Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ Tây Nguyên điều kiện khảo sát t 25oC

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ Tây Nguyên điều kiện khảo sát t 25oC Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ Tây Nguyên điều kiện khảo sát t 25oC luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

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

MSSV: 1151110473 Lớp: 11DSH05

LỜI CAM ĐOAN

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

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

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

Sinh viên thực hiện

Vũ Trần Bảo Huyền

LỜI CẢM ƠN

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

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

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

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

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

em để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

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

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

Em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 8 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Vũ Trần Bảo Huyền

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH BẢNG vi

DANH SÁCH HÌNH viii

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Nguyên liệu 5

1.1.1 Giới thiệu 5

1.1.2 Cấu tạo của hạt thóc 8

1.1.3 Thành phần hóa học của hạt gạo 11

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của hạt gạo 21

1.2 Gạo mầm 23

1.2.1 Giới thiệu 23

1.2.2 Giá trị dinh dưỡng của gạo mầm 25

1.2.3 Giới thiệu GABA: 26

1.2.3.1 Giới thiệu: 26

1.2.3.2 Vai trò của GABA đối với con người 27

1.3 Quá trình nảy mầm 28

1.3.1 Định nghĩa 28

1.3.2 Quy trình thực hiện 29

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

1.3.3.1 Biến đổi sinh hóa: 29

1.3.3.2 Biến đổi sinh lý: 30

1.3.4 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm 30

1.4.1 Khái quát 33

1.4.2 Cơ chất của enzyme amylase 34

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Địa điểm và thời gian thí nghiệm 36

2.1.1 Địa điểm và thời gian thí nghiệm 36

2.1.2 Nguyên liệu 36

2.2 Phương tiện thí nghiệm 36

2.2.1 Dụng cụ - thiết bị thí nghiệm 36

2.2.2 Hóa chất 36

2.3 Nội dung thí nghiệm 37

2.3.1 Quy trình thí nghiệm 37

2.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 40

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

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

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

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

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

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 48

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

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

protein có trong gạo mầm (t=25oC) 50

3.1.1 Tỷ lệ nảy mầm và độ dài mầm 50

3.1.2 Hoạt độ enzyme amylase 51

3.1.3 Hàm lượng glucose 53

3.1.4 Xác định hàm lượng protein 54

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

3.3.1 Tỷ lệ nảy mầm và độ dài mầm 56

3.3.2 Hoạt độ enzyme amylase 57

3.3.3 Hàm lượng glucose 59

3.3.4 Xác định hàm lượng protein 60

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

3.4.1 Tỷ lệ nảy mầm 61

3.4.2 Xác định hoạt độ enzyme amylase 63

3.4.3 Hàm lượng glucose 64

3.4.4 Hàm lượng protein 65

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

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 69

4.1 Kết luận 69

4.2 Đề nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH SÁCH BẢNG

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

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

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

Bảng 1.4 Thành phần hóa học của 100g gạo 11

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Bảng 3.3 Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hoạt độ enzyme amylase 52

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

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

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

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

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

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

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

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

Bảng 3.12 Kết quả hàm lượng đường khử trong điều kiện ủ tối 50% sáng 50% 64

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

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1 Gạo lứt 5

Hình 1.2 Cấu tạo của hạt thóc 8

Hình 1.3 Gạo mầm 23

Hình 1.4 Công thức hóa học của gaba 26

Hình 1.5 Quy trình thực hiện 29

Hình 1.6 Các loại enzyme endoamylase và exoamylase 34

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

Hình 2.1 Sơ đồ sản xuất gạo mầm dự kiến 38

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 41

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 42

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 44

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 45

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 47

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

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

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

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

Hình 3.5 Biểu đồ biểu thị hàm lượng protein 55

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

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

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

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

Hình 3.10 Độ dài mầm khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50% 62 Hình 3.11 Biểu đồ biểu thị hoạt độ amylase khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50% 64 Hình 3.12 Biểu đồ biểu thị hàm lượng glucose khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50%65 Hình 3.13 Biểu đồ biểu thị hàm lượng protein khi ủ ở điều kiện tối 50% sáng 50%66

LỜI MỞ ĐẦU

 Đặt vấn đề:

Trong xã hội ngày càng phát triển hiện nay, mức sống của người Việt Nam cũng càng ngày nâng cao hơn Theo đó là nhu cầu sống ngày càng cao về mọi mặt như: chất lượng cuộc sống, dịch vụ, sức khỏe…cũng rất được chú trọng và quan tâm Và điều mà mọi người dân quan tâm nhất là thực phẩm Hiện nay, có rất nhiều thực phẩm xuất hiện trên thị trường nhưng để chọn được một loại thực phẩm có chất lượng tốt và an toàn vệ sinh thực phẩm thì không dễ dàng Để có một sản phẩm đạt chất lượng và cải thiện tình hình sức khỏe của mọi người, người ta đã tìm ra các sản phẩm có chức năng sinh học, dược liệu có thể vừa là thực phẩm cung cấp dinh dưỡng, vừa có thể hỗ trợ điều trị bệnh, sản phẩm này còn được goi là “thực phẩm chức năng”, nhưng đây là một lĩnh vực mới ở nước ta đang được tìm hiểu và đầu tư nghiên cứu

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

Đồng thời, nước ta là một nước nông nghiệp nhưng gạo Việt Nam khó cạnh tranh lại các nước khác trên thế giới vì chất lượng gạo không cao, vì thế bên cạnh nâng cao chất lượng gạo bằng cách thay đổi phương thức sản xuất và giống lúa, còn phải tăng giá trị dinh dưỡng của các loại gạo có chất lượng thấp bằng cách chế biến gạo lứt từ các giống gạo này Tuy nhiên gạo lứt có thời gian nấu lâu, cơm gạo lứt có cấu trúc cứng và không hấp dẫn bằng gạo trắng Để cải thiện chất lượng gạo lứt cần

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

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

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

đó tôi thực hiện đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ Tây Nguyên (điều kiện khảo sát t = 25 o C)” nhằm tìm

ra điều kiện ủ, thời gian ủ thích hợp để tạo ra sản phẩm gạo mầm giàu dinh dưỡng,

cải thiện sức khỏe và nâng cao giá trị kinh tế của giống lúa nương đỏ Tây Nguyên

 Tình hình nghiên cứu

Tình hình nghiên cứu ngoài nước

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

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

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

Tian và cộng sự (2004) Tổng phenolic , hoạt chất chống oxi hóa

Britz và cộng sự (2007) Alpha-tocopherol , alpha-tocotrienol ,

gamma-oryzanol Gamma-tocopherol , gamma-tocotrienol

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

(2011)

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

năng chống oxy hóa , đường khử , aminobutyric acid

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

Tình hình nghiên cứu trong nước

Thế giới đã rất quan tâm nghiên cứu và có rất nhiều sản phẩm gạo 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

 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 = ± 25o

C)

 Nhiệm vụ nghiên cứu

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

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

độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=25oC)

- Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 50% sáng 50% đến khả năng nảy mầm, độ dài mầm, hoạt độ enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có trong gạo mầm (t=25oC)

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

 Phương pháp nghiên cứu

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

- Phương pháp khảo sát tỷ lệ nảy mầm

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

- Chương 2 Vật liệu và phương pháp

- Chương 3 Kết quả và biện luận

- Chương 4 Kết luận và kiến nghị

của dân tộc Tây Nguyên với diện tích trồng ở Tây Nguyên khoảng 24.970 ha (Trích Báo cáo tác động hiệu quả sử dụng đất vùng Tây Nguyên đến quá trình hình thành và thoái hóa đất năm 2013), năng suất 11,7 tạ/ha Ngoài ra, lúa nương còn

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

ha, chiếm 28,5% diện tích đất trồng cây hằng năm Lúa nương là giống lúa truyền thống có khả năng chịu được khí hậu và thời tiết khắc nghiệt, với phương pháp trồng trên nương 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 dương khí của đất trời nên đây là nguyên liệu thích hợp cho chế độ thực dưỡng và nguyên liệu làm sản phẩm thực phẩm và là nguyên liệu làm sản phẩm

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

Bảng 1.1 Sự phân bố chất dinh dưỡng trong hạt gạo

Nguyên

liệu

Độ

ẩm (%)

Protein (%)

Lipid (%)

Tinh bột (%)

Chất xơ (%)

Tro (%)

Mức độ đánh bóng (%)

Gạo đƣợc

( Nguồn: Bureau of Science and Technology, 1963)

Gạo lứt là loại gạo chỉ vừa mới bóc đi lớp vỏ trấu, vẫn còn lớp cám bao bọc bên ngoài Nếu giã sạch lớp cám này sẽ cho ra gạo trắng là loại chúng ta ăn hàng

ngày Lớp cám của hạt gạo lứt chứa nhiều dưỡng chất quan trọng như: vitamin E,

vitamin B1, B3, B6, magiê, mangan, chất xơ, sắt

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

Gạo được phân loại theo bề dài của hạt gạo :

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

Đây là một khám phá mới nhất của khoa học Gạo lứt khi ngâm lâu chứa rất nhiều chất bổ dưỡng vì gạo lứt ở trạng thái nẩy mầm “Các enzyme ngủ trong hạt gạo ở trạng thái này được kích thích hoạt động và cung cấp tối đa các chất dinh dưỡng” [14]. Theo Hiroshi Kayahara, giáo sư Khoa sinh học và Kỹ thuật sinh học tại viện Đại học Shinshu University in Nagano, đã nói như vậy trong bài tường trình kết quả nghiên cứu của nhóm tại Hội nghị hoá học quốc tế ở Hawaii vào cuối năm

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

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

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

1.1.2 Cấu tạo của hạt thóc

Hình 1.2 Cấu tạo của hạt thóc

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

Mày thóc

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

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

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

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

 Vỏ quả

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

- Biểu bì ở ngoài cùng gồm các tế bào nhỏ

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

- Lớp vỏ quả giữa là các tế bào dài hướng ngang hạt Đối với hạt đã 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 hạt Trong thành phần vỏ quả thường chứa cellulose, pentosan, pectin và khoáng Trong cùng một hạt, chiều dày lớp

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

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

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

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 mộng khi hạt thóc nảy mầm

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

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

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

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

(Nguồn: Bureau of Science and Technology, 1963)

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

Đường (%)

Cellulose (%)

Pentose (%)

Chất béo (%)

Tro (%)

Các chất khác (%)

1.1.3 Thành phần hóa học của hạt gạo

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

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

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

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

Glucid

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

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

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

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

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

2 - 10µm Kích thước này nhỏ nhất trong số các hạt lương thực Nhiệt độ hồ hóa tinh bột gạo trong khoảng 65 – 70oC

Cellulose và hemicellulose

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

Protein

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

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

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

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

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

Bảng 1.7 Tỷ lệ % các loại protein trong lúa gạo (đơn vị tính: %lượng protein tổng) [7]

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

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

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

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

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

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

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

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

hư hỏng hạt gạo

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

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

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

Vitamin

Hầu như gạo không chưa hoặc chứa rất ít các vitamin không tan trong nước như vitamin A, C, D Gạo đỏ được xem là nguồn cung cấp dồi dào các vitamin nhóm B, chưa nhiều nhất là B1, tiếp đến là B2, B6, PP, B12… và vitamin H

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

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

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

Trong các loại vitamin của gạo thì thành phần vitamin B1 là chiếm tỉ lệ cao

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

bố của vitamin B1 trong các bộ phận của thóc gạo

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

lƣợng (%)

Lƣợng vitamin B 1 trong 100g (%)

Tỷ lệ về lƣợng vitamin B 1 (%)

chất lượng nhất định Có loại enzyme xúc tác phản ứng làm tăng chất lượng thóc gạo, nhưng cũng có loại enzyme hoạt động làm cho thóc gạo bị giảm chất lượng nghiêm trọng Chẳng hạn như enzyme phosphorydase xúc tác phản ứng tổng hợp nên tinh bột giúp hạt hoàn thiện hơn về mặt chất lượng trong quá trình chín sau thu hoạch Nhưng ngược lại, enzyme hydrolase (amylase, lipase,…) khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp (tinh bột, lipid), thành những

chất đơn giản dễ hòa tan tạo điều kiện phôi phát triển thành mầm

Chất màu trong gạo lứt

Trong quá trình nghiên cứu, chất màu có trong gạo đỏ đó là carotenoid và anthocyanin, là chất màu thuộc nhóm flavonoid Nhưng có điểm khác cơ bản với flavonoid thong thường không có nhóm Cacbonyl ở C4 Có 3 nhóm anthocyamin chủ yếu là:

Pelargonidin (I): màu vàng cam hoặc hồng

Cyamidin (II): màu hồng xỉn

Delphimidin (III): màu đỏ hoặc tím

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

và ngăn cản sự tạo thành các cục máu đông trong lòng mạch máu Thêm vào đó gạo lứt có chứa sắc tố có hàm lượng vitamin B2 nhiều hơn gạo trắng bình thường

Các thành phần khác

Trong thóc gạo có những chất dễ bay hơi NH3, H2S, các acetadehyd Đặc biệt, hợp chất 2-accyl-1-pyroline tạo hương thơm đặc trưng cho cơm Tuy nhiên khi bảo quản hạt không tốt, thành phần lipid trong hạt gạo bị phân hủy tạo ra những mùi hôi khó chịu

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

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

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của hạt gạo

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

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

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

glucose nối kết nhau chứa nhiều chất sợi Tinh bột cung cấp phần lớn năng lượng cho con người Gạo trắng chứa carb rất cao, độ 82/100g Do đó, 90% năng lượng gạo cung cấp do carbonhydrate Trong tinh bột có hai thành phần: amylose và

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

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

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

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

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

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

vì thế hỗ trợ cho các tế bào thần kinh, hoạt động của tim và vị giác Vitamin B1không thể dự trữ trong cơ thể nên phải cung cấp hàng ngày Gạo trắng cung cấp 0,07 mg B1/100 gram

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

B2/100 gram

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

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

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

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

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

1.2.1 Giới thiệu

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 quá trình nghiên cứu thành công gần đây, chúng ta đã chứng minh được khi cho gạo lứt nảy mầm trong điều kiện thích hợp sẽ tạo ra một số chất dinh dưỡng đặc biệt là gamma amino butyric acid (GABA), vitamin E, niacin, vitamin B1, B6…

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

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

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

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

Quá trình nảy mầm 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, ánh sáng, hàm lượng chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt… Quá trình nảy mầm của hạt gạo giúp các enzyme nội bào bên trong hạt gạo hoạt động và phân cắt các chất có khối lượng phân tử lớn (protein, tinh bột,…) thành những chất 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, hàm lượng chất xơ, tocotrienols và Gamma oryzanol (H.Y.Kim và cộng sự, 2012)

Theo nghiên cứu của P 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 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

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

 Tác dụng của gạo mầm làm ổn định đường huyết cho người bệnh tiểu đường

Do chỉ số đường huyết trong gạo mầm thấp hơn nhiều so với gạo trắng và cả gạo lứt nên khi người bị tiểu đường sau khi ăn sẽ không bị tăng huyết áp vì thông qua tác dụng kép, vừa tối ưu hóa hoạt tính của insulin, đồng thời gạo mầm còn có công dụng giảm Cholestorol xấu trong máu cho người bị cao huyết áp

 Tác dụng tốt cho hệ thần kinh

Công dụng của chất Gaba là đóng vai trò quan trọng trong việc ức chế sự lan truyền của các tế bào dẫn truyền thái quá và giảm bớt hoạt động của các neuron thần kinh Chính vì vậy nên khả năng hoạt động của não được cải thiện, giúp con người ngủ ngon giấc, giảm căng thẳng (stress) và ngăn ngừa chứng mất trí nhớ của

người cao tuổi (Alzheimer)

 Chống loãng xương một cách tự nhiên

 Chống béo phì, giảm cân, ngăn ngừa lão hóa

Khi ăn gạo mầm Vibiagaba, Gaba có trong gạo sẽ kích thích tiến trình tổng hợp nội tiết tố tăng trưởng (HGH) theo cơ chế sinh học, vì thế sẽ ngăn chặn béo phì

và lão hóa tế bào

 Tốt cho hệ tiêu hóa

Hàm lượng chất xơ có trong gạo mầm cao nên gúp cho cơ thể - nhất là người lớn tuổi ngừa táo bón, đầy hơi, rất tốt cho hệ tiêu hóa

Gạo mầm Vibigaba rất hữu ích trong việc cải thiện sức khỏe của người già, người đang bệnh cần phục hồi sức khỏe hoặc có những triệu chứng của bệnh mãn tính như tiểu đường, cao huyết áp, mỡ máu Những người muốn giảm cân hoặc gặp các vấn đề về street, căng thẳng

1.2.3 Giới thiệu GABA:

1.2.3.1 Giới thiệu:

Hình 1.4 Công thức hóa học của GABA

GABA là tên viết tắt của tên khoa học là γ-aminobutyric acid, là một loại siêu cường acid amin giữ vai trò như chất dẫn truyền thần kinh (chất dẫn truyền thần kinh là chất truyền các tín hiệu thần kinh qua các khe sinap và giữ sự liên lạc giữa các tế bào với nhau Sinap là vùng tại đó các xung thần kinh được truyền tải tới tận cùng sợi trục)

Năm 1883, GABA lần đầu tiên được tổng hợp và chỉ được biết đến như là một sản phẩm của quá trình trao đổi chất từ thực vật và vi sinh vật Tuy nhiên, vào

năm 1950, GABA được phát hiện là một phần không thể thiếu của hệ thần kinh trung ương của động vật có vú

GABA được sản sinh ra từ các aminoacid – glutamic acid trong não bộ, GABA có tác dụng không thể thiếu đối với cơ thể để đảm bảo duy trì sự hoạt động bình thường của não bộ đặc biệt là các neuron thần kinh GABA đóng vai trò chính trong việc giảm bớt sự hoạt động của các neuron thần kinh và ức chế sự lan truyền của các tế bào dẫn truyền Cùng với niacinamide và inositol, GABA ngăn cản các truyền dẫn căng thẳng và bất an đến vùng thần kinh trung ương bằng việc chiếm giữ các vùng tiếp nhận tin các tế bào này, khống chế các vùng tiếp nhận tin

GABA được tích lũy trong gạo mầm nhiều hay ít phụ thuộc vào các yếu tố: giống lúa, thời gian ngâm, xử lý khí, xử lý với áp xuất xao, nhiệt độ ngâm…

1.2.3.2 Vai trò của GABA đối với con người

Một số nghiên cứu gần đâu cho thấy GABA đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe của con người GABA ngăn chặn bệnh Alzheimer’s (Ito và Ishikawa, 2004), làm giảm bệnh huyết áp cao (Elliott và Hobbiger, 1959; Chung và cộng sự, 2009), ức chế sự tăng nhanh của tế bào ung thư (Oh và Oh, 2004) Ngoài ra GABA trong gạo nảy mầm là chất dẫn truyền thần kinh có tác dụng giảm stress, an thần, ngủ ngon, thư giãn cơ cắp Chúng đóng vai trò quan trọng ngăn chặn bệnh tai biến mạch máu và giảm những cơn đau mãn tính (Dinesh và cộng sự, 2009)

Hàm lượng GABA trong mô thực vật thấp (0,03 - 2µmol/g) (Rhodes và cộng

sự, 1986) Vì vậy, các phương pháp để tăng hàm lượng GABA trong thực phẩm được nghiên cứu hiện nay Hàm lượng GABA được nghiên cứu cao hơn trong và Gabaron khi ủ trà trong điều kiện yếm khí (Sawai và cộng sự, 2001), mầm đậu được

xử lý với CO2 (Katagiri và Shimizu, 1989) hay gạo được xử lý với các phương pháp khác nhau Các nhà nghiên cứu cho rằng có rất nhiều phương pháp làm tăng hàm lượng GABA trong gạo Hàm lượng GABA được tích lũy trong quá trình nảy mầm gạo bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như: giống lúa, thời gian nảy mầm, điều kiện

1.3 Quá trình nảy mầm

1.3.1 Định nghĩa

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 khô, 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 and Black, 1994)

Trong hạt gạo khô có sẵn một lượng nước ở dạng liên kết Nước từ bên ngoài khi thấm vào trong hạt sẽ 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 thành những chất đơn giản cung cấp cho hoạt động tăng cường của phôi để hình thành cây mầm Phôi là nơi hút nước mạnh nhất Tốc độ hút nước rất mạnh ở thời gian đầu do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu rất lớn giữa môi trường bên ngoài và các tế bào bên trong hạt, đồng thời các chất keo háo nước trương nở rất mạnh, càng về sau sức hút nước của hạt càng giảm (Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004)

Quá trình nảy mầm của hạt 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…

1.3.2 Quy trình thực hiện

Hình 1.5 Quy trình thực hiện

1.3.3 Các biến đổi xảy ra trong quá trình nảy mầm

1.3.3.1 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

thành đường làm nguyên liệu cho hô hấp và hoạt tính protease tăng lên mạnh hơn hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của lipase chiếm ưu thế

1.3.3.2 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 hô hấp của hạt tăng lên rất nhanh Việc tăng hô hấp đã giúp cây có đủ năng lượng cần thiết cho sự nảy mầm (Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004)

1.3.4 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm

 Giai đoạn một: Sự hoạt hóa

Sự 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 hai: 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

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

và hô hấp tiếp tục diễn ra ở một tốc độ đều đặn Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt thóc xảy ra hiện tượng biến đổi về màu sắc và thành phần hóa học:

Hàm lượng tinh bột giảm đáng kể

Hàm lượng đường tăng cao

Enzyme amylase phát triển mạnh

 Giai đoạn ba: 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 mang 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 (Nguyễn Đức Lượng

độ ẩm không thích hợp là không thể cho nảy mầm 100% Hạt gạo nảy mầm ở độ ẩm khoảng 26,5% … Độ ẩm cao cũng có thể ngăn cản hạt nảy mầm vì nếu độ ẩm cao

và kéo dài thì sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật phát triển và giảm chất lượng của sản phẩm…

Nhiệt độ

Ảnh hưởng của nhiệt độ được biểu diễn bằng một giới hạn từ điểm tối thiểu, tối ưu, tối đa mà sự nảy mầm có thể xảy ra Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà hạt có phần trăm nảy mầm cao nhất, trong một thời gian ngắn nhất, nhiệt độ tối ưu nảy mầm của gạo là 35 -37oC Nhiệt độ yêu cầu có thể thay đổi tùy theo các giai đoạn

khác nhau của sự nảy mầm Tuy nhiên ở điều kiện mát (25oC) thì gạo mầm tích lũy chất dinh dưỡng cao nhất, đặc biệt là hàm lượng GABA

Ánh sáng

Ánh sáng có ảnh hưởng đến toàn bộ đời sống của thực vật từ khi hạt nảy mầm sinh trưởng Sự nảy mầm của hạt bị kích thích bởi quang chu kì (ánh sáng và tối) Ánh sáng có thể là một sự kích hoạt của môi trường cho sự nảy mầm và nó là một dạng tiềm sinh sinh lý Hầu hết hạt giống không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng hay