Đề tài nghiên cứu chế biến cơm sấy có bổ sung khoáng sắt

ằng cách sấy khô thông thường không thể tách hoàn toàn ẩm ra khỏi tinh bột, mà thường còn lại khoảng 8 - 12% ẩm, được giữ khá bền trong cấu trúc phân tử tinh bột, nước này gọi là nước li

- -

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

- -

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

BIÊN HÒA, THÁNG 11/2010

Trong suốt thời gian học tập tại lớp 06H2, thuộc trường Đại Học Lạc Hồng, được sự tận tình giúp đỡ và giảng dạy của quý thầy cô, chúng em đã tiếp thu được nhiều kiến thức quý báu làm hành trang trong cuộc sống cũng như trong công việc hiện tại và tương lai

Nghiên cứu khoa học là môn học lớn của sinh viên và cũng là đề tài đầu tiên mà chúng em thực hiện Suốt quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã có điều kiện nghiên cứu, thực hành và vận dụng các kiến thức mà thầy cô đã truyền đạt trong suốt bốn năm ngồi trên giảng đường Đại Học Lạc Hồng Đồng thời chúng em cũng học hỏi được nhiều kiến thức mới bổ ích, làm quen với công việc thực nghiệm của người kỹ sư tương lai Qua đây chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến:

+ Các Thầy, Cô khoa Công nghệ Hóa - Thực phẩm đã truyền đạt những kiến thức, nhiệt tình dạy bảo, giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian theo học tại trường

+ Cô Th.S Nguyễn Hồng Khôi Nguyên đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong thời gian thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học này

+ Các Thầy Cô phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đề tài

Mặc dù, với những kiến thức được học, cùng với sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô, nhưng đề tài của chúng em không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong được sự thông cảm và góp ý từ quý thầy, cô và bạn bè cho đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TRANG PHỤ BÌA

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Sắt và vai trò của sắt đối với cơ thể 2

1.1.1 Giới thiệu 2

1.1.2 Hấp thu sắt và yếu tố ảnh hưởng hấp thu 3

1.1.2.1 Hấp thu sắt 3

1.1.2.2 Yếu tố ảnh hưởng hấp thu sắt 4

1.1.3 Nhu cầu sắt 5

1.1.4 Tác hại của việc thiếu sắt 5

1.2 Nguồn sắt trong thức ăn 6

1.3 Những nghiên cứu về thực phẩm bổ sung sắt 7

1.3.1 Giới thiệu các phương pháp bổ sung sắt đã được thực hiện 7

1.3.2 Hợp chất bảo vệ sắt được dùng 8

1.4 Giới thiệu về cấu trúc và một số tính chất của hạt gạo 8

1.4.1 Cấu trúc của hạt tinh bột 8

1.4.2 Liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột 10

1.4.3 Sự trương nở của hạt tinh bột trong nước 12

1.4.4 Hiện tượng hồ hóa tinh bột bằng nhiệt năng 12

1.5 Giới thiệu về cơm sấy 14

1.5.1 Định nghĩa 14

1.5.2.3 Cơm hồ hóa 15

1.5.3 Ưu và khuyết điểm của sản phẩm 15

1.5.3.1 Ưu điểm 15

1.5.3.2 Khuyết điểm 16

1.5.4 Lịch sử hình thành và phát triển 16

1.5.5 Giá trị dinh dưỡng 18

1.5.6 Quy trình công nghệ chung sản xuất cơm sấy ăn liền 20

1.5.6.1 Quá trình chuẩn bị 20

1.5.6.2 Ngâm 22

1.5.6.3 Hồ hóa 23

1.5.6.4 Làm nguội 24

1.5.6.5 Đóng gói 25

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị 26

2.1.1 Nguyên liệu 26

2.1.2 Hóa chất 27

2.1.3 Thiết bị, dụng cụ 29

2.1.3.1 Thiết bị 29

2.1.3.2 Dụng cụ 29

2.2 Phương pháp tính hàm lượng sắt bổ sung vào gạo theo nhu cầu dinh dưỡng trong một ngày 30

2.3 Sơ đồ nghiên cứu 32

2.3.1 Sơ đồ quy trình 32

2.3.2 ố trí thí nghiệm 33

2.3.2.4 Thí nghiệm 4 36

2.3.2.5 Thí nghiệm 5 37

2.3.2.6 Thí nghiệm 6 37

2.3.2.7 Thí nghiệm 7 39

2.3.2.8 Thí nghiệm 8 40

2.3.2.9 Thí nghiệm 9 40

2.4 Phương pháp phân tích 40

2.4.1 ác định hàm lượng sắt 40

2.4.1.1 Thiết bị, dụng cụ 40

2.4.1.2 Thuốc thử và dung dịch 41

2.4.1.3 Chuẩn bị mẫu 42

2.4.1.4 Tiến hành thử 43

2.4.2 ác định hàm ẩm 44

2.4.2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 44

2.4.2.2 Phương pháp 44

2.4.3 Đánh giá cảm quan 45

2.4.3.1 Nguyên tắc 45

2.4.3.2 Mẫu thử 45

2.4.3.3 Trình bày mẫu 45

2.4.3.4 Số lượng mẫu 46

2.4.3.5 Mã hóa và sắp xếp mẫu 46

2.4.3.6 Địa điểm đánh giá 46

2.4.3.7 Thời gian đánh giá 46

2.4.3.8 Người thử 46

3.1 Kết quả thí nghiệm 1 khảo sát thời gian và nhiệt độ của quá trình ngâm gạo 50

3.2 Kết quả thí nghiệm 2 khảo sát khả năng hấp thu của sắt sunfat và sắt fumarat vào gạo 53

3.3 Kết quả thí nghiệm 3 khảo sát hàm lượng sắt đo được trong gạo khi gạo được ngâm trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat có bổ sung Na2EDTA) 54

3.4 Kết quả thí nghiệm 4 khảo sát hàm lượng sắt trong gạo theo nồng độ dung dịch ngâm 57

3.5 Kết quả thí nghiệm 5 khảo sát hàm lượng sắt hấp thu vào trong gạo theo thời gian ngâm) 59

3.6 Kết quả thí nghiệm 6 khảo sát chế độ hồ hóa 62

3.7 Kết quả thí nghiệm 7 khảo sát quá trình sấy gạo 67

3.8 Kết quả thí nghiệm 8 khảo sát quá trình tái hấp thu nước cơm sấy 70

3.9 Kết quả thí nghiệm 9 đánh giá cảm quan cơm sấy bổ sung sắt 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74

Kết luận 74

Kiến nghị 76

Hạch toán kinh tế 77

Đánh giá chất lượng sản phẩm 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TRANG PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1

PHỤ LỤC 2

PHỤ LỤC 3

PHỤ LỤC 4

K bs : khối lượng sắt bổ sung vào gạo

T ngâm : thời gian ngâm gạo

T sấy : thời gian sấy gạo

t 0 sấy : nhiệt độ sấy gạo

t 0 ngâm : nhiệt độ ngâm gạo

TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam

ảng 2.1 Trình tự thí nghiệm vô cơ hóa mẫu 43

ảng 2.2 Trình tự tiến hành thí nghiệm xác định hàm ẩm 45

ảng 2.3 Các chỉ tiêu đánh giá cảm quan 47

ảng 3.1 Kết quả khảo sát độ tăng khối lượng và độ ẩm của gạo theo thời gian Ngâm 50

ảng 3.2 Kết quả hàm lượng sắt đo được trong gạo khi ngâm gạo trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat 53

ảng 3.3 Kết quả khảo sát hàm lượng sắt đo được trong gạo khi gạo được ngâm trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat có bổ sung thêm Na2EDTA 55

ảng 3.4 Kết quả phân tích hàm lượng sắt trong gạo theo nồng độ dung dịch Ngâm 57

ảng 3.5 Kết quả khảo sát hàm lượng sắt hấp thu vào trong gạo theo thời gian Ngâm 60

ảng 3.6 Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau nấu theo tỷ lệ gạo:nước 62

ảng 3.7 Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau nấu theo thời gian nấu 63

ảng 3.8 Kết quả đánh giá cảm quan cơm sau hấp theo tỷ lệ gạo:nước 63

ảng 3.9 Kết quả đánh giá cảm quan cơm theo thời gian hấp 64

ảng 3.10 Kết quả đánh giá cảm quan cơm theo thời gian luộc 65

ảng 3.11 Kết quả so sánh đánh giá cảm quan cơm bằng 3 phương pháp hồ hoá 66

ảng 3.12 Kết quả khảo sát quá trình sấy cơm ở 500 C 68

ảng 3.13 Kết quả khảo sát quá trình sấy cơm ở 600 C 69

ảng 3.14 Kết quả thí nghiệm khảo sát quá trình tái hấp thu nước cơm sấy 71

ảng 3.15 Kết quả đánh giá cảm quan cơm sấy bổ sung sắt 72

Hình 1.1 Cấu trúc hạt tinh bột của gạo 9

Hình 1.2 Cấu trúc amyloza và amylopectin 9

Hình 1.3 Sản phẩm cơm sấy 14

Hình 1.4 Các loại cơm ăn liền 15

Hình 1.5 Một số sản phẩm cơm sấy trên thị trường thế giới hiện nay 18

Hình 2.1 Gạo d o IR64 26

Hình 2.2 Sắt II sunfat 27

Hình 2.3 Sắt II fumarat 27

Hình 2.4 Thuốc có bổ sung sắt II fumarat 27

Hình 2.5 Na2EDTA 28

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn độ tăng khối lượng của gạo theo thời gian ngâm 51

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn độ ẩm của gạo theo thời gian ngâm 51

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt đo được trong gạo khi gạo được ngâm trong hai dung dịch sắt II sunfat và sắt II fumarat 53

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt đo được trong gạo khi gạo được ngâm trong dung dịch sắt sunfat và sắt fumarat có bổ sung thêm Na2EDTA 55

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt đo được trong gạo theo nồng độ dung dịch ngâm 58

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt đo được trong gạo theo thời gian ngâm 60

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn quá trình sấy cơm ở 500 C 68

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn quá trình sấy cơm ở 600 C 69

Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn quá trình tái hấp thu nước cơm sấy 71

Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn kết quả đánh giá cảm quan cơm sấy bổ sung sắt 73

LỜI NÓI ĐẦU

Trong số khoáng chất cơ thể cần, người ta chú ý trước hết tới sắt Fe Cơ thể người trưởng thành có từ 3 - 4g sắt, trong đó 2/3 có ở hemoglobin là sắc tố của hồng cầu, phần còn lại dự trữ trong gan, một phần nhỏ hơn ở thận, lách và các cơ quan khác Mặc dù số lượng không nhiều nhưng sắt là một trong các thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất, có tầm quan trọng cơ bản đối với sự sống Sắt là thành phần của huyết sắc

tố, myoglobin, các xitrocrom và nhiều enzym như catalaza và các peroxidaza

Trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, bệnh thiếu máu thiếu sắt là một bệnh dinh dưỡng có tầm quan trọng lớn, tuy ít khi gây tử vong, nhưng nó làm hàng triệu người ở trong tình trạng yếu đuối, sức khỏe kém Tr em học kém do thiếu máu gây buồn ngủ và kém tập trung Người lớn giảm khả năng lao động vì chóng mệt phải nghỉ luôn và nghỉ kéo dài Thiếu máu đặc biệt gây nguy hiểm cho phụ nữ thời gian sinh

nở

Ngày nay, trong quá trình phát triển của đất nước đồng thời nhu cầu của con người tăng lên không ngừng, một trong những nhu cầu được con người quan tâm vào bậc nhất đó chính là nhu cầu về thực phẩm Vấn đề ăn uống được con người đặc biệt chú ý, ngoài việc ăn ngon, đầy đủ vi chất dinh dưỡng còn phải mang tính tiện dụng cao, dễ sử dụng, phù hợp với tính chất nhu cầu công việc cần tiết kiệm thời gian,… Chính vì vậy việc nghiên cứu tìm ra các sản phẩm đáp ứng các nhu cầu trên là một việc làm cấp thiết

Sản phẩm cơm sấy bổ sung sắt là một sản phẩm mang tính tiện dụng cao, bổ sung

vi chất sắt làm hạn chế bệnh thiếu sắt cho cơ thể Tuy nhiên, ở Việt Nam sản phẩm này hầu như là còn khá mới m và chưa được biết đến

Sắt tham gia vào quá trình tạo hồng cầu, sau khi hồng cầu chết sắt được thu hồi

và dự trữ dưới dạng ferritin và hemosiderin

Sắt thông qua nhân hem trong hemoglobin có vai trò vận chuyển oxy cho các tế bào trong cơ thể và trong myoglobin có vai trò dự trữ oxy cho cơ thể

Sắt hem còn tham gia vào thành phần một số enzym oxy hóa khử như catalaza, peroxydaza và các cytocrom (những chất xúc tác sinh học quan trọng trong cơ thể Nó đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra năng lượng oxy hóa, vận chuyển oxy, hô hấp của ty lạp thể và bất hoạt các gốc oxy có hại

Do đó thiếu sắt sẽ gây ra tình trạng thiếu máu thiếu sắt và ảnh hưởng đến hoạt động chuyển hóa của tế bào do thiếu hụt các men chứa sắt Ngược lại quá tải sắt trong

cơ thể cũng gây ra ứ đọng sắt tại các mô như tim, gan, tuyến nội tiết, dẫn đến rối loạn trầm trọng chức năng các cơ quan này

1.1.2 Hấp thu sắt và yếu tố ảnh hưởng hấp thu

1.1.2.1 Hấp thu sắt [5]

Trong thực phẩm sắt được kết nối với những hợp chất hữu cơ khác 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 nối Cơ thể có thể hấp thụ cả hai dạng sắt III và sắt II , nhưng dạng sắt II được hấp thu nhiều và dễ dàng hơn ion Fe III Thí nghiệm cũng cho thấy rằng gần như hầu hết dạng ion Fe (III) trong thực phẩm khi vào dạ dày bị môi trường axit ở đó khử cho ra dạng Fe II trước khi được hấp thụ qua màng ruột non vào máu

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 thụ ở những phần sau tá tràng Để có thể hấp thu được tốt sắt thường được chuyển từ dạng Fe III sang dạng Fe II Pepsin tách sắt khỏi các hợp chất hữu cơ và chuyển thành dạng gắn với các hợp chất hữu cơ khác đường glucoza, fructoza, sorbitol,… như là chất chuyên chở và nhất là với 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 niêm ruột non

Axit clohydric khử Fe3+ thành Fe2+ để dễ hấp thu Vitamin C cũng có vai trò tương tự trong quá trình này Sự kiểm soát quá trình hấp thu sắt và lượng sắt được hấp thu vào máu tĩnh mạch cửa phụ thuộc vào nhu cầu sắt của cơ thể và kho dự trữ sắt của

cơ thể Trong trường hợp thiếu sắt một lượng sắt lớn hơn được hấp thu qua riềm bàn chải vào tế bào niêm mạc ruột và vào máu đi về tĩnh mạch cửa Ngược lại trong trường hợp cơ thể quá tải sắt, lượng sắt được hấp thu vào tế bào niêm mạc ruột sẽ giảm đi Một yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình hấp thu sắt là sự điều hòa hấp thu sắt ngay tại riềm bàn chải của ruột non Lượng sắt được hấp thu thừa sẽ kết hợp với apoferritin để hình thành ferritin nằm trong bào tương tế bào niêm mạc ruột Ferritin này sẽ được thải vào lòng ruột khi tế bào biểu mô ruột bị bong ra

Có hai dạng sắt có thể được hấp thu theo những cơ chế khác nhau:

+ Sắt không hem có mặt chủ yếu 85% trong các loại thực phẩm thực vật, dạng

Fe II hoặc Fe III Để được hấp thu nguồn sắt không hem phải được tách khỏi thức

ăn ở phần trên ruột non thành dạng hòa tan, sau đó chúng được gắn với một protein vận chuyển như transferring, đi qua màng tế bào thành ruột Tỷ lệ hấp thu của sắt không hem có thể từ 1 - 50%, tỷ lệ này dao động từ khoảng dưới 5% với thức ăn thực vật đến

16 - 22% đối với thịt và thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố có mặt trong thức ăn Hấp thu có hiệu quả hơn với những người bị thiếu sắt 20 - 30%)

+ Sắt hem được chuyển qua thành tế bào thành ruột ở nguyên dạng hem, được hấp thụ bởi những thụ thể đặc biệt và không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố có mặt trong bữa ăn, tỷ lệ hấp thu khoảng 20 - 25%

1.1.2.2 Yếu tố ảnh hưởng hấp thu sắt [5]

a) Yếu tố tăng cường hấp thu

Tăng độ axit trong dạ dày làm tăng độ hoà tan của sắt dưới dạng sắt II , tạo nên phức hợp hoà tan của sắt và axit hữu cơ, được coi là chất gắn sắt Các axit ascobic, xitric, lactic, malic, HCl đều làm tăng khả năng hấp thu sắt

Thức ăn động vật đều làm tăng hấp thu sắt từ 2 - 4 lần Quá trình tiêu hóa giải phóng các axit amin xystein trong peptit kết hợp với sắt thành dạng dễ hòa tan

b) Yếu tố ức chế hấp thu

Giảm axit dạ dày do bất kể lý do nào cũng làm giảm khả năng hấp thu sắt Chế độ

ăn nhiều xơ làm giảm hấp thu sắt, tuy nhiên chỉ xảy ra ở một số loại chất xơ, ví dụ không có ảnh hưởng đối với celluloza nhưng có ảnh hưởng khi có hemicelluloza Nhiều canxi và phosphat trong khẩu phần ăn có thể làm giảm hấp thu 50%

Phitat và oxalat là những muối của phitic và axit oxalic, kết hợp với ion sắt thành những phức hợp khó hòa tan Các chất này có nhiều trong nguồn thực vật như hạt ngũ cốc, đậu hạt, trong một số rau dền Phitat có nhiều trong gạo, đặc điểm của nó là gây tác động ức chế hấp thu sắt dù chỉ với một lượng nhỏ Lên men, ngâm, ủ hoặc để nảy mầm có thể làm giảm lượng phitat có trong các thực phẩm có nguồn gốc thực vật

Polyphenol là những thành phần hữu cơ có trong cà phê, trà, coca và một số thực phẩm khác có thể làm giảm hấp thu 79% do tạo phức không hòa tan tại ruột

Mangan khẩu phần cao ức chế hấp thu sắt do cạnh tranh hấp thu tại ruột vì có cùng cơ chế hấp thu vào cơ thể với sắt

1.1.3 Nhu cầu sắt [1]

Lƣợng sắt cần bù lại cho lƣợng mất sinh lý

Do không có cơ chế bài tiết sắt nên lượng sắt trong cơ thể được bảo toàn tốt Tuy nhiên vẫn có mất mát qua đường tiểu, hô hấp, da, phân Lượng lớn nhất là mất qua phân do những tế bào thành ruột bị chết 0,7mg/ngày , các đường khác 0,2 - 0,5mg/ngày), tổng số mất (0,9 - 1,2mg/ngày) Phụ nữ còn mất qua kinh nguyệt (0,9 - 1mg/ngày)

Sắt cần cho sự phát triển của cơ thể

Cơ thể phát triển tăng cả về khối lượng cơ thể lẫn thể tích máu, cả hai yếu tố này đều cần sắt cho các hoạt động chuyển hóa, tạo hồng cầu, cho myoglobin và hemoglobin Trung bình trong 20 năm phát triển cơ thể cần 0,6mg/ngày

Sắt cần cho kỳ thai nghén

Phụ nữ có thai cần sắt cho nhu cầu tăng thể tích 450mg , cho thai nhi phát triển (50 - 90mg , cho bù lại lượng máu khi sinh nở Tổng lượng sắt trung bình cho 9 tháng thai nghén khoảng 3mg/ngày

1.1.4 Tác hại của việc thiếu sắt

Trong cơ thể, phần lớn chất sắt tham gia vào việc tổng hợp huyết sắc tố trong hồng huyết cầu Huyết sắc tố có vai trò vận chuyển oxy đến các cơ quan trong toàn cơ thể Vì vậy, khi thiếu chất sắt thì việc trao đổi khí ở tất cả các cơ quan sẽ bị ảnh hưởng, gây nên tình trạng thiếu dinh dưỡng ở tất cả các cơ quan Nguy hiểm nhất là tình trạng thiếu dinh dưỡng ở não Việc thiếu dinh dưỡng ở não sẽ khiến tr mệt mỏi, kém chú ý, kém tập trung trong học tập ở tr lớn và chậm phát triển hệ thần kinh ở tr nhỏ Đặc biệt người ta đã nhận thấy rằng kết quả học tập của tr 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 tr nhũ nhi tr còn bú mẹ thì bị thiếu sắt lâu ngày sẽ không thể phục hồi hoàn toàn được, dù sau đó có được bổ sung thêm Do đó, cần phải bổ sung thêm vi chất này trước khi tình trạng trở nên quá nặng Mặt khác, trong cơ thể sắt còn tham gia vào thành phần của cơ và các hoạt động men chuyển hóa Nếu thiếu sắt trong cơ, bắp thịt sẽ bị nhão, tr chậm biết ngồi, biết đi Ngoài ra, thiếu sắt trong quá trình chuyển hóa thì tr sẽ trở nên biếng ăn, khó ngủ, nhút nhát, lừ đừ, chậm chạp, hay quên, thường xuyên bị nhức đầu hoặc dễ bị kích thích Thiếu máu, thiếu sắt là một trong những nguyên nhân gây ra bệnh tim mạch, ung thư cổ tử cung, ung thư vú ở phụ nữ Phụ nữ mang thai bị thiếu máu dễ bị sinh non, bào thai bị suy dinh dưỡng trong tử cung hoặc thường bị băng huyết sau khi sinh và nhiễm trùng hậu sản Đặc biệt, những phụ nữ trong thời kỳ mang thai, nếu bị thiếu máu, thiếu sắt sẽ gây khiếm khuyết ống thần kinh ở thai nhi thường gặp nhất là gai cột sống ch đôi và đó là nguyên nhân dẫn đến tr bị bại liệt Một khiếm khuyết khác cũng thường gặp đối với tr sơ sinh là bị teo một phần não Những khiếm khuyết này có thể gây tử vong đối với tr sơ sinh ngay khi tr mới đ do thai vô sọ, nứt đốt sống

1.2 Nguồn sắt trong thức ăn [6]

Trong thức ǎn sắt tồn tại ở dạng hem và không ở dạng hem Hem là thành phần của hemoglobin và myoglobin, có trong thịt, cá và máu Tỷ lệ hấp thu loại sắt này cao

từ 20 - 30% Sắt không ở dạng hem có chủ yếu ở ngũ cốc rau củ và các loại hạt 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 hấp thu của sắt không hem có thể từ 1 - 50%, tỷ lệ này dao động từ khoảng dưới 5% với thức ăn thực vật đến 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 phitat, tanin Ngoài ra tình trạng sắt trong cơ thể cũng ảnh hưởng tới 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 hấp thu khoảng 5% : chế độ ǎn đơn điệu chủ yếu là ngũ cốc, củ, còn lượng thịt hoặc cá dưới 30g hoặc lượng vitamin C dưới 25mg

+ Khẩu phần có giá trị sinh học trung bình hấp thu sắt khoảng 10% : khẩu phần

có từ 30 - 90g thịt, cá hoặc 25 - 75mg vitamin C

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

1.3 Những nghiên cứu về thực phẩm bổ sung sắt

1.3.1 Giới thiệu các phương pháp bổ sung sắt đã được thực hiện [16]

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 Các cuộc điều tra sau đó được tiến hành đã thấy rõ việc giảm đi hiện tượng thiếu máu do thiếu sắt

+ Ở Trung Quốc, việc bổ sung sắt vào nước tương cũng cho kết quả khả quan tương tự Cho thấy việc bổ sung sắt vào những thực phẩm cơ bản cũng như vào gia vị

đã hứa hẹn một kết quả tốt cho việc giảm bệnh thiếu sắt

+ Những nghiên cứu ở Ấn Độ cho thấy việc bổ sung sắt vào muối cũng có thể thực hiện được và các thử nghiệm cho thấy các kết quả khả quan Tương tự, có thể bổ sung vào đường tinh luyện với NaFeEDTA

+ Ở Việt Nam, việc bổ sung sắt vào nước mắm đã cho thấy kết quả hứa hẹn ban đầu về việc giảm bệnh thiếu máu do thiếu sắt

+ Gạo cũng là một nguyên liệu được sử dụng ở những quốc gia mà thực phẩm chính là gạo nhưng kỹ thuật sản xuất cần cải thiện Ở các nước Đông Nam Á, bổ sung vào nước mắm đã thành công với NaFeEDTA

1.3.2 Hợp chất bảo vệ sắt đƣợc dùng [10], [11], [15]

Một biện pháp khác nhằm cải thiện tính sinh khả dụng của sắt tăng cường vào ngũ cốc là sử dụng hợp chất bảo vệ sắt khỏi các chất ức chế hấp thu sắt Hợp chất có đặc tính đó là NaFeEDTA NaFeEDTA hiện nay được công nhận là hợp chất sắt an toàn dùng cho những cộng đồng bị thiếu sắt, song chất này còn đắt và chưa được phổ biến rộng rãi NaFeEDTA rất bền vững và đặc biệt là chất tăng cường cho những thực phẩm cần bảo quản lâu dài, chế biến ở nhiệt độ cao và có các chất ức chế sắt không hem mạnh như ngũ cốc Nó chống lại các ức chế hấp thu sắt không hem thông thường, đặc biệt làm tăng khả năng hấp thu sắt có trong thực phẩm cũng như từ thức ăn có chứa axit phitic Nếu như thực phẩm có chứa chất ức chế hấp thu, sắt trong NaFeEDTA sẵn sàng được hấp thu nhiều hơn từ 2 - 3 lần so với sắt ở trong muối sắt, khả năng hấp thu của NaFeEDTA là 7 - 10% NaFeEDTA đã được sử dụng thành công để bổ sung vào đường và nước mắm Tuy nhiên EDTA có độc tính tương đối, lượng EDTA chấp nhận được trong khẩu phần ăn hàng ngày là 2,5mg/kg thể trọng/ngày

1.4 Giới thiệu về cấu trúc và một số tính chất của hạt gạo 3, 8], [9], [12]

1.4.1 Cấu trúc của hạt tinh bột

Tinh bột tự nhiên nằm trong các tế bào thực vật dưới dạng hạt và giải phóng khi

tế bào bị phá vỡ Tinh bột gạo thuộc loại tinh bột phức tạp, kích thước rất nhỏ, có thể nói là nhỏ nhất trong các tinh bột ngũ cốc

Hạt tinh bột gạo thường có kích thước khoảng 4 - 7µm, các hạt tinh bột sắp xếp không thứ tự, giữa các hạt tinh bột với nhau có các khe hở lớn và bên cạnh các hạt tinh bột đa góc cạnh có lác đác những hạt tròn hoặc bầu dục Sự sắp xếp cũng như sự phân

bố kích thước của hạt tinh bột trong những giống gạo khác nhau không có sự khác biệt đáng kể

Hình 1.1 Cấu trúc hạt tinh bột của gạo

Tinh bột tồn tại dưới hai dạng là amyloza và amylopectin có tỷ lệ thay đổi phụ thuộc vào giống lúa Tỷ lệ amyloza:amylopectin quyết định độ mềm d o của cơm Gạo

t có hàm lượng amylopectin thấp hơn gạo nếp nên ít d o, dính hơn

Hình 1.2 Cấu trúc amyloza và amylopectin Amyloza

Phân tử amyloza có cấu tạo mạch thẳng gồm những đơn vị - glucoza liên kết với nhau bằng liên kết 1,4 - glucozit, mạch cuộn xoắn ốc, mỗi vòng xoắn có 6 đơn vị glucoza và có khoảng 1 – 2% liên kết 1,6 - glucozit

Khi tương tác với iot, amyloza sẽ cho phức màu xanh đặc trưng Khi đó phân tử iot được sắp xếp bên trong phân tử amyloza có dạng hình xoắn ốc Các dextrin có ít hơn 6 gốc glucoza không cho phản ứng với iot vì không tạo được một vòng xoắn ốc hoàn chỉnh

Amyloza dễ hòa tan trong nước ấm tạo thành dung dịch có độ nhớt không cao Khi nhiệt độ dung dịch hạ thấp, amyloza dễ bị thoái hóa, tạo ra các gel tinh thể và các kết tủa không thuận nghịch Dung dịch được nấu chín sẽ tạo thành các phức hợp amyloza, bảo vệ một phần khỏi sự thoái hóa

1.4.2 Liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột

Tinh bột tồn tại ở dạng hạt có thể quan sát được bằng kính hiển vi Dạng hạt này

là tập hợp của nhiều phân tử tinh bột liên kết với nhau thành mạng lưới mixen Với quang phổ hồng ngoại, người ta nhận thấy rằng có sự tồn tại liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột, các liên kết hydro này đóng một vai trò quan trọng trong việc quyết định một số tính chất của tinh bột

Khi không có mặt các phân tử nước, tinh bột sẽ liên kết với nhau theo dạng I

Dạng I Loại liên kết này rõ ràng làm giảm khả năng hoạt động của nhóm OH Theo kiểu liên kết này các nhóm OH bị khóa chặt làm cho hoạt tính của chúng giảm rõ rệt Thông thường tinh bột tồn tại ở dạng này khi bị sấy khô quá, hoặc bị thoái hóa, cả hai trường hợp này nước ở trong tinh thể bị tách hẳn ra ngoài

Khi trong tinh bột có sự hiện diện của nước, các phân tử tinh bột liên kết nhau theo dạng II

Dạng II Đây là dạng liên kết thông thường của tinh bột tự nhiên, trong dạng này các nhóm

OH chủ yếu ở C thứ 6 nằm cạnh nhau sẽ liên kết nhau thông qua một phân tử nước ằng cách sấy khô thông thường không thể tách hoàn toàn ẩm ra khỏi tinh bột, mà thường còn lại khoảng 8 - 12% ẩm, được giữ khá bền trong cấu trúc phân tử tinh bột, nước này gọi là nước liên kết, tương đương với lượng nước tạo thành dạng tinh bột monohydrat n(C6H10O5H2O)

Tùy thuộc vào dạng của phân tử tinh bột như dạng mạch thẳng hay phân nhánh loại xoắn ốc hoặc loại duỗi thẳng,…mà số liên kết hydro và vị trí của các liên kết đó trong hạt tinh bột thay đổi khác nhau

Những kết quả nghiên cứu của Pauling về độ bền của mối nối hydro trong tinh bột cho thấy rằng nếu liên kết hydro tạo bởi các nhóm OH ở C thứ 6 là bền nhất, những

nhóm OH ở vị trí này gọi là nhóm sơ cấp, các phân tử tinh bột mạch thẳng tạo liên kết loại này bền hơn so với loại phân nhánh vì có lợi thế không gian Đối với những nhóm

OH ở C thứ 2 hoặc thứ 3 còn gọi là nhóm OH thứ cấp , độ bền vững và khả năng tạo liên kết kém hơn so với nhóm OH sơ cấp là do chúng bị cản trở về mặt không gian Vì vậy, mà các nhóm OH thứ cấp của mạch thẳng dễ tạo liên kết hydro hơn Trong khi đó

do cấu trúc cồng kềnh của phân tử tinh bột phân nhánh và khả năng va chạm với nhau

sẽ tạo liên kết kém hơn nhiều Ngược lại các phân tử nước có kích thước nhỏ dễ dàng tấn công vào các nhóm OH thứ cấp này tạo nên hợp chất bền giữa tinh bột và nước

1.4.3 Sự trương nở của hạt tinh bột trong nước

Khi ngâm hạt tinh bột trong nước ở điều kiện nhiệt độ thường, người ta nhận thấy

có sự tăng thể tích của tinh bột Sự tăng này gây nên sự hấp thụ nước vào trong hạt tinh bột, làm hạt tinh bột trương phồng lên Hiện tượng tăng thể tích như vậy gọi là hiện tượng trương nở của hạt tinh bột

Như ta đã biết hạt tinh bột ở điều kiện thường liên kết với nhau bằng liên kết hydro như ở dạng II nêu ở phần trên Ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không khí bình thường, phần lớn tinh bột tồn tại dạng monohydrat n C6H10O5H2O , trong đó phân tử nước liên kết với nhóm OH sơ cấp của mỗi gốc glucoza Khi trong điều kiện bão hòa (ngâm trong nước do kích thước nhỏ bé các phân tử nước dễ dàng tấn công đến cả nhóm OH thứ cấp kém hoạt động hơn tạo nên dạng tinh bột trihydrat n(C6H10O5.3H2O Lúc này do sự hiện diện của các phân tử nước nên kích thước hạt tinh bột tăng lên

Tùy thuộc vào cấu trúc của các loại tinh bột khác nhau mà khả năng trương nở trong điều kiện bão hòa sẽ mạnh hay yếu hơn Thông thường tinh bột giàu amylopectin

sẽ trương nở mạnh hơn do liên kết hydro trong nội nhũ phân tử kém bền hơn

1.4.4 Hiện tượng hồ hóa tinh bột bằng nhiệt năng

Khi hấp thụ nước tinh bột trương nở dần, khi tăng nhiệt độ đến một giới hạn nào

đó, các hạt tinh bột trương nở một cách nhanh chóng, hình dáng các hạt tinh bột sẽ thay

đổi đột ngột tạo thành dạng keo dính Hiện tượng trương nở xảy ra trước tiên ở các khe lõm của hạt tinh bột, sau đó lan rộng cả bề mặt, làm cho thể tích của chúng tăng lên nhiều lần cho đến khi hạt tinh bột bị rách và trở thành cái túi không định hình, hoặc ngừng tăng thể tích, lúc đó tinh bột bắt đầu hồ hóa, nhiệt độ tương ứng để tinh bột hồ hóa được gọi là nhiệt độ hồ hóa

Ở nhiệt độ thường các phân tử nước liên kết với nhau thông qua nối hydro Do đó khả năng hoạt động của chúng không cao Khi được đun nóng, nhiệt năng cung cấp sẽ phá vỡ hàng loạt liên kết hydro ràng buộc các phân tử nước, giúp chúng tự do hoạt động nên chúng trở nên linh động hơn nhiều, dễ dàng tấn công vào cấu trúc mixen của hạt tinh bột, gây nên sự hydro hóa, những vùng được hồ hóa đầu tiên là những vùng vô định hình của mạng lưới mixen, tại đó liên kết tinh bột yếu hơn những vùng có cấu trúc tinh thể, do vậy liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột ở những vùng đó dễ bị phân hủy, giúp cho hiện tượng hydro hóa dễ dàng

Mặt khác, nhiệt độ cao cũng phá hủy các liên kết hydro giữa các phân tử tinh bột giúp cho các phân tử nước dễ dàng hydrat hóa Trong quá trình hồ hóa có một số phân

tử tinh bột bị hydrat hóa mạnh mẽ sẽ tách khỏi mạng lưới mixen, khuếch tán vào môi trường nước gây nên hiện tượng hòa tan tinh bột vào nước nóng

Như vậy nhiệt độ hồ hóa và khả năng hồ hóa của một loại tinh bột nào đó sẽ phụ thuộc rất lớn vào cấu trúc của mạng lưới mixen trong hạt tinh bột, cấu trúc này được đặc trưng bởi 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 Thông thường cấu trúc của mạng lưới mixen không ổn định, ngoài ra kích thước của hạt không ổn định, nên quá trình hồ hóa không xảy ra ở một nhiệt độ nhất định, mà dao động trong một khoảng nhiệt độ t = 8  10oC, để cung cấp thêm năng lượng cho sự phá vỡ liên kết ở những vùng có cấu trúc chặt chẽ trong mạng lưới mixen tạo nên liên kết mới giữa tinh bột và nước

Quá trình hồ hóa các loại tinh bột thường xảy ra ở nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ sôi của nước Nếu sau khi hồ hóa xong mà quá trình gia nhiệt vẫn kéo dài cho đến nhiệt độ sôi, thì năng lượng được cung cấp thừa do gia nhiệt lại tiếp tục phá hủy liên kết hydro vừa mới tạo ra giữa phân tử nước và các nhóm OH của tinh bột, làm cho kết cấu của tinh bột đã hồ hóa trở nên lỏng l o, giảm độ nhớt, độ d o của hồ tinh bột

1.5 Giới thiệu về cơm sấy

1.5.1 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 1.5.2 Phân loại cơm sấy ăn liền [7]

Cơm ăn liền được chia ra làm 3 loại sau:

1.5.2.1 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 1200C Nó được bảo quản từ 3 – 6 tháng ở nhiệt độ phòng

Cơm chế biến ngoài gạo t , 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

1.5.2.2 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 1210

C 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

1.5.2.3 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 hóa 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 Những sản phẩm này có chất lượng rất cao và không tiện lợi trong

sử dụng

Hình 1.4 Các loại cơm ăn liền

1.5.3 Ƣu và khuyết điểm của sản phẩm

1.5.3.1 Ƣu 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, broccoli,…và các hương liệu như hương thịt gà, thịt bò, tôm,…có thể đa dạng hóa các sản phẩm cơm sấy ăn liền làm cho bữa ăn phong phú và hoàn thiện hơn Các công ty như Uncle en’s, Kraft và Rice – A – Roni đã sản xuất ra các dạng tiền hương khác nhau đã được bao gói rất thuận tiện

Trong quá trình chế biến, nó cũng mất đi một số hương vị, nhưng các công ty thực phẩm đã bổ sung thêm các phụ gia từ thảo mộc và hương thơm để làm tăng thêm khẩu vị cho sản phẩm Họ cũng cố gắng hạn chế sự tổn thất dinh dưỡng bằng cách bổ sung thêm vào sản phẩm các chất dinh dưỡng như các vitamin nhóm : thiamin (B1), axit folic (B9), niacin (B3 và ion sắt

1.5.4 Lịch sử hình thành và phát triển [7]

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 hóa với

tên gọi ban đầu là “Minute Rice” Kể từ đó, quá trình nghiên cứu và phát triển 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 với một vài bước sau:

+ Đầu tiên gạo được ngâm trong nước ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa của tinh bột dưới 600C và thường là ở nhiệt độ phòng Nâng hàm ẩm của hạt gạo lên 30%

+ Sau đó, tiếp tục nâng hàm ẩm của gạo lên 65 – 70% bằng cách ngâm gạo chìm trong nước sôi trong vòng 8 – 10 phút

+ Gạo tiếp theo được làm ráo, làm nguội và ngâm trong nước lạnh khoảng 1 – 2 phút rồi đem đi sấy bằng không khí cưỡng bức ở 1400C, vận tốc dòng khí là 1m/s nhằm làm giảm hàm ẩm của cơm thành phẩm xuống còn 8 – 14%

Quá trình sấy ở nhiệt độ cao làm cho nước ban đầu đi vào trong hạt trong quá trình ngâm bị kéo ra ngoài tạo cấu trúc xốp cho hạt cơm

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 Hạt gạo trước tiên 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%

Việc hạn chế thời gian nấu cũng như độ ẩm hạt nhằm làm cho hạt gạo còn nguyên vẹn, bề mặt hạt tinh bột không bị nhão trong suốt quá trình sấy

Quá trình sấy sau đó được tiến hành theo 2 bước

+ Giai đoạn đầu sấy ở 2000C: hạt gạo sẽ được hồ hóa 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 xuống còn 1000C: để giảm hàm ẩm của hạt xuống còn 10 – 15%, hoàn tất quá trình sấy gạo, tránh cho hạt gạo hóa 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 hút ẩm qua nhiều gian đoạn và hồ hóa đến những mức độ khác nhau Cụ thể hơn, gạo được ngâm trong nước để tăng ẩm lên đến 25 – 30%, sau đó đem hấp ở áp suất khí quyển để tăng ẩm lên 30 – 35% Sau đó lại ngâm tiếp trong nước

ở 40 – 900C để gia 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 thể hiện một quá trình công nghệ như hoàn thiện về chất lượng của cơm sấy và đây là một sự cải tiến mang ý nghĩa quan trọng trong cuộc tìm kiếm giải pháp công nghệ hoàn hảo Nó cải thiện các giai đoạn mà những phát minh trước đã không giải quyết được một cách triệt để Vấn

đề làm nứt hạt trước đây khi đem nấu hoặc hấp, tạo ra nhiều thuận lợi so với giai đoạn của phát minh mà Ozai – Durrani đưa ra trước đây Khi đó, thời gian ngâm sẽ giảm hoặc giai đoạn ngâm cũng có thể loại bỏ, thời gian nấu cơm cũng giảm mà hiệu quả kinh tế lại tăng, đồng thời, kích thước hạt cơm cũng tăng lên Điều có ý nghĩa hơn cả là thời gian khôi phục sản phẩm khi đem sử dụng giảm

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

Gạo lứt Thái

Gạo trắng Thái (loại hạt dài)

Gạo trắng Nhật và Hàn Quốc

1.5.6 Quy trình công nghệ chung cho công nghệ sản xuất cơm sấy ăn liền Quy trình công nghệ chung sản xuất cơm sấy ăn liền

+ 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

Các yếu tố ảnh hưởng

+ Lực vò: lực vò càng lớn, lớp electron 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

b) Sấy gạo

Mục đích

Gây sốc nhiệt nhằm tạo các khe nứt trên bề mặt hạt gạo, giúp nguyên liệu dễ dàng hấp thu nước trong quá trình nấu

Cơ sở khoa học: nước tự do trong lòng hạt gạo bị bốc hơi nhanh chóng, các phân

tử nước chuyển ra ngoài bề mặt quá nhanh tạo các khe nứt cho hạt gạo

Biến đổi

+ 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: thấp 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 cho sản phẩm

+ Nguyên lý hoạt động: khi tiếp liệu, nguyên liệu được rung động và dịch

chuyển bên trong máy, kèm theo đó là sự thổi gió nóng bên trong nhằm tách hàm ẩm trong nguyên liệu

1.5.6.2 Ngâm

Mục đích

+ Tạo điều kiện cho nước xâm nhập vào bên trong hạt gạo, làm cho hạt gạo trương nở và mềm dần

+ Tăng hàm ẩm của khối nguyên liệu

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

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 hòa tan các chất dinh dưỡng tan trong nước, gây tổn thất dinh

dưỡng cho sản phẩm

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: tùy 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

+ 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

1.5.6.3 Hồ hoá

Mục đích: nhằm hồ hóa hoàn toàn gạo nguyên liệu để làm chín sản phẩm

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

Hạt gạo tiếp tục hấp thu nước làm tăng khối lượng của nó

+ Hóa học: nước tấn công vào tinh bột mạnh mẽ, b gãy các liên kết hydro của

tinh bột, một số các phân tử tinh bột bị hydrat mạnh mẽ nên hòa 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

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 hóa: 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

Trong khi đó, thời gian ngắn nhưng nhiệt độ phù hợp sẽ làm cho cấu trúc hạt gạo tốt hơn rất nhiều

+ Áp suất hồ hóa: 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 tuỳ vào độ ẩm của hạt gạo trước khi hồ hóa

e) Sấy

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

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

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

+ Thời gian làm nguội: thời gian càng chậm thì sẽ làm cho vi sinh vật tái nhiễm,

làm chất lượng sản phẩm không đảm bảo Thời gian làm nguội quá nhanh sẽ có nguy

cơ làm gãy vỡ hạt cơm làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm

+ Thiết bị làm nguội: tùy vào kiểu thiết bị làm nguội mà ảnh hưởng tới thời gian

làm nguội và chất lượng sản phẩm

1.5.6.5 Đóng gói

Mục đích

+ Bảo quản sản phẩm tránh những tác động của các yếu tố bên ngoài

+ Tăng giá trị cho sản phẩm bằng những bao bì bắt mắt, giúp cho sản phẩm có chỗ đứng trên thị trường

+ Đa dạng hóa sản phẩm

Phương pháp thực hiện

Đóng gói sản phẩm ở một lượng nhất định trong những loại bao bì như plastic hay những hộp thiếc tùy vào từng loại sản phẩm và đa dạng hóa sản phẩm

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị

2.1.1 Nguyên liệu [2]

 Gạo dẻo IR64: loại gạo này có đặc điểm:

Hàm lượng amyloza trung bình: 24,4%

Đây là một đặc tính rất thích hợp cho việc

nghiên cứu chế biến cơm sấy bởi vì:

+ Nếu hàm lượng amyloza kém thì khả năng

hút nước của hạt gạo sẽ cao đồng thời khả

năng tái hấp thu nước trở lại của hạt gạo cũng dễ

nhưng thời gian sấy lại lâu

+ Nếu hàm lượng amyloza cao thì khả năng hút nước của hạt gạo thấp, thời gian sấy nhanh nhưng cũng khó tái hấp thu nước trở lại

Gạo IR64 đi từ giống lúa IR64 có mức độ ổn định trong sản xuất, kích thước hạt gạo: chiều dài 6,2 - 6,3cm, chiều rộng 2,3 - 2,5cm, với những ưu điểm năng suất cao, chống chịu ổn định với sâu bệnh hại chính, nhất là giống cao sản có phẩm chất gạo hàng đầu, giống hội đủ cả hai tiêu chuẩn hàm lượng amyloza trung bình, và độ trở hồ trung bình

Giống lúa IR64 là một giống có phẩm chất tốt Tỷ lệ gạo lứt 78,96%, tỷ lệ gạo trắng 68,34% và tỷ lệ gạo nguyên 50,92%

Độ bền gel 58 - 60mm và hàm lượng amyloza đạt 21 - 23% Hàm lượng protein tương đối cao so với các giống so sánh 8,2%

Hình 2.1 Gạo dẻo IR64

2.1.2 Hóa chất

 FeSO 4 [12], [17]

Thường gặp nhất là heptahydrat xanh

(FeSO4.7H2O) Có đặc điểm: không mùi, vị

mặn chát, chứa 20,14% sắt nguyên tố Cùng với

các hợp chất sắt khác, sắt sunfat được sử dụng

để củng cố các loại thực phẩm và bổ sung vào

thuốc để điều trị thiếu sắt, thiếu máu có chỉ định

của bác sĩ như sau:

* MYTAVIST PLUS: có chứa 50 mg sắt

sunphat được chỉ định dùng cho phụ nữ có thai, cho con bú và tr em trên 12 tuổi Nhà sản xuất: The Acme Laboratories, Ltd – ăng La Đét

 Sắt (II) fumarat [17]

Sắt II fumarat còn được gọi là fumarat màu là muối sắt của axit fumaric, dùng

để bổ sung lượng sắt, có công thức hóa học C4H2FeO4

Sắt II fumarat có tác dụng phòng và điều trị bệnh thiếu máu do thiếu sắt như: sau cắt dạ dày, hội chứng suy dinh dưỡng và mang thai

Hình 2.2 Sắt (II) sunfat

Hình 2.3 Sắt (II) fumarat Hình 2.4 Thuốc có bổ

sung sắt (II) fumarat

Sắt II fumarat là một dạng sắt hữu cơ dễ hấp thụ vào cơ thể Fe++ có trong sắt (II) Fumarat có vai trò quan trọng trong việc hình thành hem một phần của hemoglobin trong hồng cầu Thiếu Fe++

thì hồng cầu không thể hình thành quá trình hấp thụ O2 và thải CO2 bị ảnh hưởng nghiêm trọng

Sắt II fumarat là sản phẩm bổ sung sắt cho cơ thể, giúp phòng ngừa thiếu máu

do thiếu sắt Dùng cho phụ nữ có thai, nhất là trong 3 tháng đầu tiên, người ăn chay có chế độ dinh dưỡng hạn chế, vận động viên, người già và các trường hợp mất máu do rong kinh, rong huyết, do chấn thương, phẫu thuật, trĩ Có mặt trong một số sản phẩm thuốc bổ sung sắt đang có mặt trên thị trường như sau:

* Sắt fumarat axit folic: dạng viên nang, được chỉ định dùng trong trường hợp thiếu máu do thiếu sắt, axit folic, liều dùng: uống mỗi lần 1 - 2 viên/2 lần/ngày

Nhà sản xuất: Công ty cổ phần dược phẩm 2/9 – NADYPHAR

* Sắt fumarat: dạng viên màu nâu, có chứa 44mg sắt, uống với liều lượng 1 - 2 viên/ngày

Nhà sản xuất: Công ty TNHH dược phẩm và thương mại THÀNH CÔNG

* Ironic: dạng viên nang mềm với hàm lượng sắt là 162mg, được chỉ định phòng ngừa và điều trị thiếu máu do thiếu sắt trong các trường hợp: phụ nữ có thai và cho con

bú, khi hành kinh, điều hòa kinh nguyệt, liều lượng uống 1 viên/ngày

Nhà sản xuất: Công ty TNHH dược phẩm ÚC CHÂU

 Na 2 EDTA [14]

Công thức hóa học: C10H14N2Na2O8.2H2O

Khối lượng phân tử: 408đvC

Là tinh thể màu trắng, không mùi, tan trong nước,

không tan trong etanol, Na2EDTA có ADI là 2,5mg

EDTA/kg trọng lượng cơ thể/ngày Dung dịch 5% của Na2EDTA có pH bằng 5,3

Có mặt trong sản phẩm thuốc PAVERID

Hình 2.5 Na 2 EDTA

* PAVERID: dạng ống tiêm 1ml, chứa 0,1mg Na2EDTA, được sử dụng trong chống co thắt cơ trơn đường tiêu hóa, tiết niệu Cách dùng: tiêm dưới da hoặc tiêm bắp thịt Liều lượng: 60mg/lần, 100mg/ngày

Nhà sản xuất: Công ty cổ phần dược phẩm trung ương 2 - DOPHARMA JSC

2.2 Phương pháp tính lượng sắt bổ sung vào gạo theo nhu cầu dinh dưỡng trong một ngày: (PHỤ LỤC 1

(1) Nhu cầu năng lượng cho từng nhóm đối tượng [4]

(2) Năng lượng hấp thu từ gluxit, được tính như sau:

Khẩu phần ăn có tỷ lệ cân đối về năng lượng là 12% protein – 18% lipit – 70% gluxit

Do đó năng lượng hấp thu từ gluxit được tính như sau:

Năng lượng/ngày x 0,7 A Kcal)

(3) Nhu cầu sắt mỗi ngày của từng nhóm đối tượng [4]

(4) Khối lượng sắt hấp thu từ gluxit:

Nhu cầu sắt của mỗi đối tượng trong ngày mg

Lượng sắt cung cấp cho cơ thể từ thức ăn chỉ đi từ hai nguồn là protein và gluxit Hiện nay chế độ dinh dưỡng từ nhóm thức ăn giàu protein chưa cao, do đó 100% hàm lượng sắt cung cấp cho cơ thể được xem là cung cấp từ 12% protein và 85% gluxit Nhu cầu sắt hằng ngày đưa ra trong bảng trên được tính theo tỷ lệ hấp thu là 10%

Do đó lượng sắt được cung cấp vào cơ thể là:

Khối lượng sắt được hấp thu từ gluxit = X x 0,85 x 0,1 = Ymg

(5) Khối lượng gạo cần ăn để đạt mức năng lượng được cung cấp từ gluxit

100g gạo thì cung cấp 353kcal

Khối lượng gạo ăn/ngày A x 100 /353 g

(6) Khẩu phần thức ăn giàu ngũ cốc thì lượng sắt hấp thu từ ngũ cốc là 5% Do đó khối lượng sắt được cung cấp từ 100g gạo:

Trong 100g gạo nguyên liệu có chứa khoảng 1,3mg sắt

Khối lượng sắt được hấp thu từ 100g gạo 1,3 x 0,05 0,065mg

(7) Khối lượng sắt cung cấp từ gạo x 0,065 /100 mg

(8) Khi bổ sung Na2EDTA thì khả năng hấp thu sắt trong gạo khoảng 10%, ta có khối lượng sắt cần bổ sung vào gạo Y – Z) x 100/10 x (1000/B) = K2 mg/kg