Nghiên cứu sản xuất gạo mầm từ gạo lứt nương Tây Nguyên và ứng dụng sản xuất trà gạo mầm

Gạo nương đỏ là một trong những giống lúa quý của đồng bào dân tộc Tây Nguyên. Do gạo nương đỏ có cấu trúc cứng chắc nên chưa đáp ứng được tính chất cảm quan của đa số người sử dụng. Nảy mầm là phương pháp vừa làm tăng một số hợp chất có giá trị sinh học vừa giúp cho cấu trúc của hạt gạo xốp hơn. Nghiên cứu này nhằm xác định các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình ngâm, ủ, sấy đến khả năng nảy mầm của gạo nương đỏ Tây Nguyên và ứng dụng sản xuất trà gạo mầm.

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT GẠO MẦM TỪ GẠO LỨT NƯƠNG TÂY NGUYÊN VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT TRÀ GẠO MẦM Trần Thị Hoài Thương*, Chung Nguyễn Hoàng Nam,

Huỳnh Phương Quyên

Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh

*Tác giả liên lạc: tranthihoaithuong1996@gmail.com

TÓM TẮT

Gạo nương đỏ là một trong những giống lúa quý của đồng bào dân tộc Tây Nguyên Do gạo nương đỏ có cấu trúc cứng chắc nên chưa đáp ứng được tính chất cảm quan của đa số người sử dụng Nảy mầm là phương pháp vừa làm tăng một số hợp chất có giá trị sinh học vừa giúp cho cấu trúc của hạt gạo xốp hơn Nghiên cứu này nhằm xác định các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình ngâm, ủ, sấy đến khả năng nảy mầm của gạo nương đỏ Tây Nguyên và ứng dụng sản xuất trà gạo mầm Kết thúc quá trình ngâm, gạo được ủ ở nhiệt độ phòng trong thời gian 32 giờ Gạo mầm thu được sẽ được sấy ở 3 giai đoạn ứng với 3 khoảng nhiệt độ 40, 45 và 55 o C trong 8 giờ nhằm thu được gạo có độ ẩm thích hợp cho quá trình bảo quản tiếp theo, từ kết quả phân tích GABA cho thấy gạo lứt ban đầu có hàm lượng GABA là 65,5mg/kg, gạo mầm sau sản xuất có hàm lượng GABA tăng khoảng 2 lần so với gạo lứt ban đầu

Từ khóa: GABA, gạo nương đỏ, gạo mầm, trà gạo mầm

STUDY ON PRODUCTION GERMINATED RED RICE FROM UPLAND RED RICE AND APPLYING GERMINATED RED RICE TEA

PRODUCTION Tran Thi Hoai Thuong*, Chung Nguyen Hoang Nam,

Huynh Phuong Quyen

Ho Chi Minh City University of Technology

*Corresponding Author: tranthihoaithuong1996@gmail.com

ABSTRACT

The red unpolished is one of the precious rice diversity of ethnic people in Vietnam highland However, because of its hard structure, it has not satisfied the sensory needs of the majority of consumers yet Germination is the method which not only increases a number of potential bioactive compounds but also makes the grain structure more porous This study aims to identify factors affecting technological processes such as soaking, germinated conditions, drying and apply to produce germinated red rice tea Research results showed that the rice achieved the germination rate and the length of the embryo with the soaking temperature for 30 0 C, 9 hours; at the end of soaking process, red rice was incubated at room temperature for 32 hours The germination red rice will be dried in 3 phase for 3 temperature ranges of 40, 45 and 55 o C for 8 hours in order

to the appropriate moisture content for subsequent storage Gaba analysis results included that red unpolished rice initially had a GABA content of 65,5mg/kg and after germination process, the GABA content had about 2 times higher than that

of red unpolished rice

Keywords: GABA, upland red rice, germinated red rice

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học

TỔNG QUAN

GABA là một acid amin có chức năng

quan trọng trong hệ thống thần kinh

GABA thực hiện vai trò cơ bản trong

quá trình truyền tín hiệu thần kinh qua

khe xináp và giữ liên lạc các tế bào với

nhau trong hệ thống thần kinh trung

ương Ngoài ra, GABA đã được biết có

khả năng điều hòa một số rối loạn thần

kinh giống như bệnh Parkinson,

Huntington và bệnh Alzheimer, giúp

giảm sự tăng huyết áp và ức chế sự

phát triển của các tế bào ung thư (Patil

và Khan, 2011) Hầu hết gạo được tiêu

thụ trên toàn thế giới là gạo trắng, trong

khi đó gạo nương đỏ ít được ưa thích

vì có cấu trúc cứng Quá trình ngâm và

nảy mầm có thể được sử dụng để cải

thiện chất lượng cảm quan và tăng

cường các chất có hoạt tính sinh học

của gạo lứt (Ohtsubo et al, 2005) Có

một số báo cáo về sản xuất gạo nảy

mầm từ gạo lứt Tuy nhiên, có rất ít báo

cáo về gạo nương đỏ Gạo nương đỏ là

thực phẩm quý của đồng bào Tây

Nguyên, gạo nương đỏ chứa nhiều

carbohydrate, chất béo, protein, chất

xơ và anthocyanin rất tốt cho cơ thể

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu

Hạt lúa nương đỏ được thu hoạch tại

tỉnh Gia Lai Sau khi thu hoạch, lúa

được phơi khô đến độ ẩm khoảng 14%,

loại bỏ hạt lép và các tạp chất cát, sạn,

hoa, lá, Sau khi đưa về phòng thí

nghiệm lúa được chứa trong các túi PE

nhằm đồng nhất tương đối tính chất

nguyên liệu trong quá trình thí nghiệm

Lúa được bóc bỏ vỏ trấu thu gạo lứt

Nước sử dụng là nước cất tại Phòng thí

nghiệm Trường Đại học Công nghệ

TP.HCM

Phương pháp nghiên cứu

Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất gạo mầm

Gạo lứt nương đỏ  Ngâm  Ủ

Rửa  Làm ráo  Sấy  Bao gói  Gạo mầm nương đỏ

Sơ đồ 2: Quy trình sản xuất trà gạo mầm

Gạo mầm nương đỏ  Rang Phối chế  Bao gói  Xếp hộp  Trà gạo mầm

Phương pháp xác định các thông số trong quy trình sản xuất gạo mầm va trà gạo mầm

Gạo lứt nương đỏ trước khi ngâm được

rửa bằng nước máy cất với tỷ lệ gạo: nước là 1: 5 (w/w) khoảng 5 lần Sau

đó, gạo được ngâm lần lượt với tỷ lệ gạo: nước là 1:2 và pH là 2, 3, 5, nước cất từ 1 giờ đến 10 giờ Cứ sau 2 giờ khối hạt sẽ được đảo trộn 1 lần, sau 4 giờ ngâm sẽ thay nước 1 lần, ủ ở điều kiện nhiệt độ phòng với thời gian ủ lần lượt là 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32,

36, 40, 44 và 48 giờ Tiến hành theo dõi thời gian hạt nảy mầm đến khi bắt đầu xuất hiện rễ mầm Gạo mầm thu được sẽ được sấy ở 3 giai đoạn ứng với

3 khoảng nhiệt độ 40, 45 và 55oC đến

độ ẩm khoảng 12-13% nhằm thu được gạo có độ ẩm thích hợp cho quá trình bảo quản tiếp theo Gạo mầm sau sấy

sẽ bao gói, bảo quản

Để sản xuất trà gạo mầm, gạo mầm sẽ được rang ở 1800C trong thời gian 2 phút và phối chế với trà đen, cam thảo sau đó đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng thị hiếu

Phương pháp xác định chiều dài mầm

Tiến hành lấy mẫu ở mỗi khay mẫu riêng biệt, mỗi khay lấy 5 vị trí (4 góc

và trung tâm), sau đó dùng dao cắt giấy cắt mầm rời khỏi hạt rồi dùng thước đo

mm để đo

Phương pháp xác định tỷ lệ nảy mầm

Tiến hành lấy mẫu ở mỗi khay mẫu riêng biệt, mỗi khay lấy 5 vị trí (4 góc

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học

và trung tâm), sau đó đếm số hạt đã có

mầm Tỷ lệ nảy mầm được tính theo

công thức X = M/N, với M là tổng số

hạt đã có mầm, N tổng số hạt được lấy

Mỗi mẫu lấy có khối lựợng khoảng 20

gram

Phương pháp xác định các thông số

hóa lý khác

Xác định độ ẩm bằng phương pháp

khối lượng theo TCVN 10788:2015

Xác định hàm lượng GABA bằng

phương pháp sắc ký lỏng cao áp

HPLC

Phương pháp đánh giá cảm quan

Đánh giá cảm quan thực phẩm bằng

phương pháp so hàng thị hiếu để xác

định mức độ ưa thích của người thử đối

với từng tính chất riêng của sản phẩm

với 60 người thử, trật tự trình bày mẫu

theo hình vuông Latinh William

Phương pháp xử lý số liệu

Các thí nghiệm được thực hiện 3 lần lặp lại Các kết quả thực nghiệm được phân tích bằng phần mềm JMP10.0 Toàn bộ số liệu được phân tích phương sai (ANOVA) được sử dụng để xác định sự khác biệt ý nghĩa (p<0,05) giữa các trung bình nghiệm thức Xử lý số liệu đánh giá cảm quan bằng kiểm định Friedmen

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Quá trình ngâm gạo lứt

Kết quả ảnh hưởng của thời gian ngâm

và pH ngâm đến độ ẩm của gạo lứt nương Tây Nguyên được thể hiện ở hình 1

Hình 1 Ảnh hưởng của pH và thời gian ngâm đến độ ẩm gạo lứt

Nương Tây Nguyên

Dựa vào hình 1 cho thấy khi tăng thời

gian ngâm và pH ngâm thì độ ẩm của

hạt tăng Tốc độ hút nước của hạt trong

các khoảng thời gian ngâm không đồng

đều Ở giai đoạn đầu của quá trình thì

tốc độ hút nước của hạt tăng sau đó tốc

độ hút nước tăng không đáng kể Theo

kết quả nghiên cứu của Bello M và

cộng sự (2004) và Wijngaard H (2005)

cho thấy ở giai đoạn đầu của quá trình

ngâm (0 - 2 giờ) sự hấp thụ nước tăng

nhanh do sự hấp thụ nước vào phôi của hạt Sau đó, hạt gạo hấp thụ nước từ từ

và đến một trạng thái cân bằng hoặc bão hòa

Ở pH = 2, khi ngâm 2 giờ đầu do chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa môi trường bên ngoài và bên trong tế bào hạt lớn nên tốc độ hút nước của hạt xảy ra nhanh, cụ thể là độ ẩm hạt tăng từ 11,58 - 20,16% Trong khoảng thời gian từ 3 - 7 giờ, độ ẩm của gạo lứt tăng

18

20

22

24

26

28

30

32

Thời gian ngâm (giờ)

pH 2

pH 3

pH 5

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học

chậm hơn từ 22,34 - 29,62% Sau

khoảng 8 - 10 giờ ngâm, độ ẩm của hạt

gạo thay đổi không đáng kể từ 30,48 –

30,83% (P > 0,05) Tương tự ở các mẫu

ngâm trong dung dịch acid citric có pH

= 3, pH = 5, nước cất thì mẫu ngâm pH

= 3, sau 10 giờ ngâm đạt độ ẩm bão hòa

(W = 30,95%), mẫu ngâm pH = 5 và

mẫu ngâm trong nước cất thì sau 9 giờ ngâm đạt độ ẩm bão hòa (W ≅ 30 - 31%)

Tiến hành kiểm tra tỷ lệ nảy mầm ở pH

= 2, pH = 3, pH = 5 và nước cất ở các thời gian ngâm khác nhau và thu được các hình 2

Hình 2 Ảnh hưởng của pH và thời gian ngâm đến tỷ lệ nảy mầm gạo

lứt Nương Tây Nguyên

Dựa vào hình 2 cho thấy khi tăng thời

gian ngâm và pH ngâm thì tỷ lệ nảy

mầm của hạt ở pH = 2 và pH = 3 giảm,

ngược lại tỷ lệ nảy mầm ở pH = 5 và

nước cất lại tăng Đối với gạo lứt

Nương Tây Nguyên, ở pH = 2 thời gian

ngâm càng lâu thì tỷ lệ nảy mầm càng

giảm Khi ngâm từ 2 – 10 giờ tỷ lệ nảy

mầm giảm khoảng 10% (62,51 -

52,19%) Tương tự ở pH = 3 sau 8 giờ

ngâm, tỷ lệ nảy mầm giảm nhanh, giảm

khoảng 20% so với lúc 2 giờ Tuy

nhiên ở pH = 3, tỷ lệ nảy mầm cao hơn

pH = 2 khoảng 10% Ở pH = 5 và nước

cất tỷ lệ nảy mầm thấp nhất khi ngâm

2 giờ, tỷ lệ nảy mầm tăng dần trong

thời gian ngâm từ 8 – 10 giờ, nhưng tỷ

lệ nảy mầm ở pH = 5 thấp hơn nước cất

khoảng 3 - 5% Tỷ lệ nảy mầm đạt cực

đại ở nước ngâm là nước cất trong thời

gian 9 - 10 giờ

Kết quả khảo sát thời gian ủ

Mục đích quá trình ủ là tạo điều kiện

cho các enzyme thủy phân được kích hoạt và phân hủy các polymer cao phân

tử thành các hợp chất đơn giản, hình thành một số hợp chất sinh học và cải thiện phẩm chất hạt như làm mềm cấu trúc và tăng hương vị

Kết quả phân tích tính chất hóa lý sản phẩm gạo mầm

Sau quá trình nảy mầm, thành phần hóa học trong gạo mầm có một số thay đổi

so với gạo lứt chưa nảy mầm như sau:

Độ ẩm, khối lượng tuyệt đối gạo mầm giảm do nước tham gia vào các quá trình thủy phân của các enzyme amylase, protease

GABA: Các nghiên cứu trước đây chỉ

ra rằng quá trình nảy mầm có thể làm tăng nồng độ GABA ở nhiều hạt ngũ cốc, có thể vì sự nảy mầm của thực vật

có sự thay đổi chuyển hóa trong hạt và các vật liệu dự trữ bị phân hủy sau khi hydrat hóa, kết quả là sự tích tụ của một hợp chất nitơ hòa tan như GABA

0

20

40

60

80

100

Thời gian ngâm (giờ)

pH 2

pH 3

Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học

(Mayer Và Poljakoff-Mayber, 1982)

Hơn nữa, Komatsuzaki và cộng sự

(2007) đã gợi ý rằng, các protein dự trữ

bị phân hủy bởi sự hấp thụ nước trong

suốt quá trình nảy mầm, chuyển thành

amit vận chuyển và cung cấp cho các

bộ phận sinh trưởng của cây lúa như

một nguồn nitơ cho sự phát triển phôi

trong quá trình nảy mầm

Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ phối

trộn đến cảm quan người tiêu dùng

Đối với sản phẩm trà gạo lứt Nương

nảy mầm, tỷ lệ phối trộn được ưa thích

nhất là 90%:5%:5%

KẾT LUẬN

Sau quá trình nghiên cứu rút ra kết luận

như sau: gạo lứt nương đỏ có hàm lượng GABA 65,5 mg/kg, hàm lượng anthocyanin tổng 1,17 mg/kg

Điều kiện ngâm: ngâm trong nước cất

ở nhiệt độ phòng sau 9 giờ, độ ẩm của hạt khoảng 30,86%, đạt trạng thái bão hoà Hàm lượng GABA của gạo sau 9 giờ ngâm là 68,7 mg/kg Sau 32 giờ ủ

ở nhiệt độ phòng, hàm lượng GABA đạt 124 mg/kg Gạo mầm thu được sẽ được sấy ở 3 giai đoạn ứng với 3 khoảng nhiệt độ 40, 45 và 55oC trong

8 giờ nhằm thu được gạo có độ ẩm 12,60%, đạt được độ ẩm bảo quản gạo Gạo mầm phối chế với trà đen, cam thảo với tỷ lệ 90:5:5 đạt giá trị cảm quan cao

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LI K, XU E (2008) The role and the mechanism of γ-aminobutyric acid during

central nervous system development Neurosci Bull 24 (3): 195–200

SHIGEKO S, TAKASHI H, KEIKO H, FUMIE M, MIYO H, KOICHI K,

KAZUO M (2007) Pre-germinated brown rice could enhance maternal

mental health and immunity during lactation Eur J Nutr 46:391–396

THITIMA KAOSA-ARD AND SIRICHAI SONGSERMPONG, (2012)

Influence of germination time on the GABA content and physical properties of germinated brown rice Asian Journal of Food and

Agro-Industry 5(04), 270-283

TRACHOO N, BOUDREAUX C, MOONGNGARM A, SAMAPPITO S,

GAENSAKOO R (2006) Effect of germinated rough rice media on growth

of selected probiotic bactaria Pak J Biol Sci 9:2657–2661