NGHIÊN CỨU HÀM LƯỢNG CÁC NGUYÊN TỔ
VI LƯỢNG VÀ CÁC SẢN PHẨM GIA CÔNG CỦA LÚA
A STUDY OF THE CONTENT OF ELEMENT-TRACE
IN THE RICE PRODUCTS
LÊ VĂN HOÀNG
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
TÓM TẮT
Hàm lượng các nguyên tố tạo tro chủ yếu tập trung ở lớp vỏ trấu và lớp cám. Vì vậy trong quá
trình chế biến cần phải thực hiện hai giai đoạn nhằm làm giảm bớt sự mất mát các nguyên tố
vi lượng vốn rất nghèo nàn trong hạt gạo. Giai đoạn đầu tiên phải có chế độ gia công thủy
nhiệt thích hợp nhằm làm giảm lượng nguyên tố trong lớp vỏ trấu và giảm lượng cám khi xát.
Giai đoạn hai là tăng hiệu suất xát gạo nhằm giảm bớt sự mất mát các nguyên tố vi lượng. Có
thể sử dụng biểu đồ 2 để kiểm tra sự tổn thất các nguyên tố vi lượng trong quá trình gia công
hạt lúa.
ABSTRACT
The element-trace concentrates essentially in the rice hush and bran. Thus, the processing
must be carried out through 2 phases to reduce the loss of element traces, which exist in
small quantities in the rice grain. In the first phase, the hydrothermal processing must be
controlled appropriately to reduce the content of element-trace in the rice hush and bran
during rice husking. In the second stage, the efficiency of rubbing must be increased to reduce
the loss of element-trace. The loss of element-trace in the rice processing could be checked
by using diagram 2.
1. GIỚI THIỆU
Nguồn dinh dưỡng chủ yếu của người Việt Nam hiện nay vẫn chủ yếu là gạo, chiếm 70-
80% năng lượng cung cấp hằng ngày. Giá trị dinh dưỡng của gạo không chỉ đề cập đến độ
calo mà cần kèm theo một số thông số khác như vitamin, khoáng chất... Vì vậy cần phải
nghiên cứu tỉ mỉ những chất trên cả về phương diện số lượng, chất lượng và những biến đổi
về số lượng trong quá trình chế biến từ hạt thóc ra gạo. Từ đó tìm ra những biện pháp bảo giữ
tối đa và bổ sung những nguồn khác nhằm cân bằng dinh dưỡng cho khẩu phần ăn hằng ngày.
Mục tiêu của bài báo là nghiên cứu hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong hạt lúa của
một số giống và những biến đổi hàm lượng của chúng trong gia công thủy nhiệt và trong quá
trình xát.
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu
Năm giống lúa (IR-22, Mộc khâm, T-1, Nếp hương và Nếp chuối) được gieo trồng ở
Đông Anh, Hà Nội.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Xác định độ tro theo tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam (1).
- Hiệu suất quá trình xát được xác định bởi trị số mức độ xát theo thời gian và hiệu suất
cám trên thiết bị LYP-1
- Hàm lượng Mn, Cu, Fe, Zn, Pb và Cd được xác định bằng phương pháp cực phổ.
- Hàm lượng K, Na, Ca được xác định bằng phương pháp phép trắc quang ngọn lửa.
- Hàm lượng P được xác định bằng phương pháp so màu.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Sự biến đổi độ tro của hạt lúa và các sản phẩm khi gia công thủy nhiệt và xát
Nghiên cứu ảnh hưởng gia công thủy nhiệt của hai loại IR-22 và Nếp hương. Lúa được
gia công thủy nhiệt ở áp suất 0,1 và 0,2 MPa.
Hình 1. Sự biến đổi độ tro của gạo lật, của gạo và các sản phẩm phụ thuộc
vào các chế độ gia công thủy nhiệt và thời gian xát
Trên hình 1, giới thiệu hiệu suất xát và độ tro của các sản phẩm từ kết quả gia công 2
giống lúa IR-22 và Nếp hương.
Độ tro của lúa nếp và độ tro của các sản phẩm gia công của lúa nếp đều thấp hơn so với
giống IR-22 (loại trừ phần mầm). Độ tro của trấu và cám giảm. Do gia công thủy nhiệt nên độ
tro và hiệu suất gạo của hai giống đều tăng, hiệu suất cám và độ tro của trấu giảm còn độ tro
phần mầm tăng.
Độ tro của gạo và phần mầm tăng do giảm các nguyên tố tạo tro trong trấu và cám. Ở áp
suất cao hơn, sự biến đổi ấy càng rõ. Gia công thủy nhiệt ảnh hưởng tốt hơn tới hiệu suất và
chất lượng gạo của lúa nếp so với lúa tẻ do sự biến đổi sâu sắc đối với các loại hạt có nội nhũ
đục. So với giống IR-22 thì gạo nếp khi xay xát đạt nhanh đến giá trị độ tro tối thiểu, điều đó
Z
0
30=10,54
Sự biến đổi hiệu suất gạo
Và các sản phẩm phụ
Sự biến đổi độ tro của gạo lật và gạo
Không gia công thủy nhiệt
O------O Sau khi gia công thủy nhiệt với P=0,1MPa
Sau khi gia công thủy nhiệt với P=0,2MPa
Thời gian xát, s
Sự biến đổi độ tro của gạo lật và cám
Z0-30 – Z0120 sau khi xát 30,60,90,120s
Z1-30 – Z1120.-------//--------với gia công thủy nhiệt P=0,1MPa
Z2-30 – Z2120.-------//--------với gia công thủy nhiệt P=0,2MPa
Gia công thủy
nhiệt với P=0,1
và P=0,2
Mẫu hạt
ban đầu
Z3=4,65%
Z
1
30=12,86
Z
2
30=14,43
Z
0
60=9,16
Z
1
60=10,95
Z
2
60=13,05
Z
0
90=7,36
Z
1
90=7,95
Z
2
90=8,36
Z
0
120=6,89
Z
1
120=6,79
Z
2
120=6,86
Z
0
1=16,36
Z
1
1=16,32
Z
2
1=16,28
Hiệu suất gạo và các sản phẩm phụ, %
Độ tro của gạo lật và gạo, % CK
được giải thích bởi cấu trúc nội nhũ đục và bởi sự bào mòn nhanh các lớp bên ngoài của gạo
lật khi xát.
3.2. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong lúa và trong gạo lật
Hàm lượng Mn trong lúa và trong gạo lật phụ thuộc đáng kể vào giống và vùng trồng
lúa, dao động từ 40,1 đến 79,5 mg/kg chất khô. Hàm lượng Cu, Pb trong hạt và trong gạo lật
của các giống khác nhau biến đổi ở mức độ nhỏ hơn. Hàm lượng Cu trong lúa của các giống
khác nhau dao động từ 12 đến 21,4 mg/kg chất khô, còn trong gạo lật từ 16,6 đến 28,5 mg/kg
chất khô. Hàm lượng Fe trong hạt từ 16,0 đến 22,8 và trong gạo lật từ 14,4 đến 19,5 mg/kg
chất khô (bảng 1).
Bảng 1. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong lúa và trong gạo lật, mg/kg chất khô
Giống lúa và gạo
lật Độ
ẩm, % Độ
tro, % Na Ca K P Mn Zn Cu Fe Cd Pb
IR-22 Lúa
gạo lật 10,2
11,1 5,28
1,65 727
284 528
1450 7180
3890 4430
5080 51,2
33,4 21,2
36,8 12,8
20,8 18,7
16,0 0,14
0,38 0,62
0,93
Mộc
khâm Lúa
Gạo lật 10,6
11,5 4,58
1,42 664
256 366
1730 5040
2700 3980
4760 40,1
29,9 24,4
39,3 12,0
16,6 16,5
14,4 0,12
0,33 1,28
3,44
T-1 Lúa
Gạo lật 9,7
10,5 5,36
1,60 559
251 429
1390 5890
3780 3670
4130 79,5
49,3 22,6
33,2 12,4
17,1 19,9
17,2 0,10
0,30 1,52
2,01
Nếp
hương Lúa
Gạo lật 10,7
11,6 4,65
1,48 674
215 372
1480 4840
3260 4300
4990 47,1
35,4 70,0
36,1 21,4
28,5 22,2
19,5 -
- 0,33
0,52
Nếp
chuối Lúa
Gạo lật 9,8
10,8 4,63
1,51 771
259 563
1740 5630
3560 4360
4930 42,8
32,9 29,7
36,8 19,2
26,5 21,9
18,7 -
- 0,400
,54
Hàm lượng Pb và Cd trong các giống lúa nghiên cứu là không đáng kể, trung bình từ
0,12-0,82 và 0,34-1,5 mg/kg chất khô.
So sánh các giống lúa tẻ và lúa nếp thấy rằng lúa tẻ có hàm lượng Fe và Cu ít hơn còn
Cd và Pb thì nhiều hơn. Đồng thời cũng thấy rằng trong hạt lúa nếp hàm lượng các nguyên tố
tạo tro dao động ở mức độ nhỏ hơn so với hạt lúa thường. Trong gạo lật hàm lượng P, Ca, Zn,
Cu, Pb và Cd lớn hơn, còn Na, Mg, Mn, K và Fe nhỏ hơn so với hạt lúa, điều này có liên quan
đến hàm lượng tương đối lớn của chúng trong trấu.
Khi đề cập khẩu phần ăn mà gạo là chủ yếu của người Việt Nam, hàm lượng các nguyên
tố vi lượng trong gạo lật là không đầy đủ nên cần phải làm giàu gạo bởi các chất khoáng
tương ứng.
3.3. Sự biến đổi hàm lượng nguyên tố vi lượng phụ thuộc vào chế độ gia công thủy
nhiệt và thời gian xát
Phân tích sự biến đổi hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong gạo lật khi gia công thủy
nhiệt đã chứng minh có sự tăng không đáng kể, tỉ lệ với sự tăng độ tro. Áp suất hơi càng cao
khi gia công thủy nhiệt thì hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong gạo càng cao.
Mặc dù độ tro của gạo lật và của gạo lúa nếp thấp hơn độ tro của giống IR-22 (cùng loại
sản phẩm), hàm lượng Fe, Mn, Cu trong các sản phẩm tương tự của lúa nếp lớn hơn, còn Zn,
Pb thì nhỏ hơn một ít so với giống IR-22.
Trong quá trình xát gạo theo mức độ tách các lớp vỏ của gạo lật (các lớp vỏ hạt, vỏ quả)
mầm thì hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong gạo giảm xuống. Ngay trong quá trình xát
đầu tiên, sau 30 phút khi tách 4,7 đến 7% lớp cám màu xám đậm chứa lớp vỏ và mầm thì hàm
lượng Mn, Cu, Fe, Zn giảm đáng kể khoảng 2 lần (hình 2).
Việc tách mầm có chứa 1 lượng lớn các nguyên tố vi lượng này có ảnh hưởng lớn đến
sự giảm ấy.
Cũng cần thấy rằng, áp suất hơi khi gia công thủy nhiệt càng lớn thì sự mất mát ở dạng
cám càng nhỏ, hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong gạo càng lớn. Hàm lượng Mn tiếp tục
giảm đáng kể trong gạo sau khi xát 30 giây tiếp theo, hàm lượng Zn và Fe giảm ít hơn còn
hàm lượng Cu, Zn bắt đầu ổn định.
Sau khi xát 90 giây thì cám màu trắng xuất hiện chủ yếu là các phần nôi nhũ và hàm
lượng nguyên tố vi lượng ổn định (chỉ có Fe là giảm không đáng kể).
Hình 2. Sự biến đổi hàm lượng các nguyên tố vi lượng phụ thuộc
vào chế độ gia công hạt và thời gian xát
Dựa trên hình 2 về sự biến đổi nguyên tố vi lượng trong quá trình xát gạo lật có thể xác
định chính xác hàm lượng nguyên tố vi lượng chứa trong các lớp của hạt.
4. KẾT LUẬN
1. Gia công thủy nhiệt làm tăng độ tro của gạo lật và tăng hiệu suất, chất lượng gạo.
2. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong lúa, gạo lật phụ thuộc vào giống và vùng
trồng lúa. Sự khác biệt về hàm lượng của từng nguyên tố trong các giống lúa không theo qui
luật. Lúa tẻ có hàm lượng Fe và Cu ít hơn lúa nếp còn Cd và Pb ngược lại.
3. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong gạo lật khi gia công thủy nhiệt tăng tỉ lệ với
sự tăng của độ tro. Áp suất hơi càng tăng thì hàm lượng các nguyên tố vi lượng càng cao.
4. Hàm lượng các nguyên tố Mn, Cu, Fe và Zn giảm đáng kể trong quá trình xát gạo.
5. Dựa vào đồ thị sự biến đổi nguyên tố vi lượng trong quá trình xát gạo có thể xác định
chính xác lượng tổn thất nguyên tố vi lượng vào những thời gian xát khác nhau.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền..., Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên
men, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 5/2005.
[2] Rice, Chemistry and Technology, Edited by D.F. Houston American Association of
Cereal Chemists, Inc.1976.
[3] D. Williams, The matals of life, Chem. Rev.,72, No 3, 202-213 (1972).
Ghi chú:
• • Không gia công thủy nhiệt
Sau khi gia công thủy nhiệt ở P=0,1MPa
Sau khi gia công thủy nhiệt ở P=0,2 MPa
Hàm lượng các nguyên tố vi lượng, mg/kg CK
IR-22 Nếp Hương