Báo cáo công nghệ và sản phẩm thanh long chế biến

Khoá phân loại chi Hylocereus theo Britton và Rose...5 Bảng 2.1: Sự thay đổi các thành phần và chất lượng của trái thanh long sau ra hoa.... Trần Bích Lam1.2 Nguồn gốc và đặc điểm sinh t

Trang 1

Báo cáo công nghệ và sản phẩm thanh long chế biến GVHD: TS Trần Bích Lam

MỤC LỤC

1 TỒNG QUAN 5

1.1 Phân loại 5

1.2 Nguồn gốc và đặc điểm sinh thái 7

1.2.1 Nguồn gốc 7

1.2.2 Điều kiện sinh trưởng 7

1.2.3 Sự ra hoa 8

2 THU HOẠCH: 9

2.1 Thu hoạch 9

2.2 Thay đổi của trái thanh long trong quá trình chín 11

2.3 ứng dụng chitosan làm màng bao bảo quản trái thanh long 12

3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC 14

3.1 Thành phần hoá học cơ bản 14

3.1.1 Carbohydrrate 15

3.1.2 Sắc tố 16

3.1.3 Các họp chất có hoạt tính khác 17

3.1.4 Polysacharide từ thành tế bàocủa thịt ừái 19

3.2 Hạt thanh long 20

3.3 Thành phần hóa học của vỏ ừái thanh long 22

4 THANH LONG BÌNH THUẬN VIỆT NAM, ĐẶC ĐIỂM VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT 24 5 SẢN PHẨM 26

5.1 Trái tươi: 26

5.2 Nước thanh long đóng lon: 27

5.3 Dragon ữuit juice concentrate: 27

5.4 Dragon ữuit jam: 27

5.5 Freeze dried pitaya: (thanh long sấy): 28

5.6 Dragon ữuit juice enzyme (fermented dragon fruit juice): 29

5.7 Sản phẩm khác 29

6 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỘT SỐ SẢN PHẨM TỪ TRÁI THANH LONG 31

6.1 Nguyên liệu 31

Trang 2

6.1.1 Trái thanh long: 31

6.1.2 Nước 31

6.1.3 Syrup đường 34

6.1.4 Acid citric 35

6.1.5 Phụ gia tạo đăc (thickening agent): xanthan gum 36

6.1.6 Vitamine c 37

6.2 Quy trình công nghệ 38

6.3 Giải thích một số quấ trình 39

7 KẾT LUẬN 47

Trang 3

8 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

DANH MỤC BẢNG Bảngl 1 Khoá phân loại chi Hylocereus theo Britton và Rose 5

Bảng 2.1: Sự thay đổi các thành phần và chất lượng của trái thanh long sau ra hoa 11

Bảng 2.2: sự mất khối lượng theo thời gian bảo quản bằng chitosan 12

Bảng 2.3: độ dẫn khí khổng trong các thời gian bảo quản sau thu hoạch 13

Bảng 2.4: thay đổi kích thước khí khổng (chiều rộng) trong thời gian bảo quản 13

Bảng 2.5: thay đổi kích thước khí khổng (chiều dài) trong thời gian bảo quản 13

Bảng 2.6: Độ mở khí khổng của vỏ thanh long theo thời gian bảo quản thanh long vơi màng phủ chitosan 13

Bảng 2.7: thời gian bảo quản của trái với các chế độ xử lý khác nhau 13

Bảng 3.1: Thành phần trung bình của trái thanh long tính trên lOOg phần ăn được 14

Bảng 3.2: Tính chất lý và hóa của hai loại thanh long H undatus và H polyrhizus 15

Bảng 3.3: Các betacyanin từ kết quả phân tích HPLC 17

Bảng 3.4 : Tính chất của phần bã không tan trong cồn của khối nghiền nhão từ Hylocereus sp (thanh long ruột đỏ) 19

Bảng 3.5: Thành phần đường trung tính của các phân đoạn pectin khác nhau 20

Bảng 3.6: Thành phần acid béo (so với tổng acid béo) trong hạt của hai loại Hylocereus polyrhizus và Hylocereus undatus 21

Bảng 3.7: Thành phần của tocopherol, acid phenolic và phytosterol của hạt thanh long 21

Bảng 3.8: Thảnh phần của vỏ trái thanh long 21

Bảng 3.9: Tính chất hóa lý của vỏ trái thanh long 23

Bảng 3.10: Thành phần các polysaccharide trong vỏ thanh long 23

Bảng 4.1: Sự sản xuất và tiêu thụ trái thanh long ở Bình thuận 24

Bảng 4.2: Thành phần hóa học của trái thanh long từ các miền khác nhau 25

Bảng 6.1: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống (QCVN 01:2009/BYT) 31

DANH MỤC HÌNH: Hình 1.1: Trái Hylocereus purssi và Hylocereus costaricensis 6

Hình 1.2: Trái Hylocereus undatus 7

Hình 1.3: Trái Hylocereus trigonus 7

Hình 1.4: Cây Hylocereus trigonus ở tây nam Ân Độ 8

Trang 4

Hình 1.5: Thụ phấn nhân tạo trên hoa của Hylocereus sp 9

Hình 2.1: Sự thay đổi của trái sau ra hoa ở những thời điểm khác nhau 11

Hình 3.1: Hoạt tính chống oxi hóa của dịch trích từ thịt ữái (a) và vỏ ữái thanh long (b) 18

Hình 3.2 : Sự kìm hãm tế bào ung thư melanin B16F10 khi nuôi trong dịch trích từ thịt và vỏ ữái thanh long (a) và betanin (b) 18

Hình5.1: Sản phẩm trái thanh long tươi 26

Hình 5.2: Sản phẩm nước thanh long dạng lon 27

Hình 5.3: Sản phẩm dragon fruit concentrate 27

Hình 5.4: Sản phẩm dragon fiuit jam 28

Hình 5.5: Sản phẩm thanh long sấy 28

Hình 5.6: Sản phẩm nước thanh long lên men 29

Hình 6.1: Acid citric 35

Hình 6.2: Xanthan gum 37

Hình 6.3: Thiết bị ngam rửa xối tưới dạng băng tải 40

Hình 6.4: Thiết bị chà 41

Hình 6.5: Thiết bị bình khuấy trộn bằng cánh khuấy 42

Hình 6.7: Thiết bị ủ enzyme 44

Hình 6.8: Thiết bị ly tâm 45

Hình 6.9: Thiết bị lọc khung bản BKL4/400 45

1 TỔNG QUAN

1.1 Phân loại

Thanh long (còn có nhiều cách gọi khác như pitaya hay pitahaya, dragon fruit, strawberry pear, nanettikaíruit, kaktus madu

Thanh long:

Giới (regnum): thực vật (plantac)

Bộ (ordo): cẩm chướng (Caryophyllales)

Họ (familia): xương rồng (cactaceae) Chi (genus): Hylocereus

Họ xương rồng (Cactaceae) gồm khoảng 120 - 200 chi gồm từ 1500 - 2000 loài được tìm

thấy đặc biệt là ở vùng bán sa mạc, vùng nhiệt đới nóng của Mỹ Latinh Cactaceae thường được trồng để làm cảnh, nhưng cũng có đến gần 250 loài được canh tác để lấy quả và cung cấp cho

Trang 5

công nghiệp Tuy nhiên, một số ít loài có giá trị kinh tế Chi Opuntia mill có lẽ được canh tác

nhiều nhất để lấy quả (cactus pear, prickly pear) Ở Mỹ Latinh, nhiều loài khác nhau được canhtác và trái của nó được gọi là thanh long Tên chung và tên địa phương làm cho sự phân loại thựcvật chúng khó khăn Tuy nhiên, tất cả thanh long được nhóm vào 4 chi chính (main genera):

Stenocereus Britton & Rose, Cereus Mill, Selenicereus Riccob và Hylocereus Britton & Rose.

Chúng tôi tập trung đặc biệt vào chi Hylocereus Hylocereus có đặc điểm thân leo với rễ ở trên không và tạo ra trái có bề mặt láng trên đó gắn những “vảy” lá lớn Hylocereus là lưỡng bộ (2n = 22) Sau đây là khóa phân loại theo Britton và Rose cho chi Hylocereus

Bảngl.l Khoá phân loại chi Hylocereus theo Britton và Rose:

A Thân hơi xanh hay hơi xám, có núm gai, lá rìa, “vây” đỏ

Gai ngắn, trái hình thuôn (oblong) ruột đỏ H purpuslii

ít gai

Cành mảnh mai, trái hình thuôn, ruột đỏ H polyrhizus

Cành chắc khoẻ, trái hình trứng, ruột màu tím đỏ H costaricensis

AA Thân màu xanh sáng, có núm gai, có lấ rìa, "vây" màu xanh

Gân của thân hình tai bèo, trái hình thuôn, ruột trắng H undatus

Trái hình thuôn - trứng gần như trơn láng, ruột trắng H trigonus

Có 16 loài của chi Hylocereus nó được sử dụng làm cảnh là vì hoa to (15 - 25 cm), nở vào ban đêm; màu kem, ngoại trừ H stenopterus và H extensus, cánh hoa của chúng có màu đỏ và

hồng Mặc dù tất cả những loài này có thể là những loài có tiềm năng cho trái cây, chỉ một sốlượng chủ yếu được canh tác cho mục đích này

H purpusii (Weing) Britton & Rose có hoa rất lớn (25 cm) với những cái rìa; những đoạn

bao bên ngoài màu hơi đỏ; giữa thì màu vàng, bên trong thì màu trắng Nó có trái hình thuôn màu

đỏ tươi được bao bởi những cái “vây” (dài: 10-15 cm; nặng 150 - 400 g); ruột đỏ với nhiều hạtnhỏ màu đen; có kết cấu tốt nhung không gây hương vị mạnh

Trang 6

Hình 1.1: trái Hylocereus purssi và H costaricensis H polyrhizus (Web)

Britton & Rose có hoa rất dài (25 - 30 cm) với rìa; phần ngoài cùng hơi đỏ, đặc biệt ở mép Trái của nó có màu đỏ tươi (dài 10 - 12 cm; khối lượng 130 - 350g) hình thuôn và có những “vẩy” với nhiều kích cỡ khác nhau; có ruột đỏ với nhiều hạt đen, có vị tốt

H costaricensis (Web) Britton & Rose là loài chắc khoẻ nhất trong chi này Thân có lớp sáp trắng và hoa thì gần giống như với H polyrhizus; quả màu đỏ tươi (kích thước 10-15 cm) khối

lượng 250 - 600 g) hình trứng và có những cái “vảy” với nhiều kích thước khác nhau Thịt quả cómàu đỏ - tím với nhiều những hạt đen

H undatus (Haw) Britton & Rose có thân dài và xanh Hoa rất dài (tới 29 cm); phần bao

hoa ngoài cùng có màu xanh (hoặc vàng - xanh) và bên trong thì màu trắng tinh khiết Trái có màuhồng - đỏ (dài 15 -22cm, nặng 300 - 800g) hình thuôn và được bọc bên ngoài với các cái “vảy”màu đỏ dài và rộng, và xanh ở đỉnh Thịt trái có màu trắng với nhiều hạt nhỏ màu đen, hương vịkhông mạnh

Hìnhl.2: trái Hylocereus undatus Hình 1.3: trái Hylocereus trìgonus

Trang 7

1.2 Nguồn gốc và đặc điểm sinh thái

1.2.1 Nguồn gốc

Thanh long có nguồn gốc từ Mexico và trung và nam Mỹ (Benzing, 1990; Britton & Rose,1963; Haber, 1983) và sau đó thì được trồng trọt rộng rãi ở các nước Colombia, Israel, Australia,Nicaragua, ở châu Á như Việt Nam, Đài Loan, Malysia, Philipine (Mizrahi, Nerd, & Nobel, 1997),

ở Việt Nam thanh long đã được trồng ít nhất 100 năm, với sự đưa vào của người pháp ((Mizrahi,Nerd, & Nobel, 1997), ở châu á thì hay được gọi với tên “dragon fruit” vì màu đỏ sáng với các

“vây” xanh trên vỏ của trái

1.2.2 Điều kiện sinh trưởng

Thanh long là loài ưa khí hậu khô nhiệt đới Nhiệt độ trung bình cho sự phát triển của nó

là khoảng 21-29 °c, tối đa có thể lên tới 38 - 40 °c Nhu cầu nước của nó khá khiêm tốn Nếulượng mưa quá dư có thể dẫn tới sự rụng hoa và hư hỏng trái non Đe phát triển tốt thanh long cầnnhiều ánh sáng Thanh long được nhân giống bằng cành giâm Vì sự chịu đựng của loài của

Hylocereus cho phép chúng phát triển tốt dưới những điều kiện sinh thái khác nhau Ví dụ, ở

Mexico, chúng được tìm thấy ở những vùng mưa rát nhiều (340 - 3500 mm/năm và ở độ cao tới2750m so với mặt nước biển Chúng có thể sống sót ở những điều kiện thời tiết rất nóng, với nhiệt

độ lên tới 38 - 40 °c Các loài của chi Hylocereus là thực vật bán biểu sinh và do đó thường ưa

sống trong điều kiện “nửa bóng tối” (được tạo nên bởi cây) Các loài chính có thể phát triển rất tốt

ở dưới mặt trời (ví dụ H undatus, H costaricensis và H purpusii) Tuy nhiên, thời tiết nóng và

thiếu nước có thể dẫn tới đốt cháy thân cây Ở sa mạc Neveg ở Israel, điều kiện thuận lợi nhất cho

sự phát triển và ra trái được tìm ra là 30% bóng tối cho loài H polyrhizus Ở Tây Ấn của Pháp (Guadeloupe và Saint - Martin), việc trồng trọt H trigonus chỉ có thể ở điều kiện khoảng 50%

bóng tối Dư thừa nước một cách hệ thống sẽ dẫn tới hiện tượng rụng hoa và trái non Các loài của

chi Hylocereus có thể thích nghi với loại đất thoát nước tốt.

Trang 8

Hình 1.4: Cây Hylocereus trigonus ở tây nam Ân Độ

1.2.3 Sự ra hoa

Sự phát triển của hoa không phụ thuộc vào lượng nước đang có, nhưng phụ thuộc vào độdài ngày; ở Việt Nam, sự bắt đầu ra hoa thường được gây ra bằng ánh sáng nhân tạo để tăng chiềudài ngày lên Ở Reunion Island, người ta chứng minh được rằng số lượng hoa thu được bằng sửdụng ánh sáng nhân tạo về đêm tỉ lệ với khoảng cách giữa điểm tiếp nhận và nguồn sáng Những

nụ hoa có thể còn lại trong ừạng thái tiềm ẩn trong vài tuần, và thường sẽ bắt đàu ra hoa sau mùa

mưa ở Bán cầu nam, H undatus và H costarícensis ra hoa từ tháng 11 tới tháng 4 và, ở Bắc bán

cầu lại từ tháng 5 tới tháng 10 Các thời kì ra hoa là có chu kì (cyclic) và trải ra suốt cả thời kì Số

lượng các giai đoạn ra hoa phụ thuộc vào loài: 7- 8 đối với H costaricensis và 5-6 đối với H.

undatus Một thời kì kéo dài từ 3 tới 4 tuần, bao gồm sự ra nụ, nở hoa, ra trái non và trái chửi

thuần thục trên cùng một cây Những giai đoạn giữa sự xuất hiện của nụ hoa và sự nở hoa (giaiđoạn 1) và giữa sự nở hoa và thu hoạch trái (giai đoạn 2) rất ngắn: khoảng 15 đến 20 ngày cho giaiđoạn 1 và 30 ngày cho giai đoạn 2 Tại các đất nước bản xứ của chúng, sự thụ phấn của hai loàinày được thực hiện bởi dơi vào ban đêm hoặc bởi bướm thuộc họ Sphingideae, của chi Maduca

Hoa mở ra xảy ra vài giờ trước khi hoa mở hoàn toàn Phấn hoa nhiều, nặng và không bột.Hoa bắt đầu mở ở khoảng giữa 20 giờ và 20 giờ rưỡi; hoa chỉ nở trong một ngày và sau đó đónglại (dù có được thụ phấn hay không) vào buổi sáng của ngày sau khi nở hoa Ngày sau đó thì cánhhoa trở nên mềm và từ từ khô lại Phần không được thụ phấn thì trở thành màu hơi vàng và toàn

bộ hoa rụng đi sau 4 đến 6 ngày, trong khi phần được thu phấn còn lại màu hơi xanh và tăngtrưởng về khối lượng và thể tích chứng tỏ trái đã được tạo ra

Trang 9

Chất lượng của quả từ sự thụ phấn tự nhiên thường sẽ thấp hơn so với thụ phấn nhân tạo.Nguồn gốc của sự thụ phấn cũng có thể ảnh hưởng đến thời gian giữa thụ phấn cho đến lúc thuhoạch (được biết như là hiện tượng metaxenia, điều này được phát hiện trước đó trcn loài H

nó Nerd và cộng sự (1999) khuyến cáo nên thu hái trái từ 32 - 35 ngày sau ra hoa Khi trái chửi

độ axit tăng nồng độ chất khô hòa tan tăng lên Tiêu chuẩn của sự chửi khi thường là khi màu sắcchuyển hoàn toàn sang màu đỏ (Nerd và cộng sự 1999) Tiêu chuẩn thu hoạch bao gồm: màu sắc,nồng độ chất rắn hòa tan, độ axit, số ngày sau khi ra hoa (tối thiểu là 32 ngày) Thu hoạch bắt đầu

từ tháng thứ 18 sau khi trồng

Trái thanh long là trái không có đỉnh sinh trưởng

, , , -1 -1 Sản xuất rất ít hoặc không sản xuất ethylene (0.025 - 0.091 ịĩL kg h )

(Nerd vàcộng sự, 1999)

Tốc độ hô hấp lớn nhất của trái không có đỉnh sinh trưởng xảy ra ở đầu giai đoạn, , , „1 - 1 phát triền của trái Tốc độ hô hấp của ữái chín ở 20 °c là 95-

144 mg C0 2 kg h

(Nerd và cộng sự, 1999) và ở 23°c là 75-100 (Le và cộng sự, 2000a)

Trái cần được thu hoạch vào thời điểm hàm lượng đường và axit là cao nhất Ở đỉnh của

sự chín, màu của trái trở thành màu hồng - đỏ, trong khi vảy lá vẫn còn màu xanh Đỉnh chũi đạtđược sau 40 - 45 ngày kể từ lúc nở hoa Nếu ừái mà để sau 50 ngày thì trái trở nên ngọt hon vànặng hơn (Chang và Yen, 1997) Vì trái quá chin sẽ có thời gian bảo quản thấp hơn và có xu

Trang 10

hướng bị nứt, điều đó có nghĩa việc thu hoạch vào đúng thời điểm là rất quan trọng tới chất lượngtrái và thời gian bảo quản nó.

Trái sau khi thu hoạch cần được giữ ở nơi râm mát trước khi vận chuyển chúng đi bảoquản Người ta khuyến cáo nên thu hoạch vào buổi sáng sớm hoặc buổi tối muộn để tránh ánhnắng trực tiếp, có thể thiệt hại về chất lượng của thanh long Kĩ thuật thu hái hiện tại là xoắn quảlàm tổn thương đến vỏ do đó trái thanh long cần được cắt bởi kéo, sau khi cắt trái được cẩn thậnđặt xuống trong một cái giỏ nhựa hoặc tre lót giấy hay lấ để tránh những tổn thương cơ học Sau

đó trái được để ở nơi mát mẻ và sau đó cố gắng để vận chuyển về nơi để đóng gói càng sớm càngtốt Không đặt trái xuống nền đất để tránh bị nhiễm nấm Không đặt quá nhiều trái vào một giỏtránh thiệt hại Khi đang vận chuyển đến điểm thu thập, trái cây phải được lưu trữ trong giỏ lótbằng giấy và được che phủ bằng lá để tránh thiệt hại và ánh sáng trực tiếp

Nhiệt độ bảo quản được đề nghị là 10°c (50°F) vì 6 °c có thể làm tổn thương lạnh(Nerd và cộng sự, 1999) Nhiệt độ thấp hơn 6°c được đề nghị cho trái thanh long vàng

(Selenicereus megalanthus (Nerd and Mizrahi, 1999) Trái thanh long có thể bảo quản ở 10°c

trong 14 ngày, trong khi ở 5°c và độ ẩm tương đối là 90% thì bảo quản được 17 ngày (Lee và

cộng sự, 2000a) nếu thu hoạch trái sau 30 - 35 ngày ra hoa Tuy nhiên ở 5°c thì có thể gây ra tổn

thương lạnh khi đưa về 20°c, thấy bởi sự hư hỏng của vỏ và thịt trái, vảy lá bị đen, vỏ bị sẫm lại

và mùi vị kém hơn (Nerd và cộng sự, 1999) Vì thế, 10°c được đề nghị là nhiệt độ tốt hơn chothời gian bảo quản lớn nhất (14 ngày)

Neu trái được thu hái sau 28 - 30 ngày ra hoa và bảo quản trong điều kiện khí quyển điềuchỉnh (MA) (tốc độ truyền khí Ơ2 4000 ml/m2/ ngày) có thể bảo quản được 35 ngày ở 10°c Trái

có độ chúi cao hơn (40 ngày sau ra hoa) trong bao bì như trên thì thời gian bảo quản còn 50%

Sản lượng phụ thuộc vào mật độ trồng trọt và khoảng từ 10 đến 30 tấn/ha Sự vắng mặtcủa cuống hoa làm cho hái quả khó khăn Trái không phải là dễ vỡ nhưng để đảm bảo chất lượngtốt cho sản phẩm thì càn có những biện pháp đề phòng nhất định Ví dụ, kiểm soát cẩn thận trong

quá trình chế biến và bảo quản, đặc biệt là loài H Costaricensis có những “vảy” lá rất dễ gãy

2.2 Thay đổi của trái thanh long trong quá trình chín

Thanh long là trái không có đỉnh sinh trưởng, sản xuất rất ít ethylene hoặc không, khôngtăng nhanh sản xuất CƠ2 Khi hái khỏi cây, trái không thể tiếp tục quá trình chín Nên cần thu hái

ở giai đoạn có độ chin phù họp cho chất lượng tốt nhất

Novita và cộng sự đã đánh giá độ chín và chất lượng của trái trong quá trình chín để xác

Trang 11

định thời gian thu hái tối ưu, trái được thu hấi sau 5 ngày và trong khoảng từ 5 - 40 ngày sau khi

ra hoa (DAA: day aíter anthesis) Ket quả cho thấy trong quá trình chín của quả, Độ cứng giảmdần, nồng độ chất rắn hòa tan (SSC) tăng dần trong quá trình chúi Khi vỏ chuyển sang màu đỏ thìtinh bột chuyển hóa thành đường

Hình 2.1: sự thay đổi của ữái sau ra hoa ở những thời điểm khấc nhauBảng 2.1: Sự thay đổi các thành phần và chất lượng của trái thanh long sau ra hoa

2.3 ứng dụng chitosan làm màng bao bảo quản trái thanh long

Thường thì trái thanh long có thời gian bảo quản sau thu hoạch rất ngắn khoảng 3-4 ngày

ở nhiệt độ phòng (Barbeau, 1990) Một trong những vấn đề về thương mại trái thanh long đó là sựhéo nhanh chóng xảy ra sau vài ngày thu hoạch (Jiang và cộng sự, 2002) AriíTín và cộng sự(2009) đã báo cáo rằng sau khi cắt thì thời gian bảo quản của trái thanh long giảm liên quan đến

sự mất khối lượng, sự héo vì bốc hơi nước, làm giảm chất lượng, thời gian bảo quản của trái thanhlong Sự giảm khối lượng của trái tươi do quá trình bay hơi nước và hô hấp (Hemandez- Munoz

và cộng sự, 2006) Độ dẫn khí khổng phụ thuộc mạnh mẽ vào trạng thái của nước trong trái (Shen

và cộng sự, 2002) Bragg và cộng sự (2004) đã trích rằng trong quá trình bảo quản, nước ở thể hơi

di chuyển qua khi khổng Khi trái bị mất nước, nước bôc hơi từ thảnh tế bào và thoát ra môi

Trang 12

trường không khí bằng cách khuếch tán qua các lỗ khí khổng phân bố dưới biểu bì của bề mặt vỏ.

Cơ chế của sự mất ẩm từ thịt trái và rau là bởi vì sự khuếch tán pha hơi do gradient áp suất của hơinước giữa môi trường bên ngoài và bên trong thịt trái (Maftoonazad và Ramaswamy, 2005) Đetránh những sự mất mát đó thì xử lý sau thu hoạch là cần thiết

Chitosan là một polysaccharide tự nhiên, từ chitin, có có tiềm năng lớn trong ứng dụng sau thuhoạch để cải thiện khả năng bảo quản cho các loại rau trái cây dễ hư hỏng (Sel-Valle và cộng sự,

2005, Hagenmaier, 2005) vì chitosan có tính không độc hại, khả năng làm màng bán thấm, làm

chậm sự mất nước trong quá trình bảo quản do đó giữ lại chất lượng rau trái sau thu hoạch

(Genadios và Weller, 1990) Trước đó, cũng có nhiều tác giả đã nghiên cứu và chứng minh được

khả năng làm màng bao bảo quản của chitosan lên trái dâu tằm, táo ta ở bài nghiên cứu này tácgiả đã đã chỉ ra được ảnh hưởng của màng bao chitosan lên các chỉ tiêu như: sự tổn thất khốilượng của trái, kích thước khí khổng, sự héo và thời gian bảo quản sau thu hoạch của trái thanhlong trong suốt quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng Thí nghiệm được chuẩn bị bằng cách bao

phủ chitosan với các mức độ khác nhau (0, 1, 2, 3 %) sau đó làm khô và bảo quản ở nhiệt độ 27°c

và độ ẩm tương đối 88% để đánh giá

Ket quả là: Sử dụng chitosan 3% để bao phủ tạo ra hiệu quả tốt nhất lên sự giảm độ dẫnkhí khổng, kích thước khí khổng nhỏ hơn, độ mở khí khổng nhỏ hơn và làm chậm lại quá trìnhhéo Giữ lại độ tươi và kéo dài thời gian bảo quản của ừái thanh long ở nhiệt độ phòng

Trang 13

1 3

Báo cáo công nghệ và sản phấm thanh long chế biến GVHD: TS Trần Bích Lam

Bảng 2.2: sự mất khối lượng theo thời gian bảo quản bằng chitosan

Treatments

Weigbt loss (%) at different DAH

Bảng 2.3: độ dẫn khí khổng trong các thời gian bảo quản sau thu hoạch

Stomatal conductance (cm sec -1 ) at different DAH

Bảng 2.4: thay đổi kích thước khí khổng (chiều rộng) trong thời gian bảo quản

Stomatal width (jưn) at DAH

Bảng 2.5: thay đổi kích thước khí khổng (chiều dài) trong thời gian bảo quản

stomatal length (jtm) at DAH

Bảng 2.7: thời gian bảo quản của trái với các chế độ xử lý khác nhau

Trang 14

1 4

3.1 Thành phần hoá học Cff bản

Từ trái thanh long có thể thu được 70 - 80 % phần có thể ăn được Hương của khối nghiềnnhão này đôi khi tương tự như trái kiwi

Bảng 3.1 : Thành phần trung bình của trái thanh long tính trên lOOg phần ăn được

Thành phần Hylocereus undatus Hylocereus

polyrhizus

Selenicereusmegalanthus

Theo một vài tác giả, các loài thuộc Hylocereus với thịt trái màu trắng thì có hàm lượng

chất rắn hoà tan nhiều hơn so với trái có thịt trái màu đỏ, và sự phân bố của chất rắn hoà

tan này

Trang 15

1 5

quan được cải thiện đáng kể khi bổ sung thêm những nước ép của trái cây có tính axit như chanh(lemon) Những axit chính trong nước ép thanh long gồm axit citric và axit L-lactic

3.1.1 Carbohydrrate

Theo nghiên cứu của s Wichienchot và cộng sự (2010) trên hai loài H undatus (ruột

trắng) và H polyrhizus (ruột đỏ) thì những carbohydrate chủ yếu trong thanh long ruột đỏ và ruột

trắng là glucose, ữuctose, và một số oligosaccharide, oligosaccharide này được chứng minh là cótính chất của prebiotic Prebiotic là những oligosaccharide mà không bị tiêu hoá mà có ảnh hưởngtốt đến vật chủ bằng cách kích thích sự phát tri ổn hoặc hoạt tính của một hay một số giới hạn cấc

vi khuẩn trong kết tràng, cho nên làm cải thiện sức khoẻ của vật chủ (Gibson & Robcrữoid, 1995).

Khối lượng trái

- Khối lượng thịt trái 305 ± 75.0 215 + 35.0

Hàm lượng oligosaccharide trong thanh long ruột trắng và đỏ tương ứng là: 86.2

và 89.6 g/kg, bao gồm những những phân tử có trọng lượng từ 273 - 275, 448 - 500 và 787 -911

Da Nồng độ glucose trong thanh long ruột trắng (353 ± 0.7 g/kg) thấp hơn so với nồng độ của nótrong thanh long ruột đỏ Ngược lại nồng độ ữuctose trong thanh long ruột trắng (238 + 0.84 g/kg)lại cao hơn thanh long ruột đỏ (89.6 ± 0.76 g/kg); hàm lượng oligosaccharide trong thanh longruột đỏ gần như tương đương nhau Oligosaccharide của thanh long cho thấy tính chất củaprebiotic, bao gồm việc kháng lại điều kiện axit ở dạ dày của người, kháng được một phầnenzyme a-amylase trong nước bọt; người ta ước lượng rằng có khoảng 50% oligosaccharide từthanh long ăn vào có thể tiến tới được kết tràng vì nó bị thuỷ phân một phần bởi a-amylase và axit

dạ dày và bởi những enzyme trong ruột non Báo cáo trước đó cho thấy có 88% inulin vàoligoữuctose có thể tiến tới được kết ừàng (Cummings & Macfarlane, 2002) Oligosaccharide từthanh long có khả năng kích thích sự phát triển của lactobacilli và bifidobacteria Cho nên thanh

Bảng 3.2: Tính chất lý và hóa của hai loại thanh long H undatus và H polyrhizus

Trang 16

1 6

long có thể sử dụng làm nguyên liệu cho các sản phẩm thực phẩm chức năng và tương tự

và trái của những cây thuộc họ xương rồng Theo phân tích của Li-chen Wu và cộng sự (2006)

trên thanh long ruột đỏ (P polyrhizus) thì nồng độ của betacyanin biểu diễn qua đương lượng

betanin trong 100 g thịt trái và vỏ thanh long tương ứng là: 10.3 ± 0.22mg và 13.8 ± 0.85 mg Ket

quả phân tích HPLC nước ép trong và phần trích ly từ thịt trái H polyrhizus cho thấy ít nhất 8

betacyanin và không thấy có mặt bctaxanthin Và có 7 betacyanin chính tạo nên màu tím đậm của

nó, và vì betaxanthin là sắc tố dễ bị biến chất tạo ra màu nâu (Stintzing và cộng sự 2000b) nên sựvắng mặt của nó là yếu tố có lợi về mặt công nghệ Betacyanin là một sắc tố hoà tan ữong nướctạo màu sắc cho nhiều loại hoa và ữái (Strack, Vogt, & Schliemann, 2003) Chúng không được tìmthấy trong thực vật mà có sắc tố anthocyanin

Trang 17

1 7

Bảng 3.3: Các betacyanin từ kết quả phân tích HPLC

Peak

numbor a

Deíìnitive name (trivial na me) HPLC-System 1 HPLC-System 11 [M + H] +

Ri(min) u« VIS (um)

Thanh long còn được chú ý đến với hàm lượng các chất chống oxi hoá và có tính kháng

sinh Ket quả nghiên cứu của Wu và cộng sự (2006) trên trái thanh long ruột đỏ (H polyrhizus)

cho thấy:

Lượng đáng kể họp chất phenolic được tìm thấy trong ruột và vỏ thanh long, với hàmlượng tương đương nhau Ket quả đo bằng phép thử Folin-Ciocalteu cho thấy tổng hàm lượngphenolic trong thịt trái là: 42.4 ± 0.04mg đương lượng axit galic/100 g khối lượng thịt trái, vàtrong vỏ trái là: 39.7 ± 5.39 mg đương lượng axit galic (GAE)/100 g khối lượng vỏ Hàm lượngílavonoid trong thịt trái và vỏ không khác nhau nhiều (tương ứng là 7.21 ± 0.02 mg và 8.33+ 0.11

mg đương lượng catcchiN)

Quan hệ giữa hàm lượng phenolic và khả năng chống oxihoá của chúng trong vỏ và thịtquả là quan hệ tuyến tính Cơ chế chống oxihoá của phenolic là bằng cách phản ứng với các gốc tự

do, tạo phức với xúc tác kim loại, và lấy đi oxi Ảnh hưởng của phần thịt và phần vỏ lên hoạt tínhoxi hoá là do loại họp chất polyphenolic có trong nó Sự tăng số nhóm OH hay những nhóm chohidro như: = NH, -SH trong công thức cấu tạo làm cho hoạt tính oxi hoá cao hơn (Cai và cộng sự,2003) Betanin có nhóm imino và nhóm hydroxyl góp phần tạo nên hoạt tính chống oxi hoá, có thểgiải thích một phần rằng phần vỏ có tính chất chống oxi hoá tốt hơn là vì hàm mức độ betanintrong vỏ cao hơn

Table l

Peak assignment for betacyanin pígments from pulp and mesocarp of Hybcereus poỉyrhừus (VVeber) Britton & Rose

a As indicated in Figs 1 and 2 b Tentativeiy identítìed betanin-type structures c Not detectable.

Trang 18

1 8

Hình 3.1: hoạt tính chống oxi hóa của dịch trích từ thịt trái (a) và vỏ trái thanh long (b)Nghiên cứu hoạt tính kháng sinh trên tế bào melanin B16F10 cho thấy là sự phát triển của tế bàoung thư melanin bị kìm hãm khi nuôi cấy bằng dịch trích từ vỏ và thịt trái thanh long Dữ liệu chothấy là ílavonoid mà không có liên kết đôi giữa C2-C3 không thể kìm hãm sự phát triển của tế bàomelanin như B16F10, trong khỉ sự cỗ mặt của ít nhất 3 nhỏm metoxy kề nhau sẽ gây ra hiệu quảkháng sinh (Rodrỉguez và cộng sự., 2002) Hơn nữa, ílavonoỉd như myricetin, baicalein, và axitgallic gây kìm hãm đáng kể tới sự phát triển của B16F10 sau 72 h Người ta đề nghị rằng sự hiện

diện của liên kết đôi giữa C2-C3 và ba nhóm hydroxyl kề nhau trong vòng ílavonoid A~ hoặc gây ra tác dụng kháng sinh cho ílavonoỉd (Martinez và cộng sự, 2003) Betanin cũng sẽ có ảnhhưởng lên hỉệu quả kháng sinh

B-Hình 3.2 : sự kìm hãm tế bào ung thư melanin B16F10 khi nuôi trong dịch trích từ thịt và vỏ trái

thanh long (a) và betanin (b)

Trang 19

1 9

3.1.4 Polysacharide từ thành tế bào của thịt trái

Phần thịt trái thanh long chứa nhiều những carbohydrate dạng keo (cellulose,hemicellulose, và các polymer saccharide) bao bọc “gọn” những hạt của nó Những họp chất keo

là một trong những nhân tố chính làm phức tạp quy trình chế biến nước ép trái cây, đặc biệt nó gâykhó khăn cho quá trình lọc Vì thế loại bỏ hoặc làm làm biến tính các họp chất pectin được cho làgiải pháp của vấn đề này

Nghiên cứu thành phần polysaccharide của thành tế bào trái thanh long bằng cách cho khốinghiền nhão đồng hoá với cồn 80% và lọc kĩ thu lấy bã lọc, bã lọc sau đó sẽ lần lượt được phânđoạn vào nước, oxalate, axit HC1, và kiềm Sau đó các phân đoạn này sẽ được thuỷ phân với axitsulíuric 72% và đo hàm lượng các đường trung tính ữong đó (neutral sugar) Kết quả cho thấy độđặc (consistency) của khối nghiền nhão trong bài nghiên cứu là 0.14 ± 0.01 mm ừong 30s ở 25 oC;mặt khác Perona (2005) phát hiện ra rằng độ đặc của puree trái cây của những trái cây khác nhaunằm trong khoảng 0.043 - 0.156 m trong cùng điều kiện Ket quả này lý giải sự khó khăn trong chếbiến và sự tách riêng các hạt nhỏ của nó ra khỏi khối nghiền nhão nhớt, làm giảm hiệu suất thu hồi(Esquivel và cộng sự, 2007)

Hàm lượng axit uronic trong bã không tan trong cồn chiếm 32.3 %, chủ yếu là axitgalacturonic về độ este hoá của pectin đo được là 80% Phát hiện này chỉ ra rằng độ nhớt củakhối nghiền nhão cao có thể không phải chủ yếu do pectin

Bảng 3.4 : tính chất của phần bã không tan trong cồn của khối nghiền nhão từ Hylocereus sp

AIR (g/lOOg DM) AUA (g/lOOg AIR) Độ este hóa của pectin (%)

Phân đoạn pectin tan trong nước có % cao nhất, là phân đoạn chính trong các phân đoạncủa pecin Pectin với mức độ este hoá cao, có ít khả năng liên kết với các thành phần khác củathành tế bào, và chủ yếu tập trung ở phiến giữa của thành tế bào

Bảng 3.5: thành phần đường trung tính của các phân đoạn pectin khác nhau

Rhamnose Fucose Ribose Arabinose Xylose Mannose Galactose Glucose

Neutral sugar compositỉon of the different pectin íractions from the AIR of/íyíoCỂreus fruit pulp.

AIR fraction (%) Compositíon of neutral sugars Cg/100 g DW) a

a Results obtained from duplicates, SD < 13% b Traees:<0.1g/100 c Non detectable.

Trang 20

2 0

Phân đoạn pectin chiếm 49.5% so với tổng thành phần cấu tạo của thành tế bào Sau đó làphân đoạn oxalate và phân đoạn kiềm Trong khi đó hàm lượng protopectin (HSP-ữaction) thì chỉchiếm 6.6% trong phần bã không tan trong cồn của thanh long Trong thanh long, phân đoạn

hemicellulose và cellulose chiếm tương ứng là 8.9 và 26.9%.

Những saccharde trung tính của khối nghiền nhão trái thanh long gồm arabinose, glucose

và galactose với thành phần trội hơn hẳn so với íucose và ribose thì ít hơn Arabinose và galactose

là những đường chính trong tất cả các phân đoạn pectic, sau đó là rhamnose, trong đó phân đoạntrong nước và oxalate chúng chiếm nhiều nhất Tỷ lệ giữa arabinose: rhamnose: xylose: galactose

= 1.0:0.4:0.2:0.6 trong phần bã không tan của khối nghiền nhão từ trái thanh long Khác nhau đáng

kể so với kết quả phân tích từ phần bã không tan trong cồn của khối bột nhão từ trái cactus pear(1.0:1.7:2.5:4.1) (Matsuhừo và cộng sự, 2006)

3.2 Hạt thanh long

Nghiên cứu trên thành phàn acid béo từ dầu trích ly từ hạt trái thanh long năm 2009 củaAbdul Azis Ariílĩn và cộng sự cho thấy: Axit béo không thay thế linoleic và linolenic chiếm mộtphần trăm đáng kể trong các axit béo không no từ dầu trích ly từ hạt thanh long Axit béo khôngthay thế là những axit quan trọng là những chất cần thiết cho sự trao đổi chất ở động vật mà khôngthể tổng họp trong điều kiện in vivo

Cả hai loại thanh long (Hylocereus undatus and Hylocereus polyrhizus) chứa khoảng 50%

axit béo không thay thế (C18:2 (48%) and C18:3 (1.5%)) trong dầu trích từ hạt trái than long Axitlinoleic, axit oleic và axit panmitic là 3 thành phần axit chủ yếu trong hạt của hai loại thanh long.Thành phần của axỉt linoleỉc trội hon hẳn so với các axỉt béo khác, sau đỗ là axỉt oleic, tiếp đến là

a Panmỉtỉc

Bảng 3.6: Thành phần acid béo (so với tổng acid béo) trong hạt của hai loại Hylocereus

Fatty achdl Red flesh (Hỳhacereus poịyrhbusị Whĩte riesh (FíyfrxerPíi5unđarus) Myrisric acid {C14:0) 0.2Ỡ ± 0 02 0 30 + 0.01

Palmiticacki (06:0) 179+1.10 17.1 ±0.78 Stearic acid (C18:0) S.40 + 0.2S 4 37 + 0.24

Palmĩtữleic acĩđ 0.S1 +0.05 0.51+0.01 (C15:l)

Qleícacid (as:i) 21.5 ±0.53 23,s± 0.14 Qs-vaooenic acid 3.14 ± 0.30 2.81+0.10 (C18:1 a)

I2noleic.acid(C18:2Ị 49.5 + 0.33 501 +0,35

poỉyrhizus và Hylocereus undatus.

Trang 21

2 1

Linolenĩc acid (08:3) 1.21 +0.20 098 + 0.10

Một kết quả nghiên cứu trên hạt trái thanh long của hai loài này năm 2010 sau đó của Abdul Azis Ariíỉĩn và cộng sự công bố thành phàn của phytosterol và phenolic

Bảng 3.7: thành phần của tocopheroỊ, acid phenolic và phytosterol của hạt thanh long

H polyrhizus H undatusTocopherol

a-Tocopherol 31.90 + 0.70 24.00 + 0.40p-Tocopherol Không phát hiện Không phát hiệnỴ-Tocopherol 11.60 + 0.20 12.70 + 0.10Ỗ-Tocopherol Không phát hiện Không phát hỉệnAcid phenolic

Acid gallic 0.25 + 0.15 0.20 + 0.05Protocatechuic 0.93 + 0.11 0.93 + 0.03p-Hydoxybenzoic 0.66 + 0.05 0.72 + 0.08acid vanillic 0.64 + 0.11 0.70 + 0.08

Trong nhóm tocopherol a-tocopherol chiếm khoảng 73% trong hạt thanh long ruột đỏ, và

khoảng 65 % trong thanh long ruột trắng, a -tocopherol là tocopherol chính trong dầu olive

(~93%), dầu hướng dương (-96%), trong khi Ỵ-tocophrol chiếm ưu thế trong dầu nành (-63%), vàdầu cây cải dầu (-63%) (Degreyt, 1998) Nói chung, a & Y - tocopherol chứa hơn 60 % hàm lượngvitamine E với phần lớn dầu thực vật, trừ vài ngoại lệ như trong dầu cọ

Trang 22

2 2

3.3 Thành phần hóa học của vỏ trái thanh long

Nghiên cứu trên thành phần tính chất hóa lý của vỏ trái thanh long (hylocerreuss

polyrhizus) của các tác giả; Jamilah, B., Shu, c E., Kharidah, M., Dzulkifly, M A và Noranizan,

A (2011) Thí nghiệm được tiến hành trên trái thanh long đỏ đã chín thuần thục với khối lượngtrung bình 350 - 550g, ở Melaka, Malaysia, sau khi thu hái dưới 1 tuần Ket quả là vỏ trái chiếmkhoảng 22% so với khối lượng toàn bộ trái, được bỏ đi trong quá trình chế biến Hàm lượng ẩmkhoảng 92.7% và chứa hàm lượng thấp chất rắn hòa tan, protein, tro và béo vỏ chứa hàm lượngcao các sắc tố betacyanin (150.46 ± 2.19 mg/100 g) và pectin (10.8%), phát hiện có đườngglucose, maltose và ữuctose nhưng không phát hiện ra sucrose và galactose vỏ chứa nhiều chất xơhòa tan và không hòa tan, với tỷ lệ của chất xơ không hòa tan so với chất xơ hòa tan là 3.8:1.0

Bảng 3.8: thành phần của vỏ trái thanh long

Bảng 3.9: tính chất hóa lý của vỏ trái thanh long

Bảng 3.10: thành phần các polysaccharide trong vỏ thanh long

Trang 23

2 3