khảo sát điều kiện nảy mầm tối ưu cho quá trình hình thành các hợp chất chức năng của hai giống gạo lứt ck 92 và đh6
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.25 MB, 67 trang )
Cần Thơ, tháng 12, năm 2013
ii
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả
trình bày trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình luận văn nào trƣớc đây.
Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2013.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Sơn
iii
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Công Hà đã tận tình hƣớng dẫn,
giúp đỡ em hoàn thành đƣợc đề tài luận văn này.
Em xin gửi lời cảm ơn các thầy cô trong hội đồng bảo vệ luận văn đã nhiệt tình
đóng góp cho em những ý kiến quý báo, giúp em hoàn chỉnh đƣợc bài luận văn của
mình tốt hơn.
Em xin cảm ơn tất cả các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình
dạy bảo, truyền đạt cho em những kiến thức quý báo, vô cùng bổ ích để em hoàn
thành bài luận văn này.
Em xin cảm ơn tất cả các anh chị trong phòng thí nghiệm, và tập thể lớp Công Nghệ
Thực Phẩm khóa 36 đã tận tình giúp đỡ em hoàn thiện bài luận văn này.
Cần Thơ, ngày…tháng…năm 2013.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Sơn
iv
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH BẢNG vi
DANH SÁCH HÌNH vii
DANH SÁCH HÌNH vii
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1
CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2
2.1.1 Đặc tính của giống lúa 2
2.2.2 Giới thiệu chung về gạo lức 3
2.2.3 Thành phần hóa học 3
2.2.4 Công dụng của gạo lứt 8
2.2 KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH NẢY MẦM CỦA GẠO LỨT 9
2.2.1 Gạo mầm 9
2.2.2 Cơ sở quá trình nảy mầm 10
2.2.3 Những biến đổi trong quá trình nảy mầm 11
2.2.4 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm 11
2.2.5 Các quá trình enzyme xảy ra trong quá trình nảy mầm 12
2.2.6 Những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nảy mầm 12
2.3. CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN GẠO MẦM 13
2.4. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ GẠO MẦM 13
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
3.1 PHƢƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 16
3.1.1 Địa điểm, thời gian nghiên cứu 16
3.1.2 Nguyên vật liệu 16
3.1.3 Dụng cụ, thiết bị 16
3.1.4 Hóa chất sử dụng 16
v
3.2 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 17
3.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM 18
3.3.1 Thuyết minh quy trình 18
3.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
3.4.1 Thể thức thống kê 19
3.4.2 Bố trí thí nghiệm 19
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27
4.1 KHẢO SÁT TỈ LỆ HẠT NGUYÊN PHÔI SAU QUÁ TRÌNH TÁCH VỎ 27
4.2 KHẢO SÁT pH DỊCH NGÂM VÀ THỜI GIAN NGÂM HẠT TRONG
NƢỚC Ở NHIỆT ĐỘ PHÒNG (30±2) ĐỂ HẠT GẠO LỨT HÚT NƢỚC ĐẾN
TRẠNG THÁI BÃO HÒA. 28
4.2.1 Khảo sát thời gian ngâm để hạt đạt đƣợc trạng thái bão hòa. 29
4.2.2 Khảo sát pH dịch ngâm cho đến khi hạt đạt đƣợc trạng thái bão hòa. 31
4.3 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH NẢY MẦM CỦA HẠT Ở ĐIỀU KIỆN BÃO
HÒA ĐỘ ẨM. 31
4.3.1. Khảo sát quá trình nảy mầm của hạt gạo lứt trong điều kiện không khí ở các
thời gian ủ 16 giờ, 20 giờ, 24 giờ. 32
4.3.2. Khảo sát quá trình nảy mầm của hạt gạo lứt trong điều kiện yếm khí ở các
thời gian ủ 16 giờ, 20 giờ, 24 giờ. 34
4.4. PHÂN TÍCH MỘT SỐ HỢP CHẤT CHỨC NĂNG TRONG GẠO LỨT VÀ
GẠO LỨT SAU KHI NẢY MẦM. 35
4.4.1 Kháo sát hàm lƣợng protein của hạt gạo lứt trƣớc và sau quá trình nảy
mầm. 36
4.4.2 Khảo sát hàm lƣợng polyphenol trƣớc và sau quá trình nảy mầm 37
4.4.3. Khảo sát hàm lƣợng GABA trƣớc và sau quá trình nảy mầm. 38
4.4.4. Khảo sát hàm lƣợng amylose trƣớc và sau quá trình nảy mầm 39
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO 42
PHỤ LỤC vii
vi
Bảng 4.1 Bảng kết quả quá trình ngâm hạt trong nƣớc ở nhiệt độ phòng của hai
giống nếp ĐH6 và giống nếp CK 92. 29
Bảng 4.2 Tỉ lệ nảy mầm của giống CK 92 theo thời gian và nhiệt độ. 32
Bảng4.3 Tỉ lệ nảy mầm của giống ĐH 6 theo thời gian và nhiệt độ. 32
Bảng 4.4 So sánh tỉ lệ nảy mầm của giống CK 92 và nếp ĐH 6. 33
Bảng 4.5 Đồ thị thể hiện tỉ lệ nảy mầm yếm khí của giống gạo lứt CK 92 ở các thời
gian ủ khác nhau trong 37±2
0
C. 34
Bảng 4.6. Bảng biễu diễn hàm lƣợng protein của giống CK 92 trƣớc và sau quá
trình nảy mầm trong 100 gam chất khô. 36
Bảng 4.7. Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng polyphenol trƣớc và sau quá trình nảy mầm
của giống nếp CK 92 trong 100 gam chất khô. 37
Bảng 4.8 Đồ thị kết quả phân tích hàm lƣợng GABA trong giống gạo lứt CK 92
trƣớc và sau quá trình nảy mầm trong 100 gam chất khô. 38
Bảng 4.9 kết quả phân tích hàm lƣợng amylose trong gạo lứt CK 92 trƣớc và sau
quá trình nảy mầm trong 100 gam chất khô. 39
vii
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1 Công thức cấu tạo của GABA. 3
Hình 2.2 Công thức phân tử của Ferulic acid 4
Hình 2.3 Công thức cấu tạo của Gama-Oryzanol 5
Hình 2.4: Công thức cấu tạo của acid phytic 6
Hình 2.5: Gạo mầm 10
Hình 3.6 Quy trình thí nghiệm tổng quát. 18
Hình 3.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1. 20
Hình 3.8 Sơ đồ bố tí thí nghiệm 2. 21
Hình 3.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3.1. 23
Hình 3.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3.2. 24
Hình 4.11 Kết quả quá trình xát vỏ nguyên phôi của giống CK 92. 27
Hình4.12 Kết quả quá trình xát vỏ nguyên phôi của giống Nếp ĐH6. 27
Hình 4.13 Đồ thị biễu diễn sự hút ẩm của giống CK 92 29
Hình4.14 Đồ thị biễu diễn sự hút ẩm của giống ĐH 6. 30
Hình 4.15 Quá trình thay đổi pH dịch ngâm trong quá trình ngâm đến khi hạt đạt
trạng thái bảo hòa. 31
Hình 4.16 Nảy mầm yếm khí lần lƣợt ở 16 giờ, 20 giờ, 24 giờ. 35
Hình 4.17 Nảy mầm ở điều kiện không khí ở 37
o
C. 35
1
Ngày nay, khi nền kinh tế đã phát triển thì nhu cầu của con ngƣời ngày một nâng
cao. Nhu cầu ăn uống đã trở thành một nhu cầu thiết yếu cho cuộc sống con
ngƣời. Thực phẩm đáp ứng nhu cầu hiện nay không chỉ phải ngon mà còn phải
đáp ứng một hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng thiết yếu cho sự sống và hoạt động
hằng ngày của con ngƣời. Cho nên gạo lứt, một thực phẩm có hàm lƣợng chất
dinh dƣỡng hơn gạo trắng đã dần dần phổ biến trong bữa ăn hằng ngày của con
ngƣời.
Gạo lứt có nhiều chất dinh dƣỡng hơn gạo trắng nhƣ: chất xơ, các acid amin
thiết yếu, khoáng chất, protein, vitamin B, Các chất có hoạt tính sinh học này
chủ yếu tập trung ở phôi mầm và lớp cám gạo, mà các thành phần này thƣờng bị
loại bỏ trong quá trình xay, chà. Vì vậy, việc sử dụng gạo lứt sẽ mang lại nhiều
lợi ích cho sức khỏe. Tuy nhiên, đây là một loại gạo rất khó chế biến, quá trình
chế biến đòi hỏi cần phải có thời gian nấu lâu hơn. Sau khi nấu chín mùi của
cơm không hấp dẫn, cơm bị khô làm giảm đi tính cảm quan của nó. Vì vậy, các
nghiên cứu về gạo lứt đã dần xuất hiện nhằm cải thiện tình trạng trên.
Một trong những phƣơng pháp đó là quá trình nảy mầm gạo lứt làm cải thiện
chất lƣợng của gạo (Kim et al., 2012), gạo trở nên mềm hơn. Ngoài ra quá trình
nảy mầm gây ra những thay đổi quan trọng về dinh dƣỡng nhƣ tăng hàm lƣợng
γ-aminobutyric acid, hàm lƣợng chất xơ, tocotrienols và gamma oryzanol. các
vitamin, chất khoáng, chất xơ,… cần thiết cho sự phát triển và duy trì sự sống
của con ngƣời. Vì vậy việc nghiên cứu về sản phẩm gạo mầm có thể phát triển
một loại thực phẩm mới có giá trị trong lĩnh vực thực phẩm chức năng.
Hiện nay ở Việt Nam vẫn chƣa có nhiều các nghiên cứu về gạo mầm, cơ sở vật
chất để thực hiện các nghiên cứu này còn thô sơ. Vấn đề đạt ra là cần phải xây
dựng đƣợc một quy trình sản xuất gạo mầm hoàn chỉnh, có hàm lƣợng chất dinh
dƣỡng cao, đồng thời đánh giá đƣợc quá trình dinh dƣỡng đó là một hƣớng đi vô
cùng quan trọng góp phần tạo ra sự đa dạng hóa các sản phẩm dinh dƣỡng,
hƣớng tới xuất khẩu và nâng cao sức cạnh tranh của Đồng Bằng Sông Cửu
Long.
Khảo sát quá trình hình thành các hợp chất chức năng của hạt gạo lức trƣớc và
sau khi nảy mầm trên hai giống lúa Nếp ĐH6 và giống lúa nếp CK 92, đồng thời
chọn ra giống lúa có giá trị dinh dƣỡng nhất.
2
2.1
2.1.1
2.1.1.1 Giống nếp CK92
- Nguồn gốc: Giống CK 92 đƣợc kỹ sƣ Nguyễn Thuần Khiết-Phó giám đốc
trung tâm nghiên cứu và sản xuất giống ở An Giang lai tạo thành công năm 1992
tại huyện chợ mới An Giang từ hai giống lai tạo là CK89 và lúa IR50504.
- Đặc tính của giống: Có tính dẻo thơm của giống CK 89 và kháng rầy của giống
lúa IR50404. Chiều cao cây 100-110 cm, ít sâu bệnh hơn các loại nếp khác, chủ
yếu là nhiễm vi khuẩn, chiều dài bông từ 17-20 cm, trọng lƣợng 1000 hạt từ 24-
25 gam, dạng bông đùm, khít, màu vở hạt trấu có màu vàng rơm, phẩm chất hạt
đục bóng, chiều dài hạt nếp từ 6,5-7 mm.
- Thời gian sinh trƣởng: Trồng nếp CK 92 chỉ khoảng 3-5 tháng là thu hoạch, kỹ
thuật trồng không khác gì lúa nhƣng năng suất cao hơn lúa và chi phí thấp 2,3
triệu đồng/công. Năng suất trung bình đạt từ 7-8 tấn/ha. Có thể sản xuất cả ba vụ
trong năm nhƣng thích hợp nhất là vụ Đông xuân và Thu đông. Hiện nay giống
CK 92 đƣợc trồng phổ biến ở các vùng trọng điểm ở tỉnh An Giang: Phú Mỹ,
Chợ Vàm, Phú Hƣng, .Giống CK 92 là một trong những giống đạt chuẩn xuất
khẩu ở Việt Nam.
(Nguồn:
2.1.1.2 Giống nếp ĐH6 (nếp Than).
- Nguồn gốc: Đƣợc chọn lọc và làm thuần từ giống nếp cẩm Căm Pẹ thu thập ở
Thanh Hóa từ năm 2009. Sau khi chọn lọc các cá thể biến dị tự nhiên, đi vào
chọn dòng ƣu tú và làm thuần từ vụ Mùa năm 2010 đến vụ Xuân năm 2012 bắt
đầu gửi khảo nghiệm Quốc gia.
- Đặc tính của giống: ĐH6 có chiều cao cây thuộc nhóm bán lùn từ 98-115cm,
kiểu cây chịu thâm canh, cây cứng chống đổ tốt. Năng suất của giống cao và ổn
định. Chất lƣợng gạo ngon, hàm lƣợng amylose thấp 3,79%, gạo mềm, hạt thon.
Hàm lƣợng protein cao hơn 6,8%, chất béo cao đến 20%.
- Thời gian sinh trƣởng: Thời gian sinh trƣởng của giống nếp cẩm ĐH6 thuộc
nhóm ngắn ngày: vụ Xuân từ 127-142 ngày, vụ Mùa từ 105-115 ngày; gieo vào
vụ Mùa sớm, Xuân chính vụ. Hiện nay giống đƣợc gieo trồng ở nhiều tỉnh: Sóc
Trăng, Hải Phòng, Nghệ An
(Nguồn: />lua-thuan/38-giongluanepcammoiddh6)
3
2.2.2
Gạo lứt là hạt gạo đƣợc lấy từ hạt lúa đƣợc xây bỏ lớp vỏ bên ngoài, bên trong
còn lại lớp cảm gạo, mầm gạo ở đầu và lõi gạo ở bên trong. Gạo lứt gồm có ba
loại: gạo lứt tẻ dài (long grain brown rice), gạo lức tẻ hạt tròn (short-grain brown
rice), và gạo lức nếp (sweet brown rice).
2.2
2.2.3.1 Gamma aminobutyric acid (GABA)
Là một loại amino acid, có công thức phân tử: C
4
H
9
NO
2
.
Hình 2.1
Trong gạo lứt, GABA chiếm khối lƣợng khoảng 15 mg/ 100 gam gạo lứt.
GABA là sản phẩm của enzyme decarboxylase acid gutamic (GAD) với acid
gutamic dƣới sự xúc tác của vitamin B6 (pyridoxal phosphate) – Là một
coenzyme ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình hình thành hợp chất GABA. Ngoài
trong gạo lứt thì GABA còn đƣợc tìm thấy trong não bộ, nó là một thành phần
chức năng quan trọng đối với cơ thể, đảm bảo sự duy trì bình thƣờng của não bộ
đặc biệt là các neuron thần kinh.
(nguồn:
GABA giúp cho sự ổn định chức năng sinh tổng hợp và bài tiết nhiều loại
hormone của tế bào tuyến yên. GABA giúp cơ thể cân bằng đƣợc một số lớn
phản ứng chuyển hóa, điều hóa trạng thái tâm thần và hoạt động thể chất, giúp
bình thƣờng hóa các hoạt động tim mạch, hệ tiết niệu, tăng cƣờng sức khỏe tình
dục một cách tốt nhất.
(Nguồn: hitp://www.gravimax.vn/view/1555_gamma-amino-butyric-acid-gaba.himl)
2.2.3.2 Ferulic acid
Là một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử là
HOC
6
H
3
(OCH
3
)CH=CHCOOH, có tên thông thƣờng là Axit 4-hydroxy-3-
methoxycinnamic. Nó là thành phần của lignin và là tiền chất tổng hợp các hợp
chất khác.
4
Hình 2.2
Ferulic acid đƣợc tìm thấy trong các loại lá và các loại hạt của nhiều loại thực
vật, đặc biệt là trong các loại ngũ cốc nhƣ gạo lứt, bột mì, yến mạch. Trong ngũ
cốc acid Ferulic đƣợc tìm thấy trong vỏ cứng bên ngoài hạt. Ngoài ra, acid
ferulic còn đƣợc tìm thấy trong cà phê, táo, atiso, đậu phộng, cam, dứa.
Acid ferulic là một trong những hợp chất quan trọng chống lại bệnh ung thƣ (
đặc biệt là ung thƣ dạ dày, đại tràng, tuyến tiền liệt, ung thƣ gan, phổi ), thoái
hóa xƣơng và các triệu trứng mãn kinh. Ngoài ra, acid ferulic còn đóng vài trò
nhƣ một lá chắn chống lại ảnh hƣởng của tia cực tím , giúp cải thiện tình trạng
sức khỏe của những bệnh nhân bệnh tiểu đƣờng.
2.2.3.3 Polyphenol
Polyphenol là những hợp chất thơm có nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân
benzene và ít nhất 2 nhóm –OH trở lên (Lê Ngọc Tú, 2003). Polyphenol là hợp chất
tạo nên màu sắc đặc trƣng cho thực vật. Chúng có nhiều trong các loại thực vật
nhƣ rau quả, hoa và các loại hạt, ngũ cốc, trà, cafe. Trong gạo polyphenol tồn tại
ở dạng acid hydroxycianin - Nhạy cảm vởi oxy, pH và tan trong nƣớc. Gốc
phenol trong hợp chất polyphenol rất dễ bị oxy hóa trong các điều kiện khác
nhau: chùng có thể bị oxy hóa bởi môi trƣờng không khí ẩm, phản ứng này đƣợc
tăng cƣờng trong không khí ẩm và trong môi trƣờng kiềm.
Polyphenol là một trong những chất quan trọng góp phần bảo vệ thực vật khỏi
các vi sinh vật gây hại, sự oxy hóa và tác hại của tia cực tím. Trong y học,
polyphenol là một chất kháng viêm, kháng khuẩn, chống dị ứng và chống lão
hóa ở con ngƣời (Scalbert và cs., 2005).
5
2.2.3.4 Gamma- oryzanol (9,19- cyclo-9 beta- lanost-24-en-3 beta-ol-4 hydroxy-
3- methoxynamate)
Công thức phân tử : C
40
H
58
O
4
-Oryzanol
Gama-oryzanol còn đƣợc gọi là dầu cám gạo, sáp cám gạo, cám gạo protein,
oryzanol gamma, và gammariza.
(Nguồn:
Gama- oryzanol là một hỗn hợp của các este của acid ferulic của sterol và rƣợu
triterpen. Gama oryzanol bao gồm các đồng phân:
Cycloartenol và Cycloartenyl Ferulate
Beta- sitosterol
24- methylenecycloartanol
Campesterol
Gamma oryzanol có trong hầu hết các loại hạt, trong lúa thì hầu hết tồn tại ở
dạng Cycloartenol và Cycloartenyl Ferulate. Gamma-oryzanol là chất gây cho ta
cảm giác ngon miệng khi ăn, chống lại thời kỳ mãn kinh, chống viêm nhiễm,
ngăn ngừa bệnh ung thƣ, chống lại tác hại của tia cực tím và một trong những
chất đƣợc dùng làm đẹp.
(Nguồn: />andardcontent/gammaoryzanol&prev=/search%3Fq%3Dgamma%2Boryzanol%26biw%3D10
24%26bih%3D674)
6
2.2.3.5 Acid phytic
Công thức phân tử: C
6
H
18
O
24
P
6
(Nguồn: P/Phytic-
Acid.htm)
Acid phytic là một hợp chất của phosphate đƣợc tìm thấy trong vỏ các loại hạt,
và ngũ cốc. Nó đƣợc xem nhƣ là một chất chống oxy hóa mạnh và dễ bị mất đi
trong quá trình chế biến thực phẩm. Acid phytic đƣợc ứng dụng làm chất bảo
quản (E391) và đƣợc ứng dụng trong việc loại bỏ urani. Trong y học, acid phytic
là một chất chống ung thƣ( đặc biệt là ung thƣ vú), giảm các phản ứng đƣờng
huyết trong máu.
(Nguồn:o/phytochemicals/phytic-acid.php)
2.2.3.6 Carbohydrate
Là hợp chất hữu cơ có công thức chung là C
n
(H
2
O)
m
. Là thành phần chiếm đa số
trong nguyên liệu, cung cấp năng lƣợng cho hoạt động sống hằng ngày.
Carbohyrate có ba nhóm chính:
Monosaccarit: là nhóm carbohydrate đơn giản nhất không thủy phân đƣợc.
Disaccarit: là nhóm carbohydrate mà khi thủy phân sẽ tạo ra hai phân tử
monosaccarit.
Polysaccarit: là nhóm carbohydrate cao phân tử mà khi thủy phân đến cuối
cùng sẽ đƣợc những phân tử monosaccarit.
Glucozo (C
6
H
12
O
6
) là một ancol đa chức có 5 nhóm OH liền kề, tồn tại ở dạng
mạch hở hay mạch vòng. Glucozo có hai dạng α và β. Nó là một chất kết tinh,
không màu, nóng chảy ở nhiệt độ cao, dễ tan trong nƣớc, có vị ngọt và tồn tại
hầu hết trong các bộ phận của cây hoa, lá, rễ, quả. Glucozo là một trong những
7
chất đƣợc dùng làm thuốc tăng lực cho ngƣời bệnh, tráng gƣơng và làm ruột
phích.
Saccarozo là một disaccarit có công thức phân tử C
12
H
22
O
11
. Đƣợc cấu thành bởi
hai gốc α glucozo và β fructozo liên kết với nhau qua phân tử oxy. Saccarozo là
một chất kết tinh không màu, dễ tan trong nƣớc, ngọt hơn glucozo, có nhiệt độ
nóng chảy 185
o
C, đƣợc tìm thấy nhiều trong mía, củ cái đƣờng, thốt nốt.
Saccarozo là một chất đƣợc dùng trong sản xuất bánh kẹo, nƣớc giải khát. Trong
dƣợc phẩm, saccarozo đƣợc dùng để pha chế thuốc.
(nguồn: http//www.slideshare.net/quyenth/cacbohydrate/)
Tinh bột là một polysaccarit có trong hạt bao gồm hai thành phần chính là
amylose và amylosepectin, hai thành phần này ảnh hƣởng rất lớn đến cấu trúc
của hạt. Amylose đƣợc cấu tạo từ các gốc α-D-glucose bằng liên kết α-1,4-
glycoside tạo thành mạch thẳng, thành phần này cho hạt cơm có cấu trúc khô
cứng. Amylosepectin cũng đƣợc cấu tạo từ đơn vị đƣờng trên nhƣng có thêm
liên kết α-1,6-glycoside tạo thành mạch nhánh, thành phần này tạo cấu trúc mềm
dẻo cho hạt cơm, tùy theo nguyên liệu mà tỉ lệ hai thành phần này khác nhau dẫn
đến cấu trúc cơm cũng khác nhau.
Polyphenol là một trong những chất quan trong đƣợc dùng làm chất dự trữ năng
lƣợng (tinh bột, glycogen), là thành phần cấu trúc quan trọng của một số chất
trong cơ thể sống, là xƣơng sống cảu các phân tử duy truyền (RNA, DNA).
Saccharide cũng là một thành phần quan trọng trong hệ thống miễn dịch của cơ
thể, thụ tinh (nguồn: http//webthehinh.com/community/threads/6220/)
2.2.3.7 Protein
Protein là một phân tử đƣợc cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân
chính là các axit amin. Các axit amin đƣợc cấu tạo bởi ba thành phần: nhóm
amin (-NH
3
), gốc acid (-COOH) và cuối cùng là nguyên tử cacbon ở trung tâm.
Có tổng cộng 20 loại axit amin. Chúng kết hợp với nhau tạo thành một mạch dài
đƣợc gọi là chuỗi polypeptit (liên kết với nhau bởi liên kết peptit). Các chuối
polypeptit này xoắn khác nhau tạo thành các bậc khác nhau của protein (bậc 1,
bậc 2. bậc 3, bậc 4). Protein đƣợc tìm thấy trong hầu hết các loại động- thực vật.
Theo Viên Nghiên Cứu Lúa Quốc Tế thì hàm lƣợng protein trong gạo lứt thay
đổi tùy vào giống lúa từ 4,3 – 8,2% (Rice Chemistry) . Protein là một chất đƣợc
dùng làm chống nhiễm khuẩn, nuôi dƣỡng da, tóc, cân bằng các chất trong cơ
thể ở dạng nƣớc, chuyển hóa các chất muối, kali, các chất điện phân trong và
ngoài cơ thể.
8
2.2.3.8 Vitamin
Gạo lứt đƣợc xem nhƣ là nguồn cung cấp rất dồi dào các vitamin nhóm B, đặc
biệt là vitamin B
1
,B
2
,B
3
, B
5
, B
6
(Rice chemistry). Những vitamin này đa số đóng
vai trò là các coenzyme của các enzyme, xúc tác vô số các phản ứng sinh hóa.
Có thể nói vitamin mang một ý quan trọng đến sự sống. Tuy nhiên đây là một
chất khó dự lại đƣợc vì hầu hết chúng tan trong nƣớc và lƣợng vitamin dƣ thừa
trong cơ thể điều bị thải ra khỏi cơ thể bằng đƣờng nƣớc tiểu. Do vậy, chúng cần
phải đƣợc cung cấp hằng ngày.
2.2.3.9 Lipid
Gạo lứt chứa 2,4 -3,9% lipid, tập trung nhiều ở vỏ cám. Loại lipid chính trong
cám là triglyceride, acid béo tự do trong nội nhũ và monoacyl lipid trong tinh
bột. Dựa vào cấu trúc và quan hệ trao đổi chất có thể phân loại lipid trong cám
thành 3 dạng chính là glycerolipid, sterol lipid và sphingolipid (Y Fujino, 1978).
Chất béo trong cám rất có lợi cho sức khỏe. Theo nghiên cứu đƣợc công bố bởi
tổ chức American Journal of Clinical Nutrition, 2005, dầu cám giúp giảm
cholesterol do trong thành phần có chứa các hợp chất không thể xà phòng hóa
đƣợc. Vì vậy dầu cám đƣợc xem nhƣ là một thực phẩm chức năng quan trọng
cho sức khỏe tim mạch.
2.2.3.10 Chất khoáng
Chất khoáng tồn tại trong hạt gạo lức chủ yếu ở vỏ cám. Thành phần rất đa dạng
từ các khoáng đa lƣợng nhƣ canxi, phospho đến các khoáng vi lƣợng nhƣ sắt,
kẽm, đồng,… Đặc biệt gạo lức đƣợc xem nhƣ một nguồn cung cấp magiê,
mangan và selen tuyệt vời. Các chất khoáng này tham gia vào quá trình điều hòa
các hoạt động quan trọng trong cơ thể nhƣ trao đổi chất, hoạt động của cơ và hệ
thần kinh,…
(Nguồn:
2.2
Cung cấp complex carbohydrate, lipid, gluxit, chất xơ, chất khoáng,
vitamin B
1
, Omega 3, Omega 6, Omega 9 .
Chống loãng xƣơng, viêm khớp, bệnh tiêu hóa, giảm cholesterol, ngăn
đông máu, các bệnh tim mạch.
Cải thiện chức năng gan.
Làm giảm nguy cơ bệnh ung thƣ.
Giảm sỏi thận, nguy cơ bệnh loãng xƣơng.
9
Cải thiện thị giác.
Giảm triệu chứng của thời kì mãn kinh, tăng cƣờng vẻ đẹp tự nhiên
của cơ thể, đặc biệt là với phụ nữ.
Giải độc cho cơ thể trong trƣờng hợp bị nhiễm độc hại qua đƣờng
thực phẩm, không khí, thông qua da .
Trong lớp cùi gạo lứt có trên 120 chất chống oxy hóa, chúng có thể
bảo vệ cơ thể khỏi sự xâm hại cảu các gốc tự do.
Cải thiện bộ máy tiêu hóa, giúp việc đồng hóa thức hóa thức ăn tốt và
tránh hiện tƣợng tiêu chảy, táo bón .
Tăng cƣờng năng lƣợng cho cơ thể, giảm hiện tƣợng đau đầu đồng
thời cải thiện chức năng trí tuệ, tinh thần.
Tăng hệ miễn dịch của cơ thể giúp chống lại các bệnh thoái hóa và
các bệnh lão hóa.
Điều chỉnh lƣợng glucose trong máu ở những ngƣời bệnh tiểu đƣờng.
(Nguồn: />tue/)
2.2
Gạo mầm đƣợc làm từ gạo lức đã qua quá trình ngâm trong nƣớc và đƣợc nảy
mầm ở điều kiện nhiệt độ và thời gian ngâm thích hợp sẽ tạo thành một loại gạo
có hoạt tính enzyme amylase cao. Gaọ mầm xuất hiện lần đầu tiên năm 1995 tại
Nhật Bản và ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới.
( nguồn:
10
Quá trình nảy mầm gạo lức làm cải thiện chất lƣợng của gạo. Quá trình nảy
mầm bị ảnh hƣởng bởi các nhân tố bên ngoài nhƣ: thời gian nảy mầm, sự hiện
diện của ánh sáng, hàm lƣợng chất dinh dƣỡng dự trữ trong hạt,…(Ridge,1991).
Quá trình nảy mầm của hạt gạo lứt giúp các enzyme nội bào bên trong hạt gạo
hoạt động và phân cắt thành các chất có khối lƣợng phân tử lớn (protein, tinh
bột,…) và những chất có khối lƣợng 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
đƣờng 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 dƣỡng nhƣ tăng
hàm lƣợng GABA (Gama Amynobutyric acid), hàm lƣợng 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 đƣợc xem nhƣ là
một loại gạo tiên tiến có giá trị dinh dƣỡng cao bao gồm vitamin, chất khoáng và
những giá trị dinh dƣỡng khác cần thiết cho cơ thể chống lại bệnh tật, sự lão hóa
và tăng cƣờng sức khỏe. Sản phẩm gạo mầm có chỉ số Glycemic thấp giúp kiểm
soát lƣợng đƣờng trong máu, do đó có vai trò quan trọng đối với bệnh nhân tiểu
đƣờng và những ngƣời muốn kiểm soát cân nặng của họ. Sản phẩm gạo mầm
cũng là một nguồn dồi dào magiê, 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.
Nảy mầm là sự phát triển của phôi 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 nƣớc của hạt gạo
khô và không hoạt động, 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).
11
Quá trình nảy mầm của hạt phụ thuộc vào điều kiện ngoài và bên trong. Thời
gian mà hạt giống có thể sống sót rất khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện tồn
trữ và loại giống (Mayer and Poliakoff-Mayber,1975). Quá trình nảy mầm tốt xảy ra
khi hạt gạo lứt đƣợc đạt trong một môi trƣờng ủ thuận lợi nhƣ: cung cấp đầy đủ
nƣớc, nhiệt độ thích hợp, điều kiện khí quyển, ánh sáng…
Biến đổi sinh lý: Biến đổi sinh lý đặc trƣng nhất trong quá trình nảy
mầm là hô hấp. Cƣờng độ hô hấp và hoạt tính của enzyme tăng mạnh sau
quá trình hút nƣớc của hạt. Việc tăng hô hấp là một bƣớc chuẩn bị đột
phá trong việc cung cấp đầy đủ năng lƣợng cho hạt nảy mầm.
Biến đổi sinh hóa: Đặc trƣng nhất trong quá trình này sự tăng đột ngột
các hoạt động thủy phân trong hạt. Các hƣợp chất dự trữ dƣới dạng
polymer bị phân giải thành các monorme phục vụ cho sự nảy mầm.
Chính vì vậy mà các enzyme thủy phân đƣợc tổng hợp và hoạt tính tăng
lên khi hạt phát động sinh trƣởng. Trong quá trình này tinh bột bị thủy
phân thành đƣờng làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp và hoạt tính
protease tăng lên mạnh hơn hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của
lipase chiếm ƣu thế.
Giai đoạn một: Sự hoạt hóa
Sự hút ẩm (quá trình vật lý): sự hấp thu nƣớc của hạt khô làm tăng hàm
lƣợng nƣớc trong hạt và làm hạt trƣơng lên. Sự tổng hợp các enzyme: hoạt
động enzyme bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nƣớc của
hạt. Hoạt động của các enzyme một phần từ sự tái hoạt hóa các enzyme dự
trữ đƣợc 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) đƣợc thủy phân
thành các hợp chất hữu cơ đơn giản và sau đó vận chuyển đến các vị trí tăng
trƣởng của trục phôi.
Tinh bột Dextrin Maltose
Protein acid amin
Lipid glycerim + acid béo
12
Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ đƣợc kích hoạt. Sự hấp thu nƣớc và
hô hấp tiếp tục diễn ra ở một tốc độ đều đặn. Khi xảy ra hiện tƣợng nảy mầm,
hạt gạo lứt có những biến đổi rất lớn về thành phần hóa học.
- Hàm lƣợng tinh bột tăng đáng kể.
- Hàm lƣợng đƣờng tăng cao.
- Enzyme amylase phát triển mạnh.
Giai đoạn ba: Sự tăng trƣởng 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 manh một hoặc hai lá
mầm đƣợc gọi là tử diệp. Khi mầm bắt đầu tăng trƣởng, trọng lƣợng tƣơi và khô
của cây mầm bắt đầu tăng trọng khi trọng lƣợng mỡ dự trữ giảm.
Trong hạt khô, enzyme ở dạng liên kết và chúng đƣợc chuyển sang trạng thái
hoạt động khi hạt nảy mầm. Ngoài ra, còn có một số enzyme đƣợc tổng hợp
mới.
α-amylase: Enzyme này hoàn toàn không hoạt động ở hạt chín. Hoạt tính của
enzyme amylase tăng dần trong quá trình nảy mầm của hạt. Ở nhiệt độ 15-17
0
C,
hoạt tính của α-amylase đạt tới cực đại vào ngày thứ 10-12 của quá trình nảy
mầm, ở nhiệt độ 28-30
0
C, hoạt tính của α-amylase đạt cực đại ở ngày 5-8.
-amylase: Enzyme
-amylase tồn tại ở dạng liên kết và một số ít hoạt động rất
yếu trong hạt chín hoàn toàn. Hoạt động này tăng lên trong quá trình hạt nảy
mầm. Thời gian để enzyme này đạt cực đại cũng tùy thuộc vào nhiệt độ.
Enzyme oxy hóa khử: trong quá trình nảy mầm, hoạt động của các loại enzyme
này tăng lên mạnh do đó hoạt động hô hấp của hạt cũng gia tăng.
Protease: Các protein dự trữ trong hạt bị phân cắt do hoạt động của các protease
tạo thành sản phẩm cuối cùng là các amino acid, các amino acid này sau đó
đƣợc sử dụng để tổng hợp thành các hợp chất mới trong tế bào của các mô cây
mầm ( Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004).
2.2.6
Quá trình nảy mầm chịu ảnh hƣởng của rất nhiều yếu tố:
Ảnh hƣởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ là một yếu tố ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình nảy mầm hạt giống.
Nhiệt độ này thƣờng thấp hơn nhiệt độ tối thích của sự sinh trƣởng. Yếu tố này
13
ảnh hƣởng lên quá trình nảy mầm bằng một khoảng từ tối thiểu đến tối thích và
thông thƣờng nhiệt độ nảy mầm tối ƣu nằm trong khoảng từ 30-32
o
C.
Ảnh hƣởng của pH
Quá trình nảy mầm có thể xảy ra trên khoảng pH rộng, nhƣng đối với hầu hết
các loài thì quá trình nảy mầm có thể xảy ra trong khoảng pH từ 4-7. (Justice
and Rece, 1954).
Ảnh hƣởng cảu sự hấp thu nƣớc
Quá trình nảy mầm có thể đƣợc chia ra các giai đoạn tẩm, hoạt hóa và sinh
trƣởng sau khi nảy mầm. Khi đem ngâm hạt, hạt hấp thu nƣớc nhanh trong 18
giờ đầu. Nƣớc vào do lực tẩm, làm tăng hàm lƣợng nƣớc của hạt đến giữa 25 và
35%. Sự hấp thu nƣớc ở giai đoạn hoạt hóa không đáng kể so với giai đoạn tẩm.
Thời gian tùy thuộc nhiệt độ và kéo dài ở nhiệt độ thấp. Sự nảy mầm xảy ra do
sự biến đổi mạnh của quá trình trao đổi chất trong giai đoạn hoạt hóa.
Ảnh hƣởng của oxy
Cùng với nƣớc thì oxy cũng ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình nảy mầm, nó hỗ trợ
cho quá trình phân giải vật chất trong hạt và quá trình phân chia tế bào mới (nếu
thiếu oxy trong quá trình này thì các tế bào sẽ bị kéo dài ra, đồng thời các lá ban
đầu dài ra và yếu ớt.). Vì vậy, việc điều tiết lƣợng oxy trong quá trình nảy mầm
chúng ta có thể điều khiển đƣợc sự phát triển của mầm và rễ. Nếu lƣợng oxy quá
ít thì trong quá trình nảy mầm sẽ chậm, rễ và mầm sẽ ra yếu ớt và ngƣợc lại. Do
đó, trong quá trình nảy mầm, mầm của hạt phát triển tốt nhất khi hàm lƣợng oxy
trong môi trƣờng là 0,2%.
Ảnh hƣởng của giống
Giống cũng là một yếu tố khá quan trọng trong quá trình nảy mầm của hạt gạo
lứt. Tùy vào đặc tính sinh học, đặc điểm hình thái mà mỗi giống sẽ có một khả
năng nảy mầm khác nhau trong từng điều kiện ủ khác nhau.
2.3.
Chế biến: Gạo mầm sau quá trình ủ sẽ đƣợc sấy ở nhiệt độ 50
o
C cho đến
khi đạt đƣợc độ ẩm 14,5% để bảo quả.
Bảo quản: Gạo mầm sau quá trình sấy khô sẽ đƣợc bảo quản trong túi PE
và đƣợc hút chân không, bảo quản ở nhiệt độ thƣờng.
2.4.
14
Những nghiên cứu ngoài nƣớc
Một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản đã tìm thấy gạo lứt ngâm lâu 22 tiếng
đồng hồ chứa rất nhiều chất bổ dƣỡng vì gạo lứt ở trạng thái nẩy mầm. "Các
enzyme ngủ trong hạt gạo ở trạng thái này đƣợc kích thích hoạt động và cung
cấp tối đa các chất dinh dƣỡng." Dr. Hiroshi Kayahara, giáo sƣ khoa sinh học và
kỹ thuật sinh học tại viện đại học Shinshu University ở Nagano, đã nói nhƣ vậy
trong bài tƣờng trình kết quả nghiên cứu của nhóm ông tại hội nghị hóa học
quốc tế "The 2000 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies"
ở Hawaii vào cuối năm 2000 vừa qua. "Mầm gạo lứt chứa nhiều chất xơ,
vitamins và chất khoáng hơn là gạo lứt chƣa ngâm nƣớc" - Kayahara viết trong
tờ trình.
Gạo lứt đã ngâm nƣớc chứa gấp ba lần chất lysine, một loại amino acid cần thiết
cho sự tăng trƣởng và bảo trì các mô tế bào cơ thể con ngƣời, và chứa mƣời lần
nhiều hơn chất gamma-aminobutyric acid, một chất acid tốt bảo vệ bộ phận thận
(kidneys).
Các khoa học gia cũng tìm thấy trong mầm gạo lứt có chứa một loại enzyme, có
tác dụng ngăn chặn prolylendopeptidase và điều hòa các hoạt động ở trung ƣơng
não bộ.
Gạo lứt nẩy mầm không những chỉ đem lại nhiều chất dinh dƣỡng 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 đƣờng và chất đạm trong hạt gạo, tiến sĩ Kayahara nói
thêm. Gạo trắng không nẩy mầm khi ngâm nhƣ vậy.
(Nguồn:
Một số nghiên cứu trong nƣớc
Tại Việt Nam, Công ty Cổ phần Bảo vệ thực vật An Giang là đơn vị đầu tiên
nghiên cứu thành công và đƣa vào sản xuất loại gạo mầm với thƣơng hiệu
Vibigaba. Đây một bƣớc tiến quan trọng của ngành lúa gạo trong nƣớc khi lần
đầu tiên nghiên cứu và sản xuất thành công một sản phẩm gạo thuần Việt có
hiệu quả cao trong việc phòng và hỗ trợ điều trị các chứng bệnh nguy hiểm nhƣ
tiểu đƣờng, cao huyết áp một cách hiệu quả.
Trong một kết quả nghiên cứu thực nghiệm lâm sàng, Bác sĩ Lƣơng Lễ Hoàng,
Trung tâm Oxy cao áp TP.HCM đã đƣa kết luận hiệu quả của gạo mầm
Vibigaba trong việc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đƣờng. Hoạt chất Gaba có trong
gạo mầm Vibigaba giúp ổn định đƣờng huyết nhờ tác dụng kép, vừa tối ƣu hóa
hoạt tính của nội tiết tố insulin của tụy tạng, vừa không tăng đƣờng huyết sau
15
bữa ăn do chỉ số đƣờng huyết trong gạo nẩy mầm ở mức trung bình thấp. Đây
chính là một đột phá lớn trong chiến dịch phòng trừ bệnh tiểu đƣờng, và cao
huyết áp ở nƣớc ta.
16
Địa điểm: phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ thực phẩm, khoa Nông
Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trƣờng Đại Học Cần Thơ.
Thời gian: Từ tháng 8 đến tháng 12 năm 2013.
Sử dụng hai giống lúa nếp CK 92 ở Phú Tân, An Giang và giống nếp ĐH6 ở
Sóc Vò, Sóc Trăng.
- Cân phân tích.
- Tủ ủ.
- Dụng cụ thủy tinh dùng để phân tích.
- Tủ sấy 105
o
C, 50
o
C, 40
o
C.
- Máy đo quang phổ Spectrophotometer.
- Tủ ủ vi sinh.
- Kho lạnh 25
o
C.
- Dụng cụ ủ giống.
- Máy hút chân không.
- Máy lôi cuốn đạm.
- Máy lắc.
- Tủ đông -82
o
C
Acid sulfosalicylic 3% (Merck).
Acid galic.
Acid tricloaxetic 0,5%
Acetonitrile (Merck, Đức).
Acetate chì (Trung Quốc).
17
Chất chuẩn γ-Aminobutyric acid (GABA) ( Trung Quốc).
Cồn tuyệt đối.
Dung dịch 4-dimethylaminoazobenzene-4-sulfonyl chloride (Zigma-
Aldrich, Thụy Sĩ).
Dung dịch chuẩn Amylose.
Dung dịch iode (Trung Quốc).
Đệm phosphate nồng độ 25mM (Trung Quốc).
Felling A (Trung Quốc).
Felling B (Trung Quốc).
HCl 0,1N (Việt Nam).
H
2
SO
4
đậm đặc (Trung Quốc).
HCl đậm đặc (Trung Quốc).
KH
2
PO
4
(Trung Quốc).
NaHCO
3
100mM.
Na
2
HPO
4
(Trung Quốc).
Nƣớc cất ion.
- Xác định hàm lƣợng protein bằng phƣơng pháp Kjeldahl (phụ lục A2).
- Xác định độ ẩm bằng tủ sấy 105
o
C đến khối lƣợng không đổi (phụ lục A1)
- Xác định hàm lƣợng Polyphenol bằng phƣơng pháp Folin-Ciocalteu (phụ lục
A3).
- Xác định hàm lƣợng GABA bằng phƣơng pháp UV-Vis theo phƣơng pháp
chuẩn bị mẫu của Cohen and Michacend (phụ lục A4).
- Xác định hàm lƣợng amylase bằng phƣơng pháp Chrastil (Phụ lục A5).
18
Lúa giống
Tách vỏ
Gạo nguyên phôi
Ngâm
Ủ
Gạo mầm
Sấy
Bảo quản
Hình 3.6 quát.
3.3.1
Hai giống lúa CK 92 và Giống nếp ĐH6 đƣợc chọn làm thí nghiệm. Sau quá
trình xát lấy vỏ, tiến hành lựa ra những hạt nguyên phôi. Gạo lứt nguyên phôi có
thể trữ lại trong bao bì plastic và bảo quản ở 4
0
C hoặc có thể sử dụng ngay.
Gạo lứt nguyên phôi sau quá trình xát đƣợc rửa sơ và đƣợc ngâm trong nƣớc ở
nhiệt độ thƣờng. Sau quá trình ngầm, gạo lứt sẽ đƣợc vớt ra, để ráo nƣớc sau đó
đem ủ trong dụng cụ ủ trong khoảng thời gian đã định trƣớc. Gạo lứt sau khi ủ
đem sấy bảo quản ở 50
o
C cho đến khi độ ẩm ≤ 13%.
