Khảo Sát Một Số Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Gạo Mầm Từ Gạo Lứt Nương Đỏ Hạt Tròn

Trong suốt quá trình nảy mầm các hợp chất có giá trị sinh học cũng được làm giàu lên như -aminobutyric acid, chất sơ dinh dưỡng, chất chống oxy hóa…nên nó có giá trị vượt trội hơn gạo l

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TP Hồ Chí Minh, 2015

Mục lục

Lời mở đầu

Chương Tổng quan 1

1.1 Cấu tạo lúa – gạo 1

1.1.1 Cấu tạo hạt lúa 1

1.1.2 Gạo lứt 2

1.2 Thành phầm và giá trị dinh dưỡng 5

1.3 Phân loại các loại gạo có trên thị trường 7

1.4 Giới thiệu vầ gạo lứt nảy mầm 11

1.4.1 Các giai đoạn nảy mầm và các yếu tố ảnh hưởng 13

1.4.1.1 Các giai đoạn nảy mầm 13

1.4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng 14

1.4.2 Một số kết quả nghiên cứu gạo mầm trên thế giới và trong nước 17

1.4.2.1 Trên thế giới 17

1.4.2.2 Trong nước 18

Chương 2 Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu 19

2.1 Nguyên vật liệu nghiên cứu 19

2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu 19

2.1.2 Vật liệu nghiên cứu 19

2.2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1 Các phương pháp phân tích 22

2.2.1.1 Phương pháp xác định độ ẩm 23

2.2.1.2 Phương pháp xác định tỉ lệ nảy mầm 23

2.2.1.3 Phương pháp xác định độ dài mầm 24

2.2.1.4 Phương pháp sấy hạt đến độ ẩm bảo quản 24

2.2.1.5 Phương pháp xác định hoạt độ enzym amylase 25

2.2.2 Thiết kế thí nghiệm 28

2.2.2.1 Khảo sát thời gian ngâm ở nhiệt độ khoảng 22oC 28

2.2.2.2 Khảo sát thời gian ngâm ở nhiệt độ khoảng 35oC 29

2.2.2.3 Khảo sát thời gian ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 22oC 30

2.2.2.4 Khảo sát thời gian ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 35oC 31

2.2.2.5 Khảo sát thời gian sấy hạt đạt độ ẩm bảo quản giai đoạn 1 33

2.2.2.6 Khảo sát thời gian sấy hạt đạt độ ẩm bảo quản giai đoạn 2 34

2.2.3 Xử lý số liệu 35

Chương 3 Kết quả và bàn luận 36

3.1 Khảo sát thời gian ngâm ở nhiệt độ khoảng 22oC 36

3.2 Khảo sát thời gian ngâm ở nhiệt độ khoảng 35oC 38

3.3 Khảo sát thời gian ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 22oC 41

3.3.1 Đô dài mầm 41

3.3.2 Tỷ lệ nảy mầm 43

3.3.3 Hoạt độ enzym amylase 44

3.4 Khảo sát thời gian ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 35oC 46

3.4.1 Tỷ lệ nảy mầm 46

3.4.2 Độ dài mầm 48

3.4.3 Hoạt độ enzym amylase 50

3.4.4 Hàm lượng GABA 52

3.5 Khảo sát thời gian sấy để hạt đạt độ ẩm bảo quản 54

3.5.2 Sấy ở giai đoạn 1: 40oC 54

3.5.2 Sấy ở giai đoạn 2 : 55oC 55

3.5.3 Sấy đến độ ẩm bảo quản khoảng 13% 56

3.6 Kiến nghị 59

Danh sách hình

Hình 1.1 Cấu tạo hạt lúa 1

Hình 1.2 Gạo trắng, gạo tím, gạo đen 9

Hình 1.3 Gạo hạt dài, gạo hạt trung bình, gạo hạt ngắn 10

Hình 1.4 Cấu trúc GABA 11

Hình 2.1 Gạo lúa nương đỏ hạt tròn 19

Hình 2.2 Những vị trí lấy mẫu 24

Hình 3.1 Sự thay đổi độ ẩm khi ngâm hạt ở điều kiện nhiệt độ khoảng 22oC 37

Hình 3.2 Sự thay đổi độ ẩm khi ngâm hạt ở điều kiện nhiệt độ khoảng 35oC 39

Hình 3.3 Độ ẩm khi ngâm hạt ở điều kiện nhiệt độ khoảng 22oC và khoảng 35oC 40

Hình 3.4 Độ dài mầm hạt khi ủ ở nhiệt độ khoảng 22oC trong 24h 42

Hình 3.5 Độ dài mầm hạt khi ủ ở nhiệt độ khoảng 22o C trong 30h 42

Hình 3.6 Sự thay đổi độ dài hạt khi ủ ở nhiệt độ khoảng 22oC 42

Hình 3.7 Sự thay đổi tỷ lệ nảy mầm khi ủ ở nhiệt độ khoảng 22oC 44

Hình 3.8 Sự thay đổi hoạt độ enzym amylase khi ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 22oC 45

Hình 3.9 Sự thay đổi tỷ lệ nảy mầm khi ủ ở nhiệt độ khoảng 35oC 47

Hình 3.10 Độ dài mầm khi ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 35oC trong 24h 48

Hình 3.11 Độ dài mầm khi ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 35oC trong 30h 49

Hình 3.12 Sự thay đổi độ dài hạt khi ủ ở nhiệt độ khoảng 35oC 49

Hình 3.13 Sự thay đổi hoạt độ enzym amylase khi ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 35oC 51

Hình 3.14 Đường chuẩn GABA 53

Hình 3.15 Sự thay đổi độ ẩm khi sấy ở giai đoạn 1: 40oC 54

Hình 3.16 Sự thay đổi độ ẩm khi sấy ở giai đoạn 2 : 55oC 56

Hình 3.17 Đường cong sấy ẩm đẩ hạt đạt độ ẩm bảo quản 57

Danh sách bảng

Bảng 1.1 Thành phần hóa học từng thành phần trong hạt lúa 2

Bảng 1.2 Giá trị dinh dưỡng của gạo lứt hạt dài 5

Bảng 1.3 Tỷ lệ giữa các nhóm Protein trong từng thành phần hạt gạo lứt 6

Bảng 1.4 Thành phần lipid trong gạo lứt 6

Bảng 1.5 So sánh thành phần gạo lứt và gạo trắng 6

Bảng 1.6 Phân loại gạo lứt theo màu sắc 8

Bảng 1.7 Phân loại gạo lứt theo kích thước 10

Bảng 2.1 Cách dựng đường chuẩn glucose 26

Bảng 2.2 Các bước tiến hành xác định hoạt độ amylase 26

Bảng 2.3 Khảo sát độ ẩm theo thời gian ngâm ở nhiệt độ khoảng 22oC 28

Bảng 2.4 Khảo sát độ ẩm theo thời gian ngâm ở nhiệt độ khoảng 35oC 29

Bảng 2.5 Tỉ lệ nảy mầm và độ dài hạt khỉ ủ ở nhiệt độ khoảng 22oC 30

Bảng 2.6 Hoạt độ emzyme amylase ở nhiệt độ khoảng 22oC 31

Bảng 2.7Tỉ lệ nảy mầm và độ dài mầm khi ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 35oC 31

Bảng 2.8 Hoạt độ emzyme amylase khi ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 35oC 32

Bảng 2.9 Xác định hàm lượng GABA theo nhiệt độ tai thời gian ủ 24h 33

Bảng 2.10 Khảo sát thời gian sấy để hạt đạt độ ẩm khoảng 20% ở giai đoạn 1 34

Bảng 2.11 Khảo sát thời gian sấy để hạt đạt độ ẩm bảo quản khoảng 13% 35

Bảng 3.1 Kết quả độ ẩm theo thời gian ngâm ở nhiệt độ khoảng 22oC 36

Bảng 3.2 Kết quả độ ẩm thao thời gian ngâm ở nhiệt độ khoảng 35oC 38

Bảng 3.3 Kết quả độ ẩm khi ngâm hạt ở nhiệt độ khoảng 22oC và khoảng 35oC ……… 40

Bảng 3.4 Kết quả độ dài mầm khi ủ hạt ở khoảng 22oC 41

Bảng 3.5 Kết quả tỷ lệ nảy mầm khi ngâm hạt ở khoảng 22oC 43

Bảng 3 Kết quả hoạt độ enzym amylase khi ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 22oC 44

Bảng 3.7 Kết quả tỷ lệ nảy mầm theo thời gian ủ ở khoảng 35oC 46

Bảng 3.8 Kết quả độ dài mầm khi ngâm hạt ở khoảng 35oC 48

Bảng 3.9 Kết quả hoạt độ enzym amylase khi ủ hạt ở nhiệt độ khoảng 35oC 50

Bảng 3.10 Hàm lượng GaBa theo nhiệt độ tại thời gian 24h .52

Bảng 3.11 Độ ẩm hạt sau khi sấy ở giai đoạn 1: 40oC 54

Bảng 3.12 Độ ẩm hạt sau khi sấy ở giai đoạn 2: 55oC 55

Bảng 3.13 Độ ẩm hạt sau khi sấy để đạ độ ẩm bảo quản 56

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan các kết quả nghiên cứu đưa ra trong luận án này dựa trên các kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả khác Các trích dẫn số liệu trong

đồ án là trung thực Nội dung của luận án có tham khảo

và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các nguồn sách, tạp chí được liệt kê trong danh mục các tài liệu tham khảo

Sinh viên thực hiện

Lê Ngộ Không

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trường Đại học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Sinh học - Thực phẩm - Môi trường nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô Th.S Nguyễn Thị Ngọc Yến cô đã

tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với cô, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập đƣợc tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và làm việc sau này

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành

đồ án tốt nghiệp

Sinh viên thực hiện

Lê Ngộ không

LỜI MỞ ĐẦU

Ở Việt Nam, dân số trên 80 triệu và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực chính Trước những năm giải phóng nước ta là nước nghèo đói không đủ lượng thực thực phẩm để ăn Nhưng nay chúng ta đã trở thành nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu gạo Người tiêu dùng mong muốn ăn ngon mặc đẹp Cùng với sự phát triển của xã hội thì những vấn đề về sức khỏe cũng ngày càng gia tăng mà nguyên nhân chính là từ những loại thực phẩm mà con người đưa vào cơ thể hằng ngày Để đáp ứng tiêu chí ăn ngon mặc đẹp cộng với mong muốn

có nhiều lợi nhuận nên có rất nhiều hóa chất được thêm vào, cách sử dụng thực phẩm thiếu khoa học của người tiêu dùng đã gây ra các vấn đề về sức khỏe Ngày nay, hiểu biết của người tiêu dùng được nâng cao, họ quan tâm tới chế độ thực dưỡng hơn để bảo vệ sức khỏe trước các mối nguy từ thực phẩm không an toàn Vậy nên việc chọn lựa loại gạo để sử dụng rất được quan tâm, vì gạo là lương thực chính ở Việt Nam, là nguồn cung cấp năng lượng chính trong bữa ăn của người Việt Họ quay lại sử dụng gạo lứt thay cho loại gạo trắng

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về gạo mầm, là gạo lứt được ngâm và ủ ở điều kiện thích hợp để nảy mầm Vì gạo mầm cải thiện được các tính chất khuyết điểm của gạo lứt là nó mềm hơn, dễ tiêu hóa hơn và có vị ngọt đậm hơn gạo lứt thông thường vì các enzymes đã xúc tác và chuyển hóa các hợp chất cao phân tử thành các sản phẩm thấp phân tử Trong suốt quá trình nảy mầm các hợp chất có giá trị sinh học cũng được làm giàu lên như -aminobutyric acid, chất

sơ dinh dưỡng, chất chống oxy hóa…nên nó có giá trị vượt trội hơn gạo lứt như:

ổn định đường huyết cho người bị tiểu đường, chống lão hóa, cân bằng huyết áp, tăng cường chức năng thận, tốt cho hệ thần kinh,…

HƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 CẤU TẠO LÚA – GẠO

1.1.1 Cấu tạo hạt lúa

Hình 1.1 Cấu tạo hạt lúa

Hạt lúa : Gồm 2 phần chính là vỏ lúa và hạt gạo

- Vỏ lúa gồm 2 vỏ trấu ghép lại (trấu lớn và trấu nhỏ) Ở gốc 2 vỏ trấu chổ gắn vào đế hoa có mang hai tiểu dĩnh Phần vỏ chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt lúa Bên trong vỏ lúa là hạt gạo

lớp vỏ lụa mỏng chứa nhiều vitamin, nhất là vitamin nhóm B Khi xay xát (giai đoạn chà trắng) lớp này tróc ra thành cám mịn

Bảng 1.1 Thành phần hóa học từng thành phần trong hạt lúa

- Nội nhũ được bao quanh bởi 3 lớp: lớp vỏ biểu bì, vỏ lụa và lớp cutin

Cấu tạo của hạt gạo lứt

Bao gồm: vỏ quả, vỏ hạt, lớp aleurone, phôi, và nội nhũ

 Vỏ quả được 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

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

Lớp vỏ quả trong: là các tế bào hình ống hướng dọc hạt Thành phần: cellulose, pentosan, pectin và khoáng

 Lớp aleurone:

Bên trong lớp vỏ là lớp aleurone được cấu tạo từ 1 hàng tế bào lớn, thành dày hình khối chữ nhật hay vuông có kích thước nhỏ dần về phía phôi, nằm ngay dưới lớp cutin, bao bọc nội nhũ và phôi Khi xay xát, lớp aleurone thường

bị vỡ vụn, phôi sẽ bong ra khỏi nội nhũ, rơi vào cám Chiếm 6-12% khối lượng hạt

Sau lớp aleurone là các tế bào lớn thành mỏng có hình dạng khác nhau không theo thứ tự đó là các tế bào nội nhũ

Lớp aleurone cấu tạo chủ yếu là protid (35-45%), lipid (8- 9%), vitamin và tro (11-14%), đường (6-8%), cellulose (7- 10%), pentosane (15-17%)

 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

Thành phần: tinh bột và protid (chủ yếu), ngoài ra còn chứa 1 lượng nhỏ lipid, muối khoáng, cellulose, dextrin, đường

Nội nhũ hạt lứt được cấu tạo từ các tế bào lớn có thành mỏng chứa đầy các hạt tinh bột (≈ 70÷82%)

Trong nội nhũ, glucid chiếm tới 90% chủ yếu là tinh bột, trong khi đó trong toàn hạt gạo glucid chỉ chiếm khoảng 75%

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

 Phôi

Phôi là bộ phận chứa nhiều chất dinh dưỡng có giá trị cao, 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 enzym

Thành phần: protid, glucid hòa tan, khá nhiều lipid, khoáng, cellulose và các vitamin

Phôi của quả lúa thuộc loại đơn tử diệp, nằm ở góc dưới của quả Phôi là thành phần giàu dinh dưỡng nhất của quả lúa, là bộ phận có cấu tạo xốp gồm các tế bào có kích thước lớn với thành tế bào mỏng Hơn 70% ẩm mà hạt có thể trao đổi với môi trường bên ngoài được vận chuyển qua phôi mầm

Đây là vấn đề đặc biệt cần lưu ý trong bảo quản và trong quá trình gia nhiệt

ẩm đối với thóc giống Lượng cám thu được sau khi xát kỹ gạo thường chiếm khoảng hơn 7 – 9%, trong đó có khoảng 2.2 – 3 % phôi mầm

1.2 Thành phần và giá trị dinh dƣỡng của gạo

Bảng 1.2 giá trị dinh dưỡng của gạo lứt hạt dài

Gạo lứt hạt dài, chƣa chế biến Giá trị ding dƣỡng 100g(3,5 oz)

Kẽm 2.02 mg (20%)

Bảng 1.3 Tỷ lệ giữa các nhóm Protein trong từng thành phần hạt gạo lứt

Thành phần Glutelin (%) Albumin(%) Globulin(%) Prolamin(%)

1.3 Phân loại các loại gạo có trên thị trường

 Phân loại gạo lứt

 Theo màu sắc: Gạo màu là do số lượng lớn hợp chất anthocyanin tích tụ trong những lớp khác nhau của bì mô, vỏ hạt và aleurone Tùy thuộc vào hàm lượng anthocyanin tích tụ

mà gạo có màu từ trắng ngà đến đỏ, đỏ sẩm, tím và tím đen

Bảng 1.6 Phân loại gạo lứt theo màu sắc

có màu đỏ tía

c)

- Hạt gao sau nấu mềm dẻo hơn các loại khác

Hình 1.2 a) Gạo lứt trắng, b) Gạo lứt cám đỏ, c) Gạo lứt cám và nội nhũ đỏ,

d) Gạo lứt tím, e) Gạo lứt đen

 Phân loại theo kích thước hạt

Bảng 1.7 Phân loại gạo lứt theo kích thước hạt

Gạo lứt hạt dài

- Gạo hạt dài

- Hạt hân dài và mảnh, dài hơn chiều rộng của nó 4 - 5 lần

- Khi nấu chín cơm xốp mềm

b)

Gạo lứt hạt ngắn

- Gạo hạt ngắn

- Hạt đầy đặn, hạt nhân gần như tròn ngắn

- Khi nấu chín mềm và bám dính với nhau

c)

Hình 1.3 a) Gạo lứt hạt dài, b) Gạo lứt hạt trung bình, c) Gạo lứt hạt ngắn

1.4 Giới thiệu về gạo lứt nảy mầm

Gạo mầm là sản phẩm từ gạo lứt sau quá trình ngâm, ủ ở điều kiện thích hợp để gạo nảy mầm, còn nguyên phôi, chứa chất gaba Xuất hiện lần đầu tiên năm 1995 tại Nhật Bản và ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới Khi gạo lứt nảy mầm sẽ trải qua những thay đổi đáng kể thuộc tính, làm cho nó ít dai và phong phú hơn về hoạt tính sinh học

Các hợp chất sinh học có trong gạo lứt

  - aminobutyric acid (GABA)

γ-aminobutyric acid (GABA) là một axit amin không protein mang bốn carbon (Hình 3) Nó hòa tan cao trong nước Về mặt cấu trúc đó là một phân tử linh hoạt có thể thay đổi một số hình thể, bao gồm một cấu trúc tuần hoàn cũng tương tự như proline Trong quá trình thủy phân protein chuyển thành axit amin, đặt biệt là glutamic acid có thể chuyển thành -aminobutyric acid (GABA) với xúc tác của enzym glutamate decarboxylase Sau quá trình ngâm ủ, hạt gạo đã có sự chuyển hóa các hợp chất khác nhau với sự xúc tác của các enzyme khác nhau nên các hợp chất có giá trị sinh học cũng được làm giàu lên trong suốt quá trình nảy mầm trong đó có GABA

Hình 1.4 Cấu trúc của GABA

GABA có chức năng dược lý như một tác nhân làm hạ huyết áp, làm thuốc lợi tiểu, cũng như có tác dụng an thần và như là một chất ức chế truyền thần kinh trong não (Su và cộng sự 2003; Komatsuzaki và cộng sự 2005, 2007; Huang và cộng sự 2007) GABA có thể điều chỉnh huyết áp, nhịp tim, cảm giác đau đớn và

lo lắng (Kono and Himeno 2000; Toshio và cộng sự 2000), mức độ mỡ trong máu (Miura và cộng sự 2006) và hỗ trợ tiết insulin để phòng ngừa bệnh tiểu đường (Huang và cộng sự 2007) Gần đây, một nghiên cứu cho thấy rằng gạo mầm có thể làm giảm nồng độ glucose ở chuột mắc bệnh tiểu đường (Hagiwara và cộng sự 2004) và kiểm soát nồng độ glucose máu sau khi ăn (Ito et al., 2005) Hơn nữa, sử dụng các loại thực phẩm giàu GABA có thể ức chế sự phát triển tế bào ung thư (Park and Oh 2007; Oh and Oh, 2004)

 γ-oryzanol

Oryzanol là một hỗn hợp của axit ferulic este hóa với sterol bình thường hoặc rượu triterpene, gọi là α, β và γ-oryzanol, trong đó γ-oryzanol được đề cập đến nhiều nhất Các thành phần sterol của γ-oryzanol chủ yếu là campesterol và sitosterol, các thành phần rượu triterpene: cycloartenol và cycloartanol 24-methylene (Dey and Harborne, 1991)

γ-oryzanol đã được phát hiện như một chất có chức năng như các hoạt chất chống oxy hóa (Xu and Godber, 2001), giảm cholesterol trong máu (Sasaki et al., 1990), giảm sự hấp thụ cholesterol, giảm xơ vữa động mạch (Rong et al., 1997), ức chế sự kết tụ tiểu cầu (Seetharamaiah et al., 1990) và ức chế khối u phát triển (Yasukawa et al., 1998) Jiamyangyuen (2006) nghiên cứu cho thấy rằng gạo lức ngâm trong nước cất trong vòng 6 giờ và đã nảy mầm 24 giờ chứa hàm lượng và cường độ hoạt động của các chất chống oxy hóa nhiều hơn so với gạo lứt

 Ferulic acid

Axit ferulic (acid 4-hydroxy-3-methoxycinnamic) là một hợp chất phenolic thường thấy trong mô thực vật

Axit ferulic cũng là hợp chất hoạt động sinh học đã được nghiên cứu đặc tính làm giảm cholesterol cũng như cho khả năng chống sự oxy hóa Các hoạt động chống oxy hóa của axit ferulic chủ yếu dựa vào hydro trong nhóm hydroxyl axit ferulic (Nystrom và cộng sự, 2007)

 Phytic acid

Phytic acid ( myo-inositol 1,2,3,4,5,6 -hexakis [dihydrogen phosphate] ) là hình thức lưu trữ chính của phốt pho trong tế bào thực vật, đặc biệt là ở cám và hạt giống Cấu trúc của axit phytic là một hexaphosphate của myo-inositol

Axit phytic có chức năng chống ung thư, chống sự oxy hóa và ngăn ngừa bệnh mạch vành Ngăn chặn sự tích tụ của superoxide, cũng tăng cường hệ miễn dịch Gần đây, Axit phytic được chú ý vì khả năng ngăn ngừa ung thư ruột, ung thư gan, ung thư phổi, ung thư da, vv Nó cũng có khả năng ngăn ngừa thiếu máu , kiểm soát và ngăn ngừa nhồi máu cơ tim và bệnh tiểu đường (Kayahara, 2004)

1.4.1 Các giai đoạn nảy mầm và các yếu tố ảnh hưởng

1.4.1.1 Các giai đoạn nảy mầm

 Giai đoạn I: Sự hoạt hóa hút ẩm (quá trình vật lý), sự hấp thu nước của

hạt khô làm tăng hàm lượng nước trong hạt, làm mềm vỏ hạt Hạt trương lên và vỏ hạt bị nứt ra 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

 Giai đoạn II: Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển các chất dự trữ

(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 thóc xảy ra hiện tượng biến đổi về màu sắc và thành phần hóa học:

- Hàm lượng tinh bột giảm đáng kể

- Hàm lượng đường tăng cao

- Enzyme amylase phát triển mạnh

 Giai đoạn III: Sự tăng trưởng của cây 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 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

1.4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng

Nảy mầm là sự phát triển của một loại cây từ phôi chứa bên trong một hạt giống; kết quả là sự hình thành của cây non Một quá trình có liên quan đến việc kết hợp những hoạt động bắt đầu với quá trình dẫn nước vào hạt giống khô và chấm dứt bằng sự phát triển dài ra của phôi (Bewley and Black, 1994) Các dấu hiệu hữu hình của sự nảy mầm hoàn toàn là sự xuất hiện các

rễ nhỏ xung quanh phôi; có thể nhìn thấy sự nảy mầm của cây Sau đó, xảy ra

việc huy động các nguồn dự trữ chất dinh dưỡng lớn trong nội nhũ, có liên quan với sự tăng trưởng của cây con (Bewley, 1997)

Trước khi hạt nảy mầm, chúng cần phải gặp những điều kiện môi trường thật sự thích hợp Hạt cần phải có lượng nước, nhiệt độ thích hợp và đôi khi cũng cần ánh sáng để có thể nảy mầm Phần lớn hạt cũng cần có khí Oxy

a Nước

Nước đi vào các tế bào của hạt khô, kết quả là cấu trúc của hạt tạm thời bị thay đồi, đặc biệt với màng, dẫn đến sự hoà tan ngay lập tức và nhanh chóng của các chất hòa tan và các chất chuyển hóa trọng lượng phân tử thấp vào phần nước xung quanh (Crowe and Crowe, 1992) Khi hút ẩm, hạt khô ở trạng thái tĩnh nhanh chóng hoạt động trao đổi chất trở lại Các cấu trúc và enzym cần thiết cho sự trở lại ban đầu này của hoạt động chuyển hóa có mặt trong hạt giống khô, đã được hoạt hoá trở lại và bắt đầu các hoạt động hô hấp Các enzym của chu trình Kreb bắt đầu kích hoạt (Nicolas and Aldasoro, 1979; Salon et al., 1988) Mô của các hạt khô trưởng thành chứa ty thể Chúng chứa đủ enzyme của chu trình Kreb và được oxy hóa để cung cấp đủ lượng ATP để hỗ trợ quá trình chuyển hóa trong vài giờ sau khi hút ẩm (Ehrenshaft and Brambl, 1990; Attucci et al., 1991)

Khi hạt được hình thành, hầu hết các cây lưu trữ chất dinh dưỡng ở trong hạt, chẳng hạn như tinh bột, protein, hoặc chất béo Các chất dự trữ này cung cấp dinh dưỡng cho phôi phát triển Khi hạt giống hút nước, các enzym thủy phân được kích hoạt phân giải các hợp chất dinh dưỡng được lưu trữ thành các chất đơn giản phục vụ cho quá trình trao đổi chất

Sự hút nước là hết sức cần thiết đối với quá trình nảy mầm của hạt, nhưng hạt có thể bị “úng” nếu có quá nhiều nước, thậm chí một số loại hạt

có thể chết nếu như sự hấp thụ nước quá nhanh Thời gian ngâm quá lâu thì

sẽ làm thoái hóa glucose, cần lựa chọn thời gian ngâm thích hợp để hạt có hàm lượng dinh dưỡng và độ ẩm tối ưu cho nảy mầm

pH của hạt thay đổi do quá trình trao đổi chất sẽ làm ảnh hưởng đến hàm lượng dinh dưỡng của hạt nếu pH quá thấp Thời gian ngâm càng dài,

pH càng giảm vì vậy cần phải thay nước để pH không ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm

b Oxy

Nảy mầm là một quá trình liên quan đến tế bào sống và đòi hỏi rất nhiều chất dinh dưỡng của các tế bào Năng lượng duy trì sự sống của tế bào thường được cung cấp bởi quá trình oxy hóa, trong sự hiện diện hay vắng mặt của oxy, tức hô hấp hoặc lên men Trong quá trình trao đổi khí, lượng carbondioxide thải ra trong cả hai trường hợp cũng là sự hấp thu oxy trong quá trình của hô hấp Do đó sự nảy mầm của hạt giống bị ảnh hưởng rõ rệt bởi các thành phần của bầu không khí xung quanh Hầu hết các hạt giống nảy mầm trong không khí, tức là trong một bầu không khí có chứa 20% oxy

và 0,03% carbon dioxide (Mayer and Poljakoff-Mayber, 1975)

c Nhiệt độ

Hạt giống khác nhau có nhiệt độ nảy mầm khác nhau Ở nhiệt độ rất thấp và nhiệt độ rất cao sự nảy mầm của tất cả các hạt bị hạn chế Nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào và tốc độ tăng trưởng của hạt

d Ánh sáng

Ánh sáng hay bóng tối có thể là một loại môi trường kích thích cho sự nảy mầm Các hạt giống thường nảy mầm như nhau trong bóng tối và ánh sáng Tuy nhiên, những biến đổi của tinh bột, protein, và RNA (var IR8) diễn ra nhanh chóng hơn trong bóng tối (Palmiano and Juliano, 1972)

1.4.2 Một số kết quả nghiên cứu về gạo mầm trên thế giới và trong nước

1.4.2.1 Trên thế giới

J Banchuen cùng đồng sự (2009) đã nghiên cứu về Ảnh hưởng của quá trình nảy mầm đến thành phần có hoạt tính sinh học của gạo Sangyod Muang Phatthalung và nghiên cứu điều kiện nảy mầm tối ưu của gạo nâu để tối đa hóa hàm lượng γ-aminobutyric acid (GABA) Kết quả chỉ ra rằng hàm lượng GABA cao nhất (44,53 mg /100 g) khi gạo lức được ngâm trong đệm citrate pH 3 và đã nảy mầm trong 36 h.Hàm lượng GABA trong gạo lứt nảy mầm đã tăng 16,74 lần so với gạo nâu (2.66 mg / 100g) So với gạo nâu, gạo lức nảy mầm chứa nhiều protein, chất béo, tổng xơ, tổng lượng đường tự do

và axit ferulic trong khi hàm lượng γ-oryzanol là như nhau trong cả gạo lức

và gạo nâu nảy mầm Ngược lại, gạo lức nảy mầm chứa hàm lượng phytate thấp hơn trong gạo nâu

Panatda Jannoey cùng đồng sự đã nghiên cứu sự tích lũy acid aminobutyric (GABA) trong gạo nảy mầm Nồng độ GABA trong hạt gạo và

γ-lá đã tăng lên đáng kể sau ngày nảy mầm Tuy nhiên, γ-lá lúa chứa GABA cao hơn hạt gạo gấp 2-3 đối với tất cả các giống lúa Nồng độ GABA cao nhất trong hạt gạo và lá non tương ứng 20 và 30 ngày nảy mầm Sau 20 ngày kể

từ ngày nảy mầm, nồng độ GABA trong hạt lúa giảm đi

Suchada Maisont cùng cộng sự đã nghiên cứu tác động của nảy mầm đến hàm lượng GABA, thành phần hóa học, tổng lượng Phenolics và khả năng chống oxy hóa của lúa sáp Thái Người ta thấy rằng quá trình nảy mầm lượng GABA, chất xơ, tổng hàm lượng phenol và khả năng chống oxy hóa tăng đáng kể (p <0,05), trong khi các chất béo, protein, tinh bột và hàm lượng amylose có xu hướng giảm nhẹ

1.4.2.2 Trong nước

Gạo mầm Vibigaba được sản xuất bởi công ty BVTV An Giang Lấy

nguyên liệu từ giống lúa BN1, AGPPS 103 Được ngâm ủ trong điều kiện

thích hợp cho đến khi nảy mầm Gạo mầm Vibigaba có chỉ số đường huyết

thấp hơn nhiều so với gạo trắng, phù hợp với người bệnh đái tháo đường Chống loãng xương một cách tự nhiên nhờ hàm lượng calcium tăng cao ( gấp 1,5 lần so với gạo lứt) Hàm lượng chất xơ cao giúp phòng chống táo bón, tốt cho hệ tiêu hóa

HƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ HƯƠNG HÁ NGHIÊN ỨU 2.1 Nguyên vật liêu nghiên cứu

2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu

Lúa nương đỏ hạt tròn thu hoạch vào tháng 01 năm 2015 ở Gia Lai

Hình 2.1 Gạo lúa nương đỏ hạt tròn

2.1.2 Vật liệu nghiên cứu

- Một số dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm

- Các dụng cụ khác có liên quan: rổ, thau, cốc, muỗng,

 Hóa chất

- Đệm Na-acetate 0,05 M

- Cơ chất: tinh bột tan

- Dung dịch acid 2-hydroxy-3,5-dinitrobenzoix (DNS) 0,1%

- Dung dịch chứa enzyme

2.2 hương pháp nghiên cứu

 Sơ đồ nghiên cứu

NL gạo lứt - Xác định thành phần: GABA, glucid

Ngâm - Khảo sát thời gian ngâm  độ ẩm hạt

Ủ - Khảo sát thời gian và nhiệt độ ủ  tỷ lệ nảy mầm, độ dài mầm

- Xác định hàm lượng GABA và hoạt tính enzym amylase theo thời

gian và nhiệt độ

Sấy - Khảo sát nhiệt độ và thời gian sấy  hàm ẩm bảo quản

Gạo mầm: - Xác định : GABA, glucid

ơ đồ công nghệ gạo mầm từ gạo nương đỏ hạt tròn dự kiến

 Thuyết minh quy trình

Ngâm gạo lứt

 Mục đích: Là quá trình đầu tiên và rất quan trọng, nó ảnh hưởng thời gian ủ

để nảy mầm gạo lứt Tạo điều kiện để hạt hút thêm một lượng nước tự do, sao cho tổng hàm ẩm của hạt đạt 25–35%

 Cách thực hiện: Cho mẫu gạo có khối lượng xác định vào hộp nhựa, cho nước vào với lượng gấp đôi khối hạt, đặt hộp trong môi trường nhiệt độ muốn khảo sát Sau 4 giờ sẽ tiến hành thay nước cho các hộp ngâm gạo

 Cách thực hiện: Sau khi hạt đạt đủ thời gian ngâm, ta rửa gạo lại lần nữa sau

đó cho gạo vào các túi vải, cuộn túi vải lại vừa chặt chứ không quá chặt để giữa các hạt có khoảng trống vừa đủ giúp hạt có thể sử dụng oxy và có thể phát triển mầm Nếu cuộn không chặt thì rễ mầm sẽ phát triển làm tổn thất chất khô Đặt túi vải trong môi trường thoáng khí và có nhiệt độ muốn khảo sát Trong suốt thời gian ủ gạo phải bảo đảm hạt đủ độ ẩm bằng cách phun thêm nước vào túi vải

lý dựa vào khối lượng gạo đem sấy Ta có hai chế độ nhiệt trong quá trình sấy Đầu tiên là sấy 40oC đến khi hạt đạt độ ẩm khoảng 20% thì nâng nhiệt, sấy giai đoạn 2 ở 55oC

2.2.1 ác phương pháp phân tích

- Phương pháp xác định độ ẩm

- Phương pháp xác định tỉ lệ nảy mầm

- Phương pháp xác định độ dài mầm

- Phương pháp sấy hạt đến độ ẩm bảo quản

- Phương pháp xác định hoạt độ enzym amylase

- Phương pháp xác định hàm lượng GABA

2.2.1.1 Xác định ẩm bằng phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi

 Nguyên lý: Dùng nhiệt làm bay hết hơi nước trong sản phẩm, cân khối lượng sản phẩm trước khi sấy và sau khi sấy, từ đó tính ra % ẩm của sản phẩm

 Tiến hành: Sấy khô cốc nhôm đến khối lượng không đổi cho vào cốc 5g mẫu và đem sấy ở nhiệt độ 100 ÷ 105oC, thời gian tối thiểu là 6 giờ Trong khoảng một giờ dùng đũa thuỷ tinh đảo trộn rồi tiếp tục sấy đến khi nào mẫu không thay đổi khối lượng Mỗi lần đem mẫu đi cân phải sử dụng bình hút ẩm để tránh cho mẫu không bị hút ẩm trở lại Kết quả tính được theo công thức :

X= (G1-G2) x 100/(G1-G)

X: % ẩm có trong 100g thực phẩm

G: Khối lượng của cốc không mẫu (g)

G1: Khối lượng của cốc và mẫu trước khi sấy (g)

G2: Khối lượng của cốc và mẫu sau khi sấy (g)

2.2.1.2 Xác định tỉ lệ nảy mầm

Trải đều 200 gram mẩu phân tích lên khay inox, lấy ngẫu nhiên mẫu ở 5 vị trí, mỗi vị trí lấy khoảng 10 gram, tiến hành đếm số lượng hạt nảy mầm

Hình 2.2 Những vị trí lấy mẫu

Tỷ lệ nảy mầm = Số hạt nảy mầm x 100/ Tổng số hạt

2.2.1.3 Xác định độ dài mầm

Trải đều 200 gram mẩu phân tích lên khay inox, lấy ngẫu nhiên mẫu ở 5

vị trí, mỗi vị trí lấy khoảng 10 gram, dùng thước đo mili để đo chiều dài mầm

Hình 2.2 Những vị trí lấy mẫu

Độ dài mẩm trung bình = Tổng chiều dài số hạt x 100/ Tổng số hạt

2.2.1.4 Sấy hạt đến độ ẩm bảo quản

- Tiến hành sấy m = 200g gạo trong khay inox đặt trong tủ sấy

- Khay có diện tích 40x30 (cm), độ dày khay 2 (cm) không đổi Với độ dày hạt trên khay 1 cm tương đương 4-5 lớp gạo

- Giai đoạn 1: ta sấy gạo ở 40oC đến độ ẩm giảm còn khoảng 20% thì chuyển sang giai đoạn 2

- Giại đoạn 2 : sấy gạo ở 55oC đến khi đạt độ ẩm bảo quản

- Cứ sau 1 lần/20 phút ta đảo trộn gạo và tiến hành xác định độ ẩm

đã giảm tại thời điểm đó