Trong những năm gần đây, việc tiêu thụ thanh long ruột đỏ gặp nhiều khó khăn do thanh long chỉ xuất khẩu trái tươi sang thị trường Trung Quốc. Tuy nhiên, thị trường này cũng có nhiều rủi ro về dịch bệnh và cùng thời gian với mùa vụ ở Trung Quốc.

Trước tình trạng khó khăn khi tiêu thụ sản phẩm, một số doanh nghiệp và tổ chức nông dân (hợp tác xã) ở các tỉnh Bình Thuận, Long An, Tiền Giang và Trà Vinh đã bước đầu nghiên cứu và sản xuất đa dạng các sản phẩm thanh long từ nguồn nguyên liệu sẵn có như nước ép thanh long, thanh long sấy khô, thanh long sấy dẻo, rượu vang thanh long, siro thanh long nhằm mở rộng đầu ra cho loại quả này và đa dạng hóa sản phẩm chế biến trên thị trường. Tuy nhiên, các loại sản phẩm này vẫn chưa được phát triển rộng rãi và chưa đáp ứng được yêu cầu thị trường, đặc biệt là các sản phẩm lên men từ thanh long ruột đỏ.

Sparkling là một dạng sản phẩm lên men từ trái cây. Sản phẩm này vừa có cồn vừa có gas và được giới trẻ rất yêu thích. Nghiên cứu sản xuất sản phẩm này từ dịch trích thanh long ruột đỏ không chỉ góp phần tiêu thụ sản phẩm trái thanh long ruột đỏ tươi mà còn góp phần thúc đẩy loại thức uống có nhiều hợp chất có lợi cho cơ thể cho người tiêu dùng Việt Nam.

Phương pháp nghiên cứu thông thường cần bố trí số lượng mẫu nhiều, đòi hỏi một lượng lớn nguyên vật liệu và thời gian hoàn thành. Vấn đề này được khắc phục bằng cách sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng. Việc sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response surface methodology – RSM) để tối ưu hóa số lượng mẫu là một phương pháp cần thiết và hiệu quả trong việc nghiên cứu.

Ngoài việc đảm bảo sản xuất được sản phẩm sparkling thanh long ruột đỏ có giá trị cảm quan cao, nghiên cứu này tập trung vào sự thay đổi các hợp chất có hoạt tính sinh học (betacyanin, polyphenol) bị ảnh hưởng bởi các điều kiện lên men. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá được sự ảnh hưởng của các điều kiện lên men đối với betacyanin và polyphenol, từ đó xác định các thông số thích hợp trong quá trình lên men sparkling thanh long ruột đỏ nhằm hạn chế sự tổn thất của betacyanin và polyphenol trong sản phẩm.

Quy trình lên men dịch quả thanh long ruột đỏ

Thanh long ruột đỏ sau khi đem về được rửa sạch, lột vỏ, cấp đông trong 24 giờ, sau đó đem đi trích li lấy dịch quả.

Dịch quả thu được từ thanh long ruột đỏ được điều chỉnh nồng độ chất khô hòa tan (oBrix) theo bố trí thí nghiệm. Sau đó, hỗn hợp được thanh trùng với NaHSO3 122 mg/L trong 120 phút. Hỗn hợp được cho vào bình bổ sung mật số nấm men và lên men ở các nhiệt độ.

Tất cả các mẫu sẽ được theo dõi thời gian lên men cho đến khi đạt được độ cồn 5% vol, sau đó được phân tích hàm lượng polyphenol và betacyanin.

Ba thông số thí nghiệm gồm mật số Saccharomyces cerevisiae (Lg10 (CFU/mL)), nồng độ chất khô hòa tan (oBrix), nhiệt độ lên men (oC) đã được chọn để tối ưu hóa.

Biểu đồ bề mặt đáp ứng biểu thị tác động của nồng độ chất khô hòa tan và nhiệt độ đến thời gian lên men (ngày) của sản phẩm ở mật số nấm men ban đầu: (a) 5 log10 (CFU/mL); (b) 6 log10 (CFU/mL); (c) 7 log10 (CFU/mL)

Trong quá trình lên men thanh long ruột đỏ, thời gian lên men, hàm lượng polyphenol và betacyanin bị ảnh hưởng bởi nồng độ chất khô, mật số nấm men và nhiệt độ lên men. Kết quả thực nghiệm cho thấy, nếu điều kiện lên men có nồng độ chất khô 170 Brix, mật số nấm men 6 log10 (CFU/mL), nhiệt độ lên men 25 độ C thì sau 04 ngày đạt độ cồn mục tiêu, dịch quả có hàm lượng polyphenol 195,95 mgGAE/L, betacyanin 365,99 mg/L.

Trong khi đó, phương pháp thiết kế bề mặt đáp ứng với ma trận Box-behnken đã xác định được các điều kiện tối ưu (nồng độ chất khô 190 Brix, mật số nấm men 5,6 log10 (CFU/mL)), nhiệt độ lên men 23 độ C cho quá trình lên men. Tại các điều kiện tối ưu, dịch quả thanh long ruột đỏ sau khi đạt độ cồn mục tiêu 5% vol sẽ có hàm lượng polyphenol 196,68 mgGAE/L, betacyanin 366,65 mg/L và thời gian để đạt được độ cồn mục tiêu là 4,4 ngày.