Tổng quan tài liệu công nghệ và sản phẩm thanh long chế biến

1. TỔNG QUAN 1.1 Phân loại Thanh long (còn có nhiều cách gọi khác như pitaya hay pitahaya, dragon fruit, strawberry pear, nanettikafruit, kaktus madu Thanh long: Giới (regnum): thực vật (plantae) 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 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 canh tác và trái của nó được gọi là thanh long. Tên chung và tên địa phương làm cho sự phân loại thực vật 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

Báo cáo công nghệ và sản phẩm thanh long chế biến

1

MỤC LỤC

1 TỔNG 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 3 2.3 T 3.1 Ứng dụng chitosan làm màng bao bảo quản trái thanh long

12 HÀNH PHẦN HÓA HỌC 14

Thành phần hoá học cơ bản 14

3.1.1 Carbohydrrate 15

3.1.2 Sắc tố 16

3.1.3 Các hợp chất có hoạt tính khác 17

3.1.4 Polysacharide từ thành tế bào của thịt trái 19

3.2 Hạt thanh long 20

4 3.3 T Thành phần hóa học của vỏ trái thanh long

22 HANH LONG BÌNH THUẬN VIỆT NAM, ĐẶC ĐIỂM VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT 24 5 S 5.1 ẢN PHẨM 26

Trái tươi: 26

5.2 Nước thanh long đóng lon: 27

5.3 Dragon fruit juice concentrate: 27

5.4 Dragon fruit jam: 27

5.5 Freeze dried pitaya: (thanh long sấy):

28 5.6 Dragon fruit 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

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 quá trình 39

7 KẾT LUẬN 47

8 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

DANH MỤC BẢNG

Bảng1.1 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 100g 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: Thành 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 Ấn Độ 8

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 trái (a) và vỏ trái 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 trái 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 fruit 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

- Giới (regnum): thực vật (plantae)

- 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 thườngđược trồng để làm cảnh, nhưng cũng có đến gần 250 loài được canh tác để lấy quả và cung

cấp cho 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 nhauđược canh tác và trái của nó được gọi là thanh long Tên chung và tên địa phương làm cho sựphân loại thực vật 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

Bảng1.1 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

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

H polyrhizus

H costaricensis

AA Thân màu xanh sáng, có núm gai, có lá 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 số lượng 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 cótrái hình thuôn màu đỏ tươi được bao bởi những cái “vây” (dài: 10 – 15 cm; nặng 150 – 400g); ruột đỏ với nhiều hạt nhỏ màu đen; có kết cấu tốt nhưng không gây hương vị mạnh

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 vịtốt

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 Thịtquả có màu 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 màu hồng – đỏ (dài 15 -22cm, nặng 300 – 800g) hình thuôn và được bọc bên ngoài với cáccái

“vảy” màu đỏ dài và rộng, và xanh ở đỉnh Thịt trái có màu trắng với nhiều hạt nhỏ màuđen, hương vị không mạnh

Hình1.2: trái Hylocereus undatus Hình 1.3: trái Hylocereus

trigonus

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 vàocủa người pháp ((Mizrahi, Nerd, & Nobel, 1997), ở châu á thì hay được gọi với tên “dragonfruit” 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 oC, tối đa có thể lên tới 38 – 40 oC Nhu cầu nước của nó khá khiêm tốn.Nếu lượng mưa quá dư có thể dẫn tới sự rụng hoa và hư hỏng trái non Để phát triển tốt thanhlong cần nhiều 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 tới

2750m 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 oC 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.

1.2.3 Sự ra hoa

Hình 1.4: Cây Hylocereus trigonus ở tây nam Ấn Độ

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 đểtăng chiều dài ngày lên Ở Reunion Island, người ta chứng minh được rằng số lượng hoa thuđược bằng sử dụng ánh sáng nhân tạo về đêm tỉ lệ với khoảng cách giữa điểm tiếp nhận vànguồn sáng Những nụ hoa có thể còn lại trong trạng thái tiềm ẩn trong vài tuần, và thường sẽ

bắt đầu ra hoa sau mùa mưa ở Bán cầu nam, H undatus và H costaricensis 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 chín thuần thục trên cùng một cây Những giai đoạn giữa sự xuất hiệncủa nụ hoa và sự nở hoa (giai đoạn 1) và giữa sự nở hoa và thu hoạch trái (giai đoạn 2) rất ngắn:khoảng 15 đến 20 ngày cho giai đoạn 1 và 30 ngày cho giai đoạn 2 Tại các đất nước bản xứ củachúng, sự thụ phấn của hai loài này 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 khôngbột Hoa bắt đầu mở ở khoảng giữa 20 giờ và 20 giờ rưỡi; hoa chỉ nở trong một ngày và sau đóđóng lại (dù có được thụ phấn hay không) vào buổi sáng của ngày sau khi nở hoa Ngày sau

đó thì cánh hoa trở nên mềm và từ từ khô lại Phần không được thụ phấn thì trở thành màu hơivàng và toàn bộ hoa rụng đi sau 4 đến 6 ngày, trong khi phần được thu phấn còn lại màu hơixanh và tăng trưởng về khối lượng và thể tích chứng tỏ trái đã được tạo ra

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 trên loàiH

polyhrizus)

2 THU HOẠCH:

2.1 Thu hoạch

Hình1.5: thụ phấn nhân tạo trên hoa của Hylocereus sp.

Vỏ trái đổi màu rất chậm trong giai đoạn chín, chuyển từ xanh sang đỏ hay hồng sẫm(25 hoặc 27 ngày phụ thuộc loài) sau khi nở hoa Khoảng 1 tuần sau đó thì trái đạt đến màutối đa của nó Nerd và cộng sự (1999) khuyến cáo nên thu hái trái từ 32 – 35 ngày sau ra hoa.Khi trái chín độ axit tăng nồng độ chất khô hòa tan tăng lên Tiêu chuẩn của sự chín khithường là khi màu sắc chuyển hoàn toàn sang màu đỏ (Nerd và cộng sự 1999) Tiêu chuẩn thuhoạch 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

- Tốc độ hô hấp lớn nhất của trái không có đỉnh sinh trưởng xảy ra ở đầu giai đoạn

-1 -1phát triển của trái Tốc độ hô hấp của trái chín ở 20 °C là 95-144 mg CO2 kg h(Nerd và cộng sự, 1999) và ở 23oC 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 đỉnhcủa sự chín, màu của trái trở thành màu hồng – đỏ, trong khi vảy lá vẫn còn màu xanh Đỉnhchin đạt được sau 40 – 45 ngày kể từ lúc nở hoa Nếu trái mà để sau 50 ngày thì trái trở nênngọt hơn và nặng hơn (Chang và Yen, 1997) Vì trái quá chin sẽ có thời gian bảo quản thấphơn và có xu hướng bị nứt, điều đó có nghĩa việc thu hoạch vào đúng thời điểm là rất quantrọng tới chất lượng trái 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 xoắnquả làm tổn thương đến vỏ do đó trái thanh long cần được cắt bởi kéo, sau khi cắt trái được cẩnthận đặt xuống trong một cái giỏ nhựa hoặc tre lót giấy hay lá để tránh những tổn thương cơhọc Sau đó trái được để ở nơi mát mẻ và sau đó cố gắng để vận chuyển về nơi để đóng gói càngsớm càng tốt Không đặt trái xuống nền đất để tránh bị nhiễm nấm Không đặt quá nhiều tráivào một giỏ tránh thiệt hại Khi đang vận chuyển đến điểm thu thập, trái cây phải được lưu trữtrong giỏ lót bằng giấy và được che phủ bằng lá để tránh thiệt hại và ánh sáng trực tiếp

Nhiệt độ bảo quản được đề nghị là 10oC (50oF) vì 6 oC có thể làm tổn thương lạnh (Nerd

và cộng sự, 1999) Nhiệt độ thấp hơn 6oC được đề nghị cho trái thanh long vàng (Selenicereus

megalanthus (Nerd and Mizrahi, 1999) Trái thanh long có thể bảo quản ở 10oC trong 14 ngày,trong khi ở 5oC 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 5oC thì có thể gây ra tổn thương lạnhkhi đưa về 20oC, thấy bởi sự hư hỏng của vỏ và thịt trái, vảy lá bị đen, vỏ bị sẫm lại và mùi vịkém hơn (Nerd và cộng sự, 1999) Vì thế, 10oC được đề nghị là nhiệt độ tốt hơn cho thờigian bảo

Sản lượng phụ thuộc vào mật độ trồng trọt và khoảng từ 10 đến 30 tấn/ha Sự vắngmặt của cuống hoa làm cho hái quả khó khăn Trái không phải là dễ vỡ nhưng để đảm bảo chấtlượng tốt cho sản phẩm thì cần 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 CO2 Khi hái khỏi cây, trái không thể tiếp tục quá trình chín Nên cần thuhái ở giai đoạn có độ chin phù hợp cho chất lượng tốt nhất

Novita và cộng sự đã đánh giá độ chín và chất lượng của trái trong quá trình chín để xácđịnh thời gian thu hái tối ưu, trái được thu hái sau 5 ngày và trong khoảng từ 5 – 40 ngày saukhi ra hoa (DAA: day after anthesis) Kết quả cho thấy trong quá trình chín của quả, Độ cứnggiảm dần, nồng độ chất rắn hòa tan (SSC) tăng dần trong quá trình chín Khi vỏ chuyển sangmàu đỏ thì tinh bột chuyển hóa thành đường

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

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

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 thanhlong đó là sự héo nhanh chóng xảy ra sau vài ngày thu hoạch (Jiang và cộng sự, 2002) Ariffin

và cộng sự (2009) đã báo cáo rằng sau khi cắt thì thời gian bảo quản của trái thanh long giảmliên quan đến sự mất khối lượng, sự héo vì bốc hơi nước, làm giảm chất lượng, thời gian bảoquản của trái thanh long Sự giảm khối lượng của trái tươi do quá trình bay hơi nước và hô hấp(Hernandez- Munoz và cộng sự, 2006) Độ dẫn khí khổng phụ thuộc mạnh mẽ vào trạng tháicủa nước trong trái (Shen và cộng sự, 2002) Bragg và cộng sự (2004) đã trích rằng trong quátrình bảo quản, nước ở thể hơi di chuyển qua khi khổng Khi trái bị mất nước, nước bôc hơi từthành tế bào và thoát ra môi 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 khuếchtán pha hơi do gradient áp suất của hơi nước giữa môi trường bên ngoài và bên trong thịt trái(Maftoonazad và Ramaswamy, 2005) Để tránh những sự mất mát đó thì xử lý sau thu hoạch làcần 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 cộngsự,

2005, Hagenmaier, 2005) vì chitosan có tính không độc hại, khả năng làm màng bán thấm, làmchậm 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 đượckhả năng làm màng bao bảo quản của chitosan lên trái dâu tằm, táo ta ở bài nghiên cứu nàytác giả đã đã chỉ ra được ảnh hưởng của màng bao chitosan lên các chỉ tiêu như: sự tổn thấtkhối lượng của trái, kích thước khí khổng, sự héo và thời gian bảo quản sau thu hoạch của tráithanh long trong suốt quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng Thí nghiệm được chuẩn bị bằngcách bao phủ chitosan với các mức độ khác nhau (0, 1, 2, 3 %) sau đó làm khô và bảo quản

ở nhiệt độ

27oC và độ ẩm tương đối 88% để đánh giá

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

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

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

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

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

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

3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC

Thanh long có vị ngọt trung bình và ít calories, có ruột và nước ép thu hút với hương tráicây phảng phất Trái thanh long có hình ovan, vỏ của nó có màu hồng của hoa vân anh ha y màuvàng phụ thuộc vào loài

3.1 Thành phần hoá học cơ bản

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

Bảng 3.1 : Thành phần trung bình của trái thanh long tính trên 100g phần ăn được

Thành phần Hylocereus undatus Hylocereus

polyrhizus

Selenicereusmegalanthus

Ghi chú: Hylocereus undatus (vỏ hồng, ruột trắng), Hylocereus polyrhizus (vỏ hồng, ruột đỏ),

Selenicereus megalanthus (vỏ vàng, ruột trắng)

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

trong thịt trái là không đồng đều, phần bên trong ruột thì giàu đường hơn so với phần ở phía ngoài vỏ.

Độ axit của thịt trái nói chung là thấp, kết quả là tỉ lệ đường so với axit cao, làm chochất lượng cảm quan của trái không tốt khi chỉ sử sử dụng nước ép Theo truyền thống, chấtlượng cảm quan được cải thiện đáng kể khi bổ sung thêm những nước ép của trái cây có tínhaxit như chanh (lemon) Những axit chính trong nước ép thanh long gồm axit citric và axit L-lactic

có ảnh hưởng tốt đến vật chủ bằng cách kích thích sự phát triển hoặc hoạt tính của một hay một

số giới hạ n các vi khuẩn trong kết tràng, cho nên làm cải thiện sức khoẻ của vật chủ(Gibson & Roberfroid,

1995)

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

Khối lượng trái

- Khối lượng thịt trái

- Khối lượng vỏ

305 ± 75.0

100 ± 30.0

215 ± 35.075.0 ± 25.0

401 ± 1.27

158 ± 0.3289.6 ± 0.76a

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 nó trong thanh long ruột đỏ Ngược lại nồng độ fructose 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 long ruột đỏ gần như tương đương nhau Oligosaccharide của thanh long cho thấy tínhchất của prebiotic, bao gồm việc kháng lại điều kiện axit ở dạ dày của người, kháng được mộtphần enzyme α-amylase trong nước bọt; người ta ước lượng rằng có khoảng 50%oligosaccharide từ thanh long ăn vào có thể tiến tới được kết tràng vì nó bị thuỷ phân mộtphần bởi α-amylase và axit dạ dày và bởi những enzyme trong ruột non Báo cáo trước đócho thấy có 88% inulin và oligofructose có thể tiến tới được kết tràng (Cummings &Macfarlane, 2002) Oligosaccharide từ thanh long có khả năng kích thích sự phát triển củalactobacilli và bifidobacteria Cho nên thanh long có thể sử dụng làm nguyên liệu cho các sảnphẩm thực phẩm chức năng và tương tự

3.1.2 Sắc tố

Trước đây người ta cho rằng màu đỏ của thanh long là do sắc tố anthocyanin, tuynhiên các nghiên cứu về sau đã chứng minh rằng màu đỏ của thịt trái thanh long ruột đỏ là donhóm sắc tố betacyanin Betacyanin là nhóm sắc tố thuộc họ sắc tố betalain, betalain bao gồm

2 nhóm sắc tố betaxanthin màu vàng và betacyanin màu đỏ, là các sắc tố tan trong nước tạo ramàu sắc cho hoa 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 Kết 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 betaxanthin 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 sự vắng mặt của nó là yếu tố có lợi về mặt công nghệ Betacyanin là một sắc tốhoà tan trong nước tạo màu sắc cho nhiều loại hoa và trái (Strack, Vogt, & Schliemann, 2003).Chúng không được tìm thấy trong thực vật mà có sắc tố anthocyanin

Bảng 3.3: Các betacyanin từ kết quả phân tích HPLC

3.1.3 Các hợp chất có hoạt tính khác

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

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

cho thấy:

Lượng đáng kể hợp chất phenolic được tìm thấy trong ruột và vỏ thanh long, vớihàm lượng tương đương nhau Kết quả đo bằng phép thử Folin-Ciocalteu cho thấy tổng hàmlượng phenolic trong thịt trái là: 42.4 ± 0.04mg đương lượng axit galic/100 g khối lượng thịttrái, và trong vỏ trái là: 39.7 ± 5.39 mg đương lượng axit galic (GAE)/100 g khối lượng vỏ.Hàm lượng flavonoid 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 catechiN)

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 cácgốc tự do, tạo phức với xúc tác kim loại, và lấy đi oxi Ảnh hưởng của phần thịt và phần vỏ lênhoạt tính oxi hoá là do loại hợp chất polyphenolic có trong nó Sự tăng số nhóm OH hay nhữngnhóm cho hidro 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 tínhchống oxi hoá, có thể giải thích một phần rằng phần vỏ có tính chất chống oxi hoá tốt hơn là vìhàm mức độ betanin trong vỏ cao hơn

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 bào ung thư melanin bị kìm hãm khi nuôi cấy bằng dịch trích từ vỏ và thịt trái thanh long

Dữ liệu cho thấy là flavonoid mà không có liên kết đôi giữa C2-C3 không thể kìm hãm sự pháttriển của tế bào melanin như B16F10, trong khi sự có mặt của ít nhất 3 nhóm metoxy kề nhau sẽgây ra hiệu quả kháng sinh (Rodriguez và cộng sự., 2002) Hơn nữa, flavonoid như myricetin,baicalein, và axit gallic gây kìm hãm đáng kể tới sự phát triển của B16F10 sau 72 h Người ta đềnghị rằng sự hiện diện của liên kết đôi giữa C2-C3 và ba nhóm hydroxyl kề nhau trong vòngflavonoid A- hoặc B- gây ra tác dụng kháng sinh cho flavonoid (Martinez và cộng sự, 2003).Betanin cũng sẽ có ảnh hưởng lên hiệu quả kháng sinh

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

thanh long (a) và betanin (b)

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 hợp chấtkeo là một trong những nhân tố chính làm phức tạp quy trình chế biến nước ép trái cây, đặcbiệt nó gây khó khăn cho quá trình lọc Vì thế loại bỏ hoặc làm làm biến tính các hợp chấtpectin được cho là giải pháp của vấn đề này

Nghiên cứu thành phần polysaccharide của thành tế bào trái thanh long bằng cáchcho khối nghiền nhão đồng hoá với cồn 80% và lọc kĩ thu lấy bã lọc, bã lọc sau đó sẽ lần lượtđược phân đoạn vào nước, oxalate, axit HCl, và kiềm Sau đó các phân đoạn này sẽ được thuỷphân với axit sulfuric 72% và đo hàm lượng các đường trung tính trong đó (neutral sugar).Kết quả cho thấy độ đặc (consistency) của khối nghiền nhão trong bài nghiên cứu là 0.14 ± 0.01

mm trong 30s ở 25 oC; mặt khác Perona (2005) phát hiện ra rằng độ đặc của puree trái cây củanhững trái cây khác nhau nằm trong khoảng 0.043 – 0.156 m trong cùng điều kiện Kết quả này

lý giải sự khó khăn trong chế biến và sự tách riêng các hạt nhỏ của nó ra khỏi khối nghiền nhãonhớt, 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(thanh long ruột đỏ)AIR (g/100g DM) AUA (g/100g 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 kháccủa thành 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

Phân đoạn pectin chiếm 49.5% so với tổng thành phần cấu tạo của thành tế bào Sau đó

là phân đoạn oxalate và phân đoạn kiềm Trong khi đó hàm lượng protopectin (HSP-fraction) thìchỉ chiếm 6.6% trong phần bã không tan trong cồn của thanh long Trong thanh long, phânđoạn 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 fucose và ribose thì ít hơn.Arabinose và galactose là những đường chính trong tất cả các phân đoạn pectic, sau đó làrhamnose, trong đó phân đoạn trong nước và oxalate chúng chiếm nhiều nhất Tỷ lệ giữaarabinose: rhamnose: xylose: galactose = 1.0:0.4:0.2:0.6 trong phần bã không tan của khốinghiền nhão từ trái thanh long Khác nhau đáng kể so với kết quả phân tích từ phần bã khôngtan trong cồn của khối bột nhão từ trái cactus pear (1.0:1.7:2.5:4.1) (Matsuhiro và cộng sự,2006)

3.2 Hạt thanh long

Nghiên cứu trên thành phần acid béo từ dầu trích ly từ hạt trái thanh long năm 2009 củaAbdul Azis Ariffin và cộng sự cho thấy: Axit béo không thay thế linoleic và linolenic chiếmmột phần trăm đáng kể trong các axit béo không no từ dầu trích ly từ hạt thanh long Axit béokhông thay thế là những axit quan trọng là những chất cần thiết cho sự trao đổi chất ở độngvật mà không thể tổng hợp 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 thanlong Axit linoleic, axit oleic và axit panmitic là 3 thành phần axit chủ yếu trong hạt của hailoại thanh

long Thành phần của axit linoleic trội hơn hẳn so với các axit béo khác, sau đó là axit oleic, tiếp đến là a Panmitic

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

Hylocereus polyrhizus và Hylocereus undatus.

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

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

long

H polyrhizus H undatusTocopherol

α-Tocopherolβ-Tocopherolγ-Tocopherolδ-Tocopherol

31.90 ± 0.70Không phát hiện11.60 ± 0.20Không phát hiện

24.00 ± 0.40Không phát hiện12.70 ± 0.10Không phát hiệnAcid phenolic

Acid gallicProtocatechuicp-Hydoxybenzoicacid vanillic caffeicacid syringicp-Coumaric

0.25 ± 0.150.93 ± 0.110.66 ± 0.050.64 ± 0.110.08 ± 0.010.08 ± 0.010.78 ± 0.06

0.20 ± 0.050.93 ± 0.030.72 ± 0.080.70 ± 0.080.71 ± 0.100.21 ± 0.020.79 ± 0.04

Phytosterol

Cholesterol CampesterolStigmasterol

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

và khoảng 65 % trong thanh long ruột trắng α -tocopherol là tocopherol chính trong dầu olive(~93%), dầu hướng dương (~96%), trong khi γ-tocophrol chiếm ưu thế trong dầu nành (~63%),

và dầu cây cải dầu (~63%) (Degreyt, 1998) Nói chung, α & γ – tocopherol chứa hơn 60 % hàmlượng vitamine E với phần lớn dầu thực vật, trừ vài ngoại lệ như trong dầu cọ

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.

Vỏ chứa nhiều chất xơ hòa tan và không hòa tan, với tỷ lệ của chất xơ không hòa tan so vớichất xơ hòa

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

Bảng 3.10: thành phần các polysaccharide trong vỏ thanh long

iii Ratio of IDF : SDF 3.8: 1.0Ghi chú: ND: không phát hiện

4 THANH LONG BÌNH THUẬN, VIỆT NAM, ĐẶC ĐIỂM VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT

Hội thanh long ở Bình Thuận đã đăng kí tên gọi xuất xứ cho thanh long Bình Thuận Theo đó,thanh long Bình Thuận có số đăng kí là 006, tên gọi xuất xứ: thanh long Bình Thuận, vùng địalý: các huyện Hàm Tân, Hàm Thuận Nam, Hàm Thuận Bắc, Bắc Bình, thành phố Phan Thiết,Bình Thuận Với đặc điểm nổi bật: vỏ dày, khi chín vỏ trái có màu đỏ sáng, các vảy lá trêntrái thì cứng, dày, rộng, bên trong thịt trái có vị ngọt – chua, hương vị đặc trưng, hạt nhỏ.Thanh long được đưa vào trồng ở Việt Nam từ rất lâu, ở Bình Thuận, nó được biết đến từ nhữngnăm đầu thế kỉ 20, và phát triển nhanh chóng từ năm 1990 Các điều kiện địa lý tại tỉnh BìnhThuận là các tính năng phù hợp với sinh học thanh long Trước năm 1990, thanh long đượctrồng tại tỉnh Bình Thuận cho mục đích thờ cúng, từ năm 1990 thanh long được tiêu thụrộng rãi cho thị trường trong nước và ngoài nước

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

Những tính chất chất lượng đặc biệt của trái thanh long Bình Thuận

- Trái có hình tròn với đường kính 1.4 – 1.6 cm

- Trái có nhiều vảy là màu xanh với chiều dài 1.13 – 1.79 cm

- Thanh long non có màu xanh lá cây, sẽ chuyển thành màu đỏ khi trưởng thành

Độ dày của vỏ thanh long 2.5 – 5.6 mm

- Trái thanh long có một lỗ hõm sâu ở đuôi, sâu từ 2.0 đến 2.8 cm

- Bên trong thịt trái có màu trắng với nhiều hạt đen (khoảng 1000 hạt)

- Có mùi hương đặc trưng

- Vị: ngọt – chua tùy vào từng vùng