CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Tên gọi và tên khoa học Cà rốt có tên khoa học là Daucus carotasubsp. - Giới (Kingdom): Plantae - Bộ (Ordo): Apiales - Họ (Familia): Apiaceae - Chi (Genus): Daucus - Loài (Species): Daucus Carota 1. Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật 1.
Nguồn gốc và phân loại Chi Cà rốt danh pháp khoa học là Daucus, là một cho chứa khoảng 20- 25 loài cây thân thảo trong loài hoa tán (Apiaceae). Loài được biết đến nhiều nhất của chi này là cà rốt đã thuần dưỡng (Daucus carota phân loài sativus). Chúng có nguồn gốc từ khu vực Bắc Phi, Tây Nam Á và Châu Âu nhưng hiện nay được gieo trồng rộng khắp thế giới, chủ yếu là khu vực ôn đới. Chi cà rốt gồm các loài sau: - Daucus aureus cà rốt vàng.
- Daucus bicolor - Daucus broteri cà rốt Brotero - Daucus carota cà rốt dại - Daucus deriui 1 do an Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Tấn Dũng - Daucus guttatus - Daucus muricatus - Daucus pusillus cà rốt dại Mỹ - Daucus littoralis Hình 1. Hoa và củ cây cà rốt (Daucus Carota) 1. Đặc điểm thực vật Cây cà rốt là cây thân thảo sống hai năm, ít khi một năm hay lâu năm.
Thân đơn độc mọc thẳng đứng, có lông mọc ngược. Lá cắt thành bản hẹp. Hoa tập hợp thành tán kép; trong mỗi tán, hoa ở chính giữa thì không sinh sản và màu tía, còn các hoa sinh sản ở chung quanh thì màu trắng hay hồng. Hạt cà rốt có vỏ gỗ và lớp lông cứng che phủ.
Rễ dạng củ to, dài hình cọc, màu vàng, cam, đỏ. Thụ phấn nhờ các loài côn trùng (như các bộ Diptera, Coleoptera, Hymenoptera). Phần củ của cây cà rốt là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng của con người. 2 do an Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS.
Nguyễn Tấn Dũng Hình 1. Cấu tạo sinh học của cây cà rốt. Giá trị dinh dưỡng Cà rốt là một trong những loại rau quý giá được các thầy thuốc trên thế giới đánh giá cao về giá trị dinh dưỡng và chữa bệnh đối với con người. Cà rốt chứa nhiều vitamin, đường và năng lượng, đặc biệt là β- carotene.
Giá trị dinh dưỡng của cà rốt tươi (g/100g). Thành phần Đơn vị Hàm lượng Cacbohydrat g 9 Đường g 5 Chất xơ thực phẩm g 3 Chất béo g 0.2 Protein g 1 β- carotene μg 8285 Vitamin B1 mg 0.1 Vitamin C mg 7 Canxi mg 33 3 do an Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Tấn Dũng Sắt mg 0.66 Magie mg 18 Phospho mg 35 Kali mg 240 Natri mg 2.4 Hàm lượng carotene trong cà rốt cao hơn cà chua. Carotenoid có sắc tố tạo nên màu đỏ cam của cà rốt và gấc.
Màu sắc của cà rốt sẽ thay đổi tùy theo hàm lượng và thành phần carotenoid. Carotenoid là chất chống oxy hóa tốt cho sức khỏe. Nồng độ carotenoid cao trong máu giúp giảm nguy cơ bị thiếu máu cơ tim. Cà rốt có một ít tinh bột, chất đạm, chất béo, pectin, các ezyme pectinase, oxidase.
Ngoài ra còn chứa một lượng insulin có tác dụng làm giảm lượng đường của máu. Trong thành phần chất đạm của cà rốt có aspagarin, trong chất béo có acid palmitic và oleic. Cà rốt có chứa tinh dầu (0.6%) với thành phần chủ yếu là pien, limonene. Giá trị sử dụng Trong y học - Cà rốt dùng trong thuốc bổ Đông y, dùng trong thuốc uống trị suy nhược (rối loạn sinh trưởng, thiếu chất khoáng, còi xương, sâu răng) trị thiếu máu, một số trường hợp kém thị lực.
- Cà rốt trị tiêu chảy ở trẻ em và người lớn, viêm ruột non, táo bón, sởi càng da, suy gan mật. Ngoài ra, cà rốt còn trị bệnh ngoài da, phòng các bệnh nhiễm trùng và thoái hóa; giảm sự lão hóa và các nếp nhăn. - Cà rốt không ngăn ngừa hoặc chữa được cận thị hay viễn thị nhưng thiếu vitamin A, mắt sẽ không nhìn rõ trong bóng tối. Cà rốt là thực phẩm chứa nhiều β- carotene (tiền Vitamin A).
β- carotene là một chất chống oxy hóa mạnh có thể ngăn ngừa võng mạc thoái hóa và đục thủy tinh thể. - Tăng cường năng lượng: thay vì uống những thức uống có lượng đường cao, có thể 4 do an Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Tấn Dũng chọn nước ép cà rốt để thay thế. Nước ép cà rốt sẽ giúp năng lượng cơ thể bạn tăng lên nhanh chóng.
- Cà rốt chứa hàm lượng beta-carotene cao mà còn chứa không ít alpha-carotene. Những carotenes tìm thấy trong nước ép cà rốt cũng như lutein có tác dụng làm giảm sự thay đổi của bệnh tim và đột quỵ. Trong đời sống - Củ cà rốt được sử dụng để ăn sống, xào, nấu canh hầm thịt, các món giàu chất dinh dưỡng khác. - Các nhà khoa học Anh tại trường Đại học York đã phân tách từ cà rốt ra một loại chất đạm.
Chất đạm này dùng để chế biến chất chống đông, có thể lưu trữ tế bào trong phòng thí nghiệm. - Năm 2008, các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra loại cà rốt biến đổi gen cung cấp thêm nhiều canxi. Loại cà rốt này cung cấp lượng canxi nhiều hơn cà rốt thường đến 41%, tuy nhiên nghiên cứu này vẫn còn trong quá trình thực nghiệm. Một số sản phẩm của cà rốt - Ứng dụng trong thực phẩm: cà rốt được biết đến là một trong những nguồn cung cấp nhiều dưỡng chất quý giá như: β- carotene, vitamin E, xơ hòa tan, khoáng,… nên hiện nay cà rốt được bổ sung vào nhiều các dòng sản phẩm, tiêu biểu là nước ép trái cây, bột ngũ cốc,… Hình 1.
Một số sản phẩm thực phẩm từ cà rốt 5 do an Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Tấn Dũng - Ứng dụng trong mỹ phẩm: trong cà rốt, có chứa hàm lượng betacarotene cao, rất tốt cho việc nuôi dưỡng làn da và giữ ẩm cho da. Betacarotene là tiền thân của vitamin A – một chất chống oxy hóa quan trọng bậc nhất duy trì sự khỏe mạnh cho các tế bào, đảm bảo tính đàn hồi, giúp bề mặt da luôn căng mịn, mịn màng, tươi tắn, tóc khỏe khoắn, bóng mượt, làm chậm quá trình lão hóa. Sản phẩm mỹ phẩm từ cà rốt 1.
Tổng quan về Carotenoids Carotenoid là những sắc tố tự nhiên, có mặt rộng rãi trong tự nhiên và là nguồn gốc của các màu chói sáng (vàng, cam và đỏ) của nhiều trái cây ăn được (cam, dâu…), các loại rau (cà rốt, cà chua, gấc…), các loại nấm, của hoa, tảo, vi khuẩn, chúng cũng có mặt trong các sản phẩm động vật (George Britton and Frederick Khachik,2009). Thuật ngữ carotenoid bao gồm hai phức hợp gần tương tự nhau: một mặt là các carotyl, hydrocarbon không bão hòa và mặt khác là những đồng phân bị oxy hóa của hợp chất này hay còn gọi là các xanthophyl. Hơn 600 carotenoid đã được cô lập từ những sản phẩm tự nhiên (Xianquan et al,2005) Carotenoid không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ, ổn định trong môi trường kiềm và dễ bị biến đổi trong môi trường acid. Hợp chất này rất dễ bị oxy hóa do trong phân tử có nối đôi, sự oxy hóa tăng mạnh khi có sự hiện diện của sulfite và ion kim loại.
Các chất H2O2 và nhóm halogen cũng có thể làm mất màu carotenoid. Trong quá trình chế biến các thực phẩm chứa carotenoid, oxy trong không khí và nhiệt độ là nguyên nhân chuyển dạng trans- thành dạng cis-. Các enzyme oxy hóa như lipoxydase là nguyên nhân làm mất màu 6 do an Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Tấn Dũng carotenoid trong rau quả.
Carotene có thể ổn định trong môi trường ít oxy và chần nguyên liệu nhằm vô hoạt các enzyme oxy hóa. Quá trình lạnh đông ít ảnh hưởng đến các quá trình biến màu carotenoid. Carotenoid được chia thành 2 loại là: Carotene và xanthophyl - Các carotene: có màu đỏ, da cam, là những hydrocarbon (C40H58) có 1 mạch ngang 18 carbon mang 4 nhóm -CH3 và 9 dây nối đôi liên hợp, chúng khác nhau ở các đầu chuỗi (α-carotene, β-carotene và lycopen). - Xanthophyl: phân tử chứa oxy và thường có màu vàng (lutein và zeaxanthin).
Các dẫn xuất của carotenoid và màu của chúng (International Journal of Oncology, 2005) Carotenoid và dẫn xuất Màu sắc Lycopen Đỏ β-carotene Cam α-carotene Vàng β-cryptoxanthin Cam α-cryptoxanthin Vàng cam Zeaxanthin Vàng cam Lutein Vàng Violaxanthin Vàng Capsanthin Đỏ 1. β-carotene - Công thức phân tử: C40H56 - Công thức cấu tạo 7 do an Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Tấn Dũng Hình 1.5: Công thức cấu tạo của β-carotene (Frederick Khachik,2009) 1. Tính chất - Bột kết tinh màu đỏ - Nhiệt độ nóng chảy: 181 – 1830C.
- Độ tan: tan trong hexan, cloroform, benzene hầu như không tan trong nước. - Cho phổ hấp thụ UV-VIS, cực đại hấp thụ (trong cloroform) là 497 và 466nm. - Dễ bị biến đổi khi tiếp xúc với ánh sáng và nhiệt độ. Công dụng - Về mặt sinh học, β-carotene là tiền chất quan trọng nhất của vitamin A.
β-caretene được sử dụng như vitamin A, nhưng không tích lũy gây độc. Cơ thể người tích lũy β-caretene ở gan và khi cần sẽ phân ly β-carotene thành 2 phân tử vitamin A. Vitamin A có tác dụng tăng cường thị lực cho con người, đặc biệt là ở trẻ em (Kathy J và các cộng sư, 1989). - β-carotene ngăn chặn các gốc tự do có tác hại đến cơ thể và do đó ngăn ngừa các bệnh mãn tính liên quan đến gốc tự do như bệnh ung thư, bệnh tim mạch (Kohn RR,1971).
- β-carotene là một chất oxy hóa chống stress và tăng cường kích thích miễn dịch. - Trong công nghiệp thực phẩm β-carotene được dùng làm phẩm màu. Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại 8 do an Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Nguyễn Tấn Dũng 1.
Khái niệm sấy bằng bức xạ hồng ngoại Sấy bức xạ hồng ngoại là phương pháp sấy vật liệu ẩm sử dụng nguồn phát ra tia hồng ngoại là tác nhân chính để làm bay hơi nước có trong thực phẩm. Cơ chế sấy khô vật liệu ẩm bằng bức xạ hồng ngoại Các loại vật liệu ẩm thường được cấu tạo từ nước và các hợp chất hữu cơ. Ở cùng một điều kiện giống nhau thì nước và các loại hợp chất hữu cơ, lại hấp thụ năng lượng cực đại của bức xạ hồng ngoại do nguồn phát phát ra, ở những bước sóng khác nhau. Đây là căn cứ để điều chỉnh năng lượng bức xạ về bước sóng thích hợp, mà tại đó nước ở trong vật liệu ẩm bay hơi càng nhiều càng tốt.
Khi cấp điện cho bóng đèn hồng ngoại thì đèn sẽ phát sáng và sản sinh ra các tia hồng ngoại chiếu tới vật liệu ẩm trong phòng sấy.