khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến sữa từ gạo lức một bụi hồng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



Luận văn tốt nghiệp
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM




Tên đề tài:
KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
CHẾ BIẾN SỮA TỪ GẠO LỨC MỘT BỤI HỒNG





Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
PGs. Ts. Nguyễn Minh Thủy Hồ Thanh Phường
MSSV: 2102002
Lớp: CNTP K36

Cần Thơ, 2013
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm i
CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG
Luận văn “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trong chế biến sữa từ gạo
lức Một bụi hồng” do sinh viên Hồ Thanh Phường thực hiện theo sự hướng dẫn của
PGs. Ts. Nguyễn Minh Thủy. Luận văn đã được báo cáo và được Hội đồng chấm
luận văn thông qua ngày 13 tháng 12 năm 2013.
Cần Thơ, ngày 13 tháng 12 năm 2013
Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện 1 Giáo viên phản biện 2
(Ký tên) (Ký tên) (Ký tên)




PGs. Ts. Nguyễn Minh Thủy










Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu
của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng
cấp nào khác.
Ngày: 13/12/2013
(Ký tên)


HỒ THANH PHƯỜNG


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm iii
LỜI CẢM TẠ
Nhờ sự quan tâm, hướng dẫn của thầy cô và sự giúp đỡ chân thành của bạn bè, tôi
đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình.
Lời đầu tiên, xin gởi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến Cô Nguyễn Minh
Thủy. Cô luôn quan tâm và nhiệt tình chỉ dẫn, Cô sẵn sàng hỗ trợ và tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa
Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ đã truyền đạt những
kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong quá trình giảng dạy, đã tạo mọi điều kiện
và giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài.
Cảm ơn anh Đinh Công Dinh, anh Nguyễn Ái Thạch, chị Hồ Thanh Hương và các
anh chị khác đã quan tâm, giúp đỡ và chia sẻ cùng em những khó khăn trong quá
trình thực hiện đề tài để có được kết quả tốt nhất.
Lời sau cùng, cảm ơn các bạn trong lớp Công nghệ thực phẩm khóa 36 đã cùng tôi
vượt qua những khó khăn và tạo cho tôi nhiều động lực để hoàn thành đề tài luận
văn với kết quả tốt nhất cũng như trong suốt khóa học này.
Xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày 13 tháng 12 năm 2013
Sinh viên thực hiện



HỒ THANH PHƯỜNG
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ii
LỜI CẢM TẠ iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH HÌNH vii
DANH SÁCH BẢNG viii
TÓM LƯỢC ix
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1 Giới thiệu chung về hạt lúa 2
2.1.1 Cấu trúc hạt lúa 2
2.1.1.1 Cấu trúc bên ngoài của hạt lúa 2
2.1.1.2 Cấu trúc bên trong của hạt lúa 3
2.1.2 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của hạt lúa-gạo lức 4
2.1.2.1 Nước 5
2.1.2.2 Glucid 5
2.1.2.3 Protid 7
2.1.2.4 Lipid 7
2.1.2.5 Chất khoáng 7
2.1.2.6 Vitamin 7

2.1.2.7 Enzyme 8
2.1.2.8 Mùi thơm của gạo 8
2.1.2.9 Chất màu trong gạo lức 8
2.1.2.10 Các thành phần khác 9
2.1.3 Phân loại gạo lức 9
2.1.4 Công dụng của gạo lức 9
2.2 Giới thiệu chung về enzyme amylase có nguồn gốc từ vi sinh vật 13
2.2.1 Thành phần cấu tạo 13
2.2.2 Đặc tính và cơ chế tác dụng của amylase 13
2.2.2.1 Đặc tính 13
2.2.2.2 Cơ chế tác dụng 14
2.2.3 α-amylase (EC.3.2.1.1) 14
2.2.3.1 Đặc tính 14
2.2.3.2 Cơ chế tác dụng 14
2.2.4 β-amylase (EC.3.2.1.2) 15
2.2.4.1 Đặc tính 15
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm v
2.2.4.2 Cơ chế tác dụng 15
2.2.5 Glucoamylase (EC.3.2.1.3) 16
2.2.5.1 Đặc tính 16
2.2.5.2 Cơ chế tác dụng 16
2.2.6 Cơ chất của amylase 17
2.2.6.1 Tinh bột 17
2.2.6.2 Glycogen 18
2.2.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng enzyme 18
2.2.7.1 Ảnh hưởng của nồng cơ chất 18
2.2.7.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme 18
2.2.7.3 Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa 19
2.2.7.4 Ảnh hưởng của các chất kìm hãm 19

2.2.7.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ 20
2.2.7.6 Ảnh hưởng của pH 20
2.3 Chất béo sữa 21
2.4 Glycerol 21
2.4.1 Tên gọi khác 21
2.4.2 Công thức và khối lượng phân tử 21
2.4.3 Tính chất vật lý và hóa học 22
2.4.4 Ứng dụng 22
2.5 Các quá trình liên quan đến hoạt động nghiên cứu 23
2.5.1 Quá trình hồ hóa 23
2.5.2 Quá trình thủy phân tinh bột bằng enzyme amylase 23
2.5.2.1 Quá trình dịch hóa (dextrin hóa) bằng enzyme -amylase 23
2.5.2.2 Quá trình đường hóa bằng enzyme glucoamylase 23
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
3.1 Phương tiện nghiên cứu 24
3.1.1 Thời gian và địa điểm 24
3.1.2 Nguyên vật liệu 24
3.1.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 24
3.1.4 Hóa chất sử dụng 25
3.2 Nội dung nghiên cứu 25
3.2.1 Phương pháp thí nghiệm 25
3.2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 26
3.3 Bố trí thí nghiệm 27
3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ enzyme, thời gian
đến hiệu quả thủy phân tinh bột gạo lức bằng enzyme -amylase 27
3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ enzyme và thời
gian đến hiệu quả thủy phân tinh bột gạo lức bằng enzyme glucoamylase 28
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm vi
3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ phối chế chất béo sữa đến

chất lượng sản phẩm sữa gạo lức Một bụi hồng 28
3.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ phối chế glycerol đến chất
lượng sản phẩm sữa gạo lức Một bụi hồng 29
3.3.5 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu 30
3.3.6 Phương pháp xử lý số liệu 31
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32
4.1 Thành phần chính trong gạo lức Một bụi hồng 32
4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ enzyme, thời gian đến quá trình thủy phân
tinh bột gạo lức bằng -amylase 32
4.2.1 Tương tác giữa nhiệt độ, nồng độ enzyme, thời gian đến quá trình thủy phân
tinh bột gạo lức bằng enzyme -amylase 33
4.2.2 Ảnh hưởng của từng nhân tố khảo sát đến quá trình thủy phân tinh bột bằng
enzyme -amylase 37
4.2.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 37
4.2.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme 37
4.2.2.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân 38
4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ enzyme, thời gian đến quá trình thủy phân
tinh bột gạo lức bằng enzyme glucoamylase 39
4.3.1 Tương tác của các nhân tố khảo sát lên quá trình thủy phân tinh bột gạo lức
bằng enzyme glucoamylase 40
4.3.2 Ảnh hưởng của từng nhân tố khảo sát đến hàm lượng đường khử tạo thành
41
4.3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 41
4.3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme 42
4.3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân 43
4.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế chất béo sữa đến chất lượng sản phẩm 44
4.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế glycerol đến chất lượng sản phẩm 46
4.6 Thành phần dinh dưỡng trong sản phẩm sữa gạo lức Một bụi hồng 47
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 48
5.1 Kết luận 48

5.2 Đề nghị 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
PHỤ LỤC x
PHỤ LỤC A CÁC PHƯƠNG PHÂN TÍCH x
PHỤ LỤC B KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ xiv

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm vii
DANH SÁCH HÌNH
Hình 2.1. Cấu trúc của hạt lúa 2
Hình 2.2. Các loại gạo lức 9
Hình 2.3. Các loại enzyme endoamylase và exoamylase 13
Hình 2.4. Cơ chế tác động của α -amylase lên tinh bột 15
Hình 2.5. Cơ chế tác động của β -amylase lên tinh bột 16
Hình 2.6. Cấu trúc không gian và công thức cấu tạo của glycerol 22
Hình 3.1. Quy trình chế biến sữa gạo lức Một bụi hồng 26
Hình 3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 29
Hình 3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 30
Hình 4.1. Tương quan giữa độ Brix thực nghiệm và tính toán theo phương trình hồi
quy 35
Hình 4.2. Tương quan giữa độ nhớt thực nghiệm và độ nhớt tính theo phương trình
hồi quy 36
Hình 4.3. Tương quan giữa hàm lượng đường khử mô phỏng và hàm lượng tính
toán theo phương trình hồi quy 41
Hình 4.4. Các mẫu với các tỷ lệ phối chế chất béo sữa khác nhau 45
Hình 4.5. Các mẫu sữa với tỷ lệ phối chế glycerol khác nhau 46
Hình 4.6. Sản phẩm sữa từ gạo lức Một bụi hồng 47
Hình 5.1. Quy trình đề nghị sản xuất sữa gạo lức Một bụi hồng 49
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm viii

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần hóa học trong từng phần của hạt lúa 4
Bảng 2.2. So sánh thành phần gạo lức và gạo xát 5
Bảng 2.3. Tỷ lệ các protein của các bộ phận trong hạt gạo (% trong tổng số protein)
7
Bảng 2.4. Thành phần vitamin trong các loại gạo (mg/kg chất khô) 8
Bảng 3.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm 1 27
Bảng 3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 2 28
Bảng 3.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong chế biến sữa gạo 31
Bảng 4.1. Thành phần hóa học chính trong gạo lức Một bụi hồng 32
Bảng 4.2. Giá trị trung bình của độ Brix và độ nhớt của sản phẩm 33
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của các nhân tố mã hóa đối với phương trình hồi quy của độ
Brix 34
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của các nhân tố mã hóa đối với phương trình hồi quy của độ
nhớt 36
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ Brix và độ nhớt 37
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến độ Brix và độ nhớt 38
Bảng 4.7. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ Brix và độ nhớt 39
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến hàm
lượng đường khử tạo thành 40
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của các nhân tố mã hóa đối với phương trình hồi quy 40
Bảng 4.10. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng đường khử 42
Bảng 4.11. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hàm lượng đường khử 43
Bảng 4.12. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng đường khử 43
Bảng 4.13. Điểm cảm quan của sản phẩm theo tỷ lệ phối chế 44
Bảng 4.14. Các giá trị màu của sữa gạo lức Một bụi hồng 45
Bảng 4.15. Sự khác màu của các mẫu phối chế chất béo sữa 45
Bảng 4.16. Ảnh hưởng của glycerol đến màu sắc của sản phẩm 46
Bảng 4.17. Sự khác màu của các mẫu phối chế glycerol 47
Bảng 4.18. Thành phần dinh dưỡng trong sản phẩm sữa gạo lức Một bụi hồng 47

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm ix
TÓM LƯỢC
Đề tài luận văn được thực hiện trên cơ sở khảo sát các ảnh hưởng (i) nhiệt độ
(70

90
o
C), nồng độ enzyme (0,05

0,15%) và thời gian thủy phân (20

40 phút) đến
hiệu quả của quá trình thủy phân (dịch hóa) tinh bột trong gạo lức Một bụi hồng
bằng enzyme

-amylase; (ii) nhiệt độ (50

70
o
C), nồng độ enzyme (0,04

0,08%) và
thời gian thủy phân (60

120 phút) đến hiệu quả của quá trình thủy phân (đường
hóa) tinh bột trong gạo lức bằng enzyme glucoamylase; (iii) tỷ lệ chất béo sữa
(3

5%) đến giá trị cảm quan của sữa gạo lức; tỷ lệ glycerol (0,1


0,5%) đến sự ổn
định chất béo và màu sắc của sữa gạo. Sữa gạo lức Một bụi hồng được tiệt trùng ở
121
o
C trong 20 phút và được bảo quản lạnh.
Kết quả nghiên cứu cho thấy ở nhiệt độ 80
o
C, nồng độ enzyme 0,10% và thời gian
thủy phân 40 phút sẽ cho phản ứng thủy phân tinh bột trong gạo lức bằng enzyme

-amylase tối ưu, dịch gạo từ trạng thái gel có độ nhớt cao, hàm lượng chất khô
hòa tan thấp chuyển sang trạng thái lỏng có độ nhớt thấp và độ Brix đạt trung bình
>13%. Tiếp tục thủy phân (đường hóa) dịch gạo lức loãng bằng enzyme
glucoamylase ở nhiệt độ 60
o
C, nồng độ enzyme 0,06% trong 120 phút là điều kiện
tối ưu cho phản ứng tốt nhất, thu được dịch đường. Chất béo sữa được phối chế vào
dịch đường với tỷ lệ 4% cho sữa có màu nâu đỏ nhạt đặc trưng, mùi vị hài hòa của
gạo lức và chất béo sữa. Glycerol được sử dụng ở 0,3% hiệu quả trong việc ổn định
chất béo trong sữa.
Từ khóa:

-amylase, glucoamylase, gạo lức Một bụi hồng, chất béo sữa, glycerol

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 1
CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 Đặt vấn đề
Nền nông nghiệp trên thế giới đã được bắt đầu cách đây khoảng 12.000 năm. Tổ
tiên loài người thuở sơ khai thông qua hoạt động sản xuất nông nghiệp đã kiến tạo
nên một tập hợp đa dạng sinh học vô cùng dồi dào của các hệ sinh thái mang tính
chất sản xuất, trong đó con người đã sử dụng các loại ngũ cốc, kể cả lúa gạo, làm
thực phẩm ít nhất là 10.000 năm.
Ngũ cốc nói chung và lúa gạo nói riêng là những loại thực phẩm chính của nhiều
nền văn minh trên thế giới, trong đó có nền văn minh lúa nước của Việt Nam.
Chính vì vậy, hạt ngũ cốc toàn phần nói chung và gạo lức nói riêng đã đóng một vai
trò quyết định trong quá trình phát triển của nhân loại và đảm bảo sự bền vững cho
sức khỏe cộng đồng.
Cùng với các loại ngũ cốc, gạo lức là một loại hạt toàn phần tốt nhất có lợi cho sức
khoẻ về nhiều mặt; sản phẩm vô cùng quý giá mà tạo hoá đã ban tặng cho con
người nhằm kiến tạo nên trạng thái cân bằng của các quá trình chuyển hoá – trao
đổi chất trong cơ thể, tăng cường hệ miễn dịch, làm cho cơ thể phát triển tốt và đẩy
lùi mọi nguy cơ của bệnh tật.
Gạo lức giúp phòng ngừa, hạn chế bệnh tật, hỗ trợ điều trị các bệnh mãn tính và
nhiều tác dụng quý giá khác. Từ xưa gạo lức đã được sử dụng như một thực phẩm
ngăn ngừa bệnh tật một cách hiệu quả và được y học cổ truyền phương đông xem

như là một dược liệu quý. Đến nay, phương pháp dùng gạo lức để phòng và chữa
bệnh vẫn được phát triển và lan rộng khắp thế giới và đã trở thành phương pháp
“thực dưỡng-macrobiotic” được tổ chức y tế thế giới công nhận như là một lĩnh vực
khoa học nhân sinh.
Hiện nay, các sản phẩm chế biến từ gạo lức đã có mặt trên thị trường khá đa dạng
và phổ biến như giấm gạo lức, bột gạo lức, cháo gạo lức, bánh gạo lức,… Tuy
nhiên, vẫn cần đa dạng hóa các sản phẩm từ gạo lức nhằm đáp ứng nhiều hơn nhu
cầu của người tiêu dùng, tăng sự chọn lựa, nâng cao giá trị của gạo lức đối với sức
khỏe của con người, tăng tính tiện lợi, tiết kiệm thời gian cho người sử dụng. Trong
đó, sữa gạo lức là một sản phẩm mới cần được nghiên cứu và phát triển.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là đề xuất quy trình sản xuất sữa từ gạo lức Một bụi hồng có giá
trị dinh dưỡng cao.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 2
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Giới thiệu chung về hạt lúa
2.1.1 Cấu trúc hạt lúa
Sự hiểu biết về cấu tạo hạt thóc rất quan trọng để có thể giải thích những tính trạng
vật lý cũng như hóa học của hạt gạo. Sự thay đổi về cấu trúc, chức năng và hợp
phần trong mô phôi nhũ ảnh hưởng rất lớn đến phẩm chất dinh dưỡng của gạo. Hơn
nữa, sự hiểu biết này có thể đóng góp rất nhiều trong việc lựa chọn, đánh giá chất
lượng gạo lức và so sánh với các sản phẩm từ hạt lúa.
2.1.1.1 Cấu trúc bên ngoài của hạt lúa
Hình 2.1 cho thấy, cấu trúc bên ngoài của hạt lúa bao gồm các phần chính: râu, mày
thóc, lớp vỏ.

Hình 2.1. Cấu trúc của hạt lúa
(Nguồn: Phạm Thị Hồng Hạnh, 2008)
Râu (Awn)

Hạt thóc có thể có râu hoặc không có râu, ở hạt thóc có râu thì mỏ hạt thóc kéo dài
ra thành râu, màu sắc của mỏ râu và màu sắc của râu thường giống nhau. Mỏ hạt là
một bộ phận của vỏ trấu to.
Mày thóc (Palea)
Tùy theo điều kiện canh tác mà mày thóc có độ dài khác nhau, nói chung độ dài
không vượt quá 1/3 chiều dài vỏ trấu. Trong quá trình bảo quản, do sự cọ xát giữa
các hạt thóc phần lớn mày thóc rụng ra, làm tăng lượng tạp chất.
Vỏ (Husk)
Vỏ gồm có vỏ trấu, vỏ quả và vỏ hạt. Vỏ trấu chiếm khoảng 15-30% trọng lượng
hạt, bao gồm chủ yếu là cellulose và chất xơ. Vỏ trấu cho phép nước truyền qua
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 3
trong quá trình sấy khô hoặc làm ướt hạt. Vỏ trấu có tác dụng như một màng bảo vệ
chống sự xâm nhập của côn trùng, nấm mốc (Hà Thanh Toàn và Dương Thị Phượng
Liên, 2012).
Trên vỏ trấu có lông ráp xù xì, đầu vỏ trấu có râu, tùy theo giống và điều kiện sinh
trưởng có thể kéo dài hoặc ngắn, ở cuống vỏ trấu có mày thóc và trục bông. Vỏ trấu
tùy theo loại có màu vàng rơm, vàng sẫm và nâu. Vỏ trấu không ăn được và sẽ bị
loại bỏ đi trong quá trình chế biến.
Vỏ quả (vỏ hạt) là lớp vỏ mỏng như lụa, màu trắng đục hoặc màu nâu đỏ bám
quanh hạt gạo. Nhìn từ ngoài vào, vỏ hạt gồm có: lớp vỏ lụa, lớp nhân, tầng
aleurone.
2.1.1.2 Cấu trúc bên trong của hạt lúa
Cấu trúc bên trong của hạt lúa bao gồm: Lớp aleurone, nội nhũ và phôi.
Lớp aleurone (Aleurone layer)
Bên trong các lớp vỏ là lớp aleurone được cấu tạo từ hàng tế bào lớn, thành dày. Tế
bào aleurone hình khối, chữ nhật hay hình vuông, càng gần phôi thì tế bào nhỏ dần.
Trong tế bào aleurone có chứa các hợp chất nitơ, các chất khoáng và các chất béo.
Sau lớp aleurone là các tế bào lớn thành mỏng có hình dạng khác nhau, sắp xếp
không thứ tự đó là các tế bào nội nhũ. Lớp vỏ và aleurone chiếm khoảng 6,1% khối

lượng hạt hạt gạo lật, thường bị loại bỏ trong quá trình xát trắng gạo.
Nội nhũ (Endosperm)
Nội nhũ là phần chủ yếu của hạt thóc với thành phần chủ yếu của nhũ là tinh bột
(chiếm đến 90%). Tùy theo điều kiện canh tác và giống lúa, nội nhũ trắng trong hay
trắng đục (giống hạt dài nội nhũ trắng trong, giống hạt bầu nội nhũ màu tráng đục).
Sự hiện diện của protein và tinh bột chịu trách nhiệm cho sự thay đổi quá trình già
của hạt gạo (Hà Thanh Toàn và Dương Thị Phượng Liên, 2012).
Phôi (Embryo)
Phôi là thành phần riêng rẽ nằm trong nội nhũ, bên góc dưới hạt gạo. Phôi là nơi dự
trữ chất dinh dưỡng của hạt và nảy mầm tạo cây mới trong điều kiện thích hợp (Hà
Thanh Toàn và Dương Thị Phượng Liên, 2012). Phôi thường chiếm 2,25% khối
lượng hạt gạo lật, phôi có cấu tạo xốp, mềm, dễ hút ẩm, dễ bị biến chất, là nơi vi
sinh vật tấn công đầu tiên, vì vậy thường được loại bỏ trong quá trình chế biến, khối
lượng của 100g hạt gạo khoảng 16-35g.
Hạt gạo được hình thành bởi phôi (hạt mầm) và phôi nhũ (phần lớn nhất được dùng
làm sản phẩm lương thực). Thông thường người ta nói đến hạt gạo với biểu tượng
chung nhất là phôi nhũ. Bao quanh phôi nhũ là ba lớp: lớp vỏ bì, vỏ lụa và lớp cutin
của nhân hạt gạo. Lớp vỏ bì chính là thành phần của noãn cầu khi chín, được phát
triển trong quá trình tạo ra hạt gạo. Nó được hình thành bởi nhiều lớp tế bào, với độ
dày 10m. Mặt ngoài của lớp vỏ bì có tầng cutin mỏng, dạng gợn sóng. Lớp vỏ bì
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 4
có một bó mạch đơn, nằm trên mặt lưng, mang chất đến nuôi các tế bào khi hạt còn
non. Sau lớp vỏ bì là lớp lụa, đó là một tế bào bao bọc hạt gạo, cấu trúc bởi cutin
dày 5 m, lớp vỏ lụa có màu sắc đặc thù của giống (đỏ, nâu, đen, trắng, ngà…).
Màu sắc này còn thể hiện trên vỏ bì. Dưới lớp cutin của vỏ lụa còn xuất hiện một
lớp cutin dày 8 m, tiếp cận với tế bào nhân hạt gạo (tầng aleurone). Cầu nối của vỏ
lụa và lớp cutin của nhân hạt gạo rất yếu. Điều này có lợi khi xát trắng hạt gạo và
lau bóng trước khi đưa hạt gạo ra thị trường.
Thành phần hạt lúa sau khi xay chà:

Sự tách của trấu trên và dưới ra khỏi hạt gạo tùy thuộc vào đặc tính riêng của từng
giống lúa. Đặc tính dính chặt vào hạt gạo của vỏ trấu có lợi về mặt tàng trữ hạt thóc,
nhưng bất lợi khi xay chà. Vỏ trấu chiếm gần 20% trọng lượng hạt thóc, còn lại gạo
lức chiếm 80% trọng lượng hạt thóc.
Cám là sản phẩm của vỏ bì, vỏ lụa, lớp cutin của nhân, tầng aleurone và phôi mầm
khi xay xát và đánh bóng hạt gạo. Cám còn chứa một ít tinh bột do một phần ở
trong phần cận aleurone. Cám chiếm khoảng 5-7% gạo lức (Hà Thanh Toàn và
Dương Thị Phượng Liên, 2012).
Gạo lức (gạo lật) thu được khi hạt gạo đã được bóc vỏ trấu, là thành phần giá trị
nhất (Bùi Đức Lợi và ctv., 2009), chiếm khoảng 80% trọng lượng của hạt thóc.
Trong khi đó, gạo xát trắng chiếm khoảng 67-70% trọng lượng hạt thóc, gạo nguyên
chiếm khoảng 40-60% trọng lượng hạt thóc, tùy theo điều kiện thu hoạch.
Tấm và hạt gạo bị gãy biến động tùy theo tỷ lệ gạo còn nguyên.
2.1.2 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của hạt lúa-gạo lức
Thành phần hóa học của hạt thay đổi khá rõ rệt tùy theo giống lúa, chân ruộng, phân
bón, kỹ thuật canh tác, điều kiện khí hậu, thời tiết từng vụ… Nhưng nhìn chung
thóc gạo có các thành phần như nước, glucid, protein, cellulose, lipid, vitamin,
khoáng vô cơ và các enzyme. Thành phần hóa học của hạt lúa (Bảng 2.1) phân bố
không đều trong các phần của hạt nên khi chế biến cần tách những phần không có
hoặc ít chất dinh dưỡng, đồng thời tận dụng hợp lý những sản phẩm phụ còn nhiều
chất dinh dưỡng.


Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 5
Bảng 2.1. Thành phần hóa học trong từng phần của hạt lúa
Thành
phần
Protein

Tinh
bột
Đường Cellulose

Pentose
Chất
béo
Tro
Các
chất
khác
Hạt 10,07 59,00 4,43 2,76 8,10 2,24 2,18 1,22
Nội nhũ 12,91 79,56 3,54 0,15 2,72 0,67 0,45 -
Phôi 41,30 Rất ít 25,12 2,46 9,74 15,04 6,31 0,03
V
ỏ v
à l
ớp
aleurone
28,70 Rất ít 4,18 16,20 32,56 7,78 10,51 0,07
(Nguồn: Lê Ngọc Tú và ctv., 2004)
Thành phần dinh dưỡng của gạo lức và gạo xát có sự thay đổi trong quá trình xay
xát (Bảng 2.2).
Bảng 2.2. So sánh thành phần gạo lức và gạo xát
Tên các chất Gạo lức Gạo xát
Protein (g/100g) 7,1-8,3 6,3-7,1
Chất béo (g/100g) 1,6-2,8 0,3-0,5
Chất xơ nguyên (g/100g) 0,6-1,0 0,2-0,5
Cacbohydrate (g/100g) 73-87 77-89
Vitamin B

1
(mg/100g) 2,9-3,9 0,7-2,3
Vitamin B
2
(mg/100g) 0,29-0,61 0,02-0,11
Niacin (mg/100g) 0,04-0,14 0,02-0,06
Alpha-tocophral (mg/100g) 3,5-5,3 1,3-2,4
Calcium (mg/100g) 0,9-2,5 0,075-0,3
Phosphor (g/100g) 10-50 10-30
Phytin (g/100g) 0,17-0,43 0,08-0,15
Fe (mg/100g) 0,2-5,2 0,2-2,8
Zn (mg/100g) 0,6-2,8 0,6-2,3
2.1.2.1 Nước
Nước là một thành phần quan trọng của thóc gạo. Lượng nước trong hạt ở dạng: tự
do và liên kết. Lượng nước tự do trong thóc gạo tính bằng phần trăm gọi là thủy
phần của thóc gạo. Thóc gạo càng chín, thủy phần càng giảm dần. Giai đoạn lúa bắt
đầu chín, thủy phần chiếm khoảng 65-70%, nhưng sang giai đoạn lúa chín hoàn
toàn, thủy phần giảm xuống chỉ còn 16-21%.
Thủy phần của thóc có liên quan chặt chẽ và ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi về
chất lượng của thóc gạo trong quá trình bảo quản.
2.1.2.2 Glucid
Glucid hay còn gọi là carbohydrate. Glucid là thành phần chủ yếu và chiếm tỷ lệ
cao nhất trong thành phần hạt thóc. Glucid của hạt thóc gồm các monosaccharide
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 6
(glucose, fructose) và disaccharide (saccharose). Các chất đường này thường tập
trung ở nội nhũ của hạt. Ngoài ra, glucid của thóc gạo còn có các polysaccharide
như tinh bột, cellulose và hemicellulose.
Tinh bột là thành phần chính của nội nhũ hạt gạo. Thành phần carbohydrate không
phải tinh bột trong cám và phôi thì cao hơn nội nhũ. Gạo lức chứa khoảng 75%

carbohydrate và chiếm khoảng 85-90% chất khô của gạo. Hàm lượng amylose
khoảng 12-35% trong gạo thường. Gạo nếp có hàm lượng amylopectin cao nên khi
nấu thì dẻo (Hà Thanh Toàn và Dương Thị Phượng Liên, 2012).
Tinh bột của thóc gạo được tạo ra từ amylose và amylopectin. Tinh bột của gạo tẻ
có khoảng 17% amylose và 83% amylopectin. Thóc nếp chứa nhiều amylopectin
hơn gạo tẻ, hạt gạo trong thường chứa nhiều amylopectin hơn hạt gạo dài. Tinh bột
là một loại polysaccharide, cấu tạo bởi phân tử amylose, dây thẳng (gồm các gốc -
D-gluco liên kết với nhau nhờ liên kết 1,4 glucoside có phân tử lượng khoảng
100.000-160.000) và phân tử amylopectin, dây phân nhánh (-D-gluco liên kết với
nhau nhờ liên kết 1,4-glucoside và liên kết 1,6-glucoside có phân tử lượng khoảng
tới 400.000). Tinh bột trong phôi nhũ có thể chia thành hai vùng: vùng cận aleurone
và vùng trung tâm. Có ba dạng protein gắn ở trên màng, thuộc vùng cận aleurone,
nhưng chỉ có một dạng protein gắn vào vùng trung tâm. Những tinh thể protein hình
cầu cực bé trong vùng cận aleurone có đường kính 0,5-0,75 m. Những tinh thể
protein lớn hơn, hình cầu trên cả hai vùng, có đường kính 1-2 m. Tinh thể protein
ở vùng cận aleurone bị phân giải bởi pepsin và protease. Loại hình thứ ba của
protein ở vùng cận aleurone là “crysatalline”, có đường kính 2-3,5 m, bị loại thải
bởi pepsin nhưng đôi khi lại kháng lại protease trong những điều kiện về pH như
thế nào đó chưa biết rõ.
Vùng trung tâm là những hạt tinh bột hình đa giác, có kích thước 3-9 m. Độ cứng
của phôi nhũ khác nhau tùy theo giống lúa. Độ cứng của tinh bột được đo bằng giá
trị “Vickers microhardness” (kg/mm
2
). Tinh bột tự nhiên được giữ trong hạt tinh
bột. Hạt tinh bột có đa diện, đường kính khoảng 2-10 m. Hạt tinh bột có cấu trúc
lớp, trong mỗi lớp các phần tử amylose và amylopectin xếp xen kẽ với nhau theo
hướng hướng tâm. Ở bề mặt hạt tinh bột còn có một ít protein, chủ yếu là các
enzyme tổng hợp tinh bột.
Cellulose và hemicellulose là hai hợp phần chủ yếu có trong vỏ trấu và một phần có
trong lớp vỏ quả (lớp aleurone). Chúng là những chất có liên quan chặt chẽ đến chỉ

tiêu chất lượng thóc gạo, vì đây là những phần mà con người không thể tiêu hóa
được.
Đường tự do trong hạt thóc chủ yếu là saccharose, ngoài ra còn có một ít rafinose,
glucose, fructose.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 7
2.1.2.3 Protid
Hàm lượng protid của thóc gạo thay đổi trong một khoảng khá rộng từ 5,6-18,2%.
Thóc gạo ở Việt Nam có hàm lượng protid chỉ chiếm khoảng 6-12% nhưng lại chứa
đầy đủ các acid amin cần thiết không thay thế được.
Bảng 2.3. Tỷ lệ các protein của các bộ phận trong hạt gạo (% trong tổng số protein)
Thành phần Albumin Globulin Prolamin Glutelin
Gạo lật 5-10 6-10 3-6 70-80
Phôi 24 14 8 54
Cám 37 36 5 22
Gạo xát 5 9 3 83
Trong lúa gạo, protid chủ yếu được chứa trong phôi, lớp aleurone. Còn trong nội
nhũ protid chỉ tồn tại ở dạng dự trữ. Protid của lúa gạo gồm 4 nhóm protein, trong
đó chủ yếu là nhóm glutelin (chiếm 75-58%), còn các nhóm albumin, globulin,
prolamin thì chiếm tỷ lệ không đáng kể (Bảng 2.3).
2.1.2.4 Lipid
Trong lúa gạo, hàm lượng chất béo rất nhỏ và tập trung ở lớp cám, aleurone và phôi
hạt với hàm lượng chiếm trên 2%. Lipid tồn tại ở dạng các acid béo không no bao
gồm acid oleic (43,2%), acid linoleic (30,6%) và acid béo no như acid palmitic
(15,5%) và lượng nhỏ các acid béo khác như acid stearic, acid miristic, acid
linostearic… Trong thành phần chất béo còn lượng nhỏ phosphor. Do đặc điểm trên
nên trong quá trình bảo quản, nếu gặp điều kiện nhiệt độ cao kèm theo thủy phần
của thóc gạo cao quá trình oxy hóa chất béo vẫn dễ dàng xảy ra biến chất và làm hư
hỏng thóc gạo.
2.1.2.5 Chất khoáng

Các chất khoáng vô cơ tập trung ở vỏ trấu, hạt và phôi. Chất khoáng nhiều nhất
trong vỏ trấu là sillic (Si), trong phôi hạt là phosphor (P), kali (K), magie (Mg).
Lượng phosphor trong hạt lúa đa số tồn tại ở dạng phytin (83%) và ở dạng nucleotic
(13%).
2.1.2.6 Vitamin
Trong lúa gạo, thành phần vitamin chủ yếu là các vitamin tan trong nước, còn các
vitamin tan trong chất béo thì chỉ có một lượng không đáng kể. Trong các nhóm tan
trong nước, chứa nhiều nhất là B
1
, kế đến là vitamin B
2
, B
6
, PP, B
12
…và vitamin H.
Phần lớn lượng vitamin tập trung ở lớp vỏ hạt, lớp aleurone và phôi hạt. Phần nội
nhũ hạt chứa lượng vitamin rất ít. Vitamin là thành phần dễ mất trong quá trình chế
biến và bảo quản lúa gạo (Bảng 2.4).
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 8
Bảng 2.4. Thành phần vitamin trong các loại gạo (mg/kg chất khô)
Các loại vitamin Gạo lức Gạo xát Cám
Caroten 0,13 Vết 4,2
Thiamin (B
1
) 2,4 0,35 11,5
Riboflavin (B
2
) 0,57 0,33 3,0

Niacin (PP) 51 13,7 52,3
Pyridixin (B
6
) 1,6 1,2 10,3
Pantothenic acid 6,6 3,4 45,0
Biotin 0,066 0,025 0,16
Vitamin B
12
0,0005 0,0016 0,005
Vitamin E 13,1 Vết 149,2
2.1.2.7 Enzyme
Hầu hết các quá trình xảy ra trong tế bào sống, kể cả trong hạt đều tiến hành dưới
tác dụng của các enzyme do enzyme giữ một vai trò quan trọng trong mọi hoạt động
sống. Trong thóc gạo có nhiều loại enzyme như: catalase, amylase, lipase, oxidase,
peroxidase và các loại enzyme khác.
Tùy thuộc vào nhiệt độ, pH của môi trường và các chất xúc tác mà các enzyme này
có cường độ hoạt động khác nhau, gây cho thóc có những biến đổi về chất lượng
nhất định. Có loại enzyme xúc tác phản ứng làm tăng chất lượng thóc gạo, nhưng
cũng có loại enzyme hoạt động làm cho thóc gạo bị giảm chất lượng nghiêm trọng.
Chẳng hạn như enzyme phosphorylase xúc tác phản ứng tổng hợp nên tinh bột giúp
hạt hoàn thiện hơn về mặt chất lượng trong quá trình chín sau thu hoạch. Nhưng
ngược lại, enzyme hydrolase (amylase, lipase…) khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ thủy
phân các acid hữu cơ phức tạp thành mầm (tức là thóc bọ mọc mầm), làm mất giá
trị kinh tế của thóc.
2.1.2.8 Mùi thơm của gạo
Hương thơm trong gạo được tạo bởi 2-acetyl-1-pyroproline.
Tiêu chuẩn đánh giá theo Viện Lúa Quốc Tế (IRRI) chia gạo thành ba cấp: không
thơm, hơi thơm và thơm.
2.1.2.9 Chất màu trong gạo lức
Trong quá trình nghiên cứu các nhà khoa học đã xác định chất màu trong gạo lức

chính là anthocyanin, là chất màu thực vật thuộc nhóm flavonoid, nhưng có điểm
khác cơ bản với flavonoid thông thường không có nhóm cacbonyl ở C
4
. Có ba
nhóm anthocyanydin chủ yếu là:
Pelargonidin (I): màu vàng cam hoặc hồng
Cyanydin (II): màu hồng xỉn
Delphinidin (III): màu đỏ hoặc tím
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 10
chất xơ, các tocopherol, các tocotrienol và các chất kháng oxy hóa ở trong gạo lức
đều đóng vai trò quan trọng và tích cực trong việc chuyển hóa glucose trong cơ thể,
do đó có thể kiểm soát, quản lý và điều hòa hàm lượng glucose trong máu ở người
bị bệnh tiểu đường.
Gạo lức có tác dụng làm giảm cholesterol và phòng ngừa bệnh tim mạch: một số
chất dinh dưỡng có trong gạo lức như chất xơ, carotenoid, phytosterol, acid omega
3 và inositol hexaphosphate (IP6) đều có vai trò rất quan trọng trong việc phòng
chống sự ngưng kết các tiểu huyết cầu và làm giảm hàm lượng cholesterol và
triglyceride. Các vai trò này và những cơ chế đồng hợp khác đã được thể hiện rõ ở
chỗ: làm giảm cholesterol xấu (LDL) và làm tăng tốt cholesterol (HDL); giảm việc
hấp thụ chất béo và cholesterol; làm tăng việc bài tiết chất béo, cholesterol và acid
mật; làm giảm áp suất máu và triglyceride, ngăn ngừa việc ngưng kết tiểu huyết
cầu. Coenzyme Q10 cũng có những hiệu ứng tích cực đối với áp suất máu và
cholesterol đồng thời cải thiện năng lượng của cơ tim. Nó cũng giúp cho việc ổn
định nhịp đập tim. Tất cả những chức năng này ở trong gạo lức hoạt động đồng thời
đã làm giảm các nguy cơ đột qụy hoặc các tai biến tim mạch.
Gạo lức có tác dụng làm tăng hệ miễn dịch của cơ thể nhằm phòng chống các bệnh
thoái hóa và chặn đứng hiện tượng lão suy sớm: Các sterol và sterolin (luôn có
trong thực vật) đều là những tác nhân hỗ trợ quan trọng giúp cho hệ thống miễn
dịch của cơ thể chặn đứng các bệnh ưng thư, giết chết các vi khuẩn, phá huỷ vi rút

và làm chậm quá trình lão hóa. Chúng cũng giúp cho các bệnh nhân nhiễm HIV
không phát triển thành AIDS. Các hiệu quả kháng vi rút và kháng vi khuẩn cũng đã
được chứng minh do nồng độ sterolin và phytosterol cao ở trong gạo lức.
Gạo lức có tác dụng làm giảm nguy cơ của một số bệnh ung thư: polyphenol và
tocotrienol đều có tác dụng kìm hãm các enzyme vi thể pha 1 và tiểu phần lypo-
protein của gạo lức có tác dụng kìm hãm việc sinh sản nhanh các tế bào bất bình
thường. Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh mối liên quan hết sức mật thiết
giữa việc cung cấp chất xơ cao trong chế độ ăn uống và việc giảm nguy cơ các bệnh
ung thư ruột kết, ung thư vú. Chất xơ cản trở việc phát triển các khối u bằng cách
kết hợp với estrogen ở trong đường ruột và ngăn ngừa nó không bị tái hấp thụ ở
trong dòng máu. IP6 trong gạo lức có hoạt tính chống ung thư rõ ràng và ngăn ngừa
việc phát triển tế bào khối u trong ung thư đường ruột và ung thư gan.
Gạo lức có tác dụng cải thiện bộ máy tiêu hóa, giúp việc đồng hóa thức ăn tốt và
tránh được các hiện tượng tiêu chảy, táo bón v.v… Các chuyên gia khuyến cáo: tối
thiểu lượng chất xơ trong khẩu phần phải đảm bảo 14 gram cho 1000 calo tiêu thụ.
Đàn ông cần khoảng 30-38 gram/ngày, còn đàn bà cần khoảng 25-30 gram/ngày từ
các loại thực phẩm toàn phần.
Có 2 loại chất xơ quan trọng: chất xơ hoà tan tạo thành thể gel trong ống tiêu hóa và
làm chậm việc tiêu hóa carbohydrate nhằm làm cho đường glucose bị giải phóng
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 11
chậm và được hấp thụ chậm hơn vào dòng máu. Đây là loại chất xơ chịu trách
nhiệm đối với việc giảm thấp cholesterol và điều hòa glucose trong máu. Chất xơ
không hòa tan đi qua ruột một cách nguyên vẹn. Nó thu hút và hấp thụ nước và xúc
tiến việc đào thải phân ra ngoài. Nó cũng giúp cho việc loại trừ các chất thải độc hại
và duy trì độ pH tối thích vốn rất cần thiết đối với việc tối đa hóa chức năng tiêu
hóa và giúp phòng chống bệnh ung thư ruột kết.
Gạo lức chứa cả hai loại chất xơ hòa tan và không hòa tan, giúp duy trì sức khoẻ và
giúp việc đào thải phân một cách đều đặn; làm khuây khỏa và trợ giúp sức khoẻ đối
với những người bị hội chứng ruột dễ kích thích và bệnh đường ruột dễ kích thích,

đồng thời cải thiện một cách tự nhiên hệ vi sinh vật trong đường ruột.
Gạo lức có tác dụng làm giảm cân ở những người bị bệnh béo phì. Gạo lức cung cấp
một phổ rất rộng về các chất dinh dưỡng vốn có thể giúp cơ thể không bị kích động
bởi cảm giác đói. Chúng cũng giúp cơ thể quản lý được trọng lượng cơ thể thông
qua các cơ chế điều hòa lượng đường trong máu, giải độc ruột kết và việc chuyển
hóa chất béo. Gạo lức cũng rất giàu magie thiên nhiên có khả năng phòng chống hội
chứng rối loạn trao đổi chất đồng thời cải thiện quá trình trao đổi chất.
Gạo lức có tác dụng giải độc cho cơ thể trong trường hợp cơ thể bị các chất độc hại
xâm nhập thông qua thực phẩm, không khí, thông qua da v.v…Gạo lức có thể hỗ
trợ việc giải độc theo hai đường hướng. Trước hết lượng chất xơ cao trong gạo lức
đã giúp thải bỏ các toxin một cách nhanh chóng và an toàn, “rửa sạch” thành ruột
nhằm giải thoát các chất thải thối rữa vốn có thể bao vây việc hấp thụ các chất dinh
dưỡng và đầu độc hệ thống tiêu hóa. Đường hướng thứ hai: các chất kháng oxy hóa
tiềm năng và các chất dinh dưỡng trong gạo lức sẽ trợ giúp trong cuộc chiến chống
lại các gốc tự do sản sinh các toxin.
Người ta đã biết các hợp chất trong gạo lức có tác dụng giải độc: acid alpha lipioc là
một tác nhân rất tốt nhằm tinh lọc gan khỏi bị ngộ độc bởi các chất hóa học. Các
bác sỹ người Đức đã sử dụng acid alpha lipoic ngay từ những năm 1960 để điều trị
bệnh xơ gan. Sau đó việc điều trị đã được mở rộng thêm đối với việc ngộ độc kim
loại nặng, ngộ độc do nấm độc và các bệnh liên quan đến oxygen.
Gạo lức có tác dụng cải thiện chức năng của gan. Ngoài vai trò là chất giải độc của
cơ thể vốn làm nhẹ gánh nặng đối với gan, gạo lức còn có nhiều chất dinh dưỡng có
thể phù trợ đặc biệt cho chức năng của gan. Inositol, phospholipid và vitamin nhóm
B đều là những chất giải độc cho gan, kiểm tra bệnh xơ gan và cải thiện sự tái tạo tế
bào gan. Tocotrienol, gramma oryzanol và những chất kháng oxy hóa khác cũng có
vai trò bảo vệ trong gan.
Gạo lức có tác dụng tăng cường năng lượng cho cơ thể. Do sự có mặt trong “lớp
cùi” của gạo lức các chất dinh dưỡng thực vật giúp tạo năng lượng như Coenzyme
Q10, acid alpha lipoic và các vitamin nhóm B, trong đó có cả acid pangramic, cho
nên gạo lức có tác dụng tăng cao năng lượng cho cơ thể. Acid alpha lipoic cũng là

Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 12
một tác nhân rất quan trọng đối với việc sản xuất năng lượng trong tế bào. Nó được
các vận động viên điền kinh sử dụng hàng ngày nhằm tăng cường năng lượng và cải
thiện việc dự trữ glycogen trong cơ bắp. Acid pangramic (B
15
) có tác dụng làm tăng
oxygen trong tế bào. Nó đã trở thành một danh hiệu nổi tiếng khi các vận động viên
của Liên bang Nga sử dụng nó như “một loại vũ khí bí mật” (hợp pháp) nhằm tăng
cường sức chịu đựng, tăng cao nghị lực, sức bền và tốc độ. Ngày nay vitamin B
15
đã
trở thành một chất yêu thích nhất của tất cả các vận động viên điền kinh.
Gạo lức có tác dụng làm giảm sỏi thận; đồng thời xây dựng bộ xương của cơ thể
chắc khỏe và làm giảm nguy cơ bệnh loãng xương. Sỏi thận là một trong những rối
loạn tổng quát nhất của đường tiết niệu. Sỏi thận chủ yếu được hình thành từ calci,
nhưng vấn đề không phải nguyên nhân của sỏi thận là do calci trong khẩu phần dinh
dưỡng. Thực tế hai công trình nghiên cứu được tiến hành ở Trường Đại học
Harvard đã chứng tỏ rằng khẩu phần thức ăn có hàm lượng calci cao thực sự đã làm
giảm các nguy cơ phát triển sỏi thận. “Lớp cùi” của gạo lức là một nguồn calci cùng
với magie và kali có lợi cho sức khoẻ. Vitamin K và IP6 trong gạo lức có một vai
trò hết sức quan trọng: vitamin K giúp chuyển vận calci ra khỏi dòng máu và đưa
calci vào xương; IP6 có tác dụng ức chế và ngăn cản việc kết tinh oxalate calci ở
đường tiết niệu; và cơ chế này cũng song song mang tới hiệu quả rõ rệt là xương
của cơ thể chắc khoẻ và tránh được bệnh loãng xương.
Gạo lức có tác dụng cải thiện thị giác. Gạo lức có chứa lutein và zeaxanthin có khả
năng cải thiện thị lực và giảm các rủi ro của sự thoái hóa hoàng điểm và bệnh đục
thủy tinh thể. Các acid béo không thể thay thế omega 3, omega 6, omega 9 và acid
folic có trong “lớp cùi” của gạo lức cũng đều có tác dụng cải thiện thị lực của mắt.
Gạo lức có tác dụng giảm hiện tượng đau đầu và cải thiện chức năng trí tuệ và tinh

thần. Gạo lức là một sự kết hợp hoàn hảo của các tác nhân giải độc và những tác
nhân phù trợ não. Coenzyme Q10 có tác dụng làm giảm chứng đau nửa đầu đến
50%, làm giảm sự mệt nhọc và làm dịu sự mệt mỏi về tinh thần. Acid alpha lipoic
có tác dụng tăng cường trí nhớ và giúp phòng chống quá trình lão hóa của bộ não.
Các vitamin nhóm B có tác dụng làm giảm sự mệt mỏi về tinh thần, làm dịu hệ
thống thần kinh và làm dịu stress. Kali có tác dụng hỗ trợ chức năng trí tuệ, tinh
thần bằng cách chuyển oxygen đến não. Phosphatidylserine có tác dụng cải thiện trí
nhớ, sức tập trung và sự chú ý. Ngoài ra, cơ chế giải độc giúp cải thiện mọi khía
cạnh của sức khỏe; khi cơ thể loại trừ được các chất độc (toxin) thì tất cả các chức
năng đều hoạt động tốt hơn, kể cả chức năng trí tuệ.
Gạo lức có tác dụng làm giảm triệu chứng của thời kỳ mãn kinh; có tác dụng tăng
cường vẻ đẹp tự nhiên của cơ thể, đặc biệt là đối với chị em phụ nữ. Phần cùi (phôi)
của gạo lức chứa một phổ đầy đủ các chất dinh dưỡng có chức năng tăng cường vẻ
đẹp bao gồm Coenzyme Q10, các vitamin nhóm E, các vitamin nhóm B, trong đó
có biotin, tất cả các chất này đều có tác dụng kiến tạo nên vẻ đẹp từ bên trong. Phần
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 13
cùi của gạo lức cũng có gramma-amino butyric acid (GABA) và squalene vốn là
những chất thiết yếu không thể thay thế trong việc làm sáng da làm cho da mịn
màng và làm cho tóc mọc khỏe.
().
2.2 Giới thiệu chung về enzyme amylase có nguồn gốc từ vi sinh vật
2.2.1 Thành phần cấu tạo
Dựa theo tính chất và cơ chế tác dụng lên mạch tinh bột người ta xếp enzyme
amylase thành hai nhóm là endoamylase (enzyme nội phân) và exoamylase (enzyme
ngoại phân).
Endoamylase (enzyme nội phân): gồm có α-amylase và nhóm enzyme khử nhánh.
Nhóm enzyme khử nhánh được chia thành hai loại: khử trực tiếp là pullulanase (hay
α-dextrin 6-glucanohydrolase), khử gián tiếp là tranglucosidase (hay oligo-1,6-
glucosidase) và amylo-1,6-glucosidase. Các enzyme này thủy phân các liên kết bên

trong của chuỗi polysaccharide.
Exoamylase (enzyme ngoại phân): gồm có β-amylase và -amylase (glucoamylase).
Đây là những enzyme thủy phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi
polysaccharide (Hình 2.3).

Hình 2.3. Các loại enzyme endoamylase và exoamylase
(Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, 2004)
2.2.2 Đặc tính và cơ chế tác dụng của amylase
2.2.2.1 Đặc tính
Các enzyme amylase từ các nguồn khác nhau sẽ khác nhau về tính chất, cơ chế tác
dụng cũng như sản phẩm cuối cùng của sự thủy phân. Ngay cả các amylase cùng
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 14
loại do vi sinh vật tổng hợp nên cũng có nhiều điểm khác nhau về đặc tính, và điều
kiện hoạt động.
Amylase là hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme này thuộc
nhóm enzyme thủy phân, xúc tác sự phân giải các liên kết glucoside nội phân tử
trong polisacchride với sự tham gia của nước. Amylase thủy phân tinh bột, dextrin,
glycogen thành các dextrin mạch ngắn, maltose và sau cùng là glucose.
Amylase trong tự nhiên được tìm thấy trong tuyến nước bọt và dịch tiêu hóa của
người và động vật, trong các hạt nảy mầm và trong các nấm men, nấm mốc, vi
khuẩn.
2.2.2.2 Cơ chế tác dụng
Enzyme α–amylase phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside nằm ở bên trong phân tử
cơ chất (tinh bột, glycogen) một cách ngẫu nhiên không theo một trật tự nào cả. Do
đó được gọi là enzyme nội bào (endoenzyme). Với sản phẩm sau cùng là α–maltose,
sự thủy phân sẽ xảy ra nhanh khi tinh bột được hồ hóa.
2.2.3 α-amylase (EC.3.2.1.1)
2.2.3.1 Đặc tính
α–amylase có màu nâu nhạt, dễ tan trong nước, trong các dịch muối và rượu loãng.

Protein của các amylase có tính acid yếu. Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH 4,2-
5,7 (Berfeld, 1951). Điều kiện hoạt động của α- amylase từ các nguồn khác nhau
thường không giống nhau. Phụ thuộc rất nhiều vào nguồn khai thác α-amylase.
α-amylase của vi khuẩn. Thường có hai dạng sản phẩm: α-amylase dạng lỏng và α-
amylase dạng bột. Dựa vào khả năng chịu nhiệt, α-amylase thường được chia ra làm
hai loại:
+ Loại α-amylase vi khuẩn (standard α-amylase), loại này được sản xuất từ Bacillus
subtilis nhiệt độ hoạt động thích hợp70-85
o
C.
+ Loại α-amylase vi khuẩn chịu nhiệt (heat stable α-amylase) thường được sản xuất
từ Bacillus licheniformis nhiệt độ hoạt động thích hợp rất cao từ 85-105
o
C.
Khả năng chịu nhiệt của α-amylase phụ thuộc vào pH, hàm lượng muối calcium.
α-amylase của nấm mốc thường được thu nhận từ Aspergillus niger và Aspergillus
oryzae, α-amylase của nấm mốc thường kém bền nhiệt hơn α-amylase của vi khuẩn.
2.2.3.2 Cơ chế tác dụng
α-amylase có khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside của cơ chất (tinh bột,
glycogen) một cách ngẫu nhiên và là enzyme nội bào (endoenzyme). α-amylase
không chỉ có khả năng thủy phân hồ tinh bột mà còn có khả năng thủy phân cả hạt
tinh bột nguyên vẹn.
Sự thủy phân tinh bột của α-amylase trải qua nhiều giai đoạn:
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 15
Trước tiên enzyme này phân cắt một số liên kết trong tinh bột tạo ra một lượng lớn
dextrin phân tử thấp, sau đó các dextrin này tiếp tục bị thủy phân để tạo ra maltose
và glucose.
Amylose bị phân cắt khá thành các oligosaccharide hay còn là polyglucose (6-7 gốc
glucose) dưới tác dụng của α-amylase, sau đó các oligosaccharide này tiếp tục bị

phân cắt nên chuỗi bị ngắn dần và tạo thành maltotetrose, maltotriose, maltose. Sau
thời gian tác dụng dài, sản phẩm của quá trình thủy phân amylose là 13% glucose
và 87% maltose (Hình 2.4).
Tác dụng của α-amylase trên amylopectin cũng xảy ra tương tự và sản phẩm được
tạo là 72% maltose, 19% glucose, ngoài ra còn có dextrin phân tử thấp và
isomaltose (8%) do α-amylase không thể cắt được liên kết α-1,6-glucoside ở mạch
nhánh của phân tử amylopectin (Hình 2.4).
Khả năng dextrin hóa của α-amylase rất cao do đó người ta còn gọi α-amylase là
amylase dextrin hóa hay amylase dịch hóa.
(Nguyễn Đức Lượng, 2004).

Hình 2.4. Cơ chế tác động của α -amylase lên tinh bột
2.2.4 β-amylase (EC.3.2.1.2)
2.2.4.1 Đặc tính
β-amylase là một loại albumin, tâm xúc tác của nó có chứa gốc –SH, -COOH, cùng
với các vòng imidazol của các gốc histidine và là enzyme ngoại bào (exoenzyme).
β-amylase không bền khi có ion Ca
2+
, bị kìm hãm bởi các ion kim loại Cu
2+
, Hg
2+
,
urea, iodacetamide, iodin, ozon…
β-amylase chịu nhiệt kém hơn α-amylase nhưng bền trong môi trường acid hơn. β-
amylase bị vô hoạt ở nhiệt độ 70
o
C. Nhiệt độ hoạt động tối thích của β-amylase là
55
o

C, pH 5,1-5,5 (Nguyễn Đức Lượng, 2004).
2.2.4.2 Cơ chế tác dụng
β-amylase là một exoenzyme xúc tác thủy phân liên kết α-1,4- glucoside trong tinh
bột, glycogen, polysaccharide. Enzyme này phân cắt tuần tự từ đầu không khử
polymer, cho ra sản phẩm β-maltose.
Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 36-2013 Trường Đại học Cần Thơ
Ngành Công nghệ Thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 16
β-amylase phân giải hoàn toàn amylose thành maltose nhưng sự thủy phân sẽ không
xảy ra hoàn toàn đối với amylopectin. Khi gặp liên kết α-1,4- glucoside đứng kế cận
liên kết α-1,6-glucose thì β-amylase ngưng tác dụng (phản ứng sẽ dừng ở điểm phân
nhánh). Phần saccharide còn lại là dextrin phân tử lớn có chứa nhiều liên kết α-1,6-
glucoside (Hình 2.5).

Hình 2.5. Cơ chế tác động của β -amylase lên tinh bột
Tác dụng xúc tác của β-amylase lên thành phần tinh bột như sau:
Tinh bột Maltose (54-58%) + β-dextrin (42-46%)
2.2.5 Glucoamylase (EC.3.2.1.3)
2.2.5.1 Đặc tính
Đây là loại enzyme được tìm thấy trong vi sinh vật, chủ yếu là nấm men và nấm
mốc. Glucoamylase có khả năng thủy phân hoàn toàn tinh bột, glycogen,
amylopectin, dextrin, pantose, isomaltose và maltose thành glucose mà không cần
sự tham gia của các loại amylase khác. Các polysaccharide có nhánh như
amylopectin, glucogen, β- dextrin bị glucoamylase thủy phân khá nhanh. Đa số
glucoamylase có hoạt lực cao nhất ở vùng pH 3,5–5,5 và nhiệt độ 50
o
C. Nó bền với
acid hơn α-amylase nhưng lại kém bền hơn trong rượu, acetone và không được bảo
vệ bằng Ca
2+
(Nguyễn Đức Lượng và ctv., 2004).

Các chế phẩm glucoamylase, từ các nguồn khác nhau tuy có những tính chất chung,
song cũng khác nhau ở nhiều điểm. Ngay cả các chế phẩm được tách ra từ các loài
Aspergillus khác nhau cũng khác nhau về một loại tính chất lý hóa học như phân tử
lượng, thành phần amino acid, tính đặc hiệu cơ chất, mức độ phân giải cơ chất và
điều kiện hoạt động.
2.2.5.2 Cơ chế tác dụng
Glucoamylase (Glucan 1,4-α-glucosidase; amyloglucoside; exo-1,4-α-glucosidase;
glucoamylase, 1,4-α-glucan glucohydrolase) có thể giải phóng ra -D-glucose bằng
cách thủy phân lặp lại nhiều lần các liên kết α-1,4 của mạch -glucan từ đầu không
β-amylase