TỔNG QUAN về THANH LONG và ỨNG DỤNG vỏ THANH LONG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Review: TỔNG QUAN VỀ THANH LONG VÀ ỨNG DỤNG VỎ THANH LONG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Phan Phước Thảnh, Lê Thị Ngọc Mai, Võ Lê Ngân Hà Trần Thủy Trúc Viện Khoa học Ứng dụng Hutech, Trường Đại học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh (HUTECH) Giảng viên hướng dẫn: ThS Trương Thị Phương Khanh TÓM TẮT Thanh long loại trái kỳ lạ bổ dưỡng tuyệt vời trồng khắp khu vực khơ cằn tồn cầu, đặc biệt nước châu Á Trái với hình dạng hấp dẫn màu sắc tuyệt vời làm tăng giá trị thương mại với cách chế biến Có nhiều thành phần dinh dưỡng quan trọng như: carotene, canxi, chất xơ, vitamin B, vitamin C phospho Trái chế biến thành nhiều sản phẩm giá trị gia tăng, nhiên, điều bị giới hạn ngành cơng nghiệp chế biến quy mơ nhỏ Ngồi chế biến bột, việc sử dụng sản phẩm (vỏ, hạt) góp phần giảm vấn đề xử lý chất thải, tăng giá trị cho sản phẩm thực phẩm ứng dụng công nghiệp khác Bài đánh giá làm bật lợi ích long ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm Hơn nữa, cơng việc nhằm mục đích sử dụng tồn diện loại trái thơng qua phương pháp bổ sung giá trị sử dụng phụ phẩm Từ khóa: Lợi ích long, màu tự nhiên, pectin, long, vỏ long TỔNG QUAN Thanh long, gọi pitaya pitahaya thuộc họ Cactaceae phổ biến hai chi riêng biệt 'Hylocereus' 'Selenicereus' Các giống trồng thương mại phổ biến từ chi Hylocereus bao gồm khoảng 16 lồi khác (Esquivel et al 2007) Cịn gọi pitayaroja (tiếng Tây Ban Nha) la pitahaya rouge (tiếng Pháp) Thanh long có thân dài khoảng mét trồng khu vực có lượng mưa hàng năm, phù hợp để canh tác (Lim et al 2010) Các lồi Pitaya chủ yếu tìm thấy Mesoamerica cảnh quan khác nhau, từ vài mét đến 1700 m mực nước biển lượng mưa 500 đến 2000 mm Việc trồng trọt chủ yếu khoảng 20 quốc gia (Mizrahi et al 1996) Có ba giống trồng thương mại bao gồm: Hylocereus undatus (thanh long ruột trắng), Hylocereus costaricensis (thanh long ruột đỏ), Hylocereus megalanthus (thanh long ruột trắng vỏ vàng) Hylocereus undatus Hylocereus costaricensis Hylocereus megalanthus Ruột trắng với vỏ đỏ Ruột đỏ với vỏ đỏ Ruột trắng với vỏ vàng ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC 2.1 Đặc điểm cấu trúc Thanh long bao gồm ba thành phần chính: thịt (47,40-73,76%), vỏ (36,70-37,60%) hạt giống (2,7014,67%) Màu sắc bột trái thay đổi từ màu trắng đến màu đỏ tím (Esquivel et al 2007) Vỏ long chủ yếu có màu đỏ vàn (Lim et al 2010) Ngoài ra, màu đỏ vỏ long đỏ đậm so với long trắng Hạt nhỏ, mềm, ăn màu đen (Mizrahi et al 1996) 2.2 Thành phần hóa học vỏ long 2.2.1 Trái long Trái long nhận ý từ nhà nghiên cứu giá trị dinh dưỡng mà mang lại phận Do chúng chế biến thành sản phẩm khác Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng phận khác long Thịt Vỏ Hạt Độ ẩm (g/100 g thịt quả) 82.5–89.4d 84.86–91.19a,b 12.6 ± 6h c b pH 4.26–4.98 4.83–5.48 3.1–6.1k Chất khô (%) 12 ± 1e NR NR Density 20°C (g/cm ) 1.02–1.04c NR NR Acid Titratable (%) 3.15–6.85c 0.22–0.25b NR Tổng chất rắn hòa tan (°Brix) 7.50–12.92c 7.15–12.77b NR c k Tổng chất rắn hòa tan : acid Titratable 10.93–35.20 4.60–5.70 NR Pectin (mg/g) 0.64–1.36c NR NR Hàm lượng chất béo (%) 0.10–0.61d 0.02–0.07b 29.6 ± 6h Hàm lượng tro (%) 0.28–0.50d 14.29a 2.1 ± 1h b Hàm lượng khoáng NR 0.17–0.22 NR Tổng hàm lượng phenolic (mg/100 g) 3.75–19.72g 28.16–36.12g 1356 ± 2.04i Tổng hàm lượng chất xơ (g/100 g) 1.1–3.20f 69.30 ± 0.53j 30.2 ± 19h Tổng hàm lượng acid ascorbic (mg/100 g) 13.0–55.80f NR NR Tổng Vitamin C (g/1000 ml) 0.32–0.58c 0.0704–0.0762 0.0036 ± 0.01i Hàm lượng Protein (g/100 ml) 12-12.5e 0.64–0.66b, 0.95 ± 0.15j 20.6 ± 6h j 0.08 Citric acid (g/100 ml) 9.5–21.1c NR c 0.64 j Malic acid (g/100 ml) 60.8–82.0 NR Glucose (g/100 ml) 491.4–1039.5c 4.15 ± 0.03j NR Fructose (g/100 ml) 192.0–289.7c 0.86 ± 0.02 j NR a Hàm lượng Betacyanin (mg/g of dm) NR 41.55 NR Tổng hàm lượng carbohydrates (%) NR 6.20 ± 0.09j 35.2 ± 15h Các giá trị báo cáo liên quan đến ba lồi (Ruột trắng vỏ trắng, Ruột đỏ vỏ đỏ, Ruột trắng vỏ vàng) long 2.2.2 Vỏ long Vỏ long sản phẩm bổ trợ cịn sót lại từ tiêu thụ tươi chế biến trái Nó chiếm khoảng phần tư toàn trái Vỏ long có chứa thành phần giá trị Ngồi ra, cịn có tiềm chất kháng khuẩn (Lourith, et al 2013), chất tạo màu tự nhiên chất chống oxy hóa Các tính chất hóa lý vỏ long thể Bảng 2.2 Bảng 2.2 Tính chất hóa lý vỏ long Chỉ tiêu Thanh long thịt trắng Thanh long thịt đỏ pH 4.68 + 0.005a 4.65 + 0.004a a Chất khô (g/100 g) 9.19 + 0.24 6.55 + 0.28b Vitamin C (mg/100 g) 5.06 + 0.17a 12.95 + 0.09b Betacyanin (mg/100 g) 10.19 + 0.24a 19.98 + 0.32b Tham số màu L* (lightness) a* (redness) b* (yellowness) 31.05 + 0.28a 17.98 + 0.54a -2.41 + 0.12a 30.48 + 0.23a 17.64 + 0.72a -0.99 + 0.16b Giá trị pH 4,7 chất khô (7-9 g/100 g trọng lượng tươi) vỏ long có giá trị tương đương Hàm lượng vitamin C vỏ long thịt đỏ gấp khoảng 2.5 lần so với long thịt trắng (13 mg/100g so với mg/100 g) Khơng có khác biệt đáng kể giá trị L* (độ sáng) a * (đỏ) vỏ long, giá trị b * (độ vàng) vỏ long thịt đỏ cao so với long thịt trắng Các số đưa ± SD (N = 3) nội dung dựa sở trọng lượng tươi Các số cho thấy khác biệt đáng kể (p < 0,05) Như báo cáo cho thấy hai loại vỏ long chứa lượng đáng kể betacyanin (sắc tố đỏ/tím) Theo Bảng 2.2, tổng hàm lượng betacyanin vỏ long thịt đỏ gấp đôi lượng vỏ thịt trắng (20 mg/100 g so với 10 mg/100 g) Sắc tố betacyanin long xác định bao gồm chủ yếu betanin, phyllocactin, hylocerenin dẫn xuất chúng (Lichtenzveig et al 2000) Chúng áp dụng ngành cơng nghiệp thực phẩm loại chất màu tự nhiên Ngồi ra, betacyanin long chiết xuất đơn giản cách đun nóng 100°C phút pH để có suất cao sắc tố (Kim et al 2011) Tuy nhiên, suy thối betacyanin thơng qua xử lý nhiệt tự nhiên xảy Mỗi phần long (thịt quả, vỏ, hạt, nụ hoa, hoa khơ) có giá trị dinh dưỡng to lớn chất chống oxy hóa, chất xơ, vitamin C, khống chất, đặc biệt canxi phostpho (Bảng 2.2) ỨNG DỤNG CỦA VỎ THANH LONG TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Thanh long có chứa khoảng 36% vỏ, 50% thịt 10% hạt, đó, thịt được sử dụng để sản xuất bột Hạt giống chủ yếu sử dụng để chiết xuất dầu có chứa khoảng 50% axit béo thiết yếu (Ariffin et al 2009) Ngồi ra, hạt giống có ứng dụng thành phần nhiều sản phẩm thực phẩm xi-rô, kem, sherbet, kẹo, sữa chua bánh Vỏ ứng dụng ngành cơng nghiệp phân bón nghiên cứu để ứng dụng ngành công nghiệp thực phẩm như: pectin, bột vỏ long, bột màu tự nhiên Vỏ trái có tiềm chất kháng khuẩn (Nurliyana et al 2010), chất tạo màu tự nhiên chất chống oxy hóa Vỏ có tác dụng chiết xuất chất tạo màu thực phẩm tự nhiên nguồn pectin (Ariffin et al 2009) 3.1 Bột vỏ long Vỏ long có chứa hàm lượng chất xơ cao gần 10%, tốt cho việc hỗ trọ hệ tiêu hóa Bên cạnh đó, cịn có vitamin C 10mg/100g vỏ, sắc tố màu betacyanin gần 20mg/100g vỏ giúp chống oxy hóa Bột vỏ long chế biến cách nghiền vỏ khô thành bột mịn, cho kết sau: 21,34% chất xơ thô; 16,74% tro; độ ẩm 6,66%; 4,35% protein thô; 1,28% chất béo thô Bột thể khả hút nước 14,90 g/g Khả hấp thụ dầu 89 g/g, độ hòa tan 75,66%, lực trương nở 18,31 nồng độ gel hóa tối thiểu 6% Vỏ long tạo lượng bột đáng kể Bột chứa thuộc tính dinh dưỡng bổ sung cho thiếu hụt chất xơ khống chất Nó có đặc tính chức mong muốn nghiên cứu thêm để thay bột mì đa dụng nhằm nâng cao chất lượng dinh dưỡng sản phẩm giá trị gia tăng Các đặc tính chức bột vỏ long xác định khả giữ nước (WHC), khả giữ dầu (OHC) khả trương nở (SWC) (Rosiana1 et al 2020) Bột vỏ long đỏ có khả giảm cholesterol tồn phần, trigliserida, LDL-c Tăng mức HDL-c Bột vỏ long đỏ tiêu thụ chất bổ sung thực phẩm giúp trì thể khỏe mạnh ngăn ngừa tăng lipid máu (Hernawati et al 2018) 3.2 Màu tự nhiên Vỏ long làm phân bón, vỏ có chứa lượng màu betacyanin cao chiếm gần 20mg/100g vỏ Vì sản phẩm màu thực phẩm tự nhiên giúp chống oxy hóa Được kỳ vọng lành mạnh hấp dẫn đặc biệt người tiêu dùng Phát triển bột vỏ long chất tạo màu thực phẩm tự nhiên không tốt cho thể người mà thân thiện với xã hội mơi trường Bột vỏ long ước tính có hiệu chi phí, có nguồn gốc từ phần dùng lần (vỏ) trái Các công ty sản xuất sản phẩm từ long đa dạng hóa dây chuyền sản xuất họ thành sản phẩm cách sử dụng vỏ trái để tránh lãng phí Lớp màu đỏ trái có nguồn vitamin phong phú B1, B2, B3 C, khoáng chất kali, natri, canxi, sắt phốt pho, chất dinh dưỡng chất béo, protein, carbohydrate, flavonoid, chất xơ thô, thiamin, phytoalbumin, niacin, pyridoxine, kobalamin, glucose, betacyanin, phenolic, carotene polyphenol (Le Bellec et al 2006) Hơn nữa, loại trái có hoạt tính chống oxy hóa tương đối cao so với loại trái cận nhiệt đới khác (Davis 2007) Betalains, chiết xuất từ vỏ long sử dụng phần lớn cho chất phụ gia chiết xuất màu thực phẩm bao gồm sắc tố đỏ vàng, bao gồm thành phần chủ yếu betacyanin betaxanthin Betacyanin thành phần (95%) sắc tố đỏ chiết xuất vỏ long, góp phần tạo sản phẩm chăm sóc sức khỏe sắc đẹp Trong họ Caryophyllales, betalain phân loại nhóm với sắc tố anthocyanin (Cai et al 2005, Kimler et al 1971, Strack et al 2003) Bởi vỏ long chứa betalain nên sử dụng làm thuốc nhuộm tự nhiên (Harivaindaran et al 2008) Tuy nhiên, lớp vỏ long có tiềm cao chất tạo màu phụ gia thực phẩm tự nhiên 3.3 Pectin Qua kết nghiên cứu thấy rằng, mức độ ester hóa hàm lượng pectin thấp nên vỏ long khơng thích hợp để chiết xuất pectin Tuy nhiên, độ nhớt cao nồng độ thấp cho thấy tương đồng với chất làm đặc thương mại có sẵn thị trường guar gum De Mello cộng sự, thơng qua kết thí nghiệm họ cho thấy vỏ pitaya có tính ổn định nhiệt dạng gel mạnh trình gia nhiệt nhiệt độ khác (5°C đến 95°C) cho thấy coi chất tạo cấu trúc (Montoya-Arroyo et al 2014) Pectin từ phần khác vỏ long (Hylocereus polyrhizus) chiết xuất cách sử dụng axit citric 1% đặc tính hóa lý pectin nghiên cứu Sản lượng pectin cao 26,38% (trên sở khối lượng khô) thu từ lớp bên tươi vỏ chiết xuất thực nhiệt độ 73°C, thời gian 67 phút, pH 2,03, tỷ lệ vỏ long tươi:axit citric = 1:4 (w/v), tỷ lệ bột vỏ long:axit citric = 1:50 (w/v) Pectin cho thấy mức độ ester hóa cao 63,74% so sánh với pectin từ phần khác vỏ long Qua mức độ ester hóa xác nhận pectin chiết xuất pectin metoxyl cao Pectin thể tính ổn định cấu trúc nồng độ 2,0% 3,0% Mặc dù độ nhớt pectin từ vỏ long thấp pectin táo cam quýt thương mại, sử dụng thành phần chức sức khỏe thực phẩm đồ uống có độ nhớt thấp (Muhammad et al 2014) KẾT LUẬN Thanh long loại ăn có tiềm tiếp thị nước quốc tế lớn Do đặc tính dinh dưỡng chức nó, giúp giảm nguy mắc bệnh mãn tính, bổ sung chất chống oxi hóa, vitamin cho thể Bột vỏ long pectin ứng dụng ngành công nghiệp thực phẩm Bên cạnh đó, chất tạo màu có nguồn gốc tự nhiên nhu cầu nhiều người tiêu dùng Bài báo đưa thông tin chi tiết việc sử dụng hoàn toàn trái long sản phẩm để chế biến thực phẩm ứng dụng nhằm nâng cao giá trị Hiện tại, sản phẩm chế biến có nguồn gốc từ long dần xuất thị trường cần phải nghiên cứu thêm để cải thiện hội kinh doanh chúng Thanh long sử dụng để sản xuất sản phẩm gia tăng giá trị khác cung cấp sản phẩm long toàn cầu Việc chế biến sản phẩm phụ vỏ, hạt nâng cao lợi nhuận mà cung cấp thêm sản phẩm cho ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm dược phẩm Tóm lại, long nước thử nghiệm phát triển hưởng lợi rộng rãi nhờ chế biến long hiệu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Esquivel, P.; Stintzing, F C.; Carle, R Comparison of Morphological and Chemical Fruit Traits from Different Pitaya Genotypes (Hylocereus Sp.) Grown in Costa Rica J Appl Bot Food Qual 2007, 81,7–14 [2] Lim, H K.; Tan, C P.; Karim, R.; Ariffin, A A.; Bakar, J Chemical Composition and DSC Thermal Properties of Two Species of Hylocereus cacti Seed Oil: Hylocereus undatus and Hylocereus polyrhizus Food Chem 2010, 119(4), 1326–1331 DOI: 10.1016/j foodchem.2009.09.002 [3] Mizrahi, Y.; Nerd, A New Crops as Possible Solution for the Troubled Israeli Export Market In Trends in New Crops and New Uses; Janick, J., Whipkey, A., Eds.; ASHS Press: Alexandria, 1996; pp 37–45 [4] Lichtenzveig, J.; Abbo, S.; Nerd, A.; Tel-Zur, N.; Mizrahi, Y Cytology and Mating Systems in the Climbing Cacti Hylocereus and Selenicereus Am J Bot 2000, 87(7), 1058–1065 DOI: 10.2307/2657005 [5] Kim, H., H.-K Choi, J.Y Moon, Y.S Kim, A Mosaddik, and S.K Cho, 2011 Comparative antioxidant and antiproliferative activities of red and white pitayas and their correlation with flavonoid and polyphenol content Journal of Food Science 76: C38- C45 [6] Harivaindaran, K.V., O.P.S Rebecca, and S Chandran, 2008 Study of optimal temperature, pH and stability of dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) peel for use as potential natural colorants Pakistan Journal of Biological Sciences 11: 2259-2263 [7] Stintzing, F.C., A Schieber, and R Carle, 2003 Evaluation of colour properties and chemical quality parameters of cactus juices European Food Research Technology 216: 303- 311 [8] Lourith, N.; Kanlayavattanakul, M Antioxidant and Stability of Dragon Fruit Peel Colour Agro FOOD Ind Hi Tech 2013, 24(3), 56–58 [9] Ariffin, A A.; Bakar, J.; Tan, C P.; Rahman, R A.; Karim, R.; Loi, C C Essential Fatty Acids of Pitaya (Dragon Fruit) Seed Oil Food Chem 2009, 114(2), 561–564 DOI: 10.1016/j foodchem.2008.09.108 [10] Nurliyana, R.; Syed Zahir, I.; Mustapha Suleiman, K.; Aisyah, M R.; Kamarul Rahim, K Antioxidant Study of Pulps and Peels of Dragon Fruits: A Comparative Study Int Food Res J 2010, 17, 367–375 [11] Hernawati, N A Setiawan, R Shintawatin, & D Priyandoko The role of red dragon fruit peel ( Hylocereus polyrhizus ) to improvement blood lipid levels of hyperlipidaemia male mice, 2018 J Phys.: Conf Ser 1013 012167 [12] S.L Chia and G.H Chong Effect of Drum Drying on Physico-chemical Characteristics of Dragon Fruit Peel (Hylocereus polyrhizus), February 2015 [13] Le Bellec, F., Vaillant, F., & Imbert, E (2006) Pitahaya (Hylocereus spp.): A new fruit crop, a market with a future Fruits, 61(04), 237-250 [14] Davis (2007) Pitahaya (Dragon Fruit) Research & Production in California UC Small Farm Program 2007 Specialty Crops Conference Davis, CA [15] Cai, Y.Z., Sun, M., & Corke, H (2005) Characterization and application of betalain pigments from plants of the Amaranthaceae Trends in Food Science & Technology, 16(9), 370-376 [16] Kimler, L., Larson, R.A., Messenger, L., Moore, J.B., & Mabry, T.J (1971) Betalamic acid, a new naturally occurring pigment Journal of the Chemical Society D: Chemical Communications(21), 1329-1330 [17] Strack, D., Vogt, T., & Schliemann, W (2003) Recent advances in betalain research Phytochemistry, 62(3), 247-269 [18] Esquivel, Patricia, Stintzing, Florian C., & Carle, Reinhold (2007) Pigment pattern and expression of colour in fruits from different Hylocereus sp genotypes Innovative Food Science & Emerging Technologies, 8(3), 451-457 [19] Harivaindaran, KV, Rebecca, OPS, & Chandran, S (2008) Study of optimal temperature, pH and stability of dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) peel for use as potential natural colorant Pakistan Journal of Biological Sciences, 11(18), 2259-2263 [20] Muhammad, K., Mohd Zahari, N I., Gannasin, S P., Mohd Adzahan, N., & Bakar, J (2014) High methoxyl pectin from dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) peel Food Hydrocolloids, 42, 289297 Doi:10.1016/j.foodhyd.2014.03.021 [21] Montoya-Arroyo, A.; Schweiggert, R M.; Pineda-Castro, M.; Sramek, M.; Kohlus, R.; Carle, R.; Esquivel, P Characterization of Cell Wall Polysaccharides of Purple Pitaya (Hylocereussp.) Pericarp Food Hydrocolloids 2014, 35, 557–564 DOI: 10.1016/j foodhyd.2013.07.010