陳瑞娟，畢金峰，陳芹芹，劉璇，吳昕燁，周禹含

1(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧沈陽，110061)2(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100193)

胡蘿卜(Daucus carota L.)為雙子葉植物綱傘形科蘿卜屬的草本植物，起源于中亞和地中海地區(qū)，栽培歷史在2000年以上。元末傳入我國，故稱胡蘿卜，又名紅根、金筍、丁香蘿卜，為傘形科植物胡蘿卜的根。其肉質(zhì)根供食用，是春季和冬季的主要蔬菜之一，享有“小人參”、“金筍”的美譽(yù)。在我國，胡蘿卜已有600多年的栽培歷史，南北各地均有栽培，特別是我國北方氣候冷涼的地區(qū)，種植面積很大。但目前，我國對胡蘿卜及其產(chǎn)品的開發(fā)利用率不高，胡蘿卜深加工轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展滯后，造成產(chǎn)品附加值低，不僅浪費(fèi)資源且造成環(huán)境污染。因此，對胡蘿卜主要加工環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化并對其進(jìn)行綜合利用，最大限度地保留和提高其產(chǎn)品中所含功能性物質(zhì)，對于提高胡蘿卜資源利用率、實(shí)現(xiàn)資源的良性循環(huán)具有重要意義。本文介紹了胡蘿卜的營養(yǎng)及保健功能，對胡蘿卜的加工現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，并對胡蘿卜的綜合利用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。

1 胡蘿卜的營養(yǎng)價(jià)值及功能性質(zhì)研究

1.1 胡蘿卜的營養(yǎng)價(jià)值

胡蘿卜具有很高的營養(yǎng)價(jià)值，其具體營養(yǎng)成分如列表1所示。

表1 胡蘿卜主要營養(yǎng)成分表Table 1 The main nutritional components of carrot

從表1中可以看出，胡蘿卜的水分含量為86%～89.2%，蛋白質(zhì)含量 0.6% ～1%，脂肪含量在0.3%左右，碳水化合物含量為5.6% ～10.6%，粗纖維含量1.1% ～2.4%，說明基本營養(yǎng)成分的含量差異不明顯;而活性成分以及β-胡蘿卜素的組成及含量有很大變化，這可能是由于地區(qū)及品種差異而造成的。

1.2 胡蘿卜的保健功能性質(zhì)

現(xiàn)代研究表明，胡蘿卜可提高機(jī)體的防癌抗癌能力;具有抗氧化，延緩衰老的功效。此外，胡蘿卜可顯著提高機(jī)體抵抗疾病的能力，并具有對VA進(jìn)行安全補(bǔ)充的功能。

1.2.1 提高機(jī)體防癌抗癌能力

胡蘿卜中的類胡蘿卜素能提高人體免疫系統(tǒng)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，從而具有提高人體免疫力的功效。類胡蘿卜素還能增加自然殺傷(NK)的數(shù)目，消除體內(nèi)被感染的細(xì)胞和癌細(xì)胞［7］。經(jīng)國內(nèi)外專家研究證實(shí)，胡蘿卜確有防癌和抗癌的功效，原因是:(1)胡蘿卜富含的抗氧化維生素(β-胡蘿卜素，VC)，可以起到抑制癌細(xì)胞增長的作用，降低腫瘤的發(fā)生率;(2)胡蘿卜中含有一種糖化酵素，能分解食物中存在有致癌作用的的亞硝胺，這樣就減少了其對人體的致癌作用;(3)胡蘿卜中有較多提高巨細(xì)胞的吞噬能力的木質(zhì)素，因此提升了巨細(xì)胞吞噬癌細(xì)胞的活力［8］。近幾年來我國癌癥的病發(fā)率有上升的趨勢，因此胡蘿卜保健品的開發(fā)對人類社會(huì)發(fā)展有重要的影響和重大的意義。

1.2.2 抗氧化、延緩衰老

生物體內(nèi)脂質(zhì)過氧化和自由基的產(chǎn)生導(dǎo)致細(xì)胞功能的下降，從而引起人體的衰老［9］。而胡蘿卜素分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)雙健，能抑制脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)，從而減小過氧化物對免疫功能的抑制［10］。同時(shí)作為單線態(tài)氧的淬滅劑，它還能夠清除體內(nèi)多余的自由基延緩衰老［11］。此外，胡蘿卜富含維生素，可刺激皮膚的新陳代謝，增進(jìn)血液循環(huán)，從而使皮膚細(xì)嫩光滑［8］。由此可見，胡蘿卜也可以作為一種美容健膚、抗衰老的功能保健食品得到開發(fā)利用。

1.2.3 提高機(jī)體抵抗疾病的能力

胡蘿卜中含有豐富的木質(zhì)素、槲皮素和山奈酚、琥珀酸鉀等成分，能增加冠狀動(dòng)脈的血流量、降低血脂含量、促進(jìn)腎上腺素的合成分泌，進(jìn)而具有降壓、強(qiáng)心之功效［12］。胡蘿卜細(xì)胞壁的成分里含有極其豐富的鈣果膠酸脂，它能加速膽汁酸的凝固，促使人體內(nèi)膽固醇向膽汁酸發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而起到降低膽固醇、預(yù)防冠心病的作用［5］。胡蘿卜還富含膳食纖維，它有利于延緩腸道葡萄糖的吸收，減少血糖上升的幅度，因此可以調(diào)節(jié)血糖水平，減少對胰島素的需求。胡蘿卜中的果膠物質(zhì)能與進(jìn)入體內(nèi)的汞離子結(jié)合，促進(jìn)人體內(nèi)汞離子排出，消除或降低汞對人體的毒害作用［7］。

1.2.4 對VA進(jìn)行安全補(bǔ)充的功能

眾所周知，VA缺乏癥，容易引起夜盲癥和皮膚角化等疾病;而VA補(bǔ)充如果過量會(huì)引起中毒。胡蘿卜中含有豐富的胡蘿卜素，尤其是β-胡蘿卜素。它作為VA源比視黃醇(VA的活性部分)效果更佳。當(dāng)人體缺乏VA時(shí)，人體肝臟內(nèi)維生素酶可將胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為VA。酶通過自動(dòng)調(diào)控來實(shí)現(xiàn)體內(nèi)VA的需求平衡。當(dāng)體內(nèi)VA增加到滿足需要的量時(shí)，酶即停止轉(zhuǎn)化。這樣VA補(bǔ)充過量也不會(huì)產(chǎn)生毒性作用，可以達(dá)到安全補(bǔ)充VA的目的［12］。目前β-胡蘿卜素已被聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)認(rèn)定為A類有營養(yǎng)的食品添加劑。

2 胡蘿卜的加工現(xiàn)狀

2.1 胡蘿卜汁飲品

胡蘿卜制汁是胡蘿卜主要的加工方式之一。目前對胡蘿卜汁的研究主要集中在胡蘿卜單一制汁以及將胡蘿卜與其他水果復(fù)配成功能因子富集的復(fù)合果蔬汁。黃建初等［13］以新鮮胡蘿卜為原料，研究了生產(chǎn)天然胡蘿卜汁的加工工藝，他指出采用果膠酶酶解處理胡蘿卜汁是此工藝研究的主要特點(diǎn)，胡蘿卜漿中添加0.04%的果膠酶在(45士l)℃下酶解1.0 h，可提高出汁率和胡蘿卜素提取率。杜磊［14］對胡蘿卜草莓復(fù)合果蔬汁的澄清工藝進(jìn)行了研究，研究表明果膠酶用量0.7g/L、酶解溫度50℃、酶解時(shí)間5.0 h、復(fù)合果蔬汁pH值3.75，此條件下澄清后草莓-胡蘿卜復(fù)合果蔬汁透光率為80.34%，出汁率為88.73%，可溶性固形物含量為10.8%，獲得良好的果蔬汁澄清效果。于東［15］等人提出了黑莓-胡蘿卜復(fù)合果汁飲料開發(fā)的方案。另有學(xué)者確定胡蘿卜-杏復(fù)合果蔬汁飲料的基本配方為［16］:蔗糖5%，檸檬酸0.15%，胡蘿卜與杏的比例為2∶1，蜂蜜用量2.0%，確定乳化增稠劑最佳用量為:0.06%果膠+0.03%魔芋膠+0.06%黃原膠。還有學(xué)者［17］對紅棗-胡蘿卜復(fù)合飲料的加工工藝進(jìn)行了研究。

2.2 胡蘿卜脫水干制品

脫水干制是傳統(tǒng)的食品保藏方法，將胡蘿卜進(jìn)行脫水干燥一方面有利于其貯藏和保存，另一方面減少了其交通和運(yùn)輸成本。目前國內(nèi)外開發(fā)的脫水干制品主要有胡蘿卜脆片，干燥胡蘿卜丁以及干燥胡蘿卜片。畢金峰［18］等人利用變溫壓差膨化干燥技術(shù)，制得了口感酥脆營養(yǎng)豐富的胡蘿卜脆片;Matthias［19］等人利用常溫干燥和微波真空干燥聯(lián)合制備了胡蘿卜丁，產(chǎn)品具有良好的色澤、形狀和復(fù)水性，另有Xiao［20］及 Doymaz［21］等人分別選擇了合適的氣流沖擊干燥條件(空氣溫度，空氣流速和空氣濕度)以及空氣對流干燥參數(shù)(空氣溫度，空氣流速和樣品厚度)制備了干燥胡蘿卜丁。Litvin［22］等人采用了真空冷凍干燥、微波加熱和熱風(fēng)干燥或真空干燥結(jié)合的方式制得干燥胡蘿卜片，對總干燥時(shí)間和胡蘿卜片的質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行了探討。Kaya［23］等學(xué)者對干燥不同厚度胡蘿卜片的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究。同時(shí)Sumnu［24］等人利用微波干燥和鹵燈微波干燥組合爐制備了胡蘿卜片，所得產(chǎn)品比熱風(fēng)干燥產(chǎn)品具有更好的復(fù)水能力。

2.3 胡蘿卜粉

胡蘿卜制粉也是胡蘿卜在當(dāng)今食品行業(yè)中的一個(gè)發(fā)展方向。這是由于胡蘿卜制粉對原料的大小和形狀沒有嚴(yán)格的要求，并且能夠充分的利用原料中的營養(yǎng)成分和膳食纖維。目前對于胡蘿卜粉產(chǎn)品的研究主要集中在胡蘿卜粉產(chǎn)品的制備及其粉質(zhì)特性研究上。其中，胡蘿卜粉產(chǎn)品不僅包括胡蘿卜純粉產(chǎn)品，還包括與其他物料復(fù)配后的粉產(chǎn)品。宮元娟［25］等人采用了熱風(fēng)干燥、真空干燥、微波干燥、冷凍干燥四種干燥方式研究了胡蘿卜粉的加工特性，確定胡蘿卜粉的加工工藝。喬長晟等［26］以新鮮胡蘿卜為主要原料，經(jīng)前處理、漂燙、打漿、調(diào)配、均質(zhì)、滅菌、真空濃縮后利用噴霧干燥制成了胡蘿卜粉。廖小軍［27］等對胡蘿卜粉的理化性質(zhì)及其應(yīng)用進(jìn)行了研究，測定了胡蘿卜粉的總糖含量、水分含量、溶解性、色差和粒度等指標(biāo);并將胡蘿卜粉作為添加劑添加到牛奶以及面條中，使得牛奶和面條更富營養(yǎng)。李浩權(quán)［28］等人將胡蘿卜粉的真空帶式干燥、真空微波干燥和熱風(fēng)干燥3種干燥方法進(jìn)行對比，探討結(jié)果為利用真空帶式干燥法加工的胡蘿卜粉品質(zhì)最佳。Mestry等［29］利用噴霧干燥采取響應(yīng)面分析法確定了復(fù)合胡蘿卜西瓜復(fù)合粉的工藝條件，條件為入口溫度144℃，物料流量5 mL/min，麥芽糊精濃度為15%，得到的產(chǎn)品富含β-胡蘿卜素和番茄紅素，色澤良好并且營養(yǎng)豐富。Rashevska等［30］進(jìn)行了奶油胡蘿卜復(fù)配粉的技術(shù)研發(fā)，研究中將胡蘿卜粉作為添加劑添加到奶油中，發(fā)現(xiàn)兩者復(fù)配之后提升了粉的耐熱性、可塑性。

2.4 其他

除上述幾種加工方式外，還有以胡蘿卜為主要原料加工而成的多種功能性產(chǎn)品。如胡蘿卜酸奶是以牛奶、白砂糖為主要原料加入了胡蘿卜漿及其他果蔬的乳酸菌制品。楊國浩［31］等人研制出了凝固性胡蘿卜風(fēng)味酸奶;田桂芝［32］等人研制出了攪拌型胡蘿卜風(fēng)味酸奶。另外，胡蘿卜與其他果蔬的復(fù)合型酸奶也已經(jīng)有諸多報(bào)道。與此同時(shí)，胡蘿卜脯、胡蘿卜保健酒、胡蘿卜奶片、胡蘿卜花色腸等產(chǎn)品也已經(jīng)投入市場，這些食品也日益豐富著人們的日常生活。

3 胡蘿卜的綜合利用

胡蘿卜是食品工業(yè)的重要原料。但目前我國對胡蘿卜的加工利用率不高，加工品種單一，主要以胡蘿卜汁為主。對于胡蘿卜汁的加工仍具有一些局限性;(1)原料方面，胡蘿卜原汁易腐敗變質(zhì)，－10℃左右條件下，也僅能保存2 d。此外，果蔬原汁的不穩(wěn)定性隨時(shí)間的變化而漸漸表現(xiàn)出來［33］。(2)口感方面，胡蘿卜本身存在燜味而不具備果香，其加工飲品口味遠(yuǎn)比不上各種果汁，大大減低了其市場占有率［34］。(3)工業(yè)方面，目前提取液多是以提取水溶性成分為目標(biāo)的濃縮汁產(chǎn)品，而胡蘿卜素屬脂溶性成分，固提取率不高，人們食用或飲用后胡蘿卜素在人體內(nèi)的吸收率也較低［35］。(4)加工方面，在胡蘿卜汁加工中會(huì)產(chǎn)生大量殘?jiān)?，不僅浪費(fèi)資源，而且造成環(huán)境污染。因此，亟待一些方法來提高胡蘿卜的加工利用率以實(shí)現(xiàn)胡蘿卜的綜合利用。

3.1 功能成分提取

胡蘿卜制汁后會(huì)產(chǎn)生大量的殘?jiān)?，而其殘?jiān)泻写罅康墓δ苄猿煞?。因此通過提取功能成分是實(shí)現(xiàn)胡蘿卜的綜合利用的一種良好途徑。

3.1.1 β-胡蘿卜素

從胡蘿卜中最大限度的提取β-胡蘿卜素并將其純化和工業(yè)化生產(chǎn)是胡蘿卜綜合開發(fā)利用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，將極大的提高胡蘿卜的產(chǎn)品附加值。胡小明［36］等對天然β-胡蘿卜素的提取工藝條件進(jìn)行了研究，采用了石油醚，丙酮，乙酸乙酯，正己烷，三氯甲烷等作為提取溶劑。研究表明石油醚作為提取溶劑時(shí)，β-胡蘿卜素的提取率最高，含量可達(dá)102.29 mg/100 g。另外王敏等［37］也對天然胡蘿卜素的提取及分離進(jìn)行了研究，其結(jié)果表明用丙酮-石油醚混合液體積比為3∶7時(shí)提取的效果最好，提取量可達(dá)995 μg/g。據(jù)報(bào)道，目前于食品中β-胡蘿卜素的測定方法有紙層析法(PC)［38］、高效液相色譜法法(HPLC)［39］和用丙酮提取直接比色［40］等方法。

3.1.2 膳食纖維

膳食纖維根據(jù)其溶解性分為2類，水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維。邵煥霞［41］通過實(shí)驗(yàn)獲得了胡蘿卜渣中制備膳食纖維的最佳條件。制備可溶性膳食纖維的最佳工藝條件是:pH值為2.5的HCl溶液，料液比為1∶9(g∶mL)，溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間為75 min;制備不溶性膳食纖維的最佳工藝條件是:溫度70℃，pH值5.5，用酶量0.6%，時(shí)間為40 min。結(jié)果為可溶性膳食纖維的得率為7.3%，不溶性膳食纖維的得率為69.12%。洪華榮［42］從胡蘿卜中提取的水溶性膳食纖維含量為84.12%，水不溶性膳食纖維含量為73.02%。

3.1.3 果膠

果膠是一種復(fù)雜多糖，存在于高等植物組織里相鄰細(xì)胞的中膠層中。果膠提取的基本原理是將不溶性果膠轉(zhuǎn)變成為可溶性果膠并分離出來。實(shí)現(xiàn)從胡蘿卜渣中工業(yè)提取果膠能極大的提高胡蘿卜的附加值，并且能夠彌補(bǔ)目前果膠市場供應(yīng)短缺。提取果膠的主要方法有:酸法提取、離子交換法、酶法提取。孫雅君［43］利用酸法和超聲波法從胡蘿卜渣中提取了果膠，結(jié)果表明采用超聲波法提取果膠可大大節(jié)約提取時(shí)間，而且果膠具有較好的質(zhì)量。陳改榮用草酸銨做萃取劑利用酒精沉淀法從胡蘿卜中提取果膠，最佳提取條件為料液比1∶15(g∶mL)，草酸銨濃度為0.5%，90℃恒溫?cái)嚢?.5 h，得到果膠產(chǎn)率為13%，凝膠強(qiáng)度 169［44］。

3.2 胡蘿卜副產(chǎn)物的綜合利用

胡蘿卜濾渣以及胡蘿卜纓都是胡蘿卜加工后的副產(chǎn)物，由于這些副產(chǎn)物中仍含有很多的營養(yǎng)成分，可將其進(jìn)行進(jìn)一步的合理利用，提高原料的利用率及產(chǎn)品的附加值。

3.2.1 胡蘿卜渣綜合利用

胡蘿卜渣是在胡蘿卜制汁后產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，據(jù)報(bào)導(dǎo)胡蘿卜汁的產(chǎn)量僅為60% ～70%，高達(dá)80%的胡蘿卜素及大量維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維殘留于胡蘿卜濾渣中［45］，因此有必要對其進(jìn)行合理利用。目前利用胡蘿卜渣開發(fā)得到的產(chǎn)品有胡蘿卜粉、動(dòng)物飼料以及快餐盒等。

3.2.1.1 胡蘿卜渣干燥及制粉

胡蘿卜渣的干燥技術(shù)主要有單一干燥和聯(lián)合干燥，同時(shí)干燥的胡蘿卜渣進(jìn)一步可制備成胡蘿卜粉。趙永彬［46］采用熱風(fēng)干燥、真空干燥以及聯(lián)合干燥技術(shù)對胡蘿卜渣進(jìn)行了干燥，研究結(jié)果表明聯(lián)合干燥技術(shù)效果較好，即先采用熱風(fēng)85℃干燥45 min后再真空75℃干燥90min，類胡蘿卜素?fù)p失率為2.1%。近些年來，超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于胡蘿卜粉產(chǎn)品的開發(fā)具有非常大的優(yōu)勢。原料經(jīng)過超微粉碎成超微顆粒，其表面積和孔隙率顯著增加，產(chǎn)品的分散性、溶解性、功能性明顯增強(qiáng)，容易為人體所消化吸收［47］。與此同時(shí)，拓寬了胡蘿卜殘?jiān)氖褂梅秶}卜粉質(zhì)產(chǎn)品可以作為配料添加到面食制品、奶制品、飲料等各種食品中使得產(chǎn)品更富營養(yǎng)［27］。另外，胡蘿卜濾渣制粉后每100 g中粗蛋白含量6.64 g，粗灰分0.75 g，可溶性糖1.51 g，并含有果膠、纖維以及鈣、磷等礦質(zhì)元素［47］，它可作為牲畜和家禽的粗飼料，對于動(dòng)物的生長發(fā)育具有促進(jìn)效果。

3.2.1.2 快餐盒制備及回收利用

破碎胡蘿卜濾渣添加增稠劑使其變成均勻的糊狀物，放入真空干燥箱中進(jìn)行脫氣處理而后倒入模具中成型后干燥。干燥完畢涂上抗水劑再進(jìn)行干燥，冷卻后即為成品快餐盒。用完后的快餐盒實(shí)現(xiàn)包裝功能后，也可以作為牲畜和家禽的粗飼料，這樣既不會(huì)污染環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用［25］。

3.2.2 胡蘿卜纓的綜合利用

據(jù)有關(guān)研究胡蘿卜纓的水分含量82.2%，每100 g中含有蛋白質(zhì)1.7 g，碳水化合物7.3 g，膳食纖維4.0 g，胡蘿卜素970 μg，并含有一定量的維生素及礦物質(zhì)［6］。人們食用胡蘿卜纓的歷史悠久，它可做為產(chǎn)品得到開發(fā)，如皋市康寶食品有限公司首家獨(dú)創(chuàng)將胡蘿卜纓制成調(diào)味菜，既保持了原有的綠色，又可登上餐桌［49］。同時(shí)胡蘿卜纓進(jìn)行低溫干燥后再粉碎也能夠做為牲畜和家禽的優(yōu)質(zhì)粗飼料。

4 展望

胡蘿卜易腐壞而且具有季節(jié)性，亟需良好的貯存方式或者利用方式使其價(jià)值最大化。隨著人們綠色消費(fèi)觀念日趨成熟，胡蘿卜的加工利用將朝著節(jié)能、環(huán)保、營養(yǎng)、方便的方向發(fā)展。其未來發(fā)展方向有:

(1)在營養(yǎng)保健功能方面，胡蘿卜雖具有明顯的防御疾病和提高機(jī)體免疫力的能力，但在保健和醫(yī)療中的應(yīng)用較少，主要上市的產(chǎn)品有胡蘿卜營養(yǎng)咀嚼片、胡蘿卜保健酒等。未來應(yīng)更注重胡蘿卜的營養(yǎng)保健功效，拓展其在醫(yī)療保健等領(lǐng)域的應(yīng)用和使用范圍。

(2)在加工方面，未來將更注重如何提高胡蘿卜的利用率以及開展高效、節(jié)能、提質(zhì)的新型加工技術(shù)等。如在胡蘿卜脫水制品加工中開展熱風(fēng)-微波干燥，微波-紅外干燥等聯(lián)合干燥技術(shù)研究，提高產(chǎn)品品質(zhì)，不斷使胡蘿卜粗加工向精深加工轉(zhuǎn)變，增加產(chǎn)品的附加值。

(3)在綜合利用方面，將胡蘿卜加工過程中產(chǎn)生的殘?jiān)稍锖筮M(jìn)行制粉將會(huì)在未來得到進(jìn)一步發(fā)展。制粉后增加了產(chǎn)品的溶解性、分散性、固香性和可調(diào)性。另外，將其加工成納米粉體也具有一定的可行性。同時(shí)，胡蘿卜加工成粉體幾乎可應(yīng)用到食品加工的各個(gè)領(lǐng)域，將會(huì)拓寬原料的使用范圍。

總之，充分利用胡蘿卜中的營養(yǎng)物質(zhì)，開發(fā)出具有最佳功能性成分含量、優(yōu)良口味及便捷性的產(chǎn)品使其利用價(jià)值最大化，是未來研究的重要方向。

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