Krishan Datt Sharma

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Universitatea Parmar, Solan, 173 230 India

Swati Karki

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Universitatea Parmar, Solan, 173 230 India

Narayan Singh Thakur

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Universitatea Parmar, Solan, 173 230 India

Surekha Attri

Departamentul de Știință și Tehnologie Alimentară, Universitatea Parmar, Solan, 173 230 India

Abstract

Morcovul este una dintre legumele rădăcină importante, bogate în compuși bioactivi, cum ar fi carotenoizi și fibre dietetice, cu niveluri apreciabile de alte câteva componente funcționale care au proprietăți semnificative de promovare a sănătății. Consumul de morcov și produsele sale crește constant datorită recunoașterii sale ca o sursă importantă de antioxidanți naturali cu activitate anticancerigenă. În afară de faptul că rădăcinile de morcov sunt utilizate în mod tradițional în salată și prepararea curry-urilor în India, acestea ar putea fi transformate comercial în produse procesate bogate din punct de vedere nutrițional, cum ar fi suc, concentrat, pulbere uscată, conserve, conservă, bomboane, murături și gazrailla. Tescovină de morcov care conține aproximativ 50% β-caroten ar putea fi utilizată în mod profitabil pentru suplimentarea produselor precum tort, pâine, biscuiți și prepararea mai multor tipuri de produse funcționale. Prezenta revizuire evidențiază compoziția nutrițională, fitonutrienții care promovează sănătatea, proprietățile funcționale, dezvoltarea produselor și utilizarea subproduselor de morcov și tescovină de morcov împreună cu potențialul lor de aplicare.

Morcovul (Daucus carota L) este una dintre cele mai populare legume rădăcinoase cultivate în întreaga lume și este cea mai importantă sursă de carotenoizi dietetici în țările occidentale, inclusiv în Statele Unite ale Americii (bloc 1994; Torronen și colab. 1996). China este principala țară producătoare de morcovi din lume (FAO 2008). Suprafața sub morcov în India este de 22.538 ha cu o producție anuală de 4,14 lakh tone (Thamburaj și Singh 2005), Uttar Pradesh, Assam, Karnataka, Andhra Pradesh, Punjab și Haryana fiind principalele state producătoare. În ultimii ani, consumul de morcov și produsele sale a crescut constant datorită recunoașterii lor ca o sursă importantă de antioxidanți naturali în plus, activitatea anticancerigenă a β-carotenului fiind un precursor al vitaminei A (Dreosti 1993; Speizer și colab. 1999).

Compoziție chimică

Fitonutrienti

Componentele plantelor, în principal metaboliții secundari care au proprietăți de promovare a sănătății, se numesc fitonutrienți. Importanța constituenților antioxidanți în menținerea sănătății și protecției împotriva bolilor coronariene și a cancerului crește un interes considerabil în rândul oamenilor de știință, al producătorilor de alimente și al consumatorilor, deoarece tendința viitorului se îndreaptă către alimentele funcționale cu efecte specifice asupra sănătății (Velioglu et al. 1998; Kahkonen și colab. 1999; Robards și colab. 1999). Studiile in vitro au indicat că fitonutrienții, cum ar fi carotenoizii și fenolicii, pot juca un rol semnificativ, pe lângă vitamina în protejarea sistemelor biologice de efectele stresului oxidativ (Kalt 2005). Morcovul este o sursă semnificativă de fitonutrienți, inclusiv fenolici (Babic și colab. 1993), poliacetilene (Hansen și colab. 2003; Kidmose și colab. 2004) și carotenoizi (bloc 1994). Morcovul este bogat în β-caroten, acid ascorbic și tocoferol și este clasificat ca aliment vitaminizat (Hashimoto și Nagayama 2004). Datorită nivelului semnificativ de varietate a diferiților compuși prezenți, morcovii sunt considerați ca un aliment funcțional cu proprietăți semnificative de promovare a sănătății (Hager și Howard 2006).

Carotenoizi

Importanța carotenoizilor în alimente depășește, deoarece pigmenții naturali și funcțiile și acțiunile biologice au fost atribuite din ce în ce mai mult acestor pigmenți. Carotenoizii sunt prezenți intracelular și acțiunile lor implică reglarea expresiei genelor sau efectul funcțiilor celulare, cum ar fi inhibarea aderenței monocitelor și activarea trombocitelor (Rock 1997). Aceste efecte biologice sunt independente de activitatea pro-vitamina A și au fost atribuite proprietății antioxidante a carotenoizilor, prin dezactivarea radicalilor liberi și stingerea oxigenului singlet (Krinsky 1989; Palozza și Krinsky 1992). În general, carotenoizii din alimente sunt clasificați în caroten și xantofile, care dau o culoare roșie sau galbenă atractivă și contribuie la calitatea alimentelor. Structural, carotenoizii pot fi aciclici sau conțin un inel de 5 sau 6 atomi de carbon la unul sau ambele capete ale moleculei (Carle și Schiber 2001).

Carotenoizii sunt micronutrienți importanți pentru sănătatea umană (Castermiller și West 1998). Conținutul total de carotenoizi din porțiunea comestibilă a rădăcinilor de morcov variază între 6.000 și 54.800 μg/100 g (Simon și Wolff 1987). Principala funcție fiziologică a carotenoizilor este precursorul vitaminei A (Nocolle și colab. 2003). În ultimul deceniu, carotenoizii precum β-carotenul au atras o atenție considerabilă datorită posibilului lor efect protector împotriva unor tipuri de cancer (Bast și colab. 1996; Santo și colab. 1996; Van 1996). În sistemul uman, activitatea fiziologică a α- și β-carotenului a reprezentat 50 și 100% din activitatea pro-vitamina A, respectiv (Panalaks și Murray 1970; Simpson 1983) și o moleculă de β-caroten (Fig. 1). produce două molecule de retinol în sistemul uman. Carotenoidele (Fig. 2) au fost legate de îmbunătățirea sistemului imunitar și de riscul redus de boli degenerative, cum ar fi cancerul, bolile cardiovasculare, degenerarea masculară legată de vârstă și formarea cataractei (Mathews-Roth 1985; Bendich și Olson 1989; Bendich 1990; Krinsky 1990; Byers și Perry 1992; Bendich 1994; Krinsky 1994; Faulks și Southon 2001). Carotenoizii au fost identificați ca un potențial inhibitor al bolii Alzheimer (Zaman și colab. 1992).

chimică

Structura β-carotenului

Funcții de promovare a sănătății atribuite carotenoidelor

Prezența unei concentrații mari de carotenoizi antioxidanți, în special β-caroten, poate explica proprietățile biologice și medicinale ale morcovilor. S-a raportat că morcovii au proprietăți diuretice, de echilibrare a N și sunt eficiente în eliminarea acidului uric (Anon 1952). Numeroase experimente pe animale și studii epidemiologice au indicat că carotenoizii inhibă carcinogeneza la șoareci și șobolani și pot avea efecte anticarcinogene la om. În sistemele biologice, β-carotenul funcționează ca un agent de captare a radicalilor liberi și un singur agent de stingere a oxigenului și are proprietăți antimutagenice, chemopreventive, fotoprotectoare și imunologice (Deshpande și colab. 1995). Consumul de morcovi poate, de asemenea, îmbunătăți sistemul imunitar, proteja împotriva accidentului vascular cerebral, a tensiunii arteriale crescute, a osteoporozei, a artritei cataractei, a bolilor de inimă, a astmului bronșic și a infecțiilor tractului urinar (Beom și colab. 1998; Sun și colab. 2001; Seo și Yu 2003). Carotenoizii acționează și ca eliminatori ai radicalilor liberi și sunt foarte importanți pentru sănătate (Bast și colab. 1998; Bramley 2000). D’Odorico și colab. (2000) au arătat că prezența α- și β-carotenului în sânge are un efect protector împotriva aterosclerozei. Nocolle și colab. (2003) a demonstrat că dietele bogate în carotenoizi sunt asociate cu un risc redus de boli de inimă.

Fenolici

Fibrele dietetice

Dezvoltarea produselor

Prelucrare/conservare

Deshidratare

Cruess (1958) a descris un proces pentru deshidratarea morcovilor. Morcovii sunt uscați la aproximativ 10% umiditate și transferați în coșurile portabile de finisare pentru a deshidrata complet la 44,4 ° C. Metodele de preparare și îmbunătățire a culorii, gustului și aromelor morcovilor deshidratați au fost raportate de un număr de lucrători (Feinberg și colab. 1964; Stephens și McLemore 1969; Luh și Woodroof 1982; Mudahar și colab. 1992). Uscarea prin congelare asigură produsul uscat cu structură poroasă și contracție redusă sau deloc, o mai bună retenție a gustului și la rehidratarea alimentelor asemănătoare cu cele originale (Mellor și Bell 1993). Aroma morcovului liofilizat este mai bună decât produsele deshidratate cu aer (Kalra și colab. 1987), cu toate acestea, principalul dezavantaj al liofilizării este costul ridicat (Krokida și Philippopoulos 2006). A fost observată o reținere excelentă (96-98%) a carotenoizilor în morcovii liofilizați (Rodriguez-Amaya 1997). Ambadan și Jain (1971) au descoperit că albirea bucăților de morcovi în soluție de zahăr de 5% înainte de deshidratare nu numai că conferă o culoare atractivă, ci îmbunătățește organolepticul și menține calitatea produsului. Un amestec kheer (Fig. 3) a fost formulat pe bază de morcov deshidratat, lapte degresat, zahăr și alte ingrediente (Manjunatha și colab. 2003).

Pași în prepararea amestecului de morcov kheer

S-a raportat că calitatea nutrițională a suplimentelor alimentare pe bază de pulbere de morcov (Fig. 4) și grâu este o sursă bună de proteine ​​brute, fibre brute, fier, calciu, β-caroten și fibre dietetice (Singh și Kulshrestha 2008). Albirea morcovului înainte de deshidratare are ca rezultat o retenție mai mare a β-carotenului (Negi și Roy 2001). Evaluarea conținutului de β-caroten al morcovilor deshidratați (Tabelul 1) a arătat că bucățile au pierdut cea mai mare cantitate de β-caroten, urmată de pulbere și cotlete pe parcursul a 3 luni de depozitare (Suman și Kumari 2002).

Pași în prepararea pudrei de morcov

tabelul 1

Conținutul de β-caroten al morcovilor deshidratați

β-caroten, mg/100 g Pierderea de β-caroten,%
Morcovi proaspeți39,6 ± 0,81-
Cotlete de morcov deshidratate24,7 ± 0,7337.0
Bucăți de morcov deshidratate22,5 ± 0,6843,0
Pulbere de morcov23,9 ± 0,2440.0

Sursa: Suman și Kumari (2002)

Procesarea la temperatură ridicată la timp scurt (HTST) a fost utilizată cu succes pentru a întârzia degradarea carotenoizilor din morcovii prelucrați, cu cea mai mare distrugere a carotenoizilor în conserve convenționale (121 ° C timp de 30 min) urmată de încălzirea HTST la 120 ° C timp de 30 s, 110 ° C timp de 30 s și acidificare plus 105 ° C încălzire timp de 25 s (Chen și colab. 1994, 1995). În afară de izomerizare și oxidare în fructe și legume cu conținut ridicat de carotenoizi, nivelurile de carotenoide cresc în timpul procesării. În țesuturile plantelor, carotenoidele există în formele cis și trans și în timpul procesării termice unele dintre formele trans sunt fie pierdute, fie transformate în cis și derivații lor, rezultând astfel o creștere globală a carotenoidelor totale (Chandler și Schwartz 1998; Dietz și colab. 1988).

Studiile izoterme de absorbție a umidității la morcov au arătat că bucățile de morcov deshidratate neosmozate sunt mai higroscopice în comparație cu probele deshidratate osmozate și necesită o umiditate relativă mai mică pentru depozitare în siguranță (Singh 2001). Efectul diferitelor tehnologii de uscare (uscare cu aer cald, uscare sub vid, uscare combinată (uscare cu aer cald + uscare sub vid) a sugerat că tehnica de uscare combinată poate păstra bine carotenoizii morcovului în timpul scurt de uscare) (Zhang-xue et al. Degradarea Β-carotenului în morcov este relativ mai mică în uscarea în vid și uscarea scăzută a aburului super încălzit în comparație cu uscarea convențională în aer (Suvarnakuta și colab. 2005). Degradarea β-carotenului este asociată cu dezvoltarea aromelor neobișnuite. în morcovi deshidratați (Ayres și colab. 1964; Walter și colab. 1970). Activitățile enzimelor care degradează carotenul pot fi reduse prin albire (Reeve 1943). Lipoxigenazele sunt principalele enzime implicate în degradarea carotenului (Kalac și Kyzlink 1980) Morcov deshidratat produse precum cotletele de morcov, mărunțelile și pudra au fost utilizate pentru prepararea rețetelor precum curry, halva și biscuiți (Suman și Kumari 2002).

Suc

Pași în prepararea iaurtului de morcovi

Murături

În general, morcovii sunt decapați prin fermentarea acidului lactic. Pruthi și colab. (1980) au raportat că morcovii ar putea fi conservați în condiții bune timp de 6 luni la temperatura camerei chiar și în recipiente care nu etanșă la aer folosind saramură acidificată cu metabisulfit de potasiu și produsul poate fi utilizat pentru fabricarea murăturilor de bună calitate.

Păstrați

Bomboanele sau conservele de morcovi se pot prepara acoperind morcovi mici întregi sau felii de morcovi cu zahăr sau sirop de zahăr greu, astfel încât conținutul total de solubile solubile să crească la 70-75 ° B (Beerh și colab. 1984). Morcovii au fost prelucrați pentru a obține alimente cu umiditate intermediară care conțin aproximativ 55% umiditate (Jayaraman și Dasgupta 1978; Bhatia și Mudhar 1982; Sethi și Anand 1982). Sethi și Anand (1982) au pregătit felii de morcov cu umiditate intermediară folosind o soluție care conține zahăr, glicol, apă, acid și conservanți. Produsul prelucrat avea o culoare, o aromă și o textură bune. La temperaturi scăzute (1-3 ° C), produsul gata de servit a rămas acceptabil timp de 6 luni într-un recipient din sticlă cu retenție de β-caroten de 40%.

Tort de morcovi/Halwa/Gajrailla

S-au raportat prelucrarea și conservarea a numeroase produse dulci din morcov (Sampathu și colab. 1981; Beerh și colab. 1984; Kalra și colab. 1987). Halwa de morcovi este unul dintre preparatele populare dulci din nordul Indiei. Halwa de morcovi se prepară gătind morcovi mărunțiți cu zahăr și prăjind moderat în ulei hidrogenat sau grăsime din lapte și lapte praf (Sampathu și colab. 1981).

Utilizarea subprodusului

S-au făcut eforturi pentru a folosi tescovină de morcovi în alimente precum pâine, tort, sosuri, murături, pâine de grâu fortificată (Filipine 2001), prepararea de biscuiți cu conținut ridicat de fibre (Kumari și Grewal 2007) și producerea de băuturi funcționale (Oshawa și colab. 1995 Schweiggert 2004). Acceptarea de către consumatori a unor astfel de produse trebuie încă demonstrată în special calitatea senzorială, care este afectată negativ (Stoll et al. 2003). Tescovinul de morcovi conține 4-5% proteine, 8-9% zahăr reducător, 5-6% minerale și 37-48% fibre dietetice totale (pe baza greutății uscate) și, prin urmare, se știe că produsele din morcov sunt o sursă bună de fibre dietetice (Bao și Chang 1994). Pudra de tescovină de morcov (Fig. 6) a fost analizată pentru compoziția imediată și fibra totală dietetică și a fost încorporată la niveluri de 10, 20, 30% în făină de grâu pentru a pregăti biscuiți sărați dulci și dulci „n” sărați. Deoarece pulberea conținea o cantitate apreciabilă de cenușă și fibre alimentare, a îmbunătățit conținutul de minerale și fibre ale ambelor tipuri de biscuiți (Kumari și Grewal 2007). Mai mult, au raportat că tescovină de morcov pe baza greutății uscate conține 2,5 ± 0,15% umiditate, 5,5 ± 0,10% cenușă, 1,3 ± 0,01% grăsimi, 0,7 ± 0,04% proteine, 20,9 ± 0,15% fibre brute, 55,8 ± 1,67% din dietă totală fibre, 71,6 ± 0,23% carbohidrați totali și 301 ± 0,09 kcal/100 g energie.

Pregătirea pudrei de tescovină de morcov

Foaie de flux pentru prepararea tofurilor de tescovină de morcov

Concluzie