Báo cáo môn công nghệ sau thu hoạch hạt lương thực (hạt thóc)

Báo cáo môn công nghệ sau thu hoạch hạt lương thực (hạt thóc)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh, 12/2011

MỤC LỤC

A GIỚI THIỆU CHUNG 4

I Giới thiệu chung về cây lương thực 4

II Tình hình sản xuất lương thực của Việt Nam 6

B GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA 8

I Cấu tạo hạt thóc 9

II Thành phần hóa học của hạt thóc 10

III Ảnh hưởng của các thành phần dinh dưỡng chính đến tính chất công nghệ của hạt và sản phẩm làm từ hạt 13

C CÁC BIẾN ĐỔI KHỐI HẠT 14

I Các quá trình hạt trải qua trước khi bảo quản 14

1) Trồng trọt trên đồng 14

2) Thu hoạch 15

3) Chế biến và vận chuyển 15

II Một số tính chất của khối hạt liên quan đến công tác bảo quản 15

1) Thành phần khối hạt 15

2) Tính chất vật lí ảnh hưởng đến công tác bảo quản 16

3) Tính chất hóa lý – hấp phụ và nhả hấp các chất khí và hơi ẩm 20

4) Những biến đổi hóa học xảy ra trong quá trình bảo quản 23

5) Những biến đổi sinh hóa trong bản thân hạt thóc 25

6) Những biến đổi sinh học diễn ra trong hạt 31

7) Quá trình tự bốc nóng 40

D QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN 43

I Mục đích của việc bảo quản 43

II Vai trò của việc bảo quản 44

III Những lưu ý trước khi bảo quản 45

1) Phân loại và làm sạch 45

2) Phơi sấy sơ bộ 45

IV Phương thức bảo quản 45

1) Bảo quản thóc đổ rời 45

2) Bảo quản lúa trong bao 45

V Các phương pháp bảo quản thóc thường sử dụng 47

1) Bảo quản khô 47

2) Bảo quản kín 51

3) Bảo quản lạnh 53

4) Bảo quản thóc bằng chất hoạt động bề mặt (silicagel) 55

A GIỚI THIỆU CHUNG:

I Giới thiệu chung về cây lương thực:

Cây lương thực được biết đến như là nguồn cung cấp năng lượng và tinh bột chính trong khẩu phần ăn của con người

Lương thực thuộc nhóm thực phẩm giàu glucid, được chia thành hai loại chính:

+ Nhóm hạt cốc: bao gồm các loại hạt như lúa mì, thóc, ngô, cao lương, đại mạch,

Hình 1 Nhóm hạt cốc

+ Nhóm củ: bao gồm củ khoai tây, khoai lang, khoai mì (sắn)…

Hình 2 Nhóm củ

Trong đó, nhóm các loại hạt lương thực chiếm đến 95% tổng lượng tinh bột cung cấp trên toàn thế giới

Hiện nay, có năm loại cây lương thực được sản xuất và tiêu thụ chủ yếu là: ngô, lúa gạo, lúa mì, củ sắn (khoai mì) và khoai tây Trong đó, chỉ riêng ba loại hạt: ngô, lúa gạo và lúa mì đã chiếm đến 87% tổng sản lượng lương thực toàn cầu và cung cấp khoảng 43% tổng lượng calories cần thiết cho cơ thể

Thông thường, tùy thuộc vào đặc trưng khí hậu, cũng như thói quen sinh hoạt, mà mỗi một quốc gia (một vùng lãnh thổ) sẽ tiêu thụ một (hay một vài) dạng lương thực chủ yếu, ví dụ như:

Loại cây lương thực Vùng tiêu thụ chủ yếu

Lúa gạo Khu vực nhiệt đới, cận nhiệt đới ở châu Á,

châu Phi, Bắc Mỹ, Nam Mỹ

Củ sắn (khoai mì) Nhiều nước châu Phi

Khoai tây Vùng ôn đới và cận nhiệt đới tại châu Âu,

Bắc Mỹ, Nam Mỹ, Châu Á và châu Đại Dương

Bảng 1.Vùng tiêu thụ chủ yếu các loại lương thực chính trên thế giới

Ở châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng, lúa gạo đóng vai trò đặc biệt quan trọng – là nguồn lương thực chính trong khẩu phần ăn hằng ngày của con người Theo một con số thống kê cho thấy, trên thế giới có ít nhất 65% dân số sống phụ thuộc vào lúa gạo

II Tình hình sản xuất lương thực của Việt Nam:

Việt Nam may mắn nhận được sự ưu đãi của thiên nhiên khi nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm, rất thuận lợi trong việc canh tác các loại cây lương thực với năng suất cao, đặc biệt là lúa gạo Có thể nói, Việt Nam là một trong những chiếc nôi của nền văn minh lúa nước

Hình 3 Cánh đồng lúa ở Việt Nam

Theo niên giám thống kê 2010, tình hình sản xuất lương thực ở nước ta đang có những dấu hiệu khả quan Với những thành tựu trong việc cải tạo giống, cải tiến phương thức trồng trọt và kỹ thuật canh tác… sản lượng lúa gạo ở nước ta đang tăng dần qua các năm.

Năm Diện tích gieo trồng

(nghìn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

Bảng 2 Thống kê diện tích gieo trồng, năng suất

và sản lượng lúa gạo ở nước ta từ năm 2005 – 2010

Trong đó, sản lượng lúa chủ yếu tập trung ở hai vùng đồng bằng lớn, là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long

VÙNG 2005 2006 2007 2008 2009 Sơ bộ 2010

Đồng bằng sông Cửu Long 19298,5 18229,2 18678,9 20669,5 20523,2 21569,8

Đồng bằng sông Hồng 6398,4 6725,2 6500,7 6790,2 6796,8 6803,4Bắc Trung Bộ

Và Duyên hải miền Trung 5342,5 5951,1 5764,3 6114,9 6243,2 6154,1Trung du và miền núi phía Bắc 2864,6 2904,1 2891,9 2903,9 3053,6 3081,0

CẢ NƯỚC 35832,9 35849,5 35942,7 38729,8 38950,2 39988,9

Bảng 3 Sản lượng lúa của các vùng trong cả nước (đơn vị tính: nghìn tấn)

Trong tình hình dân số ngày càng tăng kéo theo nhu cầu lương thực, nước ta vẫn thu về sản lượng lúa gạo tăng dần qua các năm, không những đảm bảo được nhu cầu lương thực phục vụ trong nước mà còn

có thể xuất khẩu ra nước ngoài để thu về một nguồn ngoại tệ không nhỏ

Năm Sản lượng xuất khẩu

Bảng 4 Tình hình xuất khẩu lúa gạo của nước ta từ năm 2004 – 2008

Việt Nam hiện là nước xuất khẩu gạo lớn thứ hai trên thế giới (sau Thái Lan) Thị trường xuất khẩu lúa gạo của nước ta tập trung chủ yếu ở các nước châu Á và vùng Trung Đông

B GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA:

Người ta tin rằng lúa gạo có nguồn gốc từ một loại lúa hoang phổ biến ở Đông Nam Á cách đây khoảng

10000 năm Lúa gạo là một trong những cây trồng lâu đời nhất trên thế giới và là cây lương thực chính ởnước ta

I Cấu tạo hạt thóc:

Hình 5 Cấu tạo của hạt thóc

- Mày thóc: có độ dài ngắn khác nhau phụ thuộc vào từng giống lúa và điều kiện canh tác Trong

quá trình bảo quản, mày thóc dễ rụng ra do quá trình cào đảo Điều này làm tăng lượng tạp chất có trongkhối hạt

- Lớp vỏ: bảo vệ phôi và nội nhũ tránh khỏi những tác động cơ học bên ngoài.

+ Vỏ trấu (Husk): thường có màu vàng hay nâu sẫm Là lớp bao ngoài cùng của hạt, có vai trò bảo vệhạt thóc chống lại những điều kiện thời tiết khắc nghiệt bên ngoài cũng như tránh khỏi một số vi sinh vậtgây hại Vỏ trấu chiếm từ 18 – 20% khối lượng toàn hạt; được cấu tạo từ nhiều lớp tế bào mà thành phầnchính là cellulose và hemicellulose

+ Vỏ quả (Pericarp): cấu tạo gồm nhiều lớp tế bào:

o Lớp biểu bì ở ngoài cùng

o Lớp vỏ quả ngoài: gồm 2 – 3 dãy tế bào dài hướng dọc theo hạt

o Lớp vỏ quả giữa: là các tế bào dài hướng ngang hạt

o Lớp vỏ quả trong: là các tế bào hình ống hướng dọc hạt.

+ Vỏ hạt (Seed coat): lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, thường có màu trắng đục Đây là màn bảo vệ tốtnhất trong việc chống nấm mốc và giữ được giá trị dinh dưỡng của hạt thóc, giảm thiểu các mất mát dooxy hóa và enzyme Tuy vậy, vỏ hạt dễ mất đi trong quá trình xát gạo

- Lớp aleurone: là lớp bao bọc nội nhũ và phôi, chiếm khoảng 6 – 12% khối lượng hạt Khi xay

xát sẽ bị loại bỏ cùng với lớp biểu bì phôi, vỏ hạt và vỏ quả tạo thành cám Đây là lớp rất giàu dinhdưỡng; chứa nhiều protid, tinh bột, cellulose, pentosan, các giọt lipid, các acid béo không no và phần lớncác vitamin và khoáng của hạt Vì vậy trong quá trình chế biến, không nên xay xát quá kĩ để giữ lại cácvitamin và khoáng chất này

- Nội nhũ (Endosperm): là phần chiếm tỉ lệ khối lượng lớn nhất trong toàn hạt và là nơi dự trữ

chất dinh dưỡng của hạt Ở nội nhũ, 90% khối lượng là tinh bột Hàm lượng các chất dinh dưỡng khácnhư protein, lipid và khoáng không đáng kể

- Phôi (Germ): thường nằm ở góc dưới nội nhũ, được bảo vệ bởi một lá mầm (Scutellum) Tuy chỉ

chiếm từ 2,2 - 3 % khối lượng hạt gạo nhưng phôi lại là nơi rất quan trọng Nó chứa nhiều protein, lipid

và các vitamin cần thiết cho sự nảy mầm Tuy nhiên, phôi dễ bị ẩm nên là đối tượng tấn công của cácloại côn trùng và vi sinh vật gây hại Do vậy, trong quá trình bảo quản thóc để làm giống cần đặc biệtlưu ý đến vấn đề này

II Thành phần hóa học của hạt thóc:

Tùy từng loại giống lúa cũng như điều kiện canh tác và chăm bón, thành phần hóa học của hạt có thểthay đổi Nhưng nhìn chung, hạt thóc bao gồm:

- Nước: là thành phần quan trọng của lúa, bao gồm hai dạng: nước tự do và nước liên kết Lúa

càng chín vàng thì độ ẩm càng giảm Nếu ở giai đoạn chín sữa hàm lượng nước chiếm đến 70% khốilượng hạt thì khi ở giai đoạn thu hoạch độ ẩm đã giảm xuống chỉ còn 16 – 28% Đây là một thông sốquan trọng ảnh hưởng đến công nghệ bảo quản và chế biến lúa gạo

- Glucid: chủ yếu là tinh bột Ngoài ra còn có các loại đường đơn giản, cellulose, hemicellulose và

Tinh bột: là thành phần chủ yếu của hạt thóc, tập trung chủ yếu ở nội nhũ Tinh bột chiếm 90% lượng

chất khô của hạt gạo đã xay xát Hai thành phần chính cấu tạo nên tinh bột gạo là amylose vàamylopectin, có tỷ lệ thay đổi tùy thuộc vào giống lúa và quyết định giá trị cảm quan của gạo Nếu thànhphần tinh bột trong gạo có 10 – 18% amylose thì cơm được xem là mềm dẻo; còn từ 25 – 30% thì cơm

sẽ cứng Các loại gạo Việt Nam có hàm lượng amylose thay đổi từ 18 – 45% amylose Riêng gạo nếp cóhàm lượng amylopectin cao (xấp xỉ 100%), khi nấu lên sẽ rất dẻo và ít nở Tinh bột được biết đến lànguồn cung cấp năng lượng chủ yếu trong khẩu phần ăn của con người Con người có thể đồng hóa đến95,9% lượng tinh bột lúa gạo

- Protein: hàm lượng protein trong gạo không cao, dao động trong khoảng 12 – 15% Thôngthường, các giống lúa ở VN có hàm lượng protein chỉ từ 5,26 – 10% Tuy vậy, protein của lúa gạo tươngđối tốt hơn các loại lương thực khác vì nó có đủ 20 loại acid amin cần thiết cho con người Mặt khác,khả năng tiêu hóa protein lúa gạo trong cơ thể là 84 – 92%, cao hơn so lúa mì (81 – 91%); ngô (89 –90%)… Protein trong gạo chủ yếu là glutelin, còn lại là albumin, globulin và prolamin Tuy nhiên, cácthành phần này chiếm tỉ lệ không cao

- Lipid: trong thành phần hóa học của hạt thóc, hàm lượng chất béo rất nhỏ chỉ khoảng 1,5 - 2,5%

và thường tồn tại ở dạng các giọt chất béo có kích thước nhỏ trong lớp aleurone, trong phôi và các thànhphần khác của hạt Lipid trong hạt gồm nhiều acid béo no và không no không thay thế quan trọng nhưpalmitic, linoleic và linolenic… có giá trị dinh dưỡng cao Nhưng, lượng lipid này cũng gây không ítkhó khăn cho công tác bảo quản vì các acid béo chưa no có nhiều nối đôi dễ bị oxy hóa tạo ra mùi ôi khóchịu Bên cạnh đó, các lipid có thể bị thủy phân tạo ra các acid béo làm tăng độ chua, ảnh hưởng nhiềuđến chất lượng cảm quan

- Chất khoáng: trong hạt lúa có chứa nhiều loại khoáng vô cơ Tuy nhiên, hàm lượng rất khácnhau tùy vào vị trí được xét Ở lớp vỏ của hạt thóc, khoáng chiếm tỉ lệ lớn nhất là Photpho Trong khi

đó, ở lớp vỏ trấu, Silic lại là khoáng chiếm hàm lượng cao nhất Ở phôi, chứa nhiều loại khoáng có hàmlượng cao, như: P, K, Mg…

- Vitamin: lúa gạo là thực phẩm rất giàu vitamin B (các dạng B1, B2, B5, PP, B12….) và vitamin

E Hầu hết vitamin tập trung ở lớp vỏ hạt, lớp aleurone và phôi Tuy nhiên, vitamin ở lúa gạo dễ mất đitrong quá trình bảo quản và chế biến

Thành phần Lượng Thành phần Lượng

Năng lượng 360 kcal

Glucid 73 – 75 g

Bảng 6 Thành phần dinh dưỡng trung bình trong lúa gạo

(xét trên 100g phần ăn được)

- Các thành phần khác: ngoài những thành phần dinh dưỡng đã kể trên, trong lúa gạo còn chứa

những hợp chất dễ bay hơi như NH3, H2S, các acetaldehyde Đặc biệt, hợp chất 2 – acetyl – 1– pyrrolinetạo mùi thơm đặc trưng khi nấu cơm

Hình 6 Hợp chất 2 – acetyl – 1– pyrroline tạo mùi thơm đặc trưng cho cơm.

III Ảnh hưởng của các thành phần dinh dưỡng chính đến tính chất công nghệ của hạt và sản

phẩm làm từ hạt:

Protein Ảnh hưởng rất lớn đến tính chất công nghệ của các loại bột từ hạt như tạo độ nở,

độ xốp, độ dai…

Lipid Ảnh hưởng đến tính chất vật lý như độ nhớt hồ tinh bột, làm tăng khả năng bị

thủy phân của tinh bột dưới tác dụng của enzyme, kiềm hay acid

Glucid Góp phần làm tăng giá trị cảm quan của thực phẩm nhờ các tính năng công nghệ

như khả năng hồ hóa, tạo gel, tạo sợi, tạo màng, tạo nhũ, khả năng trương nở

 Kết luận:

Qua những nét tổng quan nhất giới thiệu về lúa gạo, có thể thấy lúa gạo thật sự đóng một vai trò vô cùngquan trọng Lúa chiếm 25 – 30% tổng sản lượng lương thực trên toàn thế giới, 50 – 60% tổng sản lượng lương thực châu Á và khoảng 95% tổng sản lượng lương thực Việt Nam

Từ lúa ta có thể sản xuất ra nhiều sản phẩm khác như: bún, miếng, bột gạo, tinh bột gạo… tạo nên sự đadạng trong công nghiệp thực phẩm Bên cạnh đó, các phụ phẩm khác trong quá trình xay xát lúa thànhgạo như cám, trấu cũng đóng vai trò không nhỏ trong việc sản xuất dầu và dùng làm thức ăn gia súc(cám), làm nhiên liệu, phân bón, vật liệu xây dựng (trấu)…

Có thể nói, giá trị kinh tế của hạt lúa khá toàn diện Do vậy, cần phải duy trì và nâng cao năng suất, chấtlượng của hạt lúa Tuy nhiên, theo thống kê hằng năm, tổn thất trung bình về số lượng trong sản xuất lúadao động 9 – 17% (tùy từng khu vực và vụ mùa, có khi tổn thất thậm chí lên đến 20 – 30%) Do vậy, đểđảm bảo an ninh lương thực quốc gia và giữ vững vị thế của Việt Nam trên trường quốc tế - là một trongnhững nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới – ta cần đặc biệt chú trọng đến công tác bảo quản hạt lúa,cũng như bảo quản gạo sau quá trình chà xát

C CÁC BIẾN ĐỔI KHỐI HẠT

I Các quá trình hạt trải qua trước khi bảo quản:

1) Trồng trọt trên đồng:

- Giống: đây là yếu tố quan trọng nhất quyết định năng suất và chất lượng của ruộng lúa sau này

Cần phải chọn giống thỏa mãn các tính chất:

+ Phù hợp với yêu cầu của của thị trường tiêu thụ

+ Phù hợp với thổ nhưỡng và khí hậu nơi gieo trồng

+ Giống có năng suất cao

+ Độ thuần khiết cao, ít lẫn tạp và đồng đều về chất lượng

+ Giống sạch, không nhiễm bệnh và có khả năng kháng bệnh tốt

- Gieo trồng và chăm bón: giống tốt chỉ phát huy được khả năng khi có chế độ gieo trồng và

chăm bón thích hợp Trong quá trình canh tác, cần lưu ý đến mật độ cấy, lượng nước tưới tiêu, chế độ nhiệt ẩm thích hợp Đồng thời, sử dụng phân bón để tăng sự màu mỡ, phì nhiêu cho đất trồng và dùng các loại thuốc bảo vệ thực vật để trừ cỏ dại và diệt sau bệnh cho cây lúa

2) Thu hoạch:

Quá trình chín của hạt thực chất là quá trình tích lũy các chất dinh dưỡng Dưới tác dụng của các loại enzyme đặc hiệu, các chất dinh dưỡng đơn giản do cây cung cấp sẽ liên kết tạo thành các polymer thiên nhiên Đồng thời, nội nhũ từ dạng lỏng sẽ chuyển sang dạng sáp và cứng dần lại

Việc xác định đúng thời điểm thu hoạch sẽ đảm bảo thu được hạt có chất lượng cao nhất, đồng thời, hạn chế được các quá trình sinh hóa tiếp tục xảy ra khi bảo quản hạt

3) Chế biến và vận chuyển:

Hạt khi mới thu hoạch có độ ẩm cao từ 17 – 35% nên các enzyme vẫn hoạt động mạnh và kích thích các phản ứng sinh hóa diễn ra bên trong hạt Đồng thời lượng tạp chất và vi sinh vật trong khối hạt vừa thu hoạch cũng cần qua giai đoạn chế biến sơ (làm sạch, sấy khô) trước khi cho vào kho bảo quản

Quá trình vận chuyển được thực hiện cần đảm bảo không có sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ và độ ẩm

+ Tạp chất vô cơ (đất, cát sỏi, mảnh kim loại…): là chất mang một số loại vi sinh vật

+ Côn trùng và vi sinh vật: là những yếu tố gây tổn thất về mặt số lượng và ảnh hưởng trực tiếp đến chấtlượng của thóc

+ Một lượng không khí nhất định tồn tại trong khe hở giữa các hạt thóc: thành phần lượng không khínày sẽ thay đổi trong suốt quá trình bảo quản (lượng O2 thường thấp hơn, lượng CO2 và hơi nước thườngcao hơn không khí bình thường) Điều này sẽ tác động ngược lại đến các hoạt động sinh lý của các sinhvật sống trong khối hạt

Bên cạnh đó, đáng lưu ý nhất là đặc tính không đồng nhất của khối hạt cũng gây ra không ít khó khăn.Những hạt lép, chín chưa đầy đủ thường hô hấp mạnh, dễ hút ẩm, làm tăng thuỷ phần của khối hạt, tạođiều kiện cho sâu hại, vi sinh vật phát triển, thúc đẩy các quá trình hư hỏng nhanh chóng xảy ra

 Do vậy, trước khi tiến hành bảo quản, khối hạt cần được làm sạch và phân loại Khi bảo quản,kết hợp cào đảo liên tục và thực hiện các biện pháp thông gió để đảm bảo kiểm soát các yếu tố nhiệt -

ẩm gây ảnh hưởng đến chất lượng khối hạt

2) Tính chất vật lí ảnh hưởng đến công tác bảo quản:

Một số những tính chất vật lí đặc trưng cho hạt thóc như hình dạng, kích thước, khối lượng hạt… tuy không ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình bảo quản hạt nhưng lại ảnh hưởng đến một số tính chất khác của khối hạt, như: độ rỗng, độ tan rời – những yếu tố đóng vai trò quan trọng trong công tác bảo quản khối hạt

Kích thước hạt + chiều dài (l) + chiều rộng (a) + chiều dày (b)

5 – 12 mm2,5 – 4,3 mm1,2 – 2,8 mm

Thể tích (v) 12 – 35 mm3

Diện tích bề mặt ngoài (F H ) 30 – 55 mm2

Độ rỗng khối hạt 50 – 65 %

Khối lượng riêng khối hạt 440 – 620 kg/m3

Khối lượng riêng của hạt 1110 - 120 kg/m3

Bảng 7: Một số tính chất vật lý đặc trưng cho khối hạt thóc

2.1 Tính tan rời của khối thóc:

Khi đổ từ trên cao xuống, hạt có thể tự chuyển dịch để cuối cùng tạo thành một khối hạt có hình chóp,không hạt nào dính liền với hạt nào Đó là đặc tính tan rời (hay độ rời) của khối hạt Độ rời của khối hạtđược đặc trưng bằng 2 hệ số:

- Góc nghiêng tự nhiên (α1): tạo bởi đường kính của mặt phẳng nằm ngang và đường sinh của hình chóp

nón Góc tự nhiên của khối thóc là 350 - 450 (±100)

Hình 7: Cách xác định góc nghiêng tự nhiên.

- Góc trượt: Đổ hạt lên một phẳng nằm ngang, nâng dần một đầu của mặt phẳng lên cho tới khi hạt bắt

đầu dịch chuyển trên mặt phẳng Góc α2 tạo bởi giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng nghiêng khihạt bắt đầu trượt gọi là góc trượt

Các góc α1, α2 càng nhỏ thì độ rời càng lớn và dễ dàng di chuyển

 Những yếu tố ảnh hưởng đến độ rời:

- Đặc điểm hình thái của hạt: hạt có kích thước ngắn, dạng tròn, bề mặt nhẵn sẽ có độ rời lớn hơn hạtdài, dạng dẹt, bề mặt xù xì

- Thủy phần: khối hạt có thủy phần càng nhỏ thì độ rời càng lớn và ngược lại

- Tỉ lệ tạp chất: hạt có nhiều tạp chất sẽ làm tăng hệ số ma sát, do đó, độ rời sẽ giảm

- Thời gian tồn trữ: thời gian tồn trữ càng dài thì độ rời càng giảm

 Vai trò của độ rời trong công tác bảo quản:

Dễ thấy, từ độ rời của khối hạt ta có thể đánh giá sơ bộ phẩm chất hạt Độ rời càng lớn, khối hạt càng dễdàng bảo quản Tuy vậy, độ rời cao sẽ ảnh hưởng lên lực ép của khối hạt Do áp lực của hạt đối vớitường kho tương đối lớn nên kiến trúc kho cần kiên cố và phải giảm thấp độ cao của khối hạt để đảmbảo an toàn và duy trì độ rời hợp lí

2.2 Tính tự phân loại của khối thóc:

Khối hạt cấu tạo bởi nhiều thành phần không đồng nhất, chúng khác nhau về hình dáng, kích thước, tỉtrọng Trong quá trình di chuyển do đặc tính tan rời đã tạo nên những khu vực có chỉ số chất lượngkhác nhau Người ta gọi tính chất này là tính tự phân loại của khối hạt

Hạt có tỉ trọng lớn sẽ rơi nhanh và nằm ở phía dưới và ở giữa; các hạt nhẹ và có hình dạng lớn lại chịuảnh hưởng nhiều của sức cản không khí, đồng thời do luồng gió đối lưu dẫn đến chuyển động xoáy trongkho làm cho chúng tạt ra bốn chung quanh tường kho và nằm ở phía trên

Vị trí

Dung trọng (g/l)

Hạt đất (%)

Hạt to nhọn (%)

Hạt giập,

vỡ (%)

Hạt lép (%)

Tạp chất, bụi (%)

Hạt cỏ dại (%)

Xác côn trùng (%)

Giữa đáy khối 708,00 0,17 0,15 1,57 0,11 0,36 0,21 0,04

Phần rìa giữa khối 705,00 0,07 0,15 1,91 0,10 0,35 0,21 0,04

Phần rìa sát đáy 677,50 0,22 0,47 2,20 0,47 2,14 1,01 0,65

Bảng 8: Hiện tượng tự phân loại của khối thóc

 Vai trò của hiện tượng tự phân loại trong công tác bảo quản:

Tính tự phân loại giúp việc phân loại hạt tốt, xấu và tách tạp chất ra khỏi hạt bằng cách rê, quạt, sàng,sảy dễ dàng hơn

Tuy nhiên, xét cho cùng, hiện tượng tự phân loại của khối hạt có ảnh hưởng xấu tới công tác bảo quản

Ở phần rìa sát đáy, giáp vách kho là những khu vực tập trung nhiều hạt lép, tạp chất Ở đây, có thủyphần cao và rất dễ hình thành các ổ sâu hại và vi sinh vật Từ đó, sẽ lan rộng ra toàn bộ khối hạt và khiếnchúng bị hư hỏng Do đó, trong quá trình nhập kho cũng như bảo quản phải tìm mọi biện pháp để hạnchế sự tự phân loại

2.3 Độ rỗng của khối thóc:

Trong khối hạt bao giờ cũng có những khe hở giữa các hạt chứa đầy không khí, đó là độ rỗng của khốihạt Ngược lại với độ rỗng là phần thể tích các hạt chiếm chỗ trong không gian, đó là độ chặt của khốihạt Thường người ta tính độ rỗng và độ chặt của khối hạt bằng phần trăm (%):

Độ rỗng và độ chặt luôn luôn tỉ lệ nghịch với nhau

Ví dụ: 1m3 thóc, trong đó khe hở giữa các hạt là 0,54m3 và khoảng không gian thóc chiếm chỗ là 0,46m3thì độ rỗng bằng 54% và độ chặt bằng 46%

 Vai trò của độ rỗng, độ chặt trong công tác bảo quản:

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 Độ rỗng của khối hạt còn giữ vai tròquan trọng trong việc thông gió (nhất là thông gió cưỡng bức), xông hơi diệt trùng

Đặc biệt đối với hạt giống, nếu độ rỗng nhỏ sẽ làm cho hạt hô hấp yếm khí và giảm khả năng nảy mầm

2.4 Tính dẫn nhiệt và truyền nhiệt của khối thóc:

Quá trình truyền và dẫn nhiệt của khối hạt được thực hiện theo hai phương thức chủ yếu là dẫn nhiệt vàđối lưu Cả hai phương thức này đều tiến hành song song và có liên quan chặt chẽ với nhau

 Dẫn nhiệt:

Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của khối hạt là hệ số dẫn nhiệt λ của hạt

Hệ số dẫn nhiệt của khối hạt là lượng nhiệt truyền qua diện tích 1m2 bề mặt hạt có bề dày 1m trong thờigian 1 giờ làm cho nhiệt độ ở lớp đầu và lớp cuối của khối hạt (cách nhau 1m) chênh lệch nhau 10C

Hệ số dẫn nhiệt của hạt phụ thuộc vào cấu tạo của hạt, nhiệt độ và thủy phần của khối hạt Hạt có hệ sốdẫn nhiệt lớn khi thủy phần cao

Thóc có hệ số dẫn nhiệt λ khoảng 0,12 - 0,2 kcal/m.giờ.0C

 Đối lưu:

Trong khối hạt còn xảy ra quá trình truyền nhiệt do sự đối lưu của lớp không khí nằm trong khối hạt Do

sự chênh lệch nhiệt độ ở các khu vực khác nhau của lớp không khí trong khối hạt gây nên sự chuyểndịch của khối không khí, làm cho nhiệt độ của bản thân hạt thay đổi theo nhiệt độ của không khí



 Vai trò của đặc tính dẫn nhiệt và truyền nhiệt kém của khối hạt trong bảo quản:

- Mặt lợi:

+ Cho phép bố trí được chế độ bảo quản ở nhiệt độ tương đối thấp khi ngoài trời có nhiệt độ cao

+ Do hạt có tính truyền và dẫn nhiệt kém nên nếu đóng mở cửa kho đúng chế độ thì nhiệt độ trong khốihạt vẫn giữ được bình thường trong một thời gian dài

+ Trong trường hợp bản thân khối hạt đã chớm bốc nóng ở một khu vực nào đó thì nhiệt cũng không thểtruyền ngay sức nóng vào khắp khối hạt và do đó ta vẫn có đủ thời gian để xử lí khối hạt trở lại trạngthái bình thường

- Mặt hại: nếu khối hạt bị bốc nóng ở một khu vực nào đó nhưng do đặc tính truyền và dẫn nhiệt chậm

nên nhiệt không tỏa ra ngoài được, nếu không phát hiện kịp thời, chúng sẽ âm ỉ và truyền dần nhiệt độcao sang các khu vực khác, đến khi phát hiện được thì khối hạt đã bị hư hỏng nghiêm trọng

+ Do thành phần của hạt thóc cấu tạo chủ yếu từ các hạt tinh bột, celllulose và protein có các nhóm chức

có khả năng liên kết với khí và ẩm tạo nên sự hấp phụ (như nhóm –OH, –SH,…)

+ Trong hạt, giữa các tế bào và mô hạt có rất nhiều mao dẫn (đường kính từ 10-3 – 10-4 cm) và vi maodẫn (đường kính 10-7cm) có bề mặt hoạt hóa tham gia vào các quá trình hấp phụ và nhả các chất khí vàhơi ẩm

+ Do độ rỗng trong khối hạt, tạo nên sự tiếp xúc trực tiếp giữa hạt với không khí và ẩm

3.1 Sự hấp phụ và nhả các chất khí :

Tùy theo tỉ trọng, khả năng thẩm thấu và tính chất hóa học của từng chất khí mà quá trình hấp phụ vànhả khí xảy ra mạnh hay yếu Thông thường bao giờ quá trình hấp phụ cũng xảy ra dễ dàng hơn quátrình nhả khí

Tính chất hấp phụ và nhả khí gây khó khăn cho công tác bảo quản vì nếu để hạt nơi có mùi hay khí độc

sẽ làm cho hạt dễ dàng có mùi và ô nhiễm chất độc đó

Ví dụ: Nếu thóc để gần kho đựng cá mắm, sau ít ngày thóc cũng có mùi cá mắm; hay thóc để vào khotrước đây chứa phân bón hoặc thuốc trừ sâu thì cũng sẽ nhiễm mùi phân bón hoặc thuốc trừ sâu và làmmất mùi thường là một việc rất khó khăn.

Ngoài hiện tượng hấp phụ bề mặt, một số chất khí có hoạt tính hóa học cao có thể phá hủy cấu tạo củahạt, làm giảm giá trị dinh dưỡng hoặc giá trị thương phẩm vốn có của hạt

Ví dụ: CH3Br có thể kết hợp với nhóm chức – SH và – SCH3 của protein có trong hạt (như methyoninechẳng hạn) để chuyển thành hóa chức – SCH2Br và không còn chức năng dinh dưỡng nữa Do vậy, nếudùng CH3Br để xông hơi cho lương thực nhiều lần đều có thể làm hỏng một phần giá trị dinh dưỡng củahạt Riêng đối với hạt giống, khi dung hóa chất để xử lí cần thận trọng vì có loại làm giảm khả năng nảymầm

Tuy vậy, cũng không thể phủ nhận rằng, nhờ tính nhả hấp mà ta có thể sử dụng các chất xông hơi để diệtsâu mọt trong khối hạt (thậm chí diệt cả sâu mọt nằm sâu trong hạt), và sau đó giải phóng hơi độc tronghạt bằng cách thông gió, hong phơi

Do đó, khi xông hơi diệt trùng cho hạt nên tìm loại hóa chất dễ nhả sau khi xông Trong các chất khídùng để xông hơi diệt trùng cho thóc thì PH3 (phosphine) dễ nhả, còn CH3Br (metyl bromide) vàCCl3NO2 (chloropicrin) thì khó nhả

3.2 Quá trình hút và nhả ẩm Thủy phần cân bằng của hạt:

Lượng nước tự do chứa trong hạt phụ thuộc vào độ ẩm của không khí bao quanh khối hạt

Gọi Ph và Pkk là áp suất riêng phần của hơi nước trên về mặt hạt và trong không khí thì:

 Ph > Pkk : hạt nhả ẩm

 Ph < Pkk : hạt hút ẩm

 Ph = Pkk : hạt đạt cân bằng động (lượng ẩm hút vào bằng lượng ẩm nhả ra)

Thuỷ phần cân bằng của hạt có mối quan hệ chặt chẽ với các hoạt động sinh lí và tính an toàn của hạtkhi bảo quản Thuỷ phần an toàn quy định đối với hạt thóc là 13%

Nếu hạt có thuỷ phần cân bằng < 13% thì có thể bảo quản được lâu dài

Ngược lại, nếu thuỷ phần cân bằng > 13% thì hoạt động trao đổi chất của hạt mạnh hơn và dễ gây ra cáchiện tượng hư hỏng

Thủy phần cân bằng của thóc phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ của không khí bao quanh khối hạt cũngnhư cấu tạo và nhiệt độ của bản thân khối hạt

Ở cùng một nhiệt độ, độ ẩm tương đối φ của không khí càng tăng thì thủy phần cân bằng của khối hạtthóc càng lớn

Nhiệt độ của không khí

Thủy phần cân bằng (%) 16,59 15,23 14,66

Bảng 10: Thủy phần của thóc trong điều kiện

độ ẩm tương đối của không khí bằng 80% ở các nhiệt độ khác nhau

Ở Việt Nam, đồng bằng sông Cửu Long là nơi sản xuất lúa gạo lớn nhất cả nước Với điều kiện khí hậunóng ẩm ở miền Nam Việt Nam, thủy phần cân bằng của hạt thường cao hơn mức an toàn 13% nên thócrất dễ bị hư hỏng và biến chất

- Sự phân bố thủy phần trong khối hạt:

Trong khối hạt, thủy phần thường phân bố không đều, có khu vực cao, có khu vực thấp nên trong khốiluôn có sự chuyển ẩm từ phần này sang phần khác Nguyên nhân là do:

+ Trong bản thân mỗi hạt thủy phần phân bố cũng không đều (do thành phần cấu tạo và hoạt động sinh lí

ở các phần khác nhau trong cùng một hạt không giống nhau) Trong hạt thóc có độ ẩm w = 13% thì thủyphần sẽ phân bố: nội nhũ 13,8%; phôi 15,1% và vỏ trấu 10,2%

+ Trong khối hạt luôn không đồng nhất, có những hạt khô và chắc, đồng thời cũng có những hạt cònxanh non, chín chưa hoàn thiện và lẫn các tạp chất dễ hút ẩm Do vậy hình thành nên khu vực có thủy

phần không đều Khối thóc có w = 13,2% thì vùng các hạt mẩy, chắc sẽ có w = 12,8%; hạt xanh, non có

w = 14,3%; tạp chất trong thóc có w = 14,2%

+ Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí tới khối hạt không đều nhau Lớp hạt ở trên mặt và xungquanh tường kho, gần cửa kho là những chỗ tiếp xúc nhiều với không khí nên thường có thủy phần caohơn

+ Sự hô hấp của hạt, hoạt động của côn trùng, vi sinh vật sinh ra một lượng hơi nước đáng kể Nênnhững phần hạt có cường độ hô hấp lớn, tập trung nhiều côn trùng, vi sinh vật thì thường có thủy phầncao

+ Sự thay đổi nhiệt độ đã dẫn đến sự phân bố lại ẩm trong khối hạt Khi sự chênh lệch về nhiệt độ trongkhối hạt càng lớn thì sự chuyển dịch ẩm xảy ra càng mãnh liệt

+ Kho xây dựng không tốt cũng có thể gây nên tình trạng phân bố ẩm không đều…

Có nhiều nguyên nhân gây nên sự phân bố không đều thủy phần trong khối hạt, đặt ra những những khókhăn nhất định trong công tác bảo quản Trong đó, nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí là nguyênnhân chủ yếu

 Kết luận:

Những tính chất của khối hạt đã trình bày ở trên có ảnh hưởng trực tiếp tới phẩm chất của hạt trong quátrình bảo quản Mỗi tính chất đều có mặt hại đồng thời có mặt lợi Trong quá trình bảo quản hạt, cần lợidụng mặt có lợi và phải ngăn ngừa, hạn chế mặt có hại để giữ gìn tốt nhất chất lượng của hạt, hạn chếhao hụt về số lượng

4) Những biến đổi hóa học xảy ra trong quá trình bảo quản:

Cần hạn chế tối đa những biến đổi về mặt hóa học vì chúng sẽ làm cho hạt bị biến đổi về cả dinh dưỡng,cảm quan lẫn về mặt an toàn thực phẩm Thông thường, các biến đổi này diễn ra với tốc độ chậm nênkhi phát hiện ra thì chất lượng đã sụt giảm nghiêm trọng Do vậy, cần thường xuyên kiểm tra khối hạttrong quá trình bảo quản

Các biến đổi hóa học liên quan mật thiết tới hoạt động của hệ enzyme và hoạt động của vi sinh vật.Trong hạt ngũ cốc có chứa một lượng lớn enzyme amylase, đặc biệt trong các hạt nảy mầm Ngoài racòn có các enzyme khác như protease, lipase, phytase, peroxydase, catalase

Hướng biến đổi chung về mặt hóa học là: làm tăng độ chua sản phẩm, giảm hàm lượng tinh bột vàprotein, giảm lượng vitamin B1, đồng thời, tăng hàm lượng đường hòa tan Cụ thể:

o Biến đổi protein : enzyme protease trong hạt, khi gặp điều kiện nhiệt ẩm thích hợp sẽ phân hủy protein  polipeptid  các acid amin tự do Tiếp theo đó là quá trình lên men thối của vi sinh vật, từ nơi bắt đầu của quá trình bốc nóng khối hạt dần dần vào trong Hạt ngũ cốc sẽ bị hư hỏng nhanh chóng nếu không phát hiện và giải quyết kịp thời Các enzyme có bản chất là protein, nên những biến đổi protein cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme Đây là điều hết sức lưu ý vì nó sẽ ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của hạt giống.

o Biến đổi lipid: dưới tác dụng của enzyme lipase, lipid sẽ bị thủy phân tạo thành glycerol và các

acid béo làm chua hạt Đồng thời, quá trình oxy hóa các acid béo không no sinh ra mùi ôi khó chịu Các quá trình này còn tạo ra một nhiệt lượng lớn kích thích quá trình tự bốc nóng

o Biến đổi tinh bột: Glucid có tính hút ẩm tốt nên trong quá trình bảo quản nếu không thực hiện

chống ẩm tốt thì hạt ngũ cốc sẽ bị trương nở và biến chất Tinh bột sẽ bị thủy phân thành dextrin,maltodextrin, maltose, và cuối cùng thành glucose dưới tác động của enzyme amylase Quá trình thủyphân sẽ xảy ra nhanh nếu độ ẩm trong hạt lớn hơn 15% Nếu vi sinh vật phát triển, có thể làm thủy phânhoặc lên men cả tinh bột Một lượng tinh bột khác mất đi do quá trình hô hấp của bản thân khối hạt

o Biến đổi vitamin:

Ở hạt thóc, vitamin nhóm B chiếm hàm lượng cao nhất Trong đó, Vitamin B1 dễ bị phân hủy bởi nhiệt

độ, độ ẩm, oxy không khí Nếu giữ trong bao cói sau 6 tháng mất đi khoảng 20% vitamin B1 do cả oxy

và nhiệt độ đều tham gia vào quá trình phá hủy vitamin B1 Nếu giữ trong bao bì không thấm nước thìsau 6 tháng bảo quản, hàm lượng vitamin B1 không có sự sụt giảm đáng kể

Trong khi đó, vitamin B2 lại có dấu hiệu tăng lên rõ rệt ( do khi có sự tiếp xúc với oxy kích thích hạt tựtổng hợp nên vitamin B2) Nếu giữ trong bao cói, bao tải trong 6 tháng, vitamin B2 trong gạo tăng lênđến 95%

o Biến đổi chất khoáng: không đáng kể.

o Sự thay đổi độ acid của hạt:

Độ acid là số mg NaOH 1N để trung hòa lượng acid có trong 100g chất khô

Trong quá trình bảo quản, độ acid của hạt luôn tăng Bảo quản càng lâu thì độ acid càng cao Nguyênnhân dẫn đến sự tăng độ acid là do các phản ứng thủy phân và oxy hóa dưới tác dụng của enzyme và visinh vật

Protease

Protein Acid amin

LipaseLipid + H2O Glycerol + Acid béo

Nếu bảo quản trong điều kiện nhiệt ẩm cao, sự hóa chua càng diễn ra nhanh chóng Đặc biệt, ở khối hạt

đã nảy mầm, do trải qua sự tự bốc nóng nên độ chua đặc biệt cao

Để hạn chế sự tăng độ acid, cần bảo quản hạt nguyên vẹn và có điều kiện thông gió thích hợp

5) Những biến đổi sinh hóa trong bản thân hạt thóc:

5.1 Hô hấp

Hô hấp là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất của hạt khi bảo quản Trong quá trình hô hấp, các chấtdinh dưỡng (chủ yếu là tinh bột) trong hạt bị oxy hóa giải phóng năng lượng cho các hoạt động sốngkhác

Hô hấp là quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ hệ enzyme, đặc biệt là dehydrase và oxydase

Mặc dù hạt thóc đã tách khỏi cây và không còn quang hợp nữa nhưng nó vẫn là vật thể sống và thườngxuyên trao đổi chất với bên ngoài Do đó, hoạt động hô hấp sẽ làm tổn thất chất khô của hạt

- Các dạng hô hấp:

 Hô hấp hiếu khí:

Nếu tỉ lệ oxy chiếm khoảng 1/4 lượng không khí thì hạt có thể tiến hành hô hấp hiếu khí Trong quátrình hô hấp hiếu khí, hạt sử dụng oxy để oxy hóa glucid qua nhiều giai đoạn trung gian khác nhau vàsản phẩm cuối cùng là khí CO2 và hơi nước, đồng thời sinh ra nhiệt và phân tán các sản phẩm này vàokhông 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 + 674 kcal



 Hô hấp yếm khí:

Nếu khối hạt bị bít kín hoàn toàn hoặc bị nén chặt khiến tỉ lệ oxy trong khoảng không gian xung quanhkhối hạt sẽ giảm xuống dưới 1/4, trong khối hạt ngoài hô hấp hiếu khí sẽ xảy ra cả hiện tượng hô hấpyếm khí Khi hô hấp yếm khí, các enzyme trong hạt sẽ tham gia oxy hóa glucid để sinh năng lượng.Quá trình hô hấp yếm khí khá phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn trung gian, song phương trình tổngquát có thể biểu diển như sau:

C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH + 28 kcal

 Nhận xét: lượng nhiệt sinh ra do quá trình hô hấp hiếu khí cao hơn rất nhiều (gấp khoảng 24 lần)

so với dạng hô hấp hiếu khí

- Các thông số đặc trưng cho quá trình hô hấp

 Hệ số hô hấp K: biểu thị mức độ và phương thức hô hấp của hạt Đó là tỉ số giữa số phân tử hay

thể tích khí CO2 thoát ra với số phân tử hay thể tích khí oxi hấp thụ trong cùng một thời gian

Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ, thủy phần của hạt, áp lực không khí, áp lực hơi nước, nồng độ nitơtrong việc trao đổi khí, phụ thuộc vào chất dinh dưỡng của hạt tiêu hao trong khi hô hấp

K = 1 khi hạt hô hấp theo phương thức hiếu khí và hạt chứa nhiều tinh bột (ví dụ thóc để thoáng)

K > 1 khi hạt hô hấp theo phương thức yếm khí

K < 1 trong trường hợp ngoài lượng oxi tham gia vào quá trình hô hấp còn phải tốn thêm một lượng oxivào các quá trình khác (như oxi hóa chất béo)

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Liên Xô thì các hạt giàu tinh bột khi có độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm tớihạn thì k > 1 và k sẽ giảm theo sự tăng của độ ẩm

 Cường độ hô hấp:

Để xác định mức độ hô hấp mạnh hay yếu của hạt người ta thường dùng khái niệm cường độ hô hấp.Theo quy ước thì cường độ hô hấp là số miligram khí CO2 thoát ra trong 24h do 100g vật chất khô củahạt hô hấp Đôi khi người ta còn quy ước cường độ hô hấp là số miligam khí oxy hấp thụ trong 24h do100g vật chất khô của hạt hô hấp

Cường độ hô hấp càng lớn khi lượng khí CO2 thoát ra càng nhiều, lượng nhiệt thoát ra càng lớn, lượngoxy hấp thụ lớn và lượng vật chất khô tiêu hao nhiều

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hô hấp:

 Thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí:

Là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất tới quá trình hô hấp Hạt càng ẩm thì cường độ hô hấp của nó càngmạnh Trên thực tế thủy phần của thóc chỉ cần tăng 1% thì cường độ hô hấp của nó tăng 10 lần Đối vớihạt có độ ẩm nhỏ hơn 11 - 12% thì cường độ hô hấp không đáng kể, có thể coi như bằng 0 Khi hạt đạttới “độ ẩm giới hạn” 16 – 17%, nước tự do bắt đầu xuất hiện và cường độ hô hấp tăng nhanh Nếu hạt có

độ ẩm cao (30% hoặc hơn) nằm trong điều kiện nhiệt độ bình thường và được cung cấp oxy đầy đủ thì

nó sẽ hô hấp rất mạnh, trong một ngày đêm có thể mất đến 0,05 - 0,2% chất khô

Nguyên nhân là do nước là môi trường để thực hiện các phản ứng trao đổi chất Nếu lượng ẩm trong hạt

ít thì nước sẽ ở vào trạng thái liên kết, tức là nó liên kết rất bền vững với protein và tinh bột Do đó nókhông thể dịch chuyển từ tế bào này sang tế bào kia được và không tham gia vào các phản ứng trao đổichất được

Khi độ ẩm tăng trong hạt sẽ xuất hiện ẩm tự do, tức là ẩm liên kết yếu hoặc hoàn toàn không liên kết vớiprotein và tinh bột Ẩm tự do sẽ tham gia vào các phản ứng thủy phân (biến tinh bột thành đường,protein phức tạp thành protein đơn giản, chất béo thành glyxerin và acid béo v.v ) và chính nó có thểdịch chuyển được từ tế bào này sang tế bào kia Mặt khác, ẩm tự do xuất hiện làm tăng hoạt tính của cácenzyme hô hấp và thủy phân, chính vì thế mà cường độ hô hấp của hạt tăng

 Nhiệt độ của không khí và của hạt:

Nhiệt độ của không khí xung quanh và của hạt có ảnh hưởng khá lớn và trực tiếp tới cường độ hô hấp Nhìn chung, khi nhiệt độ của không khí và của hạt tăng lên thì cường độ hô hấp cũng tăng theo

Tuy nhiên, nếu nhiệt độ vượt quá khoảng nhiệt tối thích cho hoạt động của enzyme và vi sinh vật thì hôhấp giảm dần Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ một cách không kiểm soát, sẽ phá hủy toàn bộ hệ enzyme tronghạt, chấm dứt mọi hoạt động sống của hạt Ngược lại, khi giảm nhiệt độ, cường độ sẽ giảm Nhưng khinhiệt độ giảm xuống tới nhiệt độ kết tinh của nước thì quá trình hô hấp sẽ ngừng lại

Bảng 11: Các giới hạn của nhiệt độ đối với quá trình hô hấp của khối hạt thóc

 Thành phần: do lúa gạo có thành phần chủ yếu là tinh bột, nên đây là nguồn cơ chất chủ yếu trong hô

hấp Lúa gạo chủ yếu đi theo con đường hô hấp hiếu khí sinh CO2 và H2O Ở hạt, cường độ hô hấp củaphôi là mạnh hơn hẳn và hô hấp theo hướng yếm khí

 Độ chín sau thu hoạch: hạt non, chín chưa hoàn thiện, hạt lép quá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ hơn.

 Điều kiện thu hoạch và bảo quản ban đầu: hạt thương tổn hô hấp mạnh hơn.

 Ngoài ra, hoạt động của sâu hại và vi sinh vật cũng ảnh hưởng đến cường độ hô hấp của hạt Vì bản

thân các loại côn trùng và vi sinh vật cũng diễn ra quá trình hô hấp Số lượng sâu hại càng nhiều, hoạtđộng hô hấp càng tăng, lượng nhiệt thải ra môi trường xung quanh khối hạt càng lớn, cộng với điềukiện ẩm độ và thành phần không khí thay đổi, càng kích thích quá trình hô hấp của bản thân hạt thóc.VD: 10 con mọt gạo khi hoạt động nhả ra một lượng CO2 gấp 7 lần lượng CO2 do 450 hạt thóc bìnhthường hô hấp nhả ra trong cùng một đơn vị thời gian

- Ảnh hưởng của quá trình hô hấp đến khối hạt thóc:

 Tổn thất chất khô: hạt hô hấp càng mạnh thì lượng vật chất khô bị tiêu hao càng nhiều Ví dụ

như thóc có w = 18% (hô hấp mạnh) sau khi bảo quản một tháng lượng chất khô tiêu hao 0,5%

 Làm tăng thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh hạt: khi hô hấp

theo phương thức hiếu khí hạt sẽ nhả hơi nước và khí CO2, nước sẽ tích tụ trong khối hạt làm cho thủyphần của hạt tăng lên và độ ẩm tương đối của không khí cũng tăng lên Thủy phần của hạt và độ ẩmtương đối của không khí tăng càng kích thích hô hấp mạnh, làm cho lượng hơi nước thoát ra càng nhiềutạo điều kiện cho sâu mọt, nấm mốc trong hạt phát triễn, dẫn tới hạt bị hư hỏng nặng

 Tăng nhiệt độ trong khối hạt: năng lượng sinh ra trong quá trình hô hấp của hạt chỉ được sử

dụng một phần để duy trì sự sống của hạt, phần năng lượng còn lại thoát ra ngoài làm cho hạt bị nónglên Do tính truyền nhiệt và dẫn nhiệt của hạt kém nên nhiệt lượng thoát ra bị tích tụ lại và dần dần làmcho toàn bộ khối hạt bị nóng lên, chính nhiệt độ cao đó thúc đẩy mọi quá trình hư hỏng xảy ra nhanhhơn, dẫn tới sự tổn thất lớn

 Thay đổi thành phần không khí trong khối hạt: dù hạt hô hấp theo phương thức yếm khí hay

hiếu khí đều nhả ra CO2, nhất là hạt hô hấp hiếu khí còn lấy thêm oxy của không khí, do đó làm cho tỉ lệoxy trong không khí giảm xuống, tỉ lệ CO2 tăng lên Khí CO2 có tỉ trọng lớn hơn nên dần dần lắng xuốngdưới, làm cho lớp hạt ở đáy phải hô hấp yếm khí, dẫn tới sự hư hỏng, hao hụt

 Lượng chất hữu cơ sinh ra: quá trình hô hấp yếm khí sẽ sinh ra rượu ethanol Khi hàm lượng

ethanol được tích tụ nhiều sẽ gây độc cho phôi, ảnh hưởng mạnh đến khả năng nảy mầm sau này củahạt Do vậy ta cần thực hiện công tác thông khí trong quá trình bảo quản