Khóa luận Nghiên cứu sản xuất nước giải khát có độ cồn thấp từ thanh long (Phần 1)

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu sản xuất nước giải khát có độ cồn thấp từ thanh long (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ ĐỘ CỒN THẤP TỪ THANH LONG GVHD: TS. NGUYỄN TIẾN LỰC SVTH: TRẦN THỊ THU HIỀN MSSV: 11116026 S K L 0 0 3 9 4 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2015-11116026 NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT CÓ ĐỘ CỒN THẤP TỪ THANH LONG GVHD: TS. NGUYỄN TIẾN LỰC SVTH: TRẦN THỊ THU HIỀN MSSV: 11116026 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2015
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Trần Thị Thu Hiền MSSV: 11116026 Ngành: Công nghệ Thực phẩm 1. Tên khóa luận: Nghiên cứu sản xuất nƣớc giải khát có độ cồn thấp từ trái thanh long. 2. Nhiệm vụ của khóa luận: 1. Nghiên cứu và xác định thành phần dinh dƣỡng của trái thanh long. 2. Khảo sát các điều kiện trong quá trình chế biến: nồng độ chất khô hòa tan, tỷ lệ giống cấy, thời gian lên men, pH. 3. Tối ƣu hóa quá trình lên men, từ đó chọn ra chế độ công nghệ phù hợp. 4. Xây dựng quy trình sản xuất. 5. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm. 3. Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 20/01/2015 4. Ngày hoàn thành khóa luận: 16/07/2015 5. Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Tiến Lực. Phần hƣớng dẫn: toàn bộ khóa luận Nội dung và yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đã đƣợc thông qua bởi Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày tháng năm 20 Trƣởng Bộ môn Ngƣời hƣớng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) ii
4. LỜI CẢM ƠN Đầu tiên con xin gởi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất của con tới ba má. Ba má là chỗ dựa tài chính và tinh thần vững chắc nhất trong 4 năm đại học của con. Tôi xin cảm ơn thầy TS. Nguyễn Tiến Lực đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong quá trình học tập cũng nhƣ sự động viên, đốc thúc, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đồ án. Trong quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp, tôi nhận đƣợc sự giúp đỡ, hƣớng dẫn từ thầy cô, bạn bè. Xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu, thầy cô nhà trƣờng đã hỗ trợ về kiến thức chuyên môn, thiết bị, kinh nghiêm. Đã 4 năm trôi qua, tôi và những ngƣời bạn của mình đã cùng nhau trải qua những ngày tháng khó khăn, với những bỡ ngỡ, dại khờ, những sôi nổi bùng cháy của tuổi trẻ, những trải nghiệm thú vị về cuộc sống, những cuộc vui với những giọng cƣời kinh dị, sảng khoái .cảm ơn các bạn rất nhiều vì đã mang sắc màu đến cuộc sống vốn tẻ nhạt của tôi. Lời cuối cùng, cảm ơn ai đó đã đi chung con đƣờng với tôi đến bây giờ. iii
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung đƣợc trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của riêng tôi. Tôi xin cam đoan các nội dung đƣợc tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã đƣợc trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định. Ngày tháng năm 201 Ký tên iv
6. MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ii LỜI CẢM ƠN iii LỜI CAM ĐOAN iv DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC BẢNG BIỂU x TÓM TẮT KHÓA LUẬN xi MỞ ĐẦU xii CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1 1.1 Giới thiệu về cây thanh long 1 1.1.1 Đặc điểm thực vật 2 1.1.2 Các giống thanh long ở Việt Nam 4 1.1.3 Thành phần dinh dƣỡng trái thanh long 6 1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trái thanh long. 7 1.1.5 Công nghệ chế biến trái thanh long. 7 1.1.6 Định hƣớng phát triển 10 1.2 Nƣớc giải khát lên men 10 1.2.1 Phân loại 10 1.2.2 Thành phần hóa học 10 1.2.3 Công dụng 12 1.2.4 Đặc điểm 12 1.2.5 Nguyên nhân gây hƣ hỏng và làm giảm chất lƣợng nƣớc giải khát lên men 12 1.2.6 Các loại nƣớc trái cây lên men 13 1.2.7 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men rƣợu 15 1.2.8 Quá trình lên men rƣợu 18 1.3 Nấm men 20 1.3.1 Nguồn gốc và đặc điểm hình thái Saccharomyces cerevisiae 20 1.3.2 Dinh dƣỡng nấm men 21 1.3.3 Sinh trƣởng nấm men 22 v
7. 1.3.4. Các sản phẩm trao đổi chất của nấm men 24 1.4 Các nghiên cứu liên quan đến đề tài 25 1.4.1 Các nghiên cứu trong nƣớc 25 1.4.2 Các nghiên cứu ngoài nƣớc 25 CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 27 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 27 2.2 Nguyên liệu 27 2.2.1 Trái thanh long 27 2.2.2 Đƣờng 27 2.2.3 Nấm men 27 2.3 Các hóa chất và dụng cụ sử dụng trong đề tài. 27 2.3.1 Các hóa chất sử dụng. 27 2.3.2 Các dụng cụ sử dụng trong đề tài 28 2.4 Sơ đồ thí nghiệm 30 2.5 Nhân giống nấm men Sacharomyces cerevisie. 30 2.6 Bố trí thí nghiệm 31 2.6.1 Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn thanh long đỏ và thanh long trắng tới sản phẩm. 31 2.6.2 Thí nghiệm 2: khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ chất khô tới sản phẩm 33 2.6.3 Thí nghiệm 3: khảo sát ảnh hƣởng của pH dịch lên men tới sản phẩm 34 2.6.4 Thí nghiệm 4: khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ bổ sung men vào dịch lên men tới sản phẩm. 36 2.7 Tối ƣu hóa quá trình lên men. 38 2.8 Các phƣơng pháp sử dụng trong đề tài. 41 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1 Khảo sát thành phần nguyên liệu 44 3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình lên men. 46 3.2.1 Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn thanh long trắng : thanh long đỏ 46 3.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ chất khô hòa tan đến quá trình lên men 47 3.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng của pH của dịch lên men đến quá trình lên men. 51 3.2.4 Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ bổ sung men đến quá trình lên men. 53 3.3.2 Giải bài toán tối ƣu đa mục tiêu 58 3.4 Đánh giá chất lƣợng sản phẩm. 63 vi
8. 3.4.1 Các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm 63 3.4.2 Các chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm 63 3.4.3 Đánh giá cảm quan chất lƣợng sản phẩm 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC .82 vii
9. DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây và trái thanh long 1 Hình 1.2 Hoa thanh long 4 Hình 1.3 Các giống thanh long ở Việt Nam 5 Hình 1.4 Một số sản phẩm từ thanh long ở trong nƣớc 8 Hình 1.5 Quy trình sản xuất rƣợu vang thanh long 9 Hình 1.6 Quy trình chế biến cider 14 Hình 1.7 Quy trình sản xuất lambanog 15 Hình 1.8 Nấm men Saccharomyces cerevisiae 20 Hình 1.9 Động học sinh trƣởng nấm men. 23 Hình 2.1 Máy ép trái cây Panasonic mj68m, Malaysia 28 Hình 2.2 Nồi hấp tiệt trùng ALP, Nhật. 28 Hình 2.3 Tủ cấy vi sinh Telstart, Tây Ban Nha. 29 Hình 2.4 Máy đo pH Mettler Toledo, Trung Quốc. 29 Hình 2.5 Khúc xạ kế Atago, Nhật (thang do 0 – 33 oBx). 29 Hình 2.6 Sơ đồ thí nghiệm 30 Hình 2.7 Sơ đồ thí nghiệm 1 32 Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm 2 33 Hình 2.9 Bố trí thí nghiệm 3 35 Hình 2.10 Bố trí thí nghiệm 4 37 Hình 2.11 Phân tích đối tƣợng công nghệ 38 Hình 3.1 Biểu đồ ảnh hƣởng tỷ lệ phối trộn đến độ cồn. 46 Hình 3.2 Biểu đồ ảnh hƣởng của tỷ lệ phối trộn đến điểm cảm quan 47 Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣởng của nồng độ chất khô hòa tan 48 ban đầu đến độ cồn. 48 Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hƣởng của nồng độ chất khô ban đầu của dịch lên men đến nồng độ chất khô còn sót lại 49 Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của nồng độ chất khô hòa tan ban đầu đến sự thay đổi pH trong quá trình lên men. 50 Hình 3.6 Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của pH ban đầu đến sự thay đổi độ cồn 51 Hình 3.7 Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của pH ban đầu đến hàm lƣợng chất khô hòa tan còn lại 52 viii
10. Hình 3.8 Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của pH ban đầu lên sự thay đổi pH trong quá trình lên men 53 Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của mật độ tế bào nấm men đến sự tạo thành cồn 54 Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của mật độ tế bào nấm men đến hàm lƣợng chất khô hòa tan sót 55 Hình 3.11 Biểu đồ thể hiện ảnh hƣởng của mật độ tế bào nấm men đến pH của sản phẩm56 Hình 3.12 Quy trình sản xuất sản phẩm 60 ix
11. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Chiều dài cành thanh long. 3 Bảng 1.2 Thành phần hóa học trái thanh long. 6 Hình 1.6 Quy trình chế biến cider 14 Hình 1.7 Quy trình sản xuất lambanog 15 Bảng 2.1 Các chỉ tiêu chất lƣợng của đƣờng (theo nhà sản xuất) 27 Bảng 2.2 Môi trƣờng Hansen lỏng và môi trƣờng dịch thanh long. 31 Bảng 2.3 Các mức yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm 39 Bảng 2.4 Ma trận thực nghiệm trong bài toán tối ƣu 40 Bảng 3.1 Khối lƣợng và thành phần kỹ thuật của trái thanh long trắng và thanh long đỏ 44 Bảng 3.2 Thành phần hóa học của trái thanh long trắng 44 Bảng 3.3 Thành phần hóa học của trái thanh long đỏ 45 Bảng 3.4 Ma trận thực nghiệm và kết quả thí nghiệm 57 Bảng 3.5 Độ cồn và điểm thi hiếu thực tế và lý thuyết .71 Bảng 3.6 Thành phần hóa học nƣớc lên men có độ cồn thấp từ thanh long 63 Bảng 3.7 Kiểm tra chỉ tiêu vi sinh sản phẩm 63 Bảng 3.8 Những đặc điểm cảm quan sản phẩm 64 Bảng 3.9 Điểm cảm quan sản phẩm theo TCVN 3217-79 64 x
12. TÓM TẮT KHÓA LUẬN Dịch ép thanh long trắng có tổng hàm lƣợng chất khô hòa tan, pH, đƣờng khử lần lƣợt là 11,670Bx; 3,97; 5,23 g/100ml. Dịch ép thanh long đỏ có tổng hàm lƣợng chất khô, pH, đƣờng khử lần lƣợt là 12,60Bx, 4,20, 5,69g/100ml. Chúng tôi đã sử dụng hai loại nguyên liệu này để lên men. Trong quá trình lên men đã khảo sát 5 yếu tố: tỷ lệ phối trộn thanh long trắng: thanh long đỏ, nồng độ chất khô hòa tan ban đầu của dịch lên men, pH, tỷ lệ bổ sung men, thời gian lên men. Qua khảo sát, chọn ra đƣợc tỷ lệ phối là 5 thanh long trắng: 1 thanh long đỏ. pH thích hợp là 4. Khoảng giá trị nồng độ chất khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men là 18-220Bx, tỷ lệ men 3-5% men, thời gian lên men 24-72 giờ. Thực hiện khảo sát 3 yếu tố này để xác định 2 phƣơng trình hồi quy về chỉ tiêu độ cồn và điểm cảm quan trung bình. Các thông số tối ƣu cho quá trình lên men là 19,680Bx, bổ sung 4,56% men, lên men 24,48 giờ. Tiến hành lên men thực nghiệm. Kết quả sản phẩm có độ cồn 2,48 [v/v] và điểm cảm quan đạt 16,02 điểm xét theo TCVN 3217-79, xếp loại khá. Trên cơ sở đó, chúng tôi đƣa ra quy trình sản xuất ở quy mô phòng thí nghiệm để lên men dịch thanh long. xi
13. MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Thanh long là loại trái cây rất phổ biến ở nƣớc ta. Trái thanh long có mẫu mã đẹp, chứa nhiều chất xơ, chất khoáng và vitamin, rất tốt cho sức khỏe. Với sự nỗ lực của ngƣời nông dân, trái thanh long đã đƣợc xuất khẩu sang nhiều nƣớc trên thế giới và sản lƣợng ngày càng tăng. Tuy nhiên trái thanh long chủ yếu đƣợc xuất khẩu và tiêu dùng trong nƣớc dƣới dạng trái tƣơi, vẫn chƣa có nhiều sản phẩm công nghiệp đƣợc sản xuất từ trái thanh long. Hơn nữa, đây là loại trái có tính mùa vụ, giá cả không ổn định, gây ra nhiều khó khăn cho ngƣời nông dân. Nếu sản xuất đƣợc các sản phẩm chế biến từ trái thanh long có chất lƣợng tốt thì sẽ giải quyết đƣợc một phần bài toán tiêu thụ cho trái thanh long Việt Nam và gia tăng giá trị cho loại trái cây này. Mục tiêu Đề tài nghiên cứu này nhằm mục tiêu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất nƣớc thanh long có độ cồn thấp đạt đƣợc chất lƣợng tốt, tối ƣu hóa quy trình để tiết kiệm chi phí. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: trái thanh long trắng Phan Thiết và thanh long đỏ Tiền Giang. Phƣơng pháp nghiên cứu: thực hiện các thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của các yếu tố đến quá trình lên men dịch thanh long, tối ƣu hóa quá trình lên men và xây dựng quy trình công nghệ, đánh giá chất lƣợng sản phẩm. Kết quả nghiên cứu Dịch ép thanh long trắng có tổng hàm lƣợng chất khô hòa tan, pH, đƣờng khử lần lƣợt là 11,670Bx; 3,97; 5,23 g/100ml. Dịch ép thanh long đỏ có tổng hàm lƣợng chất khô, pH, đƣờng khử lần lƣợt là 12,60Bx, 4,20, 5,69g/100ml. Chúng tôi đã sử dụng hai loại nguyên liệu này để lên men. Trong quá trình lên men đã khảo sát 5 yếu tố: tỷ lệ phối trộn thanh long trắng: thanh long đỏ, nồng độ chất khô hòa tan ban đầu của dịch lên men, pH, tỷ lệ bổ sung men, thời gian lên men. Qua khảo sát, chọn ra đƣợc tỷ lệ phối là 5 thanh long trắng: 1 thanh long đỏ. pH thích hợp là 4. Khoảng giá trị nồng độ chất khô hòa tan thích hợp cho quá trình lên men là 18-220Bx, tỷ lệ men 3-5% men, thời gian lên men 24-72 giờ. Thực hiện khảo sát 3 yếu tố này để xác định 2 phƣơng trình hồi quy về chỉ tiêu độ cồn và điểm cảm quan trung bình. Các thông số tối ƣu cho quá trình lên men là 19,680Bx, bổ sung 4,56% men, lên men 24,48 giờ. Tiến hành lên men thực nghiệm. Kết quả sản phẩm có độ cồn 2,48 [v/v] và điểm cảm quan đạt 16,02 điểm xét theo TCVN 3217-79, xếp loại khá. xii
14. Trên cơ sở đó, chúng tôi đƣa ra quy trình sản xuất ở quy mô phòng thí nghiệm để lên men dịch thanh long. Ý nghĩa khoa học Trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm, chúng tôi đã xác định đƣợc thành phần hóa học của thanh long trắng và thanh long đỏ, đƣa ra quy trình sản xuất nƣớc thanh long có độ cồn thấp đạt tiêu chuẩn chất lƣợng. Ý nghĩa thực tiễn Chúng tôi đã sản xuất ra đƣợc sản phẩm nƣớc thanh long lên men có độ cồn thấp, đạt đƣợc sự chấp nhận cao của ngƣời tiêu dùng và đạt tiêu chuẩn chất lƣợng, góp phần đa dạng hóa sản phẩm từ trái thanh long. xiii
15. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về cây thanh long Với điều kiện thuận lợi về khí hậu nhiệt đới, Việt Nam có rất nhiều loại trái cây đa dạng, có chất lƣợng tốt, phục vụ tiêu dùng trong nƣớc và xuất khẩu; trong số đó, thanh long là loại trái cây phổ biến và giàu dinh dƣỡng. Thanh long là loài cây đƣợc trồng chủ yếu để lấy quả, có tên khoa học là Hylocereus undatus thuộc họ xƣơng rồng Cactaceae. Loài cây này có nguồn gốc từ Mexico, Trung và Nam Mỹ và đã đƣợc trồng ở Việt Nam ít nhất là 100 năm, sau khi đƣợc ngƣời Pháp mang tới. Trái thanh long đƣợc đƣa lên thành hàng hóa từ thập niên 1980 [32]. Hình 1.1 Cây và trái thanh long Nông dân Việt Nam với sự cần cù sáng tạo đã đƣa trái thanh long lên thành mặt hàng xuất khẩu. Sau khi loại trái cây này đƣợc xuất khẩu qua thị trƣờng các nƣớc Đông Nam Á và các nƣớc khác trên thế giới thì phong trào trồng thanh long phát triển mạnh ở Phan Rang, Phan Thiết, Buôn Ma Thuộc cho đến các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long nhƣ : Tiền Giang (huyện Chợ Gạo) , Long An (huyện Châu Thành) và thành phố Hồ Chí Minh (huyện Bình Chánh) [15]. Nƣớc ta đã xuất khẩu thanh long qua nhiều nƣớc dƣới dạng quả tƣơi. Riêng thị trƣờng Nhật do sự kiểm dịch thực vật rất khắt khe trong vài năm gần đây đã chỉ nhập thanh long dƣới dạng đông lạnh. Tại Bình Thuận nói riêng và Nam bộ nói chung, mùa thanh long tự nhiên xảy ra từ tháng 4 tới tháng 10, rộ nhất từ tháng 5 tới tháng 8. Vào thời điểm đó thanh long có giá rẻ, 1
16. giá trị kinh tế không cao do đó một số nhà vƣờn tiến bộ đã phát hiện, hoàn chỉnh dần từng bƣớc kỹ thuật thắp đèn tạo quả trái vụ để chủ động thu hoạch, nâng cao hiệu quả kinh tế [35]. Ở Nam Bộ, thanh long đƣợc trồng chủ yếu ở ba tỉnh Bình Thuận, Long An và Tiền Giang. Diện tích thống kê năm 2001 lần lƣợt là 3200 ha, 1360 ha và 1300 ha với tổng sản lƣợng ƣớc tính đạt hơn 77 ngàn tấn. Thanh long ở nƣớc ta hầu hết là thanh long ruột trắng, một số diện tích nhỏ phát triển thanh long ruột đỏ có nguồn từ Thái Lan, Đài Loan Thanh long ruột trắng là trái cây có thế mạnh của Việt Nam vì Việt Nam là một trong những nƣớc có diện tích trồng lớn nhất ở Châu Á và chúng ta có nhiều kinh nghiệm về kỹ thuật trồng. Hiện nay, một số nơi cũng đang chú trọng phát triển thanh long ruột trắng là Thái Lan, Úc và Đài Loan. Ngoài ra thanh long ruột đỏ cũng đƣợc những nơi này quan tâm. Trong tƣơng lai, Thái Lan sẽ trở thành nhà cạnh tranh đầy tiềm năng nhờ có bề dày trong phát triển cây ăn trái [20]. 1.1.1 Đặc điểm thực vật Cây thanh long thuộc họ xƣơng rồng. Thanh long có nguồn gốc nhiệt đới chịu hạn giỏi nên đƣợc trồng ở những vùng nóng. Một số loài chịu đƣợc nhiệt độ từ 50-550C, nhƣng lại không chịu đƣợc lạnh giá. Sự phát triển của cây cần có cƣờng độ ánh sáng mạnh, vì thế nếu thân cây bị che nắng thì thân cây sẽ ốm yếu và lâu cho trái [11]. Khi trồng thanh long nên chọn các chân đất có tầng canh tác dày tối thiểu 30 - 50 cm và để có năng suất cao nên tƣới và giữ ẩm cho cây vào mùa nắng [35]. Cây thanh long mọc trên nhìu loại đất khác nhau nhƣ đất xám bạc màu, đất phèn, đất đỏ latosol và cũng có khả năng thích ứng với các độ chua của đất rất khác nhau. Khả năng chống chịu mặn của cây thanh long rất kém [11]. Cây thanh long nhanh cho thu hoạch. Chỉ sau một năm trồng đã có thể thu hoạch trái. Sản lƣợng trái trung bình khoảng 20-30 tấn/ha chính vụ và 20 tấn/ha trái vụ [11]. Rễ cây thanh long Khác hẳn với chồi cành, rễ thanh long không mọng nƣớc nên nó không phải là nơi tích trữ nƣớc giúp cây chịu hạn. Cây thang long có hai loại rễ: địa sinh và khí sinh. Rễ địa sinh phát triển từ phần lồi ở gốc hom. Sau khi đặt hom từ 10 - 20 ngày thì từ gốc hom xuất hiện các rễ tơ màu trắng, số lƣợng rễ tăng dần và kích thƣớc của chúng cũng tăng dần theo tuổi cây, những rễ lớn đạt đƣờng kính từ 1 - 2 cm. Rễ địa sinh có nhiệm vụ bám vào đất và hút các chất dinh dƣỡng nuôi cây. Rễ phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt (0 - 15 cm). Rễ khí 2
17. sinh mọc dọc theo thân cây phần trên không, bám vào cây chống để giúp cây leo lên giá đỡ. Những rễ khí sinh nằm gần đất sẽ đi dần xuống đất [11]. Rễ xuất hiện trong tầng đất từ 0 - 30 cm. Ở những nơi đất xốp và có tƣới nƣớc, rễ có thể mọc sâu hơn. Khi đất khô các rễ sợi sẽ chết đi, các rễ cái lớn hơn sẽ hóa bần làm giảm sự dẫn nƣớc khoảng 10 lần để ngăn chặn sự mất nƣớc vào đất thông qua rễ. Khi đất ẩm rễ lại mọc trở lại một cách dễ dàng [35]. Thân, cành cây thanh long Thanh long trồng ở nƣớc ta có thân, cành trƣờn bò trên trụ đỡ, trong khi ở một số nƣớc trồng loại xƣơng rồng thân cột. Thân chứa nhiều nƣớc nên nó có thể chịu hạn một thời gian dài. Thân, cành thƣờng có ba cánh dẹp, xanh, hiếm khi có 4 cánh. Ở các nƣớc khác thân có tới 3, 4, 5 cánh. Tiết diện ngang cho thấy có hai phần: bên ngoài là nhu mô chứa diệp lục, bên trong là lõi cứng hình trụ. Mỗi cánh chia ra làm nhiều thùy có chiều dài 3 - 4cm. Đáy mỗi thùy có từ 3 - 5 gai ngắn. Chúng sử dụng CO2 trong quang hợp theo hệ CAM (Crassulacean Acid Metabolism) là một hệ thích hợp cho các cây mọc ở vùng sa mạc. Mỗi năm cây cho từ 3 - 4 đợt cành. Đợt cành thứ nhất là cành mẹ của đợt cành thứ hai và cứ thế cành xếp thành hàng lớp trên đầu trụ. Trong mùa ra cành, khoảng thời gian giữa hai đợt ra cành từ 40 - 50 ngày. Số lƣợng cành trên cây tăng theo tuổi cây: cây một tuổi trung bình có khoảng 30 cành, hai tuổi khoảng 70 cành, ba tuổi khoảng 100 cành và bốn tuổi 130 cành. Cây 5 - 6 tuổi chỉ duy trì khoảng 150 - 170 cành [11][35]. Chiều dài cành thanh long đƣợc thể hiện ở bảng 1.1 [35] Bảng 1.1 Chiều dài cành thanh long. Tuổi vƣờn Trung bình (cm) Dài nhất (cm) Ngắn nhất (cm) 1 73 119 42 2 82 140 52 3 98 180 49 4 108 160 45 5 103 140 53 Hoa cây thanh long Tại Nam bộ, hoa xuất hiện sớm nhất vào trung tuần tháng 3 dƣơng lịch và kéo dài tới khoảng tháng 10 dƣơng lịch, rộ nhất từ tháng 5 dƣơng lịch tới tháng 8 dƣơng lịch. Trung bình có từ 4 - 6 đợt ra hoa rộ mỗi năm. 3
18. Hình 1.2 Hoa thanh long Hoa thanh long là hoa lƣỡng tính, rất to, có chiều dài trung bình 25 - 35 cm, nhiều lá đài và cánh hoa dính nhau thành ống, nhiều tiểu nhị và 1 nhụy cái dài 18 - 24 cm, đƣờng kính 5-8 mm, nhụy cái chia làm nhiều nhánh. Hoa thƣờng nở tập trung từ 20 - 23 giờ đêm và đồng loạt trong vƣờn. Từ nở đến tàn kéo dài độ 2 - 3 ngày. Thời gian từ khi xuất hiện nụ tới hoa tàn độ 20 ngày. Các đợt nụ đầu tiên rụng từ 30% đến 40%, về sau tỉ lệ này giảm dần khi gặp điều kiện ngoại cảnh thuận lợi. Thời gian hoa thụ phấn đến khi thu hoạch 22- 25 ngày [11]. Trái và hạt thanh long Trái thanh long có hình bầu dục, có nhiều tai lá xanh do phiến hoa còn sót lại, đầu trái lõm sâu tạo thành “hốc mũi”. Thịt trái có mùi vị thơm dịu, ngọt vừa phải, ít cung cấp calo. Mỗi trái có nhiều hột nhỏ màu đen nằm trong khối thịt trái. Do hột nhỏ và mềm nên không làm phiền ngƣời ăn nhƣ một số loại trái khác. Mặc dù các hạt này đƣợc ăn cùng với thịt trái nhƣng nó không đƣợc tiêu hóa. Vỏ thanh long chiếm 5-7% khối lƣợng trái [11]. 1.1.2 Các giống thanh long ở Việt Nam Trái thanh long đƣợc phân biệt qua sự khác nhau của ruột và vỏ trái. Có thể kể đến các loại: Hylocereus undatus thuộc chi Hylocereus, ruột trắng với vỏ hồng hay đỏ. Hylocereus polyrhizus thuộc chi Hylocereus, ruột đỏ với vỏ hồng hay đỏ. Hylocereus megalanthus thuộc chi Selenicereus, ruột trắng với vỏ vàng. 4
19. Hình 1.3 Các giống thanh long ở Việt Nam Giống thanh long đƣợc trồng chủ yếu ở Việt Nam là loại ruột trắng vỏ đỏ, nổi tiếng nhất là dòng thanh long Bình Thuận và Chợ Gạo (Tiền Giang). Năm 1994, Viện Nghiên cứu Cây Ăn Trái Miền Nam đã nhập từ Colombia giống thanh long ruột đỏ. Ngoài ra viện 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 Viện Nghiên cứu Cây Ăn Trái Miền Nam [11]. Thanh long Bình Thuận Thanh long Bình Thuận có cành phát triển mạnh, to và dài, trái dạng hơi tròn, khối lƣợng 300-500 g/trái, vỏ mỏng, độ dày vỏ 2-2,5 cm, gai nở to, vỏ có màu đep. Tỷ lệ thịt trái chiếm 68-72% so với tổng khối lƣợng toàn trái. Thịt chắc giòn, vị ngọt thanh, hạt nhỏ, khối lƣợng 1000 hạt là từ 1,1-1,2g, hàm lƣợng chất khô 13-14%, pH dịch ép 4,8-5,0 [11]. Hiện nay thanh long Bình Thuận còn có vỏ xanh dành cho xuất khẩu. Thanh long Chợ Gạo [11] Thanh long Chợ Gạo vỏ mỏng, trái nặng 300- 450g. Ngƣời trồng thanh long ở Chợ Gạo ít dùng trụ san để đỡ, thay vào đó cho thanh long leo lên thân cây vông nhằm tạo ra sự khác biệt về hƣơng vị. So sánh chất lƣợng giữa hai loại thanh long, về mặt cảm quan thanh long Bình Thuận đẹp hơn, vỏ dày hơn nên thời gian bảo quản và giữ màu sắc kéo dài hơn, thuận lợi trong vận chuyển tiêu thụ. Về mặt chỉ tiêu hóa học, thanh long Bình Thuận có hàm lƣợng protein, vitamin C, Ca, P, Mg, Na cao hơn thanh long Chợ Gạo nhƣng có hàm lƣợng glucose, fructose thấp hơn. Cả hai dòng thanh long này đều trổ hoa theo mùa từ tháng 5 đến tháng 10 âm lịch, ra hoa cùng thời điểm với nhau và tỉ lệ đậu trái trên hoa nở là 100%. Thanh long ruột đỏ 5
20. Thanh long ruột đỏ đã trở thành thƣơng phẩm, trái có màu đỏ hồng, gai cứng thẳng, ruột đỏ, hạt đen. Độ ngọt và hàm lƣợng Vitamin C đều cao hơn thanh long Bình Thuận và thanh long Chợ Gạo. Khối lƣợng trung bình khoảng 300-450 g/trái. Lớn nhất 800g/trái. 1.1.3 Thành phần dinh dƣỡng trái thanh long Thanh long là một loại quả rất có giá trị dinh dƣỡng, thuộc loại thực phẩm dinh dƣỡng cao. Từ các năm 1991 – 1993 Hồng Kông, Đài Loan, Singapore và Trung Tâm xuất khẩu phía tây của Úc đã phân tích thu thập số liệu về trái thanh long ở Việt Nam, số liệu đƣợc thể hiện ở bảng 1.2 [2] Bảng 1.2 Thành phần hóa học trái thanh long. STT Thành phần Hàm lƣợng 1 Nƣớc 83,4% 2 Lipit 0,7% 3 Xenluloza 1,0% 4 Đƣờng tổng số 13,5% 5 Độ calo 60,1 Kcal/100g 6 Đƣờng fructoza 1,9% 7 Đƣờng glucoza 6,1% 8 Đƣờng saccharoza Không tìm thây 9 Đƣờng mailtoza 1,0% 10 Vitamin C 3,7 mg/100g 11 Vitamin B1 0,045 mg/ 100g 12 Vitamin B2 0,375 mg/100g 13 Vitamin B12 0,144 mg/100g 14 Fe 0,35 mg/100g 15 K 253 mg/100g 16 Na 0,94 mg/100g 17 Ca 3,7 mg/100g Thanh long có nhiều chất xơ, chất khoáng và vitamin. Thanh long đã đƣợc xem là nguồn beta-carotene, lycopene và vitamin E, với nồng độ trung bình là 1,4, 3,4 và 0,26l g/100 g tƣơng ứng phần ăn đƣợc [23]. 6
21. Thanh long đỏ rất giàu vitamin C, chất xơ hòa tan, kali, có hoạt động chống oxy hóa cao tƣơng tự nhƣ prebiotics [27, 30, 42, 44, 35, 41]. Hạt thanh long đỏ chứa axit linoleic [22]. Tổng chất rắn hòa tan của thanh long đỏ khoảng 7,1- 10,7oBx. Thành phần đƣờng trái cây bao gồm chủ yếu là glucose (30-54 g/L) và fructose (4-71 g/L). Hàm lƣợng protein của thanh long đỏ là khoảng 1,25 g/L và chứa hàm lƣợng lớn proline (1,1-1,6 g/L)[40, 27]. Thanh long đỏ có hàm lƣợng lipit thấp (1,43 g/L) và hơi chua (pH 4,3-4,7) [38, 40, 27]. Axit hữu cơ có trong thanh long đỏ đã đƣợc tìm thấy là axit citric và axit lactic (2,4-2,5 g/L)[40,27]. Ngoài ra, hàm lƣợng kali (3,2 g/L) trong thanh long đỏ là tƣơng đối cao so với các loại chất khoáng khác nhƣ nhƣ magiê (0,312 g/L) và canxi (0,023 g/L) [38, 27]. Trái thanh long chứa polyphenol, flavonoid, các chất chống oxy hóa hoạt động chống lại các gốc tự do khác nhau, và có hiệu lực antiproliferative trên một số dòng tế bào ung thƣ của chất chiết xuất từ thịt và vỏ của trái thanh long đỏ và trắng [25]. 1.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ trái thanh long. Trong những năm gần đây, thanh long xuất khẩu ra nhiều nƣớc trên thế giới với số lƣợng ngày càng tăng đã thúc đẩy nhanh việc phát triển sản xuất và tiêu thụ thanh long trên cả nƣớc. Diện tích thanh long trên cả nƣớc năm 2009 đạt diện tích khoảng 14595 ha; năm 2010 đạt diện tích khoảng 16096 ha. Bình Thuận đứng đầu với 13404 ha, kế đến là Tiền Giang: 1896 ha và sau cùng là Long An: 1200 ha. Năm 2011, diện tích thanh long ở Bình Thuận đã tăng lên hơn 16500 ha và Tiền Giang là 2500 ha. Sản lƣợng thanh long của Việt Nam cũng tăng lên qua từng năm, đặc biệt ƣớc đạt cao nhất ở năm 2010 là 346510 tấn [3]. Hiện nay thanh long đƣợc trực tiếp xuất khẩu qua hai thị trƣờng Đài Loan và Hồng Kông chiếm hơn 50%, dƣới 50% còn lại là các nƣớc ASEAN trong đó Malaysia chiếm 20%, số còn lại là Singapore và Indonesia [4]. Thị trƣờng châu Âu là nơi thanh long Việt Nam chịu sự cạnh tranh từ thanh long ruột đỏ đến từ Nam Mỹ và một số nơi khác. Đây là thị trƣờng truyền thống của thanh long ruột đỏ. Cần nhiều nỗ lực để phát triển thị phần ở châu Âu và Bắc Mỹ. Thị trƣờng Trung Quốc, Lào và Camphuchia phần lớn đƣợc xuất qua con đƣờng tiểu ngạch. Cải thiện chất lƣợng là nhiệm vụ chính cho phát triển xuất khẩu quả thanh long (diệt ruồi đục trái, cải thiện công nghệ thu hái, xử lý, bảo quản và vận chuyển). Tiếp thị và mở rộng thị trƣờng cũng cần đƣợc đẩy mạnh [20]. 1.1.5 Công nghệ chế biến trái thanh long. 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4