Khảo Sát Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Ngâm Gạo Lứt Nương Đỏ Và So Sánh Thị Hiếu Cơm Gạo

HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH NGÂM GẠO LỨT NƯƠNG ĐỎ VÀ SO SÁNH THỊ HIẾU CƠM GẠO MẦM NƯƠNG ĐỎ NGHIÊN CỨU VỚI CÁC LOẠI GẠO MẦM KHÁC TRÊN THỊ TRƯỜNG N

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH NGÂM GẠO LỨT NƯƠNG ĐỎ VÀ SO SÁNH THỊ HIẾU CƠM GẠO MẦM NƯƠNG ĐỎ NGHIÊN CỨU VỚI CÁC LOẠI GẠO MẦM KHÁC

TRÊN THỊ TRƯỜNG

Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Giảng viên hướng dẫn: ThS Huỳnh Phương Quyên

Sinh viên thực hiện: Phạm Bảo Trí

TP Hồ Chí Minh, 2017

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:

Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp này là kết quả nghiên cứu thực sự của tôi dưới sự hướng dẫn của cô Th.s Huỳnh Phương Quyên thuộc khoa Công nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi Trường, Trường đại học Công nghệ Tp.HCM

Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng, lấy từ những nguồn có uy tín Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay có sự dối trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Sinh viên

Phạm Bảo Trí

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo khoa cùng toàn thể thầy cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học - Thực Phẩm - Môi Trường đã tạo điều kiện cho tôi học tập và tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức trong suốt thời gian học tập tại trường

Tôi cũng rất chân thành cảm ơn các Thầy Cô và Anh Chị quản lý phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Và đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn tôi cô Huỳnh Phương Quyên đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức quý báu

và động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Bên cạnh đó tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn bè, sinh viên trong trường và gia đình đã động viên, chia sẽ, giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian thực hiện đề tài Cuối cùng tôi xin gửi lời chúc tốt đẹp nhất đến quý thầy cô cùng các bạn bè và gia đình!

Tôi xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 07 năm 2017

iii

MỤC LỤC

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HẠT GẠO 2

1.1.1 Cấu tạo và giá trị các phần của hạt gạo 2

1.1.1.1 Vỏ 2

1.1.1.2 Lớp aleurone 3

1.1.1.3 Nội nhũ 3

1.1.1.4 Phôi 4

1.1.2 Thành phần hoá học hạt gạo 4

1.2 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NẢY MẦM 7

1.2.1 Khái niệm 7

1.2.2 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm 7

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm 8

1.2.4 Những biến đổi khi hạt nảy mầm 10

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu gạo mầm trong và ngoài nước 11

1.3.1 Trong nước 11

1.3.2 Ngoài nước 12

1.4 Tổng quan về GABA 14

1.4.1 Khái niệm 14

1.4.2 Cơ chế tác dụng: 14

1.4.3 Các sản phẩm GABA hiện đang bán trên thị trường trong và ngoài nước

- Trong nước 16

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

iv

2.1 Nguyên liệu 19

2.1.1 Nguyên liệu chính 19

2.1.2 Thiết bị, dụng cụ và hoá chất thí nghiệm 19

2.1.2.1 Dụng cụ 19

2.1.2.2 Thiết bị 19

2.2 Các phương pháp phân tích 19

2.3 Các phương pháp xử lý số liệu 19

2.4 Phương pháp nghiên cứu 20

2.4.1 Sơ đồ sản xuất dự kiến 20

2.4.1.1 Thuyết minh quy trình 20

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu 21

• Phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu 21

2.4.2.1 TN1: Khảo sát nhiệt độ ngâm gạo mầm 21

2.4.2.2 TN2: Khảo sát pH nước ngâm gạo mầm 23

2.4.2.3 TN3: Khảo sát thời gian ủ gạo 25

2.4.2.4 TN4: Đánh giá cảm quan gạo mầm 27

2.5 Phương pháp xử lý số liệu 31

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 32

3.1 Phân tích thành phần hóa học của gạo lứt nương đỏ 32

3.2 Kết quả thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ nước ngâm gạo lứt đến quá trình nảy mầm của hạt 35

3.3 Kết quả thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của pH nước ngâm gạo 39

3.4 Thí nghiệm 3: Kết quả khảo sát thông số thời gian ủ hạt 43

3.5 Kết quả khảo sát đánh giá cảm quan 48

3.5.1 Phương pháp đánh giá cảm quan cặp đôi thị hiếu 48

3.5.2 Phương pháp đánh giá cảm quan cho điểm thị hiếu 50

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 59

v

Phụ lục A 59Phụ lục B Đánh giá cảm quan sản phẩm 71Phụ lục C Bảng số liệu thực nghiệm 86

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần trung bình(% khối lượng) của hạt gạo( độ ẩm 14%)

Bảng 1.2 Thành phần % các lipid trong gạo

Bảng 3.1 Thành phần của gạo lứt nương đỏ

Bảng 3.2 Biến đổi độ ẩm của gạo lứt theo thời gian ngâm ở nhiệt độ ngâm 300C,

350C và 400C

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ nước ngâm đến % nảy mầm

Bảng 3.4 Biến đổi độ ẩm của gạo lứt theo thời gian ngâm ở pH nước ngâm 3, 5 và

7

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của pH nước ngâm đến % nảy mầm

Bảng 3.6 Kết quả ảnh hưởng đến thời gian ủ hạt

Bảng 3.7 Bảng phân tích cảm quan trước và sau khi nấu giữa cơm gạo mầm nương

đỏ và gạo nương đỏ

Bảng 3.8 Bảng phân tích cảm quan trước và sau khi nấu giữa 4 loại cơm gạo mầm: gạo mầm nương đỏ, gạo mầm huyết rồng, gạo mầm Vibigaba, gạo mầm Vibigaba nghệ

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cấu tạo hạt thóc

Hình 1.2 Cấu trúc hóa học và cấu tạo phân tử GABA

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí khảo sát nhiệt độ nước ngâm gạo

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí khảo sát pH nước ngâm gạo

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí khảo sát độ ẩm gạo sau khi ủ

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm cảm quan cặp đôi thị hiếu

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm cảm quan cho điểm thị hiếu

Hình 3.1 Các mẫu gạo đạt độ ẩm bảo hòa khi ngâm ở 30˚C, 35˚C, 40˚C

Hình 3.2 Tỷ lệ nảy mầm ở các mẫu gạo khi ngâm ở 30˚C, 35˚C, 40˚C

Hình 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng nảy mầm của gạo lứt

Hình 3.4 Các mẫu gạo đạt độ ẩm bảo hòa khi ngâm ở pH= 3, pH= 5, pH= 7

Hình 3.5 Tỷ lệ nảy mầm ở các mẫu gạo khi ngâm ở pH= 3, pH= 5, pH= 7

Hình 3.6: Ảnh hưởng của pH đến khả năng nảy mầm của gạo lứt

Hình 3.7 Hạt nảy mầm ở các thời gian ủ

Hình 3.8 Độ dài mầm ở các thời gian ủ

Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện mức độ ưa thích cơm gạo lứt nương đỏ trước và sau khi

nảy mầm

Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện mức độ ưa thích giữa 4 loại cơm gạo mầm: gạo mầm

nương đỏ, gạo mầm huyết rồng, gạo mầm Vibigaba, gạo mầm Vibigaba nghệ

vì vậy tuy chúng là thực phẩm quý của đồng bào Tây Nguyên nhưng chưa được đồng bào miền xuôi quan tâm sử dụng và cũng như các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu

Gạo lứt nói chung cung cấp nhiều carbohydrate, protein, vitamin nhóm B, chất

xơ, chất béo, sắt, kali, kẽm, các nguyên tố vi lượng và các hợp chất phytochemical như tocopherol, tocotrienol, oryzanol Thông qua quá trình ủ mầm, một hợp chất sinh học khác cũng được tích lũy trong gạo lứt, đó là gamma-aminobutyric acid (GABA) Theo nghiên cứu của Trung tâm Dinh dưỡng thuộc Sở Y tế TPHCM năm

2012 cho thấy GABA có trong gạo lứt giúp làm giảm lượng đường trong máu, phòng ngừa bệnh tim mạch, giảm stress, điều hòa một số rối loa ̣n thần kinh giống như bệnh Parkinson, Huntington và bệnh Alzheimer

Do đó, mục tiêu nghiên cứu của đề tài là khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm gạo lứt nương đỏ và so sánh thị hiếu sản phẩm cơm gạo mầm nghiên cứu với các loại gạo mầm có trên thị trường nhằm đánh giá chất lượng cơm gạo mầm nghiên cứu

2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HẠT GẠO

1.1.1 Cấu tạo và giá trị các phần của hạt gạo

Hạt gạo là sản phẩm từ hạt thóc Hạt thóc được cấu tạo từ các phần chính: râu, mày thóc, vỏ (vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt), lớp aleuron, nội nhũ và phôi

Hình 1.1: Cấu tạo hạt thóc

1.1.1.1 Vỏ

Vỏ trấu

Có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống các ảnh hưởng xấu của điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm,…) và sự phá hoại của sinh vật hại (côn trùng, nấm mốc, ) Trên bề mặt vỏ trấu có các đường gân và nhiều lông ráp xù xì Trong quá trình bảo quản, lông thóc thường rụng ra do cọ sát với nhau giữa các hạt thóc làm tăng lượng tạp chất trong thóc Tùy theo giống lúa mà vỏ trấu có độ dày và chiếm tỷ lệ khác nhau so với toàn hạt thóc Độ dày của vỏ trấu thường 0,12 – 0,15 mm và thường

chiếm 18 – 20% so với khối lượng toàn hạt thóc [5]

Vỏ quả

Cấu tạo: gồm một vài lớp tế bào

- Biểu bì ở ngoài cùng gồm các tế bào nhỏ

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

3

- Lớp vỏ quả giữa: là các tế bào dài hướng ngang hạt Đối với ha ̣t đã chín thì lớp tế

bào giữa trống rỗng, đối với hạt xanh thì lớp tế bào này chứa các ha ̣t diê ̣p lu ̣c tố nên

hạt có màu xanh [5]

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

Thành phần vỏ quả: cellulose, pentosan, pectin và khoáng

Vỏ hạt

Cấu tạo: gồm 2 lớp tế bào

- Lớp bên ngoài gồm các tế bào hình chữ nhật, xếp sít nhau, chứa các chất màu như anthocyanins, flavonoid, carotenoid

- Lớp bên trong gồm các tế bào có kích thước không đồng đều, xốp, ít thấm nước nên dễ dàng cho ẩm đi qua

Thành phần của vỏ hạt: chứa ít cellulose, nhiều protid và lipid hơn vỏ quả [4]

1.1.1.2 Lớp aleurone

Lớp aleurone: bên trong lớp vỏ là lớp aleurone được bao bọc nội nhũ và phôi chiếm 6-12% khối lượng hạt Tế bào lớp aleurone là lớp các tế bào lớn, thành dày hình khối chữ nhật hay vuông có kích thước nhỏ dần về phía phôi Trong tế bào lớp aleurone là protid, tinh bột, cellulose, pentosane các giọt lipid và phần lớn các vitamin và khoáng Vì vậy trong quá trình chế biến hạt, không nên xay sát quá kỹ để

giữ lại các vitamin và khoáng chất.[12]

1.1.1.3 Nội nhũ

Là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt, thành phần chủ yếu của nội nhũ là tinh bột và protid Các tế bào nội nhũ khá lớn, thành mỏng, có hình dạng khác nhau tùy loại ngũ cốc.Tùy theo giống, điều kiện sinh trưởng mà nội nhũ có thể trong, đục hoặc vừa trong vừa đục Nội nhũ có độ trong càng cao thì thành phẩm thu được sau

quá trình xay xát cũng cao [4]

Thành phần của nội nhũ: chủ yếu chứa tinh bột và protid, ngoài ra còn chứa

một lượng nhỏ lipid, muối khoáng, cellulose, dextrin, đường [4]

đó, chất dinh dưỡng trong phôi rất dễ bi ̣ biến đổi [1]

Thành phần: phôi chứa protid, glucid hòa tan, khá nhiều lipid, khoáng,

cellulose và các vitamin [1]

1.1.2 Thành phần hoá học hạt gạo

Thành phần hóa ho ̣c ha ̣t gạo nói chung bao gồm glucid, protein, cellulose, lipid, vitamin, khoáng vô cơ, các enzym và nước Sự phân bố các chất dinh dưỡng trong các phần của ha ̣t không giống nhau và được biểu diễn trong bảng 1.1

Các thành phần hóa ho ̣c này thay đổi theo giống, chế đô ̣ canh tác, phương pháp trồng tro ̣t,…

Tinh bột là thành phần chủ yếu của hạt gạo, chiếm đến 90% lượng chất khô của hạt gạo xát Tinh bột tồn tại dưới 2 dạng là amylose và amylopectin, có tỉ lệ thay đổi tùy thuộc vào giống lúa Tinh bột quyết định giá trị cảm quan của hạt gạo

và thành phần amylose quyết định độ dẻo của sản phẩm làm ra từ gạo Hạt tinh bột

5

của hạt gạo có hình đa giác đặc trưng, kích thước thay đổi từ 2 – 10 m Kích thước hạt tinh bột này nhỏ nhất trong số các loại lương thực Gạo nếp có hàm lượng amylose thấp không đáng kể nhưng lại chứa hàm lượng amylopectin cao tạo ra tính chất dẻo dính còn gạo tẻ thì có hàm lượng amylose nhiều hơn so với gạo nếp do đó thích hợp để tạo các sản phẩm dạng sợi, tăng độ dai cấu trúc

Bảng 1.1: Thành phần trung bình (% khối lượng) của hạt gạo (độ ẩm 14%)

6

acid béo tự do, glycolipid, các phosphatid,… Trong thành phần chất béo của thóc có

3 acid chính là oleic, linoleic và palmitic Hàm lượng linoleic cao (40%) làm cho

dầu cám có giá tri ̣ sinh ho ̣c cao Hàm lượng các phospholipid cao cũng làm tăng giá trị sử du ̣ng của dầu cám Tuy nhiên, hàm lượng acid béo không no nhiều nối đôi cao

làm cho cám vừa tách khỏi ha ̣t ga ̣o rất dễ oxy hóa ta ̣o mùi khó chi ̣u

Bảng 1.2 Thành phần lipid trong các phần của hạt lúa

❖ Chất khoáng: phân bố không đồng đều trong các phần của ha ̣t thóc, chủ yếu

tập trung ở các lớp vỏ Chất khoáng nhiều nhất trong ha ̣t thóc là phospho Phospho phân bố nhiều ở các lớp vỏ hạt, do đó sau khi xát kỹ thì lượng phospho của ga ̣o mất

đi khá nhiều Chất khoáng nhiều nhất trong vỏ trấu là silic Chất khoáng nhiều nhất trong phôi thóc là P, K, Mg Có 83% photpho của phôi ha ̣t ở da ̣ng phytin, 13% ở

dạng acid nucleic Ngoài ra, trong ha ̣t thóc còn có Cu, Ni và Co

7

❖ Vitamin: chủ yếu là các vitamin tan trong nước, vitamin tan trong dầu không

đáng kể Trong các vitamin tan trong nước, vitamin B1 chiếm nhiều nhất, kế đến là vitamin B2, B6, E, D, PP, B12 và vitamin H Phần lớn vitamin tập trung ở vỏ hạt, lớp aleuron, phôi Trong nội nhũ có chứa vitamin với tỷ lê ̣ thấp do đó sau khi xay

xát ga ̣o thường có hàm lượng vitamin rất nhỏ, phần lớn vitamin đã bi ̣ tách ra theo

cám Ga ̣o càng xát kỹ thì hàm lượng vitamin càng tổn thất nhiều Nếu không vì yêu

cầu bảo quản lâu dài thì không nên xát ga ̣o quá kỹ

1.2 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NẢY MẦM

Quá trình nảy mầm của hạt phụ thuộc vào điều kiện ngoài và bên trong Thời gian mà hạt giống có thể sống sót rất khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện tồn trữ

và loại giống (Mayer and Poliakoff-Mayber,1975) Quá trình nảy mầm tốt xảy ra khi hạt gạo lứt được đặt trong một môi trường ủ thuận lợi như: cung cấp đầy đủ nước, nhiệt độ thích hợp, điều kiện khí quyển, ánh sáng…

1.2.2 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm

• Giai đoạn 1: Sự hoạt hoá

Sự hút ẩm (quá trình vật lý): sự hấp thu nước của hạt khô làm tăng hàm lượng nước trong hạt và làm hạt trương lên Sự tổng hợp các enzyme: hoạt động enzyme bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước của hạt Hoạt động của các enzyme một phần từ sự tái hoạt hóa các enzyme dự trữ được hình thành từ sự phát triển của phôi và một phần từ sự tổng hợp các enzyme mới khi hạt bắt đầu nảy mầm

8

• Giai đoạn 2: Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển

Các chất dự trữ (Chất béo, protein, hợp chất có carbon) được thủy phân thành các hợp chất hữu cơ đơn giản và sau đó vận chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi

Tinh bột dextrin + maltose

Protein acid amin

Lipid glycerin + acid béo

Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt Sự hấp thu nước và

hô hấp tiếp tục diễn ra ở một tốc độ đều đặn Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt gạo lứt có những biến đổi rất lớn về thành phần hóa học

- Hàm lượng tinh bột tăng đáng kể

- Hàm lượng đường tăng cao

- Enzyme amylase phát triển mạnh

• Giai đoạn 3: Sự tăng trưởng của mầm

Sự phân chia tế bào xảy ra hai đầu của trục phôi Một đầu phát triển thành chồi mầm, một đầu phát triển thành rễ mầm trên trục phôi có manh một hoặc hai lá mầm được gọi là tử diệp Khi mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng lượng tươi và khô của cây mầm bắt đầu tăng trọng khi trọng lượng mỡ dự trữ giảm

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm

Độ ẩm

Hạt gạo khi bảo quản vẫn còn chứa một lượng nước nhất định từ 12-14% trọng lượng khô Khi ngâm trong nước, hạt hút nước và trương lên, độ ẩm trong hạt gia tăng đến 25% thì có thể nẩy mầm được Hàm lượng nước trong hạt thích hợp cho quá trình nẩy mầm biến thiên từ 30-40% tùy điều kiện nhiệt độ Khi ấy tinh bột trong phôi nhũ bị phân giải thành những chất đơn giản để cung cấp cho mầm phát triển Thời gian hút nước nhanh hay chậm tùy theo hạt giống cũ hay mới, vỏ trấu mỏng hay dầy, nhiệt độ nước ngâm cao hay thấp Nói chung, nhiệt độ không khí

9

cao, nước ấm, hạt giống cũ hay vỏ hạt mỏng dễ thấm nước thì hạt hút nước nhanh,

mau đạt tới ẩm độ cần thiết [12]

Ngâm quá lâu, hạt hút nhiều nước, các chất dinh dưỡng hòa tan và khuếch tán ra ngoài môi trường làm tiêu hao chất dự trữ trong phôi nhũ, đồng thời làm cho nước ngâm bị chua, hạt bị thối và nẩy mầm yếu Trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ thích hợp thì mầm gạo sẽ phát triển xuyên qua vỏ trấu và xuất hiện ra ngoài: hạt nẩy mầm [12]

Nhiệt độ

Nhiệt độ thích hợp cho hạt gạo nẩy mầm từ 27-37°C Nhiệt độ thấp hoặc cao

hơn khoảng nhiệt độ này, hạt gạo sẽ nẩy mầm yếu và thời gian nẩy mầm kéo dài

pH

Quá trình nảy mầm có thể xảy ra trên khoảng pH rộng, nhƣng đối với hầu hết các loài thì quá trình nảy mầm có thể xảy ra trong khoảng pH từ 4-7 (Justice and Rece, 1954)

Oxy

Cùng với nước thì oxy cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nảy mầm, nó hỗ trợ cho quá trình phân giải vật chất trong hạt và quá trình phân chia tế bào mới (nếu thiếu oxy trong quá trình này thì các tế bào sẽ bị kéo dài ra, đồng thời các lá ban đầu dài ra và yếu ớt.) Vì vậy, việc điều tiết lượng oxy trong quá trình nảy mầm chúng ta

có thể điều khiển được sự phát triển của mầm và rễ Nếu lượng oxy quá ít thì trong quá trình nảy mầm sẽ chậm, rễ và mầm sẽ ra yếu ớt và ngược lại Do đó, trong quá trình nảy mầm, mầm của hạt phát triển tốt nhất khi hàm lượng oxy trong môi trường

là 0,2%.[19]

10

Các enzyme tham gia quá trình nảy mầm

Trong hạt khô, enzyme ở dạng liên kết và chúng được chuyển sang trạng thái hoạt động khi hạt nảy mầm Ngoài ra, còn có một số enzyme được tổng hợp mới

Enzyme α-amylase: Enzyme này hoàn toàn không hoạt động ở hạt chín Hoạt

tính của enzyme amylase tăng dần trong quá trình nảy mầm của hạt Ở nhiệt độ 17˚C, hoạt tính của α-amylase đạt tới cực đại vào ngày thứ 10-12 của quá trình nảy

15-mầm, ở nhiệt độ 28-3˚C, hoạt tính của α-amylase đạt cực đại ở ngày 5-8

Enzyme -amylase: Enzyme -amylase tồn tại ở dạng liên kết và một số ít

hoạt động rất yếu trong hạt chín hoàn toàn Hoạt động này tăng lên trong quá trình hạt nảy mầm Thời gian để enzyme này đạt cực đại cũng tùy thuộc vào nhiệt độ Enzyme oxy hóa khử: trong quá trình nảy mầm, hoạt động của các loại enzyme này tăng lên mạnh do đó hoạt động hô hấp của hạt cũng gia tăng

Enzyme Protease: Các protein dự trữ trong hạt bị phân cắt do hoạt động của

các protease tạo thành sản phẩm cuối cùng là các amino acid, các amino acid này sau đó được sử dụng để tổng hợp thành các hợp chất mới trong tế bào của các mô cây

mầm ( Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004)

1.2.4 Những biến đổi khi hạt nảy mầm

• Biến đổi sinh hoá

Biến đổi sinh hóa: Đặc trưng nhất trong quá trình này sự tăng đột ngột các hoạt động thủy phân trong hạt Các hợp chất dự trữ dưới dạng polymer bị phân giải thành các monorme phục vụ cho sự nảy mầm Chính vì vậy mà các enzyme thủy phân được tổng hợp và hoạt tính tăng lên khi hạt phát động sinh trưởng Trong quá trình này tinh bột bị thủy phân thành đường làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp

và hoạt tính protease tăng lên mạnh hơn hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của lipase chiếm ưu thế

11

• Biến đổi sinh lý

Biến đổi sinh lý đặc trưng nhất trong quá trình nảy mầm là hô hấp Cường độ

hô hấp và hoạt tính của enzyme tăng mạnh sau quá trình hút nước của hạt Việc tăng hô hấp là một bước chuẩn bị đột phá trong việc cung cấp đầy đủ năng lượng cho hạt nảy mầm

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu gạo mầm trong và ngoài nước

1.3.1 Trong nước

Tại Việt Nam, hiện nay các nghiên cứu về gạo mầm vẫn còn rất ít

Tác giả Nguyễn Thị Hiền và các cộng sự ( 1998) đã nghiên cứu hệ enzyme amylase và lipase trong ngô, đậu xanh, đậu đen và đại mạch nảy mầm nhằm phối chế và thay thế một phần nguyên liệu trong sản xuất bia, đồng thời ứng dụng trong sản xuất men tiêu hóa cho trẻ em

Trong một nghiên cứu khác, tác giả Nguyễn Kim Vũ và các cộng sự ( 1998) đã nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ gạo lứt nảy mầm dùng cho người già, người bệnh và trẻ em Các tác giả tiến hành thí nghiệm trên 6 giống thóc: CR203, Tám thơm, C71, Di Hương, P6, Nếp hoa vàng và chỉ ra rằng thời gian ngâm hạt thích hợp

là 1 giờ và thời gian ủ là 2 ngày tại nhiệt độ 300C Tuy nhiên, nghiên cứu này không được phát triển tiếp, không đề cập đến hàm lượng GABA và chỉ dừng lại ở mức một báo cáo cấp Viện

Năm 2009, tác giả Trương Hương Lan [14] đã nghiên cứu các hợp chất isoflavone có trong hạt đậu tương nảy mầm và ứng dụng sản xuất bột đậu tương và sữa đậu nành Trong nghiên cứu này, hạt đậu tương được ngâm ở 300C trong 3 giờ

và quá trình nảy mầm được tiến hành ở cùng nhiệt độ trong 36 giờ

12

1.3.2 Ngoài nước

Gạo mầm được cấp bằng sáng chế vào năm 1995 dựa trên những nghiên cứu

và chứng minh lâm sàng của các nhà khoa học Nhật Bản, được sản xuất và thương mại hóa sản phẩm lần đầu tiên bởi công ty Domer (Ueda, tỉnh Nagano)

Trong một nghiên cứu khác, để nâng cao chất lượng và giá trị dinh dưỡng của gạo lứt, các nhà khoa học Thái Lan đã tìm ra các điều kiện thích hợp cho quá trình nảy mầm của hai loại gạo giống Khao Dawk Mali 105 và Chainat 1 là: ngâm ở pH = 6 ở

35 oC trong 24 giờ Cả 2 loại gạo này sau khi nảy mầm đều cho cấu trúc cơm mềm hơn so với gạo không nảy mầm [12]

Theo Dr Hiroshi Kayahara, giáo sư Khoa sinh học và kỹ thuật sinh học tại viện đại học Shinshu University ở Nagano ( 2000) báo cáo tại Hội nghị hóa học quốc tế “The 2000 international chemical congress of pacific basin societies” ở Hawaii đã tìm thấy gạo lức ngâm lâu 22 tiếng đồng hồ chứa rất nhiều chất bổ dưỡng Các nhà khoa học đã tìm thấy ở trong chất cám bọc ngoài hạt gạo lức có chất dầu tên là tocotrienol factor (TRF) có tác dụng khử trừ những chất hóa học gây nên hiện tượng đông máu và đồng thời giảm cholesterol.Bác sĩ Asaf Qureshi thuộc viện đại học Wisconsin, Hoa Kỳ đã thử nghiệm TRF trên một số người và cho kết quả giảm cholesterol từ 12 đến 16%

Theo Kayahara ( 2001): Gạo lứt nảy mầm chứa nhiều chất xơ, vitamin và chất khoáng hơn là gạo lứt Gạo lứt đã ngâm nước chứa gấp ba lần chất lysine, một loại amino acid cần thiết cho sự tăng trưởng và bảo trì các mô tế bào cơ thể con người

và hàm lượng GABA tăng cao hơn gạo lứt thông thường

Năm 2007, các nhà khoa học Thái Lan đã nghiên cứu sản xuất gạo mầm rất đơn giản bằng cách sử dụng gạo lứt cho nảy mầm, ngâm gạo trong nước với nhiệt

độ 35 – 40 0C và duy trì từ 18 – 20 giờ [3]

13

Trong một nghiên cứu khác, tác giả Shu X.L và các cộng sự [4] đã nghiên cứu quá trình biến đổi và chuyển hóa của hạt gạo nảy mầm với một số giống của Trung Quốc sau 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ và 96 giờ

Công trình nghiên cứu của giáo sư Hayashi, Nhật Bản ( 2007) đã được đăng trên Tạp chí Dinh dưỡng Châu Âu về tác dụng của gạo lứt nảy mầm đối với các bà

mẹ trong thời kỳ cho con bú Kết quả nghiên cứu cho thấy các bà mẹ trong thời kỳ cho con bú có sử dụng gạo lứt nảy mầm tăng cường sức khỏe tinh thần và sự miễn dịch cao hơn các bà mẹ không sử dụng các sản phẩm này

Nghiên cứu của Tzu Fan Hsu và cộng sự ( 2008) (đăng trên tạp chí J Nutr Sci Vitaminol) trên bệnh nhân đái tháo đường người Đài Loan cho thấy nhóm bệnh nhân ăn gạo lật nảy mầm trong 6 tuần đã giảm Cholesterol toàn phần từ 241.8mg/dL xuống 216.2 mg/dL, Triglycerid đã giảm từ 121.6 mg/dL xuống 91.2 mg/dL, HDL đã tăng từ 52.0 mg/ dL lên 63.2 mg/dL Trong khi đó sau chính nhóm bệnh nhân này sau 1 tuần nghỉ lại chuyển tiếp sang ăn gạo trắng trong 6 tuần tiếp theo thì kết quả cho thấy Cholesterol toàn phần đã tăng từ 222.0 mg/dL lên 231.4 mg/dL, Triglycerid đã tăng từ 95.8 mg/dL xuống 97.4 mg/dL, HDL đã giảm từ 59.6 mg/ dL lên 57.4 mg/dL

Các nhà nghiên cứu của viện nghiên cứu FANCL, tập đoàn thực phẩm dinh dưỡng và mỹ phẩm FANCL của Nhật Bản ( 2010) đã nghiên cứu và đăng ký phát minh quốc tế và tại Việt Nam sản phẩm gạo lứt nảy mầm với tên tiếng Anh là Pre-Germinated Brown Rice (PGBR), PGPR đã được sử dụng rộng rãi tại thị trường Nhật Bản Công nghệ tiên tiến chủ yếu của phát minh này chính là điều chỉnh quá trình nảy mầm thích hợp giúp hoạt hóa các hoạt hóa các enzym hữu ích trong gạo lật Gạo lứt nảy mầm có hàm lượng các chất dinh dưỡng cao hơn gạo trắng và gạo lật thông thường, trong đó tiêu biểu nhất là các chất như: Acid gamma-amino butyric (GABA), Acety Steryl Glucoside (ASG), Inositol Hexaphosphate (IP6), Ferulic acid và Inositol, pre-germinated brown rice- derived steryl glycoside (PSG)

Theo Nakamura S và Ohtsubo K ( 2011) [5] nghiên cứu trên giống gạo cứng

EM 10 của Nhật Bản và chỉ ra rằng hành đỏ làm gia tăng sự nảy mầm của hạt gạo và

ức chế nhiễm tạp vi sinh vật trong quá trình nảy mầm (chế độ ngâm 36 giờ ở 35 oC)

15

có tác dụng làm giảm huyết áp, lợi tiểu và an thần Gạo lật nảy mầm chứa GABA cũng được sử dụng để cải thiện sự lưu thông của dòng máu trong não, ức chế sự tăng sinh của tế bào ung thư Do tác dụng có lợi cho sức khỏe đó, gạo giàu GABA được ưa chuộng trên thị trường

GABA đóng vai trò chính trong việc giảm bớt sự hoạt động của các nơ-ron thần kinh và ức chế sự lan truyền của các tế bào dẫn truyền Cùng với niacinamide

va inositol, GABA ngăn căn cản các truyền đẫn căng thẳng và bất an đến vung thần kinh trung ương bằng việc chiếm giữ các vùng tiếp nhận tin các tế bào này, khống chế các vùng tiếp nhận tin (Vì thế, GABA giúp cho cơ thể được thư giãn, an thần) GABA ngăn cản sự hoạt động thái quá của những nơ-ron thần kinh nhất định tại hệ thống thần kinh trung ương để tăng cường cảm giác thư thái trong hệ thần kinh Chất ức chế dẫn truyền này thường được biết đến như một body’s natural tranquiliser (liều thuốc an thần tự nhiên do cơ thể tự sản sinh) giúp thư giãn thần kinh và có ngủ ngon

Gạo lật nảy mầm giúp cải thiện tình trạng béo phì, tăng huyết áp, rối loạn lipid máu và đái tháo đường

69.00đ/kg

17

Vibigaba tỏi đen 93% Gạo mầm

Vibigaba Đậu Hà lan sấy

Gạo lứt nương đỏ Tây Nguyên được mua của cửa hàng dưỡng sinh Công Định

ở địa chỉ 18/3 Trần Quý Khoách, P Tân Định, Q1, HCM, điều kiện bảo quản trong

túi hút chân không

2.1.2 Thiết bị, dụng cụ và hoá chất thí nghiệm

Máy sấy hiệu SAMSUNG ME73M/XSV

Cân phân tích CAPACITY SF-400

Cân điện tử

2.2 Các phương pháp phân tích

Phương pháp cảm quan so màu

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

Thí nghiệm đánh giá cảm quan với phép thử so hàng thị hiếu

2.3 Các phương pháp xử lý số liệu

Dùng phần mềm excel vẽ giản đồ

Dùng kiểm định Friedman và trắc nghiệm LSRD (Least Significant Difference) để kiểm tra sự khác nhau giữa các mẫu

20

Dùng phần mềm Statgraphics để kiểm tra sự khác nhau giữa các mẫu

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Sơ đồ sản xuất dự kiến

Quy trình sản xuất dự kiến

2.4.1.1 Thuyết minh quy trình

Gạo lứt nương đỏ được đem đi ngâm, cứ 4h thay nước 1 lần nhằm cung cấp nước cho hạt, làm tăng độ ẩm, giúp hạt trương nở

Sau đó gạo sẽ được ủ ở nhiệt độ phòng nhằm tạo điều kiện thích hợp cho hạt nảy mầm: duy trì độ ẩm thích hợp, đủ oxy,tạo một lượng nhiệt tối thiểu, cứ 6h gạo

sẽ được đem rửa 1 lần nhằm giảm nhiệt độ của khối hạt và sau 24h hạt bắt đầu nảy mầm và sau 36h hạt nảy mầm đúng như yêu cầu

Rửa sạch

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu

Phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu

Độ ẩm theo % khối lượng: Gạo sẽ được sấy đến nhiệt độ 102˚C cho đến khi khối lượng không đổi

Hàm lượng amylose: TCVN 5716: 2008

Hàm lượng protein: Xác định nitrogen tổng trong nguyênliệu bảng phương pháp Kjeldahl, từ đó xác định được % protein thô

Hàm lượng lipid: Xác định hàm lượng chất béo bằng thiết bị chiết Soxhlet

Hàm lượng anthocyanin: Xác định anthocyanin bằng phương pháp Ph vi sai

Hàm lượng GABA : HPLC - High Performance Liquid Chromatography

2.4.2.1 TN1: Khảo sát nhiệt độ ngâm gạo mầm

- Mục đích: chọn ra nhiệt độ ngâm thích hợp để gạo đạt độ ẩm bão hòa tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nảy mầm

sẽ thay nước 1 lần Tiến hành ngâm lần lượt 3 mẫu với nhiệt độ như hình 2.1 trên theo thứ tự nhiệt độ ngâm cao nhất (mẫu 3) đến các mẫu có nhiệt độ ngâm thấp hơn (mẫu 3,2,1) Gạo sẽ được ngâm cho đến khi đạt độ ẩm bão hòa

- Chỉ tiêu theo dõi:

+ Độ ẩm sau khi ngâm

23

2.4.2.2 TN2: Khảo sát pH nước ngâm gạo mầm

- Mục đích: xác định được pH nước ngâm thích hợp sao cho cảm quan về màu sắc, mùi và trạng thái là tốt nhất

- Chỉ tiêu theo dõi:

+ Độ ẩm nguyên liệu, để chọn mẫu tốt nhất

+ Xác định tỷ lệ nảy mầm

• Phương pháp pha dung dịch đệm ngâm gạo:

Bằng cách kết hợp các chất tan có pKa cách biệt nhau khoảng 2 đơn vị thì ta có thể thu được một dung dịch có khoảng đệm rất rộng Axit xitric là hợp chất được

dùng rất phổ biến vì nó có 3 nấc pKa Khoảng đệm có thể rộng hơn tuỳ thuộc vào chất thêm vào Hỗn hợp dưới đây cho các khoảng đệm từ pH= 3, 5, 7

0,2M Na 2 HPO 4 /mL 0,1M Axit xitric/mL pH

( Nguồn: “Medham, J.; Denny, R.C.; Barnes, J.D.; Thomas, M, 2000”)

Để pha dung dịch acid citric 0,1M bạn tiến hành bằng cách hòa tan 10,504g acid citric (C6H8O7) trong 500ml nước cất (tạm gọi là dung dịch a)

Để pha dung dịch Na2HPO4 0,2M, bạn hòa tan 71,7g Na2HPO4 12H2O với 500ml nước cất (gọi là dung dịch b)

Lưu ý là dung dịch đệm acid citric Na2HPO4 có pH khác nhau phụ thuộc vào

số ml dung dịch a và số ml dung dịch b với tổng thể tích 100ml

Dùng 1 tờ giấy A4, kẻ lên đó hình bình hành và 2 đường chéo, đánh dấu thành

5 điểm A, B, C, D, O gồm 4 điểm 4 góc và 1 điểm giao của 2 đường chéo như hình trên Trộn đều các hạt đã nảy mầm, lấy ngẫu nhiên và cân đủ 100g, khối lượng 100g tiếp tục bốc ngẫu nhiên chia thành 5 phần đồng đều (20g), tương ứng với mỗi điểm

đã đánh dấu trên hình bình hành được đặt 20g Sau đó lấy ở mỗi điểm ngẫu nhiên 4g (m) và lựa chọn số lượng hạt nảy mầm (m1), sau đó áp dụng công thức để tính % khối hạt nảy mầm và % khối hạt không nảy mầm

Tỷ lệ không nảy mầm = x 100, %

m1: khối lượng hạt nảy mầm

m2: khối lượng hạt khồng nảy mầm

m: khối lượng mẫu

2.4.2.3 TN3: Khảo sát thời gian ủ gạo

- Mục đích: Xác định được đổ ẩm thích hợp qua các mốc thời gian

- Chỉ tiêu theo dõi:

+ Tỷ lệ nảy mầm (%)

+ Độ dài mầm (mm)

2.4.2.4 TN4: Đánh giá cảm quan gạo mầm

Phương pháp đánh giá cặp đôi thị hiếu

- Nguyên liệu

• Mô tả sản phẩm

Gạo mầm nương đỏ Tây Nguyên: Là gạo nương đỏ qua quá trình ngâm , ủ để lên mầm

Gạo lứt nương đỏ Tây Nguyên: là gạo được xát vỏ trấu và làm sạch

• Lượng nguyên liệu sử dụng

Gồm 120 ly mẫu:

• Mẫu A (Gạo mầm nương đỏ): 60 x 1 muỗng cơm ( 30g)

• Mẫu B (Gạo nương đỏ): 60 x 1 muỗng cơm ( 30g)

- Mã hóa mẫu và thiết kế trình bày trật tự mẫu

Số lượng người đánh giá: 60 người

Trình độ người đánh giá: Người thử là người chưa qua huấn luyện

Tiến hành đánh giá cảm quan: tiến hành theo các yêu cầu xác định trước

Kết quả đánh giá: kết quả được ghi vào phiếu kết quả

Cở sở đánh giá: thang điểm đánh giá sản phẩm được đánh giá theo thang điểm của bảng trình bày bên dưới bảng phụ lục

- Phiếu hướng dẫn

PHIẾU HƯỚNG DẪN

Xin vui lòng thanh vị bằng nước lọc trước khi bắt đầu

Một bộ gồm 2 sản phẩm sẽ được giới thiệu đến Anh/Chị

Anh/chị hãy nếm thử theo thứ tự từ trái sang phải và xác định mẫu nào

anh/chị thích hơn bằng cách ghi mã số mẫu đó vào phiếu trả lời

Lưu ý: Ngay cả khi không chắc chắn anh/chị cũng phải đưa ra lựa chọn của mình Cám ơn anh/chị đã tham gia

Mã số mẫu bạn yêu thích hơn là: ………

Vui lòng ghi MÃ SỐ MẪU mà bạn thích hơn vào chỗ trống.Ngay cả khi không

chắc chắn anh/chị cũng phải đưa ra lựa chọn của mình

Phương pháp đánh giá cho điểm thị hiếu

Sử dụng sản phẩm gạo mầm nương đỏ với 3 loại gạo mầm khác trên thị

trường và so sánh mức độ ưa thích của 4 sản phẩm đó

- Cách tiến hành

- Dụng cụ: Các dụng cụ thông thường (đĩa, ly nhựa) trong phòng thí nghiệm

- Phòng đánh giá: sạch sẽ, thoáng mát, có đủ chỗ riêng biệt cho từng người

- Số lượng người thử: 60 người

- Trình độ người thử: sinh viên không qua huấn luyện

- Trật tự trình bày mẫu: sử dụng hình vuông Latin Williams

30

- Phiếu hướng dẫn