Đồ án nghiên cứu nước thanh long lên men

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Qua hơn 3 tháng thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất nước quả lên men từ thanh
long ruột đỏ Lập Thạch, Vĩnh Phúc” tới nay đã được hồn thành.
Đầu tiên tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Hạnh, người
đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình hướng dẫn tơi hồn thành đề tài này.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Văn Hưng đã giúp đỡ tơi rất nhiều trong
q trình thực hiện luận văn này.
Tôi chân thành biết ơn các thầy, cô trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Viện Công
nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm, đã truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức quý
báu trong suốt thời gian theo học tại trường. Tôi cũng xin cảm ơn ThS. Nguyễn Thị
Hồi Đức và phịng thí nghiệm Bộ mơn đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất trong suốt
thời gian nghiên cứu đề tài này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã ln động viên, khích lệ tinh thần
và giúp đỡ tơi để tơi hồn thành tốt nhất luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 13 tháng 01 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thanh Xoan

1

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

2

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH ẢNH

3

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC BẢNG

4

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DPPH: 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
TEAC: Trolox equivalent antioxidant capacity
ABTS : 2,2-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)
GC: Gas chromatography ( sắc ký khí)

GAE: Gallic Acid Equivalent
HPLC: High Performance Liquid Chromatography ( Sắc ký lỏng hiệu năng cao)
HDL-C: High Density Lipoprotein- Cholesterol
LDL-C: Low Density Lipoprotein- Cholesterol
ALT: Alanin Aminotransferase
ALP: Alkaline photphatase
AST: Asparate Aminotransferase
ATS: Axit tổng số
NĐCKHT: Nồng độ chất khơ hịa tan
ĐHTAS: Độ hấp thụ ánh sáng

5

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU
Trái cây từ lâu đã được biết đến là một loại thực phẩm không thể thiếu trong khẩu phần
ăn của con người. Nó là một nguồn cung cấp rất nhiều dinh dưỡng, đặc biệt là các
vitamin và các hợp chất chống oxi hóa.
Trong những năm gần đây, quả thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) ngày càng
phổ biến trong tiêu thụ cũng như trong nghiên cứu bởi những đặc tính nổi bật về màu
sắc, thành phần dinh dưỡng và những hoạt tính sinh học mang lại của nó. Góp phần
khơng nhỏ để tạo ra những lợi ích trên phải kể đến sự có mặt của betacyanin, thành
phần chủ yếu tạo nên màu đỏ tím của loại thanh long này. Khơng chỉ có hoạt tính
chống oxi hóa, chống béo phì, chống ung thư,.. mà nó cịn tạo ra màu đặc trưng và đẹp
mắt cho các sản phẩm có ngun liệu là thanh long ruột đỏ.
Trái cây chín và ăn tươi hiện nay vẫn là hình thức tiêu thụ chủ yếu của người tiêu dùng,

tuy nhiên hình thức này có nhiều nhược điểm như khó bảo quản lâu dài, dễ bị dập nát.
Vì thế việc tạo ra một sản phẩm mới nhằm tăng thời gian bảo quản, tăng giá trị thương
mại cho sản phẩm là vô cùng quan trọng.
Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại nước quả hay các loại sản phẩm như hoa quả
sấy khô, bánh, kẹo, rượu từ nguyên liệu trái cây, tuy nhiên loại sản phẩm nước quả lên
men có nồng độ cồn thấp còn rất hạn chế, chưa đa dạng. Hơn nữa, thanh long ruột đỏ
cũng chưa phổ biến lắm với người tiêu dùng nên việc đưa ra các sản phẩm mới sẽ tạo
ra thói quen tiêu dùng các sản phẩm từ thanh long ruột đỏ, giúp nguyên liệu này trở
nên quen thuộc hơn trong đời sống.
Nước quả lên men từ thanh long ruột đỏ Lập Thạch là một sản phẩm tự nhiên, khơng
sử dụng hóa chất bảo quản, có màu sắc đẹp mà không cần sử dụng màu thực phẩm, phù
hợp với xu hướng tiêu dùng hiện đại. Việc sản xuất thử nghiệm giúp tạo ra một hướng
mới cho việc giải quyết nguồn nguyên liệu dư thừa từ tiêu thụ qủa tươi, đồng thời tạo
ra một sản phẩm đồ uống mới, có tính giải khát, phù hợp cho tất cả mọi người.
Từ những ý tưởng trên, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Hạnh, đã tiến hành
nghiên cứu và thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm nước quả lên men từ
thanh long ruột đỏ Lập Thạch, Vĩnh Phúc”.Nội dung của đề tài bao gồm:
Xác định một số chỉ tiêu của nguyên liệu thanh long ruột đỏ Lập Thạch, Vĩnh
Phúc.
Xác định hiệu quả xử lý dịch quả bằng chế phẩm enzyme pectinase sử dụng.
Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến q trình lên men nước quả.
• Ảnh hưởng của nồng độ nấm men đến quá trình lên men.
• Ảnh hưởng của pH đến q trình lên men.
• Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ ban đầu tới quá trình lên men,

-

6

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan

Đồ án tốt nghiệp

PHẦN I: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về thanh long
1.1.1.Nguồn gốc và đặc điểm
-

-

-

-

Cụm từ Thanh long (dragon fruit) xuất phát từ một từ Hy Lạp là “hyle” ( thân có lõi
gỗ) và 2 từ Latin là cereus ( có lớp sáp ) và undatus ( các cạnh của cành có dạng
lượn song ). Nguồn gốc của thanh long là ở Trung Mỹ, nó được biết đến với cái tên
pitahaya ở Mexico, pitaya roja ở Trung và Nam Mỹ. Người Pháp mang thanh long
tới Việt Nam trồng từ khoảng hơn 100 năm trước, đến những năm 1980 thanh long
mới được trồng trên quy mô lớn.
Thanh long ( dragon fruit, pitaya, pitahaya ) là loại cây bò lan thuộc giới Thực vật (
Plantae), ngành Thực vật có hạt ( Spermatophyta), dưới ngành là Thực vật có hoa
(Angiospermae), bộ Cẩm chướng ( Caryophyllales), họ Xương rồng ( Cactaceae).
Bao gồm 4 chi đó là Stenocereus Britton&Rose, Cereus Mill, Selenicereus
(A.Berger) Ricobb và Hylocereus Britton&Rose [2].
Đặc điểm chung của quả thanh long:
• Là loại quả mọng, hình bầu dục hoặc hình trứng
• Vỏ có nhiều tai lá màu xanh đến hồng, đầu quả lõm sâu tạo thành một hốc.
Vỏ có thể tách dễ dàng khỏi ruột.

• Ruột quả có màu trắng hoặc đỏ, có rất nhiều hạt nhỏ màu đen.
Đặc điểm về canh tác: Thanh long là cây có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới khơ nên
chịu nóng và chịu hạn tốt. Nhiệt độ thích hợp nhất từ 21- 29 oC. Thanh long là loại
quả yếu chịu lạnh, không chịu ẩm cao nên thích hợp trồng ở vùng có lượng mưa
trung bình. Là loại cây ưa cường độ ánh sáng mạnh nên nếu được chiếu sáng ít thì
thân cây nhỏ yếu và chậm ra hoa. Cây thanh long khơng kén đất, có thể trồng trên
nhiều loại đất và vẫn phát triển tốt nếu được bón nhiều phân hữu cơ. Một năm có
hai vụ thanh long, chính vụ (từ tháng 3 đến 15/9 dương lịch) và trái vụ (từ 15/9 đến
15/2 năm sau ). Thời gian từ lúc hoa nở đến lúc quả chín là 30- 35 ngày.

7

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1. 1: Cây thanh long ở giai đoạn ra hoa

Hình 1. 2: Cây thanh long giai đoạn ra quả

8

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

-

Sau một năm trồng, thanh long bắt đầu cho quả, từ năm thứ 3 cho năng suất
cao, đến năm thứ 6 trở đi năng suất giảm dần. Thanh long có thể thu hoạch
sau 1 tháng ra hoa, thời điểm thu hoạch tốt nhất sau khi quả chuyển màu từ 3
- 4 ngày, nếu xuất khẩu sẽ thu hoạch ngay khi quả chuyển màu được 1-2
ngày. Tại Việt Nam và Mexico, độ chín thích hợp nhất cho H.undatus là sau
khi ra hoa 28-31 ngày , còn tại Israel, cả 2 loại H.undatus và polyrhizus được
trồng trong điều kiện nhà kính đạt độ chín sau 33-37 ngày ra hoa [2].

Hình 1. 1: Màu sắc tại thời điểm thích hợp cho thu hái và màu sắc khi chín
Năng suất trung bình 30 tấn/ha, nếu được chăm bón tốt, thời tiết thuận lợi
năng suất sẽ cao và ổn định trong nhiều năm. Sau khi thu hái nếu bảo quản ở
điều kiện thường với nhiệt độ 25-30 oC có thể giữ được thanh long không hư
hỏng trong 10-12 ngày, bảo quản bằng biện pháp bao gói và giữ ở nhiệt độ
10-14 độ có thể giữ được chất lượng ổn định trong 2 -3 tuần cho tiêu thụ tại
địa phương. Nếu bảo quản lạnh 3-5 oC thì có thể giữ cho quả khơng bị hư
hỏng trong 27- 42 ngày cho xuất khẩu.
- Màu sắc từ tím hồng đến đỏ của thanh long được tạo ra chủ yếu nhờ hợp
chất betacyanin. Đây cũng là một chất màu có mặt trong nhiều lồi thực vật
có màu đỏ khác ví dụ như củ cải đường ( red beetroot), củ cải Thụy Sĩ
( Swiss chard) và rau dền (amaranth)..
1.1.2. Phân loại
-

-

9

Theo khóa phân loại chi Hylocereus theo Britton&Rose, Hylocereus gồm 16
loài [2], chúng được phân biệt với nhau bởi màu của vỏ và ruột quả, trong đó
có một số loại phổ biến như sau:

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 1. 1: Bảng phân loại một số loại trong chi Hylocereus
H. purpusii (Weing.) Britton & Có hoa rất lớn (25cm), nhiểu tai, trái hình
Rose
thn (olong), ruột đỏ ( chiều dài trái 1015cm, khối lượng từ 150- 400g)
H. polyrhizus (F.A.C. Web.) Có hoa lớn ( 25- 30cm) , hình thn,
Britton & Rose ( H. monacanthus) nhiều tai, ruột đỏ, vị tốt, kích thước trung
bình khoảng 10- 12cm chiều dài và khối
lượng 130-350g.

H. costaricensis (Web.) Britton & Cành chắc khỏe, thân có lớp sáp màu
Rose
trắng, trái có màu đỏ, trái hình trứng, có
nhiều tai, ruột màu đỏ tím, vị ngon
H.undatus (Haw.) Britton & Rose

Có thân dài và xanh, hoa rất lớn ( lên đến
29cm), trái màu đỏ hồng, ruột trắng, vị
ngon, hình thn, có tai dài và lớn, có
màu xanh và đỏ ở đầu, chiều dài 1522cm và khối lượng trung bình 300800g.

H. trigonus (Haw.) Saff

Có cành mảnh, yếu, trái hình thn –
trứng, gần như trơn láng, tai màu xanh

sau đó chuyển thành màu nâu tối, vỏ đỏ,
ruột trắng ( dài 7- 9cm, khối lượng trung
bình 120- 250g.

H. megalanthus (K. Schumann) Thân cây màu xanh, trái hình trứng, vỏ
Ralf Bauer
có màu vàng, ruột trắng, vị ngọt. Đây là
loại có vị ngọt nhất trong tất cả và có
kích thước nhỏ hơn thanh long đỏ.
H.venezuelensis Britton & Rose

H.ocamponis
Rose

10

(S.D.)

Gần giống với H.polyrhizus nhưng phần
đầu lồi ra và chẻ thành 2 nhánh.

Britton& Gần giống với H.purpusii nhưng khác ở
đặc điểm có nhiều tai mảnh, dài và nhọn.

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 1. 2: Một số loài thanh long

Hylocereus
purpusii và
Hylocereus
costaricensis

Hylocereus
polyrhizus

Hylocereus
undatus

11

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

Hylocereus
trigonus

Hylocereus
ocamponis

Hylocereus
megalanthus

12

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 1. 3: Mùa vụ và loại thanh long trồng ở một số nước[14]
Quốc gia

Mùa vụ

Giống thanh long

Australia

Tháng 9- tháng 3

H. undatus, H.
monacanthus, H.
megalanthus

Colombia

Quanh năm

H. megalanthus

Honduras

Tháng 5- tháng 11

H. monacanthus

Chile

Tháng 12- tháng 6

H. monacanthus

Florida

Tháng 6- tháng 11

H. undatus

Indonesia

Quanh năm hoặc tháng
11- tháng 10 năm sau

H. undatus

Israel

Tháng 7 – tháng 5

H. polyrhizus, H.
monacanthus
Ephephilum

Malaysia

-

H. undatus

Mexico

Tháng 6- tháng 11

H. undatus

Nicaragua

Tháng 6- tháng 11

H. costaricenses

Đài Loan

Tháng 5- tháng 12

H. monacanthus

Thái Lan

-

H. undatus

Việt Nam

Gần như cả năm

H. undatus

Khu vực phía Bắc Việt
Nam

Tháng 7- tháng 10

H. monacanthus

1.1.3. Giá trị dinh dưỡng và thành phần hóa học
1.1.3.1. Thành phần hóa học của ruột quả
-

13

Thanh long hiện rất được thị trường quan tâm vì là loại quả có lượng protein,
chất béo cao, giàu chất chống oxy hóa, vitamin và khống chất ,được cho là
loại thực phẩm tốt cho tim mạch, có khả năng làm giảm cholesterol, cao
huyết áp, kiểm soát đường huyết, ung thư, khử chất độc như kim loại nặng,
chống viêm khớp, hen suyễn và giúp giảm cân. Ruột quả chiếm 60-80% khối
lượng quả tươi khi chính. Hàm lượng chất hịa tan trong thanh long dao động
trong khoảng 12- 14oBx và hàm lượng axit trong quả thấp ( khoảng 0,20,35mg axit malic trong 100g ruột quả tươi ) với giá trị dinh dưỡng: 130 KJ/

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

100g với thanh long ruột trắng và 283 KJ/ 100g với thanh long ruột đỏ.
Ngoài ra trong thành phần còn chứa nhiều thành phần dinh dưỡng cũng như
có hoạt tính sinh học khác, thành phần hóa học của thanh long so với một số
loại quả phổ biến được so sánh ở bảng 5.
Bảng 1. 4: Thành phần hóa học có trong 100g ruột quả tươi của một số loại
quả
( Gunasena el al.,2007; Kansci et al., 2008; Stintzing et al., 2003; To et al., 1999 )

14

Thành phần

Thanh
Thanh
Măng cụt
long ruột long ruột
trắng
đỏ

Xoài

Dứa

Năng lượng
( kJ)

130

283

238

276

243

Protein (g)

0,5

0,2-1,1

0,5

0,7

0,3

Chất béo (g)

0,1

0,6-0,9

0,3

0,4

0,2

Carbonhydrat
e (g)

9,5

11,2

14,7

16,8

13,7

Glucose (g)

5,5

4,7-5,7

-

0,8-1,5

-

Fructose (g)

1,9

1,8-3,2

-

6,4-9,4

-

Xơ (g)

0,3

0,7-1,3

5

0,9

0,4

Canxi (mg)

3,1-6

2,3-10,2

10

10

17

Magie (mg)

26,6

31,3-38,9

-

8,8

13

Natri ( mg)

3,3

7,3-8,9

1

7

1

Kali ( mg)

399,5

272-328,4

135

189

146

Sắt ( mg)

0,4

0,6-3,4

0,5

0,4

0,5

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

Phốt pho (mg) 19

27,5-36,1

10

13

8

Bảng 1. 5: Thành phần hóa học của 3 loại thanh long
Thành phần

Trung bình có trong 100g ruột quả
Hylocereus
undatus

Hylocereus
polyrhizus

Hylocereus
megalanthus

Nước (g)

89,4

82,5-83

85,4

Protein (g)

0,5

0,159-0,229

0,5

Chất béo (g)

0,1

0,21- 0,61

0,1

Chất xơ (g)

0,3

0,7-0,9

0,5

Pectin (mg)

65- 136

Tro (g)

0,5

0,28

0,4

Canxi (mg)

6

6,3-6,8

10

Phốt pho (mg)

19

30,2- 36,1

16

Sắt (mg)

0,4

0,55- 0,65

0,3

Vitamin A (mg)

-

0,005- 0,0012

-

Vitamin B1 (mg)

-

0,028- 0,043

-

Vitamin B2 (mg)

-

0,043- 0,045

-

Vitamin B3 (mg)

0,2

1,297-1,3

0,2

Vitamin C (mg)

25

8-9

4

Độ brix

11-19

-

-

-

15

Trong quá trình phát triển của quả diễn ra các biến đổi như tăng khối lượng,
kích thước và màu đồng thời là sự tăng lên của hàm lượng chất khơ hịa tan, tỷ
lệ của hàm lượng chất khơ hịa tan và axit, thành phần betalain trong khi lượng
axit tổng số và vitamin C trong ruột quả giàm.
 Cacbonhydrate:
• Thành phần đường trong quả thanh long chủ yếu là các loại đường đơn:
glucose và fructose với hàm lượng lần lượt là 30-55(g/L) và 4-20 g/L.
Ngồi ra, cịn có một lượng nhỏ đường sucrose ( 2,8- 7,5% trong lượng
đường tổng) được xác định bằng phương pháp sử dụng enzyme ( sừ dụng
HPLC khơng phát hiện được sự có mặt của thành phần này)

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan

Đồ án tốt nghiệp

Chứa một lượng oligosaccharides khoảng 90g/kg trong đó có
fructooligosaccharides (FOS): 1- ketose, 6- ketose và neoketose ( 1 đơn vị
glucose và 2 đơn vị fructose), nystose, bifurcose, neobifurcose ( 1 đơn vị
glucose và 3 đơn vị fructose), stachyose ( 3 đơn vị glucose và 1 fructose).
Những FOS này có đặc tính như prebiotic và có lợi cho hệ đường ruột của
con người. Bởi khả năng bền trong điều kiện axit của đường ruột và enzyme
α-amylase trong nước bọt, là nguồn dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phát
triển của hệ vi sinh vật có lợi trong đường ruột: lactobacilli và bifidobacteria
[46].
 Vitamin : Đây là một loại quả giàu vitamin, trong đó có vitamin C là thành
phần tạo ra tính chống oxi hóa cho quả. Về hàm lượng, vitamin C thường
nhỏ hơn 11mg/100g quả tươi, thấp hơn các loại quả của các cây thuộc họ
xương rồng khác và các loại quả có múi ( citrus), ví dụ trong cam là 67 ± 9
mg/100g. Tuy nhiên lượng vitamin C này vẫn cao hơn trong chuối (4,9 ± 0,6
mg/100g) và khế 5,2 ± 1,9 mg/100g) [44]. Đây cũng là một loại quả giàu các
vitamin nhóm B, B1 có vai trị quan trọng trong chuyển hóa và sản sinh năng
lượng trong cơ thể , B2 giúp tạo cảm giác ngon miệng và B3 có tác dụng
trong việc ngăn ngừa sự tăng cao cholesterol, giúp làm đẹp da và chống tăng
huyết áp.
 Các axit hữu cơ: Axit malic là axit chính trong thanh long ( chiếm khoảng
90% axit tổng số ), ngoài ra là một lượng nhỏ axit citric và axit ascorbic
( vitamin C ). Axit tổng số trong quả tươi có hàm lượng khoảng 2,4 – 3,4 g/L
dịch quả.
 Các hợp chất phenol: các hợp chất phenol bao gồm 3 dạng: các hợp chất
phenol đơn giản( chỉ có 1 nhóm -OH liên kết với vịng thơm), các phenolic
axit ( có nhóm -COOH liên kết với vịng thơm) và các polyphenol ( có hai

hoặc nhiều vịng phenol). Trong thanh long chủ yếu bao gồm axit gallic
[22], axit ferulic , axit vanillic, syringic,protocatechuic, p-hydroxybenzoic,
p-coumaric, và caffeic. và một lượng nhỏ các hydrocinnamic axit [26].
Ngồi ra thanh long cịn có chứa một số hợp chất thuộc nhóm flavonoid
( polyphenol ), đó là phloretin -2-O-glucoside và myricetin -3-Ogalactopyranoside. Các hợp chất này tạo ra khả năng chống oxi hóa cho
thanh long. Theo nghiên cứu cho thấy, trong thanh long ruột đỏ, thành phần
phenol tổng số khoảng 42,4 ± 0,04 mg GAE/100g [49], lượng này cao hơn
so với thanh long ruột trắng nhưng thấp hơn các loại quả như cam ( 75 ± 10
mg GAE/100g ), ổi (138 ± 31 mg GAE/100g), chuối ( 51 ± 7 mg
GAE/100g).
•

16

Axit gallic

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

1.1.3.2. Thành phần hóa học của hạt thanh long
-

Hạt thanh long chiếm 1-2% khối lượng quả ban đầu. Hạt thanh long có chứa
một luợng đáng kế các chất béo ( 32- 34% ), cao hơn hẳn so với hạt nho hay
hạt lựu. Hạt thanh long là phụ phẩm trong quá trình chế biến nước quả và
rượu vang thanh long. hiện nay, vấn đền xử lý phụ phẩm trong sản xuất chế
biến thực phẩm cũng là một vấn đề cần quan tâm. Giá trị dinh dưỡng của
thanh long khơng chỉ đến từ thịt quả mà cịn cả từ hạt thanh long. Nhiều

nghiên cứu đã chỉ ra rằng những phụ phẩm của rau quả như vỏ và hạt có thể
là một nguồn tách chiết các hợp chất chống oxi hóa và chứa nhiều thành
phần có tác dụng, có thể ứng dụng vào thực phẩm chức năng, mỹ phẩm,
dược phẩm. Hạt thanh long chứa một lượng đáng kể các loại chất béo có lợi
cho sức khỏe [7]. Giá trị này đến từ thành phần vitamin E ( tocopherol ) và
những axit béo thiết yếu tồn tại trong hạt thanh long [10, 24].
Bảng 1. 6: Một số chỉ tiêu của hạt thanh long

-

Đặc tính

Hạt thanh long ruột
trắng

Hạt thanh long ruột
đỏ

Khối lượng khô
( g/100g)

97,7 ±0,7

97,2±0,4

Tỉ lệ hạt khô so với quả
(%)

1,76 ±0,5

1,74±0,4

Thanh phần chất béo
trong hạt (%)

34,1±1,2

32±0,6

Bằng phương pháp chạy sắc kí GC và HPLC có thể xác định được các thành
phần axit béo trong hạt thanh long. Trong hạt rất giàu axit linoleic và axit
oleic.
Bảng 1. 7: Thành phần axit béo trong hạt thanh long
Axit béo

17

Các axit béo thành phần (g) / 100g axit béo
tổng số
Hạt thanh long ruột
trắng

Hạt thanh long ruột
đỏ

Myristic acid ( C14:0)

0,14± 0,12

0,21±0,01

Palmitic acid ( C16: 0 )

14,95±0,59

18,39±0,47

Stearic acid ( C18:0 )

6,93±0,07

8,05±0,67

Tổng axit béo bão hòa

24,34±0,51

29,26±0,50

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

-

Oleic acid ( C18:1)

18,67±0,15

23,61±0,07

Axit béo không no một
nối đôi tổng số

19,68±0,15

24,96±0,26

Linoleic acid (C18:2)

55,43±0,41

45,21±0,61

Linolenic acid ( C18:3)

0,21±0,04

0,15±0,09

Axit béo khơng no
nhiều nối đơi tổng số

55,94±0,40

45,70±0,59

Các axit béo thiết yếu

55,64±0,40

45,37±0,57

Ngồi thành phần chất béo, trong hạt còn chứa một lượng đáng kể
tocopherol. Lượng tocopherol tổng số trong thanh long ruột đỏ cao hơn đáng
kể so với thanh long ruột trắng ( 656 mg/kg so với 407 mg/kg) và cao hơn
lượng trong dầu olive ( 160-378 mg/kg), hạt nho ( 143- 358 mg/kg), hạt dây
tây ( 280 mg/kg), .. và tương đương với lượng trong dầu vừng ( 454700mg/kg).
Bảng 1. 8: Thành phần tocopherol trong chất béo từ hạt thanh long
Tocopherol (mg/kg )

-

Chất béo trong hạt
thanh long ruột trắng

Chất béo trong hạt thanh
long ruột đỏ

δ- tocopherol

38,7±0,24

34,65±5,48

γ- tocopherol

75,62±2,23

144,92±4,76

α- tocopherol

292,94±9,88

477,33±6,52

Tocopherol tổng số

407,26±7,90

656,89±5,80

Các hợp chất phenol trong hạt tạo ra tính chống oxi hóa . Hoạt tính chống
oxi hóa của các thành phần trong hạt thanh long ruột đỏ cao hơn thanh long
ruột trắng. Hàm lượng phenol tổng số tương đối đáng kể, so với hạt quả
mâm xôi ( 58,2 mg GAE/g hạt) [10].
Bảng 1. 9: Các hợp chất phenol và flavonoid thu được trong dịch trích ly
bằng nước và ethanol trong ba loại hạt thanh long

Dịch trích
ly bằng
ethanol
Dịch trích

18

Loại thanh long

Các hợp chất
phenol (mg
GAE/100g mẫu)

Flavonoid
(mg CAE/100g
mẫu)

H.polyrhizus

43,9

50,8

H. undatus

38,0

42,2

H.megalanthus

40,6

43,2

H. polyrhizus

33,7

19,7

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

ly bằng
nước

H.undatus

33,0

30,1

H.megalanthus

31,5

17,0

1.1.3.3. Thành phần hóa học của vỏ quả
-

Vỏ quả thanh long chiếm tỷ lệ khoảng 22% khối lượng quả với nhiều thành
phần hóa học có tiềm năng ứng dụng vào việc sử dụng làm chất màu tự
nhiên, chất làm dày hoặc chất giữ ẩm cho mỹ phẩm. Tuy nhiên chưa có
nghiên cứu kỹ càng và nghiêm túc về giá trị của các thành phần trong vỏ quả
do đó trong thực tế, vỏ quả vẫn bị loại bỏ như phế phẩm [3].

Bảng 1. 10: Thành phần hóa học cùa vỏ quả [3]

Thành phần

Hàm lượng

Nước (%)

96,5 ± 0,10

Cacbonhydrate(%)

6,2 ± 0,09

Protein(%)

0,95 ± 0,15

Chất béo(%)

0,10 ± 0,04

Chất tro(%)

0,10 ± 0,01

Axit tổng số(%)

1,72

Axit oxalic(%)

0,80 ± 0,01

Axit citric(%)

0,08 ± 0,00

Axit malic(%)

0,64 ± 0,00

Axit succinic(%)

0,19 ± 0,00

Axit fumaric(%)

0,01 ± 0,01

Betacyanin (mg/100g)

150,46 ± 2,19

 Cacbonhyrate:
• Lượng pectin xác định được có hàm lượng khoảng 10,8%, cao hơn các loại

vỏ quả có múi ( 3,64- 8,64%). Thành phần lignin trong vỏ thanh long có tỷ lệ
lớn nhất ( 37%) , cao hơn lignin trong bã táo ép ( 16,6%) [29].
• Đường tổng số lên tới 8,38% khối lượng vỏ, trong đó chủ yếu là glucose và

maltose.
• Chất xơ tiêu hóa trong vỏ thanh long tương đối lớn, tỷ lệ giữa 2 thành phần
khơng hịa tan và hịa tan khoảng 3,8 : 1,0, tỷ lệ thích hợp của 2 thành phần
này trong thực phẩm được khuyến nghị là 3:1, do đó tỷ lệ của vỏ quả có tác
dụng sinh lý tốt, hơn cả cám lúa mì ( 2,9% SDF, 41,1% IDF), cám yến mạch
( 3,6% SDF, 20,2% IDF) [18].

19

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

1.1.3.4. Chất màu
- Các nhóm chất màu trong thực vật bao gồm : chlorophyll ( màu xanh ),
carotenoid ( màu đỏ, vàng, cam), anthocyanin cho màu từ cam/đỏ tới xanh lam,
betalain cho màu vàng và đỏ/tím.
- Nhóm chất màu chủ yếu trong thanh long là Betalain, trong đó gồm 2 nhóm
nhỏ là Betaxanthin (nhóm sắc tố cho màu từ vàng đến cam) và Betacyanin
( nhóm sắc tố cho màu từ đỏ đến tím ). Với thanh long ruột đỏ thì chất màu chủ
yếu là betacyanin, ở cả vỏ và ruột quả, hàm lượng lên đến khoảng 32-47
mg/100g [20, 43], tương đương với lượng trong củ cải đỏ, nguồn sản xuất
betacyanin thương mại [9]. Tuy nhiên nguồn betalain từ củ cải đỏ có vài nhược
điểm như có mùi đất gây ra bởi các hợp chất geosmin . Do đó, thanh long ruột
đỏ hứa hẹn sẽ là một nguồn sản xuất chất màu thực phẩm [19].

Hình 1. 3: Chất màu chiết xuất từ củ cải đỏ

Hình 1. 4: Cấu trúc hóa học của betalain

20

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp
-

Tất cả các betalain đều có cùng cấu trúc trên, chỉ khác nhau về nhóm R1 và
R2. Với R1= H và R2=H ta có betanidin. Thành phần betacyanin trong thanh
long ruột đỏ bao gồm 10 loại betacyanin [17] , 5 loại đã được xác định ra đó
là:
• Bougainvillein-r-I (Betanidin-5-O-β-sophoroside )
• Betanin ( Betanidin-5-O-β-glucoside )
• Isobetanin ( Isobetanidin-5-O-β-glucoside )
• Phyllocactin ( Betanidin-5-O-(6’-O-malonyl)-β-glucoside )
• Iso-phyllocactin ( Isobetanidin-5-O-(6’-O-malonyl)-β -glucoside )
Và 3 loại được dự đốn là có mặt trong đó là:
Iso-betanidin-5-O-(6’-O-3-hydroxy-3-methyl-glutaryl)-β-glucoside
Betanidin-5-O-(6’-O-3-hydroxy-3-methyl-glutaryl)-β-glucoside
Betanidin-5-O-(6’-O-3-hydroxy-butyryl)-β-glucoside
Betanidin là thành phần cấu tạo cơ bản của các betacyanin trong thanh long
ruột đỏ, cấu trúc của nó bao gồm một betalamic axit và một cyclo- Dopa
( cyclo- dihydroxyphenylalanine).
•
•
•

-

21

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1. 5: Cấu trúc hóa học của một số betacyanin
-

22

Tính chất của betacyanin:
 Tính tan: tan tốt trong nước và các dung môi phân cực như methanol,
ethanol,.. do trong phân tử chứa nhiều nhóm phân cực như -OH,
-COOH,..
 Tính hấp thụ ánh sáng: betacyanin cho màu từ tím đến đỏ, dải bước sóng
hấp thụ ánh sáng là từ 535 đến 540 nm, hấp thụ mạnh nhất ở bước sóng
538 nm.
 Tính bền: Độ bền của betacyanin phụ thuộc nhiều yếu tố bên trong lẫn
bên ngoài như: các thành phần chống oxi hóa, nhiệt độ, pH, oxi, ánh
sáng, hoạt độ nước,… Do vậy muốn giữ được màu cho các sản phẩm cần
chú ý kiểm soát các yếu tố trên [50].
• pH: Dải pH để duy trì màu là 4-6. Trong môi trường kiềm, betanin sẽ bị
thủy phân tạo ra axit betalamic màu vàng nhạt và cyclo- Dopa-5-O-βglucoside. Ngược lại, trong môi trường axit sẽ xảy ra sự tái tổng hợp của
2 thành phần trên, đồng phân hóa betanin và betanidin thành isobetain và
isobetanidin. Đồng thời có thể xảy ra sự dehydro hóa tạo ra sản phẩm là
neobetanin có màu vàng [4].
• Nhiệt độ: Nhiệt độ cao xúc tiến sự chuyển hóa betacyanin thành betanin

từ đó có thể chuyển hóa thành các sản phẩm khác tạo ra màu vàng trong
suốt quá trình chế biến, cụ thể, dưới tác dụng của nhiệt độ, betanin sẽ

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

tách đi cyclo- Dopa tạo ra sản phẩm là betalamic axit có màu vàng. Gia
nhiệt ở nhiệt độ từ 65- 80 độ C trong 20 -30 phút khơng có thay đổi đáng
kể trong màu sắc và hàm lượng betacyanin. Tuy nhiên ở nhiệt độ 85 độ C
trong 20 phút gây ra sự sụt giảm đáng kể của betacyanin. Do đó trong
thanh trùng các sản phẩm nước quả từ thanh long ruột đỏ nên sử dụng
chế độ gia nhiệt ở 65 độ C trong 30 phút. Bảo quản sản phẩm từ thanh
long ruột đỏ thường sử dụng nhiệt độ thấp, từ 0- 4 độ C. Phù hợp nhất
vẫn là 4 độ C, tại đó màu sắc của sản phẩm có thể duy trì được trên 3
tuần [50].
• Ánh sáng: Ánh sáng làm giảm lượng betacyanin. Do đó khuyến cáo bảo
quản sản phẩm nước quả trong bóng tối, sau 5 tuần bảo quản thì lượng
betacyanin cịn khoảng 72%. Nếu bổ sung 0,25 % Vitamin C thì sau 5
tuần bảo quản trong bóng tối thì lượng betacyanin cịn khoảng 78% [50].
• Một số yếu tố ảnh hướng khác có thể kể đến đó là sự có mặt của các chất
chống oxi hóa, oxi, hoạt độ nước,…

Hình 1. 6: Sự chuyển hóa của phyllocactin dưới tác dụng của nhiệt độ
-

23

Phương pháp xác định thành phần betacyanin trong thanh long ruột đỏ [40]:

• Cân 100 g ruột/ vỏ thanh long tươi, cắt nhỏ, ngâm trong 400ml bằng
nước cất hoặc methanol, tiến hành trích ly ở nhiệt độ tủ lạnh trong 24h,

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp

pH thích hợp là 5. Sau trích ly thì lọc bằng giấy lọc thu được dịch phân
tích. Tiến hành đo độ hấp thụ bằng quang phổ kế ở bước sóng 538 nm.
Cơng thức xác định thành phần betacyanin trong thanh long (mg/100g
mẫu):
x100 ( µg/ g)
Trong đó:
A: Độ hấp thụ đo được
DF: hệ số pha loãng
MW: khối lượng mol phân tử ( 550g/mol)
V: thể tích trích ly được ( ml )
ɛ : độ hấp thụ phân tử ( 65000 l/mol.cm)
L: bề dày của cuvet ( 1cm )
W: khối lượng mẫu ( 100 g)
1.1.4. Hoạt tính sinh học của thanh long
•

 Chống oxi hóa: Trong thí nghiệm bắt gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-

picrylhydrazyl), dịch trích ly từ ruột thanh long cho giá trị IC 50 lần lượt là
9,93 mg/ml với thanh long ruột đỏ và 9,91 mg/ml với thanh long ruột trắng.
Khả năng chống oxi hóa là do sự có mặt của các hợp chất phenol, axit
ascorbic và betacyanin trong thành phần hóa học. Tuy nhiên khả năng khả

năng khử gốc tự do của dịch trích ly từ vỏ cao hơn dịch trích ly từ ruột do
giàu các thành phần polyphenol hơn ( khử được 87,02 ± 2,24% gốc tự do với
dịch trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ và 83,48 ± 1,02% với vỏ thanh long
ruột trắng) [34].

Hình 1. 7: Thành phần phenol tổng số trong vỏ và ruột thanh long
 Chống ung thư: Thành phần polyphenol, betalains, chất béo khơng no,

khống và tocopherol có tác dụng trong việc chống lại stress cũng như tạo ra
sự cân bằng giữa chất oxi hóa và chất chống oxi hóa. Sự tăng quá mức oxi
hóa gây tổn hại tới protein và DNA, làm tăng mối nguy ung thư. Dịch trích
ly siêu tới hạn từ vỏ thanh long cho thấy sự tiêu diệt các tế bào ung thư như
Bcap-37, PC3 và MGC- 803 với tỉ lệ tiêu diệt lần lượt là 62,4, 60,7 và 55,2%
( thanh long ruột trắng) và 63,5, 67,3 và 78,9 % ( thanh long ruột đỏ). Điều
này cho thấy hoạt tính chống ung thư của thanh long ruột đỏ cao hơn thanh
long ruột trắng, đặc biệt ở việc tiêu diệt tế bào MGC- 803[1].
 Kháng vi sinh vật: Thử nghiệm dịch trích ly từ vỏ thanh long bằng
clorofom cho thấy hoạt tính khánhg vi sinh vật hiệu quả trên các loài
Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes,
Enterococcus faecalis,

24

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan


Đồ án tốt nghiệp









25

Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Yersinia enterocolitica,
Klebsiella
Pneumonia và Campylobacter jejuni. Nghiên cứu trong phịng thí nghiệm
cho thấy, dịch trích ly từ vỏ và ruột thanh long có tác dụng rộng rãi lên các
loại tác nhân gây bệnh trong thực phẩm như vi khuẩn( B. cereus, E. faecalis,
S. aureus, L. monocytogenes, E. coli, Salmonella typhi Ty2, Proteus
mirabilis, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Y. enterocolitica,
Enterobacter cloacae, K. pneumonia, Enterobacter aerogenes), các loại nấm
mốc (Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, Cladosporium herbarum, and
Aspergillus flavus (ATCC 15517)) và nấm men. Hiệu quả kháng vi sinh vật
này đến từ các thành phần betacyanin, flavonoid, các axit phenolic và một số
thành phần khác [1].
Chống máu nhiễm mỡ và tiểu đường: Việc sử dụng rau củ quả trong chế
độ ăn giúp hạn chế nguy cơ mắc các bệnh ung thư và tim mạch [41]. Thí
nghiệm trên chuột cho thấy, trong khẩu phần ăn có chứa 1,17; 0,87 và 0,5%
thanh long ruột đỏ cho thấy sự giảm đáng kể cholesterol lần lượt là 59,06;
56,72 và 49,14% sau 5 tuần. Nghiên cứu cũng cho thấy sự tăng HDL-C và
giảm LDL-C và TG. Thanh long ruột đỏ mang lại một tác dụng tích cực lên
chuyển hóa cholesterol . Oligosachharide thu từ thanh long ruột trắng có
hiệu quả trong giảm chứng tăng đường huyết và giảm lượng calo nạp vào cơ
thể so sánh với các loại cacbonhydrate khác [1]
Phòng bệnh thiếu máu và chống viêm: Một nghiên cứu đã chỉ ra nước

thanh long ruột đỏ cho thấy hiệu quả rõ rệt lên lượng hemoglobin và số
lượng tế bào hồng cầu ở phụ nữ có thai sau 7 ngày sử dụng. Đây có thể là
ứng dụng như một cách để giảm chứng thiếu máu ở phụ nữ có thai [47].
Bảo vệ gan: Dịch trích ly bằng methanol từ thanh long ruột đỏ được thử
nghiệm ở liều lượng 300 mg/kg trọng lượng cơ thể cho thấy hiệu quả bảo vệ
gan khỏi chất độc CCl4 ở chuột khá cao ( so sánh với silymarin, một loại
thuốc chuyên khử độc gan). Tác dụng này đến từ các thành phần phenolic,
flavonoid, amino axit, steroid và các vitamin. Ramli, Brown, Ismail, and
Rahmat (2014) đã chỉ ra nước thanh long ruột đỏ khi được sử dụng liên tục
trong 8 tuần liên tiếp giúp giảm ALT và ALP nhưng tăng đáng kể lượng AST
ở chuột được cho ăn chế độ giàu carbonhydrate và giàu chất béo ( HFD).
Đây là một bằng chứng khoa học cho việc nước thanh long có tác dụng bảo
vệ gan [36].
Tác dụng như prebiotic: Thành phần oligosaccharide trong thanh long
được sử dụng như nguồn Cacbon cho 2 chủng vi sinh vật là Lactobacillus
delbrueckii BCC13296 and Bifidobacterium bifidum NCIMB 702715. Do
vậy nó hỗ trợ sự sinh trưởng của 2 chủng probiotic trên từ số lượng là 9,02 x

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Xoan