Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu quy trình công nghệ nước ép thanh long bằng phương pháp lạnh đông chậm

Phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu trong nghiên cứu công nghệ sản xuất nước ép thanh long .... Xây dựng bảng yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu sản xuất nước ép thanh lo

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNGNGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NƯỚC ÉP THANH LONG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẠNH ĐÔNG CHẬM

SVTH: PHAN THỊ HƯƠNG TRÀ

S K L 0 1 3 1 8 5

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2024

Trang i

NHIỆM VỤ KH ÓA LU ẬN TỐT N GH IỆP

Trang ii LỜI CẢM ƠN

Hành trình sinh viên của tôi tại mái trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật đã dần tới hồi kết Trong khoảng thời học tập tại trường, tôi may mắn nhận được sự dạy dỗ của các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm, khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm nói riêng và các thầy cô đã và đang làm việc tại trường nói chung Thầy cô không chỉ truyền đạt kiến thức hàn lâm khoa học về các môn đại cương nền tảng và chuyên ngành mà còn giúp tôi có thêm các kỹ năng cần thiết trước khi bước ra trường đời Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cô, chúc các thầy cô có sức khỏe dồi dào và thành công với những dự định sắp tới

Trong thời gian 6 tháng thực hiện Khóa luận tốt nghiệp, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến giảng viên hướng dẫn trực tiếp cho tôi là thầy PGS TS Nguyễn Tấn Dũng Thầy đã luôn tận tình chỉ dạy, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm và định hướng cho tôi từ giai đoạn mới bắt đầu thực hiện cho đến khi hoàn chỉnh Khóa luận tốt nghiệp Tôi xin chân thành biết ơn và khắc sâu những lời răn dạy quý báu của thầy

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến cô ThS Hồ Thị Thu Trang là giảng viên đồng thời là chuyên viên phụ trách thiết bị, hóa chất phòng thí nghiệm cùng các thầy cô phụ trách quản lý các xưởng thực hành CNTP 1, CNTP 3, B209 Cảm ơn các thầy cô đã luôn hỗ trợ tận tình và giúp đỡ tôi rất nhiều về dụng cụ, hướng dẫn vận hành máy móc, thiết bị trong suốt quá trình nghiên cứu

Luận văn tốt nghiệp này là sự cố gắng của tôi trong thời gian dài nghiên cứu nhưng với điều kiện thời gian cũng như kiến thức, kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên nên những thiếu sót là không thể tránh khỏi Do đó, tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo của các quý thầy cô để tôi có thể hoàn thành một cách tốt và hoàn thiện nhất

Trân trọng cảm ơn!

Trang iii LỜI CAM ĐOAN

Trang iv

Trang v

Trang vi

NGHI ỆP CỦA N GƯỜI P HẢN BIỆN

Trang vii

Trang viii

Trang ix

ĐỒNG X ÉT BẢO V Ệ KHÓA LUẬN

Trang x

Trang xi

Trang xii MỤC LỤC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI CAM ĐOAN iii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN iv

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN vi

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA HỘI ĐỒNG XÉT BẢO VỆ KHÓA LUẬN ix

MỤC LỤC xii

DANH MỤC HÌNH xvi

DANH MỤC BẢNG xviii

TÊN GỌI VÀ CHỮ VIẾT TẮT xx

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xxi

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 3

3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu đề tài 3

4 Nội dung nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Ý nghĩa khoa học 4

7 Ý nghĩa thực tiễn 4

8 Bố cục 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Tổng quan về nguyên liệu 5

1.1.1 Nguồn gốc thực vật và đặc điểm hình thái 5

1.1.2 Phân bố 6

1.1.3 Phân loại 8

Trang xiii

1.1.4 Thành phần dinh dưỡng của thanh long 9

1.1.5 Những đặc điểm sinh học trong chu kỳ phát triển của thanh long 13

1.1.6 Công dụng và lợi ích sức khỏe của thanh long 15

1.1.7 Tình hình sản xuất, thu hoạch và tiêu thụ thanh long 17

1.1.8 Một số sản phẩm chế biến từ thanh long trên thị trường 20

1.1.9 Tiêu chuẩn chất lượng của thanh long nguyên liệu 21

1.2 Cơ sở khoa học về lạnh đông 24

1.2.1 Quá trình lạnh đông thực phẩm 24

1.2.2 Nguyên lý cơ bản của lạnh đông 24

1.2.3 Phân loại các phương pháp lạnh đông 26

1.2.4 Những biến đổi chính trong quá trình lạnh đông 28

1.2.5 Ưu, nhược điểm của kỹ thuật lạnh đông 30

1.2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lạnh đông 31

1.2.7 Lựa chọn phương pháp lạnh đông phù hợp 34

1.2.8 Hệ thống và thiết bị lạnh đông 35

1.3 Công nghệ sản xuất nước ép thanh long 39

1.3.1 Quy trình công nghệ sản xuất nước ép thanh long 39

1.3.2 Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nước ép thanh long 42

1.3.3 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất nước ép thanh long 43

1.3.4 Các tiêu chí đánh giá sản phẩm 45

1.3.5 Bài toán tối ưu hóa trong công nghệ 46

1.3.6 Kết luận 47

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48

2.1 Nguyên liệu nghiên cứu 48

2.1.1 Nguyên liệu chính: Thanh long 48

2.1.2 Nguyên liệu phụ 49

2.2 Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 50

2.2.1 Dụng cụ thực nghiệm 50

2.2.2 Thiết bị thực nghiệm 50

Trang xiv

2.3 Phương pháp nghiên cứu 52

2.3.1 Phương pháp tiếp cận hệ thống và sơ đồ nghiên cứu 52

2.3.2 Phương pháp xác định các yếu tố công nghệ 54

2.3.3 Phương pháp xác định thành phần hóa học và dinh dưỡng của nguyên liệu tươi và sản phẩm 55

2.3.4 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm 55

2.3.5 Phương pháp xác định các hàm mục tiêu trong công nghệ 56

2.3.6 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm 60

2.3.7 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 61

2.3.8 Phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu trong nghiên cứu công nghệ sản xuất nước ép thanh long 65

2.3.9 Một số công cụ toán học và công nghệ thông hỗ trợ quá trình nghiên cứu 67

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 68

3.1 Xác định thành phần hóa học và dinh dưỡng của nguyên liệu 68

3.2 Khảo sát tỉ lệ phối trộn thanh long trắng và thanh long đỏ 69

3.3 Khảo sát tỉ lệ bổ sung đường vào dịch ép 70

3.4 Xây dựng bảng yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu sản xuất nước ép thanh long đỏ lạnh đông chậm 71

3.4.1 Thời gian lạnh đông 71

3.4.2 Thời gian rã đông 73

3.4.3 Nhiệt độ thanh trùng 74

3.4.4 Xây dựng bảng các yếu tố ảnh hưởng đến BTTƯ 75

3.5 Xây dựng phương án thực nghiệm và tiến hành thí nghiệm 75

3.6 Xây dựng mô hình toán mô tả hiệu suất thu hồi dịch ép 78

3.7 Xây dựng mô hình toán mô tả độ tổn thất vitamin C 81

3.8 Xây dựng mô hình toán mô tả đánh giá cảm quan 83

3.9 Tối ưu hóa để xác lập chế độ công nghệ 87

3.9.1 Xây dựng và giải các BTTƯ hóa một mục tiêu để xác định chế độ công nghệ 87

Trang xv

3.9.2 Xây dựng BTTƯ hóa đa mục tiêu bằng phương pháp điểm không tưởng 88

3.10 Kết quả thực nghiệm kiểm chứng và bàn luận 90

3.10.1 Kết quả thực nghiệm 90

3.10.2 Bàn luận 91

3.11 Đánh giá cảm quan sản phẩm nước ép thanh long đỏ lạnh đông chậm chế độ công nghệ tối ưu 92

3.12 Đánh giá chất lượng của sản phẩm tối ưu 94

3.12.1 Đánh giá thành phần hóa học và dinh dưỡng của sản phẩm nước ép thanh long bằng phương pháp lạnh đông chậm 94

3.12.2 Đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật và kim loại nặng trong sản phẩm nước ép thanh long đỏ lạnh đông chậm 96

3.13 Xây dựng quy trình công nghệ lạnh đông chậm hoàn chỉnh cho sản phẩm nước ép thanh long 97

3.13.1 Quy trình công nghệ 97

3.13.2 Thuyết minh quy trình 98

3.14 Triển vọng trong ứng dụng công nghệ lạnh đông chậm 101

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

PHỤ LỤC 109

Trang xvi DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Vị trí trồng thanh long trên toàn thế giới 7

Hình 1.2 Ba loại thanh long chính [8] 8

Hình 1.3 Quá trình phát triển của quả thanh long sau khi hoa nở 14

Hình 1.4 Ba cơ chế tái kết tinh (bồi tụ, di chuyển và đẳng khối bề mặt) 25

Hình 1.5 Quá trình hình thành điểm đóng băng 26

Hình 1.6 Hệ thống tủ cấp đông với môi chất R22 cấp dịch từ bình trống tràn 38

Hình 1.7 Quy trình sản xuất nước ép thanh long 39

Hình 2.1 Thanh long chuẩn bị đưa vào cấp đông 49

Hình 2.2 Đường và acid citric 49

Hình 2.3 Cân phân tích 2 chữ số 50

Hình 2.4 Tủ lạnh đông thực phẩm 51

Hình 2.5 Bể điều nhiệt 52

Hình 2.6 Sơ đồ nghiên cứu hệ thống sản xuất nước ép thanh long 53

Hình 2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lạnh đông 54

Hình 2.8 Phương trình oxy hóa acid ascorbic 56

Hình 2.9 Mẫu nước ép thanh long trước khi đo vitamin C (trái), mẫu nước ép thanh long sau khi đo vitamin C (phải) 58

Hình 2.10 Sơ đồ đối tượng công nghệ sản xuất nước ép thanh long 61

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn thời gian lạnh đông ảnh hưởng hiệu suất thu hồi dịch ép 72

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn thời gian rã đông ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dịch ép 73

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ thanh trùng ảnh hưởng đến độ tổn thất vitamin C 74

Hình 3.4 Mô hình thực nghiệm 76

Hình 3.5 Sản phẩm thanh long đỏ tối ưu 91

Hình 3.6 Các mẫu thực hiện đánh giá cảm quan 92

Hình 3.7 Biểu đồ đánh giá sự yêu thích của các sản phẩm về các tiêu chí 93

Trang xvii

Hình 3.8 Quy trình sản xuất nước ép thanh long tối ưu 97

Trang xviii DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bậc phân loại của thanh long [4] 5

Bảng 1.2 Giá trị dinh dưỡng có trong 100 g của các loài thanh long khác nhau 9

Bảng 1.3 Một số sản phẩm chế biến từ thanh long trên thị trường 21

Bảng 1.4 Yêu cầu tối thiểu đối với trái thanh long nguyên liệu [60] 21

Bảng 1.5 Phân hạng thanh long nguyên liệu theo đặc tính vật lý [60] 22

Bảng 1.6 Phân hạng thanh long nguyên liệu theo trọng lượng [60] 23

Bảng 1.7 Yêu cầu vi sinh và kim loại nặng của thanh long nguyên liệu [61, 62] 24

Bảng 1.8 Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nước ép thanh long [64] 43

Bảng 2.1 Chỉ tiêu cơ bản chọn thanh long nguyên liệu 48

Bảng 2.4 Phương pháp đánh giá chỉ tiêu vi sinh và kim loại nặng 55

Bảng 2.6 Các mức yếu tố ảnh hưởng 62

Bảng 2.7 Ma trận thực nghiệm trực giao cấp 2 63

Bảng 3.1 Thành phần hóa học của thanh long tính trên 100 g ăn được 68

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát tỷ lệ phối trộn nguyên liệu 69

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát tỉ lệ bổ sung đường 70

Bảng 3.4 Kết quả thời gian lạnh đông ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dịch ép 72

Bảng 3.5 Kết quả thời gian rã đông ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi dịch ép 73

Bảng 3.6 Kết quả thời gian thanh trùng ảnh hưởng đến độ tổn thất vitamin C 74

Bảng 3.7 Số liệu các mức yếu tố ảnh hưởng 75

Bảng 3.8 Số liệu thực nghiệm xác định các hàm mục tiêu 77

Bảng 3.9 Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao mô tả hiệu suất dịch ép 78

Bảng 3.10 Hệ số bj và bjk của phương trình mô tả hiệu suất thu hồi dịch ép 79

Bảng 3.11 Giá trị phương sai các hệ số bj và tj mô tả hiệu suất dịch ép 79

Bảng 3.12 Giá trị phương sai và kiểm định Fisher mô tả hiệu suất dịch ép 80

Bảng 3.13 Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao mô tả độ tổn thất vitamin C 81

Bảng 3.14 Hệ số bj và bjk của phương trình mô tả độ tổn thất vitamin C 82

Bảng 3.15 Giá trị phương sai các hệ số bj và tj mô tả độ tổn thất vitamin C 82

Bảng 3.16 Giá trị phương sai và kiểm định Fisher mô tả độ tổn thất vitamin C 83

Trang xix

Bảng 3.17 Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao mô tả giá trị cảm quan 84

Bảng 3.18 Hệ số bj và bjk của phương trình mô tả giá trị cảm quan 85

Bảng 3.19 Giá trị phương sai các hệ số bj và tj mô tả giá trị cảm quan 85

Bảng 3.20 Giá trị phương sai và kiểm định Fisher mô tả giá trị cảm quan 86

Bảng 3.21 Kết quả tính toán tối ưu cho bài toán tối ưu một mục tiêu 88

Bảng 3.22 Thông số tối ưu cho nước ép thanh long 90

Bảng 3.23 Kết quả kiểm chứng mẫu tối ưu bằng thực nghiệm 91

Bảng 3.24 Thành phần dinh dưỡng của nước ép thanh long tối ưu trong 100 ml 95

Bảng 3.25 Chỉ tiêu vi sinh vật và kim loại nặng của nước ép thanh long tối ưu 96

Trang xx TÊN GỌI VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Trang xxi TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Sau khi nhận được đề tài với nội dung “Nghiên cứu quy trình công nghệ nước ép thanh long bằng phương pháp lạnh đông chậm”, với khoảng thời gian 6 tháng thực hiện Đầu tiên, tôi tiến hành chọn nguyên liệu thích hợp và kiểm tra chất lượng nguyên liệu thanh long Khi đã tìm được nguồn nguyên liệu đáp ứng được tiêu chuẩn đề ra, tôi tiến hành xây dựng quy trình công nghệ sản xuất nước ép thanh long sơ bộ Tìm hiểu các công đoạn xử lý nguyên liệu, nghiên cứu tỷ lệ phối chế thanh long trắng, thanh long đỏ và đường hợp lý

Tiến hành tìm hiểu về công nghệ lạnh đông trong thực phẩm Chọn ra các yếu tố công nghệ có ảnh hưởng đến quá trình sản xuất sản phẩm nước ép thanh long bao gồm thời gian lạnh đông, thời gian rã đông, nhiệt độ thanh trùng dựa trên các tiêu chí về hiệu suất thu hồi dịch ép, độ tổn thất hàm lượng vitamin C và điểm đánh giá cảm quan sản phẩm

Tiếp theo, thực hiện khảo sát thực nghiệm về thời gian, nhiệt độ cho nước ép thanh long để vẽ biểu đồ, chọn ra khoảng thời gian và nhiệt độ thích hợp Cuối cùng, tôi xây dựng và tiến hành giải bài toán tối ưu hóa có ba yếu tố đầu vào và ba yếu tố đầu ra, để tìm ra chế độ công nghệ sấy tối ưu, thỏa mãn đồng thời các hàm mục tiêu đã đặt ra trước đó

Kết quả tôi thu được như sau: các thông số tìm được gồm thời gian lạnh đông: 9,29 giờ; thời gian rã đông: 102,35 phút; nhiệt độ thanh trùng 86,93℃

Sau khi tìm ra các thông số tối ưu, tôi thực hiện thí nghiệm kiểm chứng để kiểm tra và phân tích chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm nước ép thanh long Cùng lúc đó, tôi tổ chức đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm thị hiếu để đánh giá sự ưa thích của người thử đối với sản phẩm tối ưu so với sản phẩm trên thị trường dựa trên các tiêu chí cụ thể như trạng thái, màu, mùi và vị

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 1

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam từ xưa đến nay vẫn là nước nông nghiệp, có sản lượng rau quả hằng năm lớn với kim ngạch xuất khẩu năm 2023 đạt 5,69 tỷ USD Theo Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn, trái cây và rau được thu hoạch hằng năm tại Việt Nam có sản lượng đạt hơn 31 triệu tấn nhưng mới chỉ 4,5 triệu tấn được đưa vào chế biến, chỉ chiếm 14% trong tổng sản lượng rau quả cả nước, việc tiêu thụ chủ yếu ở dạng tươi hoặc sơ chế bảo quản Bên cạnh đó, một số loại rau quả bị quá tải đúng vào mùa thu hoạch, tồn đọng lại làm giảm giá thành khiến cho thu nhập của người trồng trọt bị ảnh hưởng lớn Nếu phát triển theo hướng chế biến thì giá thành được kiểm soát, nâng giá trị hàng hoá lên gấp 3 – 4 lần so với giá quả tươi Không những thế, việc chế biến trái cây, rau củ còn làm tăng thời gian bảo quản, thoát khỏi thực trạng dư cung, giúp các sản phẩm trên thị trường được đa dạng hóa và đem lại lợi ích kinh tế bền vững cho người nông dân cũng như nhà sản xuất

Thanh long chính là loại trái cây độc đáo, quý hiếm ở không ít thị trường trên thế giới Tuy nhiên, với khí hậu nhiệt đới gió mùa ở nước ta rất thích hợp cho việc trồng thanh long nên sản lượng hằng năm rất lớn Ngoài ra, thanh long có tính giải khát rất tốt (hơn 80% là nước) và loại quả này còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe bởi nó giàu chất xơ, các loại vitamin đặc biệt là vitamin C, chứa hàm lượng các chất chống oxy hóa cao (betalain, flavonoid,…) cũng như lượng calo cực kỳ thấp giúp ngăn ngừa các bệnh về tim mạch, gan nhiễm mỡ, kiểm soát bệnh tiểu đường, kháng ung thư, tăng cường hệ miễn dịch, hỗ trợ tiêu hóa, giảm các dấu hiệu lão hóa,… Những năm gần đây, diện tích thanh long tại Việt Nam mở rộng rất nhanh, đạt khoảng 50 000 – 60 000 ha Thanh long là một trong 14 loại trái cây chủ lực trong “Đề án Phát triển cây ăn quả chủ lực đến năm 2025 và 2030” Nhiều năm liền loại quả này nằm trong nhóm ngành hàng đem về tỷ đô cho nông sản Việt Nam Tuy nhiên, đầu ra của thanh long tươi lại tùy thuộc rất nhiều vào thị trường Trung Quốc nên tình

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 2

trạng ứ đọng rất dễ xảy ra khi có sự cố phát sinh Và diện tích trồng thanh long của Trung Quốc tăng “thần tốc” từ 3400 ha năm 2011 lên đến 67000 ha vào năm 2021 (sản lượng đạt 1,6 triệu tấn), vượt qua Việt Nam Điều này được dự đoán là một trong những nguyên nhân khiến cho thanh long Việt Nam dần mất ưu thế tại thị trường Trung Quốc Vì vậy, việc nghiên cứu các phương pháp chế biến, bảo quản khác nhau nhằm tạo ra các sản phẩm mới, tăng giá trị và kéo dài thời gian bảo quản để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng đã và đang là một thử thách lớn cho ngành công nghiệp thực phẩm ở Việt Nam

Hiện nay, thanh long có thể được chế biến theo nhiều cách như phơi khô, sấy, nghiền thành bột, làm mứt hoặc chế biến thành nước giải khát, Và xu hướng mới của người tiêu dùng là sử dụng nước ép trái cây để vừa giải khát vừa cung cấp dưỡng chất một cách nhanh chóng Trên thị trường đã xuất hiện các dòng nước ép thanh long được thương mại hóa đến từ các thương hiệu như Bảo Long, A’fruit, Vinut, AnNa, DonNa Tower, Các sản phẩm đó hầu như chế biến theo cách ép truyền thống và lên men bằng enzyme trong thời gian dài Việc áp dụng công nghệ lạnh đông vào sản xuất nước ép thanh long là phương pháp mới Trong quá trình sản xuất nước ép thanh long, công nghệ lạnh đông giúp các chất dinh dưỡng gần như được giữ lại toàn bộ, duy trì độ tươi cho nguyên liệu, tăng hiệu suất dịch ép thu được, tăng thời gian bảo quản vì quá trình đóng băng tinh thể đã triệt phá môi trường sống của vi khuẩn, giúp thời gian sản xuất được rút ngắn, đa dạng hóa sản phẩm nước ép cũng như khẳng định giá trị công nghệ Ở công nghệ này, có ba tiêu chí cần được quan tâm là hiệu suất thu hồi dịch ép, độ tổn thất hàm lượng vitamin C và giá trị cảm quan của sản phẩm Các tiêu chí này có sự ràng buộc chặt chẽ với các thông số công nghệ như thời gian lạnh đông, thời gian rã đông và nhiệt độ thanh trùng Vì vậy việc tiến hành xây dựng và giải bài toán tối ưu hóa thực nghiệm bằng phương pháp “điểm không tưởng” nhằm xác lập chế độ công nghệ lạnh đông phù hợp là điều cấp thiết Theo các quan điểm

và lập luận đã được trình bày ở trên, đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ nước ép thanh long bằng phương pháp lạnh đông chậm” được thực hiện để giải quyết

các mục tiêu đã đặt ra

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 3 2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu quy trình công nghệ nước ép thanh long lạnh đông chậm hướng đến mục tiêu tìm kiếm một chế độ công nghệ tối ưu nhất để tạo ra sản phẩm đạt chất lượng tốt, tăng thời gian bảo quản, nâng cao năng suất và giá thành cho nguyên liệu góp phần làm phong phú các sản phẩm chế biến sẵn

3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu đề tài

Sử dụng nguyên liệu là thanh long trắng và thanh long đỏ được trồng tại Bình Thuận để ổn định về chất lượng đầu vào cho nguyên liệu

4 Nội dung nghiên cứu

Để đạt mục tiêu nghiên cứu, một số phạm vi nghiên cứu đã được xác định là: Tổng quan về tài liệu và nguyên liệu liệu sản xuất nước ép thanh long

Nghiên cứu về phương pháp lạnh đông chậm Xây dựng và giải bài toán tối ưu hóa nhằm xác lập chế độ công nghệ tối ưu cho sản phẩm nước ép thanh long

Xác định thành phần dinh dưỡng và các chỉ tiêu đánh giá của nguyên liệu và sản phẩm

Tổ chức đánh giá cảm quan đánh giá khả năng chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm tối ưu

5 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu và tổng hợp các tài liệu liên quan về thanh long nguyên liệu và phương pháp lạnh đông chậm

Phương pháp phân tích hóa học: xác định thành phần hóa học của nguyên liệu và các hàm mục tiêu về chất lượng sản phẩm

Phương pháp tiếp cận hệ thống để phân tích xác lập mối quan hệ giữa đại lượng đầu vào và đầu ra

7 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài giúp tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu thanh long dồi dào ở nước ta để đa dạng hóa các sản phẩm chế biến Quy trình công nghệ đã được xây dựng có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất, tạo ra những sản phẩm tốt cho sức khỏe đồng thời mang lại lợi nhuận cao cho doanh nghiệp sản xuất Từ đó, các sản phẩm được chế biến trong nước tới tay người tiêu dùng một cách nhanh chóng, giá thành tốt và có thể phát triển xuất khẩu sang các thị trường trên thế giới

8 Bố cục

Đề tài được trình bày theo bố cục chính gồm: phần Mở đầu; Chương 1 Tổng quan; Chương 2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu; Chương 3 Kết quả và bàn luận; phần Kết luận – Kiến nghị

Ngoài ra, bài khóa luận còn các mục khác như nhiệm vụ khóa luận, lời cảm ơn, lời cam đoan, mục lục, danh mục hình, danh mục bảng, danh mục từ viết tắt, tài liệu tham khảo và phụ lục

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 5 CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nguyên liệu

1.1.1 Nguồn gốc thực vật và đặc điểm hình thái 1.1.1.1 Nguồn gốc thực vật

Thanh long (Hylocereus spp.) còn được gọi là Pitaya, Pitahaya, Pit-ajaya,

Pitajuia, Pitalla hoặc Pithaya, Dragon fruit thuộc họ Cactaceae (họ Xương rồng)

Nguồn gốc của chúng từ vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Mỹ - Latinh, đặc biệt là từ Mexico [1] Tại Việt Nam, loài trái cây này đã được người Pháp đem vào trồng hơn 100 năm nay, nhưng từ thập niên 1980 thanh long mới được đưa lên thành hàng hóa và trồng phổ biến [2] Theo thống kê của Cục Trồng trọt năm 2020, 60/63 tỉnh, thành ở nước ta trồng thanh long với diện tích hơn 65,2 nghìn ha và sản lượng đạt 1,37 triệu tấn mỗi năm [3]

Bảng 1.1 Bậc phân loại của thanh long [4]

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 6 1.1.1.2 Đặc điểm hình thái

Thanh long là loại cây xương rồng bò có các đặc điểm giống như cây nho Là một thực vật biểu sinh, nó bám vào cọc và có thể lấy chất dinh dưỡng từ các vết nứt nơi tập trung chất hữu cơ

Rễ cây thanh long chứa rất ít nước nên không phải là nơi trữ nước giúp cây chịu hạn Có 2 loại rễ: địa sinh và khí sinh Rễ địa sinh phát triển từ phần lõi ở gốc hom, số lượng và kích thước tăng dần theo tuổi cây, có nhiệm vụ bám vào đất và hút chất dinh dưỡng nuôi cây Rễ khí sinh mọc dọc theo thân cây phần trên không, giúp thân cây bám vào giá đỡ [2]

Thanh long trồng ở nước ta có thân, cành trườn bò trên giá đỡ trong khi một số nước trên thế giới trồng xương rồng thân cột Thân chứa nhiều nước giúp cây chịu hạn thời gian dài Thân, cành thường có 3 cánh dẹp xanh, hiếm khi có 4 cánh

Thanh long là cây dài ngày, trung bình mỗi năm có khoảng 4 – 6 đợt hoa rộ Hoa lưỡng tính, rất to, nuốm nhụy cái chia làm nhiều nhánh Thời gian hoa nở thường từ 20 – 23 giờ đêm và đồng loạt trong vườn Thời gian từ hoa nở đến tàn thường kéo dài 2 – 3 ngày Thời gian từ khi có nụ hoa đến khi hoa tàn khoảng 20 ngày [2]

Sau khi hoa thụ, quả được phát triển ở bầu noãn Thời gian phát triển của quả thanh long tương đối ngắn, từ khi hoa thụ tới khi quả mọng chỉ khoảng 22 – 25 ngày Quả thanh long có hình bầu dục với nhiều tai lá xanh xung quanh Khi còn non, vỏ quả màu xanh, khi chín chuyển qua đỏ tím hay đỏ đậm Trong thịt quả có rất nhiều hạt nhỏ nằm xen lẫn, hạt trơn và mềm nên không làm người ăn khó chịu như một số loại trái cây khác [2]

1.1.2 Phân bố

Thanh long là cây có nguồn gốc nhiệt đới nên chịu hạn rất tốt và không chịu được khí hậu lạnh Cây sẽ ốm yếu và lâu cho quả nếu chúng bị che nắng, vì vậy, cần trồng thanh long ở nơi có ánh sáng mạnh

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 7

Thanh long hiện nay đã được trồng ở rất nhiều nơi trên thế giới, từ các nước Trung và Nam Mỹ như: Ecuador, Mexico, Columbia; đến châu Á như Indonesia, vùng lãnh thổ Đài Loan, Việt Nam, Thái Lan, Philippines, Malaysia, Srilanka, Bangladesh và phía Nam Trung Quốc, còn một số nước khác nhưng quy mô sản xuất còn hạn chế [5]

Ở Việt Nam, do khí hậu và đặc điểm đất đai nên diện tích cây thanh long tập trung nhiều nhất ở các tỉnh phía Nam: Bình Thuận chiếm 50,73% diện tích cả nước, Tiền Giang 16,42%, Long An là 15,15% (năm 2023), diện tích trồng thanh long ở Trà Vinh cũng đang tăng mạnh Gần đây, cây thanh long được nghiên cứu và trồng thí điểm và đồng loạt ở một số tỉnh phía Bắc (Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Hải Dương, Hà Nội, Quảng Ninh, Hòa Bình,…) và một số nhỏ các hộ nông dân ở các tỉnh miền núi phía Bắc [6] Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn quy hoạch đến năm 2030, diện tích trồng thanh long cả nước đạt 48 500 – 49 000 ha, tập trung chủ yếu tại ba tỉnh: Bình Thuận 30 000 ha, Long An 8 000 ha và Tiền Giang 6 700 ha [7]

Hình 1.1 Vị trí trồng thanh long trên toàn thế giới

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 8 1.1.3 Phân loại

Thanh long gần đây đã được thuần hóa thành cây ăn quả và dựa vào đặc điểm

hình thái thân, hoa, vỏ quả, màu cùi được phân ra ba giống chính là H undatus (cùi trắng, vỏ đỏ), H polyrhizus/ monacanthus/ costaricensis (cùi đỏ đến đỏ tím, vỏ đỏ) và H megalanthus (cùi trắng, vỏ vàng) [8]

Hylocerus undatus: Thân dài màu xanh, mép thân hơi cứng khi già, các cánh

hoa ngoài màu xanh (hoặc xanh vàng) và các cánh hoa trong màu trắng tinh khiết Quả có vỏ màu đỏ hồng, ruột trắng với chiều dài quả từ 15 – 22 cm và trọng lượng khoảng 300 – 800 g Đây là giống thanh long phổ biến nhất ở nước ta, có nguồn gốc từ Columbia, Mexico và Nam Mỹ [9]

Hylocerus polyrhizus / monacanthus / costaricensis: Hoa rất dài (25 – 30 cm),

các cánh hoa ngoài màu đỏ, đặc biệt ở đầu và các thùy nhụy khá ngắn và màu vàng Vỏ màu hồng đỏ, hình bầu dục, được phủ bởi các vảy có kích thước khác nhau và khối lượng từ 300 g – 800 g; thịt quả có màu đỏ đến đỏ tím, kết cấu thịt không quá cứng và hương vị ngon Giống thanh long này có nguồn gốc từ Mexico [10]

Hylocerus Megalanthus, Pitaya Amarilla, hoặc Selenicereus Megalanthus:

Hoa của nó thuộc loại lớn nhất trong họ cây xương rồng, vỏ vàng, ruột trắng, cấu trúc thịt chắc và có vị ngọt nhất Tuy nhiên, loại quả này có năng suất thu hoạch thấp nên khá khan hiếm và có giá thành cao trên thị trường Khối lượng của quả này bé hơn

H.undatus và H.polyrhizus, nguồn gốc từ Bolivia, Peru, Ecuador, Colombia [11]

Hình 1.2 Ba loại thanh long chính [8]

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 9 1.1.4 Thành phần dinh dưỡng của thanh long

Thịt quả (phần ăn được) được gọi là mesocarp, chiếm từ 60 – 80% trọng lượng quả trưởng thành ở hầu hết các loài Hylocereus [12, 13] Mesocarp chứa 80 – 87% nước và rất nhiều hợp chất tự nhiên, chẳng hạn như betalains, polyphenols, acid phenolic và flavonoids Nó cũng giàu vitamin như B1, B2, B3 và C; các khoáng chất như kali, natri, canxi, photpho và sắt; protein; chất béo; carbohydrates; chất xơ và carotenes [14] Tuy nhiên, thành phần hóa học của thanh long có thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào loài, nguồn gốc và điều kiện thu hoạch [15] Thành phần dinh dưỡng của các loài thanh long khác nhau được trình bày trong Bảng 1.1

Bảng 1.2 Giá trị dinh dưỡng có trong 100 g của các loài thanh long khác nhau

Thành phần dinh dưỡng H undatus H polyrhizus H megalanthus

b Carbohydrate

So với các loại trái cây nhiệt đới khác, hàm lượng carbohydrate trong thanh long tương đối thấp; trong cùi của quả chín dao động từ 10,4% đến 12,3% và tùy thuộc vào kiểu gen Carbohydrate trong thanh long chủ yếu là glucose và fructose Các loại đường đơn giản khác được phát hiện trong thanh long bao gồm mannose, inositol, arabinose, ribose và xyloza và sự có mặt của những loại đường này cũng thay đổi theo kiểu gen [27]

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 11

c Protein

Hàm lượng protein trong thanh long khá thấp và có sự khác biệt đáng kể giữa các kiểu gen từ 0,887% đến 1,11% Tổng cộng có 18 loại acid amin đã được xác định trong cùi quả thanh long; trong đó phenylalanine, arginine, acid glutamic và proline chiếm ưu thế [20] Trong 100 g thịt quả, hàm lượng phenylalanine dao động từ 183 đến 220 mg, tiếp theo là arginine (126 – 149 mg), acid glutamic (101 – 127 mg) và proline (69,6 – 116 mg) Các acid amin và amin khác có thể có là alanine, serine, valine, proline, threonine, acid glutamic, glutamine, leucine, isoleucine, acetamide, arginine, methionine, phenylalanine, tyrosine và tryptamine [27]

d Acid hữu cơ

Thanh long là loại quả có hàm lượng acid thấp với giá trị pH thay đổi trong khoảng từ 4,4 đến 5,1 Thành phần chính tạo nên tính acid trong thanh long là các acid hữu cơ Các đặc tính cảm quan như hương vị, màu sắc và mùi thơm bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các hợp chất đó Ngoài ra, acid hữu cơ còn góp phần kéo dài thời gian bảo quản sau thu hoạch của trái cây [28] Một số acid hữu cơ hiện diện trong trái thanh long bao gồm acid malic, acid citramalic, acid succinic, acid fumaric, acid citric,

acid quinic, acid a-ketoglutaric, acid hexadecanoic và acid oxalic, với acid malic là

acid chính trong trái cây [29] Trong đó, acid citramalic là acid hữu cơ chính trong thịt quả chưa chín, còn khi ở thịt quả chín, acid hữu cơ chiếm ưu thế nhất là acid malic (>70%), tiếp theo là acid citramalic (23%) [27]

e Chất khoáng

Thanh long là một loại trái cây lành mạnh có chứa các khoáng chất đa lượng và vi lượng thiết yếu Ăn 100 g thanh long tươi sẽ cung cấp gần 3,8 – 6,0% lượng phốt pho được khuyến nghị trong chế độ ăn uống (RDA), 3,3 – 5,2% RDA của kali, 9,2 – 13,5% RDA của magie, 3,2 – 7,6% RDA của canxi, 1,9 – 2,9% RDA của kẽm, 4,1 – 5,2% RDA của sắt, 4,8 – 6,5% RDA của đồng và 1,9 – 3,1% RDA của mangan Hàm lượng khoáng chất còn thay đổi tùy theo kiểu gen vì các dòng thanh long ruột trắng có hàm lượng khoáng chất cao hơn [27]

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 12

f Vitamin

Thanh long là nguồn bổ sung vitamin dồi dào, chứa cả vitamin tan trong nước và tan trong chất béo [30] Các vitamin tan trong nước chính được xác định và định lượng là vitamin C, niacin, pyridoxine, acid pantothenic, biotin, thiamine và riboflavin, trong đó, vitamin C (axit ascorbic) chiếm ưu thế Vitamin C trong cùi quả của thanh long ruột đỏ cao gấp đôi so với thanh long ruột trắng và hàm lượng vitamin C giảm dần trong quá trình chín [31] Vị trí trên cây cũng ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin C, quả ở phía ngoài cây và phía nam có hàm lượng cao hơn, quả ở phía trong có bóng râm có hàm lượng thấp nhất [32] Việc tiêu thụ 100 g thanh long tươi có thể cung cấp khoảng 7,4 – 14,1% RDA của vitamin C, 1,06 – 3,41% RDA của biotin, 0,80 – 0,99% RDA của acid pantothenic, 0,10 – 0,17% RDA của thiamine và 0,04 – 0,12% RDA của riboflavin Các vitamin tan trong chất béo như vitamin D, E và K cũng đã được phát hiện trong thanh long, với tiền vitamin E (tocopherol) chiếm ưu thế (75 – 182 µg trên 100 g) Hàm lượng vitamin D và K ở thanh long ruột trắng cao hơn thanh long ruột đỏ Các kiểu gen có hàm lượng carotenoid, xanthophylls và vitamin C cao có tiềm năng lớn để phát triển các sản phẩm dinh dưỡng [27]

g Sắc tố

Thịt của quả thanh long có màu là do sự hiện diện của sắc tố betalain Có hai loại betalain là betacyanins (sắc tố đỏ/tím) và betaxanthins (sắc tố cam/vàng) [33] Betalains bao gồm một nhóm sắc tố chứa nitơ, tan trong nước, có trong phần thịt của quả thanh long ruột đỏ và trong vỏ của cả quả thanh long ruột đỏ và ruột trắng [34] Trong một quả thanh long ruột đỏ chín, tổng hàm lượng betacyanin dao động từ 32 đến 47 mg trên 100 g [12], tương đương với hàm lượng betacyanin của củ dền đỏ

(Beta vulgaris) – một nguồn betacyanin thương mại [35] Do đó, thanh long ruột đỏ

là nguồn tiềm năng thu betacyanin để thêm màu hồng đậm cho thực phẩm Sắc tố này có tính ổn định màu trong một khoảng pH rộng nên được ứng dụng như một chất màu tự nhiên cho các loại thực phẩm có tính acid Betacyanins còn có tính chống oxy hóa và được coi là chất chống oxy hóa mới với khả năng mạnh hơn cả catechin và vitamin

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 13

E Hàm lượng betacyanin dao động từ 14,4 – 23,0 mg trong 100 g thịt quả Ngoài

betacyanin, các sắc tố như β-carotene và lycopene cũng đã được chứng minh rằng

chúng hiện diện trong thanh long [18]

h Phenol và flavonoid

Các hợp chất phenolic là một nhóm chính của các chất chuyển hóa thứ cấp phytochemical có khả năng chống oxy hóa mạnh do khả năng cho điện tử và liên kết với các ion kim loại của chúng [36] Chúng được phân loại dựa trên số lượng phân tử carbon có mặt và cấu trúc phân tử thành các nhóm khác nhau như flavonoid, acid phenolic, stilbene và lignan [37] Tổng cộng có 80 hợp chất phenolic bao gồm acid phenolic, flavonoid, lignan, stilbene và các polyphenol khác đã được xác định trong thanh long Các hợp chất phenolic chính đặc trưng trong thanh long là flavonol, flavanone và các dẫn xuất của acid hydroxycinnamic [38] Phân tích so sánh hàm lượng phenolic và flavonoid cho thấy ruột đỏ cao hơn so với các giống ruột trắng, do đó tiềm năng chống oxy hóa ở thanh long ruột đỏ hiệu quả hơn [20]

1.1.5 Những đặc điểm sinh học trong chu kỳ phát triển của thanh long

Có 4 giai đoạn chính trong chu kỳ phát triển của quả thanh long:

Giai đoạn 1: Sự xuất hiện của hoa: Quá trình phát triển từ nụ hoa đến khi hoa

nở hoàn toàn mất 25 – 35 và mỗi năm thanh long ra từ 4 đến 6 đợt hoa Ở giai đoạn này, nụ hoa bắt đầu mọc ra từ quầng vú lúc này có lớp vảy màu vàng nhạt bao quanh chồi, bảo vệ chồi Sau đó, nụ hoa phát triển dài ra, phần lớn các lá đài bắt đầu tách ra, có thể nhìn thấy cánh hoa tạo thành quả cầu rỗng

Giai đoạn 2: Ra hoa: Hoa bắt đầu nở, đài và cánh hoa tách rời hoàn toàn, bao

phấn bắt đầu nứt ra, đầu nhụy tiếp nhận nằm ở vị trí cao hơn nhị hoa Khi quá trình nở hoa hoàn tất, hoa bắt đầu rũ xuống, lá đài và cánh hoa khép lại

Giai đoạn 3: Phát triển quả: Hoa gắn với màng noãn, phôi bắt đầu phát triển

Quả lớn dần đến khi đạt kích thước cuối cùng

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 14

Giai đoạn 4: Quả chín: vỏ bắt đầu chuyển sang màu hồng nhạt, quả vẫn cứng

đến khi quả phát triển hoàn toàn, đạt chất lượng và khối lượng phù hợp Tiến hành thu hái quả

Có nhiều biến đổi vật lý, hóa học, sinh học trong chu trình chín của thanh long Trong 10 ngày đầu, tốc độ phát triển của quả tương đối chậm rồi tăng rất nhanh về kích thước và khối lượng Khi còn non vỏ quả màu xanh, lúc chín chuyển qua màu đỏ Màu cùi quả màu đỏ hay trắng là tùy giống cây trồng Sau khi trái chuyển từ xanh qua đỏ được độ 3 ngày thì có thể thu hoạch Các thành phần dinh dưỡng có trong trái thanh long thay đổi rõ rệt trong suốt quá trình chín của quả Hàm lượng đường (tức là glucose, fructose, sucrose và sorbitol) tăng dần trong suốt quá trình trưởng thành và đạt mức cao nhất trong cùi quả ở giai đoạn trưởng thành [30] Acid amin và amin chịu trách nhiệm về chất lượng và giá trị dinh dưỡng của trái cây, nhưng hàm lượng của chúng giảm dần khi trái cây phát triển Acid amin cũng là tiền chất của betaxanthin và tham gia vào quá trình sinh tổng hợp betalain [39] Sự giảm hàm lượng acid amin trong quá trình phát triển của thanh long cho thấy sự chuyển đổi của chúng thành đường, acid hữu cơ và các chất chuyển hóa thứ cấp trong quá trình phát triển của quả Acid hữu cơ trong quả trưởng thành có hàm lượng ở cùi cao hơn hơn ở vỏ [40] Hàm lượng các khoáng chất như kali, canxi, magie, sắt và kẽm tăng lên trong quá trình sinh trưởng và trưởng thành của quả [41] Hàm lượng sắc tố (betacyanin) trong thanh long tăng lên khi quả chín [42]

Hình 1.3 Quá trình phát triển của quả thanh long sau khi hoa nở

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 15 1.1.6 Công dụng và lợi ích sức khỏe của thanh long

Dưới đây là một số lợi ích cụ thể đã được nghiên cứu:

a Chứa các chất chống oxy hóa

Các chất oxy hóa là nguyên nhân chính gây ra tổn thương tế bào trong cơ thể con người Các gốc tự do này có thể gây tổn thương cho protein của tế bào ở cấp độ di truyền Điều này làm tăng nguy cơ mắc nhiều bệnh nguy hiểm như ung thư, bệnh tim mạch, bệnh Alzheimer Chất chống oxy hóa có trong cơ thể con người không phải lúc nào cũng đủ để chống lại các gốc tự do được tạo ra Vì vậy, nên bổ sung thêm chất chống oxy hóa để giảm nguy cơ mắc nhiều bệnh mãn tính Nhưng các chất chống oxy hóa tổng hợp như butylat hydroxyanisole (BHA), butylat hydroxytoluene (BHT) lại có thể gây độc tính và gây ung thư Do đó, việc sử dụng chúng trong dược phẩm cũng như thực phẩm bị hạn chế Việc sử dụng chất chống oxy hóa tự nhiên là giải pháp thay thế rẻ hơn và an toàn hơn [43] Thanh long là một ví dụ điển hình vì trong thanh long chứa nhiều hợp chất phenolic, vitamin C, vitamin E, carotenes, betanin có

đặc tính chống oxy hóa rất tốt

b Có hoạt tính kháng khuẩn

Thế kỷ 21 đang đối mặt với sự gia tăng các bệnh truyền nhiễm và mối lo ngại ngày càng tăng về tình trạng kháng kháng sinh Một số bệnh truyền nhiễm đáp ứng với rất ít hoặc đôi khi không có loại thuốc nào đặc trị [44] Các chất kháng khuẩn có nguồn gốc tự nhiên có tầm quan trọng trong khả năng kháng thuốc và rẻ hơn giá thành của thuốc tổng hợp Siriporn Phongtongpasuk và cộng sự đã tổng hợp được hạt nano bạc tự nhiên vào trong những phương thuốc để chống lại các bệnh truyền nhiễm bằng chiết xuất thanh long Các hạt nano được chế tạo có hiệu quả chống lại các vi khuẩn

gram âm như Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa cũng như các vi khuẩn gram dương như Staphylococcus aureus [45] Vì vậy, thanh long có thể coi là một phương

thuốc kháng khuẩn tự nhiên hiệu quả

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 16

c Phòng chống ung thư

Một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới là bệnh ung thư Hoạt động chống ung thư của các thành phần có nguồn gốc tự nhiên được sử dụng rất nhiều trong việc điều trị Một số nghiên cứu đã chứng minh các thành phần thực vật có trong thanh long có tác dụng gây độc tế bào ung thư Hui Luo và cộng sự đã phân tích hoạt tính gây độc tế bào của chiết xuất thanh long bằng xét nghiệm MTT Các chất chiết xuất cho thấy tác dụng gây độc tế bào đối với PC3 (dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt ở người), Bcap – 37 (dòng tế bào ung thư vú ở người) và MGC–803 (dòng tế bào ung thư dạ dày ở người) phụ thuộc vào liều lượng [46] Li-chen Wu và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng chống tăng sinh của vỏ và thịt thanh long trên các tế bào u ác tính B16F10 [47] Kim và cộng sự đã cố gắng nghiên cứu mối tương quan giữa hàm lượng flavonoid tổng số và hàm lượng polyphenol tổng số trong thịt và vỏ của quả thanh long trắng và đỏ với hoạt tính chống tăng sinh của chúng [48] Các nghiên cứu cho thấy chiết xuất thanh long có thể sử dụng hiệu quả trong điều trị ung

thư, đặc biệt là điều trị ung thư vú

d Phòng chống tiểu đường và biến chứng tiểu đường

Đái tháo đường là bệnh rối loạn chuyển hóa và là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới Nghiên cứu trong lĩnh vực thuốc tự

nhiên hoặc thảo dược để điều trị bệnh tiểu đường H undatus được nghiên cứu là có

hoạt tính ức chế cAMP phosphodiesterase, chất này sẽ giữ lại insulin trong thời gian dài hơn [49] Thành phần thực vật từ thanh long trắng có tác dụng làm giảm lượng đường trong máu Việc tiêu thụ thanh long đỏ giúp lượng đường trong máu được kiểm soát và duy trì lượng lipid tốt ở bệnh nhân tiểu đường type II [50] Bệnh tiểu đường luôn gắn liền với các biến chứng khác được gọi là biến chứng tiểu đường Cứng động mạch chủ là một biến chứng tim mạch rất phổ biến của bệnh tiểu đường Anand Swarup và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng của dịch chiết thanh long (H

undatus) đối với các biến chứng tim mạch ở chuột mắc bệnh tiểu đường do

streptozotocin (STZ) Tốc độ sóng xung (PWV), huyết áp tâm thu và huyết áp tâm

GVHD: PGS.TS NGUYỄN TẤN DŨNG Trang 17

trương ở chuột giảm đáng kể khi điều trị bằng chiết xuất thanh long [51] Điều này chứng tỏ việc sử dụng chiết xuất thanh long rất hiệu quả trong điều trị các biến chứng của bệnh tiểu đường Một phân tích tổng hợp về tác dụng của thanh long trong việc hạ đường huyết ở các đối tượng tiền tiểu đường và tiểu đường đã được thực hiện bởi Nalinee Poolsup và cộng sự Phân tích có hệ thống này cho thấy tác dụng hạ đường huyết của thanh long rõ rệt hơn ở đối tượng tiền mắc bệnh tiểu đường so với đối tượng mắc bệnh tiểu đường Dựa vào kết quả, có thể khẳng định thanh long rất có tiềm năng trong việc ngăn ngừa bệnh tiểu đường [52] Như vậy, thanh long không chỉ có tác

dụng phòng ngừa và điều trị mà còn kiểm soát các biến chứng của bệnh tiểu đường

e Hỗ trợ tiêu hóa

Thanh long chứa nhiều chất dinh dưỡng chia thành các nhóm như prebiotic, acid béo không bão hòa, vitamin, chất chống oxy hóa và polyphenol Prebiotic chủ yếu là các oligosacarite không tiêu hóa giúp cải thiện hoạt động của vi khuẩn đại tràng, do đó cải thiện sức khỏe tổng thể Ng Lay Tze và cộng sự đã kết luận thanh long là nguồn giàu protein, chất béo, tro, chất xơ và chất chống oxy hóa [53] Wichienchot và cộng sự đã chiết xuất được glucose, fructose, oligosaccharides từ thanh long ruột trắng và ruột đỏ bằng dung môi ethanol Trọng lượng phân tử các thành phần của dịch chiết phụ thuộc nhiều vào dung môi được sử dụng Glucose và fructose được loại bỏ bằng cách nuôi cấy nấm men để tách các oligosaccharide, đây là những prebiotic tiềm năng trong dịch chiết Các đặc tính thiết yếu của prebiotic được thể hiện cụ thể là khả năng không phân hủy và có lợi cho vi khuẩn ở đại tràng

Những oligosacarit này không thể bị thủy phân bởi dịch dạ dày và α-amylase của con

người, chứng tỏ rằng chúng rất bền ở môi trường bên trong cơ thể Chúng cũng được phát hiện có tác dụng kích thích lactobacilli và bifidobacteria phát triển cho thấy có