Bảo quản đại mạch sau thu hoạch

Chia sẻ: Chu Thi Huong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:59

Thêm vào BST

Báo xấu

151
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đại mạch được xem là loại cây lương thực được trồng đầu tiên trên thế giới. Theo tác giả Ramage (1987) thì giống đại mạch cổ đã được sử dụng ở Thổ Nhĩ Kì cổ đại cách nay 3500-4000 năm. Có các bằng chứng chứng minh rằng người Thổ Nhĩ Kì cổ đại đã thuần hóa đại mạch từ giống đại mạch cổ Hordeum vulgare sp. Spontaneum. Các dấu tích còn sót lại về việc trồng trọt đại mạch tại Đông Bắc Ấn Độ, Marocco, Cận Đông khoảng 9000-10000 năm trước....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bảo quản đại mạch sau thu hoạch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM     BÁO CÁO CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH: GVHD: ThS: Trần Thị Thu Trà SVTH: Nguyễn Thanh Ngân 60901676 1. Chu Thị Hường 60901133 2. Đặng Thị Thu Hường 60901134 3. Lê Hà My 60901593 4.
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 12 /2011 MỤC LỤC 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẠI MẠCH.....................................................................................................4 1.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển......................................................................................................4 1.2 Phân loại..........................................................................................................................................4 1.3 Cấu tạo............................................................................................................................................5 1.4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng.....................................................................................6 1.5 Các ứng dụng của đại mạch.........................................................................................................13 2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HÓA LÝ CỦA KHỐI HẠT..............................................................................13 2.1 Các thành phần của khối hạt........................................................................................................13 2.2 Tính tan rời của khối hạt...............................................................................................................14 2.3 Tính tự phân loại của khối hạt......................................................................................................15 2.4 Độ rỗng của khối hạt....................................................................................................................16 2.5 Tính hấp thu của khối hạt.............................................................................................................16 3 TÍNH CHẤT HÓA SINH CỦA KHỐI HẠT.............................................................................................18 3.1 Hô hấp của hạt..............................................................................................................................18 3.2 Chín sau thu hoạch của hạt (sự chín tiếp) ...................................................................................24 4 BIẾN CHẤT VÀ CHUYỂN HÓA HÓA HỌC TRONG BẢO QUẢN ĐẠI MẠCH ....................................26 4.1 Các biến đổi của tinh bột trong quá trình bảo quản.....................................................................27 4.2 Biến đổi của protein trong quá trình bảo quản.............................................................................27 4.3 Biến đổi của lipid trong quá trình bảo quản..................................................................................28 4.4 Các biến đổi khác..........................................................................................................................29 4.5 Sự thay đổi độ acid của hạt..........................................................................................................29 5 NHỮNG HIỆN TƯỢNG HƯ HẠI XẢY RA TRONG BẢO QUẢN HẠT.................................................30 5.1 Hư hỏng do vi sinh vật...................................................................................................................30 5.2 Hư hỏng do côn trùng ...................................................................................................................35 5.3 Hư hỏng do chuột .........................................................................................................................42 6 HIỆN TƯỢNG TỰ BỐC NÓNG...........................................................................................................43 6.1 Bản chất của hiện tượng...............................................................................................................43 6.2 Các nguồn nhiệt tạo ra hiện tượng tự bốc nóng...........................................................................44 6.3 Điều kiện làm xuất hiện và phát triển quá trình tự bốc nóng........................................................44 2
6.4 Các dạng tự bốc nóng...................................................................................................................47 6.5 Tác hại của hiện tượng tự bốc nóng.............................................................................................48 7 BẢO QUẢN ĐẠI MẠCH........................................................................................................................48 7.1 Xử lý đại mạch trước khi bảo quản...............................................................................................48 7.2 Các phương pháp làm khô............................................................................................................49 7.3 Bảo quản khô................................................................................................................................50 7.4 Các phương pháp thông gió tích cực cho khối hạt........................................................................52 7.5 Kho bảo quản hạt..........................................................................................................................54 7.6 Chế độ kiểm tra và xử lí trong bảo quản đại mạch .....................................................................55 7.7 Phòng trừ côn trùng gây hại..........................................................................................................56 7.8 Phòng trừ chim, chuột…................................................................................................................58 8 Tài liệu tham khảo ...............................................................................................................................58 3
1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẠI MẠCH Họ (family): Poaceae (Hòa thảo) Phân họ (sub family): Poideae Tộc (Tribe): Hordeae Chi ( genus): Hordeum Loài ( species): Hordeum distichon L. hay Hordeum vulgare L. 1.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển Đại mạch được xem là loại cây lương thực được trồng đầu tiên trên thế giới. Theo tác giả Ramage (1987) thì giống đại mạch cổ đã được sử dụng ở Thổ Nhĩ Kì cổ đại cách nay 3500-4000 năm. Có các bằng chứng chứng minh rằng người Thổ Nhĩ Kì cổ đại đã thuần hóa đại mạch từ giống đại mạch cổ Hordeum vulgare sp. Spontaneum. Các dấu tích còn sót lại về việc trồng trọt đại mạch tại Đông Bắc Ấn Độ, Marocco, Cận Đông khoảng 9000-10000 năm trước. Sau đó, đại mạch lan truyền dần đến Châu Âu, Tây Á và thung lũng Nile. Đại mạch thích hợp với vùng khí h ậu lạnh, không ưa ẩm và khô nên trồng nhiều ở các vùng ở các vùng ôn đ ới. Đ ại m ạch ngày càng phát triển và là cây lương thực được trồng nhiều thứ tư trên thế giới sau lúa mì, lúa gạo và ngô. Đại mạch được trồng chủ yếu ở Châu Âu, Mỹ và Canada. 1.2 Phân loại Có nhiều cách để phân loại hạt đại mạch: 1.2.1 Dựa trên số hàng xung quanh cuống hạt: Đại mạch được chia thành ba loài (species) Đại mạch sáu hàng (six-rowed barley- Hordeum vulgare L.) tại mỗi mắt cuống có ba bông nhỏ, một bông trung tâm và hai bông bên. Các nhóm bông này sắp xếp xen kẽ van đối diện nhau trên cuống tất cả các bông này đều có th ể k ết h ạt đ ược do đó nếu nhìn từ đầu bông xuống ta sẽ thấy có sáu hàng h ạt xung quanh cu ống. Lo ại đ ại 4
mạch sáu hàng này lại được chia thành hai nhóm nhỏ, phần lớn có cấu tạo h ạt bên hơi nhỏ hơn hạt ở trung tâm một cách rõ rệt. Trong nhóm sau này có thể ch ứa các bông không thể hay gần như không thể sinh hạt. Tuy nhiên, cách phân lo ại này ch ỉ có ý nghĩa tương đối vì không có một tiêu chuẩn phân chia rõ ràng. Đại mạch hai hàng (two-rowed barley- Hordeum vulgare L. var. distichon hay Hordeum distichon L.) đối với đại mạch hai hàng cả các bông ở giữa đ ều có th ể k ết hạt, trong khi đó các bông ở bên thì hoặc là bông đực hoặc là bôn g cái nên không k ết hạt, do đó nếu nhìn từ đầu bông xuống ta chỉ thấy có hai hàng hạt. Đại mạch có số hàng không cố định (irregular barley- Hordeum irregular E.) số hàng bông trong loài này không cố định mà thay đổi. Các bông trung tâm có th ể kết hạt tốt còn các bông ở bên thì có bông kết hạt được có bông không. Dựa vào màu sắc lớp aleurone lớp aleurone đại mạch có thể có màu trắng hay xanh lơ, tuy nhiên cách phân lo ại này không chính xác vì đôi khi giống hạt đại mạch có lớp aleurone xanh lơ nh ưng màu quá nhạt dẫn đến lẫn lộn. 1.2.2 Dựa vào cấu tạo hạt như râu hạt ta có thể chia thành đại mạch râu nhám van đại mạch râu trơn, dựa trên cu ống hoa ta có cuống hoa ngắn, cuống hao dài hay cuống hoa bị thui chột. 1.2.3 Dựa trên mục đích sử dụng làm thức ăn cho người, cho gia súc hay để nảy mầm nấu bia ( sản xuất malt). 1.2.4 Dựa trên thời vụ gieo trồng đại mạch mùa xuân hay mùa đông. 1.3 Cấu tạo Giống như hạt gạo van yến mạch, đại mạch cũng có vỏ trấu được cấu tạo từ lớp ngoài và mày hoa trên. Vỏ trấu đại mạch bám rất ch ắc vào nhân h ạt nên khó 5
tách. Dưới lớp vỏ trấu là vỏ quả, vỏ hạt, lớp aleurone, nội nhũ van phôi. T ế bào l ớp aleurone của đại mạch gồm hai hay ba lớp tế bào, một số giống có mang màu xanh lơ, màu tím, một số giống khác thì có màu trắng, nhưng chủ yếu là màu vàng rơm. Nội nhũ đại mạch nửa trong nửa đục. Có giống đại mạch không có vỏ trấu (thuộc dạng hạt trần), nhưng giống này rất ít gặp. Tỷ lệ các phần c ủa h ạt đ ại m ạch đ ược trình bày ở bảng 1. Bảng 1- Phân bố các phần hạt đại mạch Tên các phần % theo khối lượng Tên các phần % theo khối lượng toàn hạt toàn hạt Vỏ trấu Lớp aleurone 12.0 12.0-14.0 Vỏ ngoài 3.5-4.0 Phôi 2.5-3.0 Vỏ trong Nội nhũ 2.0-2.5 64.5-68.0 1.4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng Thành phần hóa học của đại mạch nói chung được trình bày trong b ảng 2. Thành phần hóa học của hạt thay đổi nhiều tùy theo các nòi khác nhau. Bảng 2- Thành phần hóa học của đại mạch- Đơn vị tính % chất khô Giống Mt Betzes Shabet Klages Hiproly Riso 13 Thành phần 1337-1 Carbohydrates Tinh bột 64.4 58.1 57.9 47.1 25.2 21.2 Đường hòa tana 2.4 2.7 2.5 4.7 5.9 12.8 Các polysaccharides không phải 10.5 11.2 11.6 15.4 29.7 25.3 là tinh bột (NSP) Arabinose 1.7 1.6 1.7 2.9 3.7 3.4 Xylose 2.3 2.6 2.9 3.2 5.7 4.7 Mannose 0.4 0.3 0.3 0.4 0.7 1.3 Galactose 0.2 0.2 0.2 0.3 0.4 0.4 Glucose 5.6 6.1 5.9 8.1 18.7 15.2 Uronic acid 0.2 0.4 0.5 0.5 0.6 0.4 Protein thô (N x 6.25) 13.6 15.4 14.8 21.0 16.1 20.5 6
Béo thô 3.9 3.7 3.7 4.6 5.9 7.3 Tro 2.5 2.3 2.4 2.4 3.0 2.5 Lignin 1.5 1.9 2.6 1.0 4.2 0.6 Tổng cộng 98.8 95.3 95.5 96.2 90.0 90.2 Chất xơ ăn được (NSP van 12.0 13.1 14.2 16.4 33.9 25.9 lignin) Bao gồm glucose, fructose, sucrose và fructans a Chú thích: Giống hiproly và risỏ: giống có hàm lượng Lysin cao Giống MT 1337-1 là giống có hàm lượng đường cao Thành phần hóa học của đại mạch chủ yếu là tinh b ột và protein. Các ch ất trong thành phần hóa học cũng phân bố không đều trong các phần của hạt. Bảng 3- Sự phân bố các chất trong thành phần của hạt đại mạch (% theo chất khô) Các phần của hạt Hạt Vỏ Phôi Các chất thành phần Protein (N × 5.7) 13.4 7.1 28.6 Tinh bột 54.0 8.2 46.0 (glucid) Chất béo 2.0 2.1 7.6 Cenlulose 5.7 22.6 1.1 Pentose 9.0 20.0 _ Tro 3.0 10.0 _ 1.4.1 Glucid - Tinh bột: hạt tinh bột của đại mạch chia làm hai nhóm, hạt l ớn dạng A có kích thước 22.5-47.5 µ m và hạt nhỏ loại B có kích thước 1.7-2.5 µ m. Trong đó tỷ lệ amylose, amylopectin là 1:3 đối với hạt bình thường, bắng 1:1 đ ối v ới gi ống v ới đ ại mạch giàu amylose van đối với “đại mạch nếp” thì tỷ lệ amylopectin là 97-100%. Hàm lượng tinh bột trong đại mạch thay đổi tùy theo giống. Ví dụ gi ống MT 1337-1 có hàm lượng đường tan cao thì hàm lượng tinh bột thấp. 7
-Các dạng đường hòa tan: chiếm khoảng 2-3% trong đại mạch thường, 2-4% trong đại mạch không râu, 2-6% trong đại mạch giàu lysine và 7-13% trong đại mạch giàu đường (bảng 4). Bảng 4- Thành phần hóa học của đại mạch hai hàng Protein Glucos Tinh Béo Giống Tro Xơ Fructose Saccharose Fructans thô bột e thô (N × 6.25) Đại mạch có vỏ Betzes 0.1 0.1 1.9 0.7 58.1 15.4 2.2 2.3 19.3 Compana 0.2 0.1 2.1 0.9 59.5 13.1 2.4 3.0 18.8 Waxy 0.2 0.1 2.2 0.5 57.1 12.5 1.9 2.9 22.6 Compana Đại mạch không vỏ (hulless) a Nuber 0.1 0. 1.6 0.6 64.4 13.6 3.9 2.5 13.3 Nupanaa . 0.1 0.1 1.4 0.5 12.1 2.7 2.3 15.6 65.2 Washonupana 0.2 0.1 3.2 0.7 60.5 16.6 2.7 3.5 12.6 Đại mạch đường cao không vỏ (hulless) MT 1337-1d 0.5 0.4 8.3 3.6 21.2 20.5 7.3 2.5 35.8 MT 1337-2d 0.5 0.3 5.3 1.3 43.3 19.7 4.4 2.2 22.9 Đại mạch giàu lysine Riso 7c 0.2 0.2 1.2 0.4 54.0 13.2 3.0 3.8 24.2 Riso 13c 0.2 0.4 4.2 1.6 25.0 15.0 5.8 3.4 44.4 Riso 29f 0.4 0.2 2.0 1.2 42.8 13.0 4.5 3.0 33.0 Riso 56f 0.4 0.4 2.0 0.2 53.9 15.4 2.9 3.2 21.7 Riso 86f 0.3 0.5 3.5 1.0 40.0 15.9 4.1 2.9 31.9 Riso 1508e 0.2 0.2 3.1 1.0 50.1 13.9 4.4 3.9 24.9 -Các chất xơ: Trong đại mạch, các chất xơ bao gồm các chất như β -glucan van arabinoxylan, ngoài ra còn chứa các cellulose van hemicellulose. 8
1.4.2 Protein Các hợp chất chứa nitơ trong đại mạch thì 80% là protein còn lại là nitơ phi protein. Hàm lượng protein trong hạt đại mạch dao động trong một khoảng khá rộng, từ 7-25% và phân bố không đều trong từng phần của hạt (phần giáp phôi có hàm lượng protein khoảng 16%, phần giữa khoảng 10% và phần đầu hạt khoảng 13%). Bảng 5- Phân bố protein trong đại mạch Hàm lượng Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Loại Albumin 7.5 28.8 12.5 Globulin 7.0 21.9 12.7 Gliadin 15.6 46.4 34.4 Glutelin 18.25 47.5 27.0 Protein phi gliadin 7.5 16.9 1.08 Protein phi gliadin là loại vừa hòa tan trong cồn vừa hòa tan trong dung d ịch ki ềm loãng. Protein của đại mạch có khả năng tạo thành gluten nh ưng gluten th ường c ứng van vụn nát, kém đàn hồi, kém dẻo. Hàm lượng gluten tươi của đại mạch dao động trong khoảng 12-26%. Hàm lượng nước trong gluten tươi là 50-65%. Xét về mặt dinh dưỡng, protein của đại mạch thiếu lysine, tiếp theo là đ ến methionine, threonin van tryptphan. Hàm lượng các acid amin có trong đại mạch hai hàng van đại mạch sáu hàng được trình bày trong bảng 6. Khi bón phân đ ạm cho cây, hàm lượng protein trong hạt sẽ tăng nhưng hàm lượng lysine lại không đổi nhi ều. Các giống đại mạch có hàm lượng lysine cao như Riso 1508 thì có năng suất th ấp, hạt phát triển chậm. Bảng 6- Hàm lượng protein và acid amin của đại mạch hai hàng và đại mạch sáu hàng Loại acid Đại mạch Đại mạch Loại acid Đại mạch Đại mạch 9
amin hai hàng sáu hàng (%) amin hai hàng sáu hàng (%) (%) (%) Protein 13.6 13.0 Lysine 3.35 3.58 Alanine 3.65 3.69 Methionine 1.68 1.79 Ariginine 4.83 5.16 Phenylalanine 5.23 5.27 Aspartic acid 5.82 5.69 Proline 12.03 11.59 Cystine/2 2.17 2.53 Serine 4.54 4.64 Glutamic Threonine 27.02 26.23 3.55 3.58 acid Glycine 3.35 3.48 Tryptophan 1.97 1.90 Histidine 2.37 2.32 Tyrosine 2.96 2.85 Isoleucine 3.65 3.69 Valine 4.93 4.95 Leucine 6.90 7.06 Bảng 7- Thành phần acid amin của các nhóm protein đại mạch Acid Prolamin (hordein) Glutelin Albumin Globulin 1 2 3 1 2 3 amin Ile 4.4 3.9 3.7 3.6 4.0 4.2 4.1 4.1 Leu 8.5 8.2 6.8 6.8 7.4 8.3 8.7 9.0 Lys 6.2 6.2 0.6 0.9 0.8 2.5 4.1 3.9 Met 2.4 2.2 1.0 0.6 0.8 1.5 1.7 2.1 Cys 0.5 0 1.4 1.3 2.7 0.5 1.8 2.2 Phe 5.2 4.8 7.5 4.7 8.3 5.7 5.2 5.7 Tyr 3.7 4.2 3.4 3.3 4.7 3.9 2.2 3.5 Thr 4.4 4.1 1.8 1.8 1.3 3.4 3.8 3.1 Trp _ _ _ _ _ _ _ _ Val 6.8 6.9 4.0 3.9 3.7 5.8 5.6 6.0 Tổng 42.1 40.5 30.2 26.9 33.7 35.8 37.2 39.6 EAAS Arg 5.8 8.0 2.7 2.8 2.8 4.5 4.5 5.4 His 2.5 2.1 1.2 1.5 1.9 2.3 2.7 2.3 Ala 7.2 5.1 1.5 1.7 2.5 3.2 4.3 5.7 Asp 11.4 8.5 1.6 1.5 1.6 4.3 6.0 5.6 Glu 17.8 18.3 38.9 41.2 36.4 29.9 25.4 21.6 Gly 4.8 5.0 1.2 1.4 2.3 3.2 4.4 5.0 10
Pro 6.8 8.2 19.4 19.9 18.8 12.2 10.4 10.6 Ser 4.5 4.3 3.2 3.2 2.6 4.4 4.8 4.5 EAAS: Lượng acid amin không thay thế bao gồm cả cysteine van tyrozine 1.4.3 Lipid Chất béo trong đại mạch thấp, chỉ chiếm khoảng 2 - 3%. Trong đó triglyceride chiếm khoảng 77,9% chất béo của đại mạch. Các acid béo tham gia t ạo mạch là palmitic, acid oleic, acid linoleic và acid linolenic. Hầu h ết chất béo t ập trung trong nội nhũ (77%), phôi(18%) và vỏ(5%). Bảng 2.59: thành phần trung bình của chất béo không cực và các phospholipid của đại mạch hai hàng Loại chất béo Thành Acid béo phần % 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 Others Chất béo không cực Triglycerid 51,9 19,0 0,8 20,9 38,6 4,8 15,9 1,3- Diglycerid 7,3 20,9 2,3 12,9 59,5 3,9 0,5 1,2-Diglycerid 8,4 20,7 2,8 12,8 57,9 5,0 0,8 Acid béo t ự do 9,0 34,8 3,8 8,5 49,1 2,9 0,9 Chưa biết 1 0,8 23,0 4,2 18,6 46,1 4,2 3,9 2 1,1 19,2 6,9 18,3 40,4 3,9 11,4 3 1,5 20,2 6,3 18,7 46,9 5,7 2,2 4 Tr 25,6 18,1 27,3 8,4 5,6 15,0 c Phospholipids Diphophatidyl glycerol 1,6 18,9 4,6 12,9 53,6 1,9 8,1 Phosphatidylglycorol 0,5 35,1 11,5 26,4 17,3 1,7 8,0 Phosphatidylethanolamin 8,2 20,8 6,3 16,5 52,0 2,1 2,3 Phosphatidylcholine 44,4 18,7 2,2 18,9 55,3 3,9 1,0 Phosphatidylinositol 1,2 22,9 4,4 23,8 44,1 1,3 3,5 Phosphatidylserine 4,9 30,6 3,6 6,3 48,6 2,8 8,1 Phosphatidic acid 0,1 35,7 15,2 20,2 12,1 2,5 14,3 Lysophosphatidylcholine 37,0 27,3 1,8 12,7 55,3 3,5 1,4 11
Chưa biết 1 0,4 37,2 24,0 11,2 17,3 0,8 9,5 2 1,7 27,0 13,8 9,8 42,9 2,8 3,7 1.4.4 Vitamin Đại mạch là nguồn cung cấp rất tốt các vitamin nhóm B nh ư B 1 (thiamine), B2 (riboflavin) B6 (pyridoxine), pantothenic acid và niacin. Vitamin B 1 chủ yếu có trong phôi và các vùng lân cận của phôi. Còn vitamin PP lại có nhi ều trong v ỏ. Ngoài ra, trong hạt còn chứa một lượng nhỏ vitamin E trong phôi, một ít biotin và folacin. Bảng 2.60: Hàm lượng các vitamin trong hạt đại mạch Hàm lượng (mg/kg) Các vitamin Thiamin(B1) 2,1 - 6,7 Riboflavin(B2) 0,8 - 1,9 Acid nicotic (PP) 32,0 - 92,1 Acid pantotenic 2,9 - 6,2 B6 3,1 - 4,4 1.4.5 Khoáng chất Hàm lượng tro trong hạt đại mạch có khoảng 1,1- 4,3%.Tro chủ yếu phân b ố trong phôi và các lớp vỏ. Bảng 2.61: hàm lượng một vài chất khoáng trong các phần của đại mạch Naked Himalaya Nguyên tố Nguyên hạt Nội nhũ Phôi P 6,630 12,930 1,120 K 5,070 10,900 1,440 Mg 1,410 2,940 78 Ca 406 740 132 Na 254 - 58 Fe 36,7 56,5 10,0 Zn 23,6 71,3 4,7 Mn 18,9 69,4 10,0 Cu 15,1 - 3,5 12
Al 4,9 26,5 Tr Mo 1,35 2,32 0,41 1.5 Các ứng dụng của đại mạch Đại mạch được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp thực phẩm là cho n ẩy m ầm tr ở thành malt đại mạch dùng sản xuất bia. Hạt đại mạch bóc b ỏ (g ọi là g ạo đ ại m ạch) và bột đại mạch là loại thực phẩm quen thuộc với người dân vùng Châu Âu. B ột đ ại mạch thường được bổ sung cùng với bột lúa mì để làm ra bánh mì còn gạo đại mạch để nấu một dạng chác đại mạch. Ngoài ra, đại mạch cũng được dùng làm th ức ăn gia súc. 2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HÓA LÝ CỦA KHỐI HẠT 2.1 Các thành phần của khối hạt Khối hạt bao gồm nhiều hạt hợp thành. Do đó ngoài những tính chất riêng lẻ của từng hạt, khối hạt gồm nhiều thành phần khác nhau và có những tính chất đặc thù mà từng hạt riêng lẻ không có được. Do đặc tính không đồng nhất như vậy nên trong bảo quản gây ra không ít khó khăn. Những hạt lép, chín chưa đầy đủ thường hô hấp mạnh, dễ hút ẩm nên làm tăng thủy phần của khối hạt, tạo điều kiện cho sâu hại, vi sinh vật phát triển, thúc đẩy các quá trình hư hỏng của hạt xảy ra mạnh. Hạt cỏ dại, một mặt chiếm một thể tích nhất định trong khối hạt, mặt khác chúng thường có thủy phần cao và hoạt động sinh lý mạnh tạo nên một lượng hơi nước và khí CO2 trong khối hạt làm cho các quá trình hư hỏng của khối hạt xảy ra dễ dàng. Các tạp chất vô cơ thường gặp nhất là đất, cát, sỏi lẫn vào trong khối hạt khi đập, tách, thu hoạch. Ngoài ra còn có các mảnh kim loại lẫn vào khối hạt. Các hợp chất vô cơ thường cứng, ảnh hưởng tới độ bền các thiết bị chế biến sau này. Đất,cát còn là chất mang của một số loại vi sinh vật. Các tạp chất hữu cơ như: cọng cỏ dại, hạt cỏ dại, vỏ hạt …có đặc tính hút ẩm tốt, có thể trở thành môi trường sống thích hợp cho vi sinh vật. Hoạt động sinh lý của các hạt cỏ dại cũng ảnh hưởng tới các tính chất vật lí như: nhiệt độ, độ ẩm của khối hạt. 13
Sâu hại và vi sinh vật tồn tại trong khối hạt là những yếu tố gây tổn thất về mặt số lượng và làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của khối hạt. Lượng không khí tồn tại giữa các khe hở trong khối hạt do ảnh hưởng của những quá trình sinh lý liên tiếp xảy ra trong khối hạt làm cho thành phần không khí này thay đổi (lượng ôxy thường thấp hơn, lượng CO2 và hơi nước thường cao hơn không khí bình thường). Trong suốt quá trình bảo quản luôn luôn phải tìm mọi biện pháp để khắc phục tình trạng không đồng nhất: hạt nhập kho cần được làm sạch và phân loại trước; cào đảo khối hạt trong quá trình bảo quản; thông gió tự nhiên và thông gió cưỡng bức cho khối hạt. 2.2 Tính tan rời của khối hạt Khi đổ hạt từ trên cao xuống, hạt có thể tự chuyển dịch để cuối cùng tạo thành một khối hạt có hình chóp nón, không có hạt nào dính liền với hạt nào, đó là đặc tính tan rời của khối hạt. Nếu hạt có độ rời tốt thì có thể vận chuyển dễ dàng nhờ vít tải, gàu tải hoặc áp dụng phương pháp tự chảy. Độ rời của hạt đại mạch được đặc trưng bởi hai yếu tố: Góc nghiêng tự nhiên và góc trượt. Dựa vào độ rời của khối hạt ta có thể sơ bộ đánh giá phẩm chất của hạt đại mạch. Nếu góc nghiêng tự nhiên tăng lên thì chất lượng của hạt giảm. Góc nghiêng tự nhiên và góc trượt càng nhỏ thì độ rời càng lớn chất lượng của hạt càng tốt. Khối hạt có thủy phần càng nhỏ và ít tạp chất thì độ rời càng lớn. Khối hạt có thủy phần cao và nhiều tạp chất thì độ rời càng nhỏ, chất lượng khối hạt càng kém. Trong kỹ thuật độ rời có ảnh hưởng lên lực ép của khối hạt lên tường kho hay lên thành thiết bị bảo quản, vận chuyển. Độ rời càng lớn thì thành kho hay thành thiết bị càng phải bền vững. Độ rời cũng ảnh hưởng đến khả năng chứa đầy của kho, độ rời càng cao càng tận dụng được dung tích kho. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ rời của hạt: Độ rời của hạt chính là do ma sát giữa hạt với hạt và giữa hạt với mặt trượt. Vì vậy, các yếu tố ảnh hưởng tới hệ số ma sát cũng sẽ ảnh hưởng tới độ rời của hạt: - Hình dạng và kích thước của hạt: hạt có kích thước càng lớn, hình dạng càng gần hình cầu thì độ rời càng tăng. 14
- Trạng thái bề mặt hạt: hạt có bề mặt càng xù xì, thô ráp thì độ rời càng giảm. - Lượng và loại tạp chất: hạt có nhiều tạp chất làm cho hệ số ma sát tăng, độ rời giảm. - Vật liệu và trạng thái bề mặt trượt. - Độ ẩm hạt và thời gian bảo quản. 2.3 Tính tự phân loại của khối hạt Khối lượng % hạt dại % bụi và tạp % hạt gãy % hạt lép Vùng chất riêng. Kg/m3 Giữa khối 704 0.3 0.6 1.8 0.1 ¼ đường 708 0.2 0.4 1.6 0.4 kính Rìa khối 678 1 2.1 2.2 0.5 Bảng chất lượng hạt ở từng khu vực của đống hạt lúa mạch trong kho chứa bằng( đổ hạt rơi tự do). Khối hạt cấu tạo bởi nhiều thành phần không đồng nhất, chúng khác nhau về hình dáng, kích thước, tỷ trọng... trong quá trình di chuyển do đặc tính tan rời đã tạo nên những khu vực có chỉ số chất lượng khác nhau. Người ta gọi tính chất này là tính tự phân loại của khối hạt. Tính tự phân loại gây ảnh hưởng xấu đến công tác bảo quản ở những khu vực tập trung nhiều hạt lép và tạp chất...dễ hút ẩm, có thủy phần cao, côn trùng và vi sinh vật dễ phát triển, hư hỏng. Trong một số trường hợp, các chỉ tiêu chất lượng của hạt nói chung là tốt nhưng do viêc nhập kho không đúng kỹ thuật, để xảy ra tình trạng phân bố không đều mà dẫn tới kho hạt bị hư hỏng nghiêm trọng. Trong quá trình nhập kho cũng như bảo quản phải tìm mọi biện pháp để hạn chế sự tự phân loại. Hạt nhập kho phải có phẩm chất đồng đều, ít hạt lép, ít tạp chất. Khi đổ hạt vào kho phải nhịp nhàng (dùng đĩa quay ) và khi bảo quản cứ 15 - 20 ngày (vào lúc nắng ráo) vào kho cào đảo khối hạt một lần để giải phóng nhiệt, ẩm trong đống hạt, đồng thời làm cho sự tự phân loại bị phân bố lại, tránh tình trạng nhiệt, ẩm, tập trung lâu ở một khu vực nhất định làm cho hạt bị hư hỏng. Tính tự phân loại ngoài mặt gây khó khăn, còn có thể lợi dụng để phân loại hạt tốt, xấu và tách tạp chất ra khỏi hạt bằng cách rê, quạt, sàng, sảy. 15
2.4 Độ rỗng của khối hạt Khe hở giữa các hạt trong khối hạt là độ rỗng của khối hạt : S= x 100% Ngược lại với độ rỗng là phần thể tích các hạt chiếm chỗ trong không gian, đó là độ chặt của khối hạt. Độ rỗng và độ chặt luôn luôn tỉ lệ nghịch với nhau, nếu độ rỗng lớn thì độ chặt nhỏ và ngược lại. Độ rỗng và độ chặt phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, độ đàn hồi và trạng thái bề mặt hạt; phụ thuộc vào lượng và thành phần của tạp chất; phụ thuộc vào tỷ trọng hạt, chiều cao đống hạt; phụ thuộc vào phương thức vào kho… Đối với công tác bảo quản, độ rỗng và độ chặt là những yếu tố rất quan trọng. Nếu khối hạt có độ rỗng lớn không khí sẽ lưu thông dễ dàng do đó các quá trình đối lưu của không khí, truyền và dẫn nhiệt, ẩm trong khối hạt tiến hành được thuận lợi, tránh hiện tượng bốc nóng. Mặt khác nó điều tiết không khí vào nội bộ hạt và xua đuổi hơi độc sau khi xử lý xông trùng cho khối hạt. Ngược lại độ rỗng quá lớn thì hô hấp mạnh,tạo điều kiện cho côn trùng phát triển và tốn dung tích kho chứa.Vì vậy, trong suốt quá trình bảo quản phải luôn giữ cho khối hạt có độ rỗng bình thường. Khi nhập kho phải đổ hạt nhẹ nhàng, ít giẫm đạp lên đống hạt. Trong quá trình bảo quản nếu phát hiện thấy độ rỗng bị giảm phải cào đảo hoặc chuyển kho. 2.5 Tính hấp thu của khối hạt Do trong khối hạt có độ rỗng và cấu tạo của hạt đại mạch nên tất cả các khí có trong khối hạt đều có thể hấp thụ vào từng hạt. Tùy từng ch ất khí mà quá trình nhả khí ra mạnh hay yếu. Thông thường quá trình hấp thụ xảy ra dễ hơn nhả khí. Lượng nước tự do có trong hạt ngoài việc do độ khô của kh ối hạt quy ết đ ịnh còn phụ thuộc vào độ ẩm của không khí bao quanh khối hạt. Độ ẩm của không khí bao quanh lớn thì hạt sẽ hút thêm ẩm, ngược lại độ ẩm của không khí nhỏ thì h ạt nhả bớt hơi ẩm và thuỷ phần giảm. Hạt nhả ẩm khi áp suất riêng ph ần c ủa h ơi nước trên bề mặt hạt lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí. H ạt 16
hút ẩm ở trường hợp ngược lại. Hai quá trình hút và nhả hơi ẩm tiến hành song song với nhau cho tới khi đạt tới trạng thái cân bằng (thuỷ phần của hạt không tăng và không giảm) ở một điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định. Độ ẩm cân bằng của hạt thường từ 10% - 35%. Thuỷ phần cân bằng của hạt phụ thuộc vào độ ẩm và độ nhi ệt c ủa không khí bao quanh khối hạt, phụ thuộc vào cấu tạo và nhiệt độ của bản thân khối hạt: - Ở một điều kiện độ nhiệt và độ ẩm xác định mỗi loại hạt có một thuỷ ph ần cân bằng xác định.Ở cùng một nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí tăng lên thì thuỷ phần cân bằng càng tăng. - Thành phần hoá học của hạt cũng ảnh hưởng tới độ ẩm cân bằng (lượng ch ất béo càng cao thì độ ẩm cân bằng càng thấp) - Trong hạt bao gồm các hạt khô và chắc, đồng thời có những hạt còn non, ch ưa hoàn thiện. Do đó tạo nên những thành phần và khu vực có thuỷ ph ần không đồng đều. - Do ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí tới khối hạt không đều nhau. Lớp hạt ở trên mặt và xung quanh tường kho, gần cửa do tiếp xúc nhiều với không khí nên thường có độ thuỷ phần cao hơn. Như vậy có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho sự thuỷ phần trong khối h ạt không đều gây khó khăn cho công tác bảo quản. Trong các nguyên nhân đó thì đ ộ ẩm và nhiệt độ của không khí là nguyên nhân chủ yếu. Vì v ậy mu ốn kh ắc ph ục tình trạng phân bố ẩm không đều trong khối hạt điều quan trọng là phải ngăn ngừa ảnh hưởng của nhiệt độ cao và độ ẩm lớn của không khí. 17
3 TÍNH CHẤT HÓA SINH CỦA KHỐI HẠT 3.1 Hô hấp của hạt Mặc dù đã tách khỏi cây, khi bảo quản trong kho h ạt không quang h ợp n ữa nhưng hạt vẫn là vật thể sống và thường xuyên trao đổi chất với bên ngoài. B ất kỳ một cơ thể sống nào muốn duy trì được sự sống đều ph ải có năng l ượng. Hô h ấp là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất của hạt khi bảo quản. Trong quá trình hô h ấp, các chất dinh dưỡng (chủ yếu là tinh bột) trong hạt bị ôxy hóa, phân h ủy sinh ra năng lượng cung cấp cho các tế bào trong hạt để duy trì s ự s ống. Số l ượng ch ất dinh dưỡng của hạt bị tiêu hao trong hô hấp nhiều hay ít phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: thành phần hóa học của hạt, mức độ hoàn thiện của hạt, th ủy phần của hạt, độ nhiệt và độ ẩm của không khí. Hạt có thể tiến hành hô hấp yếm khí ho ặc hiếu khí. Trong quá trình hô hấp, hạt sử dụng chủ yếu là glucid đ ể sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt và tạo ra các sản phẩm khác nhau tùy theo điều kiện hô hấp. 3.1.1 Các dạng hô hấp 3.1.1.1 Hô hấp hiếu khí Nếu khoảng không trong khối hạt có tỉ lệ oxi chiếm khoảng 1/4 thì h ạt có th ể tiến hành hô hấp hiếu khí (hô hấp trong điều kiện có đầy đ ủ oxi). Trong quá trình hô hấp hiếu khí, hạt sử dụng oxi trong không khí để oxi hóa glucid qua nhi ều giai đo ạn trung gian khác nhau và sản phẩm cuối cùng là khí CO 2 và hơi nước, đồng thời sinh ra nhiệt và phân tán các sản phẩm này vào không gian xung quanh khối hạt. Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp hiếu khí phân hủy glucid trong hạt: C6H12O6 + 6O2 = 6H2O + 6CO2 + 674Kcal Như vậy, khi phân hủy một phân tử gam glucose thì s ẽ sinh ra 134,4 lit CO 2, 108 gam nước và 674Kcal nhiệt. 18
3.1.1.2 Hô hấp yếm khí Nếu khối hạt bị bít kín hoàn toàn hoặc bị nén ch ặt, thì t ỉ l ệ oxi trong kho ảng không gian xung quanh khối hạt sẽ giảm xuống dưới 1/4, trong khối hạt ngoài hô hấp hiếu khí sẽ xảy ra cả hiện tượng hô hấp yếm khí (hô h ấp không có oxi tham gia). Khi hô hấp yếm khí, các enzyme trong h ạt s ẽ tham gia oxi hóa glucid đ ể sinh ra năng lượng. Quá trình hô hấp yếm khí nói chung là khá ph ức tạp và trải qua nhi ều giai đo ạn trung gian, phương trình tổng quát có thể biểu diễn như sau: C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH + 28Kcal Như vậy, trong quá trình hô hấp yếm khí cứ phân h ủy một phân t ử gam đ ường gluco sẽ sinh ra 44,8 lit CO2; 92 gam rượu etylic và 28 Kcal nhiệt. 3.1.2 Cường độ hô hấp Để xác định mức độ hô hấp mạnh hay yếu của h ạt ta dùng khái ni ệm c ường đ ộ hô hấp. Theo qui ước thì cường độ hô hấp là số miligam khí CO 2 thoát ra trong 24h do 100g vật chất khô của hạt hô hấp. Đôi khi người ta còn qui ước c ường độ hô h ấp là số miligam khí oxi hấp thụ trong 24h do 100g vật chất khô của hạt hô hấp. Cũng có thể xác định cường độ hô hấp bằng cách xác định lượng vật ch ất khô hao hụt trong một đơn vị thời gian (1h hoặc 24h) của 1 kh ối l ượng v ật ch ất khô xác định (thường tính theo 100g); cũng có thể xác định cường độ hô hấp theo nhiệt lượng sinh ra trong một đơn vị thời gian của một khối lượng nhất định vật ch ất khô c ủa hạt. Như vậy, cường độ hô hấp càng lớn khi lượng khí CO 2 thoát ra càng nhiều, lượng nhiệt thoát ra càng lớn, lượng oxi hấp th ụ lớn và l ượng v ật ch ất khô tiêu hao nhiều. Để xác định cường độ hô hấp của hạt, có nhiều phương pháp khác nhau: - Phương pháp dùng hệ thống kín của Bâyly (Bailey). 19
- Phương pháp dùng ống Pettencophe. - Phương pháp dựa vào lượng vật chất khô hao hụt. 3.1.3 Hệ số hô hấp k Hệ số hô hấp biểu thị mức độ và phương thức hô hấp của hạt. Đó là tỉ số giữa s ố phân tử hay thể tích khí CO2 thoát ra với số phân tử hay thể tích khí O 2 hấp thụ trong cùng một thời gian. Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ, thủy phần của h ạt, áp l ực không khí, áp lực hơi nước, nồng độ nitơ trong việc trao đô ỉ khí, ph ụ thu ộc vào ch ất dinh dưỡng của hạt tiêu hao trong khi hô hấp. Hệ số hô hấp bằng 1 khi hạt hô hấp theo ph ương th ức hiếu khí và h ạt ch ứa nhiều tinh bột. Hệ số hô hấp lớn hơn 1 khi hạt hô hấp theo phương thức yếm khí. Còn trong trường hợp ngoài lượng O2 tham gia vào quá trình hô hấp còn phải tốn thêm một lượng O2 vào các quá trình khác (như oxi hóa chất béo) thì k1 và k sẽ giảm theo sự tăng của độ ẩm. 3.1.4 Kết quả của quá trình hô hấp Quá trình hô hấp của hạt sẽ dẫn tới những kết quả sau: - Làm hao hụt lượng chất khô của hạt: quá trình hô h ấp th ực ch ất là quá trình phân hủy và tiêu hao chất khô của bản thân hạt để tạo thành năng lượng cần thi ết cho quá trình sống của hạt. Hạt hô hấp càng mạnh thì l ượng v ật ch ất khô b ị tiêu hao càng nhiều. - Làm tăng thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh h ạt: khi hô hấp theo phương thức hiếu khí hạt sẽ nhả hơi nước và khí CO 2, nước sẽ tích tụ trong khối hạt làm cho thủy phần của hạt tăng lên và độ ẩm t ương đối c ủa không khí cũng tăng lên. Thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí tăng càng 20