Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ tây nguyên điều kiện khảo sát t 30oc

Giống lúa nương Tây Nguyên Việt Nam đang được Bộ Nông nghiệp Việt Nam đưa vào danh sách bảo tồn giống gạo quý và là nguyên liệu có giá trị trong chế độ ăn của đồng bào dân tộc Tây Nguyên

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 : Phan Ngọc Tuyết Nhung

MSSV: 1151110043 Lớp:11DSH01

TP Hồ Chí Minh, 2015

LỜI CAM ĐOAN

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn của ThS Huỳnh Phương Quyên Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này

là trung thực Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu nhập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Ngoài ra, trong đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình Trường đại học Công Nghệ TP.HCM không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có)

Các thầy cô, cán bộ trong phòng thí nghiệm trường đại học Công Nghệ

TP.HCM đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, trang thiết bị,… giúp em hoàn thành đề tài này

Quý thầy cô Khoa Công Nghệ Sinh học-Thực Phẩm-Môi Trường trường đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt 4 năm học vừa qua

Các bạn bè và gia đình đã không ngừng động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Xin chân thành cảm ơn!

Phan Ngọc Tuyết Nhung

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Giới thiệu về lúa gạo 5

1.1.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển 5

1.1.2 Phân loại 6

1.1.3 Tình hình sản lượng gạo ở Việt Nam 7

1.1.4 Cấu tạo của hạt gạo 9

1.1.4.1 Lớp vỏ 10

1.1.4.2 Lớp aleurone 11

1.1.4.3 Nội nhũ 11

1.1.4.4 Phôi 11

1.1.5 Thành phần hóa học hạt gạo 11

1.1.5.1 Nước 12

1.1.5.2 Carbohydrate 13

1.1.5.3 Tinh bột 14

1.1.5.4 Protein 14

1.1.5.5 Lipid 15

1.1.5.6 Vitamin 17

1.1.5.7 Chất khoáng 18

1.1.5.8 Chất màu trong gạo lứt 19

1.1.5.9 Các thành phần khác 19

1.1.6 Giá trị dinh dưỡng của gạo 20

1.2 Cơ sở khoa học của quá trình nảy mầm 23

1.2.1 Khái niệm về gạo mầm 23

1.2.2 Quá trình nảy mầm 25

1.2.3 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm 27

1.2.4 Các biến đổi xảy ra trong quá trình nảy mầm 28

1.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm 29

1.2.6 Giá trị dinh dưỡng gạo mầm 31

1.3 Các enzyme tham gia trong quá trình nảy mầm 32

1.3.1 Enzyme amylase 32

1.3.2 Enzyme Protease 33

1.3.3 Enzyme Phytase 33

1.4 Các nghiên cứu về gạo trong nước và ngoài nước 33

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 33

1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước ngoài 33

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 36

2.2 Đối tượng nghiên cứu 36

2.2.1 Thiết bị và dụng cụ 36

2.2.2 Danh mục các hóa chất sử dụng 36

2.3 Phương pháp nghiên cứu 37

2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu dự kiến 37

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 41

2.3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát thời gian ngâm để gạo lứt hút nước đạt trạng thái bão hòa 41

2.3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát điều kiện ngâm ủ sáng 100% đến khả năng nảy mầm của hạt 42

2.3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát các điều kiện ngâm ủ tối 100% đến khả năng nảy mầm của hạt 45

2.3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát các điều kiện ngâm ủ 50% tối 50% sáng đến

khả năng nảy mầm của hạt 47

2.3.2.5 Thí nghiệm 5: So sánh các điều kiện ngâm ủ để chọn điều kiện ủ thích hợp cho gạo lứt nảy mầm 49

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51

3.1 Kết quả ảnh hưởng thời gian ngâm của gạo đến độ ẩm gạo lứt 51

3.2 Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ sáng 100% đến khả năng nảy mầm 52

3.2.1 Kết quả đo hoạt tính enzyme amylase 53

3.2.2 Kết quả đo hàm lượng đường khử 55

3.2.3 Kết quả đo hàm lượng protein 57

3.2.4 Theo dõi chiều dài mầm 58

3.3 Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ tối 100% đến khả năng nảy mầm 60

3.3.1 Kết quả đo hoạt tính enzyme amylase 60

3.3.2 Kết quả đo hàm lượng đường khử 62

3.3.3 Kết quả đo hàm lượng protein 63

3.3.4 Theo dõi chiều dài mầm 65

3.4 Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ 50% tối 50% sáng đến khả năng nảy mầm 66

3.4.1 Kết quả đo hoạt tính enzyme amylase 67

3.4.2 Kết quả đo hàm lượng đường khử 69

3.4.3 Kết quả đo hàm lượng protein 71

3.4.4 Theo dõi chiều dài mầm 72

3.5 Kết quả so sánh các điều kiện ủ để chọn điều kiện ngâm ủ thích hợp cho gạo nảy mầm 73

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75

4.1 Kết luận 76 4.2 Kiến nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa nước ta 8

Bảng 1.2: Thành phần trung bình của hạt gạo 12

Bảng 1.3: Phân bố các loại carbohydrate trong các phần khác nhau của hạt gạo mẫu 13

Bảng 1.4: Tính chất hóa lý của tinh bột gạo đã loại chất béo 14

Bảng 1.5: Tỷ lệ % các loại protein trong lúa gạo 15

Bảng 1.6: Hàm lượng các chất lipid trong các phần khác nhau của hạt gạo 16

Bảng 1.7: Thành phần vitamin trong thành phần hạt gạo 18

Bảng 1.8: Thành phần chất khoáng của gạo 19

Bảng 1.9: Thành phần trung bình của hạt gạo xét cho 100g phần ăn được 20

Bảng 1.10: Tóm tắt kết quả nghiên cứu về gạo mầm của các bài báo 34

Bảng 3.1: Ảnh hưởng thời gian ngâm gạo đến độ ẩm của gạo 51

Bảng 3.2: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hoạt tính enzyme amylase có trong gạo mầm 53

Bảng 3.3: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hàm lượng đường khử có trong gạo mầm 55

Bảng 3.4: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hàm lượng protein có trong gạo mầm 57

Bảng 3.5: Ảnh hưởng ở điều kiện ủ tối 100% đến hoạt tính enyzme amylase có trong gạo mầm 60

Bảng 3.6: Ảnh hưởng ở điều kiện ủ tối 100% hàm lượng đường khử có trong gạo mầm

62

Bảng 3.7: Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến hàm lượng protein có trong gạo mầm

64

Bảng 3.8: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% đến hoạt tính enyzme amylase có trong gạo mầm 67

Bảng 3.9: Ảnh hưởng ở điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hàm lượng đường khử có trong gạo mầm 69 Bảng 3.10: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hàm lượng protein có trong gạo mầm 71 Bảng 3.11: So sánh điều kiện thích hợp nhất cho hạt nảy mầm 74

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Cấu tạo của hạt gạo 9

Hình 1.2 Gạo lứt nảy mầm 24

Hình 1.3: Gạo mầm VIBIGABA 24

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu gạo mầm 38

Hình 2.2: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 1 42

Hình 2.3: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 2 44

Hình 2.4: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 3 46

Hình 2.5: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 4 48

Hình 2.6: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 5 50

Hình 3.1: Độ ẩm khi ngâm gạo lứt từ 0 giờ đến 24 giờ 51

Hình 3.2: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hoạt tính enyzme amylase 54

Hình 3.3: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hàm lượng đường khử 56

Hình 3.4: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hàm lượng protein 57

Hình 3.5: Chiều dài mầm lúc 18 giờ ở điều kiện ủ sáng 100% 58

Hình 3.6: Chiều dài mầm lúc 24 giờ ở điều kiện ủ sáng 100% 58

Hình 3.7: Chiều dài mầm lúc 30 giờ ở điều kiện ủ sáng 100% 59

Hình 3.8: Chiều dài mầm lúc 36 giờ ở điều kiện ủ sáng 100% 59

Hình 3.9: Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến hoạt tính enyzme amylase 61

Hình 3.10: Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến hàm lượng đường khử 62

Hình 3.11: Ảnh hưởng điều kiện tối 100% đến hàm lượng protein 64

Hình 3.12: Chiều dài mầm lúc 18 giờ ở điều kiện ủ tối 100% 65

Hình 3.13: Chiều dài mầm lúc 24 giờ ở điều kiện ủ tối 100% 65

Hình 3.14: Chiều dài mầm lúc 30 giờ ở điều kiện ủ tối 100% 66

Hình 3.15: Chiều dài mầm lúc 36 giờ ở điều kiện ủ tối 100% 66

Hình 3.16: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hoạt tính enyzme amylase 68

Hình 3.17: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hàm lượng đường khử 70

Hình 3.18: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hàm lượng protein 71

Hình 3.19: Chiều dài mầm lúc 18 giờ ở điều kiện 50% tối 50% sáng 72

Hình 3.20: Chiều dài mầm lúc 24 giờ ở điều kiện 50% tối 50% sáng 72

Hình 3.21: Chiều dài mầm lúc 30 giờ ở điều kiện 50% tối 50% sáng 73

Hình 3.22: Chiều dài mầm lúc 36 giờ ở điều kiện 50% tối 50% sáng 73

Hình 4.1: Sơ đồ nghiên cứu gạo mầm ủ ở điều sáng 100% 75

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết đề tài

Lúa nương là giống lúa truyền thống có khả năng chịu được khí hậu và thời tiết khắc nghiệt, với phương pháp trồng trên rẫy của đồng bào Tây Nguyên, không sử dụng bất kỳ một loại thuốc bảo vệ thực vật nào nên đây được xem là sản phẩm nông nghiệp xanh và sạch Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, cây lúa đã tự mình vượt qua những trở ngại của thời tiết, khí hậu khắc nghiệt và vươn lên đón nắng mặt trời, hạt gạo hút được nhiều dưỡng khí của đất trời nên đây là nguyên liệu thích hợp cho chế độ thực dưỡng và là nguyên liệu làm sản phẩm thực phẩm chức năng cho chế độ dinh dưỡng hàng ngày

Giống lúa nương Tây Nguyên Việt Nam đang được Bộ Nông nghiệp Việt Nam đưa vào danh sách bảo tồn giống gạo quý và là nguyên liệu có giá trị trong chế độ ăn của đồng bào dân tộc Tây Nguyên, món quà quý mà Đồng bào Tây Nguyên gởi tặng cho các đồng bào ở các tỉnh thành khác nhưng chưa được các nhà khoa học ứng dụng quan tâm nghiên cứu, đặc biệt giống lúa nương cho gạo màu đỏ hạt tròn thì đến nay vẫn chưa có kết quả phân tích thành phần nào được công bố trên tạp chí trong cũng như ngoài nước

Sự nảy mầm của hạt gạo là một quá trình sinh lý phức tạp chịu sự tác động của các yếu tố bên trong: giống cây trồng, thành phần, hàm lượng các chất… và các yếu tố bên ngoài: nhiệt độ, hàm lượng nước, không khí… các yếu tố này ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm của hạt Trong quá trình hấp thụ nước thì hoạt động trao đổi chất được khôi phục Cấu trúc của hạt thay đổi và một số enzyme cần thiết cho quá trình trao đổi chất được kích hoạt và tiếp tục quá trình hô hấp của hạt gạo Khi hạt được hình thành, hầu hết các thành phần dự trữ trong hạt như protein, tinh bột, chất béo sẽ cung cấp dinh dưỡng cho phôi hình thành và phát triển Khi hạt hút nước, các enzyme thủy phân được kích hoạt sẽ phá vỡ những thành phần dự trữ tạo thành những hợp chất có lợi cho quá trình trao đổi chất

Ngoài ra khả năng nảy mầm của hạt còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường, nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào và tốc độ phát triển của hạt

Ở nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ức chế quá trình nảy mầm Thông thường, hạt nảy mầm ở nhiệt độ hơi cao hơn nhiệt độ phòng

Chính vì vậy độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong khả năng nảy mầm của hạt Khi hạt nảy mầm trong điều kiện thích hợp sẽ tăng hàm lượng một số chất dinh dưỡng đặc biệt là gamma amino butyric acid (GABA), hàm lượng đường, protein, chất xơ, vitamin E, niacin, vitamin B1, B6… và một số chất chống oxi hóa có hàm lượng cao hơn gạo lứt

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

xác định các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện ủ, thời gian ủ thích hợp để hạt lúa nương nảy mầm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan cao

2 Tình hình nghiên cứu

 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Gạo lứt là một loại thực phẩm chứa 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 nảy mầm

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

Nguồn tài liệu

Một số thay đổi về thành phần các hợp chất có trong gạo mầm (so với gạo lứt chưa nảy mầm)

Banchuen va cộng sự (2010) Hàm lượng đường, gamma-aminobutyric

acid , ferulic acid 

Li và cộng sự (2008) Tổng hợp chất phenol , tổng hàm lượng

chất xơ , gamma-aminobutyric acid  Tian và cộng sự (2004) Tổng phenolic , hoạt chất chống oxi hóa

 Maisont and Narkrugsa (2010)  gamma-aminobutyric acid, tổng

phenolic , khả năng chống oxi hóa , amylose , chất béo giảm 

Jayadeep and Malleshi (2011) Chất xơ hòa tan , tocotrienol , chất béo

giảm , hàm lượng tocopherol , hoạt chất chống oxi hóa 

Songtip và cộng sự (2012) Hàm lượng đường khử ,

gamma-aminobutyric acid  Imam va cộng sự (2012) gamma-aminobutyric acid , tổng phenolic

, khả năng chống oxi hóa 

 Tình hình nghiên cứu trong nước

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

3 Mục tiêu nghiên cứu

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= 300C)

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

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

- Khảo sát ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ sáng 100% đến khả năng nảy mầm, chiều dài mầm, hoạt tính enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=300C)

- Khảo sát ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ tối 100% đến khả năng nảy mầm, chiều dài mầm, hoạt tính enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=300C)

- Khảo sát ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ 50% tối 50% sáng đến khả năng nảy mầm, chiều dài mầm, hoạt tính enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=300C)

- So sánh các điều kiện ngâm ủ để chọn điều kiện ủ thích hợp cho gạo lứt nảy mầm

5 Phương pháp nghiên cứu

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

Phương pháp xác định hoạt tính enzyme amylase, theo Nguyễn Hoài Hương

Phương pháp xác định hàm lượng đường khử, theo Nguyễn Hoài Hương

Phương pháp xác định hàm lượng protein, theo Nguyễn Hoài Hương

6 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

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về lúa gạo

Lúa gạo thuộc:

 Họ (Family): Poacereal Graminease (Hòa thảo)

 Phân họ (Subfamily): Oryzoideae

 Tộc (Tribe): Oryzae

 Chi (Genus): Oryza

 Loài (Species): Oryza sativar L

1.1.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển

Cây lúa là một trong những cây trồng lâu đời nhất trên thế giới Từ những cây lúa hoang mọc ở các vùng đầm lầy ven sông, con người đã dần dần thuần hóa và tạo nên cây lúa trồng ngày nay Tồn tại rất nhiều những ý kiến, nhưng học thuyết khác nhau về

sự xuất hiện của cây lúa Nhiều ý kiến cho rằng cây lúa có nguồn gốc từ Châu Á và xuất hiện vào khoảng thời gian cách đây 8000 năm Người ta tìm thấy dấu vết của giống lúa cổ tại ba địa điểm là Đông Nam Á; vùng Assam (Ấn Độ); vùng biên giới Thái Lan – Myanmar và vùng trung du Tây Bắc Việt Nam Tuy nhiên, gần đây các nhà khảo cổ Trung Quốc đã tìm thấy những hạt gạo nguyên thủy cùng các nông cụ cổ có niên đại khoảng 9000 năm

Đầu tiên, lúa được trồng ở Châu Á Sau đó những người du mục Ả Rập mang chúng đến Hy Lạp cổ đại, từ đây Alexander đại đế mang chúng đến Ấn Độ và bắt đầu

đi khắp thế giới

Có một số ý kiến khác về nguồn gốc cây lúa châu Á, xuất từ vùng Assam (Ấn Độ), giống lúa O.sativa dần tiến hóa thành giống O.sativa Indica thích ứng được khí hậu khô hạn đặc trưng của khí hậu vùng này Sau đó, giống này phát tán dần về phía Đông Bắc qua Nepal, Myanma, di chuyển theo bờ biển lên hạ lưu sông Dương Tử và tiến hóa thành giống lúa O.sativa Japonica Giống lúa mới thích nghi với khí hậu lạnh ở vùng địa lý này

Từ nguồn gốc giống lúa cổ O.sativa, theo thời gian, tiến hóa phân chia thành hai giống lớn là O.sativa Indica và O.sativa Japonica và một số giống khác như O.sativa Sinica, O.sativa Javanica…

Ngày nay, cây lúa phát triển trên một bình diện rộng khắp thế giới với khoảng 100 quốc gia trồng lúa Vùng trồng và tiêu thụ lúa chính vẫn là châu Á, là nơi mà gạo đóng một vai trò không thể thay thế trong đời sống hàng ngày Ba nước xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới là Thái Lan, Việt Nam và Trung Quốc Ở Việt Nam, lúa được trồng ở cả

ba miền với nhiều giống khác nhau, phổ biến nhất là giống lúa lai năng suất cao, kháng sâu bệnh tốt

- Theo điều kiện sinh thái: Kato (1930) chia lúa trồng thành hai nhóm lớn là Japonica (lúa cánh) và Indica (lúa tiên)

- Theo thời gian sinh trưởng: căn cứ vào thời điểm gieo trồng hay thời gian khi thu hoạch có thể phân loại các giống lúa như sau:

 Roxburg chia các giống lúa trồng ở Ấn Độ thành giống lúa chín sớm và giống lúa chín muộn

 Watt chia thành lúa thu và lúa đông

Ở Việt Nam lúa lai ngắn ngày đang được lai tạo hay nhập khẩu để trồng tăng vụ, trái vụ, và tăng năng suất lúa Các giống này phản ứng trung tính với ánh sáng nên trồng rộng rãi vào các vụ xuân, hè thu, đông xuân ở Nam Bộ

- Theo điều kiện tưới và gieo cấy:

Quá trình thuần hóa cây lúa diễn ra trong thời gian dài, cây lúa thích nghi dần từ môi trường nước lên môi trường trên cạn Lúa cạn là lúa trồng tại các vùng đồi nương, không cần nước trên mặt đất Lúa có thể chịu nước sâu với mức ngập nước là 1m và cả giống lúa nổi chịu ngập đến 3-4m

1.1.3 Tình hình sản xuất gạo ở Việt Nam

Nước ta thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa nên thuận lợi cho nghề trồng lúa, nước ta

có hai vùng trồng lúa chính là Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long Khu vực Đồng bằng sông Hồng mỗi năm có hai vụ chính là vụ chiêm và vụ mùa Ở khu vực miền Nam có ba vụ là Đông xuân, Hè thu và vụ ba Với những điều kiện thuận lợi cho cây lúa nước, Việt Nam đã trở thành một trong những nước sản xuất và xuất khẩu lúa gạo hàng đầu thế giới

Ngoài những giống lúa cao sản, những giống lai cho năng suất cao (có thể đạt 7 tấn/ha) đáp ứng nhu cầu lúa gạo về mặt số lượng, Việt Nam còn thực hiện trồng trọt và sản xuất những giống gạo đặc sản có giá trị dinh dưỡng và cảm quan Các giống lúa đặc sản này tuy không cho năng suất cao, nhưng với những đặc tính như mùi thơm, màu sắc… các giống lúa này đã có một thị trường nhất định

Sản lượng lúa trong cả nước: sản lượng lúa của địa phương không ngừng tăng qua các năm Trong đó, vùng Đồng bằng sông Hồng chiếm hơn 50% sản lượng lúa ở miền Bắc, Đồng bằng sông Cửu Long chiếm hơn 80% sản lượng lúa miền Nam Đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long có thể coi là hai nơi sản xuất lúa chủ yếu trong vùng với diện tích trồng, năng suất, và sản lượng lúa đạt được cao hơn các địa phương khác trong cả nước

Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa nước ta, 2009 [1]

Diện tích (1000 ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (1000 tấn)

24970 ha (Trích Báo cáo tác động hiệu quả sử dụng đất vùng Tây Nguyên đến quá trình hình thành và thoái hóa đất, năm 2009), năng suất 11,7 tạ/ha Lúa nương còn được trồng nhiều ở vùng trung du miền núi phía Bắc với diện tích khoảng 104200 ha, chiếm 28,5% diện tích đất trồng cây hàng năm

Theo số liệu của Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn, Mùa vụ 2010/2011, Việt Nam xuất khẩu 7 triệu tấn gạo trong tổng sản lượng 26,37 triệu tấn, so với 6,73 triệu tấn trong mùa vụ 2009/2010 Với sản lượng này, Việt Nam tiếp tục giữ

vị trí thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo, sau Thái Lan Theo tổ chức USDA, dự báo mùa vụ 2011/2012, Việt Nam vẫn duy trì mức xuất khẩu gạo khoảng 7 triệu tấn

Với sản lượng sản xuất lúa gạo cao, Việt Nam hoàn toàn có khả năng giải quyết vấn

đề lương thực cho người dân Số lượng lúa gạo tiêu thụ trong nước chiếm tỷ lệ khoảng 70% tổng sản lượng thu được Với lượng lúa gạo dồi dào, Việt Nam đã xuất khẩu lúa gạo

1.1.4 Cấu tạo của hạt gạo

Gạo lứt là sản phẩm của cây lúa, do đó trước khi tìm hiểu về phẩm chất gạo và những tiêu chuẩn đánh giá, cần phải xem xét về cấu trúc và chức năng của hạt gạo Cấu tạo của hạt gạo gồm: 4 thành phần chính lớp vỏ, lớp aleurone, nội nhũ và phôi

Hình 1.1: Cấu tạo của hạt gạo

1.1.4.1 Lớp vỏ

Lớp vỏ là bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học từ bên ngoài

Vỏ thường được phân làm ba lớp vỏ trấu, vỏ quả và vỏ hạt

 Vỏ trấu: có tác dụng bảo vệ hạt gạo, chống các ảnh hưởng xấu của điều kiện môi trường (nhiệt, ẩm) và sự phá hại của sinh vật có hại (côn trùng, nấm mốc) Trên mặt vỏ trấu có các đường gân và có nhiều lông ráp xù xì Tùy theo giống lúa mà vỏ lúa

có độ dày và chiếm một tỉ lệ khác nhau so với toàn hạt gạo Độ dày của vỏ trấu thường

là 0,12-0,15mm và thường chiếm 18-20% so với khối lượng toàn hạt gạo

 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 chín thì lớp tế bào giữa trống rỗng, còn ở hạt xanh thì lớp tế bào này chứa các hạt diệp lục tố nên hạt

có màu xanh

-Lớp vỏ quả trong là các tế bào hình ống hướng dọc hạt Vỏ quả thường liên kết không bền với vỏ quả Trong thành phần vỏ quả thường chứa cellulose, pentosan, pectin và khoáng Trong cùng một hạt, chiều dài 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 tế bào:

-Lớp ngoài chứa tế bào hình chữ nhật nhỏ, có chứa các sắc tố thuộc nhóm flavon như anthocyanin, carotenoid

-Lớp bên trong có các tế bào hình dạng không đều, xốp, dễ dàng cho ẩm đi qua Tùy theo giống lúa và độ chín của lúa mà lớp vỏ hạt này dày hay mỏng Trung bình lớp

vỏ hạt chiếm 1-2,5% khối lượng hạt gạo

1.1.4.4 Phôi

Phôi nằm ở góc dưới nội nhũ, thuộc loại đơn diệp tử (chỉ có một diệp tử áp vào nội nhũ), đây là bộ phận có nhiệm vụ biến các chất dự trữ trong nội nhũ thành chất dinh dưỡng nuôi phôi khi hạt gạo nảy mầm

Phôi chứa nhiều protein, lipid, vitamin (vitamin B1 trong phôi chiếm tới 66% lượng vitamin B1 của toàn hạt gạo) 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, nhiều dinh dưỡng, hoạt động sinh lý mạnh, nên trong quá trình bảo quản dễ bị côn trùng và vi sinh vật tấn công, gãy hạt; khi xay xát, phôi thường vụn nát và thành cám

1.1.5 Thành phần hóa học của hạt gạo

Thành phần hóa học của hạt gạo thay đổi rõ rệt tùy theo giống lúa, phân bón, kỹ thuật canh tác, điều kiện khí hậu, thời tiết từng vụ… Nhưng nhìn chung hạt gạo có các

thành phần như nước, carbohydrate, protein, cellulose, lipid, vitamin, khoáng và enzyme Sự phân bố các chất dinh dưỡng trong các phần của hạt không giống nhau và được biểu diễn trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Thành phần trung bình (% khối lượng) của hạt gạo, có độ ẩm 14% [2]

1.1.5.2 Carbohydrate

Carbohydrate là thành phần chủ yếu và chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần hạt gạo Các carbohydrate của lúa ngoài tinh bột là thành phần chủ yếu có đường, cellulose, hemicelluloses, dextrin Hàm lượng carbohydrate ở các phần khác nhau của hạt gạo rất khác nhau

Phân bố của các loại carbohydrate trong hạt gạo được trình bày trong bảng 1.3 Tinh bột chủ yếu tập trung trong nội nhũ Trong cám, phôi hàm lượng carbohydrate không cao

Bảng 1.3: Phân bố các loại carbohydrate trong các phần khác nhau của hạt gạo, độ

ẩm 14% (Đơn vị % theo khối lượng) [2]

1.1.5.3 Tinh bột

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 hai dạng là amylose và amylopectin có tỷ lệ thay đổi tùy thuộc vào giống lúa Tinh bột quyết định 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 Các loại gạo Việt Nam có hàm lượng amylose thay đổi từ 18-45% amylose Gạo nếp có thành phần tinh bột chủ yếu là amylopectin (xấp xỉ 100%), cơm rất dẻo và ít nở

Hạt tinh bột của lúa gạo có hình dạng đa giác đặc trưng, kích thước thay đổi 10µm Kích thước này nhỏ nhất trong số các hạt lương thực Nhiệt độ hồ hóa tinh bột gạo trong khoảng 65-700C ( bảng 1.4)

2-Bảng 1.4: Tính chất hóa lý của tinh bột gạo đã loại chất béo [2]

1.1.5.4 Protein

Trong hạt gạo, protein tồn tại ba dạng là các hạt cầu protein lớn nằm cả ở hai vùng gần lớp aleurone (subaleurone) và trung tâm hạt Các hạt cầu protein này có đường kính 1-2µm Các hạt cầu protein 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 đồng tâm hay tia

hướng tâm Càng ở giữa hạt cầu thì mật độ protein càng cao Dạng thứ ba là dạng tinh thể có đường kính từ 2-3µm cũng tồn tại trong lớp subaleurone

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) Phân bố các loại protein trong các phần khác nhau của hạt được trình bày trong bảng 1.5

Bảng 1.5: Tỷ lệ % các loại protein trong lúa gạo, (đơn vị tính % lượng protein tổng)

[2]

(oryzin)

Glutelin (oryzenin)

1.1.5.5 Lipid

Trong lúa gạo, hàm lượng chất béo rất nhỏ chỉ khoảng 1,5-2,3% Lipid tồn tại dưới dạng các giọt chất béo có kích thước <0,5µm trong lớp aleurons, <1µm trong lớp subaleurone và <0,7µm trong phôi và các phần khác của hạt

Trong hạt gạo, lipid có thể ở dạng các triglyceride đơn giản, acid béo tự do, glycolipid, các phosphatid và một số các lipid đặc biệt như oryzanol, glycosyl

flyceride, sphingolipid, tocol… Hàm lượng của các chất béo trong hạt gạo được trình bày trong bảng 1.6

Bảng 1.6: Hàm lượng các chất lipid trong các phần khác nhau của hạt gạo

(Đơn vị % khối lượng) [2]

Qua bảng hàm lượng chất béo tập trung nhiều nhất ở phôi (30,2% KL phôi) và cám (18,3% KL cám) Acid palmitic và linoleic chiếm đa số các acid béo của hạt gạo Hàm lượng các phospholipids cao cũng làm tăng giá trị sử dụng của dầu cám Tuy nhiên, hàm lượng acid béo không no nhiều nối đôi cao làm cho cám vừa tách khỏi hạt gạo rất

dễ oxi hóa tạo mùi khó chịu

Bảng 1.7: Thành phần vitamin trong thành phần hạt gạo, độ ẩm 14%, (Đơn vị %

Bảng 1.8: Thành phần chất khoáng của gạo (Đơn vị % khối lượng chất khô) [2]

Canxi 0,1-0,8 0,1-0,5 0,1-0,3 0,6-1,3 0,3-1,2 0,2-1,0

Phospho 1,7-3,9 1,7-4,3 0,8-1,5 0,3-0,7 11-25 10-21 Phospho dạng

1.1.5.8 Chất màu trong gạo lứt

Trong quá trình nghiên cứu, chất màu có trong gạo lứt là do carotenoid và anthocyanin, là chất màu thuộc nhóm flavonoid Nhưng có điểm khác về cơ bản với flavonoid thông thường không có nhóm cacbonyl ở C4 Có 3 nhóm anthocyanin chủ yếu là

Pelargonidin (I): màu vàng cam hoặc hồng

Cyamidin (II): màu hồng xỉn

Delphimidin (III): màu đỏ hoặc tím

Anthocyanin là chất chống oxi 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 lứt có chứa sắc tố có hàm lượng vitamin B2 nhiều hơn gạo trắng bình thường

1.1.5.9 Các thành phần khác

Trong lúa gạo có những chất dễ bay hơi NH3, H2S, các acetaldehyde Đặc biệt, hợp chất 2-acetyl-1-pyrroline tạo hương thơm đặc trưng cho cơm Tuy nhiên, khi bảo quản

hạt không tốt, thành phần lipid trong gạo bị phân hủy tạo ra những mùi khó chịu như thành các aldehyde, hexanal, và cetone…

Bảng 1.9: Thành phần trung bình của hạt gạo xét cho 100g phần ăn được [3]

Ngoài tinh bột ra, gạo còn có các chất dinh dưỡng khác như protein, chất béo, chất khoáng, vitamin… gạo là một trong những loại ngũ cốc có độ sinh năng lượng khá cao Một kg gạo có thể cung cấp khoảng 3600Kcal, như vậy nếu mỗi ngày ăn khoảng 450g gạo và một số thức ăn nữa là có thể đủ số calo cần thiết cho cơ thể một người lao động bình thường

 Tinh bột

Tinh bột là nguồn chủ yếu cung cấp năng lượng Cấu trúc của tinh bột quyết định khả năng đồng hóa tinh bột của cơ thể con người, độ đồng hóa tinh bột gạo có thể đạt được 95,9%

 Protein

Lúa gạo tương đối tốt hơn các loại lương thực khác Tồn tại đầy đủ 20 loại acid amin trong thành phần protein, lúa gạo cung cấp 10 loại acid amin không thay thế cho

cơ thể con người

Mặt khác, protein lúa gạo dễ hấp thụ vào cơ thể Khả năng tiêu hóa protein lúa gạo trong cơ thể là 84-92%, cao hơn so với các loại lương thực khác (lúa mì 81-90%, ngô 89-90% )

Tuy nhiên, lượng protein trong gạo không cao, thấp hơn các loại lương thực khác như lúa mì, ngô

 Vitamin

Cũng giống như các loại ngũ cốc khác, lúa gạo không chứa các loại vitamin A, C hay D nhưng có vitamin B1, vitamin B2, niacin, vitamin E, ít chất sắt và kẽm và nhiều chất khoáng Mg, P, K, Ca

-Thiamin là vitamin B1 giúp tiêu hóa lượng đường glucose để cho năng lượng, vì thế hỗ trợ cho các tế bào thần kinh, hoạt động của tim và vị giác Vitamin B1 không thể

dự trữ trong cơ thể nên phải cung cấp hàng ngày

-Riboflavin: gạo chứa ít riboflavin hay vitamin B2, rất cần thiết cho sản xuất năng lượng và nuôi dưỡng biểu bì của mắt và da

-Niacin: là yếu tố cần thiết để phân tách chất glucose cho năng lượng và cho da, hoạt động bình thường của hệ thần kinh

-Vitamin E: là một loại vitamin tan trong mỡ, giúp cho vitamin A và các chất béo chống oxi hóa trong tế bào và bảo vệ hủy hoại mô biểu bì của cơ thể

 Chất selen

Chất selen là thành phần thiết yếu của một vài con đường trao đổi chất trong cơ thể, bao gồm sự trao đổi chất hormone tuyến giáp, hệ thống phòng chống sự oxi hoá và hệ miễn dịch

-Selen giúp thúc đẩy sự phục hồi và tổng hợp ADN trong các tế bào bị phá huỷ, ngăn chặn sự sinh sôi của các tế bào ung thư, gây ra các phản ứng dị ứng của nó, kết quả sự tự phá hủy của cơ thể đối với các tế bào ốm yếu hay bất bình thường

-Selen kết hợp chặt chẽ với các cofactor như glutathione peroxidase rất quan trọng đối với quá trình chống ung thư Không những thế, nó còn kết hợp với vitamin E trong rất nhiều hệ thống chống oxi hoá thiết yếu cho sự sống của cơ thể người Các hoạt động chống oxi hoá mạnh mẽ này của selen khiến cho selen rất hữu ích trong việc phòng chống không chỉ ung thư mà còn cả nguy cơ đau tim, cũng như làm giảm các triệu chứng của bệnh hen suyễn, các cơn đau và sưng khớp

 Chất mangan

-Tạo năng lượng và bảo vệ quá trình chống oxi hoá

-Chất khoáng này giúp tạo năng lượng từ protein và carbonhydrat, tham gia vào quá trình tổng hợp acid béo rất cần thiết cho một hệ thần kinh khoẻ mạnh cũng như quá trình sản xuất cholesterol cần thiết cho cơ thể để sản xuất ra các hormone giới tính -Mangan cũng là thành phần chính của một loại enzyme chống oxi hoá rất quan trọng tên là superoxide dismutase (SOD) SOD được tìm thấy ở ty thể trong tế bào của

cơ thể giúp ngăn chặn ảnh hưởng xấu của các gốc tự do được giải phóng trong quá trình giải phóng năng lượng

 Chất magie

Chất magie là một chất dinh dưỡng khác cũng có nhiều trong gạo lứt, đã được chứng minh trong các nghiên cứu là có tác dụng giảm tính khắc nghiệt của bệnh hen suyễn, giảm huyết áp, giảm sự thường xuyên của các cơn đau nửa đầu, giảm nguy cơ của các cơn đau tim và đột quỵ

Ngoài ra, gạo còn cung cấp những chất cần thiết cho cơ thể với ít chất Sắt (thành phần của hồng huyết cầu và enzyme) và Kẽm (giúp chống oxi hóa trong máu, thành phần của enzyme trong tăng trưởng, phân chia tế bào), nhưng nhiều chất Phospho (giúp xương, răng, biến hóa trong cơ thể), Kali (cho tổng hợp protein, hoạt động enzyme), Canxi (giúp xương, răng và điều hòa cơ thể)…

Bên cạnh đó còn có một số chất dinh dưỡng có trong gạo lứt như chất xơ, carotenoid, phytosterol, acid omega 3 và inositol hexaphosphate (IP6) đều có vai trò rất quan trọng trong việc phòng chống sự ngưng kết các tiểu huyết cầu và làm giảm hàm lượng cholesterol và triglyceride

 Các thành phần không có lợi cho dinh dưỡng

Trong thành phần hạt có những hợp chất tác động không tốt cho cơ thể người Các thành phần có hại trong dinh dưỡng gạo tập trung ở phôi và lớp aleuron, bao gồm phytin, antitrypsin, hemagglutinin và oryzacystain Trừ phytin, tất cả các thành phần kể trên đều có bản chất protein nên dễ biến tính ở nhiệt độ cao

1.2 Cơ sở khoa học về quá trình nảy mầm

1.2.1 Khái niệm về gạo mầm

Hình 1.2: Gạo lứt nảy mầm

Hình 1.3: Gạo mầm VIBIGABA

Gạo mầm được cho lên mầm từ gạo lứt còn nguyên phôi, xuất hiện lần đầu tiên năm 1995 tại Nhật Bản và ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới Tại Việt Nam, trong các nghiên cứu thành công gần đây, đã chứng minh khi cho gạo lứt nảy mầm trong điều kiện thích hợp sẽ tăng hàm lượng một số chất dinh dưỡng đặc biệt là gamma amino butyric acid (GABA), vitamin E, niacin, vitamin B1, B6… và một số chất chống oxi hóa có hàm lượng cao hơn gạo lứt Ta gọi là gạo mầm

Gạo mầm có màu vàng nhạt, một đầu hạt gạo có mầm đục nhỏ Gạo mầm khi nấu thì hạt gạo mềm, có vị ngọt hơn gạo lứt

Công dụng của gạo mầm là phòng chống bệnh giúp cân bằng huyết áp đối, giảm choresterol, chống béo phì Gạo mầm còn có tác dụng giảm cân tăng cường chức năng của thận, an thần, đẹp da, giảm stress căng thẳng thần kinh và chứng mất ngủ Đồng thời giúp ổn định đường huyết cho những người bệnh tiểu đường

Theo nghiên cứu của Dinesh và cộng sự (2009), gạo mầm được xem như là một loại gạo tiên tiến có giá trị dinh dưỡng cao bao gồm vitamin, chất khoáng và những giá trị dinh dưỡng khác cần thiết cho cơ thể chống lại bệnh tật, sự lão hóa và tăng cường sức khỏe Trong sản phẩm gạo mầm có chỉ số glyceride thấp giúp kiểm soát lượng 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 một nguồn 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

1.2.2 Quá trình nảy mầm

Bình thường trong kho bảo quản tốt, hạt không thể nảy mầm do hàm lượng nước trong hạt thấp Chỉ khi độ ẩm hạt tăng và gặp điều kiện thuận lợi về nhiệt độ, và oxi không khí thì hạt mới nảy mầm Tuy nhiên trong thực tế vẫn có khả năng xảy ra hiện tượng nảy mầm khi bảo quản nhất là tại các góc kho, nơi tiếp xúc với không khí Quá trình nảy mầm bắt đầu diễn ra khi độ ẩm môi trường tăng mạnh, hạt sẽ hút ẩm và trương nở Các enzyme trong hạt bắt đầu hoạt động, nhất là amylase và protease thủy

phân các chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt để cung cấp các chất và năng lượng cho hạt nảy mầm và cho sự phát triển của mầm non Một phần glucose sinh ra để hô hấp, phần còn lại chuyển đến miền sinh trưởng của phôi, tái tạo thành cellulose để hình thành nên màng của các tế bào mới hay kết hợp với asparagin tạo thành protein mới Các acid amin cũng được đưa tới phôi để tổng hợp thành sinh chất giúp phôi phát triển

Nảy mầm là sự phát triển của phôi bên trong hạt Đây là một quá trình bao gồm sự kết hợp những khả năng có thể xảy ra để bắt đầu sự hấp thu nước của hạt gạo, kết thúc quá trình này là sự phát triển của phôi và sự hình thành rễ mầm xuyên qua cấu trúc của hạt xung quanh phôi và tiếp theo là sự phát triển thành cây con (Bewley và Black, 1994)

Trong hạt gạo lứt có sẵn một lượng nước ở dạng liên kết Nước từ bên ngoài thấm vào trong hạt làm hòa tan các chất dự trữ và hoạt hóa các enzyme xúc tác quá trình phân giải các hợp chất cao phân tử trong hạt gạo lứt thành những chất đơn giản cung cấp cho hoạt động của phôi để hình thành cây mầm Phôi là nơi hút nước mạnh nhất Ở thời gian đầu tốc độ hút nước rất mạnh do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu rất lớn giữa môi trường bên ngoài, nhưng càng về sau hút nước càng giảm (Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004)

Quá trình nảy mầm gạo lứt làm cải thiện chất lượng của gạo Quá trình nảy mầm bị ảnh hưởng bởi các nhân tố bên ngoài như: thời gian nảy mầm, sự hiện diện của ánh sáng, hàm lượng chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt,… (Ridge, 1991) Quá trình nảy mầm của hạt gạo lứt giúp các enzyme nội bào bên trong hạt gạo hoạt động và phân cắt thành các chất có khối lượng phân tử lớn (protein, tinh bột,…) thành những phần tử có khối lượng phân tử nhỏ Hơn nữa, tinh bột trong hạt sau khi nảy mầm sẽ dễ dàng

bị thủy phân bởi enzyme amylase tạo thành các đường đơn, giúp quá trình tiêu hóa tốt hơn (N Srisang và cộng sự, 2011) Ngoài ra quá trình nảy mầm gây ra những thay đổi quan trọng về dinh dưỡng như tăng hàm lượng GABA (Gama

Amynobutyric acid), hàm lượng chất xơ, tocotrienol và Gamma oryzanol (Kim và cộng sự, 2012)

Quá trình này phụ thuộc vào điều kiện bên trong và bên ngoài Thời gian mà hạt giống có thể sống sót rất khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện tồn trữ và loại hạt giống (Mayer và Poljakoff-Mayber, 1975) Để hạt gạo có thể nảy mầm, nó phải được đặt trong môi trường thuận lợi như: cung cấp đầy đủ nước, nhiệt độ thích hợp, thành phần không khí trong khí quyển, ánh sáng,

1.2.3 Các giai đoạn của quá trình 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 (tinh bột, protein, lipid) 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

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

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

- Enzyme protease 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

1.2.4 Các biến đổi xảy ra trong quá trình nảy mầm

 Biến đổi sinh hóa

Đặc trưng nhất của biến đổi sinh hóa trong khi nảy mầm là sự tăng đột ngột hoạt động thủy phân xảy ra trong hạt Các hợp chất dự trữ dưới dạng các polymer bị phân giải thành các monome phục vụ cho sự nảy mầm Chính vì vậy mà các enzyme thủy phân, đặc biệt là α-Amylase được tổng hợp mạnh và hoạt tính cũng được tăng lên khi hạt sinh trưởng

Kết quả là tinh bột bị thủy phân thành đường làm nguyên liệu cho hô hấp và hoạt tính protease tăng lên mạnh, hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của lipase chiếm ưu thế

 Biến đổi sinh lý

Biến đổi sinh lý đặc trưng nhất trong quá trình nảy mầm là hô hấp Ngay sau khi hạt hút nước, hoạt tính các enzyme sau hô hấp tăng lên mạnh, làm cường độ hố hấp của hạt tăng lên rất nhanh Việc tăng hô hấp đã giúp cây có đủ năng lượng cần thiết cho sự nảy mầm

 Các biến đổi hóa học khác khi nảy mầm

Thủy phân lipid nhờ lipaza: