Đồ án ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý đến chất lượng thanh long ruột đỏ sấy dẻo tại ĐH SPKT TP.HCM

Phương pháp tiền xử lý đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng và… 103 trang · Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh · 2022.

• Tác giả: Phạm Lê Diễm Quỳnh
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Trần Khánh Linh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Các Phương Pháp Tiền Xử Lý Đến Động Học Quá Trình Sấy Và Chất Lượng Sản Phẩm Thanh Long Ruột Đỏ (Hylocereus Polyrhizus) Sấy Dẻo
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục đích của đề tài
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về thanh long
• 2.2. Tổng quan về trái cây sấy dẻo
• 2.3. Tổng quan về phương pháp tiền xử lý đối với trái cây sấy dẻo
• 2.3.1. Tiền xử lý hóa học
• 2.3.2. Tiền xử lý vật lý
• 2.4. Tổng quan về quá trình khử nước thẩm thấu và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu
• 2.4.1. Các dung dịch thẩm thấu sử dụng trong quá trình OD
• 2.4.2. Quá trình khử nước thẩm thấu (Osmotic Dehydration - OD)
• 2.4.3. Sự kết hợp giữa 2 phương pháp siêu âm và khử nước thẩm thấu
• 2.5. Tổng quan về quá trình sấy
• 2.5.1. Biến đổi của vật liệu trong quá trình sấy
• 2.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy
• 2.6. Tình hình nghiên cứu và chế biến các sản phẩm từ thanh long
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng
• 3.2. Sơ đồ nghiên cứu và quy trình sản xuất thanh long sấy dẻo
• 3.2.1. Quy trình công nghệ sản xuất thanh long đỏ sấy dẻo
• 3.3. Nội dung nghiên cứu
• 3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát sự ảnh hưởng của hai phương pháp tiền xử lý khử nước thẩm thấu (Osmotic dehydration) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (Ultrasound – assisted osmotic dehydration) đến sự mất nước và tăng chất khô của thanh long
• 3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát sự ảnh hưởng của hai phương pháp tiền xử lý khử nước thẩm thấu (Osmotic dehydration) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (Ultrasound – assisted osmotic dehydration) đến động học quá trình sấy đối lưu thanh long ruột đỏ
• 3.3.3. Thí nghiệm 3: Đánh giá ảnh hưởng của hai phương pháp xử lý khử nước thẩm thấu và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu đến các tính chất chất lượng của thanh long ruột đỏ sấy dẻo
• 3.3.4. Thí nghiệm 4: Đánh giá cảm quan thị hiếu đối với sản phẩm thanh long ruột đỏ sấy dẻo
• 3.4. Phương pháp phân tích
• 3.4.1. Phương pháp xác định sự mất nước và tăng chất khô của thanh long ruột đỏ
• 3.4.2. Phương pháp xác định tính chất chất lượng của thanh long ruột đỏ sấy dẻo
• 3.4.3. Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm
• 3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Ảnh hưởng của hai phương pháp tiền xử lý khử nước thẩm thấu (Osmotic dehydration) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (Ultrasound – assisted osmotic dehydration) đến sự mất nước và tăng chất khô của thanh long
• 4.2. Ảnh hưởng của hai phương pháp tiền xử lý khử nước thẩm thấu và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu đến động học quá trình sấy đối lưu thanh long ruột đỏ
• 4.3. Ảnh hưởng của hai phương pháp xử lý khử nước thẩm thấu và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu đến các tính chất chất lượng của thanh long ruột đỏ sấy dẻo
• 4.3.1. Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý lên betacyanin
• 4.3.2. Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý lên TPC
• 4.3.3. Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý lên khả năng chống oxy hóa
• 4.3.4. Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý đến tỷ lệ co rút của sản phẩm thanh long sấy dẻo
• 4.3.5. Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý đến các màu sắc của sản phẩm thanh long sấy dẻo
• 4.4. Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý đến chất lượng cảm quan của sản phẩm thanh long sấy dẻo
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý đến chất lượng thanh long

Phương pháp tiền xử lý đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện chất lượng và động học sấy của thanh long ruột đỏ. Việc áp dụng các phương pháp này không chỉ giúp giảm thời gian sấy mà còn giữ lại các chất dinh dưỡng và màu sắc tự nhiên của sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy rằng các phương pháp như khử nước thẩm thấu và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu có thể mang lại hiệu quả cao trong việc cải thiện chất lượng sản phẩm.

1.1. Đặc điểm của thanh long ruột đỏ và giá trị dinh dưỡng

Thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) chứa nhiều nước và các chất dinh dưỡng quan trọng như vitamin và khoáng chất. Đặc điểm này làm cho thanh long trở thành một loại trái cây hấp dẫn và có giá trị dinh dưỡng cao. Việc hiểu rõ về thành phần hóa học của thanh long sẽ giúp tối ưu hóa quy trình chế biến.

1.2. Tầm quan trọng của phương pháp tiền xử lý trong chế biến thực phẩm

Phương pháp tiền xử lý như khử nước thẩm thấu và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu giúp cải thiện chất lượng sản phẩm sấy. Những phương pháp này không chỉ giảm thời gian sấy mà còn bảo vệ hương vị và màu sắc của thanh long, từ đó nâng cao giá trị sản phẩm.

II. Vấn đề và thách thức trong quá trình sấy thanh long ruột đỏ

Quá trình sấy thanh long ruột đỏ gặp nhiều thách thức như thời gian sấy dài và mất chất lượng sản phẩm. Việc sử dụng nhiệt độ cao trong thời gian dài có thể dẫn đến mất màu sắc và thay đổi cấu trúc của sản phẩm. Do đó, cần tìm ra các giải pháp hiệu quả để cải thiện quy trình sấy.

2.1. Thời gian sấy và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Thời gian sấy kéo dài có thể làm giảm chất lượng của thanh long, dẫn đến mất màu sắc và hương vị. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng phương pháp tiền xử lý có thể giúp giảm thời gian sấy mà vẫn giữ được chất lượng sản phẩm.

2.2. Nhiệt độ sấy và tác động đến dinh dưỡng

Nhiệt độ sấy cao có thể làm giảm hàm lượng dinh dưỡng trong thanh long. Việc lựa chọn nhiệt độ sấy phù hợp là rất quan trọng để bảo toàn các chất dinh dưỡng và hương vị của sản phẩm.

III. Phương pháp tiền xử lý hiệu quả cho thanh long ruột đỏ

Các phương pháp tiền xử lý như khử nước thẩm thấu và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu đã được chứng minh là hiệu quả trong việc cải thiện chất lượng và động học sấy của thanh long ruột đỏ. Những phương pháp này giúp tăng tốc độ thoát nước và giảm thời gian sấy.

3.1. Khử nước thẩm thấu OD và lợi ích của nó

Khử nước thẩm thấu là một phương pháp hiệu quả giúp loại bỏ nước trong mô thực vật, từ đó giảm thời gian sấy. Phương pháp này giúp bảo vệ hương vị và cấu trúc của thanh long, đồng thời giữ lại các chất dinh dưỡng quan trọng.

3.2. Siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu USOD

Siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu tạo ra các vi kênh trong tế bào, giúp tăng cường khả năng thoát nước. Phương pháp này không chỉ giảm thời gian sấy mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm sấy.

IV. Kết quả nghiên cứu về chất lượng sản phẩm thanh long sau sấy

Nghiên cứu cho thấy rằng các phương pháp tiền xử lý đã giúp cải thiện đáng kể chất lượng của thanh long ruột đỏ sau khi sấy. Các chỉ tiêu như hàm lượng betacyanin, khả năng chống oxy hóa và màu sắc đều được cải thiện.

4.1. Đánh giá hàm lượng betacyanin trong sản phẩm

Hàm lượng betacyanin là một chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá chất lượng thanh long. Nghiên cứu cho thấy rằng các mẫu thanh long được tiền xử lý có hàm lượng betacyanin cao hơn so với mẫu không tiền xử lý.

4.2. Khả năng chống oxy hóa và màu sắc của sản phẩm

Khả năng chống oxy hóa của thanh long ruột đỏ sau khi sấy cũng được cải thiện. Mẫu thanh long được tiền xử lý có màu sắc hấp dẫn hơn, giúp tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp tiền xử lý có ảnh hưởng tích cực đến chất lượng và động học sấy thanh long ruột đỏ. Việc áp dụng các phương pháp này không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn mở ra hướng đi mới cho ngành chế biến thực phẩm.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng phương pháp tiền xử lý giúp giảm thời gian sấy và giữ lại chất lượng sản phẩm. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao giá trị kinh tế của thanh long.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu có thể mở rộng để áp dụng các phương pháp tiền xử lý khác và khảo sát ảnh hưởng của chúng đến các loại trái cây khác. Điều này sẽ giúp đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thanh long (Hylocereus spp.) là cây ăn quả nhiệt đới thuộc họ Xương rồng (Cactaceae), trong đó hai loài được trồng phổ biến tại Việt Nam là thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus) và thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus). Quả thanh long ruột đỏ có giá trị dinh dưỡng cao, chứa trên 80% hàm lượng nước, nhiều chất xơ, vitamin C, khoáng chất (calci, magnesi, kali, sắt) và các hợp chất hoạt tính sinh học có khả năng chống oxy hóa tự nhiên như polyphenol, flavonoid và đặc biệt là nhóm sắc tố betacyanin. Theo số liệu của Hiệp hội rau quả Việt Nam (2021), diện tích canh tác thanh long cả nước đạt 35.665 ha, tập trung chủ yếu tại ba tỉnh Bình Thuận, Tiền Giang và Long An, với 80 - 85% sản lượng phục vụ xuất khẩu quả tươi. Do phụ thuộc lớn vào việc xuất khẩu tươi sang thị trường Trung Quốc, chuỗi cung ứng dễ chịu áp lực ùn tắc khi có biến động biên mậu; đơn cử đầu năm 2020, sản lượng tồn đọng ước tính lên đến 30.000 tấn, giá bán giảm sâu xuống mức 2.000 – 3.000 đồng/kg. Mặt khác, do hàm lượng ẩm cao và cấu trúc mô mềm, quả thanh long chỉ bảo quản được khoảng 2 tuần ở 14 °C hoặc 1 tuần ở 20 °C.

Chế biến thanh long thành sản phẩm sấy dẻo là giải pháp kỹ thuật nhằm kéo dài thời gian bảo quản và gia tăng giá trị kinh tế. Tuy nhiên, phương pháp sấy đối lưu thông thường (ở nhiệt độ từ 40 °C – 70 °C) thường kéo dài từ 8 đến 24 giờ. Thời gian gia nhiệt dài dễ dẫn đến hiện tượng sẫm màu, phân hủy sắc tố betacyanin nhạy cảm với nhiệt, làm co rút cấu trúc và tổn thất các hợp chất chống oxy hóa. Việc áp dụng các phương pháp tiền xử lý như khử nước thẩm thấu (OD) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (USOD) trước khi sấy đối lưu là hướng nghiên cứu cần thiết nhằm đẩy nhanh tốc độ thoát ẩm và duy trì chất lượng thành phẩm.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm hai nội dung chính:

1. Đánh giá ảnh hưởng của phương pháp khử nước thẩm thấu (OD) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (USOD) sử dụng dung dịch đường sucrose và erythritol đến động học quá trình sấy đối lưu thanh long ruột đỏ ở nhiệt độ 60 °C.
2. Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm thanh long ruột đỏ sấy dẻo sau các quá trình xử lý, bao gồm hàm lượng betacyanin, khả năng chống oxy hóa, tỷ lệ co rút, màu sắc và mức độ chấp nhận cảm quan.

Nhiệm vụ nghiên cứu được cụ thể hóa thành 4 nội dung:

1. Khảo sát ảnh hưởng của hai phương pháp tiền xử lý OD và USOD đến tỷ lệ mất nước (WL) và tỷ lệ tăng chất khô (SG) của lát thanh long ruột đỏ.
2. Khảo sát ảnh hưởng của OD và USOD đến động học quá trình sấy đối lưu ở 60 °C, đồng thời lựa chọn mô hình toán học phù hợp để mô tả dữ liệu sấy thực nghiệm và dự đoán thời gian sấy.
3. Đánh giá ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý đến các chỉ tiêu hóa lý, hóa sinh của sản phẩm sấy dẻo ở độ ẩm 22 ± 1% (hàm lượng betacyanin, tổng hàm lượng polyphenol TPC, khả năng chống oxy hóa DPPH và FRAP, tỷ lệ co rút, màu sắc).
4. Đánh giá cảm quan thị hiếu đối với sản phẩm thanh long ruột đỏ sấy dẻo hoàn thiện.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng: Quả thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) có nguồn gốc từ Bình Thuận, được cắt lát kích thước 4 x 4 x 0,75 cm, khối lượng mỗi lát 17,5 g.
• Tác nhân thẩm thấu: Đường sucrose (tinh luyện An Khê) và đường erythritol (Ringo) ở hai nồng độ 30 °Bx và 50 °Bx.
• Phạm vi: Nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh; dữ liệu hoàn thành vào tháng 08/2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên các nguyên lý truyền khối và biến đổi nhiệt trong chế biến thực phẩm:

• Quá trình khử nước thẩm thấu (Osmotic Dehydration - OD): Sự chênh lệch thế nước giữa mô tế bào thanh long và dung dịch đường ưu trương tạo ra động lực chuyển khối hai chiều đồng thời. Nước từ tế bào quả khuếch tán ra môi trường ngoài, đồng thời chất tan từ dung dịch thẩm thấu khuếch tán vào mô tế bào, giúp giảm ẩm sơ bộ trước sấy.
• Quá trình siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (USOD): Hiệu ứng tạo bọt khí (cavitation) của sóng siêu âm tạo ra các vi kênh (microscopic channels) trong cấu trúc tế bào thực vật, phá vỡ một phần liên kết mao dẫn, cải thiện tính thấm tế bào và giảm lực cản truyền ẩm nội tại.
• Tác nhân thẩm thấu: Sucrose là loại đường phổ biến nhất trong công nghệ OD; Erythritol là một polyol (sugar alcohol) có tính bền nhiệt và bền trong môi trường acid, chỉ số đường huyết thấp, hỗ trợ phát triển sản phẩm sấy dẻo giảm calo cho người ăn kiêng.
• Mô hình hóa động học sấy: Dữ liệu thực nghiệm được chuyển đổi thành tỷ lệ độ ẩm (Moisture Ratio - MR) và kiểm tra độ tương thích với 4 mô hình bán thực nghiệm: Henderson and Pabis, Page, Logarithmic và Midili-Kucuk ($MR = a \cdot \exp(-k t^n) + b t$).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm việc bố trí 7 nghiệm thức thí nghiệm với tỷ lệ nguyên liệu / dung dịch đường là 17,5 g / (70 ± 2 g) (tỷ lệ khối lượng 1:4):

Tên mẫu	Phương pháp tiền xử lý	Dung dịch đường	Nồng độ (°Bx)	Thời gian xử lý (phút)	Nhiệt độ xử lý
MC	Mẫu chuẩn (đối chứng, không tiền xử lý)	Không sử dụng	-	-	-
OD 30S	Khử nước thẩm thấu (OD)	Sucrose	30	120	Nhiệt độ phòng
OD 50S	Khử nước thẩm thấu (OD)	Sucrose	50	120	Nhiệt độ phòng
OD 30E	Khử nước thẩm thấu (OD)	Erythritol	30	120	Nhiệt độ phòng
USOD 30S	Siêu âm kết hợp thẩm thấu (USOD)	Sucrose	30	10	30 °C
USOD 50S	Siêu âm kết hợp thẩm thấu (USOD)	Sucrose	50	10	30 °C
USOD 30E	Siêu âm kết hợp thẩm thấu (USOD)	Erythritol	30	10	30 °C

Phương pháp phân tích và nguồn dữ liệu:

• Xác định tỷ lệ mất nước (WL) và tỷ lệ tăng chất khô (SG) bằng phương pháp khối lượng trước và sau thẩm thấu.
• Động học sấy đối lưu: Sấy ở nhiệt độ 60 °C; xác định hàm lượng ẩm theo thời gian đến độ ẩm cân bằng; dự đoán thời gian sấy đến độ ẩm đích 22 ± 1%.
• Hàm lượng betacyanin: Trích ly và đo quang phổ UV-Vis.
• Tổng hàm lượng polyphenol (TPC): Định lượng bằng thuốc thử Folin-Ciocalteu, tính theo milligram đương lượng acid gallic trên 100 g mẫu tươi (mg GAE/100g mẫu tươi).
• Khả năng chống oxy hóa: Xác định bằng phương pháp bắt gốc tự do 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) và phương pháp khử sắt (FRAP), tính theo milligram đương lượng acid ascorbic (mg AAE/100g mẫu tươi).
• Tỷ lệ co rút thể tích: Đo kích thước mẫu trước và sau khi sấy.
• Màu sắc: Đo bằng hệ màu CIE $L^, a^, b^*$.
• Đánh giá cảm quan: Phương pháp cho điểm thị hiếu người tiêu dùng.
• Xử lý số liệu: Phân tích phương sai ANOVA một yếu tố, kiểm định Tukey ($p < 0,05$) và phân tích hồi quy phi tuyến tính.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này nêu rõ tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ bài toán nông sản thanh long được mùa mất giá, rủi ro tồn đọng quả tươi trong các giai đoạn đứt gãy xuất khẩu và thời gian bảo quản ngắn do hàm lượng nước cao (>80%). Tác giả phân tích hạn chế của các phương pháp chế biến hiện nay: sấy thăng hoa và sấy chân không có chi phí đầu tư thiết bị cao, trong khi sấy đối lưu nhiệt thông thường kéo dài thời gian gia nhiệt, phá hủy sắc tố betacyanin và giảm giá trị cảm quan. Chương 1 xác định mục tiêu áp dụng kỹ thuật OD và USOD với hai tác nhân sucrose và erythritol nhằm rút ngắn chu kỳ sấy đối lưu ở 60 °C, bảo toàn hoạt chất sinh học và đa dạng hóa sản phẩm chế biến sâu.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 tổng hợp cơ sở lý luận và các công trình nghiên cứu liên quan đến cây thanh long, công nghệ sấy và các phương pháp tiền xử lý:

• Phân tích nguồn gốc thực vật, vùng trồng chuyên canh (Bình Thuận, Tiền Giang, Long An) và thành phần hóa học của thanh long ruột đỏ (giàu betacyanin, vitamin, acid polyphenol, khoáng chất).
• Phân loại các phương pháp tiền xử lý trái cây sấy dẻo gồm hóa học (OD, dung dịch kiềm, sulfide, acid, ozone, $CO_2$) và vật lý (chần nước nóng, siêu âm, lạnh đông).
• Phân tích cơ chế quá trình khử nước thẩm thấu (OD), ưu điểm bảo vệ hương vị, màu sắc và hạn chế mất nhiệt lượng; đánh giá các dung dịch thẩm thấu (sucrose, glucose, fructose, polyols) và tiềm năng của erythritol trong việc kiểm soát năng lượng, vị ngọt dịu và hỗ trợ cho người tiêu dùng mắc bệnh chuyển hóa.
• Phân tích hiệu ứng tạo vi kênh dẫn ẩm của sóng siêu âm trong USOD và tổng thuật các công trình nghiên cứu sấy chuối, kiwi, dâu tây, hồng của các tác giả trong và ngoài nước (Fernandes và cộng sự, Mahayothee và cộng sự, Bozkir và cộng sự).

Chương 3: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 trình bày các bước chuẩn bị thực nghiệm và quy trình công nghệ chế biến:

• Chuẩn hóa nguyên liệu thanh long ruột đỏ Bình Thuận (độ chín đồng nhất), đường sucrose An Khê, đường erythritol Ringo và hóa chất phân tích đạt độ tinh khiết phân tích (99%).
• Thiết lập quy trình sản xuất qua các bước: Lựa chọn quả $\rightarrow$ Gọt vỏ $\rightarrow$ Cắt lát ($4 \times 4 \times 0,75$ cm, khối lượng $17,5$ g) $\rightarrow$ Phối trộn dung dịch đường $\rightarrow$ Tiền xử lý (OD hoặc USOD) $\rightarrow$ Sấy đối lưu ở 60 °C $\rightarrow$ Thu nhận thanh long ruột đỏ sấy dẻo.
• Chi tiết hóa 4 nội dung thí nghiệm: Thí nghiệm 1 (khảo sát WL và SG qua 7 nghiệm thức); Thí nghiệm 2 (khảo sát động học sấy, ghi nhận độ ẩm theo thời gian, mô hình hóa toán học); Thí nghiệm 3 (đo đạc betacyanin, TPC, DPPH, FRAP, tỷ lệ co rút, màu sắc tại độ ẩm $22 \pm 1%$); Thí nghiệm 4 (đánh giá cảm quan thị hiếu).

Chương 4: Kết quả và bàn luận

Chương 4 tập trung phân tích các dữ liệu đo đạc thực nghiệm:

• Động thái mất nước (WL) và tăng chất khô (SG): Trong nhóm OD (thời gian 120 phút), mẫu OD 30E đạt tỷ lệ mất nước WL là 16,17%, cho thấy dung dịch erythritol 30 °Bx có khả năng tách nước hiệu quả. Mẫu OD 50S cho tỷ lệ mất nước và tăng chất khô cao do áp suất thẩm thấu lớn của dung dịch sucrose 50 °Bx. Quá trình USOD chỉ cần 10 phút xử lý đã kích thích nhanh quá trình chuyển khối.
• Động học sấy và mô hình toán học: Mô hình Midili-Kucuk thể hiện độ tương thích cao nhất với dữ liệu sấy thực nghiệm so với Henderson and Pabis, Page và Logarithmic. Phân tích hồi quy phi tuyến tính khẳng định mô hình này dự đoán chính xác đường cong sấy thực nghiệm. Về thời gian sấy đến độ ẩm cuối 22 ± 1%, mẫu USOD 30E có thời gian sấy ngắn nhất trong tất cả các mẫu khảo sát nhờ cấu trúc vi kênh tạo bởi sóng siêu âm.
• Chất lượng hoạt chất sinh học và khả năng chống oxy hóa: Mẫu USOD 30E đạt hàm lượng betacyanin 12,93 mg/100g mẫu tươi; TPC đạt 42,05 mg GAE/100g mẫu tươi; DPPH đạt 39,16 mg AAE/100g mẫu tươi; FRAP đạt 5,73 mg AAE/100g mẫu tươi. Phân tích thống kê cho thấy các giá trị này không khác biệt có ý nghĩa ($p > 0,05$) so với mẫu không tiền xử lý (MC), chứng minh phương pháp USOD bảo toàn tốt các hợp chất có hoạt tính sinh học.
• Tỷ lệ co rút, màu sắc và cảm quan: Mẫu USOD 30E có tỷ lệ co rút thể tích thấp hơn mẫu đối chứng, duy trì cấu trúc dẻo dai tốt và đạt điểm đánh giá cảm quan thị hiếu tổng thể cao nhất.

Chương 5: Kết luận - Kiến nghị

Chương 5 tóm tắt các phát hiện cốt lõi: phương pháp tiền xử lý siêu âm kết hợp thẩm thấu dung dịch erythritol 30 °Bx (USOD 30E, 10 phút) là chế độ tiền xử lý tối ưu, giúp rút ngắn thời gian sấy đối lưu ở 60 °C và giữ lại các chỉ tiêu chất lượng của thanh long sấy dẻo. Tác giả kiến nghị tiếp tục nghiên cứu các giải pháp tái sử dụng dung dịch đường sau ngâm và đánh giá biến thiên chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản bằng các loại bao bì khác nhau.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu mang lại các kết quả thực nghiệm định lượng cụ thể:

• Hiệu quả chuyển khối trong tiền xử lý: Dung dịch erythritol 30 °Bx và sucrose 50 °Bx đạt hiệu quả tách nước và tăng chất khô cao nhất trong các mẫu ngâm tĩnh OD, trong đó tỷ lệ mất nước WL của mẫu OD 30E đạt 16,17%. Phương pháp USOD rút ngắn thời gian tiền xử lý xuống chỉ còn 10 phút.
• Động học sấy: Mô hình Midili-Kucuk ($MR = a \cdot \exp(-k t^n) + b t$) được chứng minh là mô hình toán học phù hợp nhất để mô tả quá trình sấy đối lưu lát thanh long ruột đỏ ở nhiệt độ 60 °C.
• Rút ngắn thời gian sấy: Dựa trên mô hình Midili-Kucuk để dự đoán thời gian đạt độ ẩm cuối quy chuẩn (22 ± 1%), mẫu USOD 30E có thời gian sấy ngắn nhất trong toàn bộ các nghiệm thức. Sóng siêu âm tạo ra các vi kênh dẫn ẩm, hỗ trợ thoát ẩm nhanh hơn trong quá trình sấy đối lưu.
• Bảo tồn hoạt tính sinh học và chất lượng cảm quan:

Chỉ tiêu chất lượng (tính trên 100g mẫu tươi)	Mẫu USOD 30E (độ ẩm 22 ± 1%)	Mức độ khác biệt so với mẫu chuẩn MC ($p < 0,05$)
Hàm lượng Betacyanin	12,93 mg	Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
Hàm lượng Polyphenol tổng (TPC)	42,05 mg GAE	Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
Khả năng bắt gốc tự do DPPH	39,16 mg AAE	Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
Khả năng khử sắt FRAP	5,73 mg AAE	Không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê
Tỷ lệ co rút thể tích	Thấp hơn mẫu MC	Cải thiện độ phồng và cấu trúc dẻo
Điểm cảm quan tổng thể	Cao nhất trong các mẫu	Vị ngọt thanh hài hòa, màu đỏ tím tự nhiên

Đóng góp khoa học và thực tiễn tự nêu của tác giả:

• Về khoa học: Đề tài cung cấp dữ liệu thực nghiệm về động học chuyển khối và biến đổi hóa lý khi áp dụng kỹ thuật siêu âm kết hợp thẩm thấu trên đối tượng thanh long ruột đỏ; chứng minh khả năng thay thế sucrose bằng erythritol trong tiền xử lý sấy dẻo; xác lập phương trình mô hình Midili-Kucuk mô tả chính xác quá trình sấy đối lưu của nguyên liệu.
• Về thực tiễn: Đề xuất quy trình công nghệ khả thi giúp giảm thời gian sấy và tiết kiệm điện năng cho hệ thống sấy đối lưu; tạo tiền đề đa dạng hóa sản phẩm thanh long sấy dẻo chất lượng cao, có chỉ số đường huyết thấp, hỗ trợ tiêu thụ nông sản tươi tại các vùng chuyên canh Bình Thuận, Long An, Tiền Giang.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

• Thí nghiệm được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm với khối lượng mẻ nhỏ (lát mẫu 17,5 g, tỷ lệ ngâm 1:4), chưa khảo sát trên quy mô pilot hoặc công nghiệp.
• Chưa khảo sát vòng đời và giải pháp thu hồi, tái cô đặc dung dịch đường thẩm thấu sau quá trình xử lý để hạn chế phụ phẩm lỏng phát thải.
• Chưa tiến hành thử nghiệm theo dõi biến đổi chất lượng sản phẩm trong điều kiện bao gói và thời gian bảo quản dài ngày.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Khảo sát các giải pháp công nghệ nhằm tái sử dụng hoặc điều chỉnh nồng độ dung dịch đường thẩm thấu sau nhiều chu kỳ ngâm.
• Đánh giá thời hạn bảo quản của sản phẩm thanh long sấy dẻo trong các loại màng bao bì khác nhau (màng phức hợp, hút chân không) và theo dõi sự thoái biến sắc tố betacyanin theo thời gian lưu trữ.
• Mở rộng quy mô thử nghiệm tiền xử lý USOD trên hệ thống bồn siêu âm công suất lớn và buồng sấy đối lưu công nghiệp.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tư liệu thực nghiệm hữu ích cho:

• Sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu ngành Công nghệ Thực phẩm, Kỹ thuật Hóa học quan tâm đến kỹ thuật tiền xử lý thẩm thấu (OD), siêu âm (USOD), mô hình hóa động học sấy nông sản và phương pháp trích ly, định lượng sắc tố tự nhiên betacyanin.
• Doanh nghiệp, cơ sở chế biến rau quả sấy dẻo có nhu cầu cải tiến công nghệ sấy đối lưu truyền thống nhằm rút ngắn thời gian sấy, hạ giá thành năng lượng và phát triển dòng sản phẩm sấy dẻo ít ngọt/ít năng lượng sử dụng đường polyol (erythritol).
• Các phần đáng tham khảo nhất trong tài liệu:
  • Bố trí thí nghiệm và bảng thông số so sánh tỷ lệ mất nước (WL), tăng chất khô (SG) ở Chương 3.
  • Bộ hệ số hồi quy của mô hình toán học Midili-Kucuk áp dụng cho quá trình sấy đối lưu ở Chương 4.
  • Quy trình phân tích định lượng đồng thời các chỉ tiêu betacyanin, TPC, DPPH và FRAP.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp tiền xử lý nào đem lại thời gian sấy đối lưu ngắn nhất trong nghiên cứu?

Nghiệm thức siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu trong dung dịch erythritol 30 °Bx trong 10 phút ở 30 °C (USOD 30E) cho thời gian sấy đến độ ẩm cuối 22 ± 1% ngắn nhất. Nguyên nhân do sóng siêu âm kích thích tạo ra các vi kênh mao dẫn trong mô quả, tạo điều kiện thuận lợi cho sự thoát ẩm nhanh hơn trong giai đoạn sấy đối lưu tiếp theo.

2. Mô hình toán học nào phù hợp nhất để mô tả động học sấy thanh long ruột đỏ ở 60 °C?

Trong 4 mô hình toán học bán thực nghiệm được khảo sát (Henderson and Pabis, Page, Logarithmic, Midili-Kucuk), mô hình Midili-Kucuk ($MR = a \cdot \exp(-k t^n) + b t$) thể hiện sự tương thích cao nhất với dữ liệu thực nghiệm, có hệ số tương quan $R^2$ tiệm cận 1 và sai số nhỏ nhất, được dùng để tính toán thời gian sấy đạt độ ẩm mục tiêu.

3. Hàm lượng betacyanin và hoạt tính chống oxy hóa của mẫu sấy dẻo USOD 30E đạt giá trị bao nhiêu?

Tại độ ẩm thành phẩm 22 ± 1%, mẫu USOD 30E đạt hàm lượng betacyanin là 12,93 mg/100g mẫu tươi; tổng polyphenol TPC đạt 42,05 mg GAE/100g mẫu tươi; khả năng khử gốc tự do DPPH đạt 39,16 mg AAE/100g mẫu tươi; và khả năng khử sắt FRAP đạt 5,73 mg AAE/100g mẫu tươi. Các giá trị này không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ($p > 0,05$) so với mẫu chuẩn không qua tiền xử lý.

4. Tại sao tác giả lại đưa đường erythritol vào khảo sát bên cạnh đường sucrose?

Erythritol là đường thuộc nhóm sugar alcohol có độ bền nhiệt và bền trong môi trường acid cao, khả năng hấp thu chậm không làm tăng đột ngột chỉ số đường huyết và ít gây khó chịu cho hệ tiêu hóa. Việc sử dụng erythritol 30 °Bx vừa đạt hiệu quả tách nước sơ bộ tốt trong công nghệ OD/USOD, vừa tạo ra sản phẩm thanh long sấy dẻo giảm năng lượng, phù hợp với xu hướng tiêu dùng cho người tiểu đường và ăn kiêng.

5. Kích thước lát cắt và tỷ lệ dung dịch ngâm được chuẩn hóa như thế nào?

Thanh long sau khi gọt vỏ được cắt thành lát đồng nhất có kích thước $4 \times 4 \times 0,75$ cm và khối lượng mỗi lát là 17,5 g. Tỷ lệ giữa khối lượng mẫu thanh long và khối lượng dung dịch đường thẩm thấu trong tất cả các thí nghiệm tiền xử lý được cố định ở mức 17,5 g trên 70 ± 2 g dung dịch (tương ứng tỷ lệ khối lượng 1:4).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp đã nghiên cứu có hệ thống ảnh hưởng của hai phương pháp tiền xử lý khử nước thẩm thấu (OD) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (USOD) đến động học sấy và chất lượng thanh long ruột đỏ sấy dẻo. Kết quả thực nghiệm xác định mẫu tiền xử lý USOD 10 phút trong dung dịch erythritol 30 °Bx (USOD 30E) giúp rút ngắn thời gian sấy đối lưu ở 60 °C nhờ sự hình thành các vi kênh thoát ẩm, đồng thời bảo toàn tốt hàm lượng sắc tố betacyanin, polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa tự nhiên. Mô hình toán học Midili-Kucuk được khẳng định có độ tương thích cao nhất với dữ liệu sấy thực nghiệm, cung cấp công cụ dự đoán thời gian sấy tin cậy. Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và công nghệ hữu ích cho việc hoàn thiện quy trình sản xuất thanh long sấy dẻo giá trị gia tăng cao tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Thanh long có tên khoa học là Hylocereus spp., thuộc họ Xương rồng (Cactaceae) (Mizrahi và cộng sự, 1996). Hai giống thanh long được trồng phổ biến ở Việt Nam là thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) và thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus). Thanh long là một nguồn cung cấp chất khoáng, glucose, fructose, chất xơ và vitamin (Farid và cộng sự, 2021). Thanh long ruột đỏ được nhiều người tiêu dùng ưa thích vì màu đỏ hấp dẫn và giàu dinh dưỡng.

Trong 100g thịt quả thanh long đỏ chứa trên 80 % nước, 0. Báo cáo của Suh và cộng sự (2014) đã chứng minh rằng betacyanins từ thanh long ruột đỏ có khả năng chống oxy hóa. Theo Hiệp hội rau quả Việt Nam (2021), hiện nay nước ta có 35,665 ha diện tích trồng thanh long (chiếm 93 % tổng diện tích và 95 % sản lượng của cả nước). Dù diện tích và sản lượng lớn nhưng giá cả và đầu ra của mặt hàng này liên tục bấp bênh.

Cụ thể, theo báo Lao Động, do ảnh hưởng dịch Covid-19 nên thanh long không xuất khẩu được sang thị trường Trung Quốc, đến cuối tháng 1 và trong tháng 2 năm 2020, sản lượng thanh long tồn đọng ước tính vào khoảng 30 ngàn tấn. Vào thời điểm đó thanh long được bán ở ven các con đường với giá rất thấp, chỉ 2,000 – 3,000 đồng/ kg. Nhiều hộ dân chấp nhận bỏ trái thanh long chín rục trên cây vì giá bán không đủ chi phí thu hoạch, vận chuyển. Ngoài ra, thanh long là loại trái cây có hàm lượng nước cao (≥ 80 %), các mô mỏng nên dễ hư hỏng (Nerd và cộng sự, 1999).

Theo Le Bellec và cộng sự (2006), quả thanh long chỉ giữ được chất lượng tốt trong 2 tuần ở 14 oC hoặc 1 tuần ở 20 oC. Do đó việc chế biến thanh long thành các sản phẩm khác để tăng thời gian bảo quản, giảm chi phí vận chuyển, đem lại lợi ích về kinh tế, nâng cao giá trị cho thanh long là một vấn đề cấp thiết. Trên thế giới đã có các đề tài nghiên cứu chế biến sản phẩm từ thanh long tươi như sản phẩm thanh long sấy (Mahayothee và cộng sự, 2018), nước ép thanh long, jelly thanh long, rượu thanh long, thu nhận pectin từ vỏ thanh long, hoặc trích ly dầu từ hạt thanh long (Jalgaonkar và cộng sự, 2020). Hiện nay thị trường trong và ngoài nước đã có sản phẩm thanh long sấy dẻo, sấy giòn chân không hoặc sấy thăng hoa.

Sản phẩm thanh long sấy giòn 1 chân không hoặc sấy thăng hoa mặc dù giữ lại nhiều chất dinh dưỡng nhưng những phương pháp này cần nhiều thiết bị phức tạp, tiêu thụ nhiều năng lượng (Bazyma và Kutovoy, 2005) nên giá thành sản phẩm thường cao. Sản phẩm thanh long sấy dẻo trên thị trường trong nước cũng có giá thành khá cao (85,000 đồng/ gói 225 g) và có ngoại quan không bắt mắt. Sản phẩm thanh long sấy dẻo thường được sản xuất bằng phương pháp sấy đối lưu ở nhiệt độ từ 40 oC – 70 oC (Bailey và Williams, 1965). Tuy nhiên, quá trình sấy này thường kéo dài khoảng 8 giờ – 24 giờ tùy thuộc loại trái cây, độ ẩm ban đầu của nguyên liệu, độ ẩm cuối mong muốn và nhiệt độ sấy (Fernandes và cộng sự, 2008).

Bên cạnh đó, phương pháp sấy đối lưu trong một thời gian dài hoặc ở nhiệt độ cao có thể làm một số tính chất vật lý quan trọng của các sản phẩm thay đổi như mất màu (Chua và cộng sự, 2000), thay đổi kết cấu, biến đổi các tính chất hóa học ảnh hưởng đến hương vị, hàm lượng chất dinh dưỡng (Mayor và Sereno, 2004). Vì vậy một số phương pháp tiền xử lý khác nhau như khử nước thẩm thấu (osmotic dehydration) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (ultrasound-assisted osmotic dehydration) được áp dụng trước quá trình sấy đối lưu để làm giảm thời gian sấy, cải thiện cảm quan, chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm sấy (Wang và cộng sự, 2018). Khử nước thẩm thấu là quá trình gây ra sự trao đổi nước và các chất hòa tan, giúp loại bỏ một phần nước của mô thực vật, giúp làm giảm đáng kể thời gian sấy, làm tăng tốc độ sấy (Bozkir và cộng sự, 2019), giúp bảo vệ hương vị, mùi thơm và cấu trúc của trái cây (Singh và cộng sự, 2008). Siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (USOD) giúp tạo thành các vi kênh (microscopic channels), cải thiện tính thấm tế bào, tạo điều kiện cho sự thoát ẩm từ nguyên liệu ra bên ngoài (Rastogi và cộng sự, 2002), giảm cả chi phí xử lý và thời gian sấy (Garcia- Noguera, 2010).

Tác nhân thẩm thấu được sử dụng nhiều nhất cho trái cây là sucrose (Chandra và Kumari, 2014). Ngoài ra, erythritol cũng được sử dụng vì có tính ổn định cao trong môi trường acid, kiềm và có tác dụng kháng nhiệt. Đặc biệt, erythritol đã được báo cáo là có khả năng tiêu hóa tốt mà không gây khó chịu cho dạ dày (Cock và cộng sự, 2016). Phương pháp OD và USOD đã được nghiên cứu trên một số loại trái cây, chẳng hạn như táo (Mandala và cộng sự, 2005), kiwi (Prithani và cộng sự, 2020), dưa (Fernandes và cộng sự, 2008), đu đủ (Nimmanpipug và cộng sự, 2013), dâu tây (Cárcel và cộng sự, 2007) và anh đào (Siucinska và cộng sự, 2016).

Các mẫu kiwi đã xử lý USOD thoát ẩm nhanh hơn 16% so với các mẫu không xử lý (Prithani và cộng sự, 2020). Một nghiên cứu khác cho thấy rằng thời gian sấy khô dâu tây đã qua xử lý USOD giảm 28 % so với mẫu chuẩn (Amami và cộng sự, 2017). Theo những tài liệu mà chúng tôi tổng hợp được, phương pháp tiền xử lý 2 khử nước thẩm thấu và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu chưa áp dụng cho sản phẩm thanh long sấy dẻo. Do đó, đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý đến động học quá trình sấy và chất lượng sản phẩm thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) sấy dẻo” được thực hiện nhằm mục tiêu rút ngắn thời gian sấy thanh long, cải thiện các đặc tính cảm quan, cấu trúc của sản phẩm, từ đó vừa có thể gia tăng giá trị kinh tế của thanh long, giải quyết vấn đề tồn đọng quả thanh long tươi khi vào mùa, vừa giúp đa dạng hóa dòng sản phẩm từ thanh long.2 Mục đích của đề tài Đề tài này được thực hiện nhằm mục tiêu đánh giá ảnh hưởng của 2 phương pháp tiền xử lý là khử nước thẩm thấu (osmotic dehydration) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (ultrasound-assisted osmotic dehydration) đến động học quá trình sấy đối lưu thanh long ruột đỏ ở nhiệt độ 60 oC, đồng thời đánh giá tính chất chất lượng của sản phẩm thanh long ruột đỏ sấy dẻo như hàm lượng betacyanin và khả năng chống oxy hóa, màu sắc và tỷ lệ co rút của sản phẩm.3 Nội dung nghiên cứu Đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý đến động học quá trình sấy và chất lượng sản phẩm thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) sấy dẻo” gồm các nội dung cụ thể như sau: - Khảo sát sự ảnh hưởng của hai phương pháp tiền xử lý khử nước thẩm thấu (Osmotic dehydration) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (Ultrasound – assisted osmotic dehydration) đến sự mất nước và tăng chất khô của thanh long.

- Khảo sát sự ảnh hưởng của hai phương pháp tiền xử lý khử nước thẩm thấu (Osmotic dehydration) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (Ultrasound – assisted osmotic dehydration) đến động học quá trình sấy đối lưu thanh long ruột đỏ. - Đánh giá ảnh hưởng của hai phương pháp xử lý khử nước thẩm thấu (Osmotic dehydration) và siêu âm kết hợp khử nước thẩm thấu (Ultrasound – assisted osmotic dehydration) đến các tính chất chất lượng của thanh long ruột đỏ sấy dẻo. - Đánh giá cảm quan thị hiếu đối với sản phẩm thanh long ruột đỏ sấy dẻo.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.1 Ý nghĩa khoa học - Kết quả khảo sát ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý đến động học sấy và chất lượng thanh long sấy dẻo là nền tảng cho việc xây dựng, phát triển quy trình công nghệ sản xuất thanh long sấy dẻo. - Quy trình công nghệ mới áp dụng các phương pháp tiền xử lý phù hợp giúp làm tăng khả năng khuếch tán nước hiệu quả, cải thiện tốc độ sấy và giảm thời gian sấy, giúp giữ lại màu sắc, các chất chống oxy hóa.2 Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài góp phần đa dạng hóa sản phẩm trái cây sấy dẻo nói riêng và các sản phẩm từ thanh long nói chung, đồng thời giải quyết số lượng thanh long tồn đọng, tránh lãng phí.

- Quy trình công nghệ sản xuất thanh long ruột đỏ sấy dẻo sử dụng các phương pháp tiền xử lý có thể áp dụng ở quy mô công nghiệp giúp tiết kiệm năng lượng, chi phí sản xuất, giảm giá thành của sản phẩm. 4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về thanh long 2.1 Giới thiệu Thanh long hay còn gọi là pitaya là quả của một số loài cây leo nhiệt đới khác nhau thuộc chi Hylocereus, họ Cactaceae. Thanh long có khả năng chịu hạn cao, dễ thích nghi với cường độ ánh sáng và nhiệt độ cao, có khả năng chống chịu với các độ mặn khác nhau của đất và mang lại lợi ích cho sức khỏe con người (Nobel và La Barrera , 2004). Thanh long được trồng đại trà ở hơn 20 quốc gia nhiệt đới và cận nhiệt đới như Bahamas, Bermuda, Indonesia, Colombia, Israel, Philippines, Myanmar, Malaysia, Mexico, Nicaragua, Bắc Úc, Okinawa (Nhật Bản), Sri Lanka, nam Trung Quốc, nam Florida, Đài Loan, Thái Lan, Việt Nam, Bangladesh và Tây Ấn (Mercado và Silva , 2018).

Ruột và vỏ thanh long có hình dáng và màu sắc rất hấp dẫn, ví dụ, ruột đỏ với vỏ hồng (Hylocereus polyrhizus), ruột trắng với vỏ hồng (Hylocereus undatus); hoặc ruột đỏ tím ruột có vỏ đỏ (Hylocereus costaricensis) hoặc vỏ vàng và ruột trắng (Hylocereus megalanthus) (Muniz và cộng sự, 2019). Thanh long là cây dài ngày, lâu năm, một lần trồng có thể thu hoạch quả trong khoảng 20 năm. Cây cũng cho quả quanh năm nhờ công nghệ sản xuất trái vụ như thắp đèn ban đêm (Jiang và cộng sự, 2016). Hai loài thanh long là Hylocereus undatus (ruột trắng) và Hylocereus polyrhizus (ruột đỏ) được trồng phổ biến ở 63/ 65 tỉnh/ thành phố của Việt Nam.

Tổng diện tích trồng thanh long của Việt Nam đã mở rộng nhanh chóng từ 5,512 ha năm 2000 lên 55,419 ha năm 2018, với tổng sản lượng là 1,074,242 tấn và giá trị xuất khẩu đạt khoảng 1. Ngoài ra, theo Tổng cục Hải quan, thanh long chiếm 32 % tổng giá trị xuất khẩu rau quả của Việt Nam (Hien và cộng sự, 2019).