Nghiên cứu khả năng trích ly và ứng dụng của chất màu tự nhiên từ vỏ quả thanh long ruột đỏ trong sản xuất sữa chua

AN GIANG, 9-2015


AN GIANG, 9-2015


Đề tài nghiên cứu khoa học N
cứ
c
và ứ dụ của
c ấ mà ự
ừ vỏ q
a
o
ộ đỏ o s x ấ sữa c a”
do tác giả Vũ Thị Thanh Đào, công tác tại Khoa Nông Nghiệp & Tài nguyên
Thiên nhiên thực hiện. Tác giả đã báo cáo kết quả nghiên cứu và đƣợc Hội
đồng Khoa học và Đào tạo Trƣờng Đại học An Giang thông qua ngày
……………………

T ƣ ý

Ph n biện 1

Ph n biện 2

Chủ tịch hộ đồng

i

LỜI CẢM TẠ
Tô x

c â

à

c mơ !

Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học An Giang, Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp
& Tài nguyên Thiên nhiên, Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm và
các Phịng ban chức năng có liên quan thuộc trƣờng Đại học An Giang đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình thực hiện đề tài.
Quý Thầy/Cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, các chuyên viên ở Khu thí
nghiệm Trung tâm Trƣờng Đại học An Giang và các bạn sinh viên đã tận tình
hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện các thí nghiệm.
Gia đình đã hỗ trợ về mọi mặt để tơi có thời gian và vững tâm thực hiện
nghiên cứu, nghiệm thu đề tài.
Anh Nguyễn Thanh Phong, Giám đốc Công ty TNHH Thƣơng mại Đức Thịnh
đã chấp nhận sử dụng kết quả nghiên cứu của đề tài để sản xuất thử ở dạng
pilot trƣớc khi ứng dụng vào sản xuất thực tế.
Giảng viên phản biện đã đọc và đóng góp ý kiến chun mơn để cơng trình
nghiên cứu đƣợc hoàn thiện.
An Giang, ngày 19 tháng 9 năm 2015
Ngƣời thực hiện

V T ịT a

ào

ii


TÓM TẮT
Nghiên cứu đƣợc thực hiện nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu từ vỏ thanh
long, góp phần làm tăng giá trị sử dụng của quả thanh long hiện nay.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, vỏ quả thanh long ruột đỏ cho khả năng trích ly
chất màu betacyanin tốt hơn thanh long ruột trắng. Giá trị tối ƣu tìm đƣợc của
quá trình trích ly gồm tỷ lệ dung mơi/ngun liệu, nhiệt độ và thời gian lần
lƣợt là 14,06/1 v/w; 56,510C và 29,48 phút sẽ cho dịch trích có hàm lƣợng
betacyanin và độ nhớt cao. Đồng thời, qua thời gian 4 tuần bảo quản cho thấy
dịch màu giữ đƣợc chất lƣợng tốt hơn khi đƣa về pH thấp, giữ trong bao bì
thủy tinh tối màu và nhiệt độ lạnh.
Bên cạnh đó, dịch màu trích ly có tác dụng tốt khi thử nghiệm bổ sung vào sản
phẩm sữa chua, cụ thể, mẫu sữa chua bổ sung 20% dịch màu và kết thúc sau 9
giờ lên men cho giá trị cảm quan tốt nhất cùng với hàm lƣợng vitamin C và
betacyanin cao. Sản phẩm ít bị biến đổi sau 4 tuần bảo quản lạnh.
Kết quả bƣớc đầu khảo sát mức độ chấp nhận của ngƣời tiêu dùng cho thấy
89% ngƣời tiêu dùng nhận thấy sản phẩm rất hấp dẫn sau khi đƣợc giới thiệu
và dùng thử sản phẩm, 79% ngƣời tiêu dùng rất thích hoặc tƣơng đối thích về
màu sắc sản phẩm, phần lớn ngƣời tiêu dùng đánh giá tốt về trạng thái (83%)
và mùi vị (82%) của sản phẩm. Số ngƣời tiêu dùng đồng ý mua nếu sản phẩm
xuất hiện trên thị trƣờng đến 58% so với số không đồng ý là 5%. Giá thành
sản phẩm đƣợc đề nghị trong khoảng 5000 - 8000 đồng cho 100g sản phẩm.
Từ

óa:

a

o

ộ đỏ,

c

, be ac a

,b oq

, sữa c

a.

iii


ABSTRACT

This study was carried out in order to utilize dragon fruit peels which help to
increase the use value of dragon fruit today.
The study results showed that the red dragon fruit peel give the better ability
of betacyanin pigments extraction than white flesh dragon fruit. Optimal value
for extracted condition of solvent ratio, temperature and time was 14.06 v/ w;
56,510C and 29.48 minutes respectively which give the high betacyanin and
viscosity of pigment solution. The pigment solution was keeping better quality
when preserved at low pH, cold temperatures and by dark glass.
Moreover, betacyanin colorant extraction works better when added on yogurt
products. Results indicated that sample with 20% color extraction added after
9 hours fermentation gave the best sensory value and high in vitamin C and

betacyanin. Products was not much vary after 4 weeks of cold storage.
Initial survey about acceptable level of consumers on the product was carried
out. There was 89% of consumers noticed that it was attractive product with
79% of consumers very like or relatively like its color. The majority of
consumers give good assessment to the state (83%) and taste (82%) of
product. The number of consumers willing buy if this product appears on the
market was up to 58% compared to 5% disagree. Product price was proposed
in about 5000 - 8000 VND per 100g of product.
Keywords: red dragon fruit, extraction, betacyanin, storage, yogurt.

iv


LỜI CAM KẾT
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số
liệu trong cơng trình nghiên cứu này có xuất xứ rõ ràng. Những kết luận mới
về khoa học của cơng trình nghiên cứu này chƣa đƣợc cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác.

An Giang, ngày 19 tháng 9 năm 2015
Ngƣời thực hiện

V T ịT a

ào

v


MỤC LỤC

C ƣơ

1. GIỚI THIỆU ................................................................................. 1

1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 2
1.3. Nội dung nghiên cứu của đề tài .................................................................. 2
C ƣơ

2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ............................................................ 3

2.1. KHÁI QUÁT VỀ CÂY THANH LONG ................................................... 3
2.1.1. Giới thiệu cây thanh long .................................................................... 3
2.1.2. Phân loại thanh long ............................................................................ 4
2.1.3. Tình hình trồng cây thanh long ruột đỏ trên vùng núi An Giang ........ 5
2.1.4. Nguyên liệu vỏ thanh long ruột đỏ ...................................................... 6
2.2. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM ......................................... 7
2.2.1. Chất màu trong sản xuất thực phẩm .................................................... 7
2.2.2. Chất màu betacyanin ........................................................................... 8
2.3. KHÁI QT VỀ Q TRÌNH TRÍCH LY............................................ 10
2.3.1. Dung mơi trích ly .............................................................................. 10
2.3.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình trích ly ..................................... 11
2.3.3. Các phƣơng pháp trích ly .................................................................. 11
2.4. KHÁI QT VỀ Q TRÌNH LÊN MEN SỮA CHUA ....................... 12
2.4.1. Nguyên liệu sữa ................................................................................. 12
2.4.2. Vi sinh vật trong sản xuất sữa chua................................................... 14
2.4.3. Cơ sở khoa học của quá trình lên men sữa chua ............................... 14
2.4.4. Chỉ tiêu chất lƣợng của sản phẩm sữa chua ...................................... 17
2.4.5. Các sản phẩm sữa chua trên thị trƣờng ............................................. 18
2.5. PHỤ GIA .................................................................................................. 19

2.5.1. Acid ascorbic ..................................................................................... 19
2.5.2. Hƣơng liệu ......................................................................................... 19
2.5.3. Gelatin ............................................................................................... 20
vi


2.6. BAO BÌ ..................................................................................................... 20
2.7. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN................................................... 21
2.7.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc ..................................................... 21
2.7.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ...................................................... 22
C ƣơ

3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 23

3.1. PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ............................................................. 23
3.1.1. Địa điểm và thời gian ........................................................................ 23
3.1.1. Nguyên vật liệu và thiết bị ................................................................ 23
3.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................ 23
3.2.1. Phƣơng pháp thu thập và xử lý số liệu .............................................. 23
3.2.2. Quy trình nghiên cứu ......................................................................... 25
3.2.3. Bố trí thí nghiệm ............................................................................... 27
C ƣơ

4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 33

4.1. SO SÁNH KHẢ NĂNG TRÍCH LY CHẤT MÀU TỪ VỎ QUẢ THANH
LONG RUỘT ĐỎ VÀ VỎ QUẢ THANH LONG RUỘT TRẮNG ............. 33
4.1.1. Tỷ lệ các thành phần của quả thanh long .......................................... 33
4.1.2. Độ ẩm ................................................................................................ 33
4.1.3. Hàm lƣợng betacyanin tổng số .......................................................... 34

4.2. TỐI ƢU HĨA ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY CHẤT MÀU BETACYANIN
TỪ VỎ THANH LONG RUỘT ĐỎ VỚI CÁC NHÂN TỐ TỶ LỆ DUNG
MƠI, NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN TRÍCH LY ............................................. 35
4.2.1. Ảnh hƣởng của điều kiện trích ly đến hàm lƣợng chất hòa tan tổng 36
4.2.2. Ảnh hƣởng của điều kiện trích ly đến độ nhớt dung dịch ................. 36
4.2.3. Ảnh hƣởng của điều kiện trích ly đến hàm lƣợng betacyanin ......... 37
4.2.4. Tối ƣu hóa điều kiện trích ly chất màu từ vỏ thanh long ruột đỏ ...... 38
4.3. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC NHÂN TỐ pH, NHIỆT ĐỘ VÀ
BAO BÌ ĐỐI VỚI SỰ ỔN ĐỊNH CỦA CHẤT MÀU BETACYANIN TỪ VỎ
THANH LONG RUỘT ĐỎ TRONG THỜI GIAN BẢO QUẢN .................. 42
4.3.1. Sự thay đổi chất lƣợng dịch màu betacyanin khi bảo quản ở nhiệt độ
thƣờng .............................................................................................................. 43
4.3.2. Sự thay đổi chất lƣợng dịch màu betacyanin khi bảo quản lạnh ....... 45
vii


4.3.3. Sự thay đổi giá trị cảm quan dịch betacyanin khi bảo quản ............. 48
4.4. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BỔ SUNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN TỪ
VỎ THANH LONG RUỘT ĐỎ VÀO SẢN PHẨM SỮA CHUA ................. 48
4.4.1 Ảnh hƣởng của tỷ lệ dịch màu bổ sung và thời gian lên men đến quá
trình lên men sữa chua ..................................................................................... 49
4.4.2. Ảnh hƣởng của tỷ lệ dịch màu bổ sung và thời gian lên men đến chất
lƣợng sữa chua ................................................................................................. 50
4.4.3. Ảnh hƣởng của tỷ lệ dịch màu bổ sung và thời gian lên men đến giá
trị cảm quan của sữa chua ................................................................................ 51
4.5. THEO DÕI KHẢ NĂNG BẢO QUẢN CỦA SẢN PHẨM .................... 54
4.5.1. Sự biến đổi hóa lý của sản phẩm trong quá trình bảo quản ............. 54
4.5.2. Sự biến đổi cảm quan của sản phẩm trong quá trình bảo quản ........ 55
4.6. PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU CHẤT LƢỢNG CỦA SẢN PHẨM ................. 56
4.7. BƢỚC ĐẦU KHẢO SÁT MỨC ĐỘ CHẤP NHẬN CỦA NGƢỜI TIÊU

DÙNG .............................................................................................................. 57
4.7.1. Thông tin chung về ngƣời tiêu dùng ................................................. 57
4.7.2. Thông tin về chất lƣợng sản phẩm .................................................... 59
C ƣơ

5. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................ 63

5.1. KẾT LUẬN .............................................................................................. 63
5.2. KHUYẾN NGHỊ ...................................................................................... 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 66
PHỤ CHƢƠNG A ........................................................................................ pc-1
PHỤ CHƢƠNG B ........................................................................................ pc-3
PHỤ CHƢƠNG C ........................................................................................ pc-9

viii


DANH SÁCH HÌNH

Tên hình

Trang

Hình 1: Hoa và trái thanh long .......................................................................... 3
Hình 2: Thanh long ruột trắng và thanh long ruột đỏ Bình Thuận ................... 4
Hình 3: Cây và quả thanh long ruột đỏ trên vùng đất núi An Giang ................. 5
Hình 4: Cơng thức cấu tạo của betacyanin ........................................................ 9
Hình 5: Sơ đồ chuyển hóa các chất trong q trình lên men lactic ................. 15
Hình 6: Một số loại sữa chua trái cây trên thị trƣờng ...................................... 19
Hình 7: Quy trình trích ly chất màu dự kiến .................................................... 25

Hình 8: Quy trình lên men sữa chua dự kiến ................................................... 26
Hình 9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 .................................................................... 29
Hình 10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 .................................................................. 30
Hình 11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 .................................................................. 31
Hình 12: Thanh long ruột đỏ và thanh long ruột trắng sử dụng thí nghiệm .... 34
Hình 13: Ngun liệu vỏ thanh long ruột đỏ trƣớc và sau trích ly ................. 36
Hình 14: Dịch màu betacyanin trích ly ở các điều kiện bố trí thí nghiệm....... 38
Hình 15: Đồ thị bề mặt đáp ứng và đƣờng viền giản đồ của độ nhớt.............. 40
Hình 16: Đồ thị bề mặt đáp ứng và đƣờng viền giản đồ của betacyanin ........ 40
Hình 17: Đồ thị bề mặt đáp ứng và đƣờng viền giản đồ của mơ hình tối ƣu .. 40
Hình 18: Dịch màu sau khi bảo quản ở nhiệt độ thƣờng và nhiệt độ lạnh ...... 42
Hình 19: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi pH dịch màu ở nhiệt độ thƣờng .......... 44
Hình 20: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt dịch màu ở nhiệt độ thƣờng ... 44
Hình 21: Sự biến đổi hàm lƣợng betacyanin dịch trích khi bảo quản lạnh ..... 45
Hình 22: Sự biến đổi giá trị pH của dịch trích ly khi bảo quản lạnh ............... 46
Hình 23: Sự biến đổi độ nhớt của dịch trích ly khi bảo quản lạnh .................. 47
Hình 24: Ảnh hƣởng của thời gian lên men và tỷ lệ dịch màu bổ sung đến pH
và hàm lƣợng acid tổng của sản phẩm ............................................................. 49
Hình 25: Sữa chua với các tỷ lệ dịch màu bổ sung khác nhau ........................ 51

ix


Hình 26: Ảnh hƣởng của thời gian lên men và tỷ lệ dịch màu bổ sung đến giá
trị cảm quan của sản phẩm .............................................................................. 52
Hình 27: Ảnh hƣởng của thời gian lên men và tỷ lệ dịch màu bổ sung đến mức
độ ƣa thích của sản phẩm................................................................................. 53
Hình 28: Sự thay đổi hàm lƣợng acid và vitamin C trong quá trình bảo quản 54
Hình 29: Sự thay đổi giá trị màu sắc sản phẩm trong quá trình bảo quản....... 55
Hình 30: Kết quả tần suất sử dụng sản phẩm sữa chua của ngƣời tiêu dùng .. 58

Hình 31: Yếu tố ngƣời tiêu dùng quan tâm nhất khi sử dụng sữa chua .......... 58
Hình 32: Yếu tố đƣợc quan tâm nhất khi chọn mua sản phẩm sữa chua mới . 59
Hình 33: Kết quả khảo sát về màu sắc, trạng thái và mùi, vị của sản phẩm .. 60
Hình 34: Kết quả về mức độ sẵn lòng mua sản phẩm của ngƣời tiêu dùng .... 61
Hình 35: Kết quả khảo sát về mức giá đề xuất của sản phẩm ........................ 62
Hình 36: Sản phẩm dịch màu trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ và sữa chua bổ
sung dịch màu trích ly từ vỏ thanh long ruột đỏ .............................................. 64
Hình 37: Một số thiết bị phân tích sử dụng trong nghiên cứu ...................... pc-1

x


DANH SÁCH BẢNG

T

b

Trang

Bảng 1: Thành phần hóa lý của vỏ quả thanh long ruột đỏ ............................... 7
Bảng 2: Thành phần dinh dƣỡng sữa đặc có đƣờng và sữa tƣơi Vinamilk ..... 13
Bảng 3: Các biến đổi sinh hóa chủ yếu xảy ra trong quá trình lên men .......... 16
Bảng 4: Chỉ tiêu hóa lý của sữa chua .............................................................. 17
Bảng 5: Chỉ tiêu hàm lƣợng kim loại nặng và độc tố vi nấm của sữa chua .... 18
Bảng 6: Chỉ tiêu về vi sinh vật của sữa chua ................................................... 18
Bảng 7: Phƣơng pháp phân tích, đánh giá các chỉ tiêu .................................... 24
Bảng 8: Mức độ của các nhân tố bố trí thí nghiệm.......................................... 27
Bảng 9:Thiết kế thí nghiệm theo mơ hình Box-Behnken ................................ 28
Bảng 10: Kết quả so sánh giữa vỏ thanh long ruột trắng và ruột đỏ ............... 33

Bảng 11: Ảnh hƣởng của điều kiện trích ly đến tính chất dịch trích .............. 35
Bảng 12: Kết quả phân tích ảnh hƣởng của các hệ số hồi quy đến độ nhớt .... 39
Bảng 13: Kết quả phân tích ảnh hƣởng của các hệ số hồi quy đến betacyanin39
Bảng 14: Mục tiêu các chỉ tiêu trong q trình trích ly và giá trị tối ƣu ......... 41
Bảng 15:Sự thay đổi của betacyanin khi bảo quản ở nhiệt độ thƣờng ........... 43
Bảng 16: Ảnh hƣởng của tỷ lệ dịch màu bổ sung và thời gian lên men đến hàm
lƣợng vitamin C và chỉ số màu sắc của sản phẩm ........................................... 41
Bảng 17: Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm sau mỗi tuần bảo quản .. 55
Bảng 18: Chỉ tiêu chất lƣợng cơ bản của sản phẩm ....................................... 56
Bảng 19: Số lƣợng ngƣời tiêu dùng đƣợc điều tra theo giới tính và nghề
nghiệp .............................................................................................................. 57

xi


Chƣơng 1
GIỚI THIỆU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) xuất xứ từ Colombia, được Viện nghiên
cứu cây ăn quả miền Nam lai tạo và được trồng phổ biến ở các tỉnh như Long An, Tiền
Giang, Tây Ninh,…. Hiện nay thanh long ruột đỏ bắt đầu được trồng thành cơng ở
nhiều tỉnh, trong đó có An Giang và mang lại hiệu quả kinh tế rất khả quan. Thanh long
ruột đỏ là cây có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt trên vùng đất núi như Tri Tôn và
Tịnh Biên, tỷ lệ sâu bệnh thấp, sản lượng cao và chất lượng trái ổn định không thua kém
cây trồng tại Tiền Giang (Ngơ Chuẩn, 2013). Đặc tính thanh long ruột đỏ nặng trung
bình 400-450g, bên ngồi có vỏ cứng, màu đỏ đậm tươi sáng, bên trong màu đỏ thắm
như son, hạt đen. Bên cạnh đó, quả thanh long ruột đỏ có thành phần dinh dưỡng cao
hơn thanh long ruột trắng nhất là hàm lượng vitamin (Thành Hiệp, 2012). Ngoài hàm
lượng lớn chất xơ, vỏ và thịt quả thanh long ruột đỏ còn được quan tâm bởi chứa nhiều
polyphenol – một loại chất chống oxy hoá tự nhiên và là tác nhân chống bệnh ung thư,

lão hóa,…. Do đó, loại trái cây này ngày càng được ưa chuộng và tiêu thụ ở nhiều tỉnh
thành trong cả nước. Không chỉ sử dụng ăn tươi, thanh long ruột đỏ còn được sử dụng
để chế biến các loại sản phẩm khác như nước quả, rượu trái cây, làm kẹo, mứt,.. (Trần
Thị Oanh yến, kn). Điều này cho thấy tiềm năng sử dụng của thanh long ruột đỏ hiện
nay là rất lớn.
Phẩm màu là một phụ gia rất phổ biến trong chế biến thực phẩm hiện nay có tác dụng
làm tăng chất lượng cảm quan của sản phẩm, kích thích sự thèm ăn và góp phần tăng
cảm giác ngon miệng. Tuy nhiên, các chất màu tổng hợp là những chất có bản chất hố
học khơng mang giá trị dinh dưỡng, khi sử dụng phải được phép của Bộ Y tế với liều
lượng quy định nhưng trong thực tế sản xuất thì các qui định này thường ít được các nhà
sản xuất cũng như người tiêu dùng chú ý (Trần Minh Tâm, 2010). Trong khi đó, chất
màu tự nhiên là những chất màu sẵn có trong thực vật tự nhiên, dễ kiếm, không gây độc,
đồng thời những chất màu có chứa các thành phần có hoạt tính sinh học khác như
vitamin, axit hữu cơ, glycozit và các ngun tố vi lượng… cịn có tác dụng kích thích
mạnh mẽ tế bào miễn dịch, giúp bảo vệ cơ thể chống nhiễm khuẩn và ung thư. Sau
những sự cố liên quan đến tác hại của một số chất màu hóa học đối với sức khỏe thì
người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến việc lựa chọn thực phẩm hơn. Có tới 86%
người được hỏi cho biết họ thích các thực phẩm sử dụng phẩm màu tự nhiên hơn phẩm
màu nhân tạo trong một cuộc khảo sát tiến hành tại Việt Nam đầu năm 2009 (Tiên Hằng,
2010). Như vậy, việc sử dụng chất màu có nguồn gốc tự nhiên là xu hướng phát triển
bền vững hiện nay, nhưng nguồn nguyên liệu quý giá này vẫn chưa được chú ý đúng
mức để nghiên cứu và phát triển thành hàng hóa. Trong khi đó, dịch chiết từ thịt hay vỏ

1


thanh long ruột đỏ được công nhận là nguồn chứa các chất hoạt tính sinh học, chất xơ
hịa tan, prebiotic và các chất chống oxy hóa khác thích hợp để phát triển như chất màu
thực phẩm thay thế các chất tổng hợp trong tương lai (Jamilah và cs, 2011; Kunnika
&Pranee, 2011).

Sữa chua (yaourt) là sản phẩm lên men truyền thống không chỉ cung cấp cho cơ thể các
chất dinh dưỡng thiết yếu từ sữa như canxi, riboflavin, photpho, vitamin B12 mà cịn có
tác dụng tăng cường hệ miễn dịch, giảm nguy cơ mắc một số bệnh. Đây là dạng sản
phẩm có độ tiêu hố cao, dễ hấp thu, đặc biệt tốt cho người già và trẻ em, ngồi ra cịn
được xem như một loại mỹ phẩm chăm sóc da hiệu quả (Đỗ Thị Ngọc Mai, 2008). Vì
thế, việc “Nghiên cứu khả năng trích ly và ứng dụng của chất màu tự nhiên từ vỏ quả
thanh long ruột đỏ trong sản xuất sữa chua” là rất cần thiết và thiết thực nhằm tận dụng
nguồn phụ phẩm dồi dào của các nhà máy chế biến sản phẩm từ thanh long ruột đỏ, góp
phần giải quyết đầu ra và tăng giá trị kinh tế cho nguồn nguyên liệu này, đồng thời tạo
ra sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng, đạt yêu cầu về mặt an toàn vệ sinh thực phẩm
nhằm đảm bảo sức khỏe người tiêu dùng.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là nhằm tìm được điều kiện tối ưu với các thơng số cụ
thể để trích ly chất màu (chủ yếu là betacyanin) từ vỏ thanh long ruột đỏ và điều kiện
thích hợp để ổn định chất màu này trong thời gian bảo quản.
Đề tài cũng tìm ra được mức độ bổ sung và thời gian lên men phù hợp nhằm tạo ra sản
phẩm sữa chua đạt yêu cầu về cảm quan, vệ sinh và nâng cao giá trị dinh dưỡng, đồng
thời ghi nhận sự biến đổi của sản phẩm khi bảo quản.
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để đạt được các mục tiêu đã đề ra, đề tài dự kiến tiến hành nghiên cứu một số nội dung
chính sau:
- So sánh khả năng trích ly chất màu từ nguyên liệu vỏ thanh long ruột đỏ và ruột trắng.
- Tối ưu hóa điều kiện trích ly chất màu betacyanin từ vỏ thanh long ruột đỏ với các
nhân tố như tỉ lệ dung môi, nhiệt độ và thời gian trích ly.
- Khảo sát ảnh hưởng của các nhân tố pH, nhiệt độ và bao bì đối với sự ổn định của chất
màu betacyanin từ vỏ thanh long ruột đỏ trong bảo quản.
- Nghiên cứu khả năng bổ sung chất màu tự nhiên từ vỏ thanh long ruột đỏ vào sản
phẩm sữa chua.
- Phân tích các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu.
- Theo dõi khả năng bảo quản của sản phẩm.

- Khảo sát mức độ chấp nhận và ưa thích của người tiêu dùng.

2


Chƣơng 2
LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. KHÁI QUÁT VỀ CÂY THANH LONG
2.1.1. Giới thiệu cây thanh long
Cây thanh long thuộc họ xương rồng (Cactaceae), chi Hylocereus có nguồn gốc ở các
vùng sa mạc thuộc Mexicô và Colombia. Đây là giống cây ưa nhiệt độ cao, chịu hạn
giỏi nên được trồng ở các vùng nóng. Thanh long khơng chịu được giá lạnh, nhiệt độ
thích hợp là 25 - 350C, dưới 100C và trên 380C cây ngừng sinh trưởng.
Cây thanh long thích hợp trồng ở những nơi có cường độ ánh sáng mạnh, nếu bị che bớt
nắng, thân cây sẽ gầy yếu và chậm cho quả. Ở nơi nhiệt độ quá cao, mầm hoa khó hình
thành, do đó khơng có quả. Thanh long sinh trưởng được trên nhiều loại đất khác nhau
như đất xám bạc màu (Bình Thuận), đất phèn (TP. Hồ Chí Minh, Long An), đất đỏ
latosol (Long Khánh).
Thân cành thường có 3 cánh, dẹp, xanh. Trong thân chứa nhiều nước nên thanh long là
cây rất chịu hạn. Thiếu nước, gặp hạn trong một thời gian dài cây vẫn không chết, song
để cây sinh trưởng và phát triển bình thường thì cần phải có nước. Thiếu nước sẽ gây
nên hiện tượng rụng hoa và quả. Nếu cịn quả trên cây thì quả sẽ nhỏ, năng suất khơng
cao và chất lượng quả kém.

Hình 1: Hoa và trái thanh long
Thanh long thuộc nhóm cây dài ngày. Mỗi năm cây mọc 3 - 4 đợt cành. Trong mùa ra
cành, khoảng thời gian giữa 2 đợt cành là từ 40 - 50 ngày. Số lượng cành trên cây tăng
dần theo tuổi. Ở miền Nam, hoa thanh long ra sớm nhất vào giữa tháng 3 và kéo dài đến
tháng 10, rộ nhất từ tháng 5 - 8, trung bình có khoảng 4 - 6 đợt hoa rộ mỗi năm. Từ lúc
hoa nở đến lúc hoa tàn khoảng 2 - 3 ngày.

3


Quả to hình bầu dục, nặng trung bình 300g, có quả nặng 500 - 800g, cá biệt có quả nặng
hơn 1kg. Từ lúc kết trái xong đến lúc thu hoạch chỉ từ 22 - 25 ngày. Khi quả còn non có
màu xanh, khi chín quả chuyển sang màu đỏ tím rồi đỏ đậm, quả có nhiều tai lá xanh,
đầu quả lõm sâu tạo thành hốc mũi. Quả có rất nhiều hạt màu đen trong khối thịt quả.
Khi quả chín có màu đỏ tươi, quả chín hồn tồn có màu đỏ thẫm. Từ khi ra hoa đến khi
quả chín khoảng 45 - 50 ngày. Khi thu hoạch dùng lưỡi liềm hay dao để cắt. Người thu
hoạch đi dọc theo hàng, chọn quả đủ tiêu chuẩn cắt rồi xếp vào thùng chứa. Khi đầy
thùng thì chuyển ra đầu hàng để người khác cho vào sọt xếp theo từng lớp có lót giấy,
rơm hoặc lá chuối sau đó vận chuyển đến nơi bao gói.
Năng suất: cây trồng 1 năm đã cho khoảng 3kg quả/trụ. Từ năm thứ 2 trở đi năng suất
tăng dần đến 10 - 15kg quả/trụ. Từ năm thứ 3 trở đi năng suất cao dần 30 - 45kg quả/trụ.
Nhiệm kỳ kinh tế cây thanh long 15 năm. Nếu chăm bón tốt, gặp thời tiết thuận lợi sẽ
cho năng suất cao và ổn định nhiều năm (Trần Thế Tục - Đoàn Văn Lư, 2007).
2.1.2. Phân loại thanh long
Nhằm cải tiến và đa dạng nguồn gen giống thanh long phục vụ trong nước và xuất khẩu,
từ năm 1994 đến nay Viện cây ăn quả miền Nam đã sưu tập được 19 giống thanh long
trong nước và từ các quốc gia khác như Colombia, Đài Loan, Mỹ, Pháp, Thái Lan (Đào
Thị Bé Bảy, 2007).
Các giống thanh long sưu tập được phân biệt chủ yếu qua màu sắc của vỏ và ruột quả:
vỏ quả đỏ (ruột trắng, ruột đỏ, ruột đỏ phớt hồng và ruột tím hồng), vỏ quả xanh và vỏ
quả vàng (ruột trắng). Trong đó, các giống thanh long ruột trắng (Bình Thuận và Chợ
Gạo), thanh long ruột đỏ Long Định 1 là những giống được trồng phổ biến ở các tỉnh
miền Nam (Trần Thế Tục - Đồn Văn Lư, 2007).

Hình 2: Thanh long ruột trắng và thanh long ruột đỏ Bình Thuận
- Giống thanh long ruột trắng (Bình Thuận và Chợ Gạo) do người Pháp du nhập

vào Việt Nam cách đây hơn 100 năm. Giống thích nghi trên nhiều loại đất khác nhau:
đất xám bạc màu, đất cát pha hoặc đất núi (Bình Thuận), đất đỏ (Long Khánh), đất thấp
và nhiễm phèn (Long An, TP. Hồ Chí Minh), đất thịt pha sét và đất thấp (Tiền Giang).

4


- Giống thanh long ruột đỏ Long Định 1 do Viện cây ăn quả miền Nam lai tạo hữu
tính giữa giống thanh long ruột trắng Bình Thuận và giống thanh long ruột đỏ từ năm
1998 và đã được khảo nghiệm tại 3 tỉnh: Tiền Giang, Long An và Bình Thuận từ năm
2002 - 2005. Giống thanh long này được bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho
phép đưa vào sản xuất tại các tỉnh miền Nam từ 11/2005 (Nguyễn Minh Châu, 2009).
Sản lượng thanh long của Việt Nam cũng tăng lên qua từng năm, đặc biệt ước tính đạt
cao nhất là 346.510 tấn năm 2010. Như vậy sau 7 năm (giai đoạn 2003-2010), sản lượng
thanh long đã tăng 270%. Thanh long được xem là một trong những chủng loại cây ăn
quả chủ lực của Việt Nam.
2.1.3. Tình hình trồng cây thanh long ruột đỏ trên vùng núi An Giang
Nắm bắt nhu cầu tiêu thụ sản phẩm thanh long ruột đỏ trong và ngồi nước cũng như
tình hình sản xuất thực tiễn, An Giang đã triển khai đưa cây thanh long ruột đỏ Long
Định 1 vào thay thế các cây trồng kém hiệu quả nhằm chuyển đổi cơ cấu cây trồng, gia
tăng hiệu quả kinh tế cho nông dân. Trong đó, Tri Tơn và Tịnh Biên là hai huyện miền
núi, đất đồi gị, cát và bạc màu chiếm diện tích khá lớn nên rất phù hợp để phát triển cây
chịu hạn. Các chỉ tiêu theo dõi trong quá trình trồng như: thổ nhưỡng, thời tiết, đặc điểm
hình thái, sinh trưởng và các giai đoạn ra hoa, tạo trái,… cũng tương tự như ở huyện
Chợ Gạo, tỉnh Tiền Giang. Qua đánh giá của các nhà khoa học, chất lượng độ ngọt của
quả thanh long trồng tại vùng đất núi Tri Tôn tương đương với quả thanh long trồng ở
Tiền Giang (Ngô chuẩn, 2012).

Hình 3: Cây và quả thanh long ruột đỏ trên vùng đất núi An Giang
Trước đây, thanh long ở Bảy Núi cũng đã được trồng từ lâu. Nông dân làm vườn đồi,

vườn rừng ít nhiều đều có trồng. Tuy nhiên do là giống bản địa bị thối hóa, chất lượng
khơng ngon nên thị trường tiêu thụ khơng có. Khi xuất hiện thanh long giống mới, thanh
long ruột đỏ, giá cả cũng chấp nhận được nên thị trường đón nhận ngay. Diện tích lúa
ruộng trên (lúa nương) vùng Bảy Núi đa phần là đất pha cát, nông dân trồng lúa hiệu
quả ngày càng thấp. Trong khi đó, cùng một diện tích đất, thanh long đang hứa hẹn
nhiều triển vọng tăng hiệu quả kinh tế (Trọng Ân, 2015).

5


Đây sẽ là điều kiện thuận lợi hình thành vùng sản xuất chuyên canh thanh long ruột đỏ,
giúp tăng hiệu quả sử dụng đất, chuyển dịch cơ cấu cây trồng có hiệu quả kinh tế, góp
phần thúc đẩy việc sản xuất với số lượng hàng hóa lớn cung cấp cho thị trường tiêu thụ
trong nước và hướng tới xuất khẩu sắp tới. Ngồi ra, trái thanh long sẽ góp phần đa
dạng nguồn lợi đặc sản xứ núi, thu hút người hành hương và du khách tham quan.
2.1.4. Nguyên liệu vỏ thanh long ruột đỏ
Quả thanh long có vị ngọt, mềm, hơi chua dùng để giải khát nên được tiêu thụ chủ yếu ở
dạng trái tươi. Ngồi ra, có nhiều sản phẩm thương mại khác được sản xuất từ trái thanh
long dưới dạng phơi khô, nước ép, sản phẩm tinh luyện, bột, kẹo jelly, rượu hay các sản
phẩm dinh dưỡng khác. Với hàm lượng chất chống ơxy hóa và vitamin C cao, nhiều xơ,
nhiều nước, thanh long được tin là có rất nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe như giúp kiểm
soát đường máu (đối với bệnh nhân tiểu đường), bổ gan, giảm nguy cơ cao huyết áp,
chữa béo phì, chữa bệnh đường ruột,..
Tại Việt Nam, thanh long hiện nayđược xuất khẩu dạng quả tươi sang các nước như:
Hồng Kông, Singapore, Đài Loan, Trung Quốc, Nhật Bản,... Việc xuất khẩu quả tươi
vốn rủi ro cao, đặc biệt khi vận chuyển đến các thị trường xa về địa lý. Do đó, ngày
càng nhiều công ty thực phẩm đầu tư sản xuất các sản phẩm từ Thanh Long như công ty
TNHH Rồng Xanh (Bình thuận), cơng ty cơng nghệ thực phẩm Nhật Hồng (TP Hồ Chí
Minh),… với các sản phẩm như nước uống, kẹo jelly, mứt thanh long,… đã có mặt
trong hệ thống của các siêu thị lớn và đang tiếp tục mở rộng xuất khẩu (Chương trình hỗ

trợ kỹ thuật hậu gia nhập WTO, 2012).
Tuy nhiên, các sản phẩm này chủ yếu được chế biến từ nguyên liệu thịt quả, phần vỏ
quả cịn lại bị loại bỏ hồn tồn và tạo ra một lượng chất thải rất lớn, gây ô nhiễm môi
trường. Theo nghiên cứu của Jamilah và cộng sự (2011) cho thấy vỏ thanh long chiếm
22% khối lượng trái, đây là phần thích hợp sử dụng như nguồn cung cấp chất xơ, pectin
và chất màu tự nhiên. Chưa thấy thông tin về các hợp chất độc hại trong vỏ quả.
Ngoài ra, cả phần thịt và vỏ thanh long đều giàu polyphenol và là nguồn cung cấp nhiều
chất chống oxy hóa. Trong đó, hàm lượng phenolic tổng và flavonoid trong thịt quả và
vỏ không khác nhau nhiều, trong khi hàm lượng betacyanin dưới dạng betanin trong
100 g thịt quả và vỏ quả thanh long lần lượt là 10,3 ± 0,22mg và 13,8 ± 0,85 mg. Đồng
thời, các nghiên cứu trên tế bào khối u ác tính B16F10 đã phát hiện ra rằng thành phần
vỏ quả là chất ức chế mạnh sự tăng trưởng của tế bào ung thư ác tính B16F10 hơn thịt
quả (Wu và cộng sự, 2006).

6


Bảng 1: Thành phần hóa lý của vỏ quả thanh long ruột đỏ
Đơn vị

Giá trị

Ẩm

%

92,65  0,10

Protein

%

0,95 0,15

Chất béo

%

0,10 0,04

Tro

%

0,10 0,01

mg/100g chất khô

150,46  2,19

%

6,20 0,09

Pectin

%

10,79  0,01

Tinh bột

%

11,07 0,03

Cellulose

%

9,25 1,33

Lignin

%

37,18 1,02

Đường tổng

%

8,38 0,02

Chất xơ tổng

%

69,3 0,53

Thành phần (%)

Betacyanin
Carbohydrate

Nguồn: “Jamilah và cộng sự, 2011”
2.2. KHÁI QUÁT VỀ CHẤT MÀU THỰC PHẨM
2.2.1. Chất màu trong sản xuất thực phẩm
Chất lượng của các sản phẩm thực phẩm không những bao hàm giá trị dinh dưỡng mà
còn bao gồm cả giá trị cảm quan của chúng. Màu sắc là một chỉ tiêu quan trọng của giá
trị cảm quan. Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm khơng chỉ có giá trị về mặt hình
thức mà cịn có tác dụng sinh lý rất rõ rệt. Vì vậy, trong sản xuất thực phẩm người ta
khơng những chỉ bảo vệ màu sắc tự nhiên mà còn cho thêm chất màu mới, tạo ra những
màu sắc thích hợp với tính chất và trạng thái của từng sản phẩm (Lê Ngọc Tú, 2000).
Chất màu thực phẩm được chia làm 3 nhóm chính:
- Chất màu vơ cơ: vào trước thế kỷ XX, phần lớn chất màu thực phẩm đều có
nguồn gốc từ các loại khống vật tự nhiên độc hại. Tuy nhiên, cùng với việc ban hành
những quy định về an toàn thực phẩm của Hoa Kỳ năm 1960, ngành công nghiệp thực
phẩm dần dần chuyển sang sử dụng các loại chất màu hữu cơ tổng hợp.
- Chất màu hữu cơ tổng hợp: là các chất màu được tổng hợp bằng phương pháp
hóa học, chúng có ưu điểm là tạo ra nhiều màu sắc phong phú, rẻ tiền và tiện lợi trong
việc chế biến thực phẩm. Tuy nhiên, hiện nay một số chất màu hữu cơ tổng hợp bị hạn
chế sử dụng do những nghi ngại về các ảnh hưởng khơng tốt của nó đối với sức khỏe
con người. Do đó, việc sử dụng chúng cần phải được tuân thủ những quy định hết sức
chặt chẽ và nghiêm ngặt.

7


- Chất màu tự nhiên: là các loại chất màu hữu cơ được tách chiết từ động vật hay

thực vật. Những chất màu tự nhiên đã được con người biết đến và sử dụng từ lâu để tạo
màu cho thực phẩm. Ưu điểm của chúng là tạo ra màu rất đẹp cho thực phẩm, đồng thời
có mùi, vị gần giống như tự nhiên của chúng. Tuy nhiên, so với chất màu tổng hợp, chất
màu tự nhiên thường kém bền và giá thành cao do việc thu hồi tách chiết từ các nguồn
tự nhiên khá tốn kém nên việc sử dụng chúng hiện nay chưa rộng rãi. Tuy vậy, nhờ có
độ an toàn cao và một số chất màu tự nhiên cịn có tác dụng tốt đối với sức khỏe (như
có khả năng chống oxy hóa, tăng cường sức đề kháng của cơ thể,…) nên người tiêu
dùng ngày càng có xu hướng ưa chuộng những loại thực phẩm dùng chất màu tự nhiên.
Trước khi quyết định sử dụng chất màu thực phẩm bổ sung vào một sản phẩm thực
phẩm nào đó, chúng ta cần quan tâm các yếu tố sau:
- Trạng thái của chất màu: người tiêu dùng vẫn ưa dùng chất màu ở dạng lỏng hơn
là ở dạng bột.
- Sự chuyển màu mới như thế nào: thường phối trộn nhiều màu với nhau để tạo ra
màu mong muốn phù hợp với thực phẩm của mình.
- Thành phần các chất chứa trong thực phẩm cần phối trộn chất màu: sự có mặt
của protein, nước, tannin hay chất béo sẽ ảnh hưởng tới độ trong hay vẩn đục của chất
màu phối trộn vào trong thực phẩm đó.
- pH: sự ổn định cũng như sự chuyển màu của chất màu đều có thể bị ảnh hưởng
từ pH của môi trường thực phẩm.
- Điều kiện chế biến: đặc biệt là thời gian và nhiệt độ sẽ ảnh hưởng tới chất lượng
chất màu phối trộn vào.
- Điều kiện bao gói: quyết định đến mức độ xâm nhập của khơng khí và ánh sáng
vào thực phẩm, do đó có thể làm biến đổi chất màu.
- Điều kiện bảo quản và thời gian sử dụng: chất màu chỉ bền dưới những điều kiện
bảo quản thích hợp và trong một thời gian nhất định.
(Nguyễn Thị Dâu, 2010)
2.2.2. Chất màu betacyanin
Betacyanin là nhóm sắc tố thuộc họ sắc tố betalain có màu đỏ- đỏ tím. Betalain bao gồm
2 nhóm sắc tố betaxanthin màu vàng và betacyanin màu đỏ, là các sắc tố tan trong nước
tạo ra màu sắc cho hoa và trái của những cây thuộc họ xương rồng.

Betacyanin đơn giản nhất là betanidin được cấu tạo từ một đơn vị phân tử acid
betalamic liên kết với một phân tử cyclo-DOPA. Đa số các betacyanin khác được tạo
thành do phản ứng glucosyl hóa một trong hai nhóm chức -OH tự do của vịng cycloDOPA của betanidin, trong đó thường gặp nhất là ở vị trí 5. Dẫn xuất betacyanin quan
trọng và thường gặp nhất trong tự nhiên là betacyanin (tức betanidin-5-O--glycosidase,
chất này có cơng thức phân tử C24H26N2O13 và khối lượng mol M = 551,48).
8


Hình 4: Cơng thức cấu tạo của betacyanin
Sự tồn tại của hệ thống 6 nối đôi liên hợp trong betacyanin dẫn đến những tính chất lý
hóa đặc trưng của hợp chất này:
- Phân tử betacyanin có khả năng hấp thụ bức xạ khả kiến trong vùng từ 534554nm, tạo nên màu đỏ đến đỏ tím.
- Do phân tử chứa nhiều nhóm chức phân cực (-OH, -COOH, -NH), các sắc tố
betacyanin đều dễ tan trong nước hay dung dịch etanol - nước,…
- Các betacyanin kém bền trong môi trường kiềm hay mơi trường có hoạt độ của
nước cao do bị thủy phân thành acid betalamic (có màu vàng) và amin (khơng màu).
Mơi trường kiềm mạnh có thể làm betacyanin bị thủy phân thành betanidin (màu đỏ)
hay thành betaxanthin (màu vàng). Tuy nhiên, phản ứng thủy phân betacyanin có tính
thuận nghịch. Khi thêm acid ascorbic, isoascorbic, metaphosphoric hoặc acid gluconic
vào dung dịch betanin bị thủy phân thì betacyanin được tái tạo trở lại và dung dịch sẽ có
màu sắc như ban đầu.
- Betacyanin bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ
phân hủy càng mạnh. Do đó, betacyanin thường chỉ dùng để tạo màu cho các thực phẩm
bảo quản lạnh như: kem, sữa chua, thức uống từ sữa,…
- Betacyanin cũng rất dễ bị oxy hóa khi có mặt trong các sản phẩm có hàm lượng
nước cao hoặc chứa các ion kim loại như Fe hay Cu. Các chất chống oxy hóa như acid
ascorbic và việc bao gói các sản phẩm có chứa betacyanin một cách thích hợp có thể
làm chậm q trình này lại. Tuy nhiên, betacyanin không bị biến đổi khi thanh trùng sản
phẩm có chứa hàm lượng đường cao.
Nhờ có màu sắc rất đẹp, các betalain được dụng làm chất màu trong công nghiệp thực

phẩm. Ngồi ra, betacyanin có tác dụng như một chất chống oxy hóa nhờ khả năng bắt
giữ các gốc tự do có thể làm đột biến tế bào và gây ra những rối loạn trong sự trao đổi
chất (Nguyễn Thị Dâu, 2010).

9


2.3. KHÁI QT VỀ Q TRÌNH TRÍCH LY
Trích ly là sự rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất hịa tan khác
(gọi là dung mơi) nhờ q trình khuếch tán giữa các chất có nồng độ khác nhau. Trích ly
chất hịa tan trong chất lỏng được gọi là trích ly lỏng, cịn trích ly chất hịa tan trong
chất rắn là trích ly chất rắn.
Mục đích q trình trích ly là khai thác và thu hồi sản phẩm, trong đó khai thác là mục
đích chủ yếu. Phổ biến là trích ly các nguyên liệu dạng rắn như hạt dầu, các nguyên liệu
tinh dầu hay chất màu như lá, rễ, cây, hoa hoặc quả; trích ly các loại củ như củ cải
đường, trích ly mía (một phần), có thể phối hợp với các q trình khác để nâng cao hiệu
suất thu hồi sản phẩm. Với mục đích thu sản phẩm như tách penicilin từ dung dịch lên
men, sản xuất nước chấm bằng phương pháp ủ ẩm trích ly; hoặc trích ly trong q trình
sản xuất cà phê hịa tan, trích ly khi ngâm quả, ngâm tẩm các loại thuốc bổ và thuốc
chữa bệnh…
Vật liệu trích ly là hỗn hợp lỏng - lỏng hoặc hỗn hợp rắn - lỏng cộng với một dung môi
hoặc tập hợp của một số dung mơi. Chúng có độ hịa tan khác nhau, nồng độ các chất
khác nhau và có tác dụng tương hỗ, khuếch tán vào nhau, dung mơi là pha có nồng độ
thấp. Trong thực tế, trích ly là thực hiện q trình hịa tan các chất nằm trong vật liệu
vào dung mơi, q trình hịa tan đó xảy ra cho đến khi đạt đến sự cân bằng nồng độ dịch
trích ly các lớp bên trong và lớp mặt ngoài của ngun liệu.
Biến đổi khi trích ly: ngồi sự thay đổi thành phần các cấu tử trong hệ thống cịn có sự
thay đổi cấu trúc và hóa học của vật liệu, chủ yếu là cấu trúc bên ngoài. Một số phản
ứng hóa học khơng có lợi cũng có thể xảy ra vì vậy khơng nên kéo dài thời gian sau
trích ly mà nên xử lý ngay. Một số biến đổi khác như sự trích ly của các cấu tử khác

ngồi cấu tử chính, có một số biến đổi sinh hóa và sinh học làm thay đổi tính chất vật
liệu sau trích ly tạo mùi vị, hương thơm.
2.3.1. Dung mơi trích ly
Trong thực tế không tồn tại dung môi lý tưởng. Do đó, tùy trường hợp trích ly cụ thể mà
chọn dung mơi thích hợp. Dung mơi trích ly cần thỏa mãn các điều kiện sau:
- Hịa tan chất cần trích ly ở bất kỳ tỷ lệ nào.
- Có nhiệt độ sơi thấp để dễ dàng tách dung môi ra khỏi dịch trích ly.
- Có thành phần hóa học ổn định, khơng phản ứng với nguyên liệu.
- Không độc hại, không ảnh hưởng đến sức khỏe và chất lượng sản phẩm.
- Khó cháy nổ, an tồn trong q trình sản xuất.
- Khơng ăn mịn thiết bị.
- Rẻ tiền, dễ kiếm, có khả năng sử dụng trong sản xuất.

10


Nước là dung môi phổ biến sử dụng trong nhiều q trình trích ly. Nước dùng trích ly
phải đảm bảo chất lượng, việc kiểm tra chất lượng nước rất quan trọng.
Đối với nước dùng để ăn uống, nước dùng cho các cơ sở để chế biến thực phẩm (gọi tắt
là nước ăn uống) phải đảm bảo quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng theo Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống (QCVN 01:2009/BYT) do Cục Y
tế dự phịng và Mơi trường biên soạn và được Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông
tư số: 04/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009. Quy chuẩn này quy định các chỉ
tiêu về cảm quan, thành phần vô cơ, hàm lượng các chất hữu cơ, hóa chất bảo vệ thực
vật, hóa chất khử trùng và sản phẩm, mức nhiễm xạ và vi sinh vật.
2.3.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình trích ly
- Sự chênh lệch nồng độ giữa 2 pha. Khi sự chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly
thay đổi theo, thời gian trích ly giảm ta có thể thực hiện bằng cách tăng tỷ lệ dung môi
so với nguyên liệu.
- Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung mơi: diện tích tiếp xúc càng lớn, dung mơi

dễ len lõi vào trong nguyên liệu, khả năng trích ly chất hịa tan càng lớn.
- Tính chất của ngun liệu đem trích ly, ví dụ như khi trích ly dầu nếu ẩm ngun liệu
giảm thì tốc độ trích ly tăng, vì độ ẩm có tác dụng với protein và các chất háo nước khác
ngăn cản sự di chuyển của dung môi thấm vào trong nguyên liệu, làm chậm quá trình
khuếch tán.
- Nhiệt độ trích ly: nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phần tử
chất tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử dung môi, tuy nhiên
nhiệt độ là yếu tố có giới hạn, vì khi nhiệt độ q cao có thể xảy ra các phản ứng khác
không cần thiết gây khó khăn cho q trình cơng nghệ.
- Thời gian trích ly: khi thời gian tăng lên lượng chất khuếch tán tăng nhưng thời gian
phải có giới hạn, khi đã được mức độ trích ly cao nhất nếu kéo dài thời gian sẽ không
mang lại hiệu quả kinh tế.
(Lê Thị Bạch Tuyết, 1994).
2.3.3. Các phƣơng pháp trích ly
- Trích ly gián đoạn: nguyên liệu được ngâm vào dung môi, sau một thời gian nhất định,
khi giữa dung môi và nguyên liệu đạt nồng độ chất cần thiết ở mức độ cân bằng, tiến
hành đổ dung môi cũ ra, thay dung môi mới vào. Cứ như thế cho đến khi trích ly hết
chất cần thiết.
+ Ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện.
+ Nhược điểm: tốn công sức và thời gian cũng như tốn dung môi chiết nên không
kinh tế, không phù hợp với quy mô sản xuất lớn.

11


- Trích ly bán liên tục: dùng nhiều thiết bị trích ly gián đoạn bố trí thành hệ thống liên
hợp tuần hồn nhằm mục đích giảm thời gian trích ly, ít tốn công hơn, tiết kiệm được
nhiều dung môi hơn. Đối với phương pháp này, q trình trích ly thực hiện theo ngun
tắc dung mơi đi từ nơi có nồng độ chất trích ly cao đến nồng độ chất trích ly thấp.
- Trích ly liên tục: nguyên lý là ngâm dung mơi trong dịng chuyển động cùng chiều

quay hay ngược chiều quay của dung môi. Ưu điểm của phương pháp này là cho hiệu
quả kinh tế cao, thích hợp cho q trình sản xuất có cơng suất lớn, áp dụng cho quy mô
công nghiệp. Tuy nhiên, nhược điểm là thiết bị khá phức tạp, chi phí đầu tư lớn.
(Nguyễn Thị Dâu, 2010).
Ngồi ra, q trình trích ly có thể tiến hành ở nhiệt độ thường hay được gia nhiệt, trong
đó dung mơi được đun nóng đến nhiệt độ u cầu, sau đó cho ngun liệu vào dung mơi
và giữ trong thời gian cần thiết. Trong q trình trích ly này việc cần thiết là phải duy trì
được nhiệt độ của dung mơi ln ổn định, để q trình trích ly đạt hiệu quả.
2.4. KHÁI QUÁT VỀ QUÁ TRÌNH LÊN MEN SỮA CHUA
Sữa chua là một trong những sản phẩm rất phổ biến trên thế giới và có nguồn gốc lâu
đời nhất từ miền Trung – Tây Âu. Ngày nay, sữa chua được biết đến và tiêu thụ ở nhiều
quốc gia. Các sản phẩm lên men tuy có nhiều tên gọi khác nhau nhưng có thể chia thành
vài nhóm chính, sự khác nhau của các nhóm này phụ thuộc vào loại sữa sử dụng, loại vi
sinh vật và phương pháp chế biến sữa trước và sau khi lên men.
2.4.1. Nguyên liệu sữa
Sữa là sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, không chỉ thể hiện qua hàm lượng các chất
dinh dưỡng và tỷ lệ giữa chúng mà còn được thể hiện qua tính đặc hiệu của các thành
phần dinh dưỡng đó. Sữa đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng của cơ thể về các acid amin
không thay thế, acid béo không no, khoáng (đặc biệt là Canxi, Photpho) và vitamin
(Trần Văn Chương, 2001).
- Nước là thành phần chính của sữa, nó là môi trường để phân tán các thành phần
khác của sữa. Nước giúp gia tăng khả năng tiêu hoá của các thành phần trong sữa.
- Protein trong sữa chiếm từ 2,9 ÷ 4%, gồm 3 loại chính là albumin, globulin và
casein. Trong đó, casein chiếm khoảng 80% protein sữa và là thành phần quan trọng
nhất trong chế biến sữa chua vì dưới tác dụng của enzym đông tụ sữa hoặc acid, casein
sẽ bị đông lại thành cục. Hầu hết casein hiện diện trong một thể hạt keo gọi là micell
casein. Mỗi micell chứa 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci,
magie, phosphat). Trên bề mặt micell có k-casein có vai trị ổn định hệ keo casein. Nếu
tách k-casein ra khỏi micell hoặc lấy đi phần ưa nước của nó, cấu trúc micell trở nên
khơng ổn định. Trong trường hợp này nếu như có mặt của Ca2+ trong sữa, các micell sẽ

liên kết lại với nhau và tạo nên hiện tượng đông tụ casein (Lê Văn Việt Mẫn, 2004).

12