Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ tây nguyên (điều kiện khảo sát t= 30oc)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT
LƯỢNG GẠO MẦM TỪ GẠO LỨT NƯƠNG ĐỎ TÂY
NGUYÊN (ĐIỀU KIỆN KHẢO SÁT t= 300C)

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : ThS. Huỳnh Phương Quyên
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1151110043

: Phan Ngọc Tuyết Nhung
Lớp:11DSH01

TP. Hồ Chí Minh, 2015


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng

dẫn của ThS. Huỳnh Phương Quyên. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này
là trung thực. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét,
đánh giá được chính tác giả thu nhập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài
liệu tham khảo.
Ngoài ra, trong đồ án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu
của các tác giả khác, cơ quan tổ chức đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về
nội dung đồ án của mình. Trường đại học Công Nghệ TP.HCM không liên quan đến
những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có).


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian làm luận văn tại phòng thí nghiệm trường đại học Công Nghệ
Thành Phố Hồ Chí Minh, tôi đã được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của quý thầy cô
ThS. Huỳnh Phương Quyên đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và động viên em
trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Các thầy cô, cán bộ trong phòng thí nghiệm trường đại học Công Nghệ
TP.HCM đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, trang thiết
bị,… giúp em hoàn thành đề tài này.
Quý thầy cô Khoa Công Nghệ Sinh học-Thực Phẩm-Môi Trường trường đại học
Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh đã giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức quý
báu trong suốt 4 năm học vừa qua.
Các bạn bè và gia đình đã không ngừng động viên tôi trong suốt quá trình học
tập và nghiên cứu.

Xin chân thành cảm ơn!

Phan Ngọc Tuyết Nhung

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................................... 5
1.1. Giới thiệu về lúa gạo ................................................................................................. 5
1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển ........................................................................ 5
1.1.2. Phân loại ............................................................................................................ 6
1.1.3. Tình hình sản lượng gạo ở Việt Nam ................................................................ 7
1.1.4. Cấu tạo của hạt gạo ........................................................................................... 9
1.1.4.1. Lớp vỏ .................................................................................................... 10
1.1.4.2. Lớp aleurone .......................................................................................... 11
1.1.4.3. Nội nhũ .................................................................................................. 11
1.1.4.4. Phôi ........................................................................................................ 11
1.1.5. Thành phần hóa học hạt gạo ...........................................................................................................11
1.1.5.1. Nước ........................................................................................................ 12
1.1.5.2. Carbohydrate ........................................................................................... 13
1.1.5.3. Tinh bột ................................................................................................... 14
1.1.5.4. Protein .................................................................................................... 14
1.1.5.5. Lipid ........................................................................................................ 15
1.1.5.6. Vitamin .................................................................................................... 17
1.1.5.7. Chất khoáng. ........................................................................................... 18
1.1.5.8. Chất màu trong gạo lứt............................................................................ 19
1.1.5.9. Các thành phần khác. .............................................................................. 19
1.1.6. Giá trị dinh dưỡng của gạo .............................................................................. 20

1.2. Cơ sở khoa học của quá trình nảy mầm ................................................................... 23
i


Đồ án tốt nghiệp

1.2.1. Khái niệm về gạo mầm .................................................................................... 23
1.2.2. Quá trình nảy mầm .......................................................................................... 25
1.2.3. Các giai đoạn của quá trình nảy mầm ............................................................. 27
1.2.4. Các biến đổi xảy ra trong quá trình nảy mầm ................................................. 28
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm ................................................ 29
1.2.6. Giá trị dinh dưỡng gạo mầm ............................................................................ 31
1.3. Các enzyme tham gia trong quá trình nảy mầm....................................................... 32
1.3.1. Enzyme amylase .............................................................................................. 32
1.3.2. Enzyme Protease.............................................................................................. 33
1.3.3. Enzyme Phytase ............................................................................................... 33
1.4. Các nghiên cứu về gạo trong nước và ngoài nước .................................................. 33
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................... 33
1.4.2. Tình hình nghiên cứu nước ngoài .................................................................... 33
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 36
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ............................................................................ 36
2.2. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................... 36
2.2.1 Thiết bị và dụng cụ ........................................................................................... 36
2.2.2 Danh mục các hóa chất sử dụng ....................................................................... 36
2.3. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................... 37
2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu dự kiến ................................................................................ 37
2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ........................................................................ 41
2.3.2.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát thời gian ngâm để gạo lứt hút nước đạt trạng
thái bão hòa ..................................................................................................................... 41
2.3.2.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát điều kiện ngâm ủ sáng 100% đến khả năng nảy

mầm của hạt..................................................................................................................... 42
2.3.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát các điều kiện ngâm ủ tối 100% đến khả năng
nảy mầm của hạt. ............................................................................................................. 45

ii


Đồ án tốt nghiệp

2.3.2.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát các điều kiện ngâm ủ 50% tối 50% sáng đến
khả năng nảy mầm của hạt. ............................................................................................. 47
2.3.2.5. Thí nghiệm 5: So sánh các điều kiện ngâm ủ để chọn điều kiện ủ thích
hợp cho gạo lứt nảy mầm. ............................................................................................... 49
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................. 51
3.1. Kết quả ảnh hưởng thời gian ngâm của gạo đến độ ẩm gạo lứt. .............................. 51
3.2. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ sáng 100% đến khả năng nảy
mầm ................................................................................................................................. 52
3.2.1. Kết quả đo hoạt tính enzyme amylase ............................................................. 53
3.2.2. Kết quả đo hàm lượng đường khử ................................................................... 55
3.2.3. Kết quả đo hàm lượng protein. ........................................................................ 57
3.2.4. Theo dõi chiều dài mầm .................................................................................. 58
3.3. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ tối 100% đến khả năng nảy mầm.
......................................................................................................................................... 60
3.3.1. Kết quả đo hoạt tính enzyme amylase ............................................................. 60
3.3.2. Kết quả đo hàm lượng đường khử ................................................................... 62
3.3.3. Kết quả đo hàm lượng protein. ........................................................................ 63
3.3.4. Theo dõi chiều dài mầm .................................................................................. 65
3.4. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ 50% tối 50% sáng đến khả năng
nảy mầm .......................................................................................................................... 66
3.4.1. Kết quả đo hoạt tính enzyme amylase ............................................................. 67

3.4.2. Kết quả đo hàm lượng đường khử ................................................................... 69
3.4.3. Kết quả đo hàm lượng protein. ........................................................................ 71
3.4.4. Theo dõi chiều dài mầm .................................................................................. 72
3.5. Kết quả so sánh các điều kiện ủ để chọn điều kiện ngâm ủ thích hợp cho gạo nảy
mầm. ................................................................................................................................ 73
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 75

iii


Đồ án tốt nghiệp

4.1. Kết luận .................................................................................................................... 76
4.2. Kiến nghị .................................................................................................................. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 77
PHỤ LỤC

iv


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TP. HCM

Thành Phố Hồ Chí Minh

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

USDA

United States Department of Agriculture

SOD

Superoxide dismutase

GABA

Gamma amino butyric acid

DNS

Acid 2-hydroxy-3,5-dinitrobenzoic

ĐB

Đồng bằng

v


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa nước ta .................................................. 8
Bảng 1.2: Thành phần trung bình của hạt gạo. ............................................................... 12
Bảng 1.3: Phân bố các loại carbohydrate trong các phần khác nhau của hạt gạo mẫu. .. 13

Bảng 1.4: Tính chất hóa lý của tinh bột gạo đã loại chất béo. ........................................ 14
Bảng 1.5: Tỷ lệ % các loại protein trong lúa gạo. ........................................................... 15
Bảng 1.6: Hàm lượng các chất lipid trong các phần khác nhau của hạt gạo. ................. 16
Bảng 1.7: Thành phần vitamin trong thành phần hạt gạo. .............................................. 18
Bảng 1.8: Thành phần chất khoáng của gạo. ................................................................. 19
Bảng 1.9: Thành phần trung bình của hạt gạo xét cho 100g phần ăn được. ................... 20
Bảng 1.10: Tóm tắt kết quả nghiên cứu về gạo mầm của các bài báo. ........................... 34
Bảng 3.1: Ảnh hưởng thời gian ngâm gạo đến độ ẩm của gạo. ....................................... 51
Bảng 3.2: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hoạt tính enzyme amylase có trong
gạo mầm. ......................................................................................................................... 53
Bảng 3.3: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hàm lượng đường khử có trong gạo
mầm. ................................................................................................................................ 55
Bảng 3.4: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hàm lượng protein có trong gạo
mầm. ................................................................................................................................ 57
Bảng 3.5: Ảnh hưởng ở điều kiện ủ tối 100% đến hoạt tính enyzme amylase có trong
gạo mầm .......................................................................................................................... 60
Bảng 3.6: Ảnh hưởng ở điều kiện ủ tối 100% hàm lượng đường khử có trong gạo mầm ...
......................................................................................................................................... 62
Bảng 3.7: Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến hàm lượng protein có trong gạo mầm .....
......................................................................................................................................... 64
Bảng 3.8: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% đến hoạt tính enyzme amylase có
trong gạo mầm................................................................................................................. 67

vi


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3.9: Ảnh hưởng ở điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hàm lượng đường khử có
trong gạo mầm................................................................................................................. 69

Bảng 3.10: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hàm lượng protein có trong
gạo mầm .......................................................................................................................... 71
Bảng 3.11: So sánh điều kiện thích hợp nhất cho hạt nảy mầm ...................................... 74

vii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Cấu tạo của hạt gạo ........................................................................................... 9
Hình 1.2 Gạo lứt nảy mầm .............................................................................................. 24
Hình 1.3: Gạo mầm VIBIGABA .................................................................................... 24
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu gạo mầm ............................................................................. 38
Hình 2.2: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 1 ....................................................................... 42
Hình 2.3: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 2 ....................................................................... 44
Hình 2.4: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 3 ....................................................................... 46
Hình 2.5: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 4 ....................................................................... 48
Hình 2.6: Sơ đồ nghiên cứu thí nghiệm 5 ....................................................................... 50
Hình 3.1: Độ ẩm khi ngâm gạo lứt từ 0 giờ đến 24 giờ .................................................. 51
Hình 3.2: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hoạt tính enyzme amylase ............... 54
Hình 3.3: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hàm lượng đường khử ..................... 56
Hình 3.4: Ảnh hưởng điều kiện ủ sáng 100% đến hàm lượng protein. .......................... 57
Hình 3.5: Chiều dài mầm lúc 18 giờ ở điều kiện ủ sáng 100% ................................... 58
Hình 3.6: Chiều dài mầm lúc 24 giờ ở điều kiện ủ sáng 100% ................................... 58
Hình 3.7: Chiều dài mầm lúc 30 giờ ở điều kiện ủ sáng 100% ................................... 59
Hình 3.8: Chiều dài mầm lúc 36 giờ ở điều kiện ủ sáng 100% ................................... 59
Hình 3.9: Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến hoạt tính enyzme amylase .................. 61
Hình 3.10: Ảnh hưởng điều kiện ủ tối 100% đến hàm lượng đường khử. ..................... 62
Hình 3.11: Ảnh hưởng điều kiện tối 100% đến hàm lượng protein................................ 64

Hình 3.12: Chiều dài mầm lúc 18 giờ ở điều kiện ủ tối 100% ....................................... 65
Hình 3.13: Chiều dài mầm lúc 24 giờ ở điều kiện ủ tối 100% ....................................... 65
Hình 3.14: Chiều dài mầm lúc 30 giờ ở điều kiện ủ tối 100% ....................................... 66
Hình 3.15: Chiều dài mầm lúc 36 giờ ở điều kiện ủ tối 100% ....................................... 66
Hình 3.16: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hoạt tính enyzme amylase
......................................................................................................................................... 68

viii


Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.17: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hàm lượng đường khử ........ 70
Hình 3.18: Ảnh hưởng điều kiện ủ 50% tối 50% sáng đến hàm lượng protein .............. 71
Hình 3.19: Chiều dài mầm lúc 18 giờ ở điều kiện 50% tối 50% sáng ............................ 72
Hình 3.20: Chiều dài mầm lúc 24 giờ ở điều kiện 50% tối 50% sáng ............................ 72
Hình 3.21: Chiều dài mầm lúc 30 giờ ở điều kiện 50% tối 50% sáng ............................ 73
Hình 3.22: Chiều dài mầm lúc 36 giờ ở điều kiện 50% tối 50% sáng ............................ 73
Hình 4.1: Sơ đồ nghiên cứu gạo mầm ủ ở điều sáng 100% ............................................ 75

ix


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết đề tài
Lúa nương là giống lúa truyền thống có khả năng chịu được khí hậu và thời tiết
khắc nghiệt, với phương pháp trồng trên rẫy của đồng bào Tây Nguyên, không sử dụng
bất kỳ một loại thuốc bảo vệ thực vật nào nên đây được xem là sản phẩm nông nghiệp

xanh và sạch. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, cây lúa đã tự mình vượt qua
những trở ngại của thời tiết, khí hậu khắc nghiệt và vươn lên đón nắng mặt trời, hạt gạo
hút được nhiều dưỡng khí của đất trời nên đây là nguyên liệu thích hợp cho chế độ thực
dưỡng và là nguyên liệu làm sản phẩm thực phẩm chức năng cho chế độ dinh dưỡng
hàng ngày.
Giống lúa nương Tây Nguyên Việt Nam đang được Bộ Nông nghiệp Việt Nam đưa
vào danh sách bảo tồn giống gạo quý và là nguyên liệu có giá trị trong chế độ ăn của
đồng bào dân tộc Tây Nguyên, món quà quý mà Đồng bào Tây Nguyên gởi tặng cho
các đồng bào ở các tỉnh thành khác nhưng chưa được các nhà khoa học ứng dụng quan
tâm nghiên cứu, đặc biệt giống lúa nương cho gạo màu đỏ hạt tròn thì đến nay vẫn
chưa có kết quả phân tích thành phần nào được công bố trên tạp chí trong cũng như
ngoài nước.
Sự nảy mầm của hạt gạo là một quá trình sinh lý phức tạp chịu sự tác động của các
yếu tố bên trong: giống cây trồng, thành phần, hàm lượng các chất… và các yếu tố bên
ngoài: nhiệt độ, hàm lượng nước, không khí… các yếu tố này ảnh hưởng đến quá trình
nảy mầm của hạt. Trong quá trình hấp thụ nước thì hoạt động trao đổi chất được khôi
phục. Cấu trúc của hạt thay đổi và một số enzyme cần thiết cho quá trình trao đổi chất
được kích hoạt và tiếp tục quá trình hô hấp của hạt gạo. Khi hạt được hình thành, hầu
hết các thành phần dự trữ trong hạt như protein, tinh bột, chất béo sẽ cung cấp dinh
dưỡng cho phôi hình thành và phát triển. Khi hạt hút nước, các enzyme thủy phân
được kích hoạt sẽ phá vỡ những thành phần dự trữ tạo thành những hợp chất có lợi
cho quá trình trao đổi chất.
1


Đồ án tốt nghiệp

Ngoài ra khả năng nảy mầm của hạt còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường,
nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào và tốc độ phát triển của hạt.
Ở nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ức chế quá trình nảy mầm. Thông thường, hạt nảy

mầm ở nhiệt độ hơi cao hơn nhiệt độ phòng.
Chính vì vậy độ ẩm, nhiệt độ, ánh sáng đóng vai trò quan trọng trong khả năng nảy
mầm của hạt. Khi hạt nảy mầm trong điều kiện thích hợp sẽ tăng hàm lượng một số
chất dinh dưỡng đặc biệt là gamma amino butyric acid (GABA), hàm lượng đường,
protein, chất xơ, vitamin E, niacin, vitamin B1, B6… và một số chất chống oxi hóa có
hàm lượng cao hơn gạo lứt.
Do đó tôi đã thực hiện đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gạo
mầm từ gạo lứt nương đỏ Tây Nguyên (điều kiện khảo sát t= 300C)” nhằm mục đích
xác định các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện ủ, thời gian ủ thích hợp để hạt lúa nương
nảy mầm có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan cao.
2. Tình hình nghiên cứu
 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Gạo lứt là một loại thực phẩm chứa nhiều chất có giá trị dinh dưỡng cao hơn so với
gạo trắng. Tuy nhiên, gạo lứt sẽ tăng giá trị sử dụng hơn khi cho gạo nảy mầm.
Trong những năm gần đây, thế giới đã rất quan tâm nghiên cứu về điều kiện nảy
mầm và xác định những hợp chất có giá trị sinh học có trong gạo nảy mầm. Sau đây là
bảng tóm tắt kết quả nghiên cứu của các công trình nghiên cứu về gạo mầm trên thế
giới

2


Đồ án tốt nghiệp

Một số thay đổi về thành phần các hợp
Nguồn tài liệu

chất có trong gạo mầm (so với gạo lứt
chưa nảy mầm)
Hàm lượng đường, gamma-aminobutyric

Banchuen va cộng sự (2010)

acid , ferulic acid 
Tổng hợp chất phenol , tổng hàm lượng

Li và cộng sự (2008)

chất xơ , gamma-aminobutyric acid .
Tổng phenolic , hoạt chất chống oxi hóa

Tian và cộng sự (2004)




Maisont and Narkrugsa (2010)

gamma-aminobutyric

acid,

tổng

phenolic , khả năng chống oxi hóa ,
amylose , chất béo giảm 
Chất xơ hòa tan , tocotrienol , chất béo

Jayadeep and Malleshi (2011)

giảm , hàm lượng tocopherol , hoạt chất
chống oxi hóa 
Hàm lượng đường khử , gamma-

Songtip và cộng sự (2012)

aminobutyric acid 
gamma-aminobutyric acid , tổng phenolic

Imam va cộng sự (2012)

, khả năng chống oxi hóa 
 Tình hình nghiên cứu trong nước
Thế giới đã rất quan tâm nghiên cứu và có rất nhiều sản phẩm gạo mầm trong
thương mại hóa. Ở Việt Nam, hiện nay có một dòng sản phẩm gạo mầm từ giống gạo
hạt trắng duy nhất của Công ty bảo vệ thực vật An Giang.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của gạo mầm từ gạo lứt nương đỏ Tây
nguyên (điều kiện khảo sát t= 300C)
3


Đồ án tốt nghiệp

4. Nhiệm vụ nghiên cứu
-

Khảo sát thời gian ngâm thích hợp để gạo lứt hút nước đạt trạng thái bão hòa.

-

Khảo sát ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ sáng 100% đến khả năng nảy mầm, chiều

dài mầm, hoạt tính enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có
trong gạo mầm (t=300C)
-

Khảo sát ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ tối 100% đến khả năng nảy mầm, chiều

dài mầm, hoạt tính enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng protein có
trong gạo mầm (t=300C)
-

Khảo sát ảnh hưởng điều kiện ngâm ủ 50% tối 50% sáng đến khả năng nảy

mầm, chiều dài mầm, hoạt tính enzyme amylase, hàm lượng đường khử, hàm lượng
protein có trong gạo mầm (t=300C)
-

So sánh các điều kiện ngâm ủ để chọn điều kiện ủ thích hợp cho gạo lứt nảy
mầm.

5. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp xác định độ ẩm, theo TCVN 1867:2001.
Phương pháp xác định hoạt tính enzyme amylase, theo Nguyễn Hoài Hương.
Phương pháp xác định hàm lượng đường khử, theo Nguyễn Hoài Hương.
Phương pháp xác định hàm lượng protein, theo Nguyễn Hoài Hương.
6. Kết cấu của đồ án
Đồ án gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Vật liệu và phương pháp.
Chương 3: Kết quả và biện luận
Chương 4: Kết luận và kiến nghị.

4


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Giới thiệu về lúa gạo

Lúa gạo thuộc:
 Họ (Family): Poacereal Graminease (Hòa thảo).
 Phân họ (Subfamily): Oryzoideae.
 Tộc (Tribe): Oryzae.
 Chi (Genus): Oryza.
 Loài (Species): Oryza sativar L.
1.1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển
Cây lúa là một trong những cây trồng lâu đời nhất trên thế giới. Từ những cây lúa
hoang mọc ở các vùng đầm lầy ven sông, con người đã dần dần thuần hóa và tạo nên
cây lúa trồng ngày nay. Tồn tại rất nhiều những ý kiến, nhưng học thuyết khác nhau về
sự xuất hiện của cây lúa. Nhiều ý kiến cho rằng cây lúa có nguồn gốc từ Châu Á và
xuất hiện vào khoảng thời gian cách đây 8000 năm. Người ta tìm thấy dấu vết của
giống lúa cổ tại ba địa điểm là Đông Nam Á; vùng Assam (Ấn Độ); vùng biên giới
Thái Lan – Myanmar và vùng trung du Tây Bắc Việt Nam. Tuy nhiên, gần đây các nhà
khảo cổ Trung Quốc đã tìm thấy những hạt gạo nguyên thủy cùng các nông cụ cổ có
niên đại khoảng 9000 năm.

Đầu tiên, lúa được trồng ở Châu Á. Sau đó những người du mục Ả Rập mang
chúng đến Hy Lạp cổ đại, từ đây Alexander đại đế mang chúng đến Ấn Độ và bắt đầu
đi khắp thế giới.
Có một số ý kiến khác về nguồn gốc cây lúa châu Á, xuất từ vùng Assam (Ấn Độ),
giống lúa O.sativa dần tiến hóa thành giống O.sativa Indica thích ứng được khí hậu khô
hạn đặc trưng của khí hậu vùng này. Sau đó, giống này phát tán dần về phía Đông Bắc
qua Nepal, Myanma, di chuyển theo bờ biển lên hạ lưu sông Dương Tử và tiến hóa
thành giống lúa O.sativa Japonica. Giống lúa mới thích nghi với khí hậu lạnh ở vùng
địa lý này.
5


Đồ án tốt nghiệp

Từ nguồn gốc giống lúa cổ O.sativa, theo thời gian, tiến hóa phân chia thành hai
giống lớn là O.sativa Indica và O.sativa Japonica và một số giống khác như O.sativa
Sinica, O.sativa Javanica…
Ngày nay, cây lúa phát triển trên một bình diện rộng khắp thế giới với khoảng 100
quốc gia trồng lúa. Vùng trồng và tiêu thụ lúa chính vẫn là châu Á, là nơi mà gạo đóng
một vai trò không thể thay thế trong đời sống hàng ngày. Ba nước xuất khẩu gạo lớn
nhất thế giới là Thái Lan, Việt Nam và Trung Quốc. Ở Việt Nam, lúa được trồng ở cả
ba miền với nhiều giống khác nhau, phổ biến nhất là giống lúa lai năng suất cao, kháng
sâu bệnh tốt.
1.1.2. Phân loại
Với kỹ thuật chọn lọc, lai tạo giống, con người đã tạo ra được nhiều giống lúa khác
nhau và hiện nay việc phân loại chúng cũng có nhiều hình thức khác nhau. Theo nhiều
ý kiến khác nhau về phân loại chi Oryza. Ví dụ, Chaherjee (1948) chia làm 23 loài,
Richharia R. (1960) chia thành 18 loài, và viện nghiên cứu chia lúa quốc tế IRRI
(1963) chia thành 19 loài. Trong đó, chỉ có loài Oryza sativa L. là lúa được trồng nhiều
nhất để làm lương thực. Do tính phổ biến của lúa gạo nên lúa có rất nhiều giống và có

nhiều cách phân loại khác nhau. Tuy nhiên, các cách phân loại này cũng chỉ có tính
chất tương đối vì cùng sự phát triển của khoa học, ngày càng có nhiều các giống lúa lai
đáp ứng nhu cầu của con người. Sau đây là một vài cách phân loại:
-

Theo điều kiện sinh thái: Kato (1930) chia lúa trồng thành hai nhóm lớn là

Japonica (lúa cánh) và Indica (lúa tiên).
-

Theo thời gian sinh trưởng: căn cứ vào thời điểm gieo trồng hay thời gian khi

thu hoạch có thể phân loại các giống lúa như sau:
 Roxburg chia các giống lúa trồng ở Ấn Độ thành giống lúa chín sớm và
giống lúa chín muộn.
 Watt chia thành lúa thu và lúa đông.

6


Đồ án tốt nghiệp

Ở Việt Nam lúa lai ngắn ngày đang được lai tạo hay nhập khẩu để trồng tăng vụ,
trái vụ, và tăng năng suất lúa. Các giống này phản ứng trung tính với ánh sáng nên
trồng rộng rãi vào các vụ xuân, hè thu, đông xuân ở Nam Bộ.
-

Theo điều kiện tưới và gieo cấy:

Quá trình thuần hóa cây lúa diễn ra trong thời gian dài, cây lúa thích nghi dần từ

môi trường nước lên môi trường trên cạn. Lúa cạn là lúa trồng tại các vùng đồi nương,
không cần nước trên mặt đất. Lúa có thể chịu nước sâu với mức ngập nước là 1m và cả
giống lúa nổi chịu ngập đến 3-4m.
1.1.3. Tình hình sản xuất gạo ở Việt Nam
Nước ta thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa nên thuận lợi cho nghề trồng lúa, nước ta
có hai vùng trồng lúa chính là Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông Cửu Long.
Khu vực Đồng bằng sông Hồng mỗi năm có hai vụ chính là vụ chiêm và vụ mùa. Ở
khu vực miền Nam có ba vụ là Đông xuân, Hè thu và vụ ba. Với những điều kiện thuận
lợi cho cây lúa nước, Việt Nam đã trở thành một trong những nước sản xuất và xuất
khẩu lúa gạo hàng đầu thế giới.
Ngoài những giống lúa cao sản, những giống lai cho năng suất cao (có thể đạt 7
tấn/ha) đáp ứng nhu cầu lúa gạo về mặt số lượng, Việt Nam còn thực hiện trồng trọt và
sản xuất những giống gạo đặc sản có giá trị dinh dưỡng và cảm quan. Các giống lúa
đặc sản này tuy không cho năng suất cao, nhưng với những đặc tính như mùi thơm,
màu sắc… các giống lúa này đã có một thị trường nhất định.
Sản lượng lúa trong cả nước: sản lượng lúa của địa phương không ngừng tăng qua
các năm. Trong đó, vùng Đồng bằng sông Hồng chiếm hơn 50% sản lượng lúa ở miền
Bắc, Đồng bằng sông Cửu Long chiếm hơn 80% sản lượng lúa miền Nam. Đồng bằng
sông Hồng và sông Cửu Long có thể coi là hai nơi sản xuất lúa chủ yếu trong vùng với
diện tích trồng, năng suất, và sản lượng lúa đạt được cao hơn các địa phương khác
trong cả nước.

7


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng lúa nước ta, 2009 [1]
Diện tích (1000 ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (1000 tấn)

Cả nước

7.226,5

355,7

37.901,2

MIỀN BẮC

2.520,6

208,9

13.419,6

ĐB sông Hồng

1.155,4

58,8

6.796,3

669,9

45,5

3.047,1

Bắc Trung Bộ

695,3

51,4

3.576,2

MIỀN NAM

4.705,9

146,8

24.481,6

526,3

50,8

2.675,8

306,7

43,1

1.322,4

3.872,9

52,9

20.483,4

Trung du và Miền
núi phía bắc

Duyên hải Nam
Trung Bộ
Đông Nam Bộ
ĐB sông Cửu
Long

Ngoài ra ở vùng đất Tây Nguyên, lúa nương đóng vai trò quan trọng cho việc ổn
định lương thực cho đồng bào miền núi, đặc biệt ở các huyện vùng cao, vùng sâu và
vùng xa của cả nước. Lúa nương là kiểu canh tác lúa trên nương rẫy, đây là kiểu canh
tác truyền thống của dân tộc Tây Nguyên, với diện tích trồng ở Tây Nguyên khoảng
24970 ha (Trích Báo cáo tác động hiệu quả sử dụng đất vùng Tây Nguyên đến quá
trình hình thành và thoái hóa đất, năm 2009), năng suất 11,7 tạ/ha. Lúa nương còn
được trồng nhiều ở vùng trung du miền núi phía Bắc với diện tích khoảng 104200 ha,
chiếm 28,5% diện tích đất trồng cây hàng năm.
Theo số liệu của Cục Trồng trọt - Bộ Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn, Mùa vụ
2010/2011, Việt Nam xuất khẩu 7 triệu tấn gạo trong tổng sản lượng 26,37 triệu tấn, so
với 6,73 triệu tấn trong mùa vụ 2009/2010. Với sản lượng này, Việt Nam tiếp tục giữ

8

Đồ án tốt nghiệp

vị trí thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo, sau Thái Lan. Theo tổ chức USDA, dự báo
mùa vụ 2011/2012, Việt Nam vẫn duy trì mức xuất khẩu gạo khoảng 7 triệu tấn.
Với sản lượng sản xuất lúa gạo cao, Việt Nam hoàn toàn có khả năng giải quyết vấn
đề lương thực cho người dân. Số lượng lúa gạo tiêu thụ trong nước chiếm tỷ lệ khoảng
70% tổng sản lượng thu được. Với lượng lúa gạo dồi dào, Việt Nam đã xuất khẩu lúa
gạo.
1.1.4. Cấu tạo của hạt gạo
Gạo lứt là sản phẩm của cây lúa, do đó trước khi tìm hiểu về phẩm chất gạo và
những tiêu chuẩn đánh giá, cần phải xem xét về cấu trúc và chức năng của hạt gạo.
Cấu tạo của hạt gạo gồm: 4 thành phần chính lớp vỏ, lớp aleurone, nội nhũ và phôi.

Hình 1.1: Cấu tạo của hạt gạo

9


Đồ án tốt nghiệp

1.1.4.1.

Lớp vỏ

Lớp vỏ là bộ phận bảo vệ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học từ bên ngoài.
Vỏ thường được phân làm ba lớp vỏ trấu, vỏ quả và vỏ hạt
 Vỏ trấu: có tác dụng bảo vệ hạt gạo, chống các ảnh hưởng xấu của điều kiện
môi trường (nhiệt, ẩm) và sự phá hại của sinh vật có hại (côn trùng, nấm mốc). Trên

mặt vỏ trấu có các đường gân và có nhiều lông ráp xù xì. Tùy theo giống lúa mà vỏ lúa
có độ dày và chiếm một tỉ lệ khác nhau so với toàn hạt gạo. Độ dày của vỏ trấu thường
là 0,12-0,15mm và thường chiếm 18-20% so với khối lượng toàn hạt gạo.
 Vỏ quả: gồm các lớp tế bào biểu bì, vỏ quả ngoài, vỏ quả giữa và vỏ quả trong:
-Biểu bì ở ngoài cùng gồm các tế bào nhỏ.
-Lớp vỏ quả ngoài gồm 2-3 dãy tế bào dài hướng dọc theo hạt.
-Lớp vỏ quả giữa là các tế bào dài hướng ngang hạt. Đối với hạt đã chín thì lớp tế
bào giữa trống rỗng, còn ở hạt xanh thì lớp tế bào này chứa các hạt diệp lục tố nên hạt
có màu xanh.
-Lớp vỏ quả trong là các tế bào hình ống hướng dọc hạt. Vỏ quả thường liên kết
không bền với vỏ quả. Trong thành phần vỏ quả thường chứa cellulose, pentosan,
pectin và khoáng. Trong cùng một hạt, chiều dài lớp tế bào vỏ quả không giống nhau, ở
gần phôi, lớp vỏ quả là mỏng nhất.
 Vỏ hạt: là lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, có màu trắng đục hay vỏ cua. Gồm hai
lớp tế bào:
-Lớp ngoài chứa tế bào hình chữ nhật nhỏ, có chứa các sắc tố thuộc nhóm flavon
như anthocyanin, carotenoid.
-Lớp bên trong có các tế bào hình dạng không đều, xốp, dễ dàng cho ẩm đi qua.
Tùy theo giống lúa và độ chín của lúa mà lớp vỏ hạt này dày hay mỏng. Trung bình lớp
vỏ hạt chiếm 1-2,5% khối lượng hạt gạo.

10


Đồ án tốt nghiệp

1.1.4.2.

Lớp aleurone

Lớp aleurone có cấu tạo chủ yếu là protein (35-45%), lipid (8-9%), vitamin và tro
(11-14%), đường (6-8%), cellulose (7-10%), pentozane (15-17%).
Khi xay xát lớp vỏ hạt (chủ yếu là aleurone) bị vụn nát ra thành cám. Nếu cám còn
sót lại nhiều trong gạo, trong quá trình bảo quản dễ bị oxi hóa làm cho gạo bị chua (độ
acid cao) và ôi khét (do lipid bị oxi hóa).
1.1.4.3.

Nội nhũ

Nội nhũ là phần chính trong hạt gạo. Trong nội nhũ chủ yếu là carbohydrate, chiếm
tới 90%, trong khi đó trong toàn hạt gạo carbohydrate chỉ chiếm khoảng 75%.
Nội nhũ được chia thành hai vùng: vùng lớp gần vỏ hạt gọi là lớp subaleurone và
vùng nội nhũ tâm hạt. Tùy theo giống và điều kiện canh tác mà nội nhũ có thể trắng
trong hay trắng đục. Các giống lúa hạt dài thường trắng trong, còn các giống hạt ngắn
(bầu) nội nhũ thường trắng đục. Các giống lúa mà nội nhũ trắng đục thường có một vệt
trắng ở giữa hạt hay phía bên hạt gọi là bạc bụng, khi xay xát dễ bị nát và khi nấu thì
lâu chín, phẩm chất cơm không ngon bằng gạo có nội nhũ trắng trong.
1.1.4.4.

Phôi

Phôi nằm ở góc dưới nội nhũ, thuộc loại đơn diệp tử (chỉ có một diệp tử áp vào nội
nhũ), đây là bộ phận có nhiệm vụ biến các chất dự trữ trong nội nhũ thành chất dinh
dưỡng nuôi phôi khi hạt gạo nảy mầm.
Phôi chứa nhiều protein, lipid, vitamin (vitamin B1 trong phôi chiếm tới 66% lượng
vitamin B1 của toàn hạt gạo). Tùy theo giống và điều kiện canh tác mà phôi to, nhỏ
khác nhau (chiếm 2,3-3% khối lượng toàn hạt). Phôi có cấu tạo xốp, nhiều dinh dưỡng,
hoạt động sinh lý mạnh, nên trong quá trình bảo quản dễ bị côn trùng và vi sinh vật tấn
công, gãy hạt; khi xay xát, phôi thường vụn nát và thành cám.
1.1.5. Thành phần hóa học của hạt gạo

Thành phần hóa học của hạt gạo thay đổi rõ rệt tùy theo giống lúa, phân bón, kỹ
thuật canh tác, điều kiện khí hậu, thời tiết từng vụ… Nhưng nhìn chung hạt gạo có các

11


Đồ án tốt nghiệp

thành phần như nước, carbohydrate, protein, cellulose, lipid, vitamin, khoáng và
enzyme. Sự phân bố các chất dinh dưỡng trong các phần của hạt không giống nhau và
được biểu diễn trong bảng 1.2
Bảng 1.2: Thành phần trung bình (% khối lượng) của hạt gạo, có độ ẩm 14% [2]
Thành phần

Thóc

Gạo lứt

Gạo xát

Trấu

63-73

73-87

77-89

22-34

Cellulose (g)

7,2-10,4

0,6-1,0

0,2-0,5

34,5-45,9

Protein

5,8-7,7

7,1-8,3

6,3-7,1

2,0-2,8

Lipid (g)

1,5-2,3

1,6-2,8

0,3-0,5

0,3-0,8

Tro (g)

2,9-5,2

1,0-1,5

0,3-0,8

13,2-21,0

Ca (mg)

10-80

10-50

10-30

60-130

P (g)

0,16-3,1

0,17-0,43

0,08-0,15

0,03-0,07

Fe (mg)

1,4-6,0

0,2-5,2

0,2-2,8

3,9-9,5

Zn (mg)

1,7-3,1

0,6-2,8

0,6-2,3

0,9-4,0

0,18-0,21

0,13-0,27

0,02-0,2

0

Carbohydrate
(g)

(gN×5.95)

Phytin P (g)

Thành phần hóa học của hạt gạo phân bố không đều trong các phần của hạt nên khi
chế biến cần tách những phần không hoặc ít chất dinh dưỡng, đồng thời tận dụng hợp
lý những sản phẩm còn nhiều chất dinh dưỡng.
1.1.5.1.

Nước

Lượng nước ảnh hưởng đến công nghệ bảo quản và chế biến lúa gạo. Nước được
xem là thành phần quan trọng của lúa. Hạt gạo càng chín vàng trên cây, độ ẩm của hạt
càng giảm. Khi hạt ở giai đoạn chín sữa, lượng nước chiếm gần 70% khối lượng hạt,
khi hạt ở giai đoạn thu hoạch thì độ ẩm khoảng 16-28% tùy thuộc điều kiện thời tiết
khi thu hoạch. Lượng nước trong hạt ở hai dạng là tự do và liên kết.
12


Đồ án tốt nghiệp

1.1.5.2.

Carbohydrate

Carbohydrate là thành phần chủ yếu và chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần hạt
gạo. Các carbohydrate của lúa ngoài tinh bột là thành phần chủ yếu có đường,
cellulose, hemicelluloses, dextrin. Hàm lượng carbohydrate ở các phần khác nhau của
hạt gạo rất khác nhau.

Phân bố của các loại carbohydrate trong hạt gạo được trình bày trong bảng 1.3.
Tinh bột chủ yếu tập trung trong nội nhũ. Trong cám, phôi hàm lượng carbohydrate
không cao.
Bảng 1.3: Phân bố các loại carbohydrate trong các phần khác nhau của hạt gạo, độ
ẩm 14% (Đơn vị % theo khối lượng) [2]
Loại

Nguyên hạt

Gạo lứt

Gạo xát

Cám

Phôi

63,6-73,2

72,9-75,9

76,7-78,4

34,1-52,3

34,2-41,4

53,4

66,4

77,6

13,8

2,1

7,2-10,4

0,6-1,0

0,2-0,5

7,0-11,4

2,4-3,5

16,4

3,9

0,7-2,3

23,7-28,6

13,1

3,7-5,3

1,2-2,1

0,5-1,4

7,0-8,3

4,9-6,4

Hemicellulose

-

-

0,1

9,5-16,9

9,7

Cellulose

-

-

-

5,9-9,0

2,7

1,3:1,4β-

-

0,11

0,11

-

-

0,5-1,2

0,7-1,3

0,22-0,45

5,5-6,9

8,0-12,0

3,4

-

0,1

2,8-3,9

0,7-4,1

carbohydrate
Tổng
carbohydrate
Tinh bột
Xơ thô
Xơ trung tính
Pentosan

glucans
Đường tự do
Lignin

13