Optimization of fermentation conditions of cider from red dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) using yeast Saccharomyces cerevisiae BV818
,
,
,
,
,
and
*
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
Red dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) is a favorite fruit due to its delicious taste and attractive color. The fruit contains many nutrients that are good for health. The objective of this study is to optimize conditions for cider production from red dragon fruit, including the dilution ratios (1:1; 1:2; 1:3 w/v), fermentation time (2, 3, 4, 5 days), Brix (14 - 22°Brix), pH (3.8 - 5.0), and yeast cell concentrations (0.02 - 0.1% w/v) of Saccharomyces cerevisiae BV818. The new product may take advantage in diversifying the use and value of dragon fruit. The cider was successfully produced from red dragon fruit juice with an ethanol content of 4.79% v/v after 5 days of fermentation with the material and water ratio of 1:2 w/v, initial total sugar of 18.5 ºBrix, pH 4.16, and yeast cell concentration of 0.07% w/v.
Tóm tắt
Thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) là loại quả được yêu thích do có mùi vị thơm ngon, màu sắc hấp dẫn và chứa nhiều dinh dưỡng tốt cho sức khỏe. Mục tiêu của nghiên cứu nhằm xây dựng quy trình lên men cider thanh long ruột đỏ thông qua xác định các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình lên men bao gồm tỉ lệ pha loãng (1:1; 1:2; 1:3 w/v), thời gian lên men (2, 3, 4, 5 ngày), độ Brix (14 - 22°Brix), pH (3,8 - 5,0) và nồng độ nấm men Saccharomyces cerevisiae BV818 (0,02 - 0,1% w/v). Qua đó, nguồn nguyên liệu dồi dào này có thể được sử dụng để đa dạng hóa sản phẩm, đồng thời nâng cao giá trị của trái thanh long ruột đỏ. Kết quả cho thấy sau 5 ngày lên men ở tỉ lệ nguyên liệu và nước là 1:2 w/v, 18,5 ºBrix, pH 4,16, nồng độ nấm men 0,07% w/v tạo ra sản phẩm cider thanh long ruột đỏ có hàm lượng ethanol đạt 4,79% v/v.
Article Details
References
Bình, H. Q. & Diệp, D. T. N. (2020). Nghiên cứu lên men rượu thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus). Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển, 19(4), 56-63.
Choo, K. Y., Ong, Y. Y., Lim, R. L. H., Tan, C. P., & Ho, C. W. (2019). Study on bioaccessibility of betacyanins from red dragon fruit (Hylocereus polyrhizus). Food Science and Biotechnolgy, 28(4), 1163-1169.
Frias, J., Miranda, M. L., Doblado, R., & Vidal-Valverde, C. (2005). Effect of germination and fermentation on the antioxidant vitamin content and antioxidant capacity of Lupinus albus L. var. Multolupa. Food Chemistry, 92(2), 211-220.
Hanh, N. Đ., Hằng, H. T. L., Mai, H. T. T. & Lợi, N. V. (2016). Nghiên cứu sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae trong chế biến nước quả táo mèo (Docynia indica) lên men có độ cồn thấp. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 8(69), 89-93.
Hani, N. M., Romli, S. R., & Ahmad, M. (2014). Influences of red pitaya fruit puree and gelling agents on the physico-mechanical properties and quality changes of gummy confections. International Journal of Food Science & Technology, 50(2), 331-339.
Horácková, Š., Rokytová, K., Bialasová, K., Klojdová, I., & Sluková, M. (2018). Fruit juices with probiotics – New type of functional foods. Czech Journal of Food Sciences, 36(4), 284-288.
Hur, S. J., Lee, S. Y., Kim, Y. C., Choi, I., & Kim, G. B. (2014). Effect of fermentation on the antioxidant activity in plant-based foods. Food Chemistry, 160, 346-356.
Joshi, V. K., Sharma, R., Girdher, A., & Abrol, G. S. (2012). Efect of dilution and maturation on physico-chemical and sensory quality of jamun (Black plum) wine. Indian Journal of Natural Products and Resources, 3(2), 22-227.
Kim, Y., Goodner, K. L., Park, J. D., Choi, J., & Talcott, S. T. (2011). Changes in antioxidant phytochemicals and volatile composition of Camellia sinensis by oxidation during tea fermentation. Food Chemistry, 129(4), 1331-1342.
Khoo, H. E., He, X., Tang, Y., Li, Z., Li, C., Zeng, Y., Tang, J., & Sun, J. (2022). Betacyanins and anthocyanins in pulp and peel of red pitaya (Hylocereus polyrhizus cv. Jindu), inhibition of oxidative stress, lipid reducing, and cytotoxic effects. Frontiers in Nutrition, 9, 894438.
Kumar, V., Goud, P. V., Babu, J. D., & Reddy, R. S. (2011). Preparation and evaluation of custard apple wine: Effect of dilution of pulp on physico-chemical and sensory quality characteristics. International Journal of Food and Fermentation Technology, 1(2), 247-253.
Le, T.T.H and Le, N. L. (2021). Antioxidant capacities and betacyanin lc-ms profile of red-fleshed dragon fruit juice (Hylocereus polyrhizus) extracted by ultrasound-assisted enzymatic treatment and optimized by response surface methodology. Journal of Food Processing and Preservation, 45(3), e15217.
Lea, A. (2015). The history of cider. In: Andrew Lea: Craft Cider Making, 3rd Ed. Crowood Press: 9-14.
Liu, J. Z., Weng, L. P., Zhang, Q. L., Xu, H., & Ji, L. N. (2003). Optimization of glucose oxidase production by Aspergillus niger in a benchtop bioreactor using response surface methodology. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 19(3), 317-323.
Lorenzini, M., Simonato, B., Slaghenaufi, D., Ugliano, M., & Zapparoli, G. (2019). Assessment of yeasts for apple juice fermentation and production of cider volatile compounds. LWT-Food Science & Technology, 99(1), 224-230.
Mai, T. T. N. (2020). Chế biến nước quả lên men từ sơ ri (Malpighia glabra L.) Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển, 19(2), 99-105.
Mercado-Silva, E. M. (2018). Pitaya - Hylocereus undatus (Haw). In: Rodrigues S., de Oliveira Silva E., de Brito E.S. (eds): Exotic Fruits Reference Guide. 1st Ed. Academic Press: 339-349.
Mi, H. T. N., & Tiên, D. T. K. (2021). Khảo sát quy trình lên men nước thanh long ruột trắng (Selenicereus undatus) sử dụng nấm men Saccharomyces cerevisiae RV100. Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên, 226(14), 137-145.
Miller, G. L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical chemistry, 31(3), 426-428.
Myers, R. H., Montgomery, D. C., & Anderson-Cook, C. M. (2016). Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments. John Wiley & Sons.
Nguyen, T. D., Le, T. H., Nguyen, P. M. & Dong, T. A. D. (2013). Application of natural fermentation to ferment mulberry juice into alcoholic beverage. International Journal of Scientific and Technology Research, 2(11), 339-346.
Nie, Q., Gao, G. L., Fan, Q. J., Qiao, G., Wen, X. P., Liu, T. & Cai, Y. Q. (2015). Isolation and characterization of a catalase gene "HuCAT3" from pitaya (Hylocereus undatus) and its expression under abiotic stress. Gene, 563(1), 63-71.
Ong, Y. Y., Tan, S. W., Rosfarizan, M., Chan, E. S., & Tey, T. B. (2012). Isolation and identification of lactic acid bacteria from fermented red dragon fruit juices. Journal of Food Science, 77(10), M560-M564.
Osório, N. M., Ferreira-Dias, S., Gusmão, J. H., & Da Fonseca, M. M. R. (2001). Response surface modelling of the production of ω-3 polyunsaturated fatty acids-enriched fats by a commercial immobilized lipase. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 11(4-6), 677-686.
Paul, G. P., Satav, P. D., Pethe, A. S., & More, S. M. (2018). Effect of must dilution on fermentation of banana fruit pulp into white wine. International Journal of Food Science and Nutrition, 3(2), 207-208.
Perween, T., Mandal, K. K. & Hasan, M. A. (2018). Dragon fruit: An exotic super future fruit of India. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 7(2), 1022-1026.
Phan, T. T. H. (2019). The dragon fruit export challenge and experiences in Vietnam. FFTC Agricultural Policy Platform. http://ap.fftc.agnet.org/ap_db.php?id=1038.
Sriariyanun, M., Mutrakulcharoen, P., Tepaamorndech, S., Cheenkachorn, K., and Rattanaporn, K. (2019). A rapid spectrophotometric method for quantitative determination of ethanol in fermentation products. Oriental Journal of Chemistry, 35(2), 744-750.
Tahir, A., Aftab, M., & Farasat, T. (2010). Effect of cultural conditions on ethanol production by locally isolated Saccharomyces cerevisiae BIO-07. Journal of Applied Pharmacy, 3(2), 72-78.
Tâm, H. N. T., Trang, N. N. P., Thi, T. T. M., Nguyên, N. T. T. & Nhi, L. T. (2021). Khảo sát các điều kiện lên men và hoạt tính kháng oxy hóa của rượu vang chùm ruột (Phyllanthus acidus (L.) SKEELS), Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 57(6B), 144-150.
Thảo, P. T. T., Thư, N. N. A., Duy, L. T., Thạnh, N. T., Long, B. H. D., & Phong, H. X. (2019). Phân lập và tuyển chọn nấm men có khả năng lên men rượu vang thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus). Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 61(8), 54-59.
Tiên, D. T. K., Mi, H. T. N., Độ, N. D., Toàn, H. T. & Dung, N. T. P. (2018). Khảo sát hàm lượng polyphenol và khả năng kháng oxy hóa của dịch trái giác (Cayratia trifolia) trước và sau lên men sử dụng nấm men chịu nhiệt Saccharomyces cerevisiae HG1.3. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam 60(8), 60-64.
Tú, B. V. (2019). Tối ưu hóa quá trình lên men nước giải khát cider dâu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng bốn yếu tố. Tạp chí Nghiên cứu khoa học Trường Đại học Sao Đỏ, 2(65), 77-85.
Tú, B. V. & Tú, N. N. (2021). Sử dụng Saccharomyces cerevisiae RV002 để lên men rượu vang từ quả sim (Rhodomyrtus tomentosa). Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ 1(72), 107-114.
Verma, D., Yadav, R.K., Rani, M.Y.B., Punar, S., Sharma, A., Maheshwari, R.K. (2017). Miraculous health benefits of exotic dragon fruit. Research Journal of Chemical and Environmental Sciences, 5(5), 94-96.
Ye, M., Ren, L., Wu, Y., Wang, Y., & Liu, Y. (2013). Quality characteristics and antioxidant activity of hickory-black soybean yogurt. LWT-Food Science and Technology, 51(1), 314-318.
Zhang, C., Hu, C., Wang, X., Meng, Y., & Guo, Y. (2021). Polyphenols in fermented apple juice: beneficial effects on human health. Journal of Functional Foods, 76(2), 104294.
Zhu, W., Ai, Y., Fang, F., & Liao, H. (2021). Application of thermosonication in red pitaya juice processing: impacts on native microbiota and quality properties during storage. Foods, 10(5), 1041.
Zou, B., Wu, J., Yu, Y., Xiao, G., & Xu, Y. (2017). Evolution of the antioxidant capacity and phenolic contents of persimmon during fermentation. Food Science and Biotechnology, 26(3), 563-571.