Báo cáo nghiên cứu nông nghiệp " Nghiên cứu sấy lúa tầng sôi bằng phương pháp bề mặt đáp ứng " potx

Phụ lục 3
Nghiên cứu sấy lúa tầng sôi bằng phương pháp bề mặt đáp ứng



2

Nghiên cứu sấy lúa tầng sôi bằng phương pháp bề mặt đáp ứng
Giới thiệu
Sấy lúa đã được nghiên cứu nhiều ở Việt Nam từ thập niên 1980. Nhiều ứng dụng thành công
như máy sấy tỉnh, sấy rất rẻ, một số đang giai đoạn thử nghiệm như sấy tầng sôi, sấy hai giai
đoạn. Các loại máy sấy tháp áp dụng không thành công do không sấy được lúa ướt và chi phí
sấy cao. Hiện tại, máy sấy tĩnh đang chiếm ưu thế nhất là phục vụ
ở các địa bàn xa do công
nghệ đơn giản và giá thành rẻ, chất lượng sấy chấp nhận. Việc hoàn thiện công nghệ sấy tĩnh
là điều nên tiến hành. Đây là một trong những mục tiêu của chương trình CARD 026/VIE05.
Tuy nhiên, ở những nơi tập trung lúa như nhà máy xay, kho bảo quản, công nghệ sấy năng
suất cao và cơ giới hóa các khâu xử lý lúa cần được quan tâm ứng dụng. Trong khuôn khổ
chương trình CARD 026/VIE05, sấy tầng sôi được l
ựa chọn làm công đoạn sấy nhanh, có thể
giải quyết 1 hoặc 2 giai đoạn trong qui trình sấy. Giai đoạn 2 trước đây của máy sấy bảo quản
sử dụng nhiệt độ thấp (29-32oC) nên thời gian kéo dài. Với sản xuất 3 vụ lúa/năm như hiện
nay ở ĐBSCL, việc bảo quản lâu chưa phải là nhu cầu trước mắt. Do vậy, tăng năng suất sấy
ở giai
đoạn 2 sẽ phù hợp hơn trong giai đoạn hiện nay.
Trong các nghiên cứu của chương trình CARD 026/VIE05, chế độ sấy tầng sôi giai đoạn 1 để
giảm ẩm độ lúa xuống 18% đã được xác định là tốt ở 80
o
C trong 2.5 phút sau đó ủ 40 phút ở
75
o

C. Thông tin này sẽ được áp dụng trong nghiên cứu này.
Mục đích của nghiên cứu này là ứng dụng phương pháp bề mặt đáp ứng nhằm xác định qui
trình sấy nhiều giai đoạn tối ưu trên cơ sở có tỉ lệ gạo nguyên cao, gạo không bị hồ hóa.
Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
Trong nghiên cứu này, để áp dụng phương pháp bề mặt đáp ứng cho qui trình sấy nhiều giai
đoạn, vài thông số trung tâm cần phải xác định. Các thông số lưa chọn là: 4 thông số trong
các thông số sau: nhiệt độ sấy lượt 1, thời gian sấy lượt 1, nhiệt độ sấy lượt 2, thời gian sấy
lượt 2, thời gian sấy ở 35
o
C. Thông số trung tâm sấy lượt 1 là nghiệm thức tốt trong nghiên
cứu của Cô Tuyền (MS6) là nhiệt độ sấy 80
o
C trong 2.5 phút cho lượt 1 và ủ 40 phút tại nhiệt
độ hạt. Thông số trung tâm sấy lượt 2 (nhiệt độ, thời gian). Thông số trung tâm thời gian sấy
35
o
C. Thiết kế chi tiết của thí nghiệm sơ bộ được trình bày trong Bảng 1.
Đo đạc các chỉ tiêu
Ẩm độ được đo bằng máy Kett, mỗi lần đo đều được lặp lại ba lần sau dó xử lý trung bình
tránh sai số. Cách đo các chế độ trên máy: đối với lúa mới lấy từ máy sấy đo ở chế độ ‘paddy
in dryer’, còn lúa sau khi đã để ngoài môi trường để nguội hoặc sau một ngày đo ở ch
ế độ
paddy thông thường. Lấy 100g gạo lức đi xát trắng để đo tỉ lệ gạo nguyên được tính là tỉ lệ
của gạo nguyên vẹn (70% chiều dài hạt) trên tổng khối lượng gạo đem đi xát.
Thí nghiệm sấy bằng phương pháp bề mặt đáp ứng
Từ kết quả thí nghiệm 1 và kết quả nghiên cứu của Cô Tuyền (MS6) ta có giá trị trung tâm
cho các thông số nghiên cứu và khoảng bi
ến thiên chọn như sau (chọn 4 thông số T1, t2, T2
và t3):
Lượt 1: T1= 80

o
C
5±
trong thời gian t1 = 2.5 phút, ủ 40 phút tại nhiệt độ hạt.
Lượt 2: T2= 50
o
C 5± trong thời gian t2 = 3.5
1
±
phút.


3

Thời gian sấy nhiệt độ thấp 35
o
C: t3 = 3 1
±
giờ.
Ẩm độ và tỉ lệ thu hồi gạo nguyên là thông số theo dõi.
Bảng 1. Thiết kế chi tiết các thí nghiệm sấy tìm thông số trung tâm cho lượt 1 và 2.
T1 t1(phút) ủ(phút) T2 t2 (phút)
80
o
C 2.5 40’ (1)
80
o
C 2.5 40’ (2)
80
o

C 2.5 40’ (3)
80
o
C 2.5 40’ (4)




75
o
C 3 (1)
75
o
C 2.5 (2)
70
o
C 3 (3)
70
o
C 2.5 (4)
80
o
C 2.5 40’ (5)
80
o
C 2.5 40’ (6)
80
o
C 2.5 40’ (7)
80

o
C 2.5 40’ (8)

65
o
C 3 (5)
65
o
C 2.5 (6)
60
o
C 3 (7)
60
o
C 2.5 (8)
80
o
C 2.5 40’ (9)
80
o
C 2.5 40’ (10)
80
o
C 2.5 40’ (11)
80
o
C 2.5 40’ (12)

55
o

C 3 (9)
55
o
C 2.5 (10)
50
o
C 3 (11)
50
o
C 2.5 (12)
80
o
C 2.5 40’ (13)
80
o
C 2.5 40’ (14)

45
o
C 3 (13)
45
o
C 2.5 (14)
Mỗi thí nghiệm sau khi sấy đo ẩm độ hạt, để trong bình kín tránh hồi ẩm (24h) rồi xay xát và tính tỉ lệ
hồ hóa và tỉ lệ gạo nguyên.



4

Thiết kế thí nghiệm
Chọn theo mô hình DraperLin, 4 yếu tố kiểu trực giao, thiết kế từ chương trình Statgraphic ta
được 16 nghiệm thức, chọn thêm 4 nghệm thức trung tâm để đủ bậc tự do cho hồi quy có
tương tác bậc 3. Thiết kế thí nghiệm dưới dạng biến thực trình bày trên Bảng 2.
Đo ẩm độ lúa ướt, ngâm trong nước để cân bằng nhiệt độ với môi trường nếu lúa được trữ
mát trước đ
ó. Làm khô hạt. Sử dụng 250 g lúa tươi để sấy tầng sôi hai giai đoạn. Ở giai đoạn
1, lúa được sấy tầng sôi ở 73, 75, 80, 85, 87
o
C trong 2.5 phút, sau đó ủ ở nhiệt độ hạt trong 40
phút. Ở giai đoạn 2, lúa tiếp tục được sấy tầng sôi theo điều kiện sấy minh họa ở Bảng 2. Lúa
được sấy lớp mỏng sau đó ở 35
o
C. Làm nguội hạt, đóng bao 24 giờ trước khi đem xay 150 g
lúa bằng máy xay xát trong phòng thí nghiệm và xát trắng 100 g gạo.
Bảng 2. Giá trị biến thực.
Biến thực
số nghiệm thức
Z1 Z2 Z3 Z4
1 80 50 3.5 3
2 72.929 50 3.5 3
3 87.071 50 3.5 3
4 85 55 2.5 2
5 75 45 2.5 2
6 85 45 2.5 4
7 80 50 2.0858 3
8 80 50 4.9142 3
9 80 42.929 3.5 3
10 85 45 4.5 4
11 80 50 3.5 4.4142

12 75 45 4.5 2
13 80 57.071 3.5 3
14 75 55 4.5 4
15 85 55 4.5 2
16 80 50 3.5 1.584.58
17 75 55 2.5 4
18 80 50 3.5 3
19 80 50 3.5 3
20 80 50 3.5 3
21 80 50 3.5 3
22 80 50 3.5 3



5

Kết quả thí nghiệm
Giống lúa IR50404
Kết quả ẩm độ và TLTH (tỉ lệ thu hồi gạo nguyên) trình bày trên Bảng 3. TLTH của mẫu đối
chứng sấy lớp mỏng ở 35
o
C trong khoảng 52-57.5% sau 1 ngày bảo quản và 41-44.6% sau 5
ngày bảo quản.

Bảng 3. Số liệu ẩm độ sau sấy, ẩm độ ban đầu: 30.5%.
Thứ tự
trong ma
trận
Nhiệt độ
sấy gđ1

Nhiệt độ
sấy gđ2
Thời gian
sấy gđ2
Ẩm
độ
gđ1
Ẩm độ
gđ2
Thời
gian
thông
gió (h)
Ẩm độ
sau
thông
gió
TLTH,
%
1 80 50 3.5 18.6 16.5 3 13.8 41.74797
2 73 50 3.5 18.5 17.3 3 14.1 44.44132
3 87 50 3.5 17.1 14.9 3 13.3 53.06811
4 85 55 2.5 17.8 15.2 2 14.4 38.37218
5 75 45 2.5 18.4 17 2 15.3 15.07704
6 85 45 2.5 18.2 15.4 4 12.7 48.12645
7 80 50 2 19.3 16.4 3 13.8 54.70301
8 80 50 4.9 19.3 15.5 3 13.4 56.06909
9 80 43 3.5 19.6 17 3 14.3 46.35727
10 85 45 4.5 17.9 15.8 4 12.2 48.8484
11 80 50 3.5 19.1 16.9 4.5 13.8 59.88005

12 75 45 4.5 18.7 16.5 2 14.8 13.49153
13 80 57 3.5 19.5 16.3 3 14.5 52.06247
14 75 55 4.5 18.9 16.1 4 13.4 36.6239
15 85 55 4.5 18.5 15 2 13.7 44.50923
16 80 50 3.5 17.7 15.4 1.5 14.7 26.28117
17 75 55 2.5 18.5 16.3 4 13.6 38.22772
18 80 50 3.5 19.2 16.6 3 14.3 50.97831
19 80 50 3.5 18.4 16.2 3 13.4 53.37358
20 80 50 3.5 18.9 16.7 3 13.8 43.38796
21 80 50 3.5 19.6 17.2 3 14.5 44.22393
22 80 50 3.5 18.2 16.9 3 13.8 44.74207

Kết quả phân tích hồi qui đa biến theo phương pháp loại dần các thành phần trong mô hình đa
thức bậc 3 của số liệu HRY. Kết quả cho thấy hồi qui có ý nghĩa và biểu diễn dưới hàm sau:
HRY (%) = 48.765 + 3.050X1 + 2.017X2 + 0.467X3 + 11.879X4 – 3.508X1
2
– 6.345X4
2
–
2.007X1X4 + 6.505X1 X4
2
– 4.332X1
2
X4.


6

Từ đây, tìm được nghiệm tối ưu trong vùng nghiệm mã hóa từ -1.4142 đến 1.4142 như sau:
x1 x2 x3 x4

0.686045 1.414 1.414 1.414
Và
T1(
o
C) T2(
o
C) t
2(phút)
t 3(giờ)
83.43 57.07 4.91 4.41
Giống lúa Jasmine
Bảng 4 trình bày ẩm độ đầu ra sau mỗi giai đoạn sấy và TLTH tương ứng của giống gạo
Jasmine. TLTH của mẫu đối chứng trong khoảng 50-53.5% sau 1 ngày tồn trữ và 30-33% sau
5 ngày bảo quản. Sự cố mất điện vào ngày thứ 5 có thể giải thích cho việc TLTH của mẫu đối
chứng thấp. Kết quả cho thấy hồi qui có ý nghĩa và biểu diễn dưới hàm sau:
HRY (%) = 47.745 + 4.750X1 + 10.860X4 – 6.217X4
2
+ 3.340X1X2 + 1.008X1X3 –
0.998X3X4 –3.206X1X2X4.
Từ đây, tìm được nghiệm tối ưu trong vùng nghiệm mã hóa từ -1.4142 đến 1.4142 như sau:
x1 x2 x3 x4
1.4200 1.4200 1.4200 0.2395
Và
T1(
o
C) T2(
o
C) t2(phút) t3(giờ)
87.10 57.10 4.92 3.24

Qua 2 thí nghiệm trên với 2 giống lúa, vùng tối ưu có phần khác biệt. Nhiệt độ lượt 1 có thể
nâng cao hơn 80
o
C do nhiệt độ ủ là 73
o
C,thấp hơn trong thí nghiệm của Tuyền (MS6). Phân
tích thống kê cho thấy nhiệt độ và thời gian sấy lượt 2 ít tác động đến HRY trong vùng thí
nghiệm. Vì vậy, cần thí nghiệm tiếp để:
• Kiểm tra tính hiệu lực của vùng tối ưu, so với đối chứng.
• So sánh hai vùng tối ưu trên cùng 1 giống lúa
• So với qui trình sấy 2 giai đoạn: lượt 1 sấy tầng sôi, lượt 2 sấy tĩnh 35
o
C và 40
o
C.
Nhiệt độ sấy lượt 2 tăng lên cao hơn vùng 29-32
o
C của sấy 2 giai đoạn trong đề án
PN-9008 trước đây nhằm rút ngắn thời gian sấy. Thời gian sấy cho đến lúc đạt ẩm độ
dưới 14%.
Thí nghiệm bố trí kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ gồm 4 nghiệm thức: sấy tối ưu 1 (3GD1), sấy
tối ưu 2 (3GD2), sấy 2 giai đoạn 40
o
C (2GD40) và sấy giai đoạn 35
o
C (2GD35). 3 khối ứng
với 3 đợt nguyên liệu của 3 ngày bảo quản. Kết quả thu được trình bày ở Bảng 5 và Bảng 6.
Có thể thấy TLTH gạo nguyên tương đối của tất cả các nghiệm thức tương đương và so sánh
được với mẫu đối chứng (Bảng 6).

7

Bảng 4. Số liệu về độ ẩm sau sấy và TLTH gạo nguyên (giống gạo Jasmine).
thứ tự
trong
ma
trận
nhiệt
độ sấy
p1
nhiệt
độ sấy
p2
thời
gian
sấy p2
thời
gian
thông
gió (h)
ẩm độ
ban
đầu
ẩm độ
pass1
ẩm độ
pass2
ẩm độ

sau
thông
gió
TLTH,
%

1 80 50 3.5 3 30.4 18.6 17.7 14.4 49.36989
2 80 50 3.5 1.6 28.7 19 17 16.2 37.67632
3 87 50 3.5 3 27.5 19.7 17.9 15.5 52.92637
4 85 55 2.5 2 30.6 20.2 17.5 16.4 40.33915
5 75 45 2.5 2 26.7 19.2 17.8 16.8 31.55547
6 85 45 2.5 4 30.4 20.5 17.9 14.3 55.43853
7 80 50 2 3 30.7 19.8 17 15.1 45.17301
8 80 50 4.9 3 28.4 19.3 16.7 14.5 49.89803
9 80 43 3.5 3 30.4 18.4 17.6 14.6 45.30631
10 85 45 4.5 4 29.3 20.2 17.4 14.2 56.83799
11 80 50 3.5 4.5 30.5 18.7 15.7 14.2 50.67151
12 75 45 4.5 2 27.1 21.5 18.4 16.8 32.9197
13 80 57 3.5 3 30 19.1 16.1 14.5 47.41629
14 75 55 4.5 4 25.8 19.7 14.6 14.7 46.20657
15 85 55 4.5 2 28.5 20.1 16.1 15.6 44.04119
16 80 50 3.5 1.5 26.7 18.5 17.3 14.5 19.95894
17 75 55 2.5 4 30.4 20 18.5 15 50.52877
18 80 50 3.5 3 29.5 18.1 16.4 14.5 48.08918
19 80 50 3.5 3 30.2 18.8 16.2 14.3 50.71751
20 80 50 3.5 3 30.3 18.7 16.9 14.8 46.71098
21 73 50 3.5 3 28 18.2 17.5 14.6 50.50767
22 80 50 3.5 3 29 18.9 16.9 14.3 49.12774
23 83 57 4.9 4.4 30.6 19.7 17.4 14.4 56.14286
24 83 57 4.9 4.4 26.9 17.8 16.2 14.2 54.05527

8

Bảng 5. Ẩm độ và thời gian sấy.
MAU độ ẩm nhiệt độ
sấy gđ1
nhiệt độ
sấy gđ2
thời gian
sấy p2
thời gian
thông gió
độ ẩm
sau gđ1
độ ẩm sau
gđ2
sau sấy
35
o
C
Lặp lại 1
DC1 30.2 11.5h 13.5
DC2 29.6 11.5h 13.7

1 28.8 87 57 4.9 4.4 17.8 16.4 14.3
2 29.4 83 57 4.9 3.24 19 17 14.5
sấy 40
o
C 28.9 80 40 5.5h 20 13.4
sấy 35
o
C 29.2 80 35 7.0h 20.1 14
lặp lại 2
DC3 28.1 11H30 13
DC4 28.6 11H30 13.5
1 29.1 87 57 4.9 4.4 17 16 13
2 29.2 83 57 4.9 3.24 17.7 16.9 14.5
sấy 40
o
C 28.2 80 40 5.5h 19.8 13.4
sấy 35
o
C 28.6 80 35 7.0h 19.9 14.1
lặp lại 3
dc5 30.4 11H30 13.7
dc6 30.2 11H30 13.8
1 31 87 57 4.9 4.4 18 17.3 14
2 30.8 83 57 4.9 3.24 18.9 18 14.3
sấy 40
o
C 28.8 80 40 6.25h 20.3 14
sấy 35
o
C 31.8 80 35 9h 20.6 14.1

Bảng 6. Hệ số thu hồi gạo nguyên tương đối RHRY.
Lặp lại DC 1 2 3 4
1 1 0.980638 0.97377 1.054301 1.017977
2 1 1.032023 1.008762 1.036383 1.067987
3 1 1.015045 0.9615 1.005709 1.030937






9

Kết luận
Các qui trình sau đây là tương đương về chất lượng gạo:
Sấy 3 giai đoạn:
• Giai đoạn 1 là 83
o
C-87
o
C trong 2.5 phút ủ 73
o
C trong 40 phút.
• Giai đoạn 2 sấy tầng sôi 57
o
C trong 4.9 phút và
• Giai đoạn 3 thông gió ở 35
o
C trong 3-4.4 giờ

Sấy 2 giai đoạn:
• Giai đoạn 1 là 80
o
C trong 2.5 phút ủ 73
o
C trong 40 phút.
• Giai đoạn 2 sấy tĩnh 35
o
C trong 7-9h hoặc ở 40
o
C trong 5.5 giờ.
Các nghiên cứu cần tiếp tục để khảo sát thêm về qui trình công nghệ cũng như chi phí sấy.
Phụ lục 4
Ảnh hưởng của chế độ sấy tầng sôi và ủ nhiệt độ cao đến các đặc
tính hóa lý của gạo
2
Ảnh hưởng của chế độ sấy tầng sôi và ủ nhiệt độ cao đến các đặc tính hóa
lý của gạo
Giới thiệu
Phần 1 của nghiên cứu này trình bày trong MS6 xác định ảnh hưởng của chế độ sấy tầng sôi
và ủ nhiệt độ cao đến tỉ lệ nứt hạt, độ cứng hạt, TLTH và độ trắng của một số giống gạo Việt
Nam. Quá trình ủ đóng một vai trò quan trọng trong kỹ thuật sấy tầng sôi, do đó cần phải
nghiên cứu các thay đổi đặc tính lý hóa của gạo dưới tác động củ
a kỹ thuật này. Mục đích của
nghiên cứu này là đo lường các đặc tính hóa nhão, độ kết tinh của gạo để liên hệ với các thay
đổi lưu biến và cấu trúc xảy ra trong quá trình ủ sau khi sấy tầng sôi. Các đặc tính này có thể
ảnh hưởng đến chất lượng nấu của gạo.
Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
Vật liệu và phương pháp thí nghiệm đã trình bày một phần trong các thí nghiệm trước đây ở
báo cáo MS6. Ở nghiên cứu này chỉ sử dụng giống gạo A10 để đo đạc. Gạo A10 được nhập

khẩu vào Úc để phân tích các chỉ tiêu hóa lý như đặc tính nhão, độ kết tinh. Mẫu gạo được
bao gói và trữ ở 4
o
C nhằm hạn chế các thay đổi hóa lý. Trước khi đo, mẫu gạo được cân bằng
tại nhiệt độ phòng. Gạo được nghiền thành bột bằng máy nghiền phân tích IKA 10 lọt sàng
0.25 mm. Bột gạo sau đó đem đi đo đặc tính nhão bằng máy RVA (Rapid Visco Analyser
Model 4, Newport Scientific Pty Ltd., Warriewood, Australia). Đặc tính hồ hóa của bột gạo
được đo bằng máy DSC (Differential Scanning Calorimetry) (Pyris-1 DSC, Perkin Elmer,
Norwalk, CT). Độ kết tinh đo bằng nhiễu xạ tia X Bruker D8 Advance X-ray Diffractometer.
Các hình ảnh vi cấu trúc của nhân gạo đo bằ
ng kính hiển vi điện tử quét (Jeol Ltd., Japan) với
độ phóng đại 250 đến 7000 lần.
Kết quả
Nhiệt độ sấy, thời gian sấy và thời gian ủ ảnh hưởng mạnh mẽ đến đặc tính nhão và hồ hóa
của bột gạo A10. Tương tác giữa nhiệt độ và thời gian ủ cũng ảnh hưởng đến độ nhớt đỉnh,
độ nhớt cuối và độ nhớt phá vỡ.
Đặc tính hóa nhão
Tất cả các thông số hóa nhão ngoại trừ nhiệt độ hóa nhão đều có xu hướng giảm theo chiều
tă
ng nhiệt độ sấy và thời gian ủ và thấp hơn mẫu đối chứng (Bảng 1). Điều đó cho thấy xử lý
nhiệt độ cao-khô trong quá trình sấy tầng sôi và ủ như thí nghiệm này phá vỡ tinh bột và hạn
chế khả năng trương nở của tinh bột. Nhiệt độ hóa nhão tăng ở chế độ sấy và ủ nhiều hơn và
tương quan nghịch với độ nhớt phá vỡ
, đỉnh và đáy. Kết quả này minh chứng rằng nhiệt độ
sấy tầng sôi cao và thời gian ủ kéo dài làm thay đổi tính chất lưu biến của gạo, vì vậy có thể
ảnh hưởng đến chất lượng nấu.
Đặc tính hồ hóa
Như trình bày ở Bảng 2, các nhiệt độ chuyển pha tăng nhẹ ứng với nhiệt độ sấy và thời gian ủ
tăng. Ngược lại, enthalpy hồ hóa giảm vớ
i nhiệt độ sấy tăng và thời gian ủ dài hơn. Sự gia

tăng nhiệt độ khởi đầu tỉ lệ thuận với sự gia tăng nhiệt độ hóa nhão đo bằng RVA. Kết quả
này cũng cho thấy rằng hồ hóa riêng phần xảy ra khi sử dụng nhiệt độ sấy cao trong kỹ thuật
sấy tầng sôi cùng với thời gian ủ kéo dài. Tuy nhiên, hồ hóa toàn phần không thể xảy ra cho
dù thời gian
ủ kéo dài hơn do ẩm độ của gạo sau khi sấy đã được giảm đáng kể còn 18% cơ
sở ướt.
3
Đ
ặc tính hóa nhão: Độ nhớt đỉnh (PV), đáy (TV), phá vỡ (BD), cuối (FV), setback (SB), và nhiệt độ hóa nhão (PT) của mẫu gạo sấ
y
A
10.
Đặc tính hóa nhão

δ τ T
PV TV BD FV SB PT
o
C phút phút RVU RVU RVU RVU RVU
o
C
80 2.5 0 193.17±0.23
e
114.46±3.95
b
82.63±1.35
c
284.63±6.54
b
170.17±2.90
b

81.00±0.64
ab

30 187.75±2.30
e
111.84±2.53
b
75.92±0.23
c
283.05±4.77
b
171.21±2.23
b
81.45±0.67
ab

40 185.21±0.00
de
107.54±0.00
b
77.67±0.00
c
277.30±0.00
ab
169.75±0.00
b
81.03±0.07
ab

60 179.42±1.30

d
102.25±2.71
ab
77.17±4.01
c
266.42±1.59
ab
164.17±1.12
b
81.45±0.00
ab

3.0 0 190.36±1.62
e
111.17±0.35
b
79.19±1.27
c
276.31±3.83
ab
165.15±4.19
b
81.95±1.34
ab

30 189.54±1.29
e
112.17±1.00
b
77.38±2.30

c
278.77±2.41
b
166.60±1.41
b
81.38±0.60
ab

40 187.09±2.69
de
111.88±2.26
b
75.21±0.42
c
272.88±2.12
ab
161.00±4.38
ab
81.88±0.71
ab

60 174.90±2.77
cd
102.97±1.06
ab
71.93±3.83
bc
266.50±7.30
ab
163.53±6.24

b
81.90±0.53
ab

90 2.5 0 177.30±0.53
cd
105.54±0.41
ab
71.75±0.95
bc
276.25±0.35
ab
170.71±0.06
b
81.75±1.77
ab

30 171.09±2.71
c
105.00±1.83
ab
66.09±0.88
bc
282.59±7.07
b
177.59±5.25
b
82.65±0.00
b

40 163.92±1.89
bc
100.38±2.47
ab
63.55±0.59
b
266.58±3.06
ab
166.21±0.59
b
83.05±0.57
b

60 161.34±3.30
b
101.08±1.88
ab
60.25±5.18
b
277.84±3.77
ab
176.75±1.89
b
82.70±0.71
b

3.0 0 174.25±1.06
cd
101.67±4.48
ab

77.50±3.54
c
269.46±2.97
ab
167.79±3.49
b
82.18±0.04
b

30 176.71±1.82
cd
111.75±3.18
b
64.96±5.01
b
271.71±5.95
ab
159.96±2.77
b
83.03±0.04
b

40 155.75±0.35
ab
99.71±0.76
a
56.04±5.25
ab
259.21±3.48
a

159.50±2.72
b
83.40±0.49
b

60 154.09±2.00
a
98.59±5.18
a
55.50±5.25
a
271.96±5.55
ab
173.38±5.37
b
83.80±0.07
b

Mẫu đối chứng
213.17±5.07
f
136.13±1.24
c
77.04±3.83
c
283.75±4.24
b
147.63±3.01
a
80.15±0.57

a



1

Bảng 2. Đặc tính hồ hóa: (nhiệt độ khởi đầu T
o
, đỉnh T
p
, cuối T
c
, và enthalpy hồ hóa ∆H) của mẫu gạo sấy
tầng sôi A10.
Đặc tính hồ hóa

δ τ T
T
o
T
p
T
c
∆H
o
C phút phút
o
C
o
C

o
C J/g bột khô
80 2.5 0 77.0±0.8
a
80.5±0.2
a
84.0±0.0
a
4.8±0.9
b

30 77.8±0.5
ab
80.9±0.4
ab
84.5±0.7
ab
4.1±0.4
ab

40 77.9±0.7
ab
81.4±0.5
ab
84.6±0.5
ab
3.9±0.8
ab

60 78.2±0.2

ab
81.6±0.6
ab
85.3±1.1
ab
4.1±1.0
ab

3.0 0 77.4±0.3
ab
80.8±0.5
ab
84.6±0.3
ab
4.7±0.8
b

30 77.7±0.3
ab
80.9±0.3
ab
84.4±0.5
ab
4.3±0.0
b

40 78.0±0.5
ab
81.6±0.2
ab

85.6±0.4
ab
3.8±0.5
ab

60 78.2±0.1
ab
81.5±0.1
ab
85.5±0.2
ab
3.8±0.3
ab

90 2.5 0 77.5±0.7
ab
80.8±1.0
ab
85.0±1.9
ab
4.6±0.5
b

30 78.3±0.4
ab
81.8±0.3
b
86.7±1.2
b
3.9±0.3

ab

40 78.4±0.3
b
81.8±0.3
b
85.5±0.5
ab
3.9±0.3
ab

60 79.2±0.2
b
82.5±0.5
b
86.1±0.9
b
3.7±0.6
ab

3.0 0 77.5±1.3
ab
80.8±0.6
ab
84.3±0.6
ab
4.4±0.3
b

30 78.4±0.2

b
81.6±0.5
ab
85.6±0.2
ab
4.0±0.5
ab

40 78.2±0.4
ab
81.4±0.1
ab
85.2±0.6
ab
3.6±0.6
ab

60 78.7±0.1
b
82.0±0.1
b
85.8±0.2
ab
3.1±0.2
a

Mẫu đối chứng
77.1±0.4
a
80.7±0.6

a
84.3±1.2
a
5.3±0.3
b

Độ kết tinh
Độ kết tinh tuyệt đối giảm nhẹ với thời gian ủ tăng (Bảng 3). Độ kết tinh giảm mạnh nhất sau
thời gian ủ kéo dài 1 giờ khoảng 3-7%. Không có sự khác biệt về kiểu hình nhiễu xạ tia X
giữa các mẫu gạo. Giả định rằng xử lý nhiệt-nước trên nhiệt độ hồ hóa của gạo (55-79
o
C) như
trường hợp sấy tầng sôi và ủ nhiệt độ cao làm trương nở các tinh bột. Điều đó làm cho
amylose thoát ra và kết hợp với các phần tử khác như protein, lipid. Các phức hợp này được
cho rằng tạo nên một mạng cấu trúc gel của thể vẩn dung dịch tinh bột bằng các lực nối giữa
các tinh thể. Nó có thể làm cấu trúc gạo cứng hơn và thời gian nấu gạo qua sấy ủ t
ầng sôi dài
hơn so với mẫu đối chứng và phản ánh được các thay đổi đặc tính hóa nhão và hồ hóa.

2

Bảng 3. Bảng kê vị trí các đỉnh nhiễu xạ dò tìm được đối với mẫu gạo A10.
δ τ T vị trí các đỉnh nhiễu xạ (các giá trị 2θ) Độ kết tinh
o
C phút phút 2θ
o
2θ
o
2θ
o
2θ
o
2θ
o
%
80 2.5 0 15.17 17.21 18.09 - 23.12 34.0
30 15.04 17.09 17.92 - 22.93 35.4
40 15.17 17.04 18.00 19.96 23.12 33.8
60 14.99 17.03 17.88 19.82 22.92 29.9
3 0 15.08 17.12 18.01 - 34.2
30 14.97 17.09 17.97 - 22.95 33.4
40 15.12 17.14 17.97 20.00 22.99 35.1
60 15.12 17.20 18.03 19.92 23.06 29.4
90 2.5 0 15.07 17.10 18.01 19.97 23.01 34.2
30 15.08 17.20 17.99 19.87 22.93 32.5
40 15.05 17.13 17.98 17.98 22.99 33.4
60 15.03 17.22 18.00 19.87 22.98 28.5
3 0 15.14 17.20 18.06 20.02 23.09 35.4
30 15.03 17.21 17.88 19.98 23.06 33.7

40 15.21 17.29 18.07 20.06 23.15 31.3
60 15.12 16.96 17.92 19.95 22.94 28.3
Mẫu đối chứng 14.95 16.93 17.82 - 22.86 36.6
δ: nhiệt độ sấy; τ: thời gian sấy; T: thời gian ủ.
Vi cấu trúc của nhân gạo
Hình 4 trình bày vi cấu trúc và vết gãy xuất hiện trên mặt cắt của nhân gạo đối chứng (sấy ở
35
o
C trong 16 giờ) và các vết nứt giữa và bên trong các tế bào nội nhũ được minh họa trong
Hình 5. Cận cảnh ở Hình 5b cho thấy các vết gãy xuất hiện bên trong tinh bột có dạng đa giác.
Hình 6 mô tả vi cấu trúc của nhân gạo được sấy ở chế độ cao nhất trong nghiên cứu này (sấy ở
90
o
C trong 3 phút, sau đó ủ ở 86
o
C trong 60 phút) ở các cỡ phóng đại khác nhau. Chúng tôi
giả định là mạng gel tạo ra trong quá trình hồ hóa có khả năng gắn liền các vết nứt giữa nhân
gạo bằng cách tô đầy các vết nứt liền kề nhau. Kết quả là tính nguyên vẹn của nhân hạt tăng
lên qua quá trình hồ hóa riêng phần làm cho tỉ lệ thu hồi gạo nguyên tăng.



3



(a) (b)
Hình 4. (a) Các vết nứt giữa tế bào nội nhũ trong mẫu gạo đối chứng; (b) Cận cảnh các vết nứt.

(a) (b)



(c) (d)
Hình 0. Vi cấu trúc mặt cắt của nhân gạo sấy tầng sôi và ủ nhiệt độ cao.

A
PB


4


(e)
Hình 0 (tt). Vi cấu trúc mặt cắt của nhân gạo sấy tầng sôi và ủ nhiệt độ cao.

Kết luận
Như đã trình bày trong phần 1 của nghiên cứu này (MS6), quá trình ủ làm giảm đáng kể tỉ lệ
nứt gãy hạt và làm tăng tỉ lệ thu hồi gạo nguyên. Sự bảo toàn tính nguyên vẹn của nhân hạt
bằng cách đo độ cứng và độ chặt đã được xác định ở nghiên cứu trước đây. Sự nóng chảy tinh
bột ở bề mặt ngoài nhân hạt do hồ hóa riêng phần xảy ra ở nhiệt độ
cao và thời gian ủ kéo dài
giúp hạt chịu được lực phá vỡ trong quá trình xay xát. Kết quả là tỉ lệ thu hồi gạo nguyên của
gạo sấy tầng sôi cao hơn cả mẫu đối chứng do hiện tượng hồ hóa riêng phần như đã thấy qua
các hình ảnh chụp bằng kính hiển vi quét điện tử trong thí nghiệm phần hai này. Hồ hóa riêng
phần đã làm thay đổi các đặc tính hóa lý và vi cấu trúc của hạt gạo sấy t
ầng sôi. Đặc tính hóa

nhão giảm với thời gian sấy và ủ tăng trong khi nhiệt độ hóa nhão và hồ hóa có khuynh hướng
tăng với các nghiệm thức sấy và ủ mãnh liệt hơn. Do gạo trở nên cứng hơn và chặt hơn, thời
gian nấu vì thế có thể sẽ dài hơn so với gạo sấy bằng phương pháp truyền thống. Tuy nhiên,
cấu trúc của hạt gạo được ủ ở thời gian dài hơn tạ
i cùng một nhiệt độ ủ có khả năng mềm hơn
do đặc tính hóa nhão giảm. Các kết quả này giúp giải thích vai trò của công đoạn ủ gạo. Cần
thực hiện các nghiên cứu tiếp theo về chất lượng nấu của gạo.