Tổng quan nghiên cứu
Giới thiệu chung về cây thanh long
2.1.1 Nguồn gốc và phân bố
Thanh long ruột trắng (Hylocereus undatus) là một loài cây thuộc họ xương rồng, chủ yếu được trồng để lấy quả Loài thực vật này có nguồn gốc từ México, Trung Mỹ và Bắc Mỹ, và hiện nay đã được trồng ở ít nhất 22 quốc gia nhiệt đới, bao gồm Úc, Campuchia, Indonesia, Trung Quốc, Colombia, Ecuador, và Việt Nam Tại Việt Nam, thanh long được trồng từ 100 năm trước, ban đầu chỉ phục vụ cho vua chúa và quý tộc, trước khi trở thành hàng hóa từ thập niên 1980 Các vùng sản xuất thanh long lớn ở Việt Nam bao gồm Bình Thuận, Long An, Tiền Giang và Tây Ninh, trong khi thanh long đỏ đang được trồng nhiều hơn ở miền Bắc nhưng với diện tích nhỏ hơn so với thanh long trắng.
Cây thanh long phát triển tốt trong khí hậu nhiệt đới và á nhiệt đới với nhiệt độ trung bình từ 21 - 29 độ C, chịu được nhiệt độ cao tới 40 độ C, đồng thời cần ánh sáng mạnh để phát triển Đây là loại cây chịu hạn tốt nhưng không chịu được giá lạnh Quá trình quang hợp của thanh long kéo dài, và thời gian ánh sáng ban ngày càng dài sẽ thúc đẩy ra hoa, đặc biệt từ tháng 4 đến tháng 9, với đỉnh điểm từ tháng 5 đến tháng 7 Gần đây, nông dân đã áp dụng phương pháp sử dụng đèn điện để kích thích cây ra hoa trái vụ, thường dùng bóng đèn 100W và thắp sáng liên tục 4 giờ trong 10-15 đêm để tạo cảm ứng ra hoa.
Theo khuyến cáo năm 1999, quả thanh long nên được thu hái từ 32-35 ngày sau khi ra hoa, khi quả chuyển sang màu đỏ và vỏ căng mọng Thanh long (Hylocereus spp.) thuộc chi Hylocereus, họ xương rồng Cactaceae, với 16 loài khác nhau được ghi nhận, trong đó có nhiều giống có giá trị thương phẩm (Le Bellec et al., 2006) Chúng thường được phân loại dựa vào sự phát triển của thân, bao gồm các loại dây leo.
There are four types of cactus species, with climbing varieties belonging to the genera Hylocereus and Selenicereus, while straight-stemmed types are classified under Cereus, Pachycereus, and Stenocereus (Crane and Balerdi, 2004) The fruit's skin and flesh colors vary among these species; for instance, H untadus has white flesh, H polyrhizus features red flesh, and Selenicereus megalanthus is characterized by its yellow skin and white flesh (Gerry McMahon, 2003).
Bảng 2.1 Các loài thanh long
Bảng 2.2 Tên gọi khác của thanh long ở một số nước
Strawberry Pear, Dragon fruit, Red pitahaya, Night Blooming Cereus, Belle of the night, conderella Plant, Queen of the night
Pitahaya roja, Pitahaya blanca, Flor de Calis, Ptajaya Distelbrin, Echte stachelbrin Paniniokapunahou, Papipi pua,Panani o ka
Buah naga Pitaya Junco, Flor de calis, Ptajava, Pithaya roja, Tasajo Belle de nuit, Cierge-lezard, Pthaya rouge, Pitaya, Poire de chardon
Chaca, Chak-wob, Flor de caliz, Junco tapatio, pitahaja, Pithaya orejona, Tuna, Nopal Pitjaya, Rena dela noche, Zacamb Destelbim, Echtestachelbrin, Dachenfr skogskatus, Rud pitahaya
Zunlongguo Flor de calis, Pitajava, Pithaya roja Thanh long, Dragon fruit
Thanh long có 2 loại rễ là rễ địa sinh và rễ khí sinh.
Rễ địa sinh là loại rễ phát triển xuống đất, có chức năng chính là hút chất dinh dưỡng để nuôi cây Ngược lại, rễ khí sinh phát triển dọc theo thân cây, giúp cây bám vào các giá đỡ để leo lên Thân và cành của cây chứa nhiều nước, cho phép cây chịu hạn lâu hơn Số lượng cành của cây tăng theo từng năm: cây một tuổi có khoảng 30 cành, cây hai tuổi có 70 cành, cây ba tuổi có 100 cành, cây bốn tuổi có 130 cành, và cây từ năm đến sáu tuổi duy trì từ 150 đến 170 cành.
Hoa thanh long, một loài hoa lưỡng tính, thường xuất hiện ở các vùng phình ra với kích thước lớn (chiều dài trung bình từ 25-35 cm) Hoa có màu trắng ngà và tỏa hương thơm vào ban đêm, nở đồng loạt từ 20 đến 23 giờ.
Quả hình bầu dục, kích thước phụ thuộc vào từng giống, có nhiều tai xanh Thịt quả thơm, có nhiều hạt đen, nhỏ.
Hiện nay chưa có tiêu chuẩn nào về phân cấp kích cỡ quả thanh long
(Paull, 2014) nhưng nhìn chung đối với thanh long ở Việt
Nam, Le và cs (2006) đã
Sau một năm trồng, thanh long bắt đầu cho quả, từ năm thứ 3 đến năm thứ 6
Thanh long có năng suất cao trong khoảng thời gian đầu, sau đó sẽ giảm dần Quá trình thu hoạch có thể diễn ra sau 32-35 ngày kể từ khi hoa nở Thời điểm thu hoạch lý tưởng là khi quả chuyển màu.
Để xuất khẩu, thanh long nên được thu hoạch khi quả chuyển màu từ 1-2 ngày, với năng suất trung bình đạt 30 tấn/ha Nếu được chăm sóc tốt và thời tiết thuận lợi, năng suất sẽ cao và ổn định trong nhiều năm Quả có kích thước lớn, từ 150g đến 600g (McMahon, 2003) Nghiên cứu cho thấy ở Việt Nam, thời điểm thu hái tối ưu cho loài Hylocereus undatus là từ 28 đến 31 ngày sau khi nở hoa (To et al., 2002; Yah et al., 2006), trong khi đó, thanh long xuất khẩu nên được thu hoạch từ 25 đến 28 ngày sau khi nở hoa (To et al., 2000).
2.1.4 Một số loại sâu bệnh thường gặp ở thanh long
2.1.4.1 Sâu hại và côn trùng
Sự phát triển của thanh long đi kèm với sự xuất hiện của nhiều loại sâu bệnh gây hại, như kiến cắn đục gốc cây, ảnh hưởng đến hom giống, cành non, và trái Các loài bọ cánh cứng gây hại cho vỏ và tai trái, tạo điều kiện cho nấm bệnh và vi khuẩn xâm nhập, làm giảm giá trị cảm quan của trái Ruồi đục quả là một mối đe dọa lớn, với khả năng gây hại nghiêm trọng khi đẻ trứng vào trái, khiến trái thối và rụng Ngoài ra, còn có các dịch hại khác như ốc sên, bọ trĩ, rầy mềm, và sâu ăn tạp, gây ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng thanh long.
* Tác nhân: Do nấm Colletorichum gloeosporioides gây ra
Bệnh hại chủ yếu ảnh hưởng đến hoa và trái, với những đốm đen nhỏ xuất hiện trên hoa khiến hoa bị khô và rụng Trên trái già và chín, bệnh tạo ra các đốm đen hơi tròn lõm vào vỏ Điều kiện thời tiết nóng ẩm và mưa nhiều là yếu tố thúc đẩy sự phát triển của bệnh này (Quy trình sản xuất thanh long theo VIETGAP, 2008).
* Tác nhân: Do nấm Alternaria sp gây ra
* Đặc điểm gây hại: Bệnh thường xảy ra vào mùa nắng Thân cành bị thối mềm có màu vàng nâu, vết thối thường bắt đầu từ ngọn xuống
- Bệnh đốm nâu trên thân cành
* Tác nhân: Do nấm Gloeosporium agaves gây ra
Thân cành thanh long xuất hiện các đốm tròn màu nâu giống như mắt cua, cho thấy sự hiện diện của bệnh Những vết bệnh này có thể phân bố rải rác hoặc tập trung, thường kéo dài thành từng vệt dọc dọc theo thân cành.
2.1.5 Giá trị của thanh long a Giá trị dinh dưỡng
Thanh long là một loại trái cây giàu dinh dưỡng, chứa nhiều acid và carbohydrate Ngoài ra, nó còn cung cấp các khoáng chất quan trọng như kali, photpho, natri và magie, cùng với các vitamin thiết yếu như C, A, B1, B2 và B3.
Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng trong 100g quả thanh long Thành phần
Năng lượng (Kcal) b Giá trị kinh tế
Thanh long không chỉ được tiêu thụ trực tiếp như một loại trái cây tươi, mà còn được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Hiện nay, nhiều sản phẩm như nước trái cây, rượu vang, mứt, thạch từ thanh long, cũng như các sản phẩm bổ sung như sữa chua, pizza, kem, kẹo và bánh ngọt đều sử dụng nguyên liệu này.
8 sung thanh long Ngoài ra, thanh long ruột đỏ còn được sử dụng như chất màu thực phẩm (Gaoxi and Wan, 2004)
2.1.6 Tình hình sản xuất và tiêu thụ thanh long trên thế giới và
Việt Nam a Trên thế giới
Trên thế giới, thanh long chủ yếu được trồng và tiêu thụ với các giống như thanh long ruột trắng vỏ đỏ phổ biến ở Việt Nam và Thái Lan, thanh long ruột đỏ vỏ đỏ ở Israel và Malaysia, thanh long vỏ đỏ ruột tím ở Guatemala, Nicaragua, Ecuador và Israel, cùng với giống vỏ vàng, ruột trắng ở Colombia Những quốc gia này cũng là những nhà xuất khẩu thanh long lớn, bên cạnh Đài Loan, Mexico và Sri Lanka Tại Việt Nam, thanh long là một loại trái cây quan trọng trong ngành nông nghiệp.
Hiện nay, Việt Nam chủ yếu trồng hai loại thanh long: thanh long ruột trắng vỏ đỏ, phổ biến ở các tỉnh miền Nam như Bình Thuận, Tiền Giang và Long An; và thanh long ruột đỏ vỏ đỏ, có nguồn gốc từ Đài Loan, cùng với giống lai giữa thanh long ruột trắng trong nước và thanh long ruột đỏ Colombia.
Sản xuất thanh long ở Việt Nam phát triển mạnh, từ năm 2000 đến
Ảnh hưởng của điều kiện môi trường tới chất lượng của thanh long trong quá trình bảo quản
Acid hữu cơ, có thể tồn tại dưới dạng tự do, anion hoặc kết hợp như muối, ester, glycoside và các hợp chất khác, đóng vai trò quan trọng trong hoạt động trao đổi chất của nông sản sau thu hoạch Một số acid hữu cơ là thành phần thiết yếu trong chu trình hô hấp (chu trình Krebs) và có thể được lưu trữ dưới dạng năng lượng trong một số mô của nông sản Ngoài ra, acid hữu cơ còn quyết định chất lượng và tạo nên mùi vị đặc trưng cho nông sản, đặc biệt là rau quả.
Sau khi thu hoạch, hàm lượng axit hữu cơ tổng số thường giảm do chúng tham gia vào quá trình hô hấp Mặc dù một số loại axit bị phân hủy, nhưng một số khác lại được tổng hợp Sự biến đổi của axit hữu cơ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như dạng mô, giống cây trồng, mùa vụ, và điều kiện chăm sóc cũng như bảo quản.
Trong quá trình bảo quản, acid hữu cơ thường bị giảm và thường mất nhiều hơn so với đường Một số loại acid hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong hoạt động trao đổi chất, là thành phần thiết yếu trong chu trình Krebs.
Bên cạnh đó, sự có mặt của chúng cũng mang lại hương vị đặc trưng cho sản phẩm.
Mùi, vị: có sự thay đổi do hàm lượng acid trong trái bị biến đổi Theo Nerd et al.
(1999), bảo quản thanh long ở nhiệt độ cao không những làm giảm độ cứng, hàm lượng nước, độ acid mà còn làm giảm cả hương vị của trái.
2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐİỀU KİỆN MÔİ
TRƯỜNG TỚİ CHẤT LƯỢNG CỦA
THANH LONG TRONG QUÁ TRÌNH BẢO
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng quyết định thời gian bảo quản rau quả tươi, đặc biệt là quả thanh long Nhiệt độ cao làm tăng quá trình hô hấp, dẫn đến sự tiêu hao các chất hữu cơ dự trữ mà không được bù đắp Do đó, việc kiểm soát nhiệt độ là cần thiết để bảo quản chất lượng trái cây.
Bảo quản trái cây ở nhiệt độ thấp có giới hạn, vì vậy chỉ nên giảm nhiệt độ đến mức dương thấp để tránh gây ra tổn thương cơ học cho tế bào và tổn thương lạnh Sự dao động nhiệt độ trong quá trình bảo quản có thể gây hại cho chất lượng, với những thay đổi đột ngột làm rối loạn hô hấp và dẫn đến bệnh lý ở quả Do đó, cần duy trì nhiệt độ ổn định trong quá trình bảo quản, cho phép dao động trong khoảng ±0,5 o C (Hà Văn Thuyết và cs., 2015).
Nghiên cứu cho thấy nhiệt độ lý tưởng để bảo quản thanh long ở Việt Nam là 5ºC với độ ẩm 90%, trong khi ở Israel là 10ºC Việc bảo quản thanh long ở nhiệt độ quá thấp và thu hoạch sớm có thể dẫn đến tổn thương lạnh, khiến thịt quả chuyển sang màu trắng trong và nhanh chóng bị nhũn khi ra khỏi môi trường lạnh, làm giảm giá trị thương mại của quả.
2.3.2 Độ ẩm tương đối của không khí Độ ẩm tương đối của không khí ảnh hưởng lớn tới tốc độ thoát hơi nước của các loại nông sản Nếu giá trị này thấp sẽ hạn chế hoạt động sống của các loại vi sinh vật gây thối hỏng Tuy nhiên, đây là điều kiện bất lợi làm cho quả mất nước nhanh Nếu giá trị này cao có thể làm giảm tốc độ mất nước, ức chế một phần quá trình hô hấp nhưng rất dễ dẫn đến việc ngưng tụ hơi nước trên vỏ quả tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động Vì vậy, việc lựa chọn chế độ phù hợp phụ thuộc vào giống, độ chín, kỹ thuật bao gói và loại bao bì sử dụng cũng như yêu cầu về thời hạn bảo quản (Nguyễn Mạnh Dũng, 2001).
2.3.3 Thành phần khí quyển của môi trường bảo quản
Nghiên cứu cho thấy rằng thành phần khí quyển ảnh hưởng lớn đến cường độ hô hấp của trái cây Cường độ hô hấp tăng lên khi hàm lượng oxi trong môi trường cao, trong khi đó, khi oxi thấp, quá trình hô hấp chuyển sang dạng kị khí Để kéo dài thời gian bảo quản trái cây, cần duy trì hàm lượng oxi ở mức thích hợp, đảm bảo quá trình hô hấp hiếu khí và yếm khí ở mức tối thiểu.
Hàm lượng CO2 không chỉ ức chế sự sống của vi sinh vật mà còn hạn chế hô hấp của quả Tuy nhiên, việc duy trì nồng độ CO2 quá cao có thể gây rối loạn quá trình sống của quả và làm tăng chi phí bảo quản.
2.4 TÌNH HÌNH NGHİÊN CỨU VỀ BẢO QUẢN THANH LONG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VİỆT NAM
2.4.1 Tình hình nghiên cứu về bảo quản thanh long trên thế giới
Quả thanh long, với giá trị kinh tế cao và sự phổ biến ngày càng tăng, đã thu hút nhiều nghiên cứu trên toàn thế giới về phương pháp bảo quản hiệu quả.
Việc sử dụng màng bao gói có thể kéo dài thời gian bảo quản trái cây, nhưng màng có tính thấm thấp có thể dẫn đến hư hỏng nhanh hơn Một số vật liệu cho phép khuếch tán khí, tuy nhiên, nếu tính thấm quá cao sẽ không tạo ra sự khác biệt giữa môi trường bên trong và bên ngoài bao gói Nghiên cứu của Chandran (2010) cho thấy, với màng bao gói dày 0,8 micromet, khi bảo quản thanh long ở 6°C, chất lượng cảm quan và giá trị dinh dưỡng được giữ tốt nhất sau 15 ngày Trong khi đó, thanh long bảo quản ở nhiệt độ phòng chỉ kéo dài được 9 ngày, so với 15 ngày ở nhiệt độ thấp (6°C) và trung bình (16°C) Công trình nghiên cứu của V Punitha, A.N Boyce và S Chandran cũng khẳng định rằng thanh long có chất lượng tốt nhất khi bảo quản ở 6°C, đồng thời chỉ ra rằng độ cứng và màu sắc của vỏ quả chịu ảnh hưởng lớn từ nhiệt độ bảo quản.
Theo nghiên cứu của Nerd et al (2014), nhiệt độ lý tưởng để bảo quản thanh long là 10°C, giúp giữ độ tươi trong 14 ngày (Le et al., 2000) Nếu bảo quản ở 5°C với độ ẩm 90%, thời gian tươi ngon có thể kéo dài đến 17 ngày, đặc biệt khi quả được thu hoạch 30-35 ngày sau khi ra hoa Tuy nhiên, nhiệt độ dưới 5°C có thể gây tổn thương lạnh, làm hỏng vỏ và thịt quả, cũng như giảm chất lượng hương vị (Nerd et al., 1999) Ngoài ra, phương pháp sốc nhiệt trước khi bảo quản lạnh theo Duenas (2009) đã giúp giảm thiểu tổn thương lạnh, kéo dài thời gian bảo quản lên đến 30 ngày.
Theo Sérgio Tonetto de Freitas (2013) khi bảo quản thanh long ở 5 o C,
Nhiệt độ từ 5 o C là điều kiện lý tưởng để duy trì độ cứng của tai quả và thịt quả, đồng thời giảm thiểu hao hụt acid tổng số và chỉ số bệnh Sử dụng túi plastic đục lỗ kết hợp với chiến lược kiểm soát sự thối rữa có thể giảm hao hụt khối lượng hiệu quả trong quá trình bảo quản Theo nghiên cứu của Awang et al (2011), việc tăng hàm lượng Ca 2+ trong mô quả thông qua việc ngâm vào dung dịch CaCl 2 có thể cải thiện độ cứng của quả mà không gây ảnh hưởng tiêu cực.
16 đến hầu hết các thông số chất lượng liên quan giảm tổn thương do bệnh thán thư trên cây sau thu hoạch
Sở Nông nghiệp Hoa Kỳ đã áp dụng phương pháp chiếu xạ thanh long với liều lượng dưới 800Gy, kết hợp với việc bảo quản lạnh ở nhiệt độ từ 10 đến 14 độ C, nhằm duy trì chất lượng của quả thanh long.
Phương pháp chiếu xạ X-ray của Wall và Khan (2008) đã chứng minh hiệu quả loại bỏ côn trùng mà không làm ảnh hưởng đến thành phần dinh dưỡng của quả, giúp bảo quản kéo dài đến 15 ngày Tại Colombia, nghiên cứu của Serna et al (2014) đã áp dụng 1-MCP với nồng độ 600ppm để cải thiện chất lượng bảo quản trái cây.