Nghiên cứu chế biến gạo bổ sung sắt

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu chế biến hai sản phẩm gạo đồ bổ sung sắt và cơm sấy ăn liền bổ sung sắt - Khảo sát hợp chất sắt bổ sung vào gạo đồ và cơm sấy - Tính toán hàm lượng

-

NGUYỄN HỒNG KHÔI NGUYÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN GẠO BỔ

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN GẠO BỔ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐƯỢC BẢO VỆ TẠI

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngày tháng năm 2010

-o0o - -o0o -

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN HỒNG KHÔI NGUYÊN Phái: NỮ

Ngày, tháng, năm sinh: 23/07/1982 Nơi sinh: ĐỒNG NAI Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm và Đồ uống MSHV: 01108472

I TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN GẠO BỔ SUNG SẮT

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Nghiên cứu chế biến hai sản phẩm gạo đồ bổ sung sắt và cơm sấy ăn liền bổ sung sắt

- Khảo sát hợp chất sắt bổ sung vào gạo đồ và cơm sấy

- Tính toán hàm lượng sắt cần bổ sung vào gạo/thóc dựa vào nhu cầu dinh dưỡng

- Khảo sát các thông số của quy trình công nghệ

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 22/06/2009

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06/07/2010

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

Ngày tháng năm 2010

TS PHẠM THÀNH QUÂN

Để được kết quả như ngày hôm nay, với lòng biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành gởi đến:

 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đống Thị Anh Đào đã tận tình hướng dẫn,

truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian học, cũng như trong quá trình thực hiện luận văn

 Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa TpHCM, quý Thầy Cô bộ môn

Công nghệ Thực phẩm đã giảng dạy, hướng dẫn để tôi có được kiến thức như ngày hôm nay

 Hai em Trần Quốc Việt và Lưu Thị Lệ Trinh đã hổ trợ tôi trong quá trình

thực hiện đề tài

 Quý Thầy Cô phụ trách phòng thí nghiệm khoa Công nghệ Hóa - Thực phẩm

trường Đại học Lạc Hồng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tại phòng thí nghiệm

 Các anh chị, các bạn học viên cao học ngành Công nghệ Thực phẩm, và các

em sinh viên trường Đại học Lạc Hồng đã ủng hộ, động viên và đóng góp ý kiến cho tôi trong thời gian thực hiện luận văn

 Lời cảm ơn cuối cùng tôi xin gởi đến gia đình và ba mẹ, ba mẹ đã là nguồn

động viên, an ủi, chia sẻ và giúp đỡ tôi về vật chất cũng như tinh thần, giúp tôi thêm nghị lực đi hết đoạn đường đã qua

Xin chân thành cảm ơn!

TpHCM, Tháng 07 Năm 2010

NGUYỄN HỒNG KHÔI NGUYÊN

TÓM TẮT

Tình trạng thiếu vi chất sắt là một bệnh lý rất phổ biến hiện nay Thiếu sắt có thể dẫn đến thiếu máu; giảm khả năng chuyển hóa của các enzym trong cơ thể khiến trẻ chậm phát triển, biếng ăn, khó ngủ; trao đổi oxy ở các cơ quan bị ảnh hưởng gây nên tình trạng thiếu dinh dưỡng ở tất cả các cơ quan,…Việt Nam là nước sử dụng lương thực hàng ngày là gạo, do đó đề tài “Nghiên cứu chế biến gạo bổ sung sắt” được thực hiện Hai sản phẩm được tiến hành trong nghiên cứu là: Cơm sấy ăn liền bổ sung sắt và gạo đồ bổ sung sắt

Nghiên cứu đã khảo sát các thông số trong quy trình công nghệ như loại muối sắt được sử dụng, nồng độ dung dịch sắt ngâm, thời gian ngâm, chế độ sấy, tỷ lệ cơm sấy/nước nóng để phục hồi cơm Sản phẩm sau khi nghiên cứu có chất lượng khá, giá thành sản phẩm thấp, có thể áp dụng vào sản xuất

ABSTRACT

Nowadays, a shortage of mineral iron is a popular disease To be deficient in iron can cause anaemia; decrease in transformation of enzymes that make children are slow in development, anorexia, and have trouble sleeping Besides, the body is inadequate mineral iron can make decrease in exchange oxygen of organs; therefore, the organs are deficient in nutriment Rice is used in daily meals of VietNamese people, so the theme “Research on rice added mineral iron processing” is carried out Two researched products are instant rice added mineral iron and parboiled rice added mineral iron

These parameters of manufacturing processing such as kind of ferric salts used, concerntration of ferric salt solution used to soak rice, soaking time, drying temperature, drying time, instant rice/boiled water rate were researched Products have good qualities, low prices, and can mass-produce

MỤC LỤC



MỞ ĐẦU……….1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ………3

1.1 SẮT ………3

1.1.1 Sắt trong cơ thể ……… ………3

1.1.2 Sắt trong thức ăn ………4

1.1.3 Tầm quan trọng của sắt đối với cơ thể ……….4

1.1.4 Cơ chế hấp thu sắt trong cơ thể ………5

1.1.5 Một số lưu ý khi sử dụng thực phẩm bổ sung sắt ……… 7

1.1.5.1 Các hợp chất làm giảm sự hấp thu sắt ………7

1.1.5.2 Các chất làm tăng sự hấp thu sắt……… ……….7

1.1.5.3 Một vài ảnh hưởng khi sử dụng sắt ………7

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BỔ SUNG SẮT VÀO THỰC PHẨM ĐÃ ĐƯỢC THỰC HIỆN ………7

1.2.1 Một số thực phẩm bổ sung sắt đã được thực hiện ở các nước ………… 7

1.2.2 Một số quy trình chế biến gạo bổ sung sắt đã được thực hiện ………… 8

1.3 CƠM SẤY ĂN LIỀN ………9

1.3.1 Định nghĩa ……….9

1.3.2 Phân loại cơm ăn liền ……….9

1.3.2.1 Cơm chế biến (Retort rice) ………9

1.3.2.2 Cơm đóng hộp (Canned rice) ………10

1.3.2.3 Cơm hồ hoá (Gelatinized rice) ………10

1.3.3 Ưu nhược điểm của sản phẩm ………11

1.3.3.1 Ưu điểm ………11

1.3.3.2 Nhược điểm ………11

1.3.4 Lịch sử hình thành và phát triển sản phẩm cơm sấy ………11

1.3.5 Giá trị dinh dưỡng … ………14

1.3.6 Quy trình công nghệ chung sản xuất cơm sấy ăn liền ………15

1.3.7 Quá trình chuẩn bị ………16

1.3.7.1 Vo rửa gạo ………16

1.3.7.2 Sấy gạo ……….17

1.3.8 Ngâm .………17

1.3.9 Hồ hoá ……… 19

1.3.10 Sấy ….………20

1.4 GIỚI THIỆU VỀ GẠO ĐỒ ………20

1.4.1 Lịch sử kỹ thuật đồ gạo ……….20

1.4.2 Quy trình công nghệ sản xuất gạo đồ ……….21

1.4.3 Giải thích quá trình chế biến gạo đồ ………22

1.4.3.1 Quá trình ngâm ………22

1.4.3.2 Quá trình hấp ………22

1.4.3.3 Quá trình ủ nóng ………23

1.4.3.4 Quá trình sấy ………23

1.4.3.5 Làm nguội sau sấy ………24

1.4.4 Ưu nhược điểm của sản phẩm gạo đồ so với các sản phẩm truyền thống cùng loại ……… 24

1.4.4.1 Ưu điểm ………24

1.4.4.2 Nhược điểm ……… 25

1.5 GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA ……….25

1.5.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển ……….25

1.5.2 Đặc điểm sinh học ……… 26

1.5.3 Cấu tạo hạt thóc ……… 28

1.5.3.1 Mày thóc ……… 29

1.5.3.2 Vỏ ………30

1.5.3.3 Lớp Aleurone ……….30

1.5.3.4 Nội nhũ ………31

1.5.3.5 Phôi ………31

1.5.4 Thành phần hóa học của hạt thóc ………31

1.5.4.1 Nước ……….32

1.5.4.2 Gluxit ……… 32

1.5.4.3 Protein ……….33

1.5.4.4 Lipit … ………33

1.5.4.5 Chất khoáng …….………33

1.5.4.6 Vitamin ………34

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …35

2.1 NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ ………35

2.1.1 Nguyên liệu ………35

2.1.1.1 Lựa chọn nguyên liệu .35

2.1.1.2 Thóc giống IR64 ……… 36

2.1.1.2.1 Nguồn gốc ……….36

2.1.1.2.2 Đặc tính ……….36

2.1.2 Hóa chất ……… 36

2.1.2.1 Sắt (II) sunfat ………38

2.1.2.2 Sắt (II) fumarat ……….38

2.1.2.3 Na2EDTA .39

2.1.2.4 Các hóa chất khác ……….41

2.1.3 Thiết bị và dụng cụ ….……….41

2.1.3.1 Thiết bị ……….41

2.1.3.2 Dụng cụ ………41

2.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KHỐI LƯỢNG SẮT CẦN BỔ

SUNG VÀO GẠO/THÓC THEO NHU CẦU DINH

DƯỠNG CHO MỘT NGÀY ……… 41

2.3 SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU ………42

2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu sản phẩm cơm sấy bổ sung sắt ……… 42

2.3.2 Sơ đồ nghiên cứu sản phẩm gạo đồ bổ sung sắt ….……….45

2.4 BỐ TRÍ CÁC THÍ NGHIỆM ……….47

2.4.1 Các thí nghiệm của quá trình ngâm……… ……….47

2.4.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nhiệt độ ngâm (t0ngâm ) và thời gian ngâm (T/ ngâm ) để hạt gạo/thóc trương nở tối đa ………47

2.4.1.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng hấp thu của sắt sunfat và sắt fumarat vào gạo/thóc … ………48

2.4.1.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng hấp thu của sắt sunfat và sắt fumarat vào gạo/thóc khi có thêm Na2EDTA … ………49

2.4.1.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng hấp thu của hợp chất sắt (SBS) vào gạo/thóc theo nồng độ dung dịch ngâm ….……… 50

2.4.1.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát thời gian ngâm gạo/thóc (Tngâm) để đạt được nồng độ ngâm thích hợp C(SBS) ………53

2.4.2 Các thí nghiệm của quá trình hồ hóa ……… 53

2.4.2.1 Các thí nghiệm của quá trình hồ hóa gạo ………53

2.4.2.1.1 Thí nghiệm khảo sát tỷ lệ gạo/nước và thời gian của quá trình nấu ……… ….… ….54

2.4.2.1.2 Thí nghiệm khảo sát tỷ lệ gạo/nước và thời gian hấp gạo ……… ……….55

2.4.2.1.3 Thí nghiệm khảo sát thời gian của quá trình luộc gạo ……….55

2.4.2.2 Các thí nghiệm của quá trình hồ hóa thóc ………55

2.4.2.2.1 Thí nghiệm khảo sát thời gian của quá trình hấp thóc ……… 55

2.4.2.2.2 Thí nghiệm khảo sát thời gian của quá trình ủ nóng ……… 56

2.4.3 Các thí nghiệm của quá trình sấy ………57

2.4.3.1 Thí nghiệm khảo sát thời gian và nhiệt độ của quá trình sấy cơm ……… ………… 57

2.4.3.2 Thí nghiệm khảo sát thời gian và nhiệt độ của quá trình sấy thóc ……….58

2.4.4 Các thí nghiệm trong quá trình sử dụng ……….59

2.4.4.1 Thí nghiệm khảo sát khả năng tái hấp thu nước của cơm ………59

2.4.4.2 Thí nghiệm đánh giá cảm quan cơm sấy ăn liền bổ sung sắt và gạo đồ bổ sung sắt ……… ……… 59

2.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ……… 60

2.5.1 Xác định hàm lượng Fe bằng phương pháp trắc quang ….………60

2.5.2 Xác định hàm ẩm ………64

2.5.3 Xác định độ trương nở ………52

2.5.4 Phương pháp đánh giá cảm quan, phép thử thị hiếu cho điểm …………66

2.5.5 Phương pháp xử lý số liệu ……… 68

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN … ……….71

3.1 KẾT QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM CỦA QUÁ TRÌNH NGÂM ……….…….71

3.1.1 Kết quả thí nghiệm 1 (Khảo sát quá trình ngâm để hạt trương nở tối đa) … ……….71

3.1.1.1 Kết quả thí nghiệm 1a ……… 71

3.1.1.2 Kết quả thí nghiệm 1b ……… 74

3.1.2 Kết quả thí nghiệm 2 (Khảo sát khả năng hấp thu của sắt sunfat và sắt fumarat vào nội nhũ hạt)……… 78

3.1.2.1 Kết quả thí nghiệm 2a……… …… 78

3.1.2.2 Kết quả thí nghiệm 2b ……….79 3.1.3 Kết quả thí nghiệm 3 (Khảo sát khả năng hấp thu của sắt sunfat

và sắt fumarat vào nội nhũ hạt khi có Na2EDTA) ………80

3.1.3.1 Kết quả thí nghiệm 3a ……… 80

3.1.3.2 Kết quả thí nghiệm 3b ……….81

3.1.4 Kết quả thí nghiệm 4 (Khảo sát hàm lượng sắt hấp thụ vào nội nhũ hạt theo nồng độ dung dịch ngâm) ………83

3.1.4.1 Kết quả thí nghiệm 4a ……… 83

3.1.4.2 Kết quả thí nghiệm 4b ……… 84

3.1.5 Kết quả thí nghiệm 5 (Khảo sát thời gian ngâm hạt để nội nhũ hạt hấp thu được hàm lượng sắt mong muốn) ……….86

3.1.5.1 Kết quả thí nghiệm 5a ……… 86

3.1.5.2 Kết quả thí nghiệm 5b ……… 87

3.2 KẾT QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM CỦA QUÁ TRÌNH HỒ HÓA …….89

3.2.1 Kết quả thí nghiệm khảo sát quá trình nấu ……… 89

3.2.2.1 Kết quả khảo sát tỷ lệ gạo/nước trong quá trình nấu ………89

3.2.1.2 Kết quả khảo sát thời gian nấu ……….90

3.2.2 Kết quả thí nghiệm khảo sát quá trình hấp ……… 90

3.2.2.2 Kết quả khảo sát tỷ lệ gạo/nước trong quá trình hấp ………90

3.2.2.3 Kết quả khảo sát thời gian hấp ……….91

3.2.3 Kết quả khảo sát thời gian luộc ……….93

3.2.4 So sánh các chế độ hồ hóa gạo trong quy trình chế biến cơm sấy … …94

3.2.5 Kết quả thí nghiệm khảo sát thời gian hấp thóc … ………98

3.2.6 Kết quả thí nghiệm khảo sát thời gian ủ nóng thóc ………101

3.3 KẾT QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM CỦA QUÁ TRÌNH SẤY ………… 102

3.3.1 Kết quả thí nghiệm khảo sát quá trình sấy cơm ……… …102

3.3.2 Kết quả thí nghiệm khảo sát quá trình sấy thóc ……….104

3.4 KẾT QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG……… …107

3.4.1 Kết quả thí nghiệm khảo sát quá trình tái hấp thu nước cơm sấy …….105

3.4.2 Kết quả thí nghiệm đánh giá cảm quan cơm sấy

ăn liền bổ sung sắt và gạo đồ bổ sung sắt ……… …107

3.5 TÍNH HẠCH TOÁN KINH TẾ VÀ ĐÁNH GIÁ

4.1.1 Quy trình chế biến cơm sấy ăn liền bổ sung sắt

và các thông số của quy trình ……….115

4.1.2 Quy trình chế biến gạo đồ bổ sung sắt

và các thông số của quy trình ……… 116

4.2 KIẾN NGHỊ ……… 118

TÀI LIỆU THAM KHẢO ………119

PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Bảng 1.1: Giá trị dinh dưỡng của một số sản phẩm cơm sấy ……… 15

Bảng 1.2: Ảnh hưởng của dung dịch ngâm lên tỷ lệ hấp thu nước của gạo …………18

Bảng 1.3: So sánh thành phần khoáng, vitamin giữa gạo thường và gạo đồ ……… 24

Bảng 1.4: Bảng phân loại hàm lượng amyloza trong gạo ………27

Bảng 1.5: Thành phần trung bình (% khối lượng) của hạt lúa (mẫu có độ ẩm 14%) ….………28

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bảng 2.1: Các hợp chắt sắt được bổ sung vào thực phẩm ……… 37

Bảng 2.2: Thành phần NaFeEDTA .40

Bảng 2.3: Trình tự thí nghiệm vô cơ hóa mẫu ……….63

Bảng 2.4: Trình tự tiến hành thí nghiệm xác định hàm ẩm ……….65

Bảng 2.5: Thang điểm đánh giá cảm quan ……… 68

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Bảng 3.1: Kết quả độ ẩm của gạo sau ngâm ở 300C ……… ……….72

Bảng 3.2: Kết quả độ ẩm của thóc theo nhiệt độ ngâm và thời gian ngâm ………….74

Bảng 3.3: Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau nấu theo tỷ lệ gạo/nước ………89

Bảng 3.4: Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau nấu theo thời gian nấu ………90

Bảng 3.5: Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau hấp theo tỷ lệ gạo/nước ………….91

Bảng 3.6: Kết quả đánh giá cảm quan cơm theo thời gian hấp ……….………92

Bảng 3.7: Kết quả đánh giá cảm quan cơm theo thời gian luộc ……….………93

Bảng 3.8: Kết quả so sánh đánh giá cảm quan cơm bằng 3 phương pháp hồ hóa ………96

Bảng 3.9: Kết quả khảo sát thời gian hấp thóc ………99

Bảng 3.10: Kết quả khảo sát thời gian ủ nóng thóc .………101 Bảng 3.11: Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau phục hồi ………107 Bảng 3.12: Hạch toán kinh tế sơ bộ cho sản phẩm cơm sấy ăn liền bổ sung sắt …112 Bảng 3.13: Hạch toán kinh tế sơ bộ cho sản phẩm gạo đồ bổ sung sắt ………113

DANH MỤC HÌNH



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Hình 1.1: Tế bào hồng cầu ………3

Hình 1.2: Cấu tạo vòng hem ……….6

Hình 1.3: Sản phẩm cơm sấy ……… ………9

Hình 1.4: Các loại cơm ăn liền ………10

Hình 1.5: Một số sản phẩm cơm sấy trên thị trường thế giới hiện nay ………14

Hình 1.6: Cây lúa ….………26

Hình 1.7: Cấu tạo hạt lúa ………28

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hình 2.1: Hạt thóc và gạo IR64 ……… 35

Hình 2.2: Sắt sunfat ………38

Hình 2.3: Công thức phân tử sắt fumarat ……… 38

Hình 2.4: Cấu tạo Na2EDTA ……… 40

Hình 2.5: Phiếu hướng dẫn đánh giá cảm quan ……… 69

Hình 2.6: Phiếu trả lời đánh giá cảm quan ……….70

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn độ ẩm gạo sau ngâm theo thời gian ngâm ………73

Hình 3.2: Đồ thị biểu độ ẩm thóc sau ngâm theo thời gian ngâm ……….76

Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt trong gạo khi ngâm trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat ……… ………….78

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt trong thóc khi ngâm trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat … ……….79

Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt trong gạo khi ngâm trong dung dịch FeSO4:Na2EDTA và fumarat:Na2EDTA … ……… 80

Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt trong thóc khi ngâm trong

dung dịch FeSO4:Na2EDTA và fumarat:Na2EDTA … ……… 81 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt trong gạo theo nồng

độ dung dịch ngâm ……… 83 Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt trong thóc theo nồng

độ dung dịch ngâm ……… 85 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt trong gạo theo thời gian ngâm …….… 86 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt trong thóc theo thời gian ngâm …….… 88 Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn độ ẩm thóc sau hấp theo thời gian hấp ………99 Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn độ ẩm thóc sau ủ nóng theo thời gian ủ nóng………….101 Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của gạo

theo thời gian sấy ở 500C………103 Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của gạo

theo thời gian sấy ở 600C ……… 103 Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của thóc

theo thời gian sấy ở 500C ……… 105 Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ ẩm của thóc

theo thời gian sấy ở 600C ……… 105 Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn độ hấp thu nước

và độ ẩm của cơm sau khi phục hồi ………108 Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của cơm truyền thống,

cơm sấy ăn liền bổ sung sắt và cơm gạo đồ bổ sung sắt ………110

MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay xã hội ngày càng phát triển về kinh tế và khoa học kỹ thuật nhưng các nước đang phát triển nói chung và Việt Nam nói riêng vẫn đang đối mặt với vấn

đề suy dinh dưỡng, thấp còi và những thiếu hụt về vi chất dinh dưỡng ở trẻ em, trong đó thiếu vitamin A, sắt, iot là những vấn đề cần được đặt lên hàng đầu Trước tình trạng thiếu hụt vi chất dinh dưỡng nghiêm trọng đó ngày 31/5/2009 Bộ Y tế đã

tổ chức lễ phát động “Ngày vi chất dinh dưỡng năm 2009” diễn ra trên toàn quốc vào ngày 1và 2/6/2009 nhằm nâng cao nhận thức của mỗi gia đình về dinh dưỡng hợp lý; vệ sinh an toàn thực phẩm và thực hành bổ sung vitamin A, viên sắt cho bà

mẹ và trẻ em Theo các nhà dinh dưỡng, có khoảng 40 loại vi chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể Vi chất dinh dưỡng (vitamin A, sắt, iot ) là những thành tố quan trọng cho phát triển về thể chất, tăng trưởng và trí tuệ Thiếu vitamin A gây mù dinh dưỡng, tăng nguy cơ tử vong, kìm hãm sự phát triển thể lực, trí tuệ Thiếu sắt gây thiếu máu dinh dưỡng, làm giảm khả năng lao động, khả năng học tập và tăng bệnh tật Thiếu iot gây bệnh đần độn, kém phát triển trí tuệ, ảnh hưởng đến bào thai, Sự thiếu hụt vi chất dinh dưỡng là nguyên nhân ảnh hưởng đến sự kém phát triển về

tầm vóc của trẻ em và tầm vóc của người Việt Nam trong tương lai

Trước thực trạng đó các giải pháp cho bệnh thiếu sắt đã được đưa ra: Thay đổi khẩu phần ăn thêm đa dạng phong phú để cải thiện tình trạng dinh dưỡng và tính sinh khả dụng của sắt, dùng thuốc bổ sung sắt, thực phẩm bổ sung sắt Thay đổi khẩu phần ăn thêm đa dạng phong phú để cải thiện tình trạng dinh dưỡng và tính sinh khả dụng của sắt là phương pháp tốt nhất, nhưng thức ăn có tính sinh khả dụng của sắt cao như thịt, cá thì khá đắt so với thu nhập của người dân ở những vùng thiếu sắt Sử dụng thuốc bổ sung sắt chỉ có hiệu quả ngay tại thời điểm dùng, ví dụ suốt thời kỳ mang thai, nhưng sự không ổn định về tính chất của nó lâu dài là một hạn chế lớn Thực phẩm bổ sung sắt được đánh giá là phương pháp có hiệu quả lâu dài tốt nhất, là phương pháp có hiệu quả nhất để cải thiện tình trạng bệnh thiếu hụt

tuy nhiên ở các nước đang phát triển thực phẩm bổ sung sắt cho đến thời điểm này vẫn chưa có tác động mạnh mẽ Vài nghiên cứu gần đây sử dụng các phương pháp mới để bổ sung sắt vào thực phẩm và đảm bảo đầy đủ về tính sinh khả dụng của sắt

đã chứng minh được thực phẩm bổ sung sắt là một xu hướng hiệu quả và hợp lý cho giải pháp về bệnh thiếu hụt sắt ở các nước đang phát triển

Đứng trước nhu cầu đó, từ một nguồn lương thực dồi dào cần thiết cho bữa

ăn hàng ngày, một hướng nghiên cứu được đặt ra: “Nghiên cứu chế biến gạo bổ sung sắt”

Hướng nghiên cứu chế biến gạo bổ sung sắt dựa trên cơ sở của phương pháp chế biến gạo đồ và chế biến cơm sấy ăn liền để tạo ra hai dạng sản phẩm dinh dưỡng là gạo đồ bổ sung sắt và cơm sấy ăn liền bổ sung sắt

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU:

Xuất phát từ nhu cầu trên, mục tiêu nghiên cứu được đặt ra bao gồm:

 Tính toán nhu cầu vi chất sắt của tất cả các nhóm đối tượng từ đó đưa ra khối lượng vi chất sắt cần bổ sung

 Khảo sát khả năng hấp thu của các hợp chất sắt vào thóc và gạo khi có và không có chất hổ trợ sự hấp thu sắt Na2EDTA

 Khảo sát thời gian ngâm, nhiệt độ ngâm, và nồng độ dung dịch sắt dùng để

ngâm thóc và gạo

 Khảo sát thời gian, nhiệt độ ủ nóng và hấp thóc trong quá trình chế biến gạo

đồ

 Chọn phương pháp hồ hóa gạo nhằm tạo cho cơm cấu trúc tốt nhất

 Khảo sát chế độ sấy và khả năng tái hấp thu nước của cơm sau sấy

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 SẮT

1.1.1 Sắt trong cơ thể [5]

Cơ thể chứa 3 – 4 gam sắt Trong đó 2,5 gam sắt chứa ở hemoglobin, khoảng

400 mg chứa ở myoglobin Sắt được dự trữ trong cơ thể dưới dạng liên kết với phân

tử ferritin, và chúng tồn tại ở gan Ở nam, sắt được dự trữ nhiều hơn ở nữ, do người

nữ sẽ tiêu thụ sắt trong giai đoạn kinh nguyệt, mang thai và cho con bú

Phần lớn sắt trong cơ thể được tích trữ và được tái sử dụng lại bằng cách sử dụng sắt từ những tế bào máu đã già Các tế bào hồng cầu khi đã già sẽ bị thoái hoá, đại thực bào sẽ lấy sắt từ những tế bào đó mang cho transferrin Phức hợp transferrin – sắt được tạo thành sẽ đi vào máu Các tế bào hồng cầu mới được tạo thành phần lớn từ việc tái tạo từ tế bào mới

Cơ thể mỗi ngày tiêu thụ 20 mg sắt để tạo tế bào hồng cầu, phần lớn được tái

sử dụng lại từ tế bào hồng cầu già

Hình 1.1:Tế bào hồng cầu

Tuy nhiên, con người vẫn mất một lượng nhỏ cố định sắt qua mồ hôi, đường

bình là 1mg sắt một ngày đối với nam và 1,5 – 2 mg một ngày đối với nữ khi ở chu

kỳ kinh nguyệt Nếu bị các bệnh về ký sinh trùng trong ruột thường mất sắt nhiều hơn Việc mất sắt đòi hỏi con người tiếp tục hấp thu sắt thông qua thành tá tràng của ruột được thực hiện nhờ cơ chế hấp thụ sắt, khi lượng sắt trong cơ thể đã đủ, sự hấp thu sắt được ngăn lại để tránh quá tải sắt Ngoài ra, việc bổ sung sắt quá nhiều

có thể gây ngộ độc sắt Việc đưa vào cơ thể một lượng sắt quá lớn sẽ gây tổn hại gan, tim và một số cơ quan trong cơ thể Thông thường, việc quá tải sắt chỉ có thể là

do uống thuốc quá liều, chứ không quá tải sắt do ăn thức ăn

1.1.2 Sắt trong thức ăn [7]

Trong thức ǎn sắt tồn tại ở dạng hem và ở dạng non – hem Hem là thành phần của hemoglobin và myoglobin, có trong thịt, cá và máu, tỷ lệ hấp thu sắt hem cao, khoảng 20 – 30% hàm lượng sắt hem có trong thức ăn Sắt non – hem có chủ yếu ở ngũ cốc và rau củ, tỷ lệ hấp thu thấp hơn và tùy theo sự có mặt của các chất

hỗ trợ hay ức chế trong khẩu phần ǎn, tỷ lệ này dao động dưới 5% đối với thức ăn thực vật, 16 – 22% đối với thịt và thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố có mặt trong thức ăn Các chất hỗ trợ hấp thu sắt là vitamin C, các chất giàu protein Các chất ức chế hấp thu sắt là các phytat, tanin Ngoài ra tình trạng sắt trong cơ thể cũng ảnh hưởng tới sự hấp thu sắt

Có thể chia các loại khẩu phần thường gặp ra làm 3 loại:

- Khẩu phần có giá trị sinh học thấp (sắt được hấp thu khoảng 5%): chế độ

ǎn đơn điệu chủ yếu là ngũ cốc, củ, lượng thịt hoặc cá dưới 30 gam hoặc lượng vitamin C dưới 25 mg

- Khẩu phần có giá trị sinh học trung bình (sắt được hấp thu khoảng 10%): khẩu phần có từ 30 – 90 gam thịt cá hoặc 25 – 75 mg vitamin C

- Nếu một khẩu phần có đủ cả 2 tiêu chuẩn trên sự hấp thu sắt sẽ tǎng lên rõ rệt, ngược lại nếu có nhiều yếu tố ức chế (chè, cà phê) sẽ cản trở sự hấp thu sắt

1.1.3 Tầm quan trọng của sắt đối với cơ thể [5]

Sắt là nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể Sắt tham gia vào quá trình tổng hợp hồng cầu Sắt trợ giúp trong việc vận chuyển oxy

đến các tế bào, đảm bảo quá trình nuôi sống chúng Sắt còn có chức năng dự trữ oxy cho cơ bắp, vô hiệu hóa một số thành phần lạ xâm nhập từ ngoài vào cơ thể, tham gia tổng hợp các hormon tuyến tiền liệt và giữ gìn khả năng miễn dịch Nếu thiếu sắt sẽ dẫn đến :

+ Trao đổi oxy ở tất cả các cơ quan bị ảnh hưởng, gây nên tình trạng thiếu dinh dưỡng ở tất cả các cơ quan, đặc biệt là ở não, khiến trẻ mệt mỏi, kém chú ý, kém tập trung trong học tập Kết quả học tập của trẻ bị thiếu sắt thấp hơn hẳn so với các em bình thường và khi được khắc phục tình trạng thiếu sắt thì sức học của các

em lại tăng lên rõ rệt Tuy nhiên, ở một số trường hợp trẻ còn bú mẹ bị thiếu sắt lâu ngày sẽ không thể phục hồi hoàn toàn được, dù sau đó có được bổ sung thêm

+ Nếu thiếu sắt trong cơ, bắp thịt sẽ bị nhão, trẻ chậm biết ngồi, biết đi, trẻ biếng ăn, khó ngủ, nhút nhát, lừ đừ, chậm chạp do sắt tham gia vào thành phần của

cơ và các hoạt động của enzym chuyển hóa

+ Thiếu máu, thiếu sắt là một trong những nguyên nhân gây ra bệnh tim mạch Phụ nữ mang thai bị thiếu máu dễ bị sinh non, bào thai bị suy dinh dưỡng hoặc thường bị băng huyết sau khi sinh và nhiễm trùng hậu sản Trẻ sơ sinh bị khiếm khuyết ống thần kinh thường gặp nhất là gai cột sống chẻ đôi và đó là nguyên nhân dẫn đến trẻ bị bại liệt

1.1.4 Cơ chế hấp thu sắt trong cơ thể [7]

Trong thực phẩm sắt tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ dưới dạng ion Fe(III) hay ion Fe(II) Trước khi được hấp thu vào cơ thể những ion đó phải được phóng thích ra khỏi những hợp chất hữu cơ thực phẩm mà nó kết hợp Cơ thể có thể hấp thụ cả hai dạng Fe(II) và Fe(III), nhưng Fe(II) được hấp thu nhiều và dễ dàng hơn Fe(III) Quá trình hấp thu sắt bắt đầu tại dạ dày nhưng chủ yếu diễn ra tại tá tràng (đoạn đầu ruột non) và một phần nhỏ được hấp thu ở những phần sau tá tràng Các thí nghiệm cho thấy hầu hết Fe(III) trong thực phẩm khi vào môi trường axit của dạ dày, Fe(III) bị khử cho ra Fe(II) trước khi được hấp thu qua màng ruột non vào máu Pepsin tách sắt khỏi các hợp chất hữu cơ và chuyển thành dạng gắn với các

những hợp chất protein, axit amin tạo ra hợp chất gọi là những tác nhân chelating, nhờ đó sắt đi qua tế bào của màng ruột non

Axit clohydric và vitamin C có thể khử Fe(III) thành Fe(II) để dễ hấp thu Sự kiểm soát quá trình hấp thu sắt và lượng sắt được hấp thu vào máu phụ thuộc vào nhu cầu sắt của cơ thể và kho dự trữ sắt của cơ thể Sắt được hấp thu ở ruột nhờ apoferritin do gan sản xuất, bài tiết theo mật vào tá tràng Apoferritin gắn với sắt tự

do hoặc với sắt của hemoglobin, myoglobin để tạo thành transferrin.Transferrin gắn vào receptor tế bào niêm mạc ruột, rồi vào máu Sắt được hấp thu rất chậm và rất ít, mặc dù sắt được ăn vào theo thức ăn là khá nhiều Trong máu, sắt được kết hợp với một globulin là apotransferrin để tạo thành transferrin vận chuyển trong huyết tương Sắt được vận chuyển tới các mô đặc biệt: tổ chức võng - nội mô và gan Tại đây, sắt được giải phóng ra và được tế bào hấp thu Trong bào tương, sắt kết hợp với một protein là apoferritin để tạo thành ferritin là dạng dự trữ sắt Một lượng nhỏ sắt được dự trữ ở dạng hemosiderin trong tế bào

Khi apoferritin trong cơ thể bão hoà sắt thì transferrin không giải phóng sắt cho các mô và cũng không nhận sắt từ ruột, hấp thu sắt bị ngừng lại Khi cơ thể thừa sắt, gan giảm sản xuất apoferritin làm cho apoferritin trong máu và mật giảm

và cũng làm giảm hấp thu sắt

Hình 1.2: Cấu tạo vòng hem

1.1.5 Một số lưu ý khi sử dụng thực phẩm bổ sung sắt [6][22][23]

1.1.5.1 Các hợp chất làm giảm sự hấp thu sắt [23]

Trà và cà phê được uống cùng bữa ăn hay uống trong vòng 1 giờ sau bữa ăn cũng sẽ làm giảm sự hấp thu sắt, do polyphenol có trong trà và cà phê có thể làm giảm 79% sự hấp thu sắt do tạo phức không hoà tan trong ruột Tránh sử dụng kháng sinh trong 2 giờ trước và sau khi dùng sắt fumarat

Khẩu phần ăn giàu canxi và photpho có thể làm giảm 50% sự hấp thu sắt Khẩu phần có mangan cao ức chế hấp thu sắt do cạnh tranh hấp thu với sắt

1.1.5.2 Các chất làm tăng sự hấp thu sắt [22]

Các thực phẩm giàu vitamin C (như là nước ép quả citrus, rau quả tươi) khi

sử dụng với một lượng nhỏ thực phẩm chứa sắt Hem như thịt sẽ làm tăng lượng sắt non – Hem được hấp thu từ ngũ cốc, đậu và những rau quả khác Sữa, trứng, rau bina, cà phê, trà có thể làm giảm sự hấp thu sắt non – Hem từ thực phẩm

1.1.5.3 Một vài ảnh hưởng khi sử dụng sắt [6]

Có thể gây ra cào ruột, táo bón, ợ nóng ở những ngày đầu tiên sử dụng khi

cơ thể có phản ứng Sắt có thể làm cho phân trở nên màu đen, do lượng sắt không được hấp thu và nó không có hại Nếu các triệu chứng đau bao tử, đau ngực, da lạnh, môi xanh và móng tay xanh tăng lên, phải báo với bác sĩ Ngoài ra, sắt có thể làm biến màu răng

Sử dụng vượt quá lượng sắt giới hạn sẽ gây ra nhiều triệu chứng nguy hiểm Một số dấu hiệu là: tình trạng cơ thể lơ mơ, buồn nôn, đau bao tử, nôn mửa, tiêu chảy ra máu, ho ra máu, mạch đập yếu, khó thở, da xanh xao, lạnh, môi xanh…

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP BỔ SUNG SẮT VÀO THỰC PHẨM ĐÃ ĐƯỢC THỰC HIỆN

1.2.1 Một số thực phẩm bổ sung sắt đã được thực hiện ở các nước [28]

Việc bổ sung sắt vào thực phẩm đã được thực hiện ở một số nơi với các loại nguyên liệu khác nhau:

- Ở Venezuela vào năm 1993, chính phủ đã thực hiện chương trình bổ sung sắt để làm tăng lượng sắt vào bột mì và sau đó là bột bắp

- Ở Trung Quốc, bổ sung sắt vào nước tương cũng cho kết quả khả quan

- Những nghiên cứu ở Ấn Độ thực hiện bổ sung sắt vào muối Tương tự, có thể bổ sung vào đường tinh luyện với NaFeEDTA

- Ở các nước Đông Nam Á, bổ sung sắt vào nước mắm đã thành công với NaFeEDTA

- Gạo cũng là một nguyên liệu bổ sung sắt khả thi ở những quốc gia lương

thực chính là gạo

1.2.2 Một số quy trình chế biến gạo bổ sung sắt đã được thực hiện [13][14][25]

* Ở Philipin, việc bổ sung các chất dinh dưỡng như niaxin (vitamin B3), thiamin (vitamin B1), sắt đã được thực hiện từ năm 1940 Ban đầu, họ bổ sung với

tỷ lệ 12 mg sắt trên 1 gam gạo, phối trộn sắt với gạo theo tỷ lệ 1:200, với dự kiến lượng gạo tiêu thụ hàng ngày là 300 g, chỉ tiêu này sẽ đáp ứng 100% nhu cầu sắt đối với người tiêu dùng Nhưng thực tế, một số người lại tiêu thụ gạo nhiều hơn Do đó, phương pháp bổ sung sắt đã giảm chỉ còn 6 mg sắt trên 1 gam gạo, với tỉ lệ phối trộn như cũ

Quá trình bổ sung sắt được thực hiện qua các bước sau đây [25]

- Dung dịch sắt sunfat được chuẩn bị trước và đổ vào thiết bị chứa

- Dung dịch sắt trong thiết bị chứa được bơm vào một thiết bị trộn, phun lên hạt gạo Quá trình phun được thực hiện trong thiết bị trộn để gạo thấm đều dung dịch

- Gạo được phối trộn sau đó sẽ được làm khô

Phương pháp này có ưu điểm là ít bước thực hiện, nhưng có nhược điểm là sắt áo một lớp bên ngoài hạt gạo gây cảm quan không tốt khi ăn, có thể mất mát một hàm lượng sắt trong quá trình bảo quản [14]

* Quy trình được thử nghiệm ở Australia dành cho thóc [13]

Lượng sắt được đưa vào là 5,58; 11,16; 16,74 và 22,32 gam sắt trên 100 g thóc (hàm ẩm là 13%) Ngâm nhiệt độ phòng trong 24 h, hấp ở 1100C trong 10 phút

và sấy đến độ ẩm 11%

Chúng ta có thể bổ sung vào gạo một lượng sắt gấp 20 – 50 lần lượng sắt có trong gạo Bổ sung sắt bằng quy trình đồ gạo giúp sắt đi vào tận bên trong nội nhũ hạt thông qua các rãnh trên đường sống lưng của hạt gạo Do đó, khả năng giữ lại của sắt được bổ sung vào trong gạo tăng hơn 50 –100% thậm chí ngay cả sau khi vo gạo nhiều lần trước khi nấu [13]

1.3 CƠM SẤY ĂN LIỀN

1.3.1 Định nghĩa

Cơm sấy là một dạng sản phẩm cơm ăn liền, trong đó gạo sau khi qua quá trình hồ hoá sẽ được sấy khô Khi sử dụng chỉ cần ngâm trong nước thường hay nước ấm vài phút là trở thành cơm

Hình 1.3: Sản phẩm cơm sấy

1.3.2 Phân loại cơm ăn liền [15]

Cơm ăn liền được chia ra làm 3 loại sau:

1.3.2.1 Cơm chế biến (Retort rice)

Sản phẩm được giới thiệu đầu tiên tại Nhật năm 1971 Cơm được hàn kín trong các túi plastic, có tráng bạc và khử trùng ở 120oC Nó được bảo quản từ 3 – 6 tháng ở nhiệt độ phòng

Cơm chế biến ngoài gạo tẻ, còn cho thêm thịt gà (theo kiểu Nhật) Trước khi

sử dụng người ta ngâm nguyên bao trong nước nóng khoảng 10 – 15 phút hoặc đâm thủng 2 – 3 lỗ trên bao, hay đổ ra đĩa và làm nóng trong lò vi ba 1 – 2 phút

1.3.2.2 Cơm đóng hộp (Canned rice)

Cơm đóng hộp được sử dụng hơn 80 năm Là sản phẩm tiên phong của cơm chế biến

Gạo trắng với nước hoặc với nước súp hay gia vị khác được cho vào hộp thiếc, hấp khoảng 30 phút, hàn gắn lại và khử trùng trong thiết bị 121oC trong 80 phút

Cơm đóng hộp kèm gia vị như cơm bò, cơm gà… là những thực phẩm giàu năng lượng Tuy nhiên, chúng chủ yếu dùng trong quốc phòng Hộp cơm được ngâm trong nước sôi khoảng 15 phút trước khi sử dụng

1.3.2.3 Cơm hồ hoá (Gelatinized rice)

Cơm hồ hoá được chuẩn bị bằng cách nấu cơm theo cách thông thường và sấy nhanh để sự thoái hoá tinh bột xảy ra nhỏ nhất

Cơm có độ ẩm khoảng 8%, được sử dụng như một loại thực phẩm giàu năng lượng và lương khô dùng cho đi biển và leo núi vì thời gian bảo quản lâu và trọng lượng nhẹ

Cơm hồ hoá được sử dụng sau khi hấp thu nước, nấu hay ủ ấm khoảng 10 phút và chờ khoảng 15 phút Cơm được để lạnh đông và đóng gói trong những bao plastic kín trong tủ lạnh nhanh Sản phẩm này có chất lượng rất cao nhưng không tiện lợi trong sử dụng

Hình 1.4: Các loại cơm ăn liền

1.3.3 Ưu nhược điểm của sản phẩm

1.3.3.1 Ưu điểm

 Ưu điểm chính của cơm sấy là thời gian nấu nhanh chóng Thông thường, sản phẩm cơm sấy ăn liền có thể sử dụng sau khi ngâm sản phẩm trong nước ấm với thời gian 5 phút thì cơm thành phẩm cho chất lượng tốt nhất Một vài sản phẩm có thể sử dụng ngay trong khoảng chưa đầy 3 phút

 Góp phần đa dạng hoá các sản phẩm từ gạo, tăng giá thành của gạo thô

 Một ưu điểm khác là khi bổ sung các nguyên liệu khác như cà rốt, đậu, nấm, bông cải…, và các hương liệu như hương thịt gà, thịt bò, tôm… có thể đa dạng hoá các sản phẩm cơm sấy ăn liền làm cho bữa ăn phong phú và hoàn thiện hơn Các công ty như Uncle Ben’s, Kraft và Rice – A – Roni đã sản xuất ra các dạng tiền hương khác nhau đã được bao gói rất thuận tiện

1.3.3.2 Nhược điểm

 Sản phẩm cơm sấy ăn liền có giá thành cao hơn sản phẩm cơm bình thường

 Trong gạo còn có một số các khoáng chất như P, Mg, K Trong khi đó, trong sản phẩm cơm sấy thì hàm lượng khoáng này cùng với các chất khác như cacbohydrat, protein và cả lượng calo cung cấp cho cơ thể đều ít hơn cơm chế biến theo cách thông thường

Trong quá trình chế biến, cơm sấy cũng mất đi một số hương vị, nhưng các công ty thực phẩm đã bổ sung thêm các phụ gia từ cỏ, thảo mộc và hương thơm để làm tăng thêm khẩu vị cho sản phẩm Ngoài ra, cơm sấy được bổ sung thêm các chất dinh dưỡng như các vitamin nhóm B: thiamin (B1), axit folic (B9), niaxin (B3)

và ion sắt

1.3.4 Lịch sử hình thành và phát triển sản phẩm cơm sấy [15]

Lịch sử nghiên cứu và phát triển của cơm sấy bắt đầu từ những năm cuối của thập niên 40 bắt đầu được tập đoàn General Foods Corporation đưa ra thương mại hoá với tên gọi ban đầu là “Minute Rice” Kể từ đó, sản phẩm cơm sấy phát triển mạnh mẽ và kéo dài liên tục suốt gần 60 năm

 Tháng 4/1948, lần đầu tiên Ozai – Durrani đã hoàn thành công nghệ sản xuất cơm sấy Loại cơm sấy đầu tiên này có khả năng nở gấp đôi hạt gạo ban đầu Cơm sấy theo công nghệ Ozai – Durrani này còn được gọi là “Minute Rice I” với thời gian chuẩn bị giảm còn 10 – 13 phút, giảm hơn phân nửa thời gian so với cơm được chế biến thông thường

 Quy trình tiếp theo trong quá trình phát triển của cơm ăn liền là phát minh của Robert (9/9/1952) Đầu tiên hạt gạo được ngâm trong nước ở nhiệt độ phòng, sau đó đun sôi bằng nước trong khoảng thời gian ngắn (1 – 3 phút) để tăng hàm ẩm của gạo lên khoảng 45 – 55%

 Giai đoạn đầu sấy ở 200oC: hạt gạo sẽ được hồ hoá bởi nhiệt độ cao, bề mặt hạt mau chóng khô và cứng chắc để giữ cấu trúc tơi xốp cho hạt

 Giai đoạn 2 giảm nhiệt độ sấy xuống còn 100oC: để giảm hàm ẩm của hạt xuống còn 10 – 15%, hoàn tất quá trình sấy gạo, tránh cho hạt gạo hoá nâu

Sản phẩm của quá trình này giảm thời gian chuẩn bị chỉ còn khoảng 5 phút

 Năm 1955, Flynn và Hollis đã mô tả quá trình cải tiến quy trình sản xuất cơm sấy như sau: Gạo được ngâm trong nước để tăng ẩm lên đến 25 – 30%, sau đó đem hấp ở áp suất khí quyển để duy trì ẩm ở khoảng 30 – 35% Sau đó lại ngâm tiếp trong nước ở 40 – 90oC để tăng ẩm lên 60 – 70%, làm ráo, rửa nhẹ, sấy ở điều kiện thích hợp để duy trì cấu trúc xốp cho hạt

 Vài năm sau, 1958, sáng chế của Hollis và Miller đã có những cải tiến quan

trọng như sau:

 Gạo trắng thô được sấy bằng không khí cưỡng bức ở 95oC trong khoảng 15 phút Gạo sau khi bị nứt được ngâm ngập trong nước nóng 90oC và đem nấu trong khoảng 10 phút, hàm ẩm tăng lên 60%

 Hấp ở áp suất khí quyển trong vòng 10 phút Cuối thời điểm này, hạt gạo đã được hồ hoá đồng đều, hoàn toàn và có độ ẩm 70%

 Cơm được rửa bằng nước lạnh khoảng 2 phút để tạm dừng quá trình nấu và loại bỏ tạp chất Sau đó, làm ráo nước và chuyển cơm lên thiết bị sấy liên tục với bề

dày lớp cơm khoảng 2,5 cm, nhiệt độ không khí là 121oC, vận tốc khí khoảng 0,9 m/s

Quá trình này để sản xuất cơm sấy với tên gọi “Minute Rice II”, sản phẩm này chỉ cần khoảng 5 phút để chuẩn bị trước khi sử dụng

Phát minh năm 1964 của Gorozpe là một quá trình tạo các vết nứt và nhiều bước xử lý ngâm và hấp Gạo được tạo các vết nứt bằng cách xử lý bởi không khí nóng ở 50 – 120oC và hydrat hoá trong nước ở dưới nhiệt độ hồ hoá

 Từ năm 1969, các nhà khoa học tập trung chuyển hướng sang nghiên cứu việc sử dụng các dung dịch ngâm bằng các muối vô cơ nhằm làm giảm sự kết dính giữa các hạt trong quá trình nấu cơm Lewis (1969) mô tả việc sản xuất cơm sấy bằng cách xử lý trong natri clorua, nó sẽ ngấm vào gạo trong dung dịch NaCl bão hoà ở nhiệt độ khoảng 80oC Nhờ đó, gạo ít nhất đã bị hồ hoá 1 phần, lượng NaCl hấp thu vào gạo khoảng 25 – 100% khối lượng Sau khi thanh trùng, sản phẩm được

ổn định trong mọi môi trường và có khả năng đề kháng với các sâu bệnh và vi sinh vật

 Yasumat (1971) đã dùng 2 bước ngâm và hấp để hồ hoá tinh bột Sau khi gạo được ngâm và hấp, nó được ngâm lần thứ 2 trong nước có chứa dầu ăn và chất hoạt động bề mặt Sản phẩm sau đó được hấp và được hồ hoá hoàn toàn Dầu được sử dụng để làm các hạt gạo được rời nhau Gạo được sấy ở 30 – 100oC cho đến khi độ

ẩm giảm đạt 8 – 20% Sau đó tăng nhiệt độ lên tới 200 – 400oC trong khoảng 3 – 30 giây

 Năm 1976, phát minh của Li được miêu tả như sau: gạo được rửa sạch và ngâm trong 0,3% NaOH ở 40oC trong 2 giờ, sau đó trung hoà với HCl rửa sạch lại với nước Thêm hemixenluloza (10 m/g) vào thùng xử lý Sau 2 giờ ở nhiệt độ

40oC, hạt gạo được làm mềm dẻo và phồng nở ra Sau đó đem nấu hoặc hấp theo các phương pháp thông thường Khi hấp cho thêm 0,3% glyxerin để ngăn sự kết dính thành khối Sau khi đem sấy, sản phẩm cho vị ngon

 Đến năm 1985, gạo được ngâm trong hỗn hợp dung dịch 1% natri xitrat–

phút, sau đó gạo được sấy thăng hoa đến độ ẩm 20% rồi sấy đối lưu đến độ ẩm 12% Sản phẩm này được sử dụng sau 5 phút chuẩn bị

Hình 1.5: Một số sản phẩm cơm sấy trên thị trường thế giới hiện nay

 Năm 1999, người ta đã tối ưu hoá quá trình sấy buồng, quá trình này dễ linh hoạt và phù hợp với những loại gạo khác nhau (dài, trung bình, ngắn) Sự trao đổi nhiệt trong thiết bị sấy buồng khoảng 5 phút ở nhiệt độ 160 – 2000C, để cải thiện cấu trúc và khả năng phục hồi của cơm sấy

 Vào năm 2000, tiến hành nghiên cứu việc ngâm gạo trong hỗn hợp dung dịch natri xitrat và canxi clorua Đồng thời, nghiên cứu ảnh hưởng của 2 quá trình sấy bằng khí đối lưu với sấy thăng hoa

 2003: Gạo được ngâm ở 50 – 700C, sau đó được nấu với tỷ lệ gạo/nước 1:2 ở

1000C và áp suất 1,5 atm Sau nấu, độ ẩm khoảng 60 – 65% và được hồ hoá khoảng

80 – 90% Tiếp đó, cơm sấy 7 phút ở 1500C Cơm được sử dụng sau khi chế nước sôi 5 phút

1.3.5 Giá trị dinh dưỡng

Giá trị dinh dưỡng trong bảng sau được tính trên 100 g của mỗi loại sản phẩm cơm sấy đóng hộp từ những nguồn nguyên liệu khác nhau

Bảng 1.1: Giá trị dinh dưỡng của một số sản phẩm cơm sấy [33]

Loại gạo Gạo trắng

Thái

Gạo lứt Thái

Gạo trắng Thái (loại hạt dài)

 Vật lý: nhiệt độ tăng nhẹ do có ma sát tác động lên hạt gạo

 Hoá học: một số chất dinh dưỡng hòa tan vào nước vo gạo

Bao gói

 Lực vò: lực vò càng lớn, lớp aleurone có khả năng bị tách ra càng nhiều, gây

tổn thất dinh dưỡng cho sản phẩm

 Thời gian: Thời gian vo gạo càng lâu, các chất hòa tan sẽ nhanh chóng hòa

tan hết vào trong dịch vo gạo gây tổn thất dinh dưỡng

 Vật lý: nhiệt độ hạt gạo tăng, cấu trúc hạt gạo thay đổi do bị nứt hạt

 Hoá lý: nước trong hạt gạo bốc hơi làm cho bề mặt hạt gạo bị nứt, gãy

 Vi sinh: vi sinh vật bị tiêu diệt 1 phần, các enzym trong gạo bị ức chế

 Nhiệt độ: quá cao sẽ làm cho hạt gạo bị sẫm màu, hạt bị vỡ, làm mất tính

cảm quan của sản phẩm Nếu quá thấp, thời gian sấy gạo sẽ bị kéo dài

 Thời gian: ngắn thì không đủ năng lượng cung cấp cho nước bốc hơi nhanh

chóng Thời gian kéo dài sẽ làm cho hạt gạo bị sẫm màu, làm mất cảm quan của sản phẩm

1.3.8 Ngâm

a Mục đích

 Tạo điều kiện cho nước xâm nhập vào bên trong hạt gạo, làm cho hạt gạo

 Tăng hàm ẩm của khối nguyên liệu

b Cơ sở khoa học

Do chênh lệch áp suất thẩm thấu và chênh lệch nồng độ chất tan giữa môi trường bên trong và bên ngoài hạt gạo

c Biến đổi

 Vật lý: sự trương nở của tinh bột làm tăng thể tích hạt gạo, tăng ẩm cho

nguyên liệu, độ cứng hạt gạo giảm

 Hoá học: protein trong hạt gạo bị biến tính khi ngâm ở nhiệt độ cao

 Hoá lý: có sự hoà tan các chất dinh dưỡng tan trong nước, gây tổn thất dinh

dưỡng cho sản phẩm

d Các yếu tố ảnh hưởng

 Nguyên liệu: tùy vào loại gạo mà tỷ lệ amyloza/amylopectin khác nhau, do

đó khả năng trương nở cũng khác nhau, điều này ảnh hưởng tới tốc độ và khả năng trương nở, hấp thu nước của hạt tinh bột trong dung dịch ngâm

 Dung dịch ngâm: tuỳ vào bản chất dung dịch ngâm mà các thông số kỹ

thuật sẽ khác nhau, đồng thời khả năng hút nước của nguyên liệu cũng sẽ khác nhau

Bảng 1.2: Ảnh hưởng của dung dịch ngâm lên tỷ lệ hấp thu nước của gạo [20]

Thời gian ngâm Nước:gạo

(w/w) DD muối 1% DD muối 3%

 Thời gian: thời gian ngâm quá dài thì làm cho khối hạt bị vữa, tổn thất các

chất dinh dưỡng tan trong nước

 Nhiệt độ: trong cùng một khoảng thời gian nhất định, nhiệt độ càng cao thì

động lực của quá trình càng lớn, lượng nước hấp thu vào trong hạt gạo càng nhiều Tuy nhiên, nhiệt độ ngâm càng cao có thể làm cho hạt gạo giảm độ trắng Nhiệt độ càng thấp thì càng làm tăng thời gian ngâm

 Áp suất ngâm: áp suất ngâm khác nhau sẽ làm cho khả năng hút ẩm khác

nhau ở cùng một khoảng thời gian và nhiệt độ

1.3.9 Hồ hoá

a Mục đích

Nhằm hồ hóa hoàn toàn gạo nguyên liệu để làm chín sản phẩm

b Biến đổi

 Vật lý: nhiệt độ tăng, độ nhớt dung dịch tăng, dung dịch trở nên đục hơn, độ

cứng hạt gạo tiếp tục giảm

 Hoá học: nước tấn công vào tinh bột mạnh mẽ, bẻ gãy các liên kết hydro của

tinh bột, một số các phân tử tinh bột bị hydrat mạnh mẽ nên hoà tan vào trong nước

 Vi sinh: nhiệt độ lên cao làm tiêu diệt một số vi sinh vật ưa lạnh, vô hoạt

một số enzym

c Các yếu tố ảnh hưởng

 Nhiệt độ hồ hóa: nhiệt độ hồ hóa tinh bột khoảng 60  1000C, nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm cho tinh bột hòa tan hết vào trong nước tạo thành dạng keo, không

có lợi cho cấu trúc sản phẩm

 Thời gian hồ hoá:

Thời gian hồ hóa dài thì mức độ hồ hóa càng cao, tuy nhiên nếu quá dài sẽ ảnh hưởng xấu đến cấu trúc hạt, hạt dễ nứt, vỡ

 Áp suất hồ hoá: Áp suất càng cao, động lực cho quá trình càng lớn, nước có

nhiều năng lượng hơn để chui vào bên trong hạt gạo và kết hợp với các phân tử tinh bột giúp quá trình hồ hóa càng diễn ra nhanh hơn

 Nguyên liệu: cấu trúc mạng lưới mixen trong hạt tinh bột ảnh hưởng mạnh

mẽ đến quá trình hồ hóa tinh bột, bao gồm hình dáng, kích thước phân tử, khối lượng phân tử, tỷ lệ giữa amyloza và amylopectin, mức độ phân nhánh và chiều dài của nhánh amylopectin Ngoài ra mức độ hồ hóa còn tùy vào độ ẩm của hạt gạo trước khi hồ hóa

1.3.10 Sấy

a Mục đích

 Tiêu diệt và ức chế hoàn toàn vi sinh vật gây hại

 Đưa sản phẩm về độ ẩm tối thích để bảo quản

b Biến đổi

 Vật lý: nhiệt độ tiếp tục tăng Thay đổi hàm lượng các chất dinh dưỡng có

trong hạt cơm

 Hoá lý: có sự bốc hơi nước từ trong hạt cơm

 Vi sinh: vi sinh vật gây hại bị tiêu diệt hoặc ức chế hoàn toàn

c Các yếu tố ảnh hưởng

 Phương pháp sấy: tùy vào phương pháp sấy khác nhau mà chất lượng dinh

dưỡng, cảm quan của sản phẩm là khác nhau

 Thời gian: quá dài sẽ làm cho hạt cơm sậm màu Quá ngắn thì không đảm

bảo được an toàn vi sinh thực phẩm

 Nhiệt độ: nhiệt độ quá cao sẽ làm cho hạt bị cháy Nếu quá thấp sẽ kéo dài

thời gian sấy, tốn chi phí năng lượng

 Độ ẩm cuối cùng: tùy vào độ ẩm cuối cùng của sản phẩm mà nhà sản xuất

yêu cầu mà cần phải tối ưu hoá các thông số kỹ thuật khác

1.4 GIỚI THIỆU VỀ GẠO ĐỒ

Quá trình sản xuất gạo bổ sung sắt dựa trên cơ sở của quá trình sản xuất gạo

đồ Do đó phần này sẽ trình bày tổng quan về gạo đồ

Đồ gạo là 1 phương pháp chế biến nhờ sự tác động nhân tạo của nước (hơi nước), nhiệt, nhằm cải thiện tính chất công nghệ của gạo Sản phẩm của quá trình chế biến đó là gạo đồ

Hay nói cách khác gạo đồ là sản phẩm của quá trình: ngâm – hấp – ủ nóng – sấy – làm nguội hạt gạo

1.4.1 Lịch sử kỹ thuật đồ gạo [4]

Kỹ thuật đồ gạo có lịch sử hình thành và phát triển lâu đời, nó đã được áp dụng ở nhiều nước châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Malaysia, và ở châu Phi, v.v…Ở một số nơi của Ấn Độ (đông Bengalia, Bikha Orissa) sản xuất gạo đồ đạt 90% tổng số gạo Trong những năm gần đây, gạo đồ sản xuất theo công nghệ hiện đại đã được nghiên cứu và áp dụng ở các nước Châu Âu và Châu Mỹ Ở nước ta, sản xuất gạo đồ cũng có từ khá sớm, hiện nay vẫn còn sản xuất ở một số nơi, nhưng theo quy mô nhỏ và thủ công

1.4.2 Quy trình công nghệ sản xuất gạo đồ [3][4]

1.4.3 Giải thích quá trình chế biến gạo đồ [2][3][4]

1.4.3.1 Quá trình ngâm

Mục đích chính của quá trình ngâm thóc nhằm mang một lượng ẩm từ môi trường vào trong nội nhũ hạt Trong quá trình truyền khối này, nước sẽ hoà tan một phần các vitamin và khoáng từ lớp vỏ và aleurone di chuyển vào trong nội nhũ

Nhờ quá trình ngâm mà thóc hấp thu nước nhanh và đồng đều Nhiệt độ nước càng thấp, thời gian ngâm càng lâu Tuy nhiên nhiệt độ ngâm không nên vượt quá nhiệt độ hồ hóa của hạt (hồ hóa là quá trình mà các hạt tinh bột chuyển sang dạng sệt, các sợi tinh bột lắp đầy và gắn các lỗ trống lại với nhau trong hạt) Thời gian ngâm có thể được rút ngắn bằng cách ngâm nó trong nước nóng

Thóc được ngâm trong nước ở nhiệt độ (20 – 300C) trong thời gian 36 – 48 giờ để đạt được ẩm 30%, trong nước nóng (40 – 600C) thì từ 5 – 8 giờ Nếu ngâm trong thời gian dài, các chất hòa tan trong thóc sẽ hòa tan vào nước, hạt bắt đầu nảy mầm, tinh bột xuất hiện sự lên men Nhiệt độ nước và thời gian ngâm ảnh hưởng lên độ hòa tan các chất trong gạo như là màu, mùi và vị Hàm lượng khoáng, sunfit

và pH của nước ngâm cũng ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình ngâm

Suốt quá trình ngâm bằng nước nóng (60 – 650C), hạt hấp thụ nước nhanh và đạt độ ẩm 30 – 35% trong 5 đến 8 giờ phụ thuộc vào các quá trình khác nhau Quá trình hô hấp và sự lên men bị hạn chế

Sau khi ngâm, hạt được làm ráo nước và hàm ẩm đạt khoảng 30% cho quá trình ngâm lạnh hoặc ngâm nóng Lượng nước yêu cầu ngâm thóc gấp khoảng 1,3

lần lượng thóc Như vậy, ngâm 1 tấn thóc cần 1300 kg nước