TNU Journal of Science and Technology
230(05): 147 - 155
http://jst.tnu.edu.vn 147 Email: jst@tnu.edu.vn
ENHANCING THE QUALITY OF DRAGON FRUIT BEVERAGE (Selenicereus
undatus) AFTER FERMENTATION PROCESS
Doan Thi Kieu Tien*, Doan Hai Dang, Huynh Thi Ngoc Mi
Can Tho University of Technology
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received:
10/9/2024
Low alcoholic beverages from fruits are gaining popularity due to their
pleasant, natural taste containing vitamins, sugar, fibers, and other
beneficial compounds. The objective of this study is to clarify and
enhance the sensory quality of low-alcohol beverage from dragon fruit.
Various concentrations of bentonite (1, 2, 3, and 4%) and Na2CO3
(0.02, 0.04, 0.06, and 0.08%) were tested to determine their
effectiveness in clarifying the product and improving its flavor. After
fermentation, the product underwent treatment in optimal conditions
before being stored at room temperature (30 ± 2°C). The results
showed that the working efficiency of bentonite for the fermented
dragon fruit juice was 1% in 11 days, and 0.06% Na2CO3 provided the
best sensory value for the product following Vietnamese standard
TCVN 3215-79. Additionally, after 4 weeks of storage, the fermented
dragon fruit juice met TCVN 5042:1994 and QCVN 6-3:2010/BYT,
having a good and distinctive flavor of the dragon fruit. The results of
this study contributed to perfect the fermented drink product from
dragon fruit and observe for the similar products.
Revised:
21/01/2025
Published:
22/01/2025
KEYWORDS
Bentonite;
Carbonation;
Clarifcation;
Dragon fruit juice;
Na2CO3
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NƯỚC UỐNG THANH LONG
(Selenicereus undatus) SAU QUÁ TRÌNH LÊN MEN
Đoàn Thị Kiều Tiên*, Đoàn Hải Đăng, Huỳnh Thị Ngọc Mi
Trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ
TÓM TẮT
Ngày nhận bài:
10/9/2024
Nước uống lên men từ các loại trái cây ngày càng trở nên phổ biến vì
hương vị thơm ngon đặc trưng tự nhiên từ các loại trái cây và có chứa
nhiều vitamin, đường, chất xơ tốt cho cơ thể. Nghiên cứu này nhằm
mục đích làm trong và nâng cao chất lượng cảm quan sản phẩm nước
thanh long lên men bằng bentonite và Na2CO3. Hàm lượng bentonite
(1, 2, 3, và 4%) và Na2CO3 (0,02, 0,04, 0,06, và 0,08%) được sử dụng
để khảo sát hiệu quả làm trong và tăng hương vị, chất lượng cảm quan
nước thanh long lên men cùng với sự ổn định của sản phẩm theo thời
gian. Sau khi lên men, sản phẩm được xử lý ở điều kiện thích hợp
trước khi bảo quản ở nhiệt độ phòng (30 ± 2°C). Kết quả cho thấy hiệu
quả làm trong của bentonite đối với nước thanh long lên men tốt nhất
ở nồng độ 1% trong 11 ngày, và nồng độ 0,06% Na2CO3 được đánh
giá cảm quan tốt nhất theo TCVN 3215-79. Nước thanh long lên men
đạt yêu cầu chất lượng theo tiêu chuẩn TCVN 5042:1994 và QCVN
6-3:2010/BYT, mang hương vị phù hợp và đặc trưng của sản phẩm
sau 4 tuần bảo quản. Kết quả của nghiên cứu này góp phần hoàn thiện
sản phẩm nước uống lên men từ trái thanh long đồng thời định hướng
cho việc nghiên cứu của các sản phẩm tương tự.
Ngày hoàn thiện:
21/01/2025
Ngày đăng:
22/01/2025
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11093
* Corresponding author. Email: dtktien@ctuet.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 147 - 155
http://jst.tnu.edu.vn 148 Email: jst@tnu.edu.vn
1. Giới thiệu
Thanh long là một loại trái cây rất phổ biến, quả mát, vị thanh hấp dẫn phù hợp được trồng rất
phổ biến với khí hậu Việt Nam. Tính đến cuối năm 2023, Việt Nam có 55.000 ha thanh long, sản
lượng trên 1,2 triệu tấn, tập trung chủ yếu tại 3 tỉnh Bình Thuận, Long An, Tiền Giang [1]. Với
nguồn nguyên liệu dồi dào được chú trọng quan tâm nâng cao chất lượng sản phẩm để xuất khẩu,
thì vấn đề giải quyết những trái không đạt tiêu chuẩn cũng cần được quan tâm nhiều hơn. Trong
những năm gần đây đã có nghiên cứu về quy trình lên men rượu từ các loại trái cây nhiệt đới mang
lại hiệu quả cao như mãng cầu xiêm, ổi, khóm, dưa hấu, v.v. Trong một công bố trước [2], thanh
long đã được sử dụng nghiên cứu lên men nước uống cider với nồng độ cồn thấp. Kết quả trong
nghiên cứu [2] cho thấy nước uống lên men thanh long với hàm lượng ethanol 3,0% được đánh giá
tốt khi lên men tốt ở 72 giờ với mật số chủng nấm men 2%, 22 °Brix và pH 4,6. Qua đó có thể thấy
rằng thanh long cũng là nguồn nguyên liệu tiềm năng cho ngành công nghiệp đồ uống, tuy nhiên
cần có những nghiên cứu thêm để hoàn thiện sản phẩm và có thể ứng dụng ở quy mô công nghiệp.
Trong công nghiệp đồ uống lên men, ngoài các chỉ tiêu chất lượng thì độ trong của sản phẩm là
một trong những yêu cầu quan trọng của người tiêu dùng do đó cần nghiên cứu làm trong sản phẩm
trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ. Nhiều phương pháp khác nhau mang lại hiệu quả cho việc làm
trong sản phẩm như lắng, lọc, ly tâm hay sử dụng chất làm trong [3]. Một số chất làm trong được
nghiên cứu để làm trong rượu vang như bentonite [4], [5], carrageenan và pectin [6], zinonium
dioxide [7]. Bentonite là chất làm trong có hiệu quả với giá thành thấp, khoảng 50% hàm lượng
protein gây đục giảm [8]. Bentonite được sử dụng để làm trong bằng cách hấp thu protein và ngăn
cản sự tích tụ các đám mây protein trong quá trình ổn định của sản phẩm lên men. Hợp chất
bentonite sau khi cho vào dịch sau lên men có khuynh hướng trung hòa điện tích âm với các ion
bên ngoài mà nó tiếp xúc và được sử dụng nhiều để làm trong sản phẩm lên men [3]. Ngoài ra,
bentonite được thêm vào quá trình lên men với tỷ lệ phù hợp không gây ảnh hưởng chất lượng cảm
quan của sản phẩm [9]. Đồ uống có chứa carbon dioxide (CO2) hay còn gọi là đồ uống có gas ngày
càng trở nên phổ biến vì có hương vị thơm ngon, trạng thái cảm quan dễ chịu, tạo cảm giác se [10].
Carbonate hoá là quá trình bổ sung khí CO2 vào chất lỏng có tác dụng tăng cường hương vị và cảm
giác sảng khoái [11], [12]. Ngoài ra, việc bổ sung CO2 vào đồ uống còn có tác dụng hạn chế sự
phát triển của vi sinh vật làm tăng thời gian bảo quản cho sản phẩm [13], [14]. Quá trình carbonate
hóa có thể được thực hiện bằng cách bơm khí vào bình kín chịu áp suất như sử dụng các thiết bị
carbonate hóa gia dụng [15], máy carbonate hóa [12], thêm bằng nước có gas (carbonated water)
hoặc đá khô [16]. Với mục đích tiếp nối nghiên cứu trước đây [2], nghiên cứu này được thực hiện
để khảo sát hàm lượng bentonite và Na2CO3 tối ưu cho quy trình làm trong và bảo quản sản phẩm
nước thanh long lên men. Trong nghiên cứu này, với tỷ lệ bentonite phù hợp để làm trong, Na2CO3
giúp làm tăng giá trị cảm quan và tính ổn định của sản phẩm trong thời gian bảo quản sản phẩm
nước thanh long men được thực hiện.
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên vật liệu
Nguyên liệu sử dụng cho nghiên cứu là thanh long ruột trắng (Hình 1) được mua tại chợ Cái
Răng, quận Cái Răng, Thành phố Cần Thơ, chọn trái chín đều, mọng nước, không bị dập và vỏ có
màu đỏ.
Nấm men: Nấm men sử dụng trong quá trình nghiên cứu là nấm men Saccharomyces cerevisiae
RV100.
Đường saccharose được cung cấp bởi công ty cổ phần Biên Hoà Đồng Nai.
Hóa chất: bentonite, sodium bisulfite (NaHSO3), sodium carbonate (Na2CO3), acid citric, yeast
extract, D-glucose, 3,5-Dinitrosalicylic acid (DNS), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) là các
sản phẩm thương mại được cung cấp bởi công ty Xilong Scientific (Trung Quốc).
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 147 - 155
http://jst.tnu.edu.vn 149 Email: jst@tnu.edu.vn
2.2. Quy trình chung
Thanh long sau khi xử lý sơ bộ, đem ép thu được dịch thanh long nguyên chất sau đó lọc bằng
vải lọc, pha loãng với nước theo tỉ lệ 1:1, sau đó điều chỉnh hàm lượng chất khô hoà tan đạt 22
°Brix (bổ sung đường saccharose) và pH 4,6. Dịch thanh long đã chuẩn bị được bổ sung NaHSO3
(120 mg/L), để yên trong 2 giờ. Nấm men Saccharomyces cerevisiae RV100 được bổ sung vào với
tỷ lệ 1% v/v, lên men ở nhiệt độ phòng trong 72 giờ, lọc, rót vào chai 200 mL.
2.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hoá lý, vi sinh và chất lượng cảm quan
Giá trị pH được đo bằng pH kế (Hanna, Mỹ), hàm lượng chất khô hòa tan được đo bằng Brix
kế (Atago, 0-33 °Brix, Pháp). Độ truyền quang được đo bằng máy đo quang phổ UV-VIS. Hàm
lượng ethanol được đo lường theo phương pháp chưng cất, hàm lượng đường khử được thực hiện
theo phương pháp so màu với thuốc thử DNS [17], và khả năng kháng oxi hoá theo phương pháp
DPPH [18].
Giá trị cảm quan của sản phẩm bao gồm độ trong và màu sắc, mùi, vị được đánh giá dựa trên
thang điểm 0 đến 5 theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79 bởi 10 đánh giá viên [19]. Chỉ tiêu
vi sinh vật về E.coli, Coliform, nấm men, nấm mốc và vi sinh vật hiếu khí được thực hiện bởi Trung
tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Cần Thơ và đánh giá theo tiêu chuẩn QCVN 6-
3:2010/BYT đối với nước lên men [20].
2.4. Khảo sát ảnh hưởng của bentonite đến độ trong của nước uống thanh long lên men
Nước thanh long được lên men theo quy trình chung, sau công đoạn lên men được bổ sung
bentonite với tỉ lệ 1, 2, 3, và 4% ở nhiệt độ phòng. Độ truyền quang ở bước sóng 450 nm được ghi
nhận ở ngày thứ 1, 3, 5, 7, 9, 11, và 13 trong thời gian khảo sát của thí nghiệm.
2.5. Khảo sát ảnh hưởng của Na2CO3 đến giá trị cảm quan sản phẩm
Nước thanh long được lên men theo quy trình chung, sau công đoạn lên men được bổ sung
bentonite với tỉ lệ được lựa chọn ở thí nghiệm mục 2.4. Tiếp tục bổ sung Na2CO3 ở các tỷ lệ lần lượt
0,02, 0,04, 0,06, và 0,08%. Giá trị cảm quan về độ trong, mùi, và vị được đánh giá để xác định nồng
độ thích hợp cho sản phẩm nước thanh long lên men. Mẫu đối chứng là mẫu không bổ sung Na2CO3.
2.6. Khảo sát sự ổn định của nước thanh long lên men theo thời gian bảo quản
Nước thanh long được lên men theo quy trình chung, sau công đoạn lên men được bổ sung
bentonite với tỷ lệ được lựa chọn ở mục 2.4. Sản phẩm sau lên men được xử lý theo các điều kiện:
(1) thanh trùng nhiệt bằng bể điều nhiệt trong thời gian 10 phút và nhiệt độ 75°C; (2) bổ sung
Na2CO3 với nồng độ thích hợp được lựa chọn ở thí nghiệm mục 2.5. Sau đó bảo quản ở nhiệt độ
phòng (30 ± 2°C), theo dõi sự thay đổi về hàm lượng vi sinh vật hiếu khí, hàm lượng chất khô hòa
tan và giá trị pH mỗi tuần trong vòng 4 tuần. Mẫu đối chứng là mẫu không được thanh trùng và
không bổ sung Na2CO3.
2.7. Xử lý số liệu
Tất cả các thí nghiệm được bố trí lặp lại 3 lần. Số liệu được phân tích ANOVA bằng phần mềm
Minitab 17, được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2016.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Kết quả các chỉ số hoá lý của nước thanh long trước và sau lên men
Thanh long ngày càng trở nên phổ biến trên thị trường, là nguyên liệu tiềm năng cho ngành
công nghệ thực phẩm có chứa hàm lượng cao các hợp chất sinh học như betacyanin, phenolic,
polysaccharide và terpenoid [21] - [23]. Thành phần của trái có sự khác biệt phụ thuộc vào các yếu
tố như điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng của mỗi vùng. Thanh long có hàm lượng ẩm khoảng 80%,
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 147 - 155
http://jst.tnu.edu.vn 150 Email: jst@tnu.edu.vn
hàm lượng protein khoảng 0,4-2,2 g; carbohydrate khoảng 8,5-13,0 g, và hàm lượng đường tổng
khoảng 6 g trên 100 g thịt trái tươi [21], [22]. Phân tích các chỉ tiêu hóa lý ban đầu của thanh long
trong nghiên cứu này cho thấy có chứa 90,10 ± 0,16% hàm lượng nước với pH 4,22 ± 0,01, hàm
lượng chất khô hoà tan là 9,67 ± 0,33 °Brix, hàm lượng đường khử đạt 6,94 ± 0,06%, và khả năng
kháng oxi hoá là 62,92 ± 0,01% (Bảng 1).
Hình 1. Thanh Long ruột trắng trước khi xử lý loại bỏ vỏ (A) và sau khi xử lý loại bỏ vỏ (B)
Bảng 1. Thành phần của dịch trái và của nước thanh long sau khi kết thúc quá trình lên men
Chỉ tiêu
Dịch thanh long tươi
Sau lên men
Hàm lượng nước (%)
90,10 ± 0,16
-
pH
4,22 ± 0,01
4,10 ± 0,001
Hàm lượng chất khô hoà tan (°Brix)
9,67 ± 0,33
18
Hàm lượng đường khử (%)
6,94 ± 0,06
9,67 ± 0,03
Khả năng kháng oxi hoá
62,92 ± 0,01
42,58 ± 0,02
Độ truyền quang (T)
-
5,11 ± 0,02
Hàm lượng ethanol (%)
-
3
Ghi chú: Giá trị trong bảng là trung bình của 3 lần lặp SD
Bảng 2. Ảnh hưởng của bentonite đến độ truyền quang của cider thanh long
Nồng độ
bentonite (%)
Độ truyền quang (T%)
Giá trị
P**
Ngày 1
Ngày 3
Ngày 5
Ngày 7
Ngày 9
Ngày 11
Ngày 13
0
11,35cH
19,81bG
27,76bEF
34,46bCD
38,76bAB
40,26cA
41,47cA
0,00
1
27,07bH
55,91aF
68,35aD
79,99aB
84,97aA
86,60aA
86,11aA
0,00
2
20,76bE
23,10bED
26,21bDE
36,47bCD
45,81bBC
62,22bA
65,29bA
0,00
3
19,13bBCD
8,71cE
8,62cE
10,40cE
17,15cCD
25,54dA
26,95dA
0,00
4
18,56cABC
6,43cC
6,34cC
17,25cABC
32,93bcA
24,50dABC
26,20dAB
0,00
Giá trị P*
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
-
Ghi chú: Số liệu trung bình 3 lần lặp lại
*: Các chữ cái a, b, c, v.v. khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5% trong cùng một cột
**: Các chữ cái A, B, C, v.v.khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê 5% trong cùng một hàng
Trước khi men, pH và hàm lượng chất khô hoà tan của thanh long được điều chỉnh về 4,6 và
22°Brix. Sau lên men 72 giờ, nước thanh long có hàm lượng cồn là 3% phù hợp với tiêu chuẩn của
cider là 1-7% [24], tuy nhiên độ trong của sản phẩm tương đối thấp với 5,11% (Bảng 1, Hình 2.a),
điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và cảm quan của người tiêu dùng. Giá trị pH
từ 4,22 (dịch trái tươi) được điều chỉnh lên 4,6 (trước lên men) và giảm xuống còn 4,1 (sau lên
men). Đối với hàm lượng chất khô hòa tan từ 9,67 °Brix được điều chỉnh lên 22 °Brix và giảm
xuống còn 18 °Brix, ngược lại, hàm lượng đường khử tăng từ 6,94% lên 9,67%. Khả năng kháng
oxi hoá cũng được ghi nhận là 42,58%, cho thấy phương pháp chế biến được duy trì gần 70% khả
năng kháng oxi hóa so với nguyên liệu ban đầu đồng thời cũng tạo ra sản phẩm mới. Ở một nghiên
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 147 - 155
http://jst.tnu.edu.vn 151 Email: jst@tnu.edu.vn
cứu khác, thanh long lên men trong 44 giờ có hàm lượng ethanol cao hơn là 3,54% [25]. Kết quả
này tương tự đối với sản phẩm nước ổi lên men sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae HG
1.3 [26].
Tác dụng làm trong nước thanh long men của bentonite
Bentonite được sử dụng để làm trong nước lên men bằng cách hấp thụ protein điện tích dương,
ngăn sự tích tụ các đám mây protein trong quá trình ổn định sản phẩm [27], [28].
Kết quả khảo sát cho thấy độ truyền quang có sự khác biệt rõ rệt giữa các nồng độ bentonite bổ
sung (Bảng 2). Sau 1 ngày bổ sung, độ truyền quang đạt cao nhất ở nồng độ 1% bentonite với
27,07%, giá trị này giảm dần khi nồng độ bentonite tăng dần tới 4% là 18,56%. So sánh với mẫu
đối chứng (không bổ sung bentonite), có thể thấy là độ truyền quang đạt thấp nhất với 11,35%, tuy
nhiên giá trị này tăng khoảng 6% sau 1 ngày để yên so với mẫu thanh long sau lên men chỉ đạt
5,11% (Bảng 1 và 2). Độ truyền quang của mẫu đối chứng tăng dần vào các ngày tiếp theo cho đến
khi đạt 41,47% ở ngày thứ 13, cao hơn so với mẫu bổ sung bentonite ở nồng độ 3% (T=26,95%)
và 4% (T=26,20%). Điều này khẳng định quá trình lắng đọng protein diễn ra trong suốt thời gian
để yên và theo dõi sản phẩm, do đó có thể sử dụng màng lọc bỏ những chất cặn giúp sản phẩm đạt
độ trong tốt hơn. Đây cũng là một trong những phương pháp làm trong rượu vang đã được mô tả
[3]. Tuy nhiên, có thể thấy rằng với việc bổ sung bentonite sẽ giúp quá trình này diễn ra nhanh và
hiệu quả hơn. Đối với nước thanh long lên men, quá trình này đạt hiệu quả tốt nhất ở nồng độ 1%,
các nồng độ 2, 3, và 4% thì hiệu quả làm trong giảm dần (Bảng 2, Hình 2B), do nồng độ bentonite
cao sẽ ảnh hưởng đến nồng độ protein, có thể dẫn đến liên kết cạnh tranh và khả năng hấp phụ sẽ
kém hơn [29].
Hình 2. Nước uống thanh long: Bổ sung bentonite sau quá trình lên men (A) và sau 11 ngày bổ sung
bentonite (B)
Ngoài ra, bentonite không phải là chất hấp thụ cụ thể. Do đó, không chỉ các protein liên quan
đến độ đục sẽ bị loại bỏ mà ngay cả các phân tử có lợi cho hương vị và màu sắc của sản phẩm cũng
có thể được hấp phụ [30], dẫn đến làm ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan sản phẩm. Giá trị cảm
quan sản phẩm được đánh giá sau 11 ngày bổ sung bentonite (Hình 3A). Ở nồng độ 4% bentonite
làm ảnh hưởng mùi và vị của sản phẩm với điểm cảm quan giống nhau là 2,3 điểm. Trong khi đó,
nồng độ 1% bentonite được đánh giá mùi là 4,5 điểm và vị là 4 điểm, có thể thấy ở nồng độ này
không ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng ít đến mùi và vị của sản phẩm. Vì vậy nồng độ 1% bentonite là
phù hợp để bổ sung làm trong nước thanh long lên men trong nghiên cứu này.
3.2. Nồng độ Na2CO3 thích hợp bổ sung vào nước thanh long lên men
Carbonate hóa là quá trình bổ sung CO2 vào đồ uống với mục đích tạo ra sự sủi bọt làm tăng
cường hương vị và dư vị sảng khoái cho sản phẩm [11]. Một nghiên cứu cho thấy, carbonate hóa
giúp nước ép ổi có hàm lượng acid ascorbic cao hơn, độ trong thấp hơn và hoạt tính