Хімічний склад, функціональні властивості та переробка моркви - огляд

Крішан Датт Шарма

Департамент харчових наук та технологій, Пармарський університет, Солан, 173 230 Індія

Сваті Карки

Департамент харчових наук та технологій, Пармарський університет, Солан, 173 230 Індія

Нараян Сінгх Тхакур

Департамент харчових наук та технологій, Пармарський університет, Солан, 173 230 Індія

Суреха Атрі

Департамент харчових наук та технологій, Пармарський університет, Солан, 173 230 Індія

Анотація

Морква є одним з важливих коренеплодів, багатих біоактивними сполуками, такими як каротиноїди та харчові волокна, з помітним рівнем кількох інших функціональних компонентів, що мають значні оздоровчі властивості. Споживання моркви та її продуктів неухильно зростає завдяки визнанню її як важливого джерела природних антиоксидантів, що мають протиракову активність. Окрім коренеплодів моркви, які традиційно використовуються для приготування салатів та приготування каррі в Індії, їх можна комерційно перетворити на збагачені харчовими продуктами перероблені продукти, такі як сік, концентрат, сушений порошок, консерви, консерви, цукерки, соління та газраїла. Морквяні вичавки, що містять близько 50% β-каротину, можна вигідно використовувати для добавок таких продуктів, як макуха, хліб, печиво та приготування декількох видів функціональних продуктів. У цьому огляді висвітлено харчовий склад, фітонутрієнти, що сприяють здоров’ю, функціональні властивості, розвиток продуктів та використання побічних продуктів моркви та морквяних вичавок, а також їх потенційне застосування.

Морква (Daucus carota L) є одним із популярних коренеплодів, що вирощуються у всьому світі, і є найважливішим джерелом харчових каротиноїдів у західних країнах, включаючи Сполучені Штати Америки (Блок 1994; Torronen et al. 1996). Китай є основною країною-виробником моркви у світі (FAO 2008). Площа під морквою в Індії складає 22 538 га з річним видобутком 4,14 лак-тонн (Thamburaj and Singh 2005), а основними державами-виробниками є Уттар-Прадеш, Ассам, Карнатака, Андхра-Прадеш, Пенджаб та Хар'яна. В останні роки споживання моркви та продуктів її виробництва постійно зростало завдяки визнанню їх як важливого джерела природних антиоксидантів, крім того, протипухлинну активність β-каротину, що є попередником вітаміну А (Dreosti 1993; Speizer et al. 1999).

Хімічний склад

Фітонутрієнти

Рослинні компоненти, переважно вторинні метаболіти, що мають властивості зміцнення здоров’я, називаються фітонутрієнтами. Значення складових антиоксидантів у підтримці здоров’я та захисті від ішемічної хвороби серця та раку викликає значний інтерес серед науковців, виробників продуктів харчування та споживачів, оскільки тенденція майбутнього рухається до функціональної їжі зі специфічним впливом на здоров’я (Velioglu et al. 1998; Kahkonen et al. 1999; Robards et al. 1999). Дослідження in vitro показали, що фітонутрієнти, такі як каротиноїди та фенольні речовини, можуть відігравати значну роль, крім вітаміну, у захисті біологічних систем від впливу окисного стресу (Kalt 2005). Морква є важливим джерелом фітонутрієнтів, включаючи фенольні речовини (Babic et al. 1993), поліацетилени (Hansen et al. 2003; Kidmose et al. 2004) та каротиноїди (Block 1994). Морква багата на β-каротин, аскорбінову кислоту та токоферол і класифікується як вітамінізована їжа (Hashimoto and Nagayama 2004). Завдяки значному рівню різноманітності різних сполук, морква розглядається як функціональна їжа зі значними властивостями, що сприяють зміцненню здоров’я (Hager and Howard 2006).

Каротиноїди

Важливість каротиноїдів у їжі виходить за рамки, оскільки цим пігментам все частіше приписують природні пігменти та біологічні функції та дії. Каротиноїди присутні внутрішньоклітинно, і їх дії включають регуляцію експресії генів або вплив функцій клітин, таких як інгібування адгезії моноцитів та активація тромбоцитів (Rock 1997). Ці біологічні ефекти не залежать від активності провітаміну А і пояснюються антиоксидантною властивістю каротиноїдів через дезактивацію вільних радикалів та загартування синглетного кисню (Krinsky 1989; Palozza and Krinsky 1992). Загалом, каротиноїди у продуктах класифікуються на каротини та ксантофіли, які надають привабливий червоний або жовтий колір та сприяють підвищенню якості їжі. Структурно каротиноїди можуть бути ациклічними або містити кільце з 5 або 6 вуглеводнів на одному або обох кінцях молекули (Carle and Schiber 2001).

Каротиноїди є важливими мікроелементами для здоров’я людини (Castermiller and West 1998). Загальний вміст каротиноїдів у їстівній частині коренів моркви коливається від 6000 до 54800 мкг/100 г (Simon and Wolff 1987). Основною фізіологічною функцією каротиноїдів є попередник вітаміну А (Nocolle et al. 2003). В останнє десятиліття каротиноїди, такі як β-каротин, привернули значну увагу через їх можливу захисну дію проти деяких видів раку (Bast et al. 1996; Santo et al. 1996; Van 1996). В системі людини фізіологічна активність α- і β-каротину становила 50 та 100% активності провітаміну А відповідно (Panalaks and Murray 1970; Simpson 1983) та однієї молекули β-каротину (рис. 1) дає дві молекули ретинолу в системі людини. Каротиноїди (рис. 2) пов’язані з підвищенням імунної системи та зниженням ризику таких дегенеративних захворювань, як рак, серцево-судинні захворювання, вікова маскулярна дегенерація та утворення катаракти (Mathews-Roth 1985; Bendich and Olson 1989; Bendich 1990; Krinsky 1990; Байерс та Перрі 1992; Бендіч 1994; Крінський 1994; Фолкс та Саутон 2001). Каротиноїди визначені як потенційний інгібітор хвороби Альцгеймера (Zaman et al. 1992).

функціональні

Будова β-каротину

Функції зміцнення здоров’я, пов’язані з каротиноїдами

Наявність високої концентрації антиоксидантів каротиноїдів, особливо β-каротину, може пояснювати біологічні та лікувальні властивості моркви. Повідомляється, що морква має сечогінні, балансуючі N властивості та ефективно впливає на виведення сечової кислоти (Anon 1952). Численні експерименти на тваринах та епідеміологічні дослідження показали, що каротиноїди пригнічують канцерогенез у мишей та щурів та можуть мати антиканцерогенну дію на людину. У біологічних системах β-каротин функціонує як агент, що захоплює вільні радикали, і як єдиний гаситель кисню, має антимутагенні, хіміопрофілактичні, фотозахисні та імунозміцнюючі властивості (Deshpande et al. 1995). Вживання моркви може також покращити імунну систему, захистити від інсульту, високого кров'яного тиску, остеопорозу, артриту катаракти, серцевих захворювань, бронхіальної астми та інфекцій сечовивідних шляхів (Beom et al. 1998; Sun et al. 2001; Seo and Yu 2003). Каротиноїди також виступають як поглиначі вільних радикалів і дуже важливі для здоров'я (Bast et al. 1998; Bramley 2000). Д’Одоріко та ін. (2000) показали, що наявність α- і β-каротину в крові має захисну дію проти атеросклерозу. Nocolle та ін. (2003) продемонстрували, що дієти з високим вмістом каротиноїдів пов'язані зі зниженим ризиком серцевих захворювань.

Фенольні речовини

Харчові волокна

Розробка продуктів

Обробка/консервування

Зневоднення

Крусс (1958) описав процес зневоднення моркви. Морква висушується до вологості близько 10% і переноситься в переносні контейнери для чистової обробки до повного зневоднення при 44,4 ° C. Про методи приготування та поліпшення кольору, смаку та смаку зневодненої моркви повідомляло багато працівників (Feinberg et al. 1964; Stephens and McLemore 1969; Luh and Woodroof 1982; Mudahar et al. 1992). Сублімаційна сушка забезпечує висушений продукт з пористою структурою і незначною усадкою або зовсім не дає її, кращого збереження смаку, а при регідратації їжа нагадує оригінальну (Mellor and Bell 1993). Аромат ліофілізованої моркви кращий, ніж продукти, що зневоднюються повітрям (Kalra et al. 1987), однак головним недоліком ліофілізованої сушки є її висока вартість (Krokida та Philippopoulos 2006). Помічено чудове утримання (96–98%) каротиноїдів у ліофілізованій моркві (Родрігес-Амая, 1997). Ambadan and Jain (1971) виявили, що бланшування шматочків моркви у 5% -ному розчині цукру до зневоднення не тільки надає привабливий колір, але покращує органолептичність та збереження якості продукту. Суміш kheer (рис. 3) була розроблена на основі зневодненої моркви, знежиреного молока, цукру та інших інгредієнтів (Manjunatha et al. 2003).

Етапи приготування морквяної суміші хеер

Повідомляється, що харчові якості харчових добавок на основі морквяного порошку (рис. 4) та крупи є хорошим джерелом сирого білка, сирої клітковини, заліза, кальцію, β-каротину та харчових волокон (Singh and Kulshrestha 2008). Бланшування моркви перед зневодненням призводить до вищого утримання β-каротину (Negi and Roy 2001). Оцінка вмісту β-каротину в зневодненій моркві (табл. 1) показала, що шматки втратили найбільше β-каротину, а потім порошку та відбивних протягом 3 місяців зберігання (Suman and Kumari 2002).

Етапи приготування морквяного порошку

Таблиця 1

Вміст β-каротину в зневодненій моркві

β-каротин, мг/100 г Втрата β-каротину,%
Свіжа морква39,6 ± 0,81-
Зневоднені морквяні відбивні24,7 ± 0,7337,0
Зневоднені шматочки моркви22,5 ± 0,6843,0
Морквяний порошок23,9 ± 0,2440,0

Джерело: Суман і Кумарі (2002)

Високотемпературна короткочасова обробка (HTST) успішно застосовується для уповільнення деградації каротиноїдів у переробленій моркві, з найбільшим руйнуванням каротиноїдів у звичайних консервах (121 ° C протягом 30 хв) з подальшим нагріванням HTST при 120 ° C протягом 30 с, 110 ° C протягом 30 с і підкислення плюс 105 ° C нагрівання протягом 25 с (Chen et al. 1994, 1995). Окрім ізомеризації та окислення у фруктах та овочах із високим вмістом каротиноїдів, рівень каротиноїдів зростає під час переробки. У рослинних тканинах каротиноїди існують в цис- і трансформах, і під час термічної обробки деякі трансформи або втрачаються, або перетворюються на цис та їх похідні, що призводить до загального збільшення загальних каротиноїдів (Chandler and Schwartz 1998; Dietz et al. 1988 ).

Дослідження ізотерми сорбції вологи на моркві показали, що не осмосовані дегідратовані морквяні шматочки є більш гігроскопічними в порівнянні з осмосованими зневодненими зразками і потребують меншої відносної вологості для безпечного зберігання (Singh 2001). Вплив різних технологій сушіння (сушка на повітрі, вакуумна сушка, комбінована сушка (сушка на гарячому повітрі + вакуумна сушка)) свідчить про те, що комбінована техніка сушіння може утримувати каротиноїди моркви протягом короткого часу сушіння (Zhang-xue et al. (2007). Деградація β-каротину в моркві порівняно менша при вакуумній сушці та при низькій перегрітій паровій сушці порівняно зі звичайною сушкою на повітрі (Suvarnakuta et al. 2005). Деградація β-каротину, як повідомляється, пов'язана з розвитком -ароматизатори у зневодненій моркві (Ayres et al. 1964; Walter et al. 1970). Активність ферментів, що руйнують каротин, можна зменшити шляхом бланшування (Reeve 1943). Зневоднені морквяні продукти, такі як морквяні відбивні, шматочки та порошок, використовувались для приготування таких рецептів, як каррі, халва та печиво (Suman and Kumari 2002).

Сік

Етапи приготування морквяного йогурту

Соління

Як правило, моркву маринують молочнокислим бродінням. Пруті та ін. (1980) повідомили, що моркву можна зберігати в хороших умовах протягом 6 місяців при кімнатній температурі навіть у герметичних контейнерах із використанням підкисленого розсолу з метабісульфітом калію, і цей продукт можна використовувати для виготовлення солоних огірків високої якості.

Зберегти

Морквяну цукерку або консерв можна приготувати, покривши невелику цілу моркву або скибочки моркви цукром або важким цукровим сиропом, щоб загальний вміст розчинних твердих речовин збільшився до 70–75 ° B (Beerh et al. 1984). Морква була перероблена з метою отримання продуктів з проміжною вологістю, що містять близько 55% вологи (Jayaraman and Dasgupta 1978; Bhatia and Mudhar 1982; Sethi and Anand 1982). Сетхі та Ананд (1982) готували скибочки моркви з середньою вологістю, використовуючи розчин, що містить цукор, гліколь, воду, кислоту та консервант. Оброблений продукт мав хороший колір, смак і текстуру. При низьких температурах (1–3 ° C) готовий до вживання продукт залишався прийнятним протягом 6 місяців у скляній ємності з утриманням β-каротину 40%.

Морквяний пиріг/Халва/Гаджрайла

Повідомлялося про переробку та консервацію численних солодких продуктів з моркви (Sampathu et al. 1981; Beerh et al. 1984; Kalra et al. 1987). Морквяна халва - одна з популярних солодких страв Північної Індії. Морквяну халву готують шляхом варіння подрібненої моркви з цукром та помірного обсмажування на гідрогенізованій олії або молочному жирі та сухому молоці (Sampathu et al. 1981).

Утилізація побічних продуктів

Були зроблені зусилля щодо використання морквяних вичавок у таких продуктах, як хліб, макуха, заправки, соління, укріплений пшеничний хліб (Filipini 2001), приготування бісквітів з високим вмістом клітковини (Kumari та Grewal 2007) та виробництво функціональних напоїв (Oshawa et al. 1995; Швайггерт 2004). Сприйняття споживачами такої продукції все ще потрібно продемонструвати особливо сенсорну якість, яка зазнає негативного впливу (Stoll et al. 2003). Морквяні вичавки містять 4–5% білка, 8–9% цукру, що відновлюється, 5–6% мінеральних речовин і 37–48% загальної дієтичної клітковини (в перерахунку на суху вагу), тому, як відомо, морквяні продукти є хорошим джерелом харчових волокон (Бао і Чанг 1994). Порошок морквяних вичавок (рис. 6) був проаналізований на предмет близького складу та загальної кількості харчових волокон та включений на рівні 10, 20, 30% у пшеничне борошно для приготування солодкого та солодкого бісквіту з високим вмістом клітковини. Оскільки порошок містив помітну кількість золи та харчових волокон, він покращував вміст мінералів та клітковини обох видів печива (Kumari та Grewal 2007). Крім того, вони повідомили, що морквяні вичавки на суху вагу містять 2,5 ± 0,15% вологи, 5,5 ± 0,10% золи, 1,3 ± 0,01% жиру, 0,7 ± 0,04% білка, 20,9 ± 0,15% сирої клітковини, 55,8 ± 1,67% загальної дієтичної кількості клітковина, 71,6 ± 0,23% загального вмісту вуглеводів і 301 ± 0,09 ккал/100 г енергії.

Приготування порошку морквяних вичавок

Технологічна інструкція для приготування морквяних ірисок з вичавок

Висновок