Tài liệu Chế biến nước uống lên men từ thanh long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG CHẾ BIẾN NƯỚC UỐNG LÊN MEN TỪ THANH LONG Chủ nhiệm đề tài: Th.S Huỳnh Thị Thúy Loan Khoa Khoa Học Sức Khỏe Môi Trường Đồng Nai, Tháng 4/Năm 2020 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ................................................................ 1 1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................ 1 1.2. Lí do chọn đề tài ...................................................................................... 1 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................. 4 2.1 Thanh long ............................................................................................... 4 2.1.1 Giới thiệu về thanh long .......................................................................... 4 2.1.2 Điều kiện sinh trưởng .............................................................................. 6 2.1.3 Thành phần hóa học của quả thanh long ................................................. 7 2.1.4 Tác dụng của quả thanh long ................................................................. 12 2.2 Nấm men và lên men lactic ...................................................................... 14 2.2.1 Đặc điểm hình thái nấm men ................................................................. 14 2.2.2 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa..................................................................... 14 2.2.3 Nấm men Saccharomyces cerevisiae .................................................... 15 2.2.4 Lên men etylic ....................................................................................... 16 2.2.4.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men etylic .......................... 17 2.3 Đường Saccharose ................................................................................. 18 2.3.1 Đặc điểm hóa lý của đƣờng Saccharose ............................................... 18 2.3.2 Yêu cầu về đường .................................................................................. 19 2.4 Phương pháp lên men ............................................................................ 19 2.4.1 Cơ sở khoa học ...................................................................................... 19 2.4.2 Phương pháp và điều kiện lên men ....................................................... 20 2.4.3 Các biến đổi trong quá trình lên men .................................................... 21 V 2.5 Phương pháp đếm tế bào bằng buồng đếm hồng cầu ............................ 23 2.6 Phương pháp đo mật độ quang (OD) và dựng đường chuẩn ................. 26 2.6.1 Nguyên lý cấu tạo của máy quang phổ .................................................. 27 2.6.2 Phương pháp đường chuẩn .................................................................... 30 2.7 Quy trình lên men thanh long ................................................................ 31 2.7.1 Sơ đồ quy trình ...................................................................................... 32 2.7.2 Thuyết minh quy trình ........................................................................... 32 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 34 3.1 Nội dung ................................................................................................ 34 3.2 Thời gian và địa điểm ............................................................................ 34 3.3 Nguyên vật liệu ...................................................................................... 34 3.3.1 Trái thanh long ....................................................................................... 34 3.3.2 Chủng men ............................................................................................. 34 3.3.3 Hóa chất ................................................................................................. 35 3.3.4 Thiết bị dụng cụ ..................................................................................... 35 3.3.5 Các loại môi trường nghiên cứu ............................................................ 36 3.3.5.1 Môi trường Hasen đặc (MT1)............................................................. 36 3.3.5.2 Môi trường Hasen lỏng (MT2) ........................................................... 36 3.3.5.3 Môi trường nhân giống (MT3) ........................................................... 36 3.4 Bố trí thí nghiệm .................................................................................... 36 3.4.1 Thí nghiệm 1: Xác định thời gian sinh trƣởng và chế độ lắc thích hợp đối với chủng Saccharomyces cerevisiae ....................................................... 36 3.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỉ lệ pha loãng của dịch thanh long với nƣớc . 37 VI 3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát độ Brix thích hợp để lên men ......................... 38 3.4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát tỉ lệ men thích hợp cho vào dịch quả .............. 38 3.4.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến chất lượng sản phẩm . 39 3.4.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men.................................................................................................................. 40 3.4.7 Thí nghiệm 7: Khảo sát tỉ lệ phối chế giữa thanh long và dứa.............. 41 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 43 4.1 Thí nghiệm 1: Xác định thời gian sinh trưởng và chế độ lắc thích hợp đối với chủng Saccharomyces cerevisiae ....................................................... 43 4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỉ lệ pha loãng của dịch thanh long với nƣớc . 44 4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát độ Brix thích hợp để lên men.......................... 45 4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát tỉ lệ men thích hợp cho vào dịch quả .............. 48 4.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến chất lượng sản phẩm . 49 4.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men51 4.7 Thí nghiệm 7: Khảo sát tỉ lệ phối chế giữa thanh long và dứa .............. 52 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................. 54 5.1 Kết luận .................................................................................................. 54 5.2 Kiến nghị................................................................................................ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 56 PHỤ LỤC A ................................................................................................... 58 PHỤ LỤC B .................................................................................................... 62 PHỤ LỤC C .................................................................................................... 65 VII DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Trái Hylocereus purssi và H. costaricensis ............................................... 5 Hình 2.2 Trái Hylocereus và trái Hylocereus undatus ............................................. 5 Hình 2.3 Cây Hylocereus trigonus ở tây nam Ấn Độ .............................................. 7 Hình 2.4 Saccharomyces cerevisiae ....................................................................... 15 Hình 2.5 Cấu tạo buồng đếm .................................................................................. 23 Hình 2.6 Hình ảnh nấm men dƣới kính hiển vi và buồng đếm hồng cầu .............. 25 Hình 2.7 Sơ đồ mô phỏng cấu tạo của máy quang phổ .......................................... 27 Hình 2.8 Biểu đồ xác định phƣơng trình hồi quy của phƣơng pháp đƣờng chuẩn 31 Hình 3.1 Thanh long ruột trắng và thanh long ruột đỏ ........................................... 34 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ giữa nƣớc và dịch thanh long ...... 37 Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ men ............................................... 38 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ men ............................................... 39 Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát pH thích hợp để lên men ..................... 40 Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian lên men thích hợp ................ 41 Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỉ lệ phối trộn dịch thanh long và dứa . 42 Hình 4.1 Môi trƣờng tăng sinh nấm men Saccharomyces cerevisiae .......... 43 Hình 4.2 Biểu đồ thể hiện động thái sinh trƣởng của chủng Saccharomyces cerevisiae ...................................................................................................... 44 Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣởng của tỉ lệ pha loãng đến độ Brix ... 44 Hình 4.4 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣởng của nồng độ chất khô tan đến quá trình lên men ................................................................................................. 46 Hình 4.5 Biểu đồ theo dõi độ Brix trong quá trình lên men ......................... 48 Hình 4.6 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣởng của pH đến độ cồn của nƣớc uống lên men thanh long kết hợp với dứa ............................................................. 50 VIII Hình 4.7 Biểu đồ biểu diễn ảnh hƣởng của thời gian lên men đến độ Brix và độ cồn của sản phẩm ..................................................................................... 51 Hình 4.8 Biểu đồ biểu diễn sự thay đổi độ Brix sau 4 ngày lên men ........... 53 Hình 4.9 Sản phẩm rƣợu lên men từ thanh long kết hợp với dứa................ 60 IX DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần trung bình của trái thanh long tính trên 100g phần ăn đƣợc ............................................................................................................... 7 Bảng 2.2 Tính chất lý và hóa của hai loại thanh long H. undatus và H. polyrhizus ...................................................................................................... 8 Bảng 2.3 Tính chất của phần bã không tan trong cồn của khối nghiền nhão từ Hylocereus sp (thanh long ruột đỏ) ......................................................... 11 Bảng 2.4 Nguồn phát năng lƣợng trong các thiết bị quang phổ ................. 28 Bảng 2.5 Đặc tính của một số bộ chuyển đổi tín hiệu (transducer) ............ 29 Bảng 2.6 Dung dịch chuẩn dùng để xây dựng đƣờng chuẩn ...................... 30 Bảng 2.7 Bảng đánh giá mùi vị của nƣớc uống lên men thanh long kết hợp dứa................................................................................................................ 58 Bảng 2.8 Bảng đánh giá vị nƣớc uống lên men từ thanh long kết hợp dứa 59 Bảng 2.9 Bảng đánh giá độ trong và màu sắc nƣớc uống lên men từ thanh long kết hợp dứa .......................................................................................... 59 Bảng 2.10 Bảng kết quả cảm quan của nƣớc uống lên men từ thanh long kết hợp dứa ........................................................................................................ 59 Bảng 4.1 Ảnh hƣởng của tỉ lệ phối trộn đến điểm cảm quan ..................... 45 Bảng 4.2 Ảnh hƣởng của độ Brix trƣớc khi quá trình lên men ................... 47 Bảng 4. 3 Ảnh hƣởng của tỉ lệ nấm men đến cảm quan .............................. 49 Bảng 4.4 Ảnh hƣởng của pH trƣớc khi lên men đến điểm cảm quan ......... 51 Bảng 4.5 Ảnh hƣởng của thời gian lên men đến điểm cảm quan ................ 52 Bảng 4.6 Ảnh hƣởng của tỉ lệ phối trộn thanh long và dứa đến điểm cảm quan ............................................................................................................... 53 Bảng 4.7 Sự thay đổi mật độ tế bào theo thời gian nhân giống của chủng Saccharomyces cerevisiae ............................................................................ 62 X Bảng 4.8 Ảnh hƣởng của tỉ lên phối trộn giữa nƣớc và dịch ép đến quá trình lên men .......................................................................................................... 62 Bảng 4.9 Ảnh hƣởng nồng độ chất khô đến độ cồn trung bình ................... 62 Bảng 4.10 Ảnh hƣởng của tỉ lệ men giống đến quá trình lên men thanh long 62 Bảng 4.11 Bảng theo dõi Brix qua từng ngày lên men ................................ 63 Bảng 4.12 Ảnh hƣởng của pH đến độ cồn sau thời gian lên men ............... 63 Bảng 4.13 Ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình lên men ........................ 63 Bảng 4.14 Biến thiên độ Brix ở các tỉ lệ phối trộn ....................................... 64 XI CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1. Đặt vấn đề Đồ uống lên men đã đƣợc con ngƣời biết đến và sử dụng cách đây vài thế kỷ. Dần dần sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt khi ngành công nghệ thực phẩm và công nghệ vi sinh ngày càng phát triển thì các sản phẩm về đồ uống đƣợc cải tiến không ngừng về chất lƣợng và cả về chủng loại nhằm đáp ứng thị hiếu ngƣời tiêu dùng. Hơn nữa, con ngƣời ngày càng hiểu rõ hơn giá trị dinh dƣỡng và hiệu quả kinh tế lớn lao của các sản phẩm về đồ uống mà giờ đây chúng có mặt ở hầu hết các nƣớc trên thế giới. Đồ uống lên men thƣờng sử dụng nguồn nguyên liệu tinh bột hoặc từ các loại trái cây. Trong tất cả các loại đồ uống, đồ uống lên men từ trái cây rất đƣợc quan tâm bởi ngoài hƣơng vị thơm ngon tự nhiên nó còn chứa các chất dinh dƣỡng nhƣ các loại muối khoáng, đƣờng, vitamin chứa sẵn trong trái cây. Việt Nam với đặc điểm là nƣớc nông nghiệp nhiệt đới thích hợp cho việc trồng các loại cây ăn quả nên có nguồn nguyên liệu rất phong phú thuận lợi cho việc sản xuất các loại đồ uống lên men. Đồ uống lên men lên men thực chất là sản phẩm của quá trình lên men rƣợu chƣa kết thúc. Đây là loại thức uống thơm ngon, hƣơng vị hài hòa đặc trƣng, chứa nhiều chất dinh dƣỡng, vitamin,…kích thích tiêu hóa, có lợi cho sức khỏe ngƣời dùng. Đồ uống lên men có độ cồn thấp phù hợp cho mọi lứa tuổi vì đó là sản phẩm của quá trình lên men tự nhiên, tinh khiết. So với các loại siro trái cây thì nƣớc trái cây lên men ngon và có tác dụng giải nhiệt hơn nhiều. CO2 thoát ra do phản ứng lên men sẽ hòa tan vào nƣớc giải khát, sau đó tác dụng với các chất hoặc các nguyên tố có trong thành phần của nƣớc giải khát, tạo ra các ester đơn giản và phức tạp nên có mùi thơm và vị dịu hơn. Giải nhiệt tốt hơn vì CO 2 sẽ bay hơi và thu nhiệt, do đó tạo cho ta cảm giác mát và khoan khoái. 1.2. Lí do chọn đề tài 1 Những năm gần đây xã hội ngày càng phát triển, thu nhập của ngƣời dân tăng lên thì nhu cầu vể rƣợu các loại cũng tăng nhanh theo, đặc biệt trong các dịp liên hoan lễ tết, cƣới hỏi. Ngoài rƣợu trắng rất nặng, tỉ lệ cồn quá cao đối với ngƣời không quen uống rƣợu, trên thị trƣờng còn bán nhiều loại rƣợu pha chế không theo một quy trình chặt chẽ. Do sử dụng những loại cồn xấu nhiều andehit, không ít các loại rƣợu này hƣơng vị đã kém, lại có hại cho sức khỏe. Chính vì vậy rƣợu lên men từ trái cây đang rất đƣợc quan tâm, tin dùng. Đặc biệt là phụ nữ, nó không chỉ đáp ứng đƣợc về mặt nhu cầu là thích những đồ uống có cồn mà còn đáp ứng đƣợc về mặt sức khỏe và dinh dƣỡng. Ngoài ra, ngƣời già cũng đang bắt đầu có sự quan tâm đặc biệt đến các sản phẩm rƣợu lên men từ trái cây dƣợc biết đến nhƣ loại thức uống dinh dƣỡng, bổ khỏe này. Trong trái thanh long có chứa nhiều thành phần dinh dƣỡng rất có giá trị. Các giá trị dinh dƣỡng nhƣ protein, acid hữu cơ, sắt, magie, canxi, vitamin C và vitamin B3 trong thanh long khi lên men chúng có thể chuyển biến nhƣng không mất đi. Vì vậy việc ra đời sản phẩm rƣợu thanh long không chỉ đáp ứng nhu cầu về thức uống bổ dƣỡng có ích cho sức khỏe (xã hội càng phát triển thì con ngƣời ngày càng đối mặt với sự ô nhiễm và nguy cơ bệnh tật cao, vì vậy những sản phẩm có ích ngăn ngừa lão hóa ung thƣ ngày càng đƣợc quan tâm) mà còn đáp ứng đƣợc nhu cầu ngày càng cao của xã họi về mặt đa dạng hóa sản phẩm, tạo ra sản phẩm mới có hƣơng vị đặc trƣng, giúp ngƣời tiêu dùng dễ dàng trong việc lựa chọn sản phẩm. Đặc biệt với nguồn nguyên liệu ổn định, dồi dào và tƣơng đối rẻ ở nƣớc ta sẽ giúp rƣợu thanh long có đƣợc giá thành thấp có khả năng cạnh tranh với các loại rƣợu khác, và rất phù hợp với túi tiền của những ngƣời có mức thu nhập trug bình mà muốn sƣ dụng rƣợu thƣờng xuyên trong các bữa ăn. Đối tƣợng mà sản phẩm này hƣớng tới là những ngƣời biết quan tâm đến sức khỏe của mình, những ngƣời không uống đƣợc rƣợu nồng độ cao rất thích hợp cho ngƣời có tuổi và phụ nữ. Sản phẩm cũng rất thích hợp cho viêc dùng làm quà biếu trong những dịp lễ, tết hay quà lƣu niệm cho sản phẩm 2 du lịch của Bình Thuận mà trái thanh long đƣợc xem nhƣ đặc sản chính của vùng. Vì thế, chúng tôi đề xuất một hƣớng mới nghiên cứu sử dụng trái thanh long với đề tài “Nghiên cứu lên men rƣợu từ trái thanh long kết hợp với dứa.” 3 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Thanh long 2.1.1 Giới thiệu về thanh long Thanh long (còn có nhiều cách gọi khác nhƣ pitaya hay pitahaya, dragon fruit, strawberry pear, nanettikafruit, kaktus madu) Thanh long: - Giới (regnum): thực vật (plantae) - Bộ (ordo): cẩm chƣớng (Caryophyllales) - Họ (familia): xƣơng rồng (cactaceae) - Chi (genus): Hylocereus Họ xƣơng rồng (Cactaceae) gồm khoảng 120 – 200 chi gồm từ 1500 – 2000 loài đƣợc tìm thấy đặc biệt là ở vùng bán sa mạc, vùng nhiệt đới nóng của Mỹ Latinh. Cactaceae thƣờng đƣợc trồng để làm cảnh, nhƣng cũng có đến gần 250 loài đƣợc 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 đƣợc canh tác nhiều nhất để lấy quả (cactus pear, prickly pear). Ở Mỹ Latinh, nhiều loài khác nhau đƣợc canh tác và trái của nó đƣợc gọi là thanh long. Tên chung và tên địa phƣơng làm cho sự phân loại thực vật chúng khó khăn. Tuy nhiên, tất cả thanh long đƣợc nhóm vào 4 chi chính (main genera): Stenocereus Britton & Rose, Cereus Mill, Selenicereus Riccob và Hylocereus Britton & Rose. Có 16 loài của chi Hylocereus nó đƣợc 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 lƣợng chủ yếu đƣợc canh tác cho mục đích này. H. purpusi(Weing) Britton & Rose có hoa rất lớn (25cm) 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 tƣơi đƣợc bao bởi những cái “vây” 4 (dài: 10 – 15 cm, nặng 150 – 400 g), ruột đỏ với nhiều hạt nhỏ màu đen, có kết cấu tốt nhƣng không gây hƣơng vị mạnh. 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 tƣơi (dài 10 – 12 cm, khối lƣợng 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 nhƣ với H. Polyrhizus, quả màu đỏ tƣơi (kích thƣớc 10–15cm) khối lƣợng 250–600g) hình trứng và có những cái “vảy” với nhiều kích thƣớc khác nhau. Thịt quả có màu đỏ - tím với nhiều Hình 2.1 Trái Hylocereus purssi và H. costaricensis 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 đƣợc bọc bên ngoài với các cái “vảy” màu đỏ dài và rộng, và Hình 2.2 Trái Hylocereus và trái Hylocereus undatus 5 xanh ở đỉnh. Thịt trái có màu trắng với nhiều hạt nhỏ màu đen, hƣơng vị không mạnh. Về thanh long Việt Nam có giống chính là loại ruột trắng vỏ đỏ, nổi tiếng nhất với dòng thanh long Bình Thuận và Chợ Gạo (Tiền giang). Ngoài ra, năm 1994 viện nghiên cứu Cây Ăn Quả Miền Nam nhập từ Colombia thanh long ruột đỏ, bên cạnh đó còn có loại ruột vàng. Ngoài ra trên thế giới còn có loại ruột trắng, vỏ vàng. Hiện giống ruột đỏ đã đƣợc thành thƣơng phẩm, trái có màu đỏ hồng, gai cứng thẳng, ruột đỏ, hột đen. Độ ngọt và hàm lƣợng Vitamin C đều cao hơn thanh long Bình Thuận và thanh long Chợ Gạo. Trọng lƣợng trung bình khoảng 0.5 kg/trái. Lớn nhất đạt 0.8 kg/ trái, với giá bán lẻ cao gấp 3-4 lần loại ruột trắng. Riêng màu vỏ của quả Thanh Long Bình Thuận ngoài màu đỏ, hiện đã có loại thanh long vỏ xanh dành cho nhu cầu xuất khẩu. Ngoài các giống trên, viện nghiên cứu cây ăn trái Miền Nam còn du nhập 6 giống thanh long từ Đài Loan là A1, B1, VN, C1A15, C1A6, ruột đỏ và đã đƣợc trồng khảo sát tại vƣờn tập đoàn Viện Ngiên cứu Cây ăn quả Miền Nam. 2.1.2 Điều kiện sinh trƣởng Thanh long là loài ƣa khí hậu khô nhiệt đới. Nhiệt độ trung bình cho sự phát triển của nó là khoảng 21 – 29oC, tối đa có thể lên tới 38 – 40oC. Nhu cầu nƣớc của nó khá khiêm tốn. Nếu lƣợng mƣa quá dƣ có thể dẫn tới sự rụng hoa và hƣ hỏng trái non. Để phát triển tốt thanh long cần nhiều ánh sáng. Thanh long đƣợc nhân giống bằng cành giâm. Vì sự chịu đựng của loài của Hylocereus cho phép chúng phát triển tốt dƣới những điều kiện sinh thái khác nhau. Ví dụ, ở Mexico, chúng đƣợc tìm thấy ở những vùng mƣa rất nhiều (340 – 3500 mm/năm) và ở độ cao tới 2750m so với mặt nƣớc biển. Chúng có thể sống sót ở những điều kiện thời tiết rất nóng, với nhiệt độ lên tới 38 –40oC. Các loài của chi Hylocereus là thực vật bán biểu sinh và do đó thƣờng ƣa sống trong điều kiện “nửa bóng tối” (đƣợc tạo nên bởi cây). Các loài chính có thể phát triển rất tốt ở dƣới mặt trời (ví dụ H.undatus, H.costaricensis và H.purpusii). Tuy nhiên, thời tiết nóng và thiếu nƣớc có thể dẫn tới đốt cháy thân cây. Ở sa mạc Neveg ở 6 Israel, điều kiện thuận nhất cho sự phát triển và ra trái đƣợc 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. Dƣ thừa nƣớc một cách hệ thống sẽ dẫn tới hiện tƣợng rụng hoa và trái non. Các loài của chi Hylocereus có thể thích nghi với loại đất thoát nƣớc tốt. 2.1.3 Thành phần hóa học của quả thanh long Thanh long có vị ngọt trung bình và ít calories, có ruột và nước ép thu hút với hương trái cây phảng phất. Trái thanh long có hình ovan, vỏ của nó có màu hồng của hoa vân anh hay màu vàng phụ thuộc vào loài. Từ trái thanh long có thể thu đƣợc 70 – 80% phần có thể ăn đƣợc. Hƣơng của khối nghiền nhão này đôi khi tƣơng tự nhƣ trái kiwi. Hình 2.3 Cây Hylocereus trigonus ở tây nam Ấn Độ Bảng 2.1 Thành phần trung bình của trái thanh long tính trên 100g phần ăn được Hylocereus Thành phần Nƣớc (g) Protein (g) Béo (g) Chất xơ (g) Tro Hylocereus undatus (vỏ hồng ruột trắng) 89.4 0.5 0.1 0.3 0.5 plorhizus (vỏ hồng ruột đỏ) 82.5-83 0.159-0.229 0.21-0.61 0.7-0.9 0.28 7 Selenicereus megalanthus (vỏ vàng ruột trắng) 85.4 0.4 0.1 0.5 0.4 Canxi (mg) Photpho (mg) Sắt (mg) Carotene (mg) Thiamine (mg) Riboflavin (mg) Niacin (mg) Ascorbic acid (mg) Brix pH 6 19 0.4 0.2 6.3-8.8 30.2-36.1 0.55-0.65 0.005-0.012 0.028-0.043 0.043-0.045 0.129-1.3 10 16 0.3 0.2 25 8-9 4 11-19 4.7-5.1 - - Theo một vài tác giả, các loài thuộc Hylocereus với thịt trái màu trắng thì có hàm lƣợng 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 đƣờng hơn so với phần ở phía ngoài vỏ. Độ axit của thịt trái nói chung là thấp, kết quả là tỉ lệ đƣờng so với axit cao, làm cho chất lƣợng cảm quan của trái không tốt khi chỉ sử sử dụng nƣớc ép. Theo truyền thống, chất lƣợng cảm quan đƣợc cải thiện đáng kể khi bổ sung thêm những nƣớc ép của trái cây có tính axit nhƣ chanh. Những axit chính trong nƣớc ép thanh long gồm axit citric và axit L-lactic. Carbonhydrate 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, fructose và một số oligosaccharide, oligosaccharide này đƣợc chứng minh là có tính chất của prebiotic. Prebiotic là những oligosaccharide mà không bị tiêu hoá mà có ảnh hƣởng tốt đến vật chủ bằng cách kích thích sự phát triển hoặc hoạt tính của một hay một số giới hạn các vi khuẩn trong kết tràng, cho nên làm cải thiện sức khoẻ của vật chủ (Gibson & Roberfroid, 1995). Bảng 2.2 Tính chất lý và hóa của hai loại thanh long H.undatus và H.polyrhizus Tính chất Khối lƣợng trái - Thịt trái - Vỏ H. undatus H. polyrhizus 305±75.0 100±30.0 215±35.0 75.0±25.0 8 Độ Brix Hàm lƣợng đƣờng (g/kg) - Glucose - Fructose - Oligosaccharide 12.5±0.55 14.8±0.75 353±0.74 238±0.84 86.2±0.93a 401±1.27 158±0.32 89.6±0.76a Hàm lƣợng oligosaccharide trong thanh long ruột trắng và đỏ tƣơng ứng là: 86.2 và 89.6 g/kg, bao gồm những những phân tử có trọng lƣợng từ 273 – 275, 448 – 500 và 787 – 911 Da. Nồng độ glucose trong thanh long ruột trắng (353 ± 0.7g/kg) thấp hơn so với nồng độ của nó trong thanh long ruột đỏ. Ngƣợc lại nồng độ fructose trong thanh long ruột trắng (238 ± 0.84 g/kg) lại cao hơn thanh long ruột đỏ (89.6±0.76g/kg), hàm lƣợng oligosaccharide trong thanh long ruột đỏ gần nhƣ tƣơng đƣơng nhau. Oligosaccharide của thanh long cho thấy tính chất của prebiotic, bao gồm việc kháng lại điều kiện axit ở dạ dày của ngƣời, kháng đƣợc một phần enzyme α-amylase trong nƣớc bọt, ngƣời ta ƣớc lƣợng rằng có khoảng 50% oligosaccharide từ thanh long ăn vào có thể tiến tới đƣợc kết tràng vì nó bị thuỷ phân một phần bởi α-amylase và axit dạ dày và bởi những enzyme trong ruột non. Báo cáo trƣớc đó cho thấy có 88% inulin và oligofructose có thể tiến tới đƣợc kết tràng (Cummings & Macfarlane, 2002). Oligosaccharide từ thanh long có khả năng kích thích sự phát triển của lactobacilli và bifidobacteria. Cho nên thanh long có thể sử dụng làm nguyên liệu cho các sản phẩm thực phẩm chức năng và tƣơng tự. Sắc tố Trƣớc đây ngƣời ta cho rằng màu đỏ của thanh long là do sắc tố anthocyanin, tuy nhiên các nghiên cứu về sau đã chứng minh rằng màu đỏ của thịt trái thanh long ruột đỏ là do nhóm 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 nƣớc tạo ra màu sắc cho hoa và trái của những cây thuộc họ xƣơng 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 đƣơng lƣợng betanin trong 100g thịt trái và vỏ thanh long tƣơng ứng là: 10.3±0.22mg và 13.8±0.85mg. Kết quả phân tích HPLC 9 nƣớc 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, 2000) nên sự vắng mặt của nó là yếu tố có lợi về mặt công nghệ. Betacyanin là một sắc tố hoà tan trong nƣớc tạo màu sắc cho nhiều loại hoa và trái (Strack, Vogt, & Schliemann, 2003). Chúng không đƣợc tìm thấy trong thực vật mà có sắc tố anthocyanin. 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 chất keo là một trong những nhân tố chính làm phức tạp quy trình chế biến nƣớc ép trái cây, đặc biệt nó gây khó khăn cho quá trình lọc. Vì thế loại bỏ hoặc làm làm biến tính các hợp chất pectin đƣợc cho là giải pháp của vấn đề này. Nghiên cứu thành phần polysaccharide của thành tế bào trái thanh long bằng cách cho khối nghiền nhão đồng hoá với cồn 80% và lọc kĩ thu lấy bã lọc, bã lọc sau đó sẽ lần lƣợt đƣợc phân đoạn vào nƣớc, oxalate, axit HCl, và kiềm. Sau đó các phân đoạn này sẽ đƣợc thuỷ phân với axit sulfuric 72% và đo hàm lƣợng các đƣờng 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 25oC, mặt khác Perona (2005) phát hiện ra rằng độ đặc của puree trái cây của những 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 nhão nhớt, làm giảm hiệu suất thu hồi (Esquivel và cộng sự, 2007). Hàm lƣợng axit uronic trong bã không tan trong cồn chiếm 32.3%, chủ yếu là axit galacturonic. Về độ este hoá của pectin đo đƣợc là 80%. Phát hiện này chỉ ra rằng độ nhớt của khối nghiền nhão cao có thể không phải chủ yếu do pectin. 10 Bảng 2.3 Tính chất của phần bã không tan trong cồn của khối nghiền nhão từ Hylocereus sp (thanh long ruột đỏ) AIR (g/100g DM) 5.3 ± 0.4 AUA (g/100g AIR) 32.3 ± 1.6 Độ este hóa của pectin (%) 80±3 Phân đoạn pectin tan trong nƣớc có phần trăm cao nhất, là phân đoạn chính trong các phân đoạn của pecin. Pectin với mức độ este hoá cao, có ít khả năng liên kết với các thành phần khác của thành tế bào, và chủ yếu tập trung ở phiến giữa của thành tế bào. 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 lƣợng protopectin (HSP-fraction) thì chỉ chiếm 6.6% trong phần bã không tan trong cồn của thanh long. Trong thanh long, phân đoạn hemicellulose và cellulose chiếm tƣơng ứng là 8.9 và 26.9%. Những saccharide 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 đƣờng chính trong tất cả các phân đoạn pectic, sau đó là rhamnose, trong đó phân đoạn trong nƣớc 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) (Matsuhiro và cộng sự, 2006). Chất béo Nghiên cứu trên thành phần acid béo từ dầu trích ly từ hạt trái thanh long năm 2009 của Abdul Azis Ariffin và cộng sự cho thấy axit béo không thay thế linoleic và linolenic chiếm một phần trăm đáng kể trong các axit béo không no từ dầu trích ly từ hạt thanh long. Axit béo không thay thế là những axit quan trọng là những chất cần thiết cho sự trao đổi chất ở động vật mà không thể tổng hợp trong điều kiện thƣờng. 11 Cả hai loại thanh long (Hylocereus undatus và 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. Axit linoleic, axit oleic và axit panmitic là 3 thành phần axit chủ yếu trong hạt của hai loại 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. 2.1.4 Tác dụng của quả thanh long Thanh long đƣợc coi là siêu trái cây và giàu vitamin và khoáng chất có đặc tính chống oxy hóa để bảo vệ cơ thể chống lại các gốc tự do gây lão hóa, ung thƣ và bệnh tật. Thanh long chứa vitamin C cho hệ miễn dịch mạnh và sắt giúp máu khỏe mạnh. Chất xơ trong thanh long giúp kiểm soát cân nặng bằng cách cho dạ dày cảm giác đầy đủ. Các hạt giống không chỉ thêm hƣơng vị hấp dẫn, mà còn chứa đầy chất béo lành mạnh quan trọng cho sự phát triển trí não và điều hòa huyết áp. Quả thanh long đỏ chứa lycopene, một chất màu thực vật hoạt động nhƣ một chất chống oxy hóa giúp giảm nguy cơ đau tim. Chất xơ Đối với những ngƣời đang cố gắng để tăng lƣợng chất xơ trong khẩu phần ăn hàng ngày, thanh long có thể là một lựa chọn thay thế tuyệt vời. Các chất xơ hòa tan có trong thanh long có thể giúp mọi ngƣời giảm cân, giảm lƣợng đƣờng trong máu, nuôi dƣỡng ruột và ngăn ngừa ung thƣ ruột kết. Ăn thanh long có thể cải thiện sức khỏe của con ngƣời. Vì vậy, trong chế độ ăn uống hàng ngày chúng ta nên tăng lƣợng thanh long để hấp thụ đầy đủ chất xơ, giúp giảm cholesterol, kiểm soát trọng lƣợng và loại bỏ các độc tố một cách hiệu quả. Chất chống oxy hóa Thanh long đƣợc chứa đầy đủ các chất chống oxy hóa, giúp bảo vệ các tế bào của cơ thể trƣớc sự tấn công của các gốc tự do, đẩy lùi tốc độ lão hóa và thậm chí là ngăn chặn bệnh ung thƣ. 12