Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ tây nguyên (điều kiện khảo sát t = 25oc)

Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm t=25 o C.... Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : ThS Huỳnh Phương Quyên Sinh viên thực hiện : Vũ Trần Bảo Huyền

MSSV: 1151110473 Lớp: 11DSH05

TP Hồ Chí Minh, 2015

Đồ án tốt nghiệp

i

LỜI CAM ĐOAN

Đồ án tốt nghiệp này được tôi tự thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học củaThS Huỳnh Phương Quyên, Trường Đại Học Công Nghệ TP.Hồ Chí Minh

Những kết quả có được trong đồ án tốt nghiệp này là 100% không sao chép

đồ án tốt nghiệp của người khác dưới bất kỳ hình thức nào Các số liệu trích dẫntrong đồ án tốt nghiệp là 100% trung thực Tôi xin chịu trách nhiệm 100% về đồ ántốt nghiệp của mình

Sinh viên thực hiện

Vũ Trần Bảo Huyền

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, con xin chân thành cảm ơn công nuôi dưỡng của ba mẹ, người thân

đã bảo bọc và tạo điều kiện thuận lợi để con học tập và có được thành quả như ngàyhôm nay

Qua suốt thời gian học tập tại Trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh,

em đã được các thầy cô khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường hếtlòng hướng dẫn, giúp đỡ em và tạo cơ hội cho em học tập, tìm hiểu cũng như suốtthời gian làm đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô,nhờ các thầy cô đã trang bị cho chúng em những kiến thức cần thiết để vững bướcvào đời

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn ThS Huỳnh Phương Quyên, cô là ngườitrực tiếp hướng dẫn tận tình, hết lòng cho em trong suốt quá trình thực hiện đồ ántốt nghiệp này Cảm ơn cô đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích, động viên

em để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Sau cùng, em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô và bạn bè trong phòngthí nghiệm khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã quan tâm, giúp

đỡ và taọ điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 8 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Vũ Trần Bảo Huyền

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH BẢNG vi DANH SÁCH HÌNH viii LỜI

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Nguyên liệu 5

1.1.1 Giới thiệu 5

1.1.2 Cấu tạo của hạt thóc 8

1.1.3 Thành phần hóa học của hạt gạo 11

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của hạt gạo 21

1.2 Gạo mầm 23

1.2.1 Giới thiệu 23

1.2.2 Giá trị dinh dưỡng của gạo mầm 25

1.2.3 Giới thiệu GABA: 26

1.2.3.1 Giới thiệu: 26

1.2.3.2 Vai trò của GABA đối với con người 27

1.3 Quá trình nảy mầm 28

1.3.1 Định nghĩa 28

1.3.2 Quy trình thực hiện 29

1.3.3 Các biến đổi xảy ra trong quá trình nảy mầm 29

1.3.3.1 Biến đổi sinh hóa: 29

1.3.3.2 Biến đổi sinh lý: 30

1.3.4 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm 30

1.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm 31

1.3.6 Các enzyme tham gia quá trình nảy mầm 32

1.4 Enzyme amylase 33

Đồ án tốt nghiệp

1.4.1 Khái quát 33

1.4.2 Cơ chất của enzyme amylase 34

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Địa điểm và thời gian thí nghiệm 36

2.1.1 Địa điểm và thời gian thí nghiệm 36

2.1.2 Nguyên liệu 36

2.2 Phương tiện thí nghiệm 36

2.2.1 Dụng cụ - thiết bị thí nghiệm 36

2.2.2 Hóa chất 36

2.3 Nội dung thí nghiệm 37

2.3.1 Quy trình thí nghiệm 37

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 40

2.3.2.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát thời gian ngâm thích hợp để gạo hút nước đạt trạng thái bão hòa 40

2.3.2.2 Thí nghiệm 2 Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=25 o C) 41

2.3.2.3 Thí nghiệm 3 Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=25 o C) 43

2.3.2.4 Thí nghiệm 4 Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 50% sáng 50% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=25 o C) 44

2.3.2.5 Thí nghiệm 5 So sánh các điều kiện ủ để chọn điều kiện ủ tối ưu cho gạo lứt nảy mầm 46

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 48

3.1 Kết quả thí nghiệm 1: Khảo sát thời gian ngâm thích hợp để gạo hút nước đạt trạng thái bão hòa 48

Đồ án tốt nghiệp

3.2 Kết quả thí nghiệm 2: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng

protein có trong gạo mầm (t=25oC) 50

3.1.1 Tỷ lệ nảy mầm và độ dài mầm 50

3.1.2 Hoạt độ enzyme amylase 51

3.1.3 Hàm lượng glucose 53

3.1.4 Xác định hàm lượng protein 54

3.3 Kết quả thí nghiệm 3: Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=25oC) 56

3.3.1 Tỷ lệ nảy mầm và độ dài mầm 56

3.3.2 Hoạt độ enzyme amylase 57

3.3.3 Hàm lượng glucose 59

3.3.4 Xác định hàm lượng protein 60

3.4 Kết quả thí nghiệm 4: Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 50% sáng 50% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=25oC) 61

3.4.1 Tỷ lệ nảy mầm 61

3.4.2 Xác định hoạt độ enzyme amylase 63

3.4.3 Hàm lượng glucose 64

3.4.4 Hàm lượng protein 65

3.5 Kết quả thí nghiệm 5: So sánh các điều kiện ủ để chọn điều kiện ủ tối ưu cho gạo lứt nảy mầm 67

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 69

4.1 Kết luận 69

4.2 Đề nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC 1

Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1 Sự phân bố chất dinh dưỡng trong hạt gạo 6

Bảng 1.2 Tỉ lệ từng phần của hạt thóc (% khối lượng hạt) 10

Bảng 1.3 Thành phần hóa học trong từng phần của hạt lúa 11

Bảng 1.4 Thành phần hóa học của 100g gạo 11

Bảng 1.5 Thành phần trung bình của thóc, gạo lứt, gạo xát và trấu (% khối lượng)12 Bảng 1.6 Phân bố các loại glucid trong các phần khác nhau của hạt gạo 13

Bảng 1.7 Tỷ lệ % các loại protein trong lúa gạo (đơn vị tính: %lượng protein tổng)15 Bảng 1.8 Thành phần các acid amin của các phần khác nhau trong hạt gạo 16

Bảng 1.9 Hàm lượng các hợp chất lipid trong các loại gạo (đơn vị tính: % khối lượng) 17

Bảng 1.10 Thành phần các chất khoáng trong thóc gạo (đơn vị tính: mg%) 18

Bảng 1.11 Thành phần vitamin trong các loại gạo (mg/kg chất khô), đơn vị: % khối lượng hạt 19

Bảng 1.12 Phân bố vitamin b1 trong các bộ phận của thóc gạo 19

Bảng 1.13 So sánh thành phần gạo lứt và gạo trắng (theo fao 1994) 21

Bảng 1.14 Thành phần dinh dưỡng trong 1kg gạo mầm cung cấp cho sức khỏe 25

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến độ ẩm của gạo lứt 48

Bảng 3.2 Tỷ lệ nảy mầm và độ dài mầm trong điều kiện ủ sáng 100% 50

Bảng 3.3 Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hoạt độ enzyme amylase .

52 Bảng 3.4 Kết quả hàm lượng glucose trong điều kiện ủ sáng 100% 53

Bảng 3.5 Kết quả hàm lượng protein khi ủ ở điều kiện sáng 100% 55

Bảng 3.6 Tỷ lệ nảy mầm và độ dài mầm trong điều kiện ủ tối 100% 56

Bảng 3.7 Kết quả hoạt động amylase ủ trong điều kiện tối 100% 58

Bảng 3.8 Kết quả hàm lượng glucose trong điều kiện ủ tối 100% 59

Bảng 3.9 Kết quả hàm lượng protein khi ủ ở điều kiện tối 100% 60

Bảng 3.10 Tỷ lệ nảy mầm và độ dài mầm trong điều kiện ủ tối 50% sáng 50% 62

Bảng 3.11 Kết quả hoạt động amylase ủ trong điều kiện tối 50% sáng 50% 63

Bảng 3.12 Kết quả hàm lượng đường khử trong điều kiện ủ tối 50% sáng 50%

64

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3.13 Kết quả hàm lượng protein khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50% 66 Bảng 3.14 Kết quả các thành phần của gạo mầm ở các điều kiện ủ 67

Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1 Gạo lứt 5

Hình 1.2 Cấu tạo của hạt thóc 8

Hình 1.3 Gạo mầm 23

Hình 1.4 Công thức hóa học của gaba 26

Hình 1.5 Quy trình thực hiện 29

Hình 1.6 Các loại enzyme endoamylase và exoamylase 34

Hình 1.7 Cấu tạo hóa học của amylose (a) và amylopectin (b) 35

Hình 2.1 Sơ đồ sản xuất gạo mầm dự kiến 38

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 41

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 42

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 44

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 45

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 47

Hình 3.1 Biều đồ biểu thị độ ẩm của gạo theo thời gian ngâm 49

Hình 3.2 Độ dài mầm theo thời gian ủ ở điều kiện sáng 100% 51

Hình 3.3 Biểu đồ biểu thị hoạt độ enzyme khi ủ ở điều kiện sáng 100% 52

Hình 3.4 Biểu đồ biểu thị hàm lượng glucose khi ủ ở điều kiện sáng 100% 54

Hình 3.5 Biểu đồ biểu thị hàm lượng protein 55

Hình 3.6 Độ dài mầm khi ủ ở điều kiện tối 100% 57

Hình 3.7 Biểu đồ biểu thị hoạt độ enzyme khi ủ ở điều kiện tối 100% 58

Hình 3.8 Biểu đồ biểu thị hàm lượng glucose khi ủ ở điều kiện tối 100% 60

Hình 3.9 Biểu đồ biểu thị hàm lượng protein khi ủ ở điều kiện tối 100% 61

Hình 3.10 Độ dài mầm khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50% 62 Hình 3.11 Biểu đồ biểu thị hoạt độ amylase khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50%

64

Hình 3.12 Biểu đồ biểu thị hàm lượng glucose khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50%65 Hình 3.13 Biểu đồ biểu thị hàm lượng protein khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50%66

Đồ án tốt nghiệp

Trong các loại thực phẩm từ nhiều nguyên liệu khác nhau thì gạo là mộtnguồn nguyên liệu tự nhiên rất quan trọng và không thể thiếu cho một nửa dân sốtrên thế giới, cơm nấu từ gạo rất dễ tiêu hóa, do đó năng lượng cung cấp nhanhchóng tới các cơ quan giúp cơ thể đủ năng lượng dự trữ làm việc Gạo lứt là mộtnguồn thực phẩm rất giàu dinh dưỡng so với gạo đã xát trắng, một số thành phầntrong gạo lứt còn có thể ngăn ngừa và điều trị một số bệnh, và cơm gạo lứt dần trởnên phổ biến trong các bữa ăn của nhiều nhà hiện nay.

Đồng thời, nước ta là một nước nông nghiệp nhưng gạo Việt Nam khó cạnhtranh lại các nước khác trên thế giới vì chất lượng gạo không cao, vì thế bên cạnhnâng cao chất lượng gạo bằng cách thay đổi phương thức sản xuất và giống lúa, cònphải tăng giá trị dinh dưỡng của các loại gạo có chất lượng thấp bằng cách chế biếngạo lứt từ các giống gạo này Tuy nhiên gạo lứt có thời gian nấu lâu, cơm gạo lứt cócấu trúc cứng và không hấp dẫn bằng gạo trắng Để cải thiện chất lượng gạo lứt cầnphải có phương pháp chế biến thích hợp, tạo ra sản phẩm có giá trị sinh dưỡng vàcảm quan cao

Quá trình nảy mầm của gạo lứt là một phương pháp cải thiện chất lượng củagạo lứt, cơm gạo lứt sẽ mềm hơn Quá trình nảy mầm còn làm thay đổi quan trọng

về dinh dưỡng như: hàm lượng chất xơ, vitamin, chất khoáng, protein và hàm lượngγ-aminobutyric… sau khi nảy mầm thì hàm lượng của một số chất sinh học tăng lêncần thiết cho sự phát triển và cải thiện sức khỏe cho con người

Hiện nay ở Việt Nam đã có sản phẩm gạo mầm nhưng không nhiều Đồngthời, sản phẩm gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ hiện chưa có mặt trên thị trường Do

đó tôi thực hiện đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của gạo

mầm từ gạo lứt nương đỏ Tây Nguyên (điều kiện khảo sát t = 25 o C)” nhằm tìm

ra điều kiện ủ, thời gian ủ thích hợp để tạo ra sản phẩm gạo mầm giàu dinh dưỡng,cải thiện sức khỏe và nâng cao giá trị kinh tế của giống lúa nương đỏ Tây Nguyên

 Tình hình nghiên cứu

Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Gạo lứt là một loại thực phẩm chưa nhiều chất có giá trị dinh dưỡng cao hơn

so với gạo trắng Tuy nhiên gạo lứt sẽ tăng giá trị sử dụng hơn khi cho gạo nảymầm

Trong những năm gần đây, thế giới đã rất quan tâm nghiên cứu về điều kiệnnảy mầm và xác định những hợp chất có giá trị sinh học có trong gạo nảy mầm Sauđây là bảng tóm tắt kết quả nghiên cứu của các công trình nghiên cứu về gạo mầmtrên thế giới:

Nguồn tài liệu Một số thanh đổi về thành phần các hợp chất có

trong gạo mầm (so với gạo lứt chưa nảy mầm)

gamma-oryzanolGamma-tocopherol , gamma-tocotrienol

gamma-aminobutyric acid ,Sawaddiwong và cộng sự Tổng polyphenol , hoạt chất chống oxi hóa

Jayadeep và Malleshi

(2011)

Chất xơ hòa tan , tocotrienol , chất béo giảm ,hàm lượng tocopherol , hoạt chất chống oxi hóa

năng chống oxy hóa , đường khử , aminobutyric acid

gamma-Songtip và cộng sự (2012) Hàm lượng đường khử , gamma-aminobutyric acid

Tình hình nghiên cứu trong nước

Thế giới đã rất quan tâm nghiên cứu và có rất nhiều sản phẩm gạo mầmtrong thương mại hóa Ở Việt Nam, hiện nay có một dòng sản phẩm gạo mầm từgiống gạo hạt trắng duy nhất của Công ty bảo vệ thực vật An Giang

 Mục tiêu nghiên cứu

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của gạo mầm từ gạo lứt

 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Khảo sát thời gian ngâm thích hợp để gạo hút nước đạt trạng thái bão hòa

- Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt

độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm

- Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt

độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm

- Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 50% sáng 50% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong

- So sánh các điều kiện ủ để chọn điều kiện ủ tối ưu cho gạo lứt nảy mầm

 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp xác định độ ẩm, theo TCVN 1867:2001

- Phương pháp khảo sát tỷ lệ nảy mầm

- Phương pháp xác định hoạt độ enzyme amylase, theo Nguyễn Hoài Hương(2014)

- Phương pháp xác định phần trăm protein, theo ThS Huỳnh Quang Phước và cộng sự

- Phương pháp xác định hàm lượng đường khử, theo ThS Huỳnh QuangPhước và cộng sự

 Kết cấu của đồ án

Đồ án gồm 4 chương:

- Chương 1 Tổng quan

- Chương 2 Vật liệu và phương pháp

- Chương 3 Kết quả và biện luận

- Chương 4 Kết luận và kiến nghị

của dân tộc Tây Nguyên với diện tích trồng ở Tây Nguyên khoảng 24.970 ha (Trích

Báo cáo tác động hiệu quả sử dụng đất vùng Tây Nguyên đến quá trình hình thành và thoái hóa đất năm 2013), năng suất 11,7 tạ/ha Ngoài ra, lúa nương còn

được trồng nhiều ở vùng trung du miền núi phía Bắc với diện tích khoảng 104.200

ha, chiếm 28,5% diện tích đất trồng cây hằng năm Lúa nương là giống lúa truyềnthống có khả năng chịu được khí hậu và thời tiết khắc nghiệt, với phương pháptrồng trên nương rẫy của đồng bào Tây Nguyên, không sử dụng bất kỳ một loạithuốc bảo vệ thực vật nào nên đây được xem là sản phẩm nông nghiệp xanh vàsạch Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, cây lúa đã tự mình vượt qua nhữngtrở ngại của thời tiết, khí hậu khắc nghiệt và vươn lên đón nắng mặt trời, hạt gạo hútđược nhiều dương khí của đất trời nên đây là nguyên liệu thích hợp cho chế độ thựcdưỡng và nguyên liệu làm sản phẩm thực phẩm và là nguyên liệu làm sản phẩmthực phẩm chức năng cho chế độ dinh dưỡng hằng ngày

Từ xưa đến nay, gạo nương đỏ hạt tròn là nguyên liệu có giá trị trong chế độ

ăn của đồng bào dân tộc Tây Nguyên và là món quà quý mà đồng bào Tây Nguyên

gửi tặng cho các đồng bào ở các tỉnh thành khác nhưng chúng chưa được các nhàkhoa học quan tâm nghiên cứu Do gạo nương đỏ hạt tròn có cấu trúc cứng chắc nênchưa đáp ứng được tính cảm quan của đa số người sử dụng Nảy mầm là phươngpháp vừa làm tăng một số hợp chất có giá trị sinh học vừa giúp cho cấu trúc của hạtgạo xốp hơn nên dự đoán sản phẩm gạo mầm là một sản phẩm vừa có giá trị dinhdưỡng cao hơn vừa làm tăng khả năng chế biến và sử dụng Tác động của nghiêncứu sẽ góp phần làm sáng tỏ giá trị dinh dưỡng, giá trị sử dụng của loại gạo này đểđồng bào dân tộc yên tâm mở rộng diện tích gieo trồng.

Bảng 1.1 Sự phân bố chất dinh dưỡng trong hạt gạo

liệu

Độ ẩm (%)

Protein (%)

Lipid (%)

Tinh bột (%)

Chất xơ (%)

Tro (%)

Mức độ đánh bóng (%) Gạo lứt 15,5 7,4 2,3 72,5 1,0 1,3 0

Gạo được

đánh bóng 15,5 6,2 0,8 76,6 0,3 0,6 8 – 10

Gạo lứt là loại gạo chỉ vừa mới bóc đi lớp vỏ trấu, vẫn còn lớp cám bao bọcbên ngoài Nếu giã sạch lớp cám này sẽ cho ra gạo trắng là loại chúng ta ăn hàngngày Lớp cám của hạt gạo lứt chứa nhiều dưỡng chất quan trọng như: vitamin E,vitamin B1, B3, B6, magiê, mangan, chất xơ, sắt

Gạo lứt gồm có ba loại: gạo lứt tẻ hạt dài (long grain brown rice), gạo lứt tẻhạt tròn (short – grain brown rice), và gạo lứt nếp (sweet brown rice)

Gạo được phân loại theo bề dài của hạt gạo :

Gạo ngắn < 5,5 mmGạo trung bình 5,5 – 6 mmGạo dài 6 – 6,5 mmGạo thật dài > 6,5 mmTất cả gạo lứt đều bổ dưỡng, nên cần được ăn trong các bữa ăn hằng ngày.Mặc dầu thời gian nấu gạo lứt lâu khoảng 45 phút, nhưng có thể nấu một lần cho

một tuần thì cũng tiết kiệm được nhiều thì giờ Gạo lứt là một loại thực phẩm nhiềudinh dưỡng khi so sánh với gạo trắng Tuy nhiên, nó còn gia tăng nhiều dinh dưỡnghơn nữa khi được đem ngâm trong nước ấm, lâu khoảng 22 giờ.

Đây là một khám phá mới nhất của khoa học Gạo lứt khi ngâm lâu chứa rấtnhiều chất bổ dưỡng vì gạo lứt ở trạng thái nẩy mầm “Các enzyme ngủ trong hạtgạo ở trạng thái này được kích thích hoạt động và cung cấp tối đa các chất dinh

viện Đại học Shinshu University in Nagano, đã nói như vậy trong bài tường trìnhkết quả nghiên cứu của nhóm tại Hội nghị hoá học quốc tế ở Hawaii vào cuối năm

2000 “Mầm gạo lứt chứa nhiều chất xơ, vitamin và chất khoáng hơn là gạo lứt chưangâm nước” Kayahara nghiên cứu, gạo lứt đã ngâm nước chứa gấp ba lần lysine,một loại amino acid cần thiết cho sự tăng trưởng và bảo trì các mô tế bào cơ thể conngười và chứa nhiều hơn mười lần chất gamma – aminobutyric acid, một chất acidtốt bảo vệ bộ phận thận (kidneys) Các nhà khoa học cũng tìm thấy trong mầm gạolứt có chứa một loại enzyme, có tác dụng ngăn chặn prolylendopeptidase và điềuhoà các hoạt động ở trung ương não bộ Gạo lứt nẩy mầm không những chỉ đem lạinhiều chất dinh dưỡng mà còn nấu rất dễ dàng và cung ứng cho chúng ta một khẩu

vị hơi ngọt vì các enzymes đã tác động vào các chất đường và đạm trong hạt gạo

Gạo lứt bổ dưỡng hơn gạo trắng nhưng khó tiêu hơn vì lớp cám ngoài chứanhiều chất cellulose rất cứng Gạo lứt có thể để khoảng 4 – 5 tháng Nếu để lâu,lipid trong lớp cám sẽ bị oxi hóa, gạo sẽ có mùi, không thể sử dụng được nên bảoquản gạo ở nơi thoáng mát

1.1.2 Cấu tạo của hạt thóc

Hình 1.2 Cấu tạo của hạt thóc

Hạt thóc có cấu tạo gồm những phần chính là: mày thóc, lớp vỏ, lớpaleurone, nội nhũ và phôi

Mày thóc

Tùy theo loại thóc và điều kiện canh tác mà mày có độ dài khác nhau, nóichung độ dài không vượt quá 1/3 chiều dài vỏ trấu Mày thóc thường có màu vàng

nhạt hơn vỏ trấu Trên mày nổi rõ những đường gân Đối với các loại hạt to bầu,

mày thóc luôn rộng hơn các loại thóc có hạt thon dài Trong quá trình bảo quản, do

sự cọ xát giữa các hạt thóc phần lớn mày thóc rụng ra, làm tăng lượng tạp chất trongkhối thóc

 Vỏ quả

Gồm các lớp tế bào biểu bì, vỏ quả ngoài, vỏ quả giữa và vỏ quả trong:

- 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

- Lớp vỏ quả giữa là các tế bào dài hướng ngang hạt Đối với hạt đã chínthì lớp tế bào giữa trống rỗng, còn ở hạt xanh thì lớp tế bào này chứa cáchạt diệp lục tố nên hạt có màu xanh

- Lớp vỏ quả trong là các tế bào hình ống hướng dọc hạt Vỏ quả thườngliên kết không bền với vỏ hạt Trong thành phần vỏ quả thường chứacellulose, pentosan, pectin và khoáng Trong cùng một hạt, chiều dày lớp

tế bào vỏ quả không giống nhau, ở gần phôi, lớp vỏ quả là mỏng nhất

 Vỏ hạt

Là lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, có màu trắng đục hay vỏ cua Gồm hai lớp

Nội nhũ được chia thành hai vùng: vùng lớp gần vỏ hạt gọi là lớp subaleurone và vùng nội nhũ tâm hạt Tùy theo giống và điều kiện canh tác mà nội

nhũ có thể trắng trong hay trắng đục Các giống lúa hạt dài thường trắng trong, còncác giống lúa hạt ngắn (bầu) nội nhũ thường trắng đục Các giống thóc mà nội nhũtrắng đục thường có một vệt trắng ở giữa hạt hay phía bên hạt gọi là bạc bụng, khixay xát dễ bị nát và khi nấu thì lâu chín, phẩm chất cơm không ngon bằng gạo cónội nhũ trắng trong

Phôi

Nằm ở góc dưới nội nhũ, thuộc loại đơn diệp tử (chỉ có một diệp tử áp vàonội nhũ), đây là bộ phận có nhiệm vụ biến các chất dự trữ trong nội nhũ thành chấtdinh dưỡng nuôi mộng khi hạt thóc nảy mầm

Phôi chứa nhiều protein, lipid, vitamin (vitamin B1 trong phôi chiếm tới 66%lượng vitamin B1 của toàn hạt thóc) Tùy theo giống và điều kiện canh tác mà phôi

to, nhỏ khác nhau (chiếm 2,3 – 3% khối lượng toàn hạt) Phôi có cấu tạo xốp, nhiềudinh dưỡng, hoạt động sinh lý mạnh, nên trong quá trình bảo quản dễ bị côn trùng

và sinh vật tấn công, gây hạt khi xay xát, phôi thường vụn nát và thành cám

Bảng 1.2 Tỉ lệ từng phần của hạt thóc (% khối lượng hạt)

Bảng 1.3 Thành phần hóa học trong từng phần của hạt lúa [3]

Đường (%)

Cellulose (%)

Pentose (%)

Chất béo (%)

Tro (%)

Các chất khác (%)

1.1.3 Thành phần hóa học của hạt gạo

Bảng 1.4 Thành phần hóa học của 100g gạo [1]

Thành phần hạt gạo nói chung bao gồm glucid, protein, cellulose, lipid,vitamin, khoáng vô cơ, các enzyme và nước Sự phân bố các chất dinh dưỡng trong các phần của hạt không giống nhau.

Bảng 1.5 Thành phần trung bình của thóc, gạo lứt, gạo xát và trấu (% khối lượng)

hạt, khi hạt ở giai đoạn thu hoạch thì độ ẩm khoảng 16 – 28% tùy thuộc điều kiện thời tiết khi thu hoạch Lượng nước trong hạt ở hai dạng là tự do và liên kết.

Glucid

Glucid hay còn gọi là saccharid hay hydrat cacbon Glucid là thành phần chủyếu chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần hạt thóc Glucid của hạt thóc gồm cácmonosaccharid (glucose, fructose) và disaccharid (saccharose) Các chất đường nàythường tập trung ở nội nhũ của hạt Ngoài ra, glucid của thóc gạo còn có cácpolysaccharid như tinh bột, cellulose và hemicellulose

Bảng 1.6 Phân bố các loại glucid trong các phần khác nhau của hạt gạo [7]

giá trị cảm quan của gạo.Hàm lượng amylose trong gạo quyết định độ dẻo của cơm.Nếu thành phần tinh bột trong gạo có 10 – 18% amylose thì cơm được xem là mềm,dẻo; từ 25 – 30% thì cơm được xem là cứng.

Tinh bột là polysaccharide, cấu tạo bởi phâm tử amylose mạch thẳng.Amylose được cấu tạo từ các gốc α-D-glucose bằng liên kết α-1,4-glycoside cóphân tử lượng khoảng 100.000 – 160.000đvc tạo thành mạch thẳng, thành phần nàylàm cho hạt cơm có cấu trúc khô cứng Phân tử amylopectin cũng được cấu tạo từđơn vị đường như amylose nhưng có thêm liên kết α-1,6-glycoside có phân tử lượngtới 600.000đvc tạo thành mạch nhánh, thành phần này tạo cấu trúc mềm deỏ cho hạtcơm Tùy theo từng loại gạo mà tỷ lệ hai thành phần này khác nhau nên cấu trúc củacơm cũng sẽ khác nhau

Hạt tinh bột của lúa gạo có hình dạng đa giác đặc trưng, kích thước thay đổi

2 - 10µm Kích thước này nhỏ nhất trong số các hạt lương thực Nhiệt độ hồ hóa

Cellulose và hemicellulose

Hai hợp phần này chủ yếu có trong lớp vỏ trấu và một phần có trong lớp vỏquả (lớp aloron) Chúng là những chất có liên quan chặt chẽ đến chỉ tiêu chất lượngthóc gạo, vì đây là những phần mà con người không thể tiêu hóa được

Protein

Protein là một thành phần quan trọng thứ hai (ngoài carbonhydrate) trong hạtgạo Trong hạt gạo, protein tồn tại ba dạng là các hạt cầu protein lớn nằm cả haivùng gần lớp aleurone (subaleurone) và trung tâm hạt Các hạt cầu protein này cóđường kính 1- 2µm Các hạt cầu nhỏ chủ yếu nằm ở vùng subaleurone, có đường

kính 0,5 – 0,7µm Trong các hạt cầu, các sợi protein sắp xếp thành các vòng đồngtâm hay tia hướng tâm Càng ở giữa hạt thì mật độ protein càng cao Dạng thứ ba làdạng “tinh thể” có đường kính từ 2 - 3µm cũng chỉ tồn tại trong lớp subaleurone.

Hàm lượng protein thay đổi trong một khoảng khá rộng 5,6 – 18,2 TheoViện Nghiên Cứu Quốc Tế thì hàm lượng protein trong gạo lứt thay đổi tùy vàogiống lúa từ 4,3% - 18,2% (Juliano, 1972)

Protein gạo cũng gồm bốn loại, trong đó glutelin hay còn có tên riêng là

oryzenin chiếm đa số, các protein còn lại là albumin, globulin và prolamin (oryzin)

Bảng 1.7 Tỷ lệ % các loại protein trong lúa gạo (đơn vị tính: %lượng protein tổng)

Như ta thấy ở bảng 1.7, trong phôi và gạo lứt có nhiều glutelin còn trong cám

có nhiều các protein albumin và globulin Protein từ gạo dễ tiêu hóa và cũng là mộtnguồn protein thực vật dồi dào Các giống lúa ở Việt Nam tạo ra các loại gạo cóhàm lượng protein khoảng 6 – 12% nhưng lại chứa các acid amin cần thiết, khôngthay thế được Thành phần protein của gạo có đủ 20 amino acid khác nhau Nếu xéttrên các acid amin không thay thế thì protein gạo có giá trị sinh học cao hơn của ngô

và lúa mì Thành phần các acid amin tham gia tạo nên các nhóm protein khác nhauthì khác nhau Phân bố các acid amin tại các phần khác nhau của hạt cũng khônggiống nhau

Bảng 1.8 Thành phần các acid amin của các phần khác nhau trong hạt gạo [7]

Trong gạo lứt, hàm lượng chất bẻo rất nhỏ (1,5 – 2,3%) và tập trung chủ yếu

ở lớp cám, aleurone và phôi hạt Lipid tồn tại dưới dạng các giọt chất béo có kíchthước <0,5µm trong lớp aleurone <1µm trong lớp subaleurone và <0,7µm trongphôi và các thành phần khác của hạt Loại lipid chính trong cám là triglyderide, acidbéo tự do trong nội nhũ và monoacyl lipid trong tinh bột Lipid tồn tạo ở dạng cácacid béo không no bao gồm acid oleic (43,2%), acid linoleic (30,6%), acid béo no

là acid palmitic (15,5%) và lượng nhỏ các acid béo khác như acid stearic, acidmeristic, acid linostearic… Trong thành phần chất béo có một lượng nhỏ phosphor

Vì vậy, trong quá trình bảo quản gạo, nếu gặp điều kiện nhiệt độ cao kèm theo thủyphân của gạo cao thì quá trình oxy hóa chất béo dễ dàng xảy ra làm biến chất và gây

hư hỏng hạt gạo

Chất béo trong cám rất có lợi cho sức khỏe Theo nghiên cứu được công bốvào năm 2005, dầu cám giúp giảm cholesterol do trong thành phần có chứa các hợpchất không thể xà phòng hóa được Vì vậy dầu cám được xem như là một thựcphẩm chức năng quan trọng cho sức khỏe tim mạch

Bảng 1.9 Hàm lượng các hợp chất lipid trong các loại gạo (đơn vị tính: % khối

Chất khoáng

(Nguồn: Juhano (1977), Chou Dhury và Juhano (1980))

Các chất khoáng vô cơ tập trung ở lớp vỏ trấu, hạt và phôi Chất khoángnhiều nhất trong vỏ trấu là Silic (Si), trong phôi hạt là Phospho (P), Kali (K),Magie (Mg) Lượng Phospho trong hạt lúa đa số tồn tại ở dạng phytin (83%) và ởdạng acid nucleic (13%)

Bảng 1.10 Thành phần các chất khoáng trong thóc gạo (đơn vị tính: mg%)

(Nguồn: Alvarez and Rook, 1978; Dkeman et al, 1981)

Theo như ta thấy hàm lượng các chất khoáng, cũng như là thành phần tro cótrong gạo lứt cao hơn gạo xát và cám…Nên gạo lứt có giá trị dinh dưỡng rất cao

Vitamin

Hầu như gạo không chưa hoặc chứa rất ít các vitamin không tan trong nướcnhư vitamin A, C, D Gạo đỏ được xem là nguồn cung cấp dồi dào các vitamin

Các vitamin này tập trung chủ yếu ở lớp vỏ hạt, lớp aleurone và phôi hạt.Những vitamin này đa số đóng vai trò là coenzyme của các enzyme xúc tác vô sốphản ứng sinh hóa trong cơ thể (Lê Ngọc Tú, 1997) Có thể nói nó rất quan trọngđối với cơ thể Nhưng các vitamin này là các vitamin tan trong nước nên cơ thểchúng ta khó dự trữ được,do đó các vitamin này cần được cung cấp hằng ngày

Bảng 1.11 Thành phần vitamin trong các loại gạo (mg/kg chất khô), đơn vị: % khối

(Nguồn: Juliano (1966, 1972, 1980), Mayakawa (1977))

và có vai trò quan trọng trong chế biến và sử dụng , do đó chúng ta nên nắm rõ phân

Bảng 1.12 Phân bố vitamin B1 trong các bộ phận của thóc gạo

Bộ phận Tỷ lệ về trọng

lượng (%)

Lượng vitamin B 1 trong 100g (%)

Tỷ lệ về lượng vitamin B 1 (%)

(Nguồn: Juliano (1966, 1972, 1980), Mayakawa (1977))

Hầu hết các quá trình xảy ra trong tế bào sống, kể cả trong hạt đều tiến hànhdưới tác dụng của các enzyme do enzyme giữ một vai trò quan trọng trong mọi hoạtđộng sống Tùy thuộc vào nhiệt độ, pH của môi trường và các chất xúc tác mà cácenzyme này có cường độ hoạt động khác nhau, gây cho thóc có những biến đổi về

chất lượng nhất định Có loại enzyme xúc tác phản ứng làm tăng chất lượng thócgạo, nhưng cũng có loại enzyme hoạt động làm cho thóc gạo bị giảm chất lượngnghiêm trọng Chẳng hạn như enzyme phosphorydase xúc tác phản ứng tổng hợpnên tinh bột giúp hạt hoàn thiện hơn về mặt chất lượng trong quá trình chín sau thuhoạch Nhưng ngược lại, enzyme hydrolase (amylase, lipase,…) khi gặp điều kiệnthuận lợi sẽ thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp (tinh bột, lipid), thành nhữngchất đơn giản dễ hòa tan tạo điều kiện phôi phát triển thành mầm.

Chất màu trong gạo lứt

Trong quá trình nghiên cứu, chất màu có trong gạo đỏ đó là carotenoid vàanthocyanin, là chất màu thuộc nhóm flavonoid Nhưng có điểm khác cơ bản với

chủ yếu là:

Pelargonidin (I): màu vàng cam hoặc hồng

Cyamidin (II): màu hồng xỉn

Delphimidin (III): màu đỏ hoặc tím

Anthocyanin là một chất chống oxy hóa mạnh, có thể cắt đứt các cơn đau tim

và ngăn cản sự tạo thành các cục máu đông trong lòng mạch máu Thêm vào đó gạo

Các thành phần khác

biệt, hợp chất 2-accyl-1-pyroline tạo hương thơm đặc trưng cho cơm Tuy nhiên khibảo quản hạt không tốt, thành phần lipid trong hạt gạo bị phân hủy tạo ra những mùihôi khó chịu

Bảng 1.13 So sánh thành phần gạo lứt và gạo trắng (Theo FAO 1994)

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của hạt gạo

(Nguồn: P.Dinesh Babu và cộng sự, 2009)

Gạo là loại thực phẩm carbohydrate hỗn tạp, chứa tinh bột (80%), một thànhphần chủ yếu cung cấp nhiều năng lượng, protein (7,5%), nước (12%), vitamin vàcác chất khoáng (0,5%) cần thiết cho cơ thể

Tinh bột chứa trong hạt gạo dưới hình thức carbohydrate và trong con người

dưới dạng glucogen, gồm loại carbonhydrate đơn giản như chất đường glucose, fructose, lactose và sucrose; và loại carbonhydrate hỗn tạp là một chuỗi phân tử

glucose nối kết nhau chứa nhiều chất sợi Tinh bột cung cấp phần lớn năng lượngcho con người Gạo trắng chứa carb rất cao, độ 82/100g Do đó, 90% năng lượnggạo cung cấp do carbonhydrate Trong tinh bột có hai thành phần: amylose vàamylopectin Hai loại tinh bột này ảnh hưởng rất nhiều đến hạt cơm sau khi nấu,nhưng không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng Hạt gạo có nhiều chất amylose sẽ

làm cho hạt cơm cứng và hạt chứa ít amylose, nghĩa là nhiều amylopectin cho cơmdẻo nhiều hơn Nếp chứa từ 0-10% amylose (hay 10-100% amylopectin) là thức ănchính của người Lào, người Thái ở vùng Đông Bắc Thái Lan và nhiều dân tộc thiểu

số ở các vùng núi Gạo Japonica có từ 14-16% amylose cho cơm dẻo và dính nhau,

là thức ăn căn bản của người Nhật, Hàn Quốc, Triều Tiên Gạo thơm thường có 23% amylose nên gạo không dẻo lắm mà cũng không cứng lắm sau khi nguội, ngoạitrừ gạo Basmati với hạt cơm rời nhau Các loại gạo thông thường của dân ĐôngNam Á có khoảng 21-25% amylose

21-Chất protein: Gạo là loại thức ăn dễ tiêu hóa và cung cấp loại protein tốt

cho con người Chất protein cung cấp các phân tử amino acid để thành lập mô bì,tạo ra enzym, kích thích tố và chất kháng sinh Chỉ số giá trị sử dụng protein thật sựcủa gạo là 63, so sánh với 49 cho lúa mì và 36 cho bắp (căn cứ trên protein củatrứng là 100)

Vitamin: Cũng giống như các loại ngũ cốc khác, lúa gạo không chứa các

sắt và kẽm và nhiều chất khoáng Mg, P, K, Ca

Thiamin là vitamin B 1 giúp tiêu hóa chất đường glucose để cho năng lượng,

không thể dự trữ trong cơ thể nên phải cung cấp hàng ngày Gạo trắng cung cấp

Riboflavin: Gạo chứa ít chất riboflavin hay vitamin B2, rất cần thiết cho sảnxuất năng lượng và nuôi dưỡng biểu bì của mắt và da Gạo trắng chứa 0,02 mg

Niacin là yếu tố cần thiết để phân tách chất glucose cho năng lượng và cho

da và hoạt động bình thường của hệ thần kinh Gạo trắng chứa 1,8 mg Niacin/100gram

Vitamin E là một loại sinh tố tan trong mỡ, giúp cho vitamin A và các chất

béo chống oxy hóa trong tế bào và bảo vệ hủy hoại mô biểu bì của cơ thể

Ngoài ra, gạo còn cung cấp những chất khoáng cần thiết cho cơ thể với ítchất sắt (thành phần của hồng huyết cầu và enzym) và kẽm (giúp chống oxy hóatrong máu, thành phần của enzym trong tăng trưởng, phân chia tế bào), nhưng nhiềuchất P (giúp xương, răng, biến hóa trong cơ thể), K (cho tổng hợp protein, hoạtđộng enzym), Ca (giúp xương, răng và điều hòa cơ thể), muối (giữ cân bằng chấtlõng trong cơ thể, hoạt động bình thường của hệ thần kinh và bắp thịt)

1.2 Gạo mầm

1.2.1 Giới thiệu

Gạo mầm được cho lên mầm từ gạo lứt còn nguyên phôi, xuất hiện lần đầutiên năm 1995 tại Nhật Bản và ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới Tại ViệtNam, trong quá trình nghiên cứu thành công gần đây, chúng ta đã chứng minh đượckhi cho gạo lứt nảy mầm trong điều kiện thích hợp sẽ tạo ra một số chất dinh dưỡngđặc biệt là gamma amino butyric acid (GABA), vitamin E, niacin, vitamin B1, B6…

và một số chất chống oxy hóa, có hàm lượng cao hơn gạo lứt

Gạo mầm có chất Gaba cao Gạo mầm có công dụng bảo vệ sức khỏe thôngqua việc cung cấp hàm lượng dinh dưỡng cao, giúp cân bằng huyết áp, giảmcholesterol xấu trong máu, ổn định đường huyết, giảm căng thẳng thần kinh, bổsung calcium giúp chống loãng xương đồng thời có hàm lượng chất xơ cao tốt cho

hệ tiêu hóa, chống táo bón… Tóm lại gạo mầm là nguồn thực dưỡng quan trọnggiúp bảo vệ sức khỏe

Hình 1.3 Gạo mầm

Gạo mầm được tạo ra qua quá trình ngâm nước và nảy mầm ở điều kiệnnhiệt độ và thời gian thích hợp của gạo lứt Từ đó, sẽ tạo ra gạo mầm có hoạt tínhenzyme cao Tạo ra sản phẩm gạo mầm nhằm tăng giá trị dinh dưỡng sau khi nảymầm Đặc điểm quan trọng nhất của việc sản xuất gạo mầm là tạo ra sản phẩm cógiá trị dinh dưỡng cao.

Quá trình nảy mầm làm cải thiện chất lượng của gạo Quá trình nảy mầm bịảnh hưởng bởi các nhân tố bên ngoài như: thời gian nảy mầm, ánh sáng, hàm lượngchất dinh dưỡng dự trữ trong hạt… Quá trình nảy mầm của hạt gạo giúp cácenzyme nội bào bên trong hạt gạo hoạt động và phân cắt các chất có khối lượngphân tử lớn (protein, tinh bột,…) thành những chất có khối lượng phân tử nhỏ Hơnnữa, tinh bột trong hạt sau khi nảy mầm sẽ dễ dàng bị thủy phân bởi enzymeamylase tạo thành các đường đơn, giúp quá trình tiêu hóa tốt hơn (N.Srisang vàcộng sự, 2011) Ngoài ra quá trình nảy mầm gây ra những thay đổi quan trọng vềdinh dưỡng như tăng hàm lượng GABA, hàm lượng chất xơ, tocotrienols vàGamma oryzanol (H.Y.Kim và cộng sự, 2012)

Theo nghiên cứu của P Dinesh và cộng sự, 2009, gạo mầm được xem như làmột loại gạo tiên tiến có giá trị dinh dưỡng cao bao gồm vitamin, chất khoáng vànhững giá trị dinh dưỡng khác cần thiết cho cơ thể chống lại bệnh tật, sự lão hóa vàtăng cường sức khỏe Sản phẩm gạo mầm có chỉ số glyceride thấp giúp kiểm soátlượng đường trong máu, do đó có vai trò quan trọng đối với bệnh nhân tiểu đường

và những người muốn kiểm soát cân nặng của họ Sản phẩm gạo mầm cũng là mộtnguồn dồi dào magie, có tác dụng làm giảm tính trầm trọng của bệnh hen suyễn,giảm bệnh cao huyết áp, chứng đau nửa đầu, bệnh tim và đột quỵ