Thành phần hoá học của rau quả tươi bao gồm tất cả các hợp chất hữu cơ và vô cơ tạo nên các tế bào và các mô của chúng. Do tế bào của rau quả luôn duy trì sự sống trong suốt thời gian bảo quản nên thành phần hoá học của rau quả không ngừng biến đổi.
1. Nước
Nước trong rau quả tươi
Rau quả tươi chứa 70-95% nước, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sống. Nước không chỉ là thành phần hóa học mà còn là môi trường hòa tan, tham gia các quá trình phân giải và tổng hợp vật chất.
Hàm lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình sinh hóa trong rau quả. Khi tế bào thiếu nước, hoạt tính của enzym giảm, làm chậm tốc độ các phản ứng sinh hóa.
Sự phân bố nước
Nước không phân bố đồng đều trong rau quả. Lớp vỏ và hạt thường có ít nước hơn so với phần thịt quả. Trong tế bào, khoảng 80% nước tồn tại ở dạng tự do, còn 20% ở dạng liên kết.
Khi sấy, nước tự do bay hơi nhanh hơn, nhưng khi hàm lượng nước giảm xuống còn 5-8%, chỉ còn lại nước liên kết, khó tách hơn.
Quá trình đông lạnh
Nước trong rau quả bắt đầu đóng băng ở nhiệt độ khoảng -5°C. Lượng nước giảm dần làm quá trình đóng băng trở nên khó khăn hơn. Để đông lạnh hầu hết nước trong rau quả, cần nhiệt độ dưới -50°C.
Ảnh hưởng của giảm nước
Khi mất nước nhiều, rau quả bị héo và các quá trình sống bị ức chế, ảnh hưởng đến chất lượng và độ tươi của chúng.
Nước trong rau quả tươi
Rau quả tươi chứa 70-95% nước, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sống. Nước không chỉ là thành phần hóa học mà còn là môi trường hòa tan, tham gia các quá trình phân giải và tổng hợp vật chất.
Hàm lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình sinh hóa trong rau quả. Khi tế bào thiếu nước, hoạt tính của enzym giảm, làm chậm tốc độ các phản ứng sinh hóa.
Sự phân bố nước
Nước không phân bố đồng đều trong rau quả. Lớp vỏ và hạt thường có ít nước hơn so với phần thịt quả. Trong tế bào, khoảng 80% nước tồn tại ở dạng tự do, còn 20% ở dạng liên kết.
Khi sấy, nước tự do bay hơi nhanh hơn, nhưng khi hàm lượng nước giảm xuống còn 5-8%, chỉ còn lại nước liên kết, khó tách hơn.
Quá trình đông lạnh
Nước trong rau quả bắt đầu đóng băng ở nhiệt độ khoảng -5°C. Lượng nước giảm dần làm quá trình đóng băng trở nên khó khăn hơn. Để đông lạnh hầu hết nước trong rau quả, cần nhiệt độ dưới -50°C.
Ảnh hưởng của giảm nước
Khi mất nước nhiều, rau quả bị héo và các quá trình sống bị ức chế, ảnh hưởng đến chất lượng và độ tươi của chúng.
2. Chất khô
Chia làm hai loại:
- Chất khô hòa tan: đường, axit hữu cơ, pectin, chất đạm, chất thơm, vitamin, enzym, chất khoáng, muối axit hữu cơ…
- Chất khô không hòa tan: xenluloza, hemixenluloza, protopectin, tinh bột, chất béo, vitamin A, D, một số chất khoáng…
Ảnh hưởng của giống và độ chín
- Giống chín sớm có độ khô thấp hơn giống chín muộn.
- Kích thước quả lớn thường có độ khô cao hơn.
- Rau quả càng chín, độ khô càng tăng.
Gluxit
Thành phần chính gồm:
- Đường: saccaroza, fructoza, glucoza (chiếm 80-95% chất khô trong quả).
- Polysacarit: tinh bột, xenluloza, hemixenluloza, inulin…
Đặc điểm:
- Đường dễ tan trong nước, hút ẩm cao nên rau quả chứa nhiều đường khó sấy khô hoàn toàn.
- Đường đơn (fructoza, glucoza) dễ hấp thụ trực tiếp, các loại đường khác phải phân giải thành sản phẩm cuối cùng để tiêu hóa.
Tinh bột
Hàm lượng thay đổi theo loại rau quả:
- Quả chín: dưới 1%.
- Quả xanh: cao hơn (chuối xanh 20-30%, táo xanh 2-3%).
- Rau củ: khoai tây, đậu chứa 10-20%.
Quá trình chín:
- Trong quả: tinh bột chuyển thành đường.
- Trong rau đậu: đường chuyển hóa thành tinh bột khi già.
Xenluloza
- Chiếm 1-3% trong rau quả, nhiều nhất ở vỏ.
- Là thành phần cấu tạo vỏ tế bào, tạo độ xơ và cứng.
- Không tiêu hóa được nhưng hỗ trợ nhu động ruột.
- Phân hủy thành glucoza trong môi trường axit đặc hoặc dưới tác dụng của enzym.
Hemixenluloza
- Thành phần: xenluloza và pentozan.
- Chức năng: vừa tạo độ cứng, vừa dự trữ năng lượng.
- Khi hết nguồn năng lượng khác, hemixenluloza thủy phân giải phóng năng lượng.
- Hàm lượng: 0,5-4% trong rau quả.
3. Các chất Pectin
Phân bố và đặc điểm
Tập trung nhiều ở vỏ:
- Vỏ cam chứa 4,7%.
- Vỏ chanh chứa 7%.
Quả xanh chứa protopectin:
- Là dạng không hòa tan, tạo độ cứng cho quả.
- Khi quả chín, protopectin bị thủy phân thành pectin nhờ enzym protopectinaza.
- Quá trình này xảy ra tự nhiên khi quả chín hoặc khi đun nóng trên 60°C trong môi trường kiềm.
Tính chất của pectin
Tan trong nước:
- Tạo dung dịch keo có độ nhớt cao.
- Ứng dụng: làm chất ổn định, chống phân lớp và chống vón cục trong các sản phẩm nước ép, nước quả nghiền, và purée.
Tạo đông:
- Điều kiện: dung dịch chứa khoảng 60% đường, pH từ 3,0-3,4.
- Chỉ cần 0,5-1,5% pectin là đủ để tạo khối đông đặc.
Vai trò đối với sức khỏe
Trao đổi chất:
- Hỗ trợ cơ thể thải bỏ cholesterol.
Tác dụng chữa bệnh:
- Chống bệnh đường ruột.
- Giảm nhiễm xạ, nhiễm độc chì.
4. Các Axit hữu cơ
Hàm lượng và phân loại
Hàm lượng axit trung bình: Khoảng 1% trong rau quả.
Một số loại có độ axit cao:
- Mơ, mận, khế: 1,5-2%.
- Chanh: tới 6%.
Phân loại theo pH:
- Loại chua: pH từ 2,5-5,5.
- Loại không chua: pH từ 5,5-6,5.
Vai trò của axit hữu cơ
Cải thiện hương vị:
- Kết hợp với đường tạo vị chua ngọt dễ chịu.
- Kích thích tiêu hóa.
Hỗ trợ bảo quản:
- Độ axit cao hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, giúp bảo quản sản phẩm tốt hơn.
- Làm chậm hoạt động của enzym gây biến màu khi cắt, thái rau quả tươi.
Ảnh hưởng tiêu cực:
- Axit cao làm tăng tốc độ caramel hóa, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
- Tăng khả năng xảy ra phản ứng tạo màu trong môi trường axit.
5. Các hợp chất Nitơ
Hàm lượng và phân bố
Hàm lượng chất đạm: Rau quả không chứa nhiều chất đạm, hàm lượng chất nitơ trong rau quả thường từ 1-3%.
Các loại rau quả chứa nhiều protein:
- Chuối: ~1,5%.
- Bắp cải: 1,6%.
- Súp lơ: 1,5%.
- Nấm: 2-3%.
Đậu:
- Đậu tương: 30-40%.
- Đậu xanh: ~23%.
Dạng protein trong rau quả
- Dạng đơn giản: Protein và axit amin tự do.
- Dạng phức tạp: Proteit (ít hơn trong rau quả).
Vai trò của protein
- Tạo độ nhớt: Protein hòa tan trong nước tạo dung dịch keo, làm tăng độ nhớt.
- Tăng độ ổn định: Protein góp phần ổn định các sản phẩm chế biến từ rau quả.
6. Chất béo
Hàm lượng và phân bố
- Phần hạt: Chất béo tập trung chủ yếu ở phần hạt của rau quả.
- Các phần khác: Hàm lượng chất béo trong các phần khác của rau quả không quá 1%.
- Một số loại quả, củ có hàm lượng chất béo cao:
- Quả bơ: 2-8%.
- Lạc, vừng: 4-4,7%.
Dầu thực vật
- Cấu trúc: Dầu thực vật là hợp chất triglixerit chứa nhiều axit béo không no, như linoleic.
- Tính chất: Dầu thực vật thường ở dạng lỏng và dễ tiêu hóa hơn mỡ động vật.
7. Các hợp chất Phenol
Các dạng tồn tại
Poliphenol: Hợp chất phenol trong rau quả thường tồn tại dưới dạng poliphenol, với tiêu biểu là tanin. Các poliphenol này thường ở dạng glicozit và được chia thành hai loại:
- Poliphenol thuỷ phân: Là hỗn hợp các chất phức tạp tạo thành từ glucoza và các axit thơm như pirokatesinic, galic. Trong nhóm này có tanin, khi thuỷ phân sẽ tạo ra một phân tử glucoza và 5 phân tử axit galic.
- Poliphenol ngưng kết: Không bị thuỷ phân, gồm các hợp chất như katesin, thường tồn tại ở dạng tự do.
Vai trò sinh lý và tác dụng
- Quá trình trao đổi chất: Poliphenol tham gia vào các quá trình quan trọng như quang hợp, hô hấp, phát triển và bảo vệ thực vật khỏi bệnh tật.
- Màu và vị: Hàm lượng và sự biến đổi hóa học của poliphenol ảnh hưởng nhiều đến màu sắc và vị của rau quả.
Hàm lượng và sự thay đổi
- Hàm lượng tanin: Quả thường chứa khoảng 0,1-0,2% tanin, ngoại trừ một số loại quả có thể chứa đến 1%.
- Thay đổi trong quả chín: Quả chín chứa ít tanin hơn so với quả xanh.
8. Các Glicozit (Chất đắng)
Đặc điểm chung của glicozit
Glicozit là hợp chất trong đó có nhóm đường (thường là glucoza) và phần không đường gọi là aglicol. Phần aglicol này có thể là các rượu, axit, andehyt, phenol, tanin, hoặc các hợp chất khác.
- Glicozit thường có mặt trong hạt và vỏ của rau quả.
- Chúng hoà tan trong nước và có thể phân huỷ khi gia nhiệt.
Các loại glicozit thường gặp trong rau quả
- Amidalin:
- Nguồn: Hạt mơ, đào, vối (2-3%).
- Đặc điểm: Vị đắng, hoà tan trong nước và rượu.
- Khi thuỷ phân: Tạo ra axit xianhydric (HCN), một chất độc mạnh.
- Hesperidin:
- Nguồn: Cùi cam, chanh, quýt, bưởi.
- Đặc điểm: Vị đắng nhẹ, có hoạt tính vitamin P.
- Khi thuỷ phân: Sản phẩm thu được bao gồm ramnoza, glucoza, và hesperitein.
- Limonin:
- Nguồn: Quả họ Citrus (cam, chanh, bưởi).
- Đặc điểm: Vị đắng, khi cấu trúc tế bào bị phá huỷ hoặc quả tác dụng với axit citric, limonin sẽ tạo hợp chất đắng.
- Solanin (C46H75O15):
- Nguồn: Khoai tây, chủ yếu tập trung ở phần vỏ.
- Đặc điểm: Khi khoai mọc mầm, hàm lượng solanin tăng nhanh.
- Khi thuỷ phân: Tạo ra đường và solanidin.
- Độc tính: Solanin có thể gây độc cho người ở nồng độ 0,01%, vì chứa gốc CN.
- Manihotin:
- Nguồn: Vỏ cùi củ sắn và lá sắn non (0,003-0,005%).
- Đặc điểm: Khi thuỷ phân, giải phóng CN (cyanide), gây ngộ độc nếu ăn phải sắn đắng.
- Xinigrin:
- Nguồn: Rau củ và hạt cải.
- Đặc điểm: Vị cay, kích thích tiêu hoá.
- Capsaicin:
- Nguồn: Ớt.
- Đặc điểm: Gây vị cay đặc trưng cho ớt.
9. Các chất thơm
Đặc điểm chung của tinh dầu
Tinh dầu là hợp chất bay hơi dễ dàng và thường có trong các loại rau quả, tạo ra mùi thơm đặc trưng của từng loại. Thành phần của tinh dầu rất đa dạng, bao gồm:
- Tecpen
- Rượu
- Aldehyd
- Keton
- Este
- Phenol
- Axit hữu cơ
Tỷ lệ của các thành phần này trong tinh dầu phụ thuộc vào từng loại rau quả và quyết định mùi thơm đặc trưng của chúng.
Hàm lượng tinh dầu trong rau quả
- Hàm lượng tinh dầu trong các loại rau quả thường rất thấp, chỉ khoảng 0,001%.
- Một số loại rau thơm có hàm lượng tinh dầu cao hơn, từ 0,05% đến 0,5%.
- Ví dụ: Trong táo tây, tinh dầu chứa khoảng 92% các loại rượu, 6% aldehyd, và 2% este.
Vai trò của tinh dầu
Mặc dù hàm lượng tinh dầu trong rau quả là rất ít, nhưng nó đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng và mùi vị đặc trưng của sản phẩm. Tinh dầu giúp tăng giá trị cảm quan của rau quả, từ đó ảnh hưởng đến sự lựa chọn của người tiêu dùng.
Bảo quản và chế biến
Tinh dầu rất dễ bay hơi, đặc biệt khi chịu gia nhiệt. Do đó, trong quá trình chế biến hoặc bảo quản rau quả, cần có biện pháp để ngăn ngừa sự mất mát chất thơm tự nhiên này, giúp giữ được chất lượng sản phẩm lâu dài hơn.
10. Các chất màu
Màu sắc của rau quả được hình thành từ các sắc tố khác nhau, chủ yếu thuộc ba nhóm chính: clorophil, carotinoid, và flavonoid.
Clorophil (Màu xanh)
Clorophil là sắc tố chủ yếu tạo nên màu xanh của lá cây và thực vật.
Có nhiều loại clorophil, nhưng clorophil a và clorophil b là hai loại phổ biến nhất, chịu trách nhiệm chính trong quá trình quang hợp của cây.
Carotinoid (Màu vàng, cam và đỏ)
Carotinoid là nhóm sắc tố tạo ra màu vàng, cam, và đỏ trong rau quả.
Các sắc tố trong nhóm này bao gồm:
- Karotin (tiền vitamin A): Có màu từ vàng đến đỏ gạch, có nhiều trong cà rốt, khoai tây, và quả gấc. Màu vàng của đa số rau quả thường là do karotin.
- Licopin: Chịu trách nhiệm tạo màu đỏ trong cà chua và một số quả khác.
- Xantophil, kapsantin, và kapxorubin cũng là một phần của nhóm carotinoid, tạo ra màu vàng và cam trong rau quả.
Flavonoid (Màu đỏ, tím và vàng)
Flavonoid là nhóm sắc tố có màu sắc đa dạng, bao gồm:
- Antocyanin: Màu đỏ thâm đến tím, thường thấy trong các loại quả như mận, nho chín, củ cải đỏ, và các loại hoa đỏ. Antocyanin tan trong nước và dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao.
- Flavon: Tạo ra màu vàng da cam, có trong đào, mơ, và nho. Flavon là glicozit có nhóm aglicol là flavonol.
11. Các loại Vitamin
Rau quả là nguồn cung cấp vitamin khá quan trọng cho người. Trong rau quả có các loại vitamin A, B, c, D, p, pp, E… nhiều hơn cả là vitamin c, pp và tiền vitamin A.
Vitamin c còn gọi là axit ascorbic, tồn tại ở 3 dạng: Dạng tự do là axit ascorbic; dạng oxy hoá gọi là dehydro ascorbic và dạng liên kết với protit gọi là ascorbigen. Trong môi trường axit vitamin c bền vững hơn, nhưng trong kiềm thì dễ bị phân huỷ.
Các loại vitamin khác như B, pp, E… có rất ít trong rau quả.
12. Chất khoáng
Trong rau quả có khoảng 50 – 60 nguyên tố khoáng khác nhau với hàm lượng 0,25-1,5%, gồm các nguyên tố chủ yếu như; Na, K, Ca, Mg, Fe, p, v.v… Chúng tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ cao phân tử, dạng muối của các axit hữu cơ, vô cơ.
Các hợp chất khoáng có thể hoà tan hay không hoà tan trong nước, không phân ly thành ion kim loại.
13. Các Enzim
Các enzim quan trọng nhất trong rau quả là các enzim oxy hoá. Người ta đã tìm thấy khoảng 180 loại enzim oxy hoá trong số gần 900 loại enzim. Điển hình trong số này là enzim poliphenoloxydaza xúc tác quá trình oxy hóa các poliphenol tạo thành các hợp chất màu đen. Enzim ascorbinaza xúc tiến quá trình oxy hóa vitamin c…
Hoạt động của các loại enzim luôn luôn xảy ra chừng nào chúng chưa bị mất hoạt tính. Cường độ hoạt động của chúng phụ thuộc vào hàng loại yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt độ, pH,… Do đó, điều chỉnh các yếu tố này để ức chế hoặc tiêu diệt hoạt tính của các enzim là nội dung quan trọng trong việc xử lý, bảo quản, chế biến rau quả.
14. Các Phitoxit
Các phitoxit còn được gọi là kháng sinh thực vật có trong một số rau quả. Chúng là những hỗn hợp của một số chất trong thành phần của rau quả, có khả năng ức chế’ hoặc tiêu diệt các vi sinh vật, chống bệnh. Hành và tỏi là 2 loại chứa nhiều phitonxit nhất. Ngoài ra phitonxit còn có trong ớt, cà chua…
Các loại rau gia vị khác như thìa là, hạt tiêu, rau mùi… đều chứa nhiều chất kháng sinh thực vật, bởi vậy thường được dùng vừa như gia vị, vừa như là chất ức chế vi sinh vật cho các sản phẩm đồ hộp hoặc muối chua.
Chất phitonxit có ý nghĩa lớn trong kỹ thuật bảo quản và chế biến. Loại nào có chứa nhiều phitonxit thì khả năng bảo quản tốt hơn, chế’ độ thanh trùng có thể “mềm” hơn và do đó bảo đảm chất lượng hơn.
