Nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm từ giống lúa IR 50404

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẢN THO
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH
HỌC ỨNG DỤNG Bộ MÔN CÔNG
NGHỆ THỰC PHẨM

I

I

V

L Ê T H Ị M Ỹ PHƯƠNG
LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC

I
I

V
V

Ỷ

"V NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠO MẦM
Ạ
TỪ GIỐNG LÚA IR 50404

Ạ

Cần Thơ, tháng 5 năm 2013

Ạ

Ạ



TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẰN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC
ỨNG DỤNG Bộ MÔN CÔNG NGHỆ THỤC PHẨM

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN cúu QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠO MÀM
TỪ GIÓNG LÚA IR 50404

Giáo Viên hướng dẫn:

sinh viên thực hiện:

Ts. LÊ NGUYỄN ĐOAN DUY LÊ THỊ MỸ PHƯƠNG
MSSV: LT11610


Cần Thơ, tháng 5 năm 2013


Luận văn đính kèm với đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm từ giống lúa
IR50404” do Lê Thị Mỳ Phương thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận
văn thông qua.
Giáo viên hướng dẫn
Giáo viên chấm bài
Giáo viên chấm bài

Lê Nguyễn Đoan Duy
Cần thơ, ngày tháng 5 năm 2013 Chủ
tịch hội đồng


LỜI CAM ĐOAN
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 chưa từng được ai công bố trong bất kì
công trình luận văn nào trước đây.
Sinh viên thực hiện

Lê Thị Mỷ Phương
Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Nguyễn Đoan Duy đã tận tình huớng
dẫn, quan tâm, giúp đờ và tạo mọi điều kiện thuận lợi đế em có thế hoàn thành luận
văn này.
Em xin thành thật biết ơn hội đồng bảo vệ luận văn và giáo viên phản biện đã đọc và
góp ý kiến quỷ báu đế luận văn này thêm hoàn chỉnh.
Em xin chân thành biết ơn tất cả quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm đã
truyền đạt cho em nhũng kiến thức vô cùng hũu ích và quý báu trong thời gian học
tập và rèn luyện tại trường. Đặt biệt em xin cảm ơn cô Nguyễn Thị Thu Thủy đã hỗ
trợ hóa chất đế em thực hiện luận văn của mình một cách thuận lợi.
Xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị trong phòng thí nghiệm, các bạn trong lớp Công
nghệ thực phâm khóa liên thông 37 đà luôn giúp đỡ, động viên và đóng góp ý kiến
khi tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng con xin cảm tạ và biết ơn cha mẹ đã nuôi dưỡng, bảo bọc và tạo mọi điều
kiện thuận lợi để con học tập và có được thành quả như ngày hôm nay.
Xin chân thành cảm ơn
Cần Thơ, ngày tháng năm 2013
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Mỹ Phương

TÓM LƯỢC
Đe tài “Nghiên cún quy trình chế biến gạo lức nảy mầm” với mục đích nâng cao
chất lượng sản phẩm, đồng thời tạo ra sản phẩm phù hợp với thị hiếu người dùng.
Quy trình chế biến gạo lức nảy mầm được tiến hành trên gạo lức lấy từ giống lúa
IR50404. Vấn đề đặt ra cho quá trình nghiên cứu là khảo sát quá trình hút nước đạt
trạng thái bão hòa của hạt gạo lức, thời gian ủ 12, 18, 24, 30, 36 giờ và nhiệt độ ủ
30°c, 37°c và nhiệt độ sấy 50°c đến độ ẩm < 13 % ảnh hưởng đến tỷ lệ nảy mầm,
hoạt độ amylase và giá trị cảm quan sản phấm. Ket quả thí nghiệm thu được như
sau:
Khảo sát cho thấy với thời gian ngâm gạo lức là 9 giờ thì gạo lức hút nước đạt trạng
thái bão hòa.
Nhiệt độ ủ 37°c tỷ lệ nảy mầm cao hơn ở 30°c, tỷ lệ nảy mầm tăng từ 1 8 - 3 0 giờ.
Hoạt độ enzyme này tăng dần theo thời gian ủ từ 18 - 30 giờ và bất đầu giảm dần từ


LỜI CAM ĐOAN
30 giờ về sau, ở hai mức nhiệt độ ủ 30 và 37°c thì hoạt độ amylase không khác biệt
nhiều.
Thời gian ủ là 24 giờ cho sản phấm gạo mầm đạt giá trị cảm quan cao, nên đây là
thời gian ủ thích hợp cho quá trình chế biến gạo lức nảy mầm.
Khi sấy gạo sấy gạo lức đã nảy mầm đến < 1 3 % ẩm để bảo quản thì sản phẩm vẫn
đạt được giá trị cảm quan tốt, hoạt độ enzyme amylase giảm nhiều sau khi sấy ở
50°c và độ ẩm < 13 %.
MỤC LỤC


PHỤ LỤC

V

DANH SÁCH BẢNG

9


DANH SÁCH HÌNH

Hình 4.1: Biểu đồ thể hiện quá trình hút ẩm của hạt gạo lứcError! Bookmark not
deííned.
Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện thành phần dinh dưỡng giữa gạo lức và gạo mầm....31
1.1. ĐẶT VÁN ĐỀ
Ngày nay, nước ta càng ngày càng phát triển và tiến bộ về kinh tế, khoa học, kỳ
thuật và công nghệ,...mức sống của người Việt Nam cũng ngày càng nâng cao hơn.
Đồng hành với điều đó là nhu cầu ngày càng cao về mọi mặt như: chất lượng cuộc
sống, dịch vụ, sức khỏe,...rất được chú trọng và quan tâm. Điều đáng quan tâm
nhiều nhất hiện nay chính là thực phấm. Do chạy theo lợi nhuận nên hiện nay thực
phẩm không đạt chất lượng về an toàn vệ sinh rất nhiều làm ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sức khỏe người sử dụng. Chính vì lý do đó, người ta tìm cách làm ra các
sản phâm có chức năng sinh học, dược liệu có thê vừa là thực phẩm cung cấp dinh
dưỡng, vừa có thể hồ trợ điều trị bệnh, sản phẩm này còn được gọi là “thực phẩm
chức năng”, nhung đây là một lĩnh vục mới ở nước ta đang được tìm hiếu và đầu tư
nghiên cứu.
Trong các loại thực phẩm từ nhiều nguyên liệu khác nhau thì gạo là một nguồn
nguyên liệu tự nhiên rất quan trọng và không thế thiếu cho một nửa dân số trên thế
giới, cơm nấu từ gạo rất dễ tiêu hóa, do đó năng lượng cung cấp nhanh chóng tới các
cơ quan giúp cơ thể đủ năng lượng dự trữ làm việc. Gạo lức là một nguồn thực
phấm rất giàu dinh dưỡng so với gạo đã xát trắng, một số thành phần trong gạo lức
còn có thế ngăn ngừa và điều trị một số bệnh, và cơm gạo lức dần trở nên phổ biến
trong các bữa ăn của nhiều nhà hiện nay.

Mặt khác, nước Việt Nam là một nước có nền kinh tế dựa vào
nông nghiệp là chính nhưng gạo Việt Nam khó cạnh tranh lại
các nước khác trên thế giới vì chất lượng gạo thấp, vì thế bên
cạnh năng cao chất lượng gạo bằng cách thay đổi phương
thức sản xuất và thay đối giống lúa, còn phải làm tăng giá trị
dinh dưỡng của các loại gạo có chất lượng thấp bằng cách
chế biến gạo lức từ các giống gạo này. Tuy nhiên gạo lức mất
hấp dẫn vì thời gian nấu lâu, và cơm gạo lức có cấu trúc cứng
và có vị không hấp dẫn như cơm gạo trắng. Đe cải thiện chất
lượng gạo lức cần phải có phương pháp chế biến gạo lức thích
hợp tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và cảm quan cao
làm tăng giá trị xuất khấu. Quá trình nảy mầm của gạo lức là
phương pháp cải thiện chất lượng của gạo lức, cơm gạo lức
mềm hơn. Quá trình này còn làm thay đổi quan trọng về dinh
dường như: hàm lượng chất xơ, vitamin, khoáng, và hàm
lượng y-aminobutyric...sau khi nảy mầm thì hàm lượng của


một số chất sinh học tăng lên cần thiết cho sự phát triển và
duy trì sự sống của con người. Nghiên cứu sản phẩm gạo
mầm có thể phát triển một sản phâm mới có giá trị trong lĩnh
vực thực phâm chức năng.


Hiện nay ở Việt Nam chưa thấy nhiều sản phẩm gạo mầm, cho nên vấn đề đặt ra là
cần phải nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm từ các loại gạo lức có sẵn cụ thể là
giống gạo IR50404, vì đây là giống có năng suất cao, chịu mặn, chịu phèn tốt và đặc
biệt là thích ứng tốt trước sự biết đối khí hậu nhưng chất lượng gạo thấp do hàm
lượng amylose cao, cơm nấu từ gạo giống lúa này có cấu trúc khô kém dẻo. Sản

phẩm gạo mầm là góp phần đa dạng hóa sản phẩm, năng cao cạnh tranh lúa gạo ở
Việt Nam.

1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN cứu
Nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm từ giống lúa IR50404 và hoạt độ enzyme
amylase cao nhất của gạo nảy mầm, đồng thời chọn ra sản phẩm gạo mầm đạt giá trị
cảm quan tốt nhất.
2.1. NGUYÊN LIỆU
2.1.1.

Giới thiệu chung

Lúa có tên khoa học là Ozyra Sativa, cấu tạo gồm 4 phần chính là vỏ trấu (hull), vỏ
cám (bran layers), nội nhũ (starchy endosperm) và phôi hạt (embryo).
Vở trấu chiếm khoảng 15 - 20 % trọng lượng hạt, bao gồm chủ yếu là cellulose và
chất xơ. Vỏ trấu cho phép nước truyền qua trong quá trình sấy khô hoặc làm ướt hạt.
Vỏ trấu rất cứng có tác dụng như một màng bảo vệ chống sự xâm nhập của côn
trùng, nấm mốc và những điều kiện thời tiết bất lợi. Trên vỏ trấu có các đường gân
nổi lên rất rõ và màu sắc của vỏ trấu (từ vàng nhạt đến vàng nâu) tùy thuộc vào
giống lúa. Ớ đầu mảnh dưới của vỏ trấu có ba mũi nhọn, mũi ở giừa nhọn và bén
hơn hai mũi bên. Đầu mảnh trên có một mũi nhọn, mũi giữa của mảnh dưới hợp với
mũi của mảnh trên tạo thành vỏ của hạt (Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004).
Vỏ cám bao gồm nhiều lớp, chiếm khoảng 4 - 5 % trọng lượng hạt. lớp mỏng ngoài
cùng của vỏ cám có cấu trúc rất cứng, không cho phép sự di chuyển của oxy, CƠ 2
và hơi nước. Vì thế vỏ trấu có tác dụng chống oxy hóa và tác động của enzyme. Lớp
aloron thuộc vỏ quả (vỏ hạt) và sẽ thành cám khi xát trắng, vỏ quả cùng với lớp bao
phủ hạt hình thành cám, cám chiếm khoảng 5 - 7 % gạo lức. Cám giàu protein,
khoáng, vitamin và chất béo, vì thế gạo lức dễ bị hư hỏng hơn gạo trắng trong quá
trình bảo quản.
Nội nhũ là phần chủ yếu của hạt thóc, thành phần chủ yếu của nội nhũ là tinh bột

(chiếm đến 90 %). Tùy theo điều kiện canh tác và giống lúa, nội nhũ có màu trắng
trong hay trắng đục (giống hạt dài nội nhũ trắng trong, giống hạt bầu nội nhũ có màu
trắng đục). Sự hiện diện của protein và tinh bột chịu trách nhiệm cho những thay đôi
trong quá trình già của hạt gạo.
Phôi là thành phần riêng lẽ 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


(Dương Thị Phượng Liên, Hà Thanh Toàn, 2012)

Gạo lức bao gồm 1 - 2 % vỏ, lớp aluerone và vỏ gạo 4 - 6 %,
phôi 1 %, lóp vảy 2 %, nội nhũ chiếm khoảng 91 - 92 %
(Nguyễn Nhật Minh Phương, 2010).


VỏPhôi
cám hạt

nhũ
vỏ trấu

Hình 2.1: cấu trúc của hạt lúa

(Nguồn:

/>photostreamy')

Bảng 2.1: Sự phân bố chất dinh dưỡng trong hạt gạo

Tr

o

Độ
ẩm

Prote
in

Lipi
d

Tinh bột

Chất

liệu

(%)

(%)

(%)

(%)

(%)

(%
)

Gạo lức

15,5

7,4

2,3

72,5

1,0

1,3

0

Cám

13,5

13,2

18,3

38,3

7,8

8,9

-

Gạo được
đánh

15,5

6,2

0,8

76,6

0,3

0,6

8-10

Nguyên

XO’

Mức độ
đánh bóng
(%)

bóng
(Nguồn: Bureau of Science and Technology, 1963)

Gạo được chia làm ba loại theo hàm lượng amylose và kích thước của hạt gạo: gạo
hạt ngắn và trung bình có hàm lượng amylose thấp ( 1 2 - 2 0 %); giống hạt dài có
hàm lượng amylose trung bình (20 - 25 %) (Julianno and Bechtel, 1985)
Gạo lức là gạo chỉ xay bỏ lớp vỏ trấu bên ngoài, giữ lại lớp vỏ cám nên giá trị dinh
dường hầu như không bị mất. Trong khi đó quá trình chuyến từ gạo lức sang gạo
trắng làm mất đi khoảng 67 % vitamin B3, 80 % vitamin Bl, 90 % vitamin B6, 50 %
mangan, phosphor và 60 % sắt, hầu hết các chất xơ và acid béo cần thiết (P. Dinesh
Babu và cộng sự, 2009). Phần vỏ cám bao gồm protein, vitamin B, K và đặc biệt là
vitamin E (có chứa a-tocopherol, tocotrienol) và Ỵ-oryzanol là chất chống oxy hóa
làm giảm khả năng gây ung thư và bệnh tim (Zhimin, & cộng sự, 2001), ngăn chặn
bệnh Alzheimer và dị ứng (Nakamura, & cộng sự, 2004) (H.Y. Kim và cộng sự,
2012). Do đó gạo lức là một nguồn rất giàu dinh dường, đặc biệt là vitamin nhóm B,
chất xơ và khoáng.


Thành phần

Gạo lức

Gạo được đánh bong

Thiamine (Vitamin Bl)

0,34 (gam)

0,07 (gam)

Riboílavin (Vitamin B2)

0,05 (gam)

0,03 (gam)

Niacin (Vitamin B3)

4,7 (gam)

1,6 (gam)

Sắt

1,9 (gam)

0,5 (gam)

Magiê

187,0 (miligam) 13,0 (gam)

Nguồn: p. Dinesh Bơ bu và cộng sự, 2009

2.1.2.
Thành phần trong nguyên liệu và chức năng của gạo lức
Do chỉ xát bỏ phần vỏ trấu và còn giữ nguyên vỏ cám nên gạo lức rất giàu dinh dưỡng. Ngoài phần tinh bột chiếm chủ yếu trong nội nhũ
thì gạo lức còn chứa một lượng lớn chất béo, các vitamin đặc biệt là nhóm B và các khoáng vi lượng.
Gạo có hàm lượng protein thấp nhất trong các loại ngũ cốc. Lớp cám và phôi chứa nhiều thành phần không phải tinh bột. Gạo lức có
hàm lượng vitamin B cao nhất trong các loại ngũ cốc.


Bảng 2.3: Một số thành phần dinh dưỡng có trong gạo lức Đơn

IR 50404
vị

Số lượng

Độ ẩm

Protein
Năng
lượng

amylose
Kcal

370

11,9 ±0,16

Carbohyrate
7,19 ±0,24
Đường

G ± 0,08
22,3
G

77,24

Nguồn: , vỉenluadongbangsongcuulong
Chất XO’

0,85

G

3,5

Chất béo

G

2,92

Protein

G

7,94

Nước

G

10,37

Vitamin BI

Mg

0,401

Vitamin B2

Mg

0,093

Vitamin B3

Mg

5,091

Vitamin B5
Vitamin B6

Mg
Mg

1,493
0,509

Vitamin B9

pg

20

Khoáng
Canxi

Mg

23

Sắt

Mg

1,47

Magiê
Phospho

Mg
Mg

143
333

Kali

Mg

223

Natri

Mg

7

Kẽm
Đồng

Mg
Mg

2,02
0,277

Mangan

Mg

3,743

Selenium

Mỗ

23,4

Vitamin

Nguồn: http://en. wikipedia. org/wikỉ/Brown_rice 2.1.2.1.

Carbohydrate

Là thành phần chiếm đa số trong nguyên liệu, cung cấp năng lượng cho hoạt động sống hằng ngày.

Carbohydrate bao gồm tinh bột, đường và chất xơ.


Tinh bột trong hạt gạo bao gồm hai thành phần chính là amylose và amylopectin, hai
thành phần này ảnh hưởng đến cấu trúc của hạt cơm. Amylose được cấu tạo từ các gốc
a-D-glucose bằng liên kết a-1,4-glycoside tạo thành mạch thẳng, thành phần này cho
hạt cơm có cấu trúc khô cứng. Amylopectin cũng được cấu tạo từ đơn vị đường trên
nhưng có thêm liên kết a-l,6-glycoside tạo thành mạch nhánh, thành phần này tạo cấu
trúc mềm dẻo cho hạt cơm, tùy theo nguyên liệu mà tỷ lệ hai thành phần này khác
nhau dẫn đến cấu trúc cơm cũng khác nhau.
Chất xơ là một vũ khí hữu hiệu để chống lại các bệnh về tim mạch, ung thư ruột kết,
tiểu đường và béo phì. Có hai loại chất xơ là hòa tan và không hòa tan. Chất xơ hòa
tan được biết như là chất giảm mức cholesterol trong máu và bình ốn đường huyết.
Chất xơ không tan làm tăng nhu động ruột. Gạo lức là nguồn cung cấp chất xơ tuyệt
vời và ổn định, trong 1 cup gạo lức (160 gam) khi nấu chín sẽ cung cấp 2,4 gam chất
xơ, tương đương với 8 % nhu cầu chất xơ hàng ngày đối với nam và 9,6 % đối với nữ.
(Nguôn ex.php?nodeid=307)

2.1.2.2.

Protein

Ngoài carbohydrate thì một thành phần quan trọng thứ hai trong nguyên liệu đó là
protein. Theo Viện Nghiên Cứu Lúa Quốc Te thì hàm lượng protein trong gạo lức
thay đổi tùy vào giống lúa từ 4,3 - 18,2 % (Juliano, 1972). Protein từ gạo dễ tiêu hóa,
và đây cũng là một nguồn protein thực vật dồi dào.
2.1.2.3.

Lipid

Gạo lức 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 glycerolipiđ, sterol lipid và sphingolipid (Y Fujino, 1978)
Chất béo trong cám rất có lợi cho sức khỏe. Theo nghiên cứu được công bố bởi tố
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 được. Vì vậy dầu cám
được xem như là một thực phẩm chức năng quan trọng cho sức khỏe tim mạch
2.1.2.4.

Vitamin

Gạo không chứa hoặc chứa rất ít vitamin A, c, D. Tuy nhiên gạo lức được xem như là
một nguồn cung cấp rất dồi dào các vitamin nhóm B, đặc biệt là vitamin B1,B3, B6
(Juliano, 1972).


Những vitamin này đa số đóng vai trò là coenzyme của các enzynme xúc tác vô số
phản ứng sinh hóa trong cơ thể (Lê Ngọc Tú, 2005). Có thể nói nó mang mộtý nghĩa
sống còn đối với cơ thể. Tuy nhiên hầu hết các vitamin này tan trong nước nên cơ thê
khó dự trữ được, và lượng dư thường thải ra theo nước tiêu. Do đó nó phải được cung
cấp hằng ngày.
2.1.2.5.

Chất khoáng

Chất khoáng tồn tại trong hạt gạo lức chủ yếu ở vỏ cám. Thành phần rất đa dạng từ
các khoáng đa lượng như canxi, phospho đến các khoáng vi lượng như sắt, kẽm,
đồng,... Đặc biệt gạo lức được xem như 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 như trao đổi chất, hoạt động của cơ và hệ thần kinh,...
(Nguôn: )

2.2. KHÁI QUÁT VỀ GẠO MẦM
2.2.1.

Gạo mầm

Gạo mầm được làm từ gạo lức đã qua quá trình ngâm trong nước và được 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. Sản xuất gạo mầm là quá trình được thực hiện nhằm tăng cường
giá trị dinh dưỡng của gạo lức sau khi nảy mầm. Đặc điểm quan trọng nhất của việc
sản xuất gạo mầm là tạo ra sản phấm có giá trị dinh dưỡng cao.
Hình 2.2 : Gạo mầm


Quá trình nảy mầm gạo lức làm cải thiện chất lượng của gạo. Quá trình nảy mầm bị
ảnh hưởng bởi các nhân tố bên ngoài như: thời gian nảy mầm, sự hiện diện của ánh
sáng, hàm lượng chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt,... (Ridge, 1991). Quá trình nảy
mầm của hạt gạo lức giúp các enzyme nội bào bên trong hạt gạo hoạt động và phân
cắt thành các chất có khối lượng phân tử lớn (protein, tinh bột,...) và những chất có
khối lượng phân tử nhỏ. Hơn nữa, tinh bột trong hạt sau khi nảymầm sẽ dễ dàng bị
thủy phân bởi enzyme amylase tạo thành các đường đơn, giúp quá trình tiêu hóa tốt
hơn (N. Srisang và cộng sự, 2011). Ngoài ra quá trình nảy mầm gây ra những thay đối
quan trọng về dinh dường như tăng hàm lượng GABA (Gama Amynobutyric acid),
hàm lượng chất xơ, tocotrienols và Gamma oryzanol (H.Y.Kim và cộng sự, 2012).
Theo nghiên cứu của p. Dinesh và cộng sự , 2009, gạo mầm được xem như là một loại
gạo tiên tiến có giá trị dinh dưỡng cao bao gồm vitamin, chất khoáng và những giá trị
dinh dưỡng khác cần thiết cho cơ thể chống lại bệnh tật, sự lão hóa và tăng cường sức
khỏe. Sản phẩm gạo mầm có chỉ số Gĩycemic thấp giúp kiểm soát lượng đường trong

máu, do đó có vai trò quan trọng đối với bệnh nhân tiếu đường và những người 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
2.2.2.
Quá trình nảy mầm
Nảy mầm là sự phát triến của phôi bên trong hạt. Đây là một quá trình bao gồm sự kết
hợp những khả năng có thể xảy ra để bắt đầu sự hấp thu nước của hạt gạo khô, kết
thúc quá trình này là sự phát triển của phôi và sự hình thành rễ mầm xuyên qua cấu
trúc của hạt xung quanh phôi và tiếp theo là sự phát triển thành cây con (Bewley and
Black, 1994).
Trong hạt gạo khô có sẵn một lượng nước ở dạng liên kết. Nước từ bên ngoài khi
thấm vào trong hạt sẽ hòa tan các chất dự trữ và hoạt hóa các enzyme xúc tác quá trình
phân giải các hợp chất cao phân tử trong hạt thành những chất đơn giản cung cấp cho
hoạt động tăng trưởng của phôi để hình thành cây mầm. Phôi là nơi hút nước mạnh
nhất. Tốc độ hút nước rất mạnh ở thời gian đầu do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu rất
lớn giữa môi trường bên ngoài và các tế bào bên trong hạt, đồng thời các chất keo háo
nước trương nở rất mạnh, càng về sau sức hút nước của hạt càng giảm. (Nguyễn Đức
Lượng và cộng sự, 2004).
Quá trình nảy mầm của hạt phụ thuộc vào điều kiện bên trong và bên ngoài. Thời gian
mà hạt giống có thế sống sót rất khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện tồn trữ và loại
hạt giống (Mayer and Poljakoff-Mayber, 1975). Để hạt gạo có thể nảy mầm, nó phải
được đặt trong môi trường thuận lợi như: cung cấp đầy đủ nước, nhiệt độ thích hợp,
thành phần không khí trong khí quyến, ánh sáng,..


2.2.3.

Những biến đối khi nảy mầm

2.2.3.1.

Biên đôi sinh hóa:

Đặc trung nhất của biến đổi hóa sinh trong khi nảy mầm là sự tăng đột ngột hoạt động
thủy phân xảy trong hạt. Các hợp chất dự trữ dưới dạng các polyme bị phân giải thành
các monome phục vụ cho sự nảy mầm. Chính vì vậy mà các enzyme thủy phân, đặc
biệt là a -amylase được tổng hợp mạnh và hoạt tính cũng được tăng lên nhanh khi hạt
phát động sinh trưởng.
Ket quả là tinh bột bị thủy phân thành đường làm nguyên liệu cho hô hấp và hoạt tính
protease tăng lên mạnh hơn hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của lipase
chiếm ưu thế.
2.23.2. Biên đôi sinh lý:
Biến đối sinh lý đặc trưng nhất trong quá trình nảy mầm là hô hấp. Ngay sau khi hạt
hút nước, hoạt tính các enzyme sau hô hấp tăng lên mạnh, làm cường độ hô hấp của
hạt tăng lên rất nhanh. Việc tăng hô hấp đã giúp cây có đủ năng lượng cần thiết cho sự
nảy mầm. (Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004)
2.2.4.

Các giai đoạn của quá trình nảy mầm

Giai đoạn một: Sự hoạt hóa
Sự hút ẩm (quá trình vật lý): Sự hấp thu nước của hạt khô làm tăng hàm lượng nước
trong hạt, làm mềm vỏ hạt. Hạt trương lên và vỏ hạt bị nứt ra. Sự tổng hợp các
enzyme, hoạt động enzyme bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước
của hạt. Hoạt động của các enzyme một phần từ sự tái hoạt hóa các enzyme dự trữ
được hình thành từ sự phát triên của phôi và một phân từ sự tông hợp các enzyme mới
khi hạt bắt đầu nảy mầm.
Giai đoạn hai: Sự phân giải các chât dự trữ và vận chuyên
Các chất dự trữ (Chất béo, protein, hợp chất có carbon) được thủy phân thành các hợp

chất hùn cơ đơn giản và sau đó vận chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi
Tinh bột ---------► Dextrin -------------► Maltose
Protein -----------► acid amin
Lipid -------------► glycerin + acid béo
Các hoạt động sinh tống hợp của tế bào sẽ được kích hoạt. Sự hấp thu nước và hô hấp
tiếp tục diễn ra ở một tốc độ đều đặn. Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt thóc xảy ra
hiện tượng biến đối về màu sắc và thành phần hóa học:
Hàm lượng tinh bột giảm đáng kế
Hàm lượng đường tăng cao
Enzyme amylase phát triên mạnh


Giai đoạn ba: Sự tăng trưởng của cây mâm
Sự phân chia tế bào xảy ra hai đầu của trục phôi. Một đầu phát triển thành chồi mầm,
một đầu phát triển thành rễ mầm trên trục phôi có mang một hoặc hai lá mầm được
gọi là tử diệp. Khi mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng lượng tươi và khô của cây mầm bắt
đầu tăng trọng khi trọng lượng mỡ dự trữ giảm. (Nguyễn Đức Lượng và cộng sự,
2004)
2.2.5.
Các quá trình enzyme xảy ra khi hạt nảy mầm
Trong hạt khô, enzyme ở dạng liên kết và chúng được chuyến sang trạng thái hoạt
động khi hạt nảy mầm. Ngoài ra, còn có một số enzyme được tổng hợp mới.
a -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°c, hoạt tính của
a -amylase đạt tới cực đại vào ngày thứ 1 0 - 1 2 của quá trình nảy mầm, ở nhiệt độ 28
- 30°c, hoạt tính của a -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 đế 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 được sử dụng
đế tống hợp thành các hợp chất mới trong tế bào của các mô cây mầm (Nguyễn Đức
Lượng và cộng sự, 2004).
2.3. GIỚI THIỆU VỀ ENZYME AMYLASE
2.3.1.

Amylase là loại enzyme thủy phân

Amylase là một loại enzyme rất pho biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme này
thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm
polysaccharide với sự tham gia của nước.
RR’ + H-OH ---------------► RH + R’OH
Có 6 loại enzyme amylase được xếp vào 2 nhóm: endoamylase (enzyme thủy phân
ngay bên trong) và exoamylase (enzyme thủy phân từ bên ngoài vào)
Endoamylase gồm có a -amylase và nhóm enzyme nhóm khử. Nhóm enzyme khử
nhánh này được chia thành hai loại: khử trực tiếp là pullulanase (hay a - dextrin 6glucoside), khử gián tiếp là transglucoside (hay oligo-l,6-glucoside) và amylo-l,6glucoside. Các enzyme này thủy phân liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide


Exoamylase gồm có Ị3 -amylase và _y-amylase. Đây là những enzyme thủy phân
tinh bột từ đầu không khử của chuồi polysaccharide (Nguyễn Đức Lượng và cộng
sự, 2004). Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng.
Enzyme amylase

Exoamylase Endoamylase

p-amylase

y-amylase

Enzyme khử nhánh a-amylase

Khử trực tiếp
a-dextrin 6-glucoside
(pullulanase)
Hình 2.3: Các loại enzyme endoamylase và exoamylase
(Nguồn: Nguyễn Đức Lượng và

khử gián tiếp
oligo-1,6-glucoside
(transglucoside)
và amylo-1,6glucoside

cộng sự, 2004)

2.3.2. Cơ chất của enzyme amylase
2.3.2.1. Tinh bột
Tinh bột là nhóm carbohydrate ở thực vật có chủ yếu ở các loại củ như khoai lang,
khoai tây, khoai mì,... trong các loại ngũ cốc, các loại hạt và có công thức tổng quát
là (C6Hi206)n (Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004).
Tinh bột từ mọi nguồn khác nhau đều cấu tạo từ amylose và amylosepectin
(Meyer,1940). Các loại tinh bột đều có 20 - 30 % amylose và 70 - 80 %
amylosepectin
Amylose có trọng lượng phân tử 50.000 - 160.000, cấu tạo từ 200 - 1000 phân tử Dglucose nối với nhau bởi liên kết a-l,-glucoside tạo thành một mạch xoắn dài không
phân nhánh.
Amylopectin có trọng lượng phân tử 400.000 đến hàng trục triệu, được cấu tạo từ
600 - 6.000 phân tử D-glucose, nối với nhau bằng liên kết a-l,4-glucoside tạo thành
mạch có nhiều nhánh.

(b)
(a)
Hình 2.4: cấu tạo hóa học của amylose (a) và amylosepectin (b)

(ngiiồn:hítp://en. wikipedia. org/wiki/A mylose _V%C3%A 0_http://vi. wikipedỉa. org/wiki/A
mylop ectin)

Dưới tác dụng của enzyme amylase, tinh bột bị thủy phân do các liên kết glucoside bị
phân cắt. Sự thủy phân tinh bột bởi enzyme amylase xảy ra theo hai mức độ: dịch hóa
và đường hóa. Ket quả của sự dịch hóa là tạo ra sản phấm trung gian dextrin và khi
dextrin tiếp tục bị đường hóa thì sản phẩm là maltose và glucose (Nguyễn Đức Lượng
và cộng sự, 2004).
23.2.2.

G ly co g en

Glycogen là một loại carbohydrate dự trừ ở động vật, được dự trừ trong cơ thế động
vật và được cơ thê chuyên hóa đê sử dụng từ từ. Amylase có vai trò quan trọng trong
sự chuyển hóa glucid ở tế bào động vật, vi sinh vật
(Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004).
2.3.3.

Một số loại enzyme amylase

Hình 2.5: Co' chế tác dụng của enzyme amylase

(Nguồn: http://s4. zetaboards.com/BioFood_Tech/topic/9353857/ì/)

2.3.3.1.

Enzyme a-amylase (1,4-a-glucan 4-glucanhvdrolase) (EC 3.2.1.1)

a-amylase có khả năng phân cắt liên kết a-l,4-glucoside của cơ chất một cách ngẫu
nhiên và là enzyme nội bào (endoamylase). a-amylase không chỉ có khả năng thủy
phân hồ tinh bột mà cón có khả năng thủy phân tinh bột nguyên vẹn.
Cơ chế tác dụng của a-amylase:
Sự thủy phân tinh bột của a-amylase trải qua nhiều giai đoạn
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 thủy phân tiếp tục đế tạo ra maltose và
glucose.
Amylose bị phân cắt thành các oligosaccharide hay còn gọi là polyglucose ( 6 - 7 gốc
glucose) dưới tác dụng của a-amylase, sau đó các oligosaccharide 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 %
maĩtose.
Tác dụng của a-amylase trên amylopectin cũng xảy ra tương tự và sản phẩm được tạo
là 72 % maltose, 19 % glucose, ngoài ra còn có phân tử dextrin phân tử thấp và
isomaltose 8 % do a-amylase không thế cắt được liên kết 1,6-glucosiđe ở mạch nhánh
của phân tử amylopectin.
Các giai đoạn của quá trình thủy phân tinh bột của a-amylase
Giai đoạn đextrin hóa
a-amylase
Tinh bột --------------------> dextrin phân tử lượng thấp
Giai đoạn đường hóa:
a-amylase
Dextrin _____________> tetra- và trimaltose ------------------->di-và monosaccharide
a-amylase
Amylose ----------------► oligosaccharide

polyglucose

Maltose <---------------- maltotriose <----------------------- maĩtotetrose
Đặc tính: a-amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần amino acid khác, mỗi loại
a-amylase có một tố họp amino acid đặc hiệu riêng ũa-amylase là một protein giàu
tyrosine, tryptophan, acid glutamic và aspartic. Các glutamic acid và aspartic acid
chiếm khoảng 1/4 tổng lượng amino acid cấu thành phân tử enzyme. a-amylase có ít
methionine và có khoảng 7 - 1 0 gốc cysteine.
Trọng lượng phân tử của a-amylase malt là 59.000 kDa (Knin,1956; Fischer, SteiiC


1960).
Amylase dễ tan trong nước, trong các dung dịch muối và rượu loãng.
Protein của các amylase có tính acid yếu và có tính chất của globuline.
Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH 4,2 - 5,7 (Bernfeĩd p, 1951). aamylase là một metaloenzym.
Điều kiện hoạt động của a- amylase từ các nguồn khác nhau thường không giống
nhau. Biên độ pH tối thích cho hoạt động của a-amylase từ đại mạch nảy mầm và thóc
nảy mầm là 5,3 (có thế hoạt động tốt trong khoảng pH 4,7 - 5,4).
Độ bền của a-amylase phụ thuộc vào nhiệt độ và pH. Ớ 0°c và pH 3,6, a- amylase của
malt hoàn toàn bị mất hoạt tính
a-amylase từ đại mạch nảy mầm và thóc hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 58 - 60°c
2.33.2.

/3-amylase (1,4-a-glucan-mciltohydrolcise) (EC 3.2.1.2)

Ị3-amylase hiện diện pho biến ở thực vật, đặc biệt là ở hạt nảy mầm. Ớ trong các hạt
ngũ cốc nảy mầm, p-amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết a-l,4-glucan trong tinh
bột, glucogen và polysccharide, phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không khử của
mạch.

Ở lúa, |3-amylase được tổng hợp trong hạt suốt quá trình nảy mầm của hạt và hầu như
không được tổng hợp ở hạt khô. Cơ chế tác dụng của Ị3-amylase: Ị3-amylase là một
enzyme ngoại bào (exoenzym). Tiến trình phân giải bắt đầu từ đầu không khử của các
nhánh ngoài cùng của cơ chất. P-amylase phân cắt các liên kết a-1,4 glucoside đứng
kế cận liên kết a-1,6 glucoside thì nó sẽ ngừng tác dụng. Phần polysaccharide còn lại
là dextrin phân tử lớn có chứa rất nhiều liên kết a-1,6 glucoside và được gọi là Ị3dextrin.
Tác dụng của Ị3-amylase lên tinh bột như sau
P-amylase
Tinh bột ____________> maltose (54 - 58 %) + p-dextrin (42 - 46 %)
(glucogen)
Neu tinh bột bị thủy phân đồng thời bởi cả a và P-amylase thì lượng tinh bột sẽ bị thủy
phân đến 95 %.
Sự khác nhau giừa a và P-amylase khi xúc tác thủy phân tinh bột:
P-amylase hầu như không thủy phân các hạt tinh bột nguyên vẹn nhung nó phân hủy
hồ tinh bột rất mạnh.
ị3-amylase phân giải 100 % amylose thành maltose. p-amylase
phân giải 54 - 58 % amylosepectin thành maltose.