MỞ ĐẦU Một trong những vấn đề lớn nhất mà ngành nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm phải đối mặt là việc tạo ra một lượng lớn phụ phẩm trong quá trình chế biến. Vấn đề này được coi là một thách thức toàn cầu và thể hiện việc sử dụng tài nguyên thiên nhiên chưa đạt hiệu quả cao [1]. Điều đáng lo ngại là một lượng lớn phụ phẩm nông nghiệp góp phần gây ra vấn đề lãng phí thực phẩm, sau đó, nó có thể dẫn đến nhiều vấn đề về môi trường và hiệu quả kinh tế [2]. Theo số liệu thống kê thì công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả là nguồn phát sinh chất thải lớn thứ hai và chỉ đứng sau nước thải sinh hoạt [3].
Rau quả là một trong những nhóm thực phẩm được tiêu thụ nhiều nhất trên toàn cầu. Rau quả có thể được sử dụng ở dạng tươi, chế biến hoặc được dùng làm phụ liệu để sản xuất những nhóm thực phẩm khác. Sự gia tăng dân số liên tục đã dẫn đến sự mất cân bằng giữa cung và cầu, đồng thời tình trạng lãng phí lương thực trên toàn cầu ngày càng gia tăng [4]. Chính vì vậy việc tận dụng các phụ phẩm của công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị gia tăng.
Cà rốt (Daucus carota L.), một trong những loại rau củ quan trọng nhất trong họ Apiaceae, được trồng trên toàn thế giới. Củ cà rốt được sử dụng rộng rãi do giàu carotenoid, chất xơ, vitamin và các chất dinh dưỡng khác [5]. Quá trình sau thu hoạch và chế biến cà rốt sinh ra nhiều loại phụ phẩm khác nhau như: phần cuống, lá, và bã cà rốt sau khi ép lấy dịch chiết. Phần lớn những phụ phẩm này được dùng làm thức ăn chăn nuôi [6].
Tuy nhiên, một số nghiên cứu gần đây cho thấy một số thành phần hóa học và hoạt tính sinh học có trong phần cuống cà rốt có thể làm tăng giá trị của nó so với củ cà rốt [7]. Ngành công nghiệp bánh đã và đang phát triển trên toàn thế giới đối với người tiêu dùng nhờ các sản phẩm tiện dụng và có thể sử dụng ngay [8]. Thuật ngữ 'bánh nướng' dùng để chỉ các loại bánh mì, bánh quy và bánh ngọt [9]. Các sản phẩm bánh nướng thường sử dụng nguyên liệu chính là bột mì [10].
Bánh quy là một trong những sản phẩm ăn nhanh phổ biến khắp nơi. Olaoye và cộng sự (2007) đã mô tả bánh quy là món ăn nhẹ dinh dưỡng được sản xuất từ bột nhào, và được làm chín bằng phương pháp nướng [11]. Hiện nay, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến nhóm thực phẩm giàu xơ và các chất có hoạt tính sinh học. Bánh quy là thực phẩm chứa nhiều năng lượng nhưng lại nghèo hợp chất có hoạt tính sinh học và chất xơ.
Việc bổ sung phụ phẩm từ rau quả vào bánh quy có thể cải thiện hàm lượng chất xơ và các hợp chất phenolic, có hoạt tính kháng oxy hóa. 1 Từ những lập luận ở trên, đề tài “Ảnh hưởng của tỷ lệ bổ sung bột cuống cà rốt đến chất lượng bánh quy giàu xơ” đã được thực hiện. Mục tiêu của nghiên cứu trên là sử dụng bột cuống cà rốt để tạo ra một sản phẩm bánh quy giàu chất xơ, các chất có hoạt tính kháng oxy hóa và được người tiêu dùng chấp nhận. Giới thiệu Cà rốt có tên khoa học là Daucus carota, là một trong những loại củ được trồng và tiêu thụ phổ biến nhất ở nhiều nước trên thế giới.
Hiện nay, cà rốt chủ yếu được trồng ở Châu Âu và Châu Á. Ước tính tổng sản lượng cà rốt và củ cải trên thế giới là 40 triệu tấn vào năm 2018. Trong đó, 8,3 triệu tấn được sản xuất tại Liên minh Châu Âu. Cà rốt có màu cam là loại phổ biến nhất, nhưng cũng có những loại cà rốt có màu đỏ, trắng, vàng, đen, tím hoặc thậm chí nhiều màu khác nhau.
Cà rốt chứa nhiều chất có hoạt tính sinh học, bao gồm carotenoid, anthocyanin và các hợp chất phenolic khác. Điều này làm cho loại củ này trở thành một nguồn cung cấp chất chống oxy hóa tốt cho con người. Các hợp chất chống oxy hóa phong phú nhất được tìm thấy trong cà rốt là α- và β-carotene, vitamin E và anthocyanin. Điều thú vị là hàm lượng của các chất chống oxy hóa này là nguyên nhân tạo nên màu sắc khác nhau ở các loại cà rốt.
Cà rốt được cho là có nhiều lợi ích cho sức khỏe do khả năng chống oxy hóa cao, bao gồm khả năng ngăn ngừa bệnh tim mạch và một số loại ung thư [12]–[14]. Cà rốt là loại cây trồng được đưa vào Việt Nam từ thế kỷ trước. Hiện nay, cà rốt được xem là cây trồng xóa đói giảm nghèo hiệu quả tại nhiều tỉnh phía Bắc và ở Đà Lạt [15]. Trong công nghệ sau thu hoạch và chế biến cà rốt, có hai nhóm phụ phẩm phổ biến là: cuống lá và bã cà rốt sau khi ép lấy dịch chiết.
Những phụ phẩm này có chứa một lượng lớn các hợp chất có hoạt tính sinh học. Những hợp chất có hoạt tính sinh học này có thể được sử dụng để phát triển thực phẩm chức năng và dược phẩm [16]. Phần cuống cà rốt có thể được sử dụng làm thức ăn ủ chua dành cho gia súc và gia cầm [17]. Thành phần hóa học của cuống cà rốt Thành phần hóa học của cuống cà rốt từ các nguồn tài liệu khác nhau được trình bày trong Bảng 2.
Thành phần hóa học của cuống cà rốt từ một số bài báo tham khảo. Thành phần hóa học Goneim và cộng Leite và cộng Uchele và cộng Venkataramanan và (% chất khô) sự (2011) [18] sự (2011) [19] sự (2021) [20] cộng sự (2015) [21] Carbohydrate 61,36 nd 45,92 nd Protein 20,27 18,23 27,05 14,4 Chất béo 3,37 4,75 2,67 Nd Tro 15,00 15,32 14,71 18,92 Ghi chú: nd – không xác định Thành phần hóa học của cuống cà rốt rất khác biệt nhau là do thay đổi theo giống, thổ nhưỡng, khí hậu và điều kiện chăm sóc. Các yếu tố môi trường không chỉ tác động đến sự tăng trưởng và năng suất của cây trồng mà còn ảnh hưởng chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của nông sản [22]. Carbohydrate và protein Bảng 2.1 cho thấy hàm lượng carbohydrate và protein chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần hóa học cơ bản của cuống cà rốt.
Hàm lượng protein của cuống cà rốt dao động trong khoảng 14,4%-27. Như vậy, phần cuống cà rốt chứa nhiều protein so với nhiều loại nông sản khác. Đối với carbohydrate, chất xơ là thành phần chiếm tỷ lệ lớn. Chất xơ là một loại carbohydrate phức hợp không thể tiêu hóa ở cơ thể người và được tìm thấy trong các thành phần cấu trúc của thực vật.
Chúng không có giá trị năng lượng. Tuy nhiên, chế độ ăn giàu chất xơ mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như ngăn ngừa táo bón, điều hòa lượng đường trong máu, ngăn ngừa một số dạng của bệnh ung thư. Kết quả nghiên cứu của Lineback (1999) cho thấy thành tế bào cuống cà rốt có chứa pectin (galacturonans, rhamnogalacturonans, arabinans, galactans và arabinogalactans-1), cellulose (β-4, D- glucan), lignin (trans-coniferyl alcohol, trans-sinapyl alcohol and trans-pcoumaryl alcohol) và hemi-cellulose (xylans, glucuronoxylans β-D-glucans and xyloglucans) [23]. Lipid Cuống cà rốt cũng chứa chất béo dù hàm lượng chất béo khá thấp.2 trình bày thành phần các acid béo trong cuống cà rốt ở các độ tuổi khác nhau.
Thành phần acid béo (mg/100 gam chất khô) của phần cuống cà rốt ở các giai đoạn phát triển khác nhau [19]. Acid béo 40 ngày 80 ngày 100 ngày Tetradecanoic acid 36,76a ± 1,13 16,92c ± 1.31 (C18:0) Oleic acid 35,86ab ± 2.38 (C18:1n-9) cis-Vaccenic Acid 4,44 ± 0.64 (C24:0) Số liệu được thể hiện dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn. Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng khác nhau có ý nghĩa thống kê ở mức 5%. 5 Như vậy, phần cuống cà rốt có chứa acid béo bão hòa và không bão hòa.
Nhiều acid béo không bão hòa có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng hàng ngày của con người [24]. Khoáng chất Bảng 2.3 cho thấy cuống lá cà rốt rất giàu các loại khoáng chất như Na, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn và Fe. Theo Pereira và cộng sự (2003), cuống cà rốt có chứa cả sắt, kẽm và đồng. Khoáng chất trong cuống phụ thuộc vào thành phần của đất và điều kiện bón phân [18], [19].
Một số khoáng chất trong cuống cà rốt sấy khô [19]. Khoáng chất (mg/100 gam chất khô) Ca Na K Mg Mn 0,05 ± 0.01 Số liệu được thể hiện dưới dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn. Các hợp chất có hoạt tính sinh học Các hợp chất hoạt tính sinh học có trong cả củ và cuống lá cà rốt. Cuống lá cà rốt có chứa nhiều hợp chất, chẳng hạn như carotenoid, chlorophyll, các vitamin, nhiều nguyên tố vi lượng và hợp chất polyphenolic, bao gồm luteolin và apigenin.
Kähkönen và cộng sự (1999) báo cáo rằng hợp chất phenolic tổng (TPC) trong cuống lá cà rốt là 7,4 mg đương lượng galic acid (GAE) mỗi g, cao gấp hơn 10 lần so với cà rốt tươi (0,6 mg GAE /g khối lượng khô) [25]. Hơn nữa, tinh dầu thu được từ cuống lá cà rốt rất giàu α-pinene, sabinene và germacrene, được biết là có tác dụng kháng khuẩn. Luteolin cũng có trong cuống lá cà rốt được chiết siêu tới hạn và có thể đóng góp vào các tác dụng khác nhau như tác dụng chống oxy hóa, chống viêm và chống ung thư. Khi nghiên cứu về lá cà rốt ngày càng nhiều, cuống cà rốt, phần tương đối bị loại bỏ so với củ cà rốt, có thể trở thành một nguồn dinh dưỡng tiềm năng [26].
Giới thiệu Chất xơ là một phần cấu trúc của thực vật và được tìm thấy trong tất cả các loại thực phẩm từ thực vật, bao gồm rau, trái cây, ngũ cốc và các loại đậu. Chất xơ là một nhóm carbohydrate riêng biệt hầu như chỉ có trong thực vật, bao gồm các polysaccharide không phải tinh bột, chẳng hạn như cellulose, pectin và lignin [27]. Chất xơ thường được coi là một thành phần 6 thiết yếu trong dinh dưỡng hàng ngày. So với các nhóm chất dinh dưỡng truyền thống khác, cụ thể là nước, protein, đường, chất béo, vitamin và khoáng chất, khái niệm chất xơ được hình thành khá muộn [28].
Chất xơ không bị thủy phân bởi các enzyme tiêu hóa của con người [29]. Chất xơ là một lĩnh vực thú vị đối với các nhà khoa học thực phẩm, chuyên gia dinh dưỡng và nhà sản xuất thực phẩm vì vai trò quan trọng của nó trong việc cải thiện sức khỏe thông qua phòng ngừa và kiểm soát bệnh tật [30].