Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm gạo lứt nương đỏ và so sánh thị hiếu cơm gạo mầm nương đỏ nghiên cứu với các loại gạo mầm khác trên thị trường

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm gạo lứt nương đỏ và so sánh thị hiếu sản phẩm cơm gạo mầm nghiên cứu với các loại gạo mầm có trên thị trường nhằm đánh giá chất lượng cơm gạo mầm nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm gạo lứt nương đỏ và so sánh thị hiếu cơm gạo mầm nương đỏ nghiên cứu với các loại gạo mầm khác trên thị trường

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH NGÂM GẠO LỨT NƯƠNG ĐỎ VÀ SO SÁNH THỊ HIẾU CƠM GẠO MẦM NƯƠNG ĐỎ NGHIÊN CỨU VỚI CÁC LOẠI GẠO MẦM KHÁC TRÊN THỊ TRƯỜNG Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hướng dẫn: ThS. Huỳnh Phương Quyên Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trí MSSV: 1311110970 LỚP: 13DTP03 TP. Hồ Chí Minh, 2017
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp này là kết quả nghiên cứu thực sự của tôi dưới sự hướng dẫn của cô Th.s Huỳnh Phương Quyên thuộc khoa Công nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi Trường, Trường đại học Công nghệ Tp.HCM. Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng, lấy từ những nguồn có uy tín. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay có sự dối trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Sinh viên Phạm Bảo Trí i
LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo khoa cùng toàn thể thầy cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học - Thực Phẩm - Môi Trường đã tạo điều kiện cho tôi học tập và tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức trong suốt thời gian học tập tại trường. Tôi cũng rất chân thành cảm ơn các Thầy Cô và Anh Chị quản lý phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Và đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn tôi cô Huỳnh Phương Quyên đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức quý báu và động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Bên cạnh đó tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn bè, sinh viên trong trường và gia đình đã động viên, chia sẽ, giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian thực hiện đề tài. Cuối cùng tôi xin gửi lời chúc tốt đẹp nhất đến quý thầy cô cùng các bạn bè và gia đình! Tôi xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 07 năm 2017 ii
MỤC LỤC MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... vii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ....................................................................................... 2 1.1. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HẠT GẠO .................................................. 2 1.1.1. Cấu tạo và giá trị các phần của hạt gạo .................................................... 2 1.1.1.1. Vỏ ........................................................................................................ 2 1.1.1.2. Lớp aleurone ........................................................................................ 3 1.1.1.3. Nội nhũ ................................................................................................ 3 1.1.1.4. Phôi ...................................................................................................... 4 1.1.2. Thành phần hoá học hạt gạo ...................................................................... 4 1.2. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NẢY MẦM ................................................. 7 1.2.1. Khái niệm ................................................................................................... 7 1.2.2. Các giai đoạn của quá trình nảy mầm ....................................................... 7 1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm .......................................... 8 1.2.4. Những biến đổi khi hạt nảy mầm ............................................................. 10 1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu gạo mầm trong và ngoài nước .................... 11 1.3.1. Trong nước ............................................................................................... 11 1.3.2. Ngoài nước ............................................................................................... 12 1.4. Tổng quan về GABA ...................................................................................... 14 1.4.1. Khái niệm ................................................................................................. 14 1.4.2. Cơ chế tác dụng: ...................................................................................... 14 1.4.3. Các sản phẩm GABA hiện đang bán trên thị trường trong và ngoài nước - Trong nước .......................................................................................................... 16 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 19 iii
2.1. Nguyên liệu ..................................................................................................... 19 2.1.1. Nguyên liệu chính ..................................................................................... 19 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ và hoá chất thí nghiệm ................................................. 19 2.1.2.1. Dụng cụ ............................................................................................. 19 2.1.2.2. Thiết bị............................................................................................... 19 2.2. Các phương pháp phân tích ............................................................................ 19 2.3. Các phương pháp xử lý số liệu ....................................................................... 19 2.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 20 2.4.1. Sơ đồ sản xuất dự kiến.............................................................................. 20 2.4.1.1. Thuyết minh quy trình ....................................................................... 20 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 21 • Phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu ............................................... 21 2.4.2.1. TN1: Khảo sát nhiệt độ ngâm gạo mầm ............................................ 21 2.4.2.2. TN2: Khảo sát pH nước ngâm gạo mầm ........................................... 23 2.4.2.3. TN3: Khảo sát thời gian ủ gạo ......................................................... 25 2.4.2.4. TN4: Đánh giá cảm quan gạo mầm ................................................... 27 2.5. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................. 31 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................................................. 32 3.1. Phân tích thành phần hóa học của gạo lứt nương đỏ ...................................... 32 3.2. Kết quả thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ nước ngâm gạo lứt đến quá trình nảy mầm của hạt. .............................................................................................. 35 3.3. Kết quả thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của pH nước ngâm gạo ............................ 39 3.4. Thí nghiệm 3: Kết quả khảo sát thông số thời gian ủ hạt ............................... 43 3.5. Kết quả khảo sát đánh giá cảm quan ............................................................... 48 3.5.1. Phương pháp đánh giá cảm quan cặp đôi thị hiếu .................................. 48 3.5.2. Phương pháp đánh giá cảm quan cho điểm thị hiếu ............................... 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 57 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 59 iv
Phụ lục A ............................................................................................................... 59 Phụ lục B. Đánh giá cảm quan sản phẩm .............................................................. 71 Phụ lục C. Bảng số liệu thực nghiệm ................................................................... 86 v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT LSD: Least significant difference (sự khác biệt có ý nghĩa nhất). TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam. TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh. NXB: Nhà xuất bản. TS: Tiến sĩ. ThS: Thạc sĩ. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần trung bình(% khối lượng) của hạt gạo( độ ẩm 14%). Bảng 1.2. Thành phần % các lipid trong gạo Bảng 3.1. Thành phần của gạo lứt nương đỏ. Bảng 3.2. Biến đổi độ ẩm của gạo lứt theo thời gian ngâm ở nhiệt độ ngâm 300C, 350C và 400C. Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ nước ngâm đến % nảy mầm Bảng 3.4. Biến đổi độ ẩm của gạo lứt theo thời gian ngâm ở pH nước ngâm 3, 5 và 7. Bảng 3.5. Ảnh hưởng của pH nước ngâm đến % nảy mầm. Bảng 3.6. Kết quả ảnh hưởng đến thời gian ủ hạt. Bảng 3.7. Bảng phân tích cảm quan trước và sau khi nấu giữa cơm gạo mầm nương đỏ và gạo nương đỏ. Bảng 3.8. Bảng phân tích cảm quan trước và sau khi nấu giữa 4 loại cơm gạo mầm: gạo mầm nương đỏ, gạo mầm huyết rồng, gạo mầm Vibigaba, gạo mầm Vibigaba nghệ. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Cấu tạo hạt thóc. Hình 1.2. Cấu trúc hóa học và cấu tạo phân tử GABA. Hình 2.1. Sơ đồ bố trí khảo sát nhiệt độ nước ngâm gạo. Hình 2.2. Sơ đồ bố trí khảo sát pH nước ngâm gạo. Hình 2.3. Sơ đồ bố trí khảo sát độ ẩm gạo sau khi ủ. Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm cảm quan cặp đôi thị hiếu. Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm cảm quan cho điểm thị hiếu. Hình 3.1. Các mẫu gạo đạt độ ẩm bảo hòa khi ngâm ở 30˚C, 35˚C, 40˚C. Hình 3.2. Tỷ lệ nảy mầm ở các mẫu gạo khi ngâm ở 30˚C, 35˚C, 40˚C. Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng nảy mầm của gạo lứt. Hình 3.4. Các mẫu gạo đạt độ ẩm bảo hòa khi ngâm ở pH= 3, pH= 5, pH= 7. Hình 3.5. Tỷ lệ nảy mầm ở các mẫu gạo khi ngâm ở pH= 3, pH= 5, pH= 7. Hình 3.6: Ảnh hưởng của pH đến khả năng nảy mầm của gạo lứt. Hình 3.7. Hạt nảy mầm ở các thời gian ủ Hình 3.8. Độ dài mầm ở các thời gian ủ Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện mức độ ưa thích cơm gạo lứt nương đỏ trước và sau khi nảy mầm Hình 3.10. Biểu đồ thể hiện mức độ ưa thích giữa 4 loại cơm gạo mầm: gạo mầm nương đỏ, gạo mầm huyết rồng, gạo mầm Vibigaba, gạo mầm Vibigaba nghệ. viii
MỞ ĐẦU Lúa nương đỏ là giống lúa truyền thống có khả năng chịu được khí hậu và thời tiết khắc nghiệt. Hiện nay, đồng bào Tây Nguyên không sử dụng bất kỳ một loại thuốc bảo vệ thực vật nào tác động lên cây lúa trong quá trình trồng nên đây được xem là sản phẩm nông nghiệp khá xanh, sạch. Do đặc thù của phương pháp trồng nên lúa nương đỏ cho năng suất khá thấp nhưng chúng không tiêu tốn nhiều vốn đầu tư trồng trọt của đồng bào và đóng vai trò rất quan trọng trong việc ổn định lương thực cho đồng bào miền núi. Và cũng do đặc thù của phương pháp trồng nên cấu trúc hạt gạo nương đỏ khô cứng hơn gạo lứt trồng bằng phương pháp lúa nước, vì vậy tuy chúng là thực phẩm quý của đồng bào Tây Nguyên nhưng chưa được đồng bào miền xuôi quan tâm sử dụng và cũng như các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Gạo lứt nói chung cung cấp nhiều carbohydrate, protein, vitamin nhóm B, chất xơ, chất béo, sắt, kali, kẽm, các nguyên tố vi lượng và các hợp chất phytochemical như tocopherol, tocotrienol, oryzanol .... Thông qua quá trình ủ mầm, một hợp chất sinh học khác cũng được tích lũy trong gạo lứt, đó là gamma-aminobutyric acid (GABA). Theo nghiên cứu của Trung tâm Dinh dưỡng thuộc Sở Y tế TPHCM năm 2012 cho thấy GABA có trong gạo lứt giúp làm giảm lượng đường trong máu, phòng ngừa bệnh tim mạch, giảm stress, điề u hòa một số rố i loa ̣n thầ n kinh giố ng như bệnh Parkinson, Huntington và bệnh Alzheimer. Do đó, mục tiêu nghiên cứu của đề tài là khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm gạo lứt nương đỏ và so sánh thị hiếu sản phẩm cơm gạo mầm nghiên cứu với các loại gạo mầm có trên thị trường nhằm đánh giá chất lượng cơm gạo mầm nghiên cứu. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HẠT GẠO 1.1.1. Cấu tạo và giá trị các phần của hạt gạo Hạt gạo là sản phẩm từ hạt thóc. Hạt thóc được cấu tạo từ các phần chính: râu, mày thóc, vỏ (vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt), lớp aleuron, nội nhũ và phôi Hình 1.1: Cấu tạo hạt thóc 1.1.1.1. Vỏ Vỏ trấu Có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh hưởng xấu của điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm,…) và sự phá hoại của sinh vật hại (côn trùng, nấm mốc,..). Trên bề mặt vỏ trấu có các đường gân và nhiều lông ráp xù xì. Trong quá trình bảo quản, lông thóc thường rụng ra do cọ sát với nhau giữa các hạt thóc làm tăng lượng tạp chất trong thóc. Tùy theo giống lúa mà vỏ trấu có độ dày và chiếm tỷ lệ khác nhau so với toàn hạt thóc. Độ dày của vỏ trấu thường 0,12 – 0,15 mm và thường chiếm 18 – 20% so với khối lượng toàn hạt thóc. [5] Vỏ quả Cấu tạo: gồm một vài lớp tế bào - Biểu bì ở ngoài cùng gồm các tế bào nhỏ. - Lớp vỏ quả ngoài: gồm 2-3 dãy tế bào dài hướng dọc theo hạt. 2
- Lớp vỏ quả giữa: là các tế bào dài hướng ngang hạt. Đố i với ha ̣t đã chiń thì lớp tế bào giữa trố ng rỗng, đố i với hạt xanh thì lớp tế bào này chứa các ha ̣t diê ̣p lu ̣c tố nên ha ̣t có màu xanh. [5] - Lớp vỏ quả trong: là các tế bào hình ống hướng dọc hạt. Thành phần vỏ quả: cellulose, pentosan, pectin và khoáng. Vỏ hạt Cấu tạo: gồm 2 lớp tế bào - Lớp bên ngoài gồm các tế bào hình chữ nhật, xếp sít nhau, chứa các chất màu như anthocyanins, flavonoid, carotenoid. - Lớp bên trong gồm các tế bào có kích thước không đồng đều, xốp, ít thấm nước nên dễ dàng cho ẩm đi qua. Thành phần của vỏ hạt: chứa ít cellulose, nhiều protid và lipid hơn vỏ quả. [4] 1.1.1.2. Lớp aleurone Lớp aleurone: bên trong lớp vỏ là lớp aleurone được bao bọc nội nhũ và phôi chiếm 6-12% khối lượng hạt. Tế bào lớp aleurone là lớp các tế bào lớn, thành dày hình khối chữ nhật hay vuông có kích thước nhỏ dần về phía phôi. Trong tế bào lớp aleurone là protid, tinh bột, cellulose, pentosane các giọt lipid và phần lớn các vitamin và khoáng. Vì vậy trong quá trình chế biến hạt, không nên xay sát quá kỹ để giữ lại các vitamin và khoáng chất.[12] 1.1.1.3. Nội nhũ Là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, thành phần chủ yếu của nội nhũ là tinh bột và protid. Các tế bào nội nhũ khá lớn, thành mỏng, có hình dạng khác nhau tùy loại ngũ cốc.Tùy theo giống, điều kiện sinh trưởng mà nội nhũ có thể trong, đục hoặc vừa trong vừa đục. Nội nhũ có độ trong càng cao thì thành phẩm thu được sau quá trình xay xát cũng cao. [4] Thành phần của nội nhũ: chủ yếu chứa tinh bột và protid, ngoài ra còn chứa một lượng nhỏ lipid, muối khoáng, cellulose, dextrin, đường. [4] 3
1.1.1.4. Phôi Là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm. Phôi cách nội nhũ bởi 1 lớp ngù. Lớp ngù được cấu tạo từ những tế bào dễ thẩm thấu các chất hòa tan, chứa các enzyme có khả năng chuyể n chấ t hữu cơ không tan thành các chấ t hòa tan. Do đó, chấ t dinh dưỡng trong phôi rấ t dễ bi ̣biế n đổ i. [1] Thành phần: phôi chứa protid, glucid hòa tan, khá nhiều lipid, khoáng, cellulose và các vitamin. [1] 1.1.2. Thành phần hoá học hạt gạo Thành phầ n hóa ho ̣c ha ̣t gạo nói chung bao gồ m glucid, protein, cellulose, lipid, vitamin, khoáng vô cơ, các enzym và nước. Sự phân bố các chấ t dinh dưỡng trong các phầ n của ha ̣t không giố ng nhau và đươ ̣c biể u diễn trong bảng 1.1 Các thành phầ n hóa ho ̣c này thay đổ i theo giố ng, chế đô ̣ canh tác, phương pháp trồ ng tro ̣t,… ❖ Nước Nước là một chỉ số quan trọng, lượng nước ở trong hạt có 2 dạng: nước liên kết và nước tự do. Thóc gạo càng chín độ ẩm càng giảm dần. Giai đoạn bắt đầu chín độ ẩm khoảng 65-70%, nhưng sang giai đoạn lúa chín hoàn toàn độ ẩm giảm xuống chỉ còn 16-21%. Độ ẩm của thóc có liên quan chặt chẽ và ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi về chất lượng của thóc gạo trong quá trình bảo quản. [1] ❖ Glucid Glucid là thành phần chủ yếu và chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần hạt thóc. Glucid của hạt gạo lứt gồm các monosaccharide như glucose, fructose, disaccharid như saccharose. Các chất đường thường tập trung ở nội nhũ. Ngoài ra glucid còn chứa polysaccharid như tinh bột, cellulose và hemicellulose. Tinh bột là thành phần chủ yếu của hạt gạo, chiếm đến 90% lượng chất khô của hạt gạo xát. Tinh bột tồn tại dưới 2 dạng là amylose và amylopectin, có tỉ lệ thay đổi tùy thuộc vào giống lúa. Tinh bột quyết định giá trị cảm quan của hạt gạo và thành phần amylose quyết định độ dẻo của sản phẩm làm ra từ gạo. Hạt tinh bột 4
của hạt gạo có hình đa giác đặc trưng, kích thước thay đổi từ 2 – 10 m. Kích thước hạt tinh bột này nhỏ nhất trong số các loại lương thực. Gạo nếp có hàm lượng amylose thấp không đáng kể nhưng lại chứa hàm lượng amylopectin cao tạo ra tính chất dẻo dính còn gạo tẻ thì có hàm lượng amylose nhiều hơn so với gạo nếp do đó thích hợp để tạo các sản phẩm dạng sợi, tăng độ dai cấu trúc. Bảng 1.1: Thành phần trung bình (% khối lượng) của hạt gạo (độ ẩm 14%) Thành phầ n Thóc Ga ̣o lứt Ga ̣o xát Glucid (g) 64 ÷ 73 73 ÷ 87 77 ÷ 89 Cellulose (g) 7,2 ÷ 10,4 0,6 ÷ 1,0 0,2 ÷ 0,5 Protid (gNx5,95) 5,8 ÷ 7,7 7,1 ÷ 8,3 6,3 ÷ 7,1 Lipid (g) 1,5 ÷ 2,3 1,6 ÷ 2,8 0,3 ÷ 0,5 Tro (g) 2,9 ÷ 5,2 1,0 ÷ 1,5 0,3 ÷ 0,8 Ca (mg) 10 ÷ 80 10 ÷ 50 10 ÷ 30 P (g) 0,17 ÷ 3,1 0,17 ÷ 0,43 0,08 ÷ 0,15 Fe (mg) 1,4 ÷ 6,0 0,2 ÷ 5,2 0,2 ÷ 2,8 Zn (mg) 1,7 ÷ 3,1 0,6 ÷ 2,8 0,6 ÷ 2,3 Phytin P (g) 0,18 ÷ 0,21 0,13 ÷ 0,27 0,02 ÷ 0,2 (Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007) ❖ Lipid Lipid trong ha ̣t thóc chủ yế u tâ ̣p trung ở phôi và lớp aleuron với hàm lươ ̣ng rấ t thấ p, khoảng 1,5÷2,3%. Trong ha ̣t thóc, lipid có thể ở da ̣ng các triglycerid đơn giản, 5
acid béo tự do, glycolipid, các phosphatid,… Trong thành phầ n chấ t béo của thóc có 3 acid chính là oleic, linoleic và palmitic. Hàm lươ ̣ng linoleic cao (40%) làm cho dầ u cám có giá tri ̣sinh ho ̣c cao. Hàm lươ ̣ng các phospholipid cao cũng làm tăng giá tri ̣sử du ̣ng của dầ u cám. Tuy nhiên, hàm lươ ̣ng acid béo không no nhiề u nố i đôi cao làm cho cám vừa tách khỏi ha ̣t ga ̣o rấ t dễ oxy hóa ta ̣o mùi khó chiu. ̣ Bảng 1.2. Thành phần lipid trong các phần của hạt lúa Thành Vỏ trấu Gạo lứt Gạo xát Cám Phôi Tấm phần(%) Lipid 0.4 2.7 0.8 18.3 30.2 10.8 Thành phần acid béo( % tổng khối lượng chất béo) Palmitic 18 23 33 23 24 23 Oleic 42 35 21 37 36 35 Linoleic 29 38 40 36 37 38 Các acid khác 12 4 6 4 3 4 (Nguồn: Trần Thị Thu Trà, 2007) ❖ Protid Protid của thóc chủ yếu chứa trong phôi, lớp aleuron, trong nội nhũ protid chủ yếu tồn tại ở dạng dự trữ. Protid của thóc chứa chủ yếu glutelin chiếm khoảng 75- 85% còn lại là nhóm albumin, globulin, prolamin. ❖ Chấ t khoáng: phân bố không đồ ng đề u trong các phầ n của ha ̣t thóc, chủ yế u tâ ̣p trung ở các lớp vỏ. Chấ t khoáng nhiề u nhấ t trong ha ̣t thóc là phospho. Phospho phân bố nhiề u ở các lớp vỏ hạt, do đó sau khi xát kỹ thì lươ ̣ng phospho của ga ̣o mấ t đi khá nhiề u. Chấ t khoáng nhiề u nhấ t trong vỏ trấ u là silic. Chấ t khoáng nhiề u nhấ t trong phôi thóc là P, K, Mg. Có 83% photpho của phôi ha ̣t ở da ̣ng phytin, 13% ở da ̣ng acid nucleic. Ngoài ra, trong ha ̣t thóc còn có Cu, Ni và Co. 6
❖ Vitamin: chủ yếu là các vitamin tan trong nước, vitamin tan trong dầu không đáng kể. Trong các vitamin tan trong nước, vitamin B1 chiếm nhiều nhất, kế đến là vitamin B2, B6, E, D, PP, B12 .. và vitamin H. Phần lớn vitamin tập trung ở vỏ hạt, lớp aleuron, phôi. Trong nô ̣i nhũ có chứa vitamin với tỷ lê ̣ thấ p do đó sau khi xay xát ga ̣o thường có hàm lươ ̣ng vitamin rấ t nhỏ, phầ n lớn vitamin đã bi ̣ tách ra theo cám. Ga ̣o càng xát kỹ thì hàm lươ ̣ng vitamin càng tổ n thấ t nhiề u. Nế u không vì yêu cầ u bảo quản lâu dài thì không nên xát ga ̣o quá ky.̃ 1.2. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NẢY MẦM 1.2.1. Khái niệm Nảy mầm là sự phát triển của phôi trong hạt. Đây là một quá trình bao gồm sự kết hợp những khả năng có thể xảy ra để bắt đầu sự hấp thu nƣớc của hạt gạo khô và không hoạt động, kết thúc quá trình này là sự phát triển của phôi và sự hình thành rễ mầm xuyên qua cấu trúc của hạt xung quanh phôi và tiếp theo là sự phát triển thành cây con (Bewley and Black,1994). Quá trình nảy mầm của hạt phụ thuộc vào điều kiện ngoài và bên trong. Thời gian mà hạt giống có thể sống sót rất khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện tồn trữ và loại giống (Mayer and Poliakoff-Mayber,1975). Quá trình nảy mầm tốt xảy ra khi hạt gạo lứt được đặt trong một môi trường ủ thuận lợi như: cung cấp đầy đủ nước, nhiệt độ thích hợp, điều kiện khí quyển, ánh sáng… 1.2.2. Các giai đoạn của quá trình nảy mầm • Giai đoạn 1: Sự hoạt hoá Sự hút ẩm (quá trình vật lý): sự hấp thu nước của hạt khô làm tăng hàm lượng nước trong hạt và làm hạt trương lên. Sự tổng hợp các enzyme: hoạt động enzyme bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước của hạt. Hoạt động của các enzyme một phần từ sự tái hoạt hóa các enzyme dự trữ được hình thành từ sự phát triển của phôi và một phần từ sự tổng hợp các enzyme mới khi hạt bắt đầu nảy mầm. 7
• Giai đoạn 2: Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển Các chất dự trữ (Chất béo, protein, hợp chất có carbon) được thủy phân thành các hợp chất hữu cơ đơn giản và sau đó vận chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi. Tinh bột dextrin + maltose Protein acid amin Lipid glycerin + acid béo Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt. Sự hấp thu nước và hô hấp tiếp tục diễn ra ở một tốc độ đều đặn. Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt gạo lứt có những biến đổi rất lớn về thành phần hóa học. - Hàm lượng tinh bột tăng đáng kể. - Hàm lượng đường tăng cao. - Enzyme amylase phát triển mạnh. • Giai đoạn 3: Sự tăng trưởng của mầm Sự phân chia tế bào xảy ra hai đầu của trục phôi. Một đầu phát triển thành chồi mầm, một đầu phát triển thành rễ mầm trên trục phôi có manh một hoặc hai lá mầm được gọi là tử diệp. Khi mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng lượng tươi và khô của cây mầm bắt đầu tăng trọng khi trọng lượng mỡ dự trữ giảm. 1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm Độ ẩm Hạt gạo khi bảo quản vẫn còn chứa một lượng nước nhất định từ 12-14% trọng lượng khô. Khi ngâm trong nước, hạt hút nước và trương lên, độ ẩm trong hạt gia tăng đến 25% thì có thể nẩy mầm được Hàm lượng nước trong hạt thích hợp cho quá trình nẩy mầm biến thiên từ 30-40% tùy điều kiện nhiệt độ. Khi ấy tinh bột trong phôi nhũ bị phân giải thành những chất đơn giản để cung cấp cho mầm phát triển. Thời gian hút nước nhanh hay chậm tùy theo hạt giống cũ hay mới, vỏ trấu mỏng hay dầy, nhiệt độ nước ngâm cao hay thấp. Nói chung, nhiệt độ không khí 8
cao, nước ấm, hạt giống cũ hay vỏ hạt mỏng dễ thấm nước thì hạt hút nước nhanh, mau đạt tới ẩm độ cần thiết. [12] Ngâm quá lâu, hạt hút nhiều nước, các chất dinh dưỡng hòa tan và khuếch tán ra ngoài môi trường làm tiêu hao chất dự trữ trong phôi nhũ, đồng thời làm cho nước ngâm bị chua, hạt bị thối và nẩy mầm yếu.. Trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ thích hợp thì mầm gạo sẽ phát triển xuyên qua vỏ trấu và xuất hiện ra ngoài: hạt nẩy mầm. [12] Nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho hạt gạo nẩy mầm từ 27-37°C. Nhiệt độ thấp hoặc cao hơn khoảng nhiệt độ này, hạt gạo sẽ nẩy mầm yếu và thời gian nẩy mầm kéo dài. pH Quá trình nảy mầm có thể xảy ra trên khoảng pH rộng, nhƣng đối với hầu hết các loài thì quá trình nảy mầm có thể xảy ra trong khoảng pH từ 4-7. (Justice and Rece, 1954). Oxy Cùng với nước thì oxy cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nảy mầm, nó hỗ trợ cho quá trình phân giải vật chất trong hạt và quá trình phân chia tế bào mới (nếu thiếu oxy trong quá trình này thì các tế bào sẽ bị kéo dài ra, đồng thời các lá ban đầu dài ra và yếu ớt.). Vì vậy, việc điều tiết lượng oxy trong quá trình nảy mầm chúng ta có thể điều khiển được sự phát triển của mầm và rễ. Nếu lượng oxy quá ít thì trong quá trình nảy mầm sẽ chậm, rễ và mầm sẽ ra yếu ớt và ngược lại. Do đó, trong quá trình nảy mầm, mầm của hạt phát triển tốt nhất khi hàm lượng oxy trong môi trường là 0,2%.[19] 9
Các enzyme tham gia quá trình nảy mầm Trong hạt khô, enzyme ở dạng liên kết và chúng được chuyển sang trạng thái hoạt động khi hạt nảy mầm. Ngoài ra, còn có một số enzyme được tổng hợp mới. Enzyme α-amylase: Enzyme này hoàn toàn không hoạt động ở hạt chín. Hoạt tính của enzyme amylase tăng dần trong quá trình nảy mầm của hạt. Ở nhiệt độ 15- 17˚C, hoạt tính của α-amylase đạt tới cực đại vào ngày thứ 10-12 của quá trình nảy mầm, ở nhiệt độ 28-3˚C, hoạt tính của α-amylase đạt cực đại ở ngày 5-8. Enzyme -amylase: Enzyme -amylase tồn tại ở dạng liên kết và một số ít hoạt động rất yếu trong hạt chín hoàn toàn. Hoạt động này tăng lên trong quá trình hạt nảy mầm. Thời gian để enzyme này đạt cực đại cũng tùy thuộc vào nhiệt độ. Enzyme oxy hóa khử: trong quá trình nảy mầm, hoạt động của các loại enzyme này tăng lên mạnh do đó hoạt động hô hấp của hạt cũng gia tăng. Enzyme Protease: Các protein dự trữ trong hạt bị phân cắt do hoạt động của các protease tạo thành sản phẩm cuối cùng là các amino acid, các amino acid này sau đó được sử dụng để tổng hợp thành các hợp chất mới trong tế bào của các mô cây mầm ( Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004). 1.2.4. Những biến đổi khi hạt nảy mầm • Biến đổi sinh hoá Biến đổi sinh hóa: Đặc trưng nhất trong quá trình này sự tăng đột ngột các hoạt động thủy phân trong hạt. Các hợp chất dự trữ dưới dạng polymer bị phân giải thành các monorme phục vụ cho sự nảy mầm. Chính vì vậy mà các enzyme thủy phân được tổng hợp và hoạt tính tăng lên khi hạt phát động sinh trưởng. Trong quá trình này tinh bột bị thủy phân thành đường làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp và hoạt tính protease tăng lên mạnh hơn hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của lipase chiếm ưu thế. 10
• Biến đổi sinh lý Biến đổi sinh lý đặc trưng nhất trong quá trình nảy mầm là hô hấp. Cường độ hô hấp và hoạt tính của enzyme tăng mạnh sau quá trình hút nước của hạt. Việc tăng hô hấp là một bước chuẩn bị đột phá trong việc cung cấp đầy đủ năng lượng cho hạt nảy mầm. 1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu gạo mầm trong và ngoài nước 1.3.1. Trong nước Tại Việt Nam, hiện nay các nghiên cứu về gạo mầm vẫn còn rất ít. Tác giả Nguyễn Thị Hiền và các cộng sự ( 1998) đã nghiên cứu hệ enzyme amylase và lipase trong ngô, đậu xanh, đậu đen và đại mạch nảy mầm nhằm phối chế và thay thế một phần nguyên liệu trong sản xuất bia, đồng thời ứng dụng trong sản xuất men tiêu hóa cho trẻ em. Trong một nghiên cứu khác, tác giả Nguyễn Kim Vũ và các cộng sự ( 1998) đã nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ gạo lứt nảy mầm dùng cho người già, người bệnh và trẻ em. Các tác giả tiến hành thí nghiệm trên 6 giống thóc: CR203, Tám thơm, C71, Di Hương, P6, Nếp hoa vàng và chỉ ra rằng thời gian ngâm hạt thích hợp là 1 giờ và thời gian ủ là 2 ngày tại nhiệt độ 300C. Tuy nhiên, nghiên cứu này không được phát triển tiếp, không đề cập đến hàm lượng GABA và chỉ dừng lại ở mức một báo cáo cấp Viện. Năm 2009, tác giả Trương Hương Lan [14] đã nghiên cứu các hợp chất isoflavone có trong hạt đậu tương nảy mầm và ứng dụng sản xuất bột đậu tương và sữa đậu nành. Trong nghiên cứu này, hạt đậu tương được ngâm ở 300C trong 3 giờ và quá trình nảy mầm được tiến hành ở cùng nhiệt độ trong 36 giờ. 11