Nghiên cứu điều kiện thủy phân tinh bột gạo và ứng dụng trong sản xuất sữa gạo lứt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

ĐẶNG TIẾN THÀNH

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN TINH BỘT GẠO
VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA GẠO LỨT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

ĐẶNG TIẾN THÀNH

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN TINH BỘT GẠO
VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA GẠO LỨT

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS VŨ THỊ THU TRANG

HÀ NỘI, NĂM 2017


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi tới PGS.TS Vũ Thu Trang với lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân
thành, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn Tôi cũng xin
gửi lời cảm ơn của mình đến PGS.TS Lương Hồng Nga và TS. Nguyễn Tiến Cường
đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận văn của tôi..
Tôi xin chân thành cảm ơn Th.S Nguyễn Thị Hoài Đức và phòng thí nghiệm Bộ
môn Công nghệ thực phẩm đã luôn tạo điều kiện cơ sở vật chất cho tôi trong suốt
thời gian thực hiện đề tài này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô giáo trong Viện Công nghệ Sinh học
và Công nghệ Thực phẩm – Đại học Bách Khoa Hà Nội đã luôn nhiệt tình chỉ bảo
và giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
Đồng thời tôi cũng xin dành lời cảm ơn đến bạn bè, người thân trong gia đình đã
nhiệt tình giúp đỡ, khích lệ tinh thần và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành
luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 19 tháng 9 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Đặng Tiến Thành

1

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Ngày nay cùng với xu hướng phát triển của xã hôi hiện đại, bên cạnh các sản
phẩm sữa từ động vật thì thức uống từ thực vật ngày càng được ưa chuộng bởi các
ưu điểm đã được kiểm chứng về mặt lâm sàng như: không cholesterol, không dị
ứng, giá trị sinh học cao và phù hợp với nhiều đối tượng người tiêu dùng đặc biệt cả
những đối tượng bị các bệnh do rối loạn chuyển hóa như bệnh tiểu đường, cao
huyết áp, tim mạch...Trong đócác sản phẩm đó,SữaGạo lứt được biết đến không chỉ
làmột sản phẩm giàu dinh dưỡng, mà còn được coi là một thực phẩm chức năng cho
con người. Thành phần γ-Aminobutyric axit (GABA) trong gạo lứt hay gạo lứt nảy
mầm đã được chứng có hiệu quả điều hòa một số rối loạn thần kinh giốngnhư bệnh
Parkinson, Huntington và bệnh Alzheimer; γ-Oryzanol trong dầu cám gạo có khả
năng chống oxy hóa, giảm cholesterol trong máu.
Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất đồ uống từ thực vật có thể gây hiện
tượng kết lắng trong quá trình bảo quản mặc dù đã sử dụng các yếu tố công nghệ
như đồng hóa, sử dụng phụ gia để giảm thiểu quá trình này. Một số nghiên cứu tại
Việt Nam đã đề suất sản phẩm sữa thực vật sử dụng phương pháp thủy phân bằng
enzyme để tăng hiệu suất thủy phân để tăng hiệu suất thu hồi và giảm hiện tượng
kết lắng trong quá trình bảo quản, nhưng dịch thủy phân bằng sử dụng kết hợp
enzyme alpha amylase và enzyme gamma amylase có hàm lượng đường khử cao
dẫn tới nguy cơ biến đổi về màu sắc và chất lượng do phản ứng Mailard ở các quá
trình chế biến nhiệt sau này. Hàm lượng đường đơn cao không phù hợp với những
người mắc bệnh rối loạn chuyển hóa. Chế phẩm Spezyme alpha (bản chất là
enzyme -amilase) được lựa chọn do chỉ thủy phân tinh bột tạo ra sản phẩm chủ
yếu là các dextrin phân tử lượng thấp mà không thủy phân triệt để thành glucoza và
fructoza. Nghiên cứu nàykhảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố tới quá trình dịch

hóa gạo lứt bằng chế phẩm Spezyme alpha, nhằm tìm điều kiện thủy phân phù hợp
để thu dịch gạo lứt hướng tới ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm đồ uống từ gạo
lứt.

2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

Kết quả thu được cho thấy, điều kiện thủy phân dịch gạo lứt đỏvà dịch gạo
lứt trắng phù hợp nhất ở nồng độ chất khô 80 g/L, nhiệt độ thủy phân 83°C, thời
gian thủy phân 60 phút, nồng độ enzyme 0.024% w/w.Kết quả thu được dịch gạo
lứt đỏ có hiệu suất dịch hóa 70.7%, chỉ số DE đạt 8 và hàm lượng tinh bột sót là 18
g/L còn dịch gạo lứt trắng cho hiệu suất cao hơn 78.9%, chỉ số DE đạt 5.18 và hàm
lượng tinh bột sót là 16.2 g/L.
Sản phẩm sau dịch hóa đã được sử dụng chế biến sữa gạo lứt quy mô phòng
thí nghiệm đảm bảo yêu cầu dinh dưỡng, cảm quan và vi sinh vật, có triển vọng ứng
dụng chế biến quy mô công nghiệp vừa và nhỏ.

3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................11

PHẦN I. TỔNG QUAN ..................................................................................................12
1.1.Gạo lứt, giá trị dinh dưỡng của gạo lứt ..................................................................12
1.1.1.

Cấu tạo ..........................................................................................................12

1.1.2.

Thành phần dinh dưỡng ................................................................................13

1.2.Các sản phẩm đồ uống từ thực vật: ý nghĩa và thực trạng sản xuất .......................16
1.2.1.

Thực trạng nghiên cứu về gạo lứt và các sản phẩm đồ uống từ gạo lứt trên

thế giới và việt nam ....................................................................................................19
1.2.2. Vấn đề cần giải quyết từ quy trình sản xuất thực tế tại nhá máy sữa gạo……23
PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................28
2.1. Nguyên vật liệu .......................................................................................................28
2.1.1.Nguyên liệu gạo lứt……………………………………………………………….......28
2.1.2 Chế phẩm enzyme Spezyme Alpha. ....................................................................28
2.1.3 Hóa chất và dụng cụ nghiên cứu ......................................................................29
2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................29
2.2.1. Các phương pháp hóa lý. ..................................................................................29
2.2.2. Các phương pháp hóa học ................................................................................30
2.2.3. Các phương pháp vi sinh…...………………………………………………..35
2.3. Bố trí thí nghiệm .....................................................................................................40
2.3.1. Chuẩn bị dịch gạo trước thủy phân. .................................................................40
2.3.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình dịch hóa gạo lứt bằng chế
phẩm enzyme Spezym alpha. .....................................................................................40

PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................44
4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

3.1. Đánh giá chất lượng nguyên liệu gạo lứt ban đầu .................................................44
3.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới quá trình dịch hóa bằng chế phẩm dịch hóa
Spezyme Alpha. ...........................................................................................................45
3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng đường khử tạo thành sau quá
trình dịch hóa. .............................................................................................................45
3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng tinh bột sót sau quá trình dịch
hóa ..............................................................................................................................46
3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới chỉ số DE của dịch sau quá trình dịch
hóa. .............................................................................................................................47
3.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hiệu suất của quá trình dịch hóa. ...........47
3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình dịch hóa bằng chế phẩm enzyme Spezyme
Alpha ...........................................................................................................................49
3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng đường khử trong dịch
sau dịch hóa. ...............................................................................................................49
3.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng tinh bột sót sau dịch hóa. ...................50
3.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới đương lượng dextrose(DE ) của dịch gạo thu
được. ...........................................................................................................................51
3.3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất dịch hóa. ................................................52
3.4 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá trình dịch hóa bột gạo lứt bằng chế phẩm
Spezyme Alpha. ...........................................................................................................53
3.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng đường khử của dịch gạo. ......53
3.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng tinh bột sót saudịch hóa ........54

3.4.3 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới chỉ số DE của dịch sau dịch hóa .............55
3.4.4 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hiệu suất quá trình dịch hóa ....................56
3.5: Sản xuất sữa gạo lứt quy mô PTN. .........................................................................57

5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

3.5.1. Quy trình sản xuất sữa gạo lứt (Quy mô phòng thí nghiệm): ..........................58
3.5.2. Đánh giá chất lượng của sản phẩm: .................................................................59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................................64
PHỤ LỤC .........................................................................................................................66
PHỤ LỤC I: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến tới quá trình dịch hóa bằng chế
phẩm enzyme Spezyme Alpha. ......................................................................................66
PHỤ LỤC II: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình dịch hóabằng chế phẩm
enzyme Spezyme Alpha ..................................................................................................70
PHỤ LỤC III: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá trình dịch hóabằng chế
phẩm Spezyme Alpha. ....................................................................................................75

DANH MỤC HÌNH ẢNH

6


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

Hình 3.1:Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng đường khử tạo thành sau
quá trình dịch hóa ..................................................................................................... 42
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch
sau dịch hóa .............................................................................................................. 43
Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới chỉ số DE của dịch sau quá trình
dịch hóa .................................................................................................................... 44
Hình 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hiệu suất dịch hóa......................... 48
Hình 3.5:Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng đường khử trong dịch sau dịch
hóa. ………………………………………………… .……………………………..49
Hình 3.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch sau dịch
hóa……………………………………………………… .……………....................50
Hình 3.7:Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chỉ số DE trong dịch sau dịch
hóa……………………………………………………… ……………………….…51
Hình 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất dịch hóa. ……… . ….…………...52
Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng đường khử sau dịch hóa.
…………………………………………………………………… ………………...50
Hình 3.10: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng tinh bột sót sau dịch hóa
…………………………………………………………………… . ………………..51
Hình 3.11: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới chỉ số DE của dịch sau dịch
hóa........................................................................................................ . ....................52
Hình 3.12: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hiệu suất quá trình dịch hóa......... 53
Hình 3.13: Sản phẩm sữa gạo lứt đỏ, sữa gạo lứt trắng, sữa gạo trắng (từ trái qua
phải. ........................................................................................................................... 59

7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g gạo lứt đỏ và gạo lứt trắng
……………………………………………………………………………………..13
Bảng 1.2: So sánh hàm lượng dinh dưỡng của gạo lứt đỏ với gạo trắng và lứt trắng
(FAO.1994) ............................................................................................................... 15
Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g gạo lứt ............................................ 41
Bảng 3.2: Một số thành phần của dịch sau dịch hóa ................................................ 57
Bảng 3.3: Một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm: ............................................... 60
Bảng 4.1a: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng đường khử tạo thành
sau quá trình dịch hóa dịch gạo lứt đỏ ..................................................................... 65
Bảng 4.1b: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng đường khử tạo thành
sau quá trình dịch hóa dịch gạo lứt trắng ................................................................. 65
Bảng 4.2a: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch
gạo lứt đỏ sau dịch hóa .............................................................................................. 66
Bảng 4.2b: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch
gạo lứt trắng sau dịch hóa ......................................................................................... 66
Bảng 4.3a: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới chỉ số DE của dịch gạo lứt đỏ sau
quá trình dịch hóa ...................................................................................................... 67
Bảng 4.3b: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới chỉ số DE của dịch gạo lứt trắng
sau quá trình dịch hóa ............................................................................................... 67
Bảng 4.4a: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hiệu suất dịch hóa dịch gạo lứt đỏ... 69
Bảng 4.4b: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hiệu suất dịch hóa dịch gạo lứt
trắng ........................................................................................................................... 69
Bảng 4.5a: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân tới hàm lượng đường khử trong
dịch gạo lứt đỏ sau dịch hóa ...................................................................................... 70

8

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

Bảng 4.5b: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân tới hàm lượng đường khử trong
dịch gạo lứt trắng sau dịch hóa ................................................................................. 70
Bảng 4.6a: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch gạo lứt đỏ
sau dịch hóa ............................................................................................................... 71
Bảng 4.6b: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch gạo lứt
trắng sau dịch hóa...................................................................................................... 71
Bảng 4.7a: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chỉ số DE trong dịch gạo lứt đỏ sau dịch
hóa. ............................................................................................................................ 72
Bảng 4.7b: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chỉ số DE trong dịch gạo lứt trắng sau dịch
hóa. ............................................................................................................................ 72
Bảng 4.8a: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất dịch hóa dịch gạo lứt đỏ. ........... 73
Bảng 4.8b: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất dịch hóa dịch gạo lứt trắng. ....... 73
Bảng 4.9a: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng đường khử trong dịch
gạo lứt đỏ sau dịch hóa.............................................................................................. 74
Bảng 4.9b: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng đường khử trong dịch
gạo lứt trắng sau dịch hóa. ........................................................................................ 74
Bảng 4.10a: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch
gạo lứt đỏ sau dịch hóa .............................................................................................. 75
Bảng 4.10b: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch
gạo lứt trắng sau dịch hóa ......................................................................................... 75
Bảng 4.11a: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới chỉ số DE của dịch gạo lứt đỏ sau
dịch hóa .................................................................................................................... 76
Bảng 4.11b: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới chỉ số DE của dịch gạo lứt trắng
sau dịch hóa .............................................................................................................. 76

Bảng 4.12a: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hiệu suất quá trình dịch hóa dịch
gạo lứt đỏ ................................................................................................................... 77
9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

Bảng 4.12b: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hiệu suất quá trình dịch hóa dịch
gạo lứt trắng .............................................................................................................. 77

10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với xu hướng phát triển của xã hôi hiện đại, bên cạnh các sản
phẩm sữa từ động vật thì thức uống từ thực vật ngày càng được ưa chuộng bởi các ưu
điểm đã được kiểm chứng về mặt lâm sàng như: không cholesterol, không dị ứng, giá
trị sinh học cao và phù hợp với nhiều đối tượng người tiêu dùng đặc biệt cả những đối
tượng bị các bệnh do rối loạn chuyển hóa như bệnh tiểu đường, cao huyết áp, tim
mạch... Một trong các sản phẩm đáng chú ý đó là thức uống từ gạo lứt.Sữa gạo lứt
được chứng minh là có chứa γ-Aminobutyric axit (GABA) trong gạo lứt hay gạo lứt
nảy mầm đã được kiểm chứng có hiệu quả điều hòa một số rối loạn thần kinh
giốngnhư bệnh Parkinson, Huntington và bệnh Alzheimer; γ-Oryzanol trong dầu cám
gạo có khả năng chống oxy hóa, giảm cholesterol trong máu.

Sản phẩm sữa gạo lứt đã có mặt trên thị trường Việt Nam với các sản phẩm
công nghiệp số lượng còn rất ít phần lớn là các sản phẩm thủ công truyền thống tại
nhà đây là một sản phẩm còn mới với nhiều tiềm năng phát triển.Một số doanh nghiệp
trong nước sản xuất và phát triển sản phẩm này, tuy nhiên chưa thực sự phổ biến đối
với người tiêu dùng. Trong khi đó, các sản phẩm nhập ngoại như nước gạo rang Hàn
Quốc hay sữa gạo Berief Reis của Đức lại được người tiêu dùng tin tưởng sử dụng
mặc dù các sản phẩm này có giá thành cao gấp hai đến ba lần các sản phẩm trong
nước. Vì vậy, sản xuất ra một sản phẩm đồ uống từ gạo gần gũi, thông dụng, phổ biến
được người tiêu dùng trong nước tin tưởng sử dụng là một vấn đề cấp thiết. Trong đó,
quá trình thủy phân sử dụng enzyme dịch hóa có thể là giải pháp quan trọng nhằm
giảm hiện tượng lắng, phân lớp trong quá trình bảo quản, làm tăng giá trị cảm quan
cho sản phẩm đảm bảo chất lượng sữa gạo ổn định.
Xuất phát từ những phân tích trên, chúng tôi đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu điều
kiện thủy phân tinh bột gạo và ứng dụng trong sản xuất sữa gạo lứt”.

11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

PHẦN I. TỔNG QUAN
1.1.

Gạo lứt và giá trị dinh dưỡng của gạo lứt :
Gạo lứt hay còn được gọi là gạo rằn, gạo lật hay gạo lức.
Gạolứtlàloạigạomàtrongquátrìnhxayxátchỉloạibỏlớpvỏtrấubênngoàivàgiữ

lại

lớp vỏ cám bên trong.Cũng chính vì vậy mà gạo lứt thường có mầu đậm hơn gạo
trắngthôngthường.Đâylàloạigạorấtgiàudinhdưỡngđặcbiệtlàcácsinhtốvànguyên

tố

vilượng.
 Gạo lứt đỏ ST


Tên tiếng anh: Red rice.



Tên khoa học: Oryza punctate



Màu sắc: Đỏ, đỏ nhạt, đỏ sẫm,ánh sáng màu hồng đỏ.



Hình dạng: hạt nhỏ dài
 Gạo lứt trắng Bắc Hương

 Tên tiếng anh: Brown rice
 Tên khoa học: Oryza sativa L
 Màu sắc: màu trắng hơi xanh


Hình dạng: hạt nhỏ dài

1.1.1. Cấu tạo:
Gạo lứt được cấu tạo từ thành phần chính: lớp vỏ cám, phôi và nội nhũ.
 Lớp cám đỏ chứa tới 95% lượng khoáng chất và chất xơ của hạt gạo bao gồm
kẽm, sắt, mangan, kali, natri…
 Phần nội nhũ là phần chứa chủ yếu là tinh bột và protein cung cấp chính năng
lượng cho cơ thể và chiếm 90% khối lượng của hạt gạo.

12


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

 Phôi: Được xem như lõi của hạt gạo. Phôi rất giàu dinh dưỡng với các chất
chống oxy hóa, vitamin E, vitamin nhóm B và các chất béo có lợi.
 Phần cám và phôi tuy chỉ chiếm có 10% khối lượng nhưng lại mang đến 66%
về giá trị dinh dưỡng.
1.1.2. Thành phần dinh dưỡng
Gạo lứt là một thực phẩm giàu dinh dưỡng thuộc nhóm ngũ cốc nguyên hạt
(whole grain). Thành phần của gạo lứt gồm tinh bột, chất đạm, chất béo, chấtxơ cùng
các vitamin như B1, B2, B6; các axit như pantothenic (vitaminB5), folic (vitamin M),
các nguyên tố vi lượng như canxi, sắt, magie, selen, natri vàkali.
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g gạo lứt (FAO.1994)
Thành phần

Gạo lứt đỏ

Gạo lứt trắng

Năng lượng

405 Kcal

370 Kcal

Protein

7.0 g

7.94 g

Chất béo tổng số

4.9 g

2.92 g

Carbohydrate

86.7 g

77.24 g

Chất xơ tiêu hóa

2.7 g

3.5 g

Nước

10.6 g

10.37 g

Tro

3.4 g

3.2

Sắt

5.5 mg

1.47 mg

Kẽm

3.3 mg

2.02 mg

Kali

256 mg

223 mg

Natri

6 mg

7 mg

Trong đó, nhiều thành phần của gạo lứt, đóng vai trò quan trọng trong dinh
dưỡng và chuyển hóa:

13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

 Chất xơ: Theo nhiều nghiên cứu khoa học cho biết chất xơ trong gạo lứt giúp
phòng
ngừacácbệnhliênquanđếnđườngtiêuhóavàbệnhtimmạch.ViệnUngThưQuốcGia
Hoa Kỳ (USDA) khuyến cáo nên dùng 25 grams chất xơ mỗi ngày. Với một
phần tư cup gạo lứt đỏ cung cấp 2 g chất xơ, chiếm 8% nhu cầu xơ hàng ngày
của cơ thể, một cup gạo lứt trắng cung cấp 3.5g chất xơ trong khi đó một bát
cơm gạo trắng chỉ cho có 1 g.
 Gạo lứt còn là một nguồn cung cấp tuyệt vời các nguyên tố vi lượng như
Magie, Photpho,Selen,cácVitaminnhưThiamin(B1),Niacin(B3),VitaminB6…
-

Gạo lứt chứa nhiều magie và canxi là những chất cần thiết để duy trì sự bền

vững

hệ

thốngxươngcủacơthể.Mộtchéngạolứtcungcấp21%lượngmagiecầnthiếtmỗing
ày. Magie cũng là chất cần thiết cho việc hấp thụ canxi. Một số cuộc nghiên
cứu đã chỉ ra, magiê có trong gạo lứt có thể làm giảm các triệu chứng bệnh
của người bị hensuyễn.
-

Vitamin B6: Chỉ cần tiêu thụ một phần gạo lứt đỏ có thể đáp ứng 23% nhu
cầu cho hoạt động của các cơ quan. Vitamin đặc biệt này là cần thiết giúp
cân bằng sự phát triển của serotonin, tế bào hồng cầu giúp tạo ra ra các tế
bào DNA.

Mộtthànhphầnquantrọngkháclàdầu

cám

gạotrongvỏbọcngoàicủagạolứccótácdụng
giảmcholesteroltrongmáu,mộtyếutốquantrọnggâynênbệnhtimmạch.Cácnhàkhoa
họcđãtìmthấyởtrongchấtcámbọcngoàihạtgạolứtcóchấtdầutênlàtocotrienol factor (TRF)
có tác dụng khử trừ những chất hóa học gây nên hiện tượng đông máu và đồng thời
giảm cholesterol (Qureshi 2001).

14


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

Bảng 1.2 So sánh hàm lượng dinh dưỡng của gạo lứt đỏ với gạo trắng và lứt
trắng (FAO.1994)
Protein (g/100 g) Fe (mg/100 mg) Zn (mg/100 mg)

Xơ (g/100 g)

Gạo trắng

6,8

1,2

0,5

0,6

Gạo lứt trắng

7,9

2,2

0,5

2,8

Gạo lứt đỏ

7,0

5,5

3,3

2,0

Giátrịdinhdưỡngcủagạolứtcònđượctănglênnhờmộtsốbiệnphápcôngnghệ.

Một

nhóm các nhà khoa học Nhật Bản đã tìm thấy gạo lức ngâm lâu 24 tiếng đồng hồ chứa
rất nhiều chất bổ dưỡng vì gạo lức ở trạng thái nẩy mầm.“Các enzyme ngủ trong hạt
gạo ở trạng thái này được kích thích hoạt động và cung cấp tối đa các chất dinh
dưỡng”. Mầm gạo lức chứa nhiều chất xơ, vitamins và chất khoáng hơn là gạo lức
chưa

ngâmnước”Gạolứcđãngâmnướcchứagấpbalầnchấtlysine,mộtloạiaminoacidcần

thiết cho sự tăng trưởng và bảo trì các mô tế bào cơ thể con người, và chứa gammaaminobutyric acid (GABA) cao hơn mười lần (Komatsuzaki, Tsukahara et al.2007). γAminobutyric axit (GABA) là một axít amin có chức năng quan trọng tronghệ
thốngthầnkinh.GABAthựchiệnvaitròcơbảntrongquátrìnhtruyềntínhiệuthầnkinh

qua

khe xináp và giữ liên lạc các tế bào với nhau trong hệ thống thần kinh trung ương.
Ngoài ra, GABA đã được biết có hiệu quả điều hòa một số rối loạn thần kinh
giốngnhư bệnh Parkinson, Huntington và bệnh Alzheimer. Chính vì GABA có những
năng

chức
sinhlýquantrọngnênrấtnhiềucôngtrìnhnghiêncứutrọngtâmvàosựpháttriểnGABA
thànhthựcphẩmchứcnăng.Hiệnnay,quátrìnhsảnxuấtGABAcórấtnhiềuconđường

khác

nhau chẳng hạn: tách chiết từ các loại ngũ cốc, tạo điều kiện tối ưu để hạt gạo nảy
mầm, hoặc lên men đậu tương bằng vi sinh vật (Tuyen2014).

15


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

Tuy gạo lứt chứa nhiều thành phần dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe nhưng
chúng lại không được sử dụng phổ biến để ăn hằng ngày. Một trong số những nguyên
nhân quan trọng là:
 Bảo quản: Gạo lứt khó bảo quản do nó là loại ngũ cốc nguyên hạt, phần mầm
gạo còn nguyên vì thế mà chất dầu trong lớp cám dễ bị oxy hóa và làmcho gạo
có mùi khó chịu không thể sử dụngđược.
 Khó sử dụng: Do có lớp vỏ bao bọc bên ngoài nên trước khi nấu chúng ta phải
ngâm gạo trong nước khoảng 25-30 phút. Điều này gây ra sự bất tiện trong quá
trình sửdụng. Thời gian nấu chín thành cơm của loại gạo này cũng kéo dài hàng
tiếng đồng hồ.
 Khó sản xuất: Việc xay xát chỉ loại bỏ lớp trấu mà không làm mất lớp cám sẽ
khó hơn là xay xát gạo trắng. Lớp vỏ màu còn phải giữ được nguyên vẹn. Đồng
thời với việc loại gạo lứt đỏ này khó trồng và cho năng suất không cao nên sản
lượng hàng năm không cao và chúng cũng chỉ được trồng ở một số ít nơi tại

Việt Nam cũng như trên thế giới.
 Ít người biết: Thật sự là không phải ai cũng biết được những tác dụng chữa
bệnhtuyệt vời của gạolứt.
Việc chế biến gạo lứt thành các dạng đồ uống không những đáp ứng nhu cầu dinh
dưỡng và thị hiếu cho con người, đồng thời đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị
thương phẩm của gạo lứt.. Do đó nếu sử dụng các biện pháp công nghệ tiên tiến vào
quy trình sản xuất sữa gạo và phối trộn công thức hợp lý sẽ không chỉ đưa đến một
sản phẩm thơm ngon mà nó còn thật sự bổ dưỡng như công dụng mà gạo lứt vốn có.
1.2.

Các sản phẩm đồ uống từ thực vật : ý nghĩa và thực trạng sản xuất.

 Khái niệm:Thức uốngtừ thực vật (plant-based milk) làthức uống được làm
từ các loại thực vật trong tự nhiên như sữa đậu nành, sữa hạnh nhân, sữa gạo,
sữa dừa… Thức uống từ thực vật là nguồn thay thế tuyệt vời cho các loại sữa
bò thông thường.

16


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

 .Ưu điểm của thức uốngthực vật:
 Thức uồng từ thực vật cung cấp cho cơ thể một lượng chất béo thực vật
giữ vai trò quan trọng đối với cơ thề con người, trong đó quan trọng hơn
cả là sterol và stanol. Sterol và stanol thực vật có khả năng làm giảm các
LDL cholesterol trong máu bằng cách cạnh tranh và ngăn chặn sự hấp thụ
của chất này ở đường ruột.

 Thức uống từ thực vật khắc phục được hội chứng không dung nạp
lactose: sữa từ thực vật hoàn toàn không chứa lactose nên có thể khắc
phục được nhược điểm này so với sữa có nguồn gốc từ động vật.
 Thức uống từ thực vật là nguồn cung cấp tuyệt vời các vitamin A, B, C
và E, các khoáng chất ( canxi, photpho, kali, magie…) và các axit béo
không bão hòa. Thức uống thực vật còn là nguồn rất giàu chất xơ, giúp cơ
thể dễ tiêu hóa.
 Ngoài ra việc sử dụng thức uống nguồn gốc thực vật còn có một số tiện ích
như: Chủ động được nguồn nguyên liệu sạch, có thể chọn mua các loại hạt
hoặc quả trồng theo phương pháp hữucơ. Có thể tự làm tại nhà một cách dễ
dàng, tiện lợi, không cần đến những hóa chất bảoquản.
 .Một số sản phẩm thức uống phổ biến từ thực vật:
 Sữa đậu nành: là sản phẩm thay thế sữa phổ biến nhất, được chiết xuất từ
đậu nành. Sữađậu nành có chứa hàm lượng protein cao tương đương sữa
bò. Protein trong đậu nành cũng được coi là “hoàn hảo” do chứa tất cả
các loại acid amin thiết yếu cho cơ thể. Đã có nghiên cứu chỉ ra rằng sữa
đậu nành như một phần của chế dộ ăn giảm lipid có tác dụng có lợi trong
việc cải thiện chuyển hóa lipid và giảm lipid peroxide ở bệnh nhân có
hàm lượng cholesterol cao trong máu (Bricarello, Kasinski et al.2004).

17


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

 Sữa hạnh nhân:Sữa hạnh nhân được làm từ hạnh nhân, nước và chất làm
ngọt. Một cốc sữa hạnh nhân chứa 60 calo, cung cấp 25% nhu
cầu vitamin D và gần 50% nhu cầu vitamin E mà cơ thể cần mỗi ngày

(Mandalari, Faulks et al. 2008).
 Sữa dừa: có kết cấu mịn, nhẹ, vị ngọt tự nhiên và hương thơm của dừa. Sữa
dừa được làm bằng cách xay nhuyễn phần cùi dừa và vắt lấy nước cốt.
Nócólượngchấtbéotương đối cao, với khoảng 5 gram chất béo bão hòa
trong

mỗi

khẩu

phần.Sữa

dừa

chứa

hàm

lượngchấtbéolànhmạnh,đặcbiệtgiàuacidlauric–
acidbéocótínhkhángkhuẩnmạnh (Lieberman, Enig et al. 2006).
 Sữa gạo: Là loại thức uống khá quen thuộc trong sinh hoạt của một số quốc
gia châu Á như: Hàn Quốc, Nhật Bản… Tại Việt Nam, sản phẩm này cũng
mới được sử dụng phổ biến trong thời gian gần đây và dần được mọi người
yêu thích. Sữa gạo ít gây dị ứng nhất trong bất kỳ lựa chọn thay thế sữa
thông thường. Sữa gạo cũng chứa nhiều chất dinh dưỡng, ít chất béo, nhiều
niacin, vitamin B6 và các vi chất dinh dưỡng cần thết như: sắt, đồng, magie,
mangan…Sữa gạo cũng không chứa lactose và cholesterol vốn là những
chất được tìm thấy trong sữa bò.Với các đặc tính quý giá như vậy đã có
không ít các nghiên cứu đã đi sâu tìm hiểu về vấn đề này. Điều này chứng
tỏ rằng sản phẩm sữa gạo tuy còn mới mẻ nhưng mối quan tâm về dòng sản

phẩm này và sức hút của nó với thị trường lại vô cùng lớn. Trong đó, với
những lợi ích đã nêu ra từ phần trước thì gạo lứt thật sự là một nguồn
nguyên liệu tuyệt vời để sản xuất loại nước uống dinh dưỡng này.
Tuy nhiên trên thế giới các nghiên cứu về gạo lứt nói chung và sản phẩm sữa
gạo lứt thì còn rất hạn chế. Các nghiên cứu này chủ yếu vẫn chỉ tập trung về
sản phẩm sữa gạo trắng hay lứt trắng. Điều này sẽ được thấy rõ hơn dựa vào
một số thực trạng nghiên cứu trên thế giới cũng như tại Việt Nam được trình
bày ở phần sau này.

18


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

1.2.1. Thực trạng nghiên cứu về gạo lứt và các sản phẩm đồ uống từ gạo lứt
trên thế giới và Việt Nam:
a)Thực trạng nghiên cứu trên thế giới:
Sản phẩm sữa chua lên men từ gạo lứt và khoai lang tím (高路 2015)
Sản phẩm được tạo thành từ hai nguyên liệu chính là gạo lứt và khoai lang tím.
Được coi là dòng “sữa chua chức năng” tận dụng được các thành phần dinh dưỡng
tuyệt vời trong hai nguồn nguyên liệu.Với đặc trưng là màu sắc rất tự nhiên, giàu
dinh dưỡng, trong quá trình sản xuất có giai đoạn lên men với hai chủng vi sinh vật
Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.
 Quy trình sản xuất được mô tả như sau:
Gạo được ngâm ở 16 – 18°C trong vòng 10 – 12 tiếng, sau 5 – 6 giờ thay nước một
lần. Sau đó, gạo được lấy ra đem rửa bằng nước sạch. Cho gạo vào nồi nấu và đun
ở 68°C trong vòng 5 phút, quá trình đun khuấy liên tục thu được syrup gạo lứt.
Khoai lang tím được lựa chọn, rửa sạch và cắt thành những miếng có độ dày 10 –

12 mm. Sau đó, khoai lang tím được ngâm với các chất làm bền màu ( tỉ lệ 1:1)
trong vòng 30 phút. Cho khoai lang vào nồi hấp , hấp trong khoảng 2 – 3 phút
thu được syrup khoai lang tím.
Trộn hai syrup trên với nhau theo tỉ lệ syrup gạo/ syrup khoai lang tím là 3:1 ta
được một syrup hỗn hợp. Cho enzyme α – amylase với nồng độ 0.02 g/ 100 ml
syrup hỗn hợp thủy phân ở 65°C trong vòng 35 phút. . Phối trộn thêm 8% đường
saccharoza và sữa bò vào syrup hỗn hợp trên ( tỉ lệ sữa bò : syrup là 3 : 7). Hỗn hợp
được đem đồng hóa ở áp suất cao theo hai chế độ : 20 - 25 Mpa trong 4 phút và
5Mpa trong vòng phút. Sau đó đem đi hút chân không ở 60 – 65°C trong vòng 35
phút rồi đem thanh trùng ở 85°C trong vòng 30 phút. Làm nguội đến nhiệt độ nhỏ
hơn 43°C.Tiến hành lên men bằng hai chủng Streptococcus thermophilus và
Lactobacillus bulgaricus. Ban đầu cho Streptococcus thermophilus vào trước ở
nhiệt độ 42°C, pH 5.3. Sau khi nhiệt độ hạ xuống còn 38°C cho tiếp chủng
Lactobacillus bulgaricus vào.Khi pH của dịch lên men đạt 4.7 thì quá trình lên men
kết thúc.Thời gian lên men khoảng 2.5 h. Sau lên men tiến hành rót chai, dán nhãn

19


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

rồi bảo quản lạnh sản phẩm ở nhiệt độ 4 – 6°C. Cuối cùng thu được sản phẩm sữa
chua lên men từ gạo lứt và khoai lang tím.
Gạo lứt

Khoai lang tím

Ngâm

Rửa, cắt miếng

Rửa

Ngâm

Gia nhiệt, khuấy

Gia nhiệt

Syrup gạo

Syrup khoai lang tím

Syrup hỗn hợp
Sucrose
Đồng hóa

Sữa bò

Hút chân không
Thanh trùng
Làm nguội
Lên men

Rót chai
Bảo quản lạnh

20

Sản phẩm


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

Nghiên cứu về hàm lượng GABA trong sản phẩm sữa gạo lứt lên men
(Park and Oh 2005).
Nghiên cứu trên sản phẩm gạo lứt nảy mầm lên men với các chủng vi sinh vật sử
dụng là Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus
brers.OPY – 1.Kết quả chỉ ra rằng sản phẩm sữa gạo lứt lên men với chủng
Lactobacillus brers. OPY – 1 có hàm lượng GABA cao nhất là 137.17 µg/g D.W.
Trong khi đó, hàm lượng GABA chỉ là 1.29 µg /g D.W đối với phương pháp lên
men thông thường.
b)Thực trạng nghiên cứu sản xuất sữa gạo tại Việt Nam:
Bên cạnh những nghiên cứu trên thế giới thì trong nước cũng đã có một số các
nghiên cứuliên quan đến vấn đề này, thị trường bước đầu cũng có một số các sản
phẩm sữa gạo được người tiêu dùng chấp nhận. Tuy nhiên các nghiên cứu về sản
phẩm này không nhiều, trong đó cũng một số các nghiên cứu đáng chú ý như:
Nghiên cứu sản xuất sữa gạo lứt nảy mầm đóng chai (Tu 2016).
Nhằm đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ gạo mầm, nghiên cứu chế biến sữa
gạo mầm đã được thực hiện. Để thực hiện được điều đó, quá trình dịch hóa được
thực hiện bằng cách thay đổi nồng độ enzyme α_amylase từ 0,2 - 0,5%, nồng độ cơ
chất gạo:nước từ 1:2, 1:3, 1:4 và 1:5 trong thời gian thủy phân từ 10÷60 phút. Quá
trình đường hóa đã khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme glucoamylase từ
0,15÷0,25% và thời gian từ 20÷180 phút đến hiệu quả đường hóa thông qua độ
Brix, chỉ số DE, hàm lượng γ-oryzanol, GABA. Chế phẩm thủy phân được phối chế
với sữa bột gầy với các tỉ lệ từ 5÷15%. Thời gian tiệt trùng sản phẩm cũng được

khảo sát với các mức thay đổi từ 3÷10 phút tại 121°C thông qua giá trị tiệt trùng 10
F121. Kết quả cho thấy, hiệu quả dịch hóa cao nhất ở nồng độ cơ chất gạo: nước 1:
2, tỉ lệ enzyme α-amylase 0,4% với thời gian thủy phân 60 phút, độ Brix đạt
29,24%, DE=10,82%; hiệu quả đường hóa cao nhất ở tỉ lệ enzyme 0,25% tại thời
gian 120 phút, độ Brix đạt 38,77%, DE=39,48%, hàm lượng γ-oryzanol, GABA

21


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

không thay đổi theo thời gian đường hóa. Việc bổ sung sữa bột gầy 10%, dịch
đường 8% cho chất lượng sản phẩm được ưa chuộng nhất. Tiệt trùng sản phẩm tại
121°C trong thời gian 4 phút cho giá trị 10 F121=8,07 lớn hơn giá trị Fo, đồng thời
vẫn duy trì được hàm lượng GABA và γ- oryzanol trong sản phẩm. Sản phẩm được
bảo quản tốt trong 3 tháng ở nhiệt độ phòng.
Nghiên cứu sử dụng enzyme α-Amylaza trong thủy phân tinh bột từ gạo
huyết rồng (Duong Thi Minh Hanh, Nguyen Minh Thuy. 2014)
Nghiên cứu này sử dụng enzyme α-Amylaza có nguồn gốc từ Bacillus subtilis để thủy
phân tinh bột từ gạo huyết rồng. Thông qua việc khảo sát các yếu tố ảnh hường đến
quá trình thủy phân tác giả đã tìm ra điều kiện tối ưu hóa cho quá trình thủy phân xác
định như sau: nồng độ enzyme 0,18%, nhiệt độ thủy phân ở 90 ˚C, thời gian thủy phân
là 41,44 phút. Dịch thủy phân thu được có hàm lượng chất hòa tan và đường khử cao,
độ nhớt tương đối thấp, tạo điều kiện tốt cho quá trình chế biến gạo huyết rồng ở các
giai đoạn tiếp theo.
Nghiên cứu về sự thủy phân tinh bột bằng enzyme α-Amylaza
vàGlucoamylaza trong suốt quá trình sản xuất sữa gạo từ một số giống gạo tại tỉnh
An Giang (Cao Thi Luyen, Ho Thanh Binh. 2015)

Nguyên liệu gạo thích hợp cho hiệu quả thủy phân cao như giống OM6976 100% và
gạo thơm 100% tấm. Kích thước hạt ban đầu ảnh hưởng không đáng kể hiệu quả phân
cắt tinh bột nếu như hạt sau đó được nghiền nhỏ và lỏng hóa. Sự thủy phân tinh bột
được thực hiện với 1% amylaza trong 30 phút và 1,44 % glucoamylaza trong 30 phút
để có được hiệu suất thu hồi cao, hàm lượng đường hòa tan và chỉ số DE cao.
c)Một số sản phẩm về gạo lứt:

22


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang

 Trên thế giới:

Hình 1.1 Một số sản phẩm về gạo lứt trên thế giới.
 Tại Việt Nam:

Hình 1.1 Một số sản phẩm về gạo lứt tại Việt Nam.
Có thể thấy với nhưng giá trị về mặt dinh dưỡng đối với sức khỏe mà các sản
phẩm từ gạo lứt rất được quan tâm không chỉ ở Việt Nam mà còn trên thế giới.Vì

23