜红素含量
(4)
式中：A538，在538 nm下的吸光度值；MW=550；L=1.0 cm；V，提取液体积，mL；DF，稀释倍数；ε，摩尔消光系数，65 000；W，样品质量，g。
1.4.6 总酚含量测定
总酚测定参照WOLFE等[14]的方法。取30 g红肉火龙果浆，加30 mL体积分数95%乙醇，常温低速搅拌30 min。沉淀重提2次；将所有提取液合并、离心(3 000×g、10 min)，上清液为总酚提取液。取1 mL提取液或10、20、30、40、50、60 mg/L没食子酸标准溶液与1 mL Folin-ciocalteu试剂混合，静置5 min后加入3 mL 75 g/L的Na2CO3溶液和5 mL蒸馏水，30 ℃反应1 h。在765 nm下测吸光值，总酚含量以1 L样品中含没食子酸当量(mg)表示。
1.4.7 总黄酮含量测定
总黄酮含量测定参照WU等[15]的方法，略作修改。取30 g红肉火龙果浆加入30 mL体积分数95%乙醇，常温低速搅拌30 min。沉淀重提1次，将所有提取液合并、离心(3 000×g、10 min)，上清液为总黄酮提取液。取1 mL提取液或0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35 mg/mL的儿茶素标准溶液，加入5 mL 10 g/L香草醛-甲醇溶液，然后在1 min内加入3 mL HCl，置于室温下反应20 min。在500 nm处测吸光值，总黄酮含量以每升样品中含儿茶素当量(mg)表示。
1.4.8 维生素C含量测定
维生素C(Vc)的测定参照TIWARI等[16]的方法，略作修改。取20 g红肉火龙果浆与100 mL 2.5%偏磷酸混合，在4～10 ℃下提取2 h。提取液离心(4 ℃、10 000×g、10 min)，上清液即Vc提取液。Vc提取液和5、10、20、25、50、100 mg/mL的Vc标准溶液(超纯水配制)用0.45 μm水系针头式过滤器过滤后进行HPLC检测。HPLC条件：流动相为体积分数95% 50 mmol/L KH2PO3(pH 3.0)和体积分数5%乙腈，等速洗脱(1 mL/min)，柱温28 ℃；进样量20 μL；紫外检测器设置波长245 nm。
1.5 抗氧化活性分析
1.5.1 DPPH法
参照曹霞敏[17]的方法测定4个品种红肉火龙果清除·DPPH的能力，取100 μL果汁或0.1、0.25、0.4、0.6、0.8、1.0 mmol/L的Trolox溶液加4 mL DPPH 溶液(0.14 mmol/L)，在常温避光条件下放置15 min后，用分光光度计在517 nm下测定其吸光值，以甲醇溶液作为对照。
1.5.2 ABTS法
ABTS法测定抗氧化活性参照WU等[15]的方法，略作修改。ABTS工作液配制：用蒸馏水分别配制7 mmol/L的ABTS溶液及2.45 mmol/L KMnO4溶液。取25 mL ABTS溶液和440 μL KMnO4溶液混匀，在室温避光条件下放置12～16 h，形成ABTS自由基混合液。使用前将ABTS自由基混合液用60%乙醇稀释至合适的倍数，使其在分光光度计734 nm波长下测定吸光值为(0.700±0.020)。Trolox标准曲线的建立方法同上。适当稀释红肉火龙果汁使其对ABTS工作液的抑制率在20%～80%的范围，测定吸光度。
1.6 色泽测定
采用高精度分光测色仪进行果汁色泽测定：在透射模式下用黑板和白板进行校准，以去离子水作为参比液，将果汁样品倒入1 cm光路径比色皿中测定L*、a*和b*。其中，L*表示亮度值；a*表示红绿值，(+)值表明偏向红色，(-)值表明偏向绿色；b*表示黄蓝值，(+)值表明偏向黄色，(-)值表明偏向蓝色。
1.7 挥发性成分分析(GC-MS)
4种火龙果榨汁后挥发性成分测定参照吴继红等[18]的方法，略作修改。首先，对固相微萃取头进行老化处理(250 ℃、5 h)，载气体积流量为1 mL/min。取10 mL果汁于15 mL样品瓶中，同时加入2.5 g NaCl。将老化后的50/30 μm CAR 萃取头插入样品瓶顶空部分，于45 ℃吸附30 min；取出萃取头并插入气相色谱进样口，于250 ℃解吸3 min，启动气相色谱(色谱柱：DB-WAX，30 m×0.25 mm×0.25 μm)。测定条件为：起始柱温40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升至90 ℃，再以10 ℃/min升温至230 ℃，保持7 min；检测器温度为250 ℃，体积流量为0.8 mL/min。质谱(MS)条件：EI电离源，电子能量为70 eV，灯丝电流为0.25 mA。电子倍增器电压为1 000 V，离子源温度为200 ℃。
1.8 数据分析
实验结果以平均数±标准方差(X±SD)表示，采用SPSS 23.0进行数据分析，两样本比较采用独立样本t检验，多组样本采用ANOVA分析，选择Duncan检验，P<0.05表示差异性显著，采用Origin 8.5绘图。
2 结果与讨论
2.1 品种间基本理化成分分析与比较
红肉火龙果的基本理化指标直接影响制得果汁品质，对4个品种的基本理化指标进行分析与比较，结果如表1所示。采用果肉直接打浆、经粗滤后离心取汁的方法，得到4个品种的出汁率为32.54%～53.48%。其中，“越南H14”的出汁率最高，达到53.48%；显著优于其他3个品种(P<0.05)；而海南蜜宝的出汁率最低。在未经酶解等前处理的情况下，红肉火龙果的出汁率可能会受到由于含有较多浆状物质(如果胶、纤维素等)而不利于取汁的影响。生产中可通过取汁前酶解、热烫等方式提高其出汁率。
表1 四个红肉火龙果品种基本理化成分分析
Table 1 Physico-chemical characteristics of four red pitahaya varieties
理化指标海南蜜宝金都1号台农一号越南H14出汁率/%32.54±2.17c49.55±0.51b50.97±0.56b53.48±0.28apH4.55±0.05c4.72±0.02a4.65±0.13b4.67±0.06b可滴定酸/%0.60±0.14b0.71±0.14a0.75±0.03a0.73±0.14a可溶性固形物/(°Brix)12.77±0.12b12.17±0.17c11.30±0.22d13.33±0.05a总糖/[g·(100 g)-1]7.38±0.51b7.18±0.28b5.39±0.08c8.92±0.33a糖酸比12.30±0.21a10.11±0.13b7.19±0.15c12.22±0.22aL∗26.15±0.37b26.42±0.33b27.78±0.42a27.32±0.28aa∗18.25±0.18b18.13±0.15b17.64±0.14c19.21±0.22ab∗3.39±0.04b2.47±0.05c2.44±0.03c3.51±0.05a
注：a～d相同字母表示无显著性差异，不同字母则表示存在显著性差异
4种红肉火龙果制汁后pH在4.55～4.72之间，可滴定酸为0.60%～0.75%。其中“台农一号”的可滴定酸最高，“海南蜜宝”最低；“越南H14”的可滴定酸为0.73%，其pH为4.67。据报道，红肉火龙果汁主要含有草酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、乳酸、柠檬酸和琥珀酸等有机酸[19]。“越南H14”中可溶性固形物和总糖含量分别为13.33 °Brix和8.92 g/100 g，均为4个品种中最高者(P<0.05)。此外，通过糖酸比的结果比较也能得出“越南H14”原汁较为适合制汁，其糖酸比为12.22∶1，商品化生产中经过简单调配可基本满足果汁糖酸比为13～15∶1的要求。“海南蜜宝”的糖酸比与“越南H14”比较无显著差异(P>0.05)，这主要得益于其较低的可滴定酸含量。“金都1号”次之，而“台农一号”的糖酸比较低(7.19∶1)，制汁后则需要加较多的糖进行调配才适口。4种红肉火龙果汁中总糖与可溶性固形物二者含量趋势一致，这与其主要含有葡萄糖、果糖和少量多糖有关[20]。
4种红肉火龙制汁后的L*在26.15～27.78之间，L*越小说明色泽越暗，果汁的经济价值越低。“台农一号”和“越南H14”的L*均较高(分别为27.78和27.32)且无显著性差异(P>0.05)，加工后果汁色泽更鲜亮。a*反映了果肉的鲜红程度，一般消费者更青睐于更鲜红的产品，“越南H14”的a*为19.21，显著大于其他3个品种(P<0.05)。基于L*和a*的结果，从产品色泽角度出发建议“越南H14”比其他3个品种更适合于果汁加工。
甜菜红素是使红肉火龙果汁呈现鲜亮紫红色的重要色素，主要与色泽感官上的红值相对应。由图1-A可知，4个火龙果品种的甜菜红素含量在15.76～28.94 mg/100 g。其中“海南蜜宝”甜菜红素含量最高，其次是“越南H14”，“台农一号”含量最低，与其a*值最小趋势相符。“海南蜜宝”中甜菜红素含量较高而a*值较低的原因可能是：其所含的果胶、纤维素等较多，榨汁过程较短，不仅导致了出汁率低(表1)，也造成果肉组织中的色素未充分溶出，而甜菜红素是经充分提取后测定的结果。火龙果中的甜菜红素具有干预肥胖的作用[21]，对消费者健康十分有利。此外，甜菜红素可以有效抑制多种细菌[22]，这表明富含甜菜红素的果汁在一定程度上可以较为有效地延长产品保质期。
Vc是果蔬汁中一种重要的抗氧化成分，由图1-B可明显看出，4个红肉火龙果品种中Vc的含量具有显著性差异(P<0.05)。Vc除了具有增强人体免疫力、预防贫血、抗衰老等作用[23]，还作为常用的食品添加剂，例如冬草莓果汁饮料中添加Vc和柠檬酸钠各0.1 mg/100 mL，具有很好的护色效果[24]。所以，“越南H14”(Vc=5.66 mg/100 g)在加工和贮藏过程中较其他3个品种能更好地保持果汁的原有色泽。
图1 四个红肉火龙果品种的甜菜红素含量(A)及
Vc含量(B)比较
Fig.1 Contents of betacyanins(A) and vitamin C (B) in
four red pitahaya varieties
注：不同字母则表示存在显著性差异(P<0.05)
酚类和黄酮类具有很强的抗氧化活性及清除自由基能力，酚类和黄酮类的含量越高越有益于人体健康。由图2可知，4种红肉火龙果中总酚含量在33.85～57.85 mg/100 g之间，总黄酮含量在6.95～11.86 mg/100 g之间。其中“越南H14”总黄酮含量为8.64 mg/100 g，总酚含量(57.85 mg/100 g)显著高于其他3个品种。红肉火龙果自由基清除活性和还原能力与酚类和黄酮类化合物高度相关[25]，这些抗氧化活性成分的存在可以快速清除人体内产生的自由基，维持机体免受自由基的干扰。所以，“越南H14”总黄酮和总酚的总量较高，具有更高的营养保健价值。
图2 四个红肉火龙果品种的总黄酮及总酚含量比较
Fig.2 Total flavonoids and total phenols in four red
pitahaya varieties
注：不同字母则表示存在显著性差异(下同)
2.2 抗氧化活性分析
由图3可知，通过DPPH法和ABTS法检测的4种红肉火龙果抗氧化活性均存在显著差异(P<0.05)，但2种方法检测结果具有一定的差异。其中，“台农一号”对·DPPH自由基清除能力显著高于“金都1号”(P<0.05)，而二者对ABTS自由基的清除能力无显著性差异(P>0.05)，但这2个品种对2种自由基的清除能力均显著低于“海南蜜宝”和“越南H14”。此外，通过2种方法检测得到“海南蜜宝”的抗氧化性均显著高于“越南H14”(P<0.05)，该结果主要是由各品种中Vc、总酚、总黄酮及甜菜红素含量的差异引起。可以看出，本研究中火龙果的抗氧化活性与甜菜红素(图1-A)及总黄酮含量(图2)变化趋势较为一致。多数研究已表明果汁中的Vc、总酚和黄酮具有很强的抗氧化能力，如王振帅等[26]的研究结果表明红肉火龙果汁在不同杀菌方式下的总酚含量与抗氧化能力强弱变化趋势相一致，认为总酚在抗氧化能力方面起重要作用。相似的，LEONG等[27]证明红肉火龙果果肉和果皮提取物的抗氧化活性与总酚和甜菜红素含量呈现相关性，尤其是铁离子还原能力(ferric-reducing/antioxidant power, FRAP)与甜菜红素含量两者相关系数高达0.989。如果单独考虑抗氧化活性，“海南蜜宝”较“越南H14”更具有抗氧化活性。
图3 四个红肉火龙果品种抗氧化活性比较
Fig.3 Antioxidant capacity of four red pitahaya varieties
were compared
2.3 四种红肉火龙果中主要挥发性成分分析
虽然火龙果香气较为清淡，但其清新的挥发性香气成分仍然是吸引消费者的重要因素。由图4和表2可知，红肉火龙果中挥发性成分含量最高的是醛类，其次是醇类，而酸类较少。其中正己醛丰度最高，且在4种红肉火龙果挥发性成分中占比均在45%以上，说明其可能对红肉火龙果的风味影响最大。这与沈林章等[28]所得结果相符，他们得出红肉火龙果果肉的特征香气成分含量大小依次为：正己醛>肉豆蔻醛>2-正戊基呋喃>橙花叔醇>己酸>肉豆蔻酸，且前3者均属于“清香型”香气成分。此外，“越南H14”中醇类占比(40.43%)明显高于其他3个品种的占比；但“越南H14”中酯类占比在4个品种中最小(4.21%)，比“海南蜜宝”、“金都1号”和“台农一号”分别低4.83%、0.11%和2.55%。在果实中，醇类和酯类分别是“花香味”和“果香味”的主要来源，两者含量越高，香气越浓郁[29-30]。通过挥发性成分比较发现，“海南蜜宝”、“金都1号”和“台农一号”三者差异不大，而“越南H14”醛类和醇类较为均衡，较其他3个品种制汁的风味更突出和独特。
图4 四种红肉火龙果汁中挥发性成分
Fig.4 Volatile compositions in four red pitahaya juices
表2 四个红肉火龙果品种挥发性香气物质含量
Table 2 Volatile compositionscontent of four red
pitahaya varieties
挥发性物质含量/%海南蜜宝金都1号台农一号越南H14醇类8.4812.5910.6540.43酯类9.044.326.764.21醛类65.4481.6171.9952.57酮类7.880.596.380酸类1.560.130.330.31烷烯类6.4202.420.35其他00.8800
3 结论
在4种红肉火龙果品种中，“越南H14”的出汁率最高、糖含量最高、糖酸比最优，在加工过程不需要添加过多的调配料即可满足消费者的接受度。此外，“越南H14”抗氧化成分含量较高，尤其是Vc和总酚含量均显著高于其他3种(P<0.05)。一般抗氧化成分含量越高，抗氧化活性越强。本研究结果表明，红肉火龙果的抗氧化活性与甜菜红素、总黄酮含量呈现一定正相关性。“越南H14”挥发性成分中醇类占比最高(40.43%)，制汁后的风味较其他3者醇香更明显，“花香味”更浓郁。综上，从基本理化性质、抗氧化活性以及挥发性成分等方面分析表明“越南H14”较“海南蜜宝”、“金都1号”和“台农一号”更适合红肉火龙果汁的加工。
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