Phan Thi Thanh Que * , Le Duy Nghia , Nguyen Thi Thu Thuy and Tong Thi Anh Ngoc

* Corresponding author (pttque@ctu.edu.vn)

Abstract

The stability of betacyanin in fruit juice produced from red-fleshed dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) was investigated. The objective of the study was to determine the effects of the addition of ascorbic acid, the pasteurization regime as well as different storage conditions [i.e. in brown/transparent glass bottle, stored in light at room temperature (30±2oC) or in dark in cooling chamber (13oC)] for 3 weeks, on the betacyanin content in the final product. UV-visible spectrophotometry at 538nm was used for analyzing the betacyanin content. In addition, to ensure the safety of product, the Pasteurisation Unit (PU) value was calculated. The results showed that the addition of 0.2% ascorbic acid, pH 4.0, and pasteurization at 80oC for 15 min (calculated PU-value, 5.33 min) were selected as the best processing conditions to retain betacyanin in red-fleshed dragon fruit juice. The storage conditions had a significant effect on the betacyanin retention. Storage of red-fleshed dragon juice packed in the brown glass bottles at room temperature with light exposure for 3 weeks, showed a 52% betacyanin retention compared to that of the juice packaged in the transparent glass bottles (20% retention). Under a storage for 3 weeks in the dark at 13oC, both types of packagings showed an almost similar betacyanin retention (i.e. > 90%).
Keywords: Ascorbic acid, betacyanin, dragon fruit, storage

Tóm tắt

Nghiên cứu sự ổn định của chất màu betacyanin từ nước ép thịt quả thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) đã được thực hiện. Mục đích của nghiên cứu này nhằm xác định ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic bổ sung trong quá trình phối chế, chế độ thanh trùng và điều kiện bảo quản (trong chai thủy tinh trong và thủy tinh màu nâu ở nhiệt phòng (30±2oC) – không ngăn sáng và nhiệt độ mát (13oC) – tối) đến sự ổn định của hợp chất màu betacyanin trong nước ép thịt quả thanh long ruột đỏ. Hàm lượng betacyanin được xác định bằng phương pháp đo quang phổ tử ngoại khả kiến ở bước sóng 538 nm. Bên cạnh đó, để đảm bảo tính an toàn cho sản phẩm nước ép thịt quả thanh long, giá trị PU (Pasteurisation Unit) cũng được tính toán. Kết quả thí nghiệm cho thấy màu betacyanin trong sản phẩm nước ép thịt quả thanh long ruột đỏ duy trì tốt khi phối chế với 0,2% acid ascorbic, pH 4,0 và thanh trùng ở nhiệt độ 80oC trong 15 phút (giá trị thanh trùng PU đạt được là 5,33 phút). Điều kiện bảo quản có ảnh hưởng đáng kể đến sự phân hủy hợp chất màu betacyanin. Bảo quản ở nhiệt độ phòng (30±2oC) - không ngăn sáng, màu betacyanin của mẫu chứa trong bao bì thủy tinh nâu duy trì tốt hơn (51%) so với mẫu chứa trong bao bì thủy tinh trong (22%) sau 3 tuần bảo quản. Ngược lại, khi mẫu bảo quản ở nhiệt độ 13oC – tối, hàm lượng betacyanin thay đổi không đáng kể (còn lại hơn 90%) sau 3 tuần bảo quản cho cả 2 loại bao bì.
Từ khóa: Thanh long, betacyanin, bảo quản, acid ascorbic

Article Details

References

Escribano, J., 1998. Characterization of the antiradical activity of betalains from beta-Vulgaris L. roots. Phytochemical analysis. 9 (3): 124-127.

Jackman, R.I., Smith, J.L., 1996. Anthocyanins and betalain. 1996. In: Hendry, C.F., Houghton, J.D., (Eds.). Natural food colorants. London: Blackie Academic and Professional: 244–309.

Herbach, K.M., Maier, C., Stintzing, F.C. and Carle, R., 2007. Effects of processing and storage on juice colour and betacyanin stability of purple pitaya (Hylocereus polyrhizus) juice. European Food Research Technology. 224: 649-658.

Liaotrakoon, W., 2013. Characterization of dragon fruit (Hylocereus spp.) components with valorization potential. PhD thesis, Ghent University, Belgium, 217 p.

Lim, Y. Y., Lim, T. T. and Tee, J. J., 2007. Antioxidant properties of several tropical fruits: A comparative study. Food Chemistry. 103: 1003-1008.

Liu, X., Gao, Y., Xu, H., Wang, Q., Yang, B., 2008. Impact of high-pressure carbon dioxide combined with thermal treatment on degradation of red beet (Beta vulgaris L.) pigments. Journal of Agriculture Food Chemistry. 56: 6480–6487.

Mahattanatawee, K., Manthey, J. A., Luzio, G., Talcott, S. T., Goodner, K., and Baldwin, E. A., 2006. Total antioxidant activity and fiber content of select Florida-Grown tropical fruits. Journal of Agriculture and Food Chemistry. 54 (19): 7355-7363.

Moreno, D.A., Garcia-Viguera, C., Gil, J.I., Gil-Izquierd, A., 2008. Betalains in the era of global agri-food science, technology and nutritional health. Phytochemistry Reviews. 7 (2): 261–280

Nerd, A., Gutman, F., Mizrahi, Y., 1999. Ripening and postharvest behavior of fruits of two Hylocereus species (Cactaceae). Postharvest Biology Technology. 17:39–45.

Nur‘Aliaa, A.R., Siti Mazlina, M.K., Taip, F.S., Liew Abdullah, A.G., 2010. Response surface optimization for clarification of white pitaya juice using a commercial enzyme. Journal of Food Process Engineering. 33:333–347.

Phebe, D., Chew, M. K., Suraini, A. A., Lai, O. M. and Janna, O.A., 2009. Red-fleshed pitaya (Hylocereus polyrhizus) fruit colour and betacyanin content depend on maturity. International Food Research Journal. 16: 233-242.

Stintzing, F. C., Schieber, A. and Carle, R., 2002. Betacyanins in fruits from red-purple pitaya, Hylocereus polyrhizus (Weber) Britton and Rose. Food Chemistry. 77: 101– 106.

von Elbe, J.H., Maing, I.Y., and Amundson, C.H., 1974. Color stability of betanin. Journal of Food Science. 39: 334-337.

Walkowiak-Tomczak, D., 2007. Changes in antioxidant activity of black chokeberry juice concentrate solutions during storage. Acta scientiarum polonorum. Technologia alimentaria 6(2): 49-55.

Weemaes, C., 1997. In-pack thermal processing of foods. Laboratory of Food Technology, Katholieke Universiteit Leuven, Belgium.

Woo, K.K., Ngou, F.H., Ngo, L.S., Soong, W.K. and Tang, P.Y., 2011. Stability of Betalain Pigment from Red Dragon Fruit (Hylocereus polyrhizus). American Journal of Food Technology. 6 (2): 140-148.

Wong, Y.M. and Siow, L.F., 2015. Effects of heat, pH, antioxidant, agitation and light on betacyanin stability using red-fleshed dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) juice and concentrate as models. Journal of Food Science and Technology. 52(5): 3086–3092.

Wu, L. C., Hsu, H. W., Chen, Y. C., Chiu, C. C., Lin, Y. I. and Ho. J. A., 2006. Antioxidant and antiproliferative activities of red pitaya. Food Chemistry 95 (2): 319- 327.

Zou D.Mi., Brewer M., Garcia F., Feugang J.M., Wang J., Zang R. and Zou C., 2005. Cactus Pear - a Natural Product in Cancer Chemoprevention. Nutrition Journal, 4, 25.