Thành phần Tỉ lệ % Nước 88.5 Protein 1.5 Glucid 8.8 Cellulose 1.2 Tro 0.8 Lipid 0.02 - 0.08 Pectin 1 - 3
- Ngồi ra trong carrot cịn cĩ các loại muối khống: K, Ca, Fe, P, Cu, Bo, Br, Mg, Mo... [7]
- Đường trong carrot chủ yếu là đường đơn (glucose, fructose) chiếm 50% tổng lượng đường.[17]
- Trong carrot cĩ những dạng vitamin sau:[27]
+Vitamin A (9mg%): tạo thành từ ß-caroten, sẽ bị phân hủy trong cơ thể. Vitamin A khơng bị phân hủy khi chế biến ở nhiệt độ thường, nhưng cĩ thể bị phá hủy khi ở nhiệt độ cao.
+Vitamin B2 (riboflavin) trong carrot chiếm 20mg%.
+ Vitamin B3 (acid pantotenic) cĩ trong carrot 0,1-0,3mg%, là yếu tố cần thiết cho quá trình trao đổi glucid trong cơ thể.
+Vitamin H (biotin) chiếm 400-1000μg/g chất khơ carrot.
- Hàm lượng caroten trong carrot cao hơn trong cà chua. Carotenoid cĩ sắc tố tạo nên màu đỏ của carrot và gấc. Màu sắc của carrot sẽ thay đổi tùy theo hàm lượng và thành phần carotenoid. Carotenoid là chất chống oxy hĩa tốt cho sức khỏe. Nồng độ carotenoid cao trong máu giúp giảm nguy cơ bị thiếu máu cơ tim.[1,10]
- Carrot cĩ một ít tinh bột, chất đạm, chất béo, pectin, các enzym pectinase, oxydase. Ngồi ra cịn chứa một lượng insulin cĩ tác dụng làm giảm lượng đường của máu.[1]
- Trong thành phần chất đạm của carrot, cĩ asparagin, trong chất béo cĩ acid palmitic và oleic. Trong carrot cĩ chứa tinh dầu (0.8-1.6%) với thành phần chủ yếu là pinen, limonen, daucola (1glycol).[1]
2.1.7 Cơng dụng của carrot và nước carrot: Carrot trong y học: Carrot trong y học:
- Củ carrot dùng trong thuốc bổ Đơng y, dùng trong thuốc uống trị suy nhược (rối loạn sinh trưởng, thiếu chất khống, cịi xương, sâu răng) trị thiếu máu, một số trường hợp kém thị lực.[1]
- Carrot trong tiêu hĩa: carrot trị tiêu chảy ở trẻ em và người lớn, bệnh trực trùng Coli, viêm ruột non, kiết, bệnh đường ruột, táo bĩn, loét dạ dày, tá tràng, xuất huyết dạ dày và ruột, bệnh phổi (ho gà, ho gà mãn tính, hen) lao hạch, thấp khớp, thống phong, sởi vàng da, xơ vữa động mạch, suy gan mật, giảm sữa nuơi con.[1]
- Carrot dùng trị bệnh ngồi da (eczema, nấm, chốc, lở tại chỗ), kí sinh trùng đường ruột (sán xơ mít), dự phịng các bệnh nhiễm trùng và thối hĩa, đề
phịng sự lão hĩa và các vết nhăn. Carrot cịn được dùng ngồi để chữa vết thương, loét bỏng nhọt, dùng đắp apxe và ung thư vú, ung thư biểu mơ. [7]
- Carrot và thị giác: Carrot khơng ngăn ngừa hoặc chữa được cận thị hay viễn thị nhưng khi thiếu vitamin A, mắt sẽ khơng nhìn rõ trong bĩng tối. Carrot cĩ nhiều ß-caroten, tiền thân của vitamin A. Ở võng mạc, vitamin A biến đổi thành chất rhodopsin, cần cho mắt khi nhìn ban đêm. ß-caroten cịn là một chất chống oxy hĩa mạnh cĩ thể ngăn ngừa võng mạc thối hĩa và đục thủy tinh thể.[68]
Carrot trong đời sống:
- Củ carrot được sử dụng để ăn sống (làm nộm, trộn dầu giấm) xào, nấu canh hầm thịt.[1]
- Các nhà khoa học Anh tại trường Đại học York đã phân tách từ carrot một loại chất đạm đặc biệt dùng để chế biến chất chống đơng, nếu thành cơng nĩ cĩ thể ứng dụng trong phịng thí nghiệm dùng lưu trữ tế bào thực vật khơng bị đơng giá khi nuơi trồng thực vật.[71]
- Theo nghiên cứu mới vào năm 2008, các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra loại carrot biến đổi gen cung cấp thêm nhiều canxi, do biến đổi gen nên canxi cĩ thể truyền qua dễ dàng màng tế bào carrot. Các nhà nghiên cứu cho biết ăn loại carrot mới nầy sẽ hấp thu được thêm 41% canxi so với loại truyền thống. Tuy nhiên các nhà khoa học vẫn cịn tiếp tục nghiên cứu thêm về vấn đề nầy.[68]
Nước carrot:
- Carrot là nguyên liệu để chế biến nước carrot. Nước carrot giàu ß- caroten được cơ thể hấp thu và chuyển hĩa thành vitamin A. Vitamin A cĩ ảnh hưởng đến thị lực, cấu trúc xương, các bao dây thần kinh, hệ thống tái sinh sản, sự phát triển các màng nhầy cơ thể.[71]
- Ngồi ra, các vitamin B, D, H, A, K cĩ trong nước carrot cịn giúp con người ăn ngon miệng và hỗ trợ tiêu hĩa, giúp xương, răng tăng trưởng, chắc hơn.[71]
2.1.8. Chế biến carrot sau thu hoạch:
- Sau thu hoạch, carrot cĩ thể sử dụng làm thực phẩm dạng tươi (nấu canh, nấu mĩn, làm dưa chua hoặc trang trí…). Carrot cũng cĩ thể dùng làm đồ hộp rau hay đồ hộp nước ép.
- Trong luận văn nầy, chúng tơi chỉ trình bày phần quy trình sản xuất nước carrot.
2.1.8.1 Quy trình sản xuất nước carrot:
- Theo tài liệu của tác giả Nguyễn Văn Tiếp và cộng sự, việc sản xuất nước carrot được tiến hành theo quy trình sau:[35]
Rửa sạch Gọt vỏ Rửa lại Carrot Vỏ Phân loại Chọn lọc
Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất nước carrot Chần Phối chế Bài khí Rĩt nĩng Sản phẩm Cắt lát Chà Lọc Đun nĩng Thanh trùng Bao bì
2.1.8.2 Thuyết minh quy trình sản xuất nước carrot:
Chọn lọc: nhằm loại bỏ các thành phần nguyên liệu khơng đủ quy cách để chế biến như bị sâu, thối, hỏng, màu sắc khơng thích hợp.
Cĩ thể lựa chọn rau quả bằng phương pháp thủ cơng ngay trên băng tải nguyên liệu. [14, 38]
Phân loại: nhằm phân chia nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc hoặc độ chín.
- Việc phân loại nguyên liệu cĩ thể tiến hành bằng phương pháp thủ cơng hoặc phương pháp cơ giới hĩa. [14, 38]
Rửa: nhằm mục đích loại trừ các tạp chất, bụi, đất cát bám trên nguyên liệu. Khi rửa tránh để nguyên liệu tiếp xúc với nước lâu, khơng bị dập nát, ít tổn thất dinh dưỡng. Nước rửa nguyên liệu phải tuân theo các tiêu chuẩn vật lý, hĩa học và vi sinh.[14]
- Trong sản xuất người ta thường dùng máy rửa bơi chèo để rửa nguyên liệu carrot. [27]
Gọt vỏ: là quá trình nhằm loại bỏ các thành phần khơng ăn được hoặc cĩ giá trị kém như rễ, cuống.[14]
- Đối với carrot, để bĩc vỏ cĩ thể tiến hành bằng phương pháp hĩa học như sử dụng NaOH cĩ độ tinh khiết 95%. Nồng độ NaOH thường sử dụng là 1.5 - 2%, nhiệt độ là 70 - 800C. [14,27]
- Việc tách vỏ carrot cĩ thể thực hiện bằng máy, quá trình dựa trên nguyên tắc là tạo nên sự va chạm và chà xát nguyên liệu lên bề mặt nhám của thiết bị, làm cho lớp vỏ bề mặt bị trĩc ra rồi dùng nước xối đi.[14]
Rửa lại: sau khi gọt vỏ carrot bằng phương pháp hĩa học hay bằng phương pháp cơ học thì carrot được rửa lại nhằm làm sạch hĩa chất hay lớp vỏ tách ở giai đoạn trước.[27]
Cắt lát: là quá trình sử dụng hệ thống lưỡi dao lắp đặt trong máy để cắt carrot thành miếng hoặc thành khoanh. Giai đoạn nầy giúp cho quá trình chần, xay cĩ kết quả tốt hơn.[38]
Chần: là quá trình nhúng nguyên liệu vào nước nĩng hay dung dịch muối ăn, đường hoặc acid nĩng.[27]
- Theo tài liệu tham khảo, nhiệt độ của quá trình chần carrot là 90 - 1000C trong thời gian 10 phút.[27,38]
- Mục đích của quá trình chần là:[28]
+ Đình chỉ các quá trình sinh hĩa xảy ra trong nguyên liệu, để hạn chế những biến đổi xảy ra khi chế biến.
+ Tránh hiện tượng làm đen sản phẩm do dưới tác dụng của nhiệt độ thì hệ thống enzym oxi hĩa khử peroxidase và poliphenoloxidase bị phá hủy.
+ Tiêu diệt một phần vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu.
+ Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh giúp dịch bào thốt ra dễ dàng.
Chà: là quá trình nhằm làm nhỏ và đồng nhất khối nguyên liệu. Nguyên liệu sau khi chà được chia thành 2 phần: phần lỏng qua rây để sản xuất sản phẩm chính và phần bã cịn lại trên rây.[27]
- Chà carrot dùng máy chà cĩ đường kính lỗ 1 - 1.5 mm.[38]
Phối chế:
- Để tăng hương vị cho sản phẩm, ta cĩ thể phối trộn nước carrot với nước đường, hoặc trộn lẫn một số nước quả với nhau.[3, 30]
- Ở giai đoạn phối chế, cĩ thể sử dụng acid ascorbic hoặc acid citric để điều hịa vị chua ngọt cho sản phẩm. Acid ascorbic (Vitamin C) được sử dụng như một chất chống oxy hĩa tự nhiên, cĩ tác dụng bảo vệ màu, mùi, vị của thực phẩm. Acid citric (C6H8O7.H2O) cĩ vị chua dịu nên được sử dụng rộng rãi trong các loại thức uống so với các loại acid thực phẩm khác.[30]
- Theo tài liệu của tác giả Nguyễn Văn Tiếp, pha pure carrot với nước đường theo tỉ lệ 1:1. Pha thêm acid ascorbic với nồng độ 0.015 - 0.02%.[9]
- Để sản xuất 1 tấn sản phẩm, cần sử dụng 850kg carrot, 50kg đường kính và 0.3kg acid ascorbic.[35]
Đồng hĩa: là phương pháp làm cho sản phẩm được đồng nhất, bằng cách làm nhỏ các phần tử của sản phẩm tới vài chục micromet. Sản phẩm sau khi đồng hĩa cĩ độ mịn cao, khơng bị phân lớp sau nầy.[27]
Đun nĩng: là quá trình nhằm nâng nhiệt độ của nguyên liệu để chuẩn bị cho quá trình bài khí tiếp theo.[27,38]
Bài khí: là quá trình loại bỏ khơng khí ra khỏi sản phẩm. Oxy trong khơng khílà nguyên nhân gây ra các phản ứng oxy hĩa trong quá trình bảo quản sản phẩm, đồng thời tạo điều kiện cho nhĩm vi sinh vật hiếu khí phát triển. Người ta thường sử dụng phương pháp bài khí bằng nhiệt độ cao kết hợp với áp suất chân khơng.[27]
Rĩt nĩng: trong cơng nghệ sản xuất đồ hộp rau quả hay nước ép rau quả, sản phẩm sau khi được bài khí sẽ được rĩt nĩng. Phương pháp nầy giúp đuổi phần khơng khí bên trong bao bì trước khi rĩt sản phẩm.[27,9]
Thanh trùng: là một quá trình quan trọng cĩ ảnh hưởng quyết định tới khả năng bảo quản và chất lượng của thực phẩm. Cĩ nhiều phương pháp thanh trùng khác nhau như dùng dịng điện cao tần, tia ion hĩa, siêu âm, vi lọc và sử dụng nhiệt độ cao. [3]
- Thanh trùng bằng cách sử dụng tác nhân nhiệt là nước nĩng hoặc hơi nước là phương pháp thanh trùng phổ biến nhất trong sản xuất đồ hộp nước rau quả.[14]
- Khi nâng nhiệt độ mơi trường quá nhiệt độ tối thích của vi sinh vật thì hoạt động của vi sinh vật chậm lại. Ở nhiệt độ cao, protein của chất nguyên sinh vi sinh vật bị đơng tụ làm cho vi sinh vật bị chết. Quá trình đơng tụ protein
khơng thuận nghịch, nên hoạt động của vi sinh vật khơng phục hồi sau khi hạ nhiệt.[27]
- Đối với các loại nước rau quả thì yêu cầu về nhiệt độ thanh trùng thường khơng quá cao.[30]
- Theo tác giả Nguyễn Văn Tiếp, tiệt trùng nước carrot ở nhiệt độ 1160C, thời gian 25 - 30 phút.[11]
Sản phẩm: Trong 100ml nước carrot cĩ thành phần giá trị dinh dưỡng như sau:[35]
Bảng 2.3: Thành phần dinh dưỡng nước carrot
Thành phần Hàm lượng (%) - Nước - Protein - Lipid - Glucid - Cellulose - Acid hữu cơ - Tro - Calcium - Phosphorus - Sắt - Độ sinh nhiệt 84.6 % 1.4 % 0.4 % 11.9 % 0.6 % 0.2 % 0.9 % 56mg % 46mg % 0.8mg % 59 kcal/100g 2.2 Enzym pectinase: 2.2.1 Định nghĩa:
- Pectinase là enzym xúc tác phản ứng thủy phân các liên kết hĩa học trong polymer pectin, sản phẩm tạo thành là acid galacturonic, glucose, galatose, arabinose, methanol...[5]
2.2.2 Cơ chất:
- Enzym pectinase sẽ tác động lên các hợp chất pectin cĩ khối lượng phân tử khác nhau và cấu trúc hĩa học khơng đồng dạng và thủy phân các liên kết α- glycoside trong phân tử pectin. Trong thực vật, pectin tồn tại dưới ba dạng: pectin hịa tan, acid pectinic và protopectin.[9]
Pectin:
- Pectin là một polysaccaride dị thể, mạch thẳng, cấu tạo từ sự kết hợp của các acid D-galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết α - 1,4-D-glycoside. Pectin hịa tan là ester methylic của acid polygalacturonic của pectin, trong tự nhiên cĩ khoảng 2/3 nhĩm carboxyl của polygalacturonic acid được ester hĩa bằng methanol. Mặt khác, các nhĩm carboxyl của acid galacturonic cĩ thể được ester hĩa một phần bởi các ion Na+, K+ hay nhĩm NH4+ hoặc bị decarboxyl hĩa.[16]
Hình 2.6 : Cơng thức cấu tạo của pectin
Protopectin: Các pectin tự nhiên trong thành tế bào cĩ thể liên kết với cấu trúc polysaccharide và protein để tạo thành các protopectin khơng tan. Khi thủy phân giới hạn protopectin sẽ được pectin hoặc acid pectinic.[9]
Acid pectinic:
- Là các galacturonan cĩ chứa hàm lượng các nhĩm methoxyl cao. Pectinate là muối của acid pectinic. Acid pectinic tan trong nước.[9]
Acid pectic:
- Là các galacturonan cĩ chứa hàm lượng các nhĩm methoxyl khơng đáng kể. Dạng acid hay dạng muối của acid pectic gọi là pectate.[16]
2.2.3 Phân loại:
- Hệ enzym phân giải pectin gồm cĩ nhiều enzym khác nhau. Các nhà khoa học hiện chưa thống nhất cách phân loại các enzym nầy. Theo Koller và Newkom (1966), tất cả các enzym xúc tác phân giải pectin cĩ thể phân thành hai nhĩm chính: hydrolase và transeliminase. Dù ở nhĩm thứ nhất hay nhĩm thứ hai, các enzym phân giải pectin đều cĩ đặc điểm chung là làm giảm độ nhớt của dung dịch pectin và làm giảm khối lượng phân tử của các sản phẩm tạo thành.[6]
Nhĩm Hydrolase:
Bao gồm enzym pectinesterase và enzym polygalacturonase.
Pectinesterase (PE): cĩ tên gọi hệ thống là pectin methylesterase hay pectin methoxylase. Mã số: EC 3.1.1.11.[2]
PE xúc tác thủy phân liên kết ester giữa gốc methoxyl và gốc carboxyl trong phân tử pectin. Sự thủy phân chỉ xảy ra ở liên kết ester kề liền với nhĩm carboxyl tự do. Khi tồn bộ các nhĩm methoxyl đều bị tách ra khỏi cơ chất thì sản phẩm tạo thành là methanol và các acid polygalacturonic.[16]
COOH COOCH3 COOH COOCH3 COOH COOCH3 COOH
Hình 2.7: Vị trí xúc tác của PE
Polygalacturonase (PG): cĩ tên hệ thống Poly α-1,4-galacturonic glucanohydrolase. Mã số: EC.3.2.1.15. Là enzym xúc tác cho phản ứng thủy phân liên kết glycoside trong phân tử pectin. Cĩ nhiều loại polygalacturonase với tính đặc hiệu khác nhau.[2]
+ Polymethyl galacturonase (PMG): PMG xúc tác cho phản ứng thủy phân cơ chất pectic cĩ mức độ methoxyl hĩa rất cao (pectin). Do đĩ, nĩ khơng thủy phân acid pectic, các dẫn xuất của pectate hay acid pectinic.[16]
- PMG được chia thành 2 nhĩm là endo_PMG và exo _PMG. Sự phân chia nầy dựa vào vị trí phủy phân liên kết glycosdie trên mạch. Endo_PMG I sẽ
thủy phân ngẫu nhiên liên kết glycoside nội mạch của pectin. Exo_PMG III sẽ thủy phân lần lượt liên kết glycoside từ đầu khơng khử của mạch pectin, kết quả là từng gốc acid galacturonic sẽ được tách ra khỏi phân tử pectin.[2]
COOH COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOH COOCH3 COOH
Hình 2.8: Vị trí xúc tác của Endo _ PMG I
COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3
Hình 2.9: Vị trí xúc tác của Exo _ PMG III
+ Polygalacturonase là các enzym xúc tác cho phản ứng thủy phân cơ chất acid pectic và acid pectinic. Các enzym nầy cũng được chia thành 2 nhĩm là endo_PG II và exo_PG IV. Sự phân chia nầy dựa vào vị trí phủy phân liên kết glycoside trên mạch. Endo_PG II (EC 3.2.1.15) thủy phân liên kết glycoside nằm ở giữa mạch phân tử acid pectic và acid pectinic gần nhĩm carboxyl tự do, tạo sản phẩm là các đoạn oligogalacturonate. Exo_PG IV (EC 3.2.1.67) thủy phân liên kết glycoside đầu mạch gần với nhĩm carboxyl tự do của phân tử acid pectic và acid pectinic, tạo sản phẩm là di và mono galacturonate.[2,16]
COOH COOH COOCH3 COOH COOH COOCH3 COOH
Hình 2.10: Vị trí xúc tác của Endo _ PG II
COOH COOH COOCH3 COOH COOH COOCH3 COOH
Hình 2.11: Vị trí xúc tác của Exo _ PG IV
Nhĩm Transeliminase (TE):
- Sự phá vỡ liên kết α-1,4-glycoside cĩ thể tiến hành bằng con đường phi thủy phân chất pectin. Kết quả của sự phân cắt nầy là tạo nối kép trong gốc acid galacturonic giữa C4 và C5 vì khi đứt liên kết α-1,4-glycoside bởi transeliminase thì hidro của nguyên tử carbon thứ 5 thuộc gốc acid galacturonic nầy sẽ chuyển
đến C1 của gốc acid galacturonic khác. Các enzym xúc tác phản ứng nầy được gọi là Transeliminase (Lyase)[2]
- Transeliminase tác dụng trên pectin và acid pectic làm giảm độ nhớt dung dịch pectin. Dựa vào tính đặc hiệu và cơ chế tác dụng, cĩ thể phân thành các nhĩm enzym sau:
Pectin transeliminase: hay pectin lyase hay polymethylgalacturonate lyase. Tên hệ thống: poly α-1,4-galacturonic methylesterglucanolyase. Mã số