NGHIÊN CỨU THIẾT LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠO MẦM GIÀU YAMINOBUTYRIC ACID (GABA) TỪ GẠO LỨC THẢO DƯỢC VĨNH HÒA VÀ ỨNG DÚNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

 

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan 
đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực
và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện
luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ
nguồn gốc và được phép công bố.
 Huế, ngày tháng năm 2019
Học viên thực hiện

Hồ Đắc Nhân


 

ii

LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện và hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được nhiều sự quan tâm
giúp đỡ nhiệt tình của các tổ chức và cá nhân.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Lê Văn Luận - Hướng dẫn
khoa học đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp tài liệu thông tin khoa
học cần thiết cho tôi hoàn thành luận văn này luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến PGS.TS. Nguyễn Văn Toản - Trưởng khoa Cơ 
khí – Công nghệ cũng như quí thầy cô trường Đại học Nông Lâm Huế, trong thời gian
qua đã tận tâm giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức về lý luận và thực tiễn
trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn động viên, chia

sẻ. Giúp đỡ và hỗ trợ tôi về mọi mặt trong suốt thời gian qua.
Do bản thân còn thiếu kinh nghiệm nên luận văn này còn hạn chế và thiếu sót.
Rất
thông cảm và đóng góp ý kiến từ quý thầy cô và bạn bè để luận văn được
hoànmong
thiệnsự
hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
 Huế, 18 tháng
tháng 5 năm
năm 2019
Học viên

Hồ Đắc Nhân


 

iii

TÓM TẮT
Việt Nam là nước có nền nông nghiệp lâu đời, điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng
đất đai thuận lợi cho sự phát triển của nhiều cây lương thực thực phẩm nói chung và
cây lúa nói riêng. Gạo lứt là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng với nhiều amino acid
tự do, chất xơ, các vitamin..., tuy nhiên, gạo lứt có cấu trúc cứng và mùi vị kém hơn so
với gạo tẻ nên việc sử dụng gạo lứt cho bữa ăn hàng ngày còn khá hạn chế. Gạo lứt
nảy mầm, một giải pháp hiện quả cải thiện các hạn chế về cấu trúc, mùi vị, đồng thời
tăng giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế của gạo. Tuy nhiên, việc nghiên cứu các thông
số kỹ thuật để sản xuất gạo mầm giàu GABA trên đối tượng gạo lứt tím thảo dược
Vĩnh Hòa chưa được công bố hiện nay. Đây cũng chính là mục đích của công trình cần

đạt được.
Các chỉ tiêu được phân tích trong nghiên cứu gồm có: Xác định tỷ lệ nảy mầm;
Xác định hàm lượng GABA: Hàm lượng GABA được đo theo phương pháp đo quang
(Vidal và cộng sự,2002; Zang và cộng sự, 2014). Hàm lượng đạm tổng số xác định
 bằng phương pháp Kjeldahl theo TCVN 8099-2:2009; Hàm lượng chất béo xác định
 bằng phương pháp Soxhlet theo TCVN 3703-90; Hàm lượng đường tổng số được xác
định theo TCVN 4594:1988;
4594:1988; Hàm lượng ẩm xác định bằng phương pháp sấy đến khối
lượng không đổi theo TCVN 7035:2002. 
7035:2002.   Đánh giá cảm quan được thực hiện theo
thang Hedonic của Hà Duyên Tư (2006) cho bán thành phẩm và sản phẩm nước giải
khát giàu GABA. Các số liệu thu được sẽ được phân tích ANOVA và kiểm định Lsd
(5%) để so sánh sự khác biệt giữa các giá trị trung bình. Các phân tích thống kê được
xử lý trên phần mềm Minitab 18.
Sau khi hoàn thành đề tài chúng tôi đã xác định được các thông số thích hợp để
tạo ra gạo mầm và mước giải khát giàu GABA từ gạo tím thảo dược Vĩnh Hòa. Từ
nguyên
liệu gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa, chúng tôi tiến hành ngâm gạo ở nhiệt độ
34oC trong 20 giờ; ủ 29 giờ ở nhiệt độ: 35oC; sấy 80oC trong 120 phút để thu được gạo
mầm thảo dược Vĩnh Hòa giàu GABA. Gạo mầm giàu GABA được sử dụng làm
nguyên liệu cho quá trình sản xuất nước giải khát giàu GABA. Gạo mầm được rang ở 
80oC trong 10 phút; trích ly ở 85oC trong 20 phút; sau đó tiếp tục thực hiện các công
đoạn: lọc, phối chế, đồng hóa, thành trùng, đóng chai để tạo ra sản phẩm nước giải
khát giàu GABA từ gạo tím thảo dược Vĩnh Hòa.


 

iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................ii
TÓM TẮT....................................................................................................................iii
MỤC LỤC....................................................................................................................iv
DANH MỤC CẮC TỪ VIẾT TẮT............................................................................viii
DANH MỤC BẢNG....................................................................................................ix
DANH MỤC HÌNH.......................................................................................................
HÌNH.......................................................................................................xx
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ...........................................................................................................1
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI........................................................................................2
3. Ý NGHĨA KHOA
KHOA HỌC
HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU...........
CỨU...... ..........
.....22
3.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC............................................................................
HỌC....................................................................................
..............
...... 2
3.2 Ý NGHĨA THỰC TIỄN...........................................................................................
TIỄN........................................................................................... 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU..........................................................
CỨU.......................................................... 3
1.1. NGUỒN GỐC
GỐC VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
TRIỂN CÂY LÚA................
LÚA........................
.................

...............
......33
1.2. PHÂN LOẠI GIỐNG.............................................................................................4
1.3. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA GẠO.....................................................................
GẠO.....................................................................44
1.4. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU GẠO LỨT.....................................................6
1.4.1. Giới thiệu chung về nguyên liệu gạo lứt..............................................................6
1.4.2. Nguồn gốc
gốc và đặc điểm của gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa.......................
Hòa...............................
.............
.....77
1.4.3. Một số chức năng của gạo thảo dược Vĩnh Hòa ..................................................8
.................................................. 8
1.5. TỔNG QUAN VỀ GẠO MẦM............................................................................10
1.5.1. Tổng quan về Gama-Aminobutyric
Gama-Aminobutyric axit (GABA)..................................
(GABA)..........................................
............11
....11
1.5.2. Một số vai trò của GABA với sức khỏe của con người......................................
người.............................. ........11
11
1.5.3. Cấu trúc và hình dạng của GABA......................................................................11
GABA...................................................................... 11
1.5.4. Cơ chế tổng
tổng hợp GABA trong hạt nảy mầm .........................................
.................................................
............12
....12

1.6. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH NẢY MẦM
MẦM ..................
.......... ...............
.......13
13


 

v
1.6.1. Độ chín của hạt..................................................................................................13
1.6.2. Sức nảy mầm.....................................................................................................13
1.6.3. Nhiệt độ.............................................................................................................13
1.6.4. Nước..................................................................................................................14
1.7. NGUYÊN LIỆU
LIỆU SẢN XUẤT NƯỚC
NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ
TỪ GẠO MẦM............
MẦM....... .........
......14
..14
1.7.1. Nước..................................................................................................................14
1.7.2. Gừng..................................................................................................................16
1.7.3. Đường saccharose..............................................................................................18
1.7.4. Quá trình rang gạo mầm.....................................................................................
mầm.....................................................................................19
19
1.7.5. Quá trình trích ly gạo mầm................................................................................20
1.8. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI..................22

1.8.1. Các nghiên cứu trên thế giới..............................................................................22
1.8.2. Tình hình nghiên
nghiên cứu trong nước.......................................................................23
nước....................................................................... 23
1.8.3. Nhận xét chung..................................................................................................24
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU
LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NG
NGHIÊN
HIÊN CỨU......................
CỨU..............................
..........25
..25
2.1. ĐỊA ĐIỂM
ĐIỂM VÀ THỜI GIAN THỰC HIỆN..............................................
HIỆN.......................................................
............
...25
25
2.2. NGUYÊN VẬT LIỆU..........................................................................................25
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.................................................................................25
2.3.1. Nghiên cứu lý thuyết..........................................................................................
thuyết..........................................................................................25
25
2.3.2. Bố trí thí nghiệm................................................................................................26
2.4. PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ...................................................................................29
2.4.1. Phương pháp xác định tỷ lệ nẩy mầm................................................................29
2.4.2. Phương pháp
pháp xát định hàm ẩm ..........................................................................
..........................................................................30
30

2.4.3. Phương pháp
pháp xác định pH .................................................................................30
................................................................................. 30
2.4.4. Phương pháp đo màu.........................................................................................30
2.5. PHƯƠNG PHÁP HÓA
HÓA SIN
SINH..............................................................................
H................................................................................ 30
2.5.1. Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng số [16]......................................30
2.5.2. Xác định hàm lượng lipid .................................................................................31
2.5.3. Xác định hàm lượng protein ..............................................................................
..............................................................................31
31


 

vi
2.5.4. Phương pháp xác định GABA...........................................................................31
2.6. PHƯƠNG PHÁP CẢM QUAN............................................................................31
2.7. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VI SINH.............................................................32
2.7.1 Phương pháp
pháp xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí......................................
khí.............................................
.......32
32
2.7.2. Phương pháp
pháp xác định E.coli và tổng số Coliforms..............................
Coliforms......................................
.............33

.....33
2.7.3. Phương pháp xác định tổng số tế bào nấm men nấm mốc..................................33
mốc.................................. 33
2.7.4. Phương pháp xác định Clostridium tổng số.......................................................33
2.8. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU.....................................................................33
2.9. PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH
HOẠCH THỰC NGHIỆM.......................
NGHIỆM...............................
.................
..............
.....34
34
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
QUẢ VÀ THẢ
THẢO
O LUẬN............................................................
LUẬN.................................................... ...........35
...35
3.1. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT TRONG QUÁ
TRÌNH SẢN XUẤT GẠO MẦM GIÀU GABA TỪ GẠO TÍM THẢO DƯỢC VĨNH
HÒA............................................................................................................................35
3.1.1. Xác định một số thành phần hóa học trong giống lúa tím thảo dược Vĩnh Hòa. 35
3.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số kỹ thuật của quá trình ngâm (nhiệt độ, thời
gian ngâm) đến chất lượng gạo mầm sản xuất từ gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa............
Hòa............36
36
3.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số kỹ thuật của quá trình ủ (thời gian, nhiệt độ)
đến chất lượng gạo mầm sản xuất từ gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa...............................38
3.1.4. Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số kỹ thuật của quá trình sấy (thời gian, nhiệt
độ) đến chất lượng gạo mầm sản xuất từ gạo lứt

lứt thảo dược Vĩnh Hòa.............
Hòa...................
..........
.....45
.45
3.1.5. Quy trình sản xuất gạo mầm giàu GABA từ gạo lứt tím thảo dược Vĩnh Hòa.. .51
3.2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GẠO MẦM THẢO DƯỢC VĨNH HÒA GIÀU
GABA VÀO QUY TRÌNH
TRÌNH SẢN NƯỚC GIẢI KHÁT GẠO LỨT GIÀU GABA.
GABA..........52
.52
3.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hàm lượng GABA trong quá trình rang
gạo mầm thảo dược Vĩnh Hòa.....................................................................................52
3.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hàm ẩm trong quá trình rang gạo mầm
thảo dược Vĩnh
Vĩnh Hòa.............................................................
Hòa....................................................................................................
......................................... 56
3.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến màu sắc của gạo mầm thảo dược vĩnh
hòa trong quá trình rang...............................................................................................
rang...............................................................................................58
58
3.2.4. Đánh giá cảm quan gạo mầm thảo
thảo dược vĩnh hòa sau quá trình rang.........
rang..............
.......60
..60
3.2.5.
của nhiệt
và thời gian đến hàm lượng GABA trong quá trình trích

ly gạoẢnh
mầmhưởng
thảo dược
Vĩnhđộ
Hòa.................................................................................62


 

vii
3.2.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến pH trong quá trình trích ly gạo mầm
thảo dược Vĩnh
Vĩnh Hòa..............................................................
Hòa...................................................................................................
.........................................64
64
3.2.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến màu sắc dịch thu được trong quá trình
trích ly gạo mầm thảo dược Vĩnh Hòa.........................................................................66
3.2.8. Đánh giá cảm quan dịch trích ly từ gạo mầm thảo dược Vĩnh Hòa....................68
3.2.9. Đề xuất quy trình chế biến nước giải khát từ gạo mầm thảo dược Vĩnh Hòa giàu
GABA..........................................................................................................................71
3.2.10. Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm nước giải khát từ gạo mầm
thảo dược vĩnh hòa giàu GABA...................................................................................
GABA...................................................................................73
73
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................75
4.1. KẾT LUẬN..........................................................................................................75
4.2. KIẾN NGHỊ..........................................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................77
PHỤ LỤC....................................................................................................................83

 

viii

DANH MỤC CẮC TỪ VIẾT TẮT
GABA :

γ - Aminobutyric Acid

GBR:

germinated Browm Rice

SSADH:
GAD :

enzyme succinic seminaldehyde dehydrogenase
enzyme glutamate decarboxylase

GABA-T :

enzyme GABA transaminase

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam

CoQ10:

Coenzyme E10 Ubidecarenon


 

ix

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng so sánh thành phần chính của 100 g gạo trắng, gạo lứt, gạo nếp ..5
. .5
Bảng 1.2. Bảng tiêu chuẩn chất lượng
lượng nước sau khi xử lý ..........................................
..................................... .....15
15
Bảng 1.3. Giá trị dinh dưỡng của gừng trong 100 g.....................................................17
g..................................................... 17
Bảng 1.4. Chỉ tiêu cảm quan của đường
đường theo TCVN 7968
7968:2008
:2008 ......................
..............................
..........19
..19
Bảng 1.5. Chỉ tiêu hóa lý của đường theo TCVN 7968:2008 ......................................19
Bảng 2.1. Chỉ tiêu kiểm tra vi sinh đối với
với nước giải khát không cồn ............
....................
............32
....32

Bảng 3.1. Một số thành phần
phần dinh dưỡng có trong
trong giống lúa tím thảo dư
dược
ợc Vĩnh Hòa
VH1.............................................................................................................................35
Bảng 3.2. Các mức và khoảng biến thiên.....................................................................
thiên.....................................................................42
42
Bảng 3.3. Ma trận quy hoạch thực nghiệm..................................................................43
Bảng 3.4. Kết quả ttối
ối ưu phương
phương trình hồi quy Y1 mô tả ảnh hưởng của thời gian và
nhiệt độ quá trình ủ đến hàm lượng GABA trong gạo mầm thảo dược Vĩnh Hòa........45
Bảng 3.5. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng cảm quan của gạo
mầm sau quá trình rang................................................................................................
rang................................................................................................60
60
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian rang đến chất lượng cảm quan của gạo mầm
VH1.............................................................................................................................61
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến chất lượng cảm quan của dịch trích ly
từ gạo mầm VH1..........................................................................................................
VH1..........................................................................................................68
68
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến chất lượng cảm quan của dịch trích ly
từ gạo mầm VH1..........................................................................................................
VH1..........................................................................................................69
69
Bảng 3.9. Giá trị dinh dưỡng nước giải khát gạo mầm................................................73
Bảng 3.10 Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm

phẩm nước giải khát gạo mầm........................
mầm..............................73
......73
Bảng 3.11.
3.11. Bảng điểm cảm quan đánh giá chất lượ
lượng
ng sản phẩm........................
phẩm............... .................
.........74
.74


 

x

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sự đa dạng của các loại lúa gạo.....................................................................5
Hình 1.2. Cấu tạo của gạo lứt........................................................................................7
Hình 1.3. Gạo tím thảo dược Vĩnh Hòa.........................................................................8
Hình 1.4. Gạo lứt nguyên phôi.....................................................................................
phôi.....................................................................................10
10
Hình 1.5. Con đường chuyển hóa shunt GABA...........................................................
GABA...........................................................12
12
Hình 1.6. Cây Gừng.....................................................................................................16
Hình 2.1. Gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa........................................................................25
Hình 2.2. Sơ đồ nghiên cứu thiết lập quy trình sản xuất gạo mầm giàu GABA từ gạo
tím thảo dược Vĩnh Hòa...............................................................................................

Hòa...............................................................................................26
26
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu cứu ảnh hưởng các thông số kỹ thuật của
quá trình rang (nhiệt độ, thời gian) đến hàm lượng GABA trong quy trình sản xuất
nước giải khát gạo mầm từ gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa..............................................28
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu cứu ảnh hưởng các thông số kỹ thuật của
quá trình trích ly (nhiệt độ, thời gian) đến hàm lượng GABA trong quy trình sản xuất
nước giải khát gạo mầm từ gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa..............................................29
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ngâm đến tỷ lệ nảy mầm của gạo lứt tím thảo dược
Vĩnh Hòa VH1.............................................................................................................36
Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến hàm ẩm (a) và tỷ lệ nảy mầm (b) trong
gạo lứt tím thảo dược Vĩnh Hòa...................................................................................
Hòa...................................................................................37
37
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến hàm lượng protein trong gạo
mầm sản xuất từ gạo tím thảo dược Vĩnh
Vĩnh Hòa.............................................................38
Hòa............................................................. 38
Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ ủ đến hàm lượng lipid trong gạo mầm
sản xuất từ gạo lứt tím thảo dược Vĩnh Hòa................................................................39
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến hàm lượng đường tổng số trong
gạo mầm sản xuất từ gạo tím thảo dược Vĩnh Hòa......................................................40
Hình 3.6.
3.6. Ảnh hưởng của thời
thời gian và nhiệt độ đến hàm lượn
lượngg GABA trong quá
trình ủ..........................................................................................................................41
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến hàm ẩm trong quá trình nảy
mầm của gạo lứt tím thảo dược Vĩnh Hòa VH1...........................................................46
VH1........................................................... 46

 

xi
Hình 3.8. Ảnh hưởng của các nhiệt độ sấy khác nhau đến hàm lượng GABA có trong
gạo mầm thảo dược Vĩnh Hòa.....................................................................................47
Hình 3.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến hàm lượng protein (a), lipid (b),
đường tổng (c) trong quá trình
trình nảy mầm của gạo lứt tím thảo dược Vĩn
Vĩnhh Hòa VH1.
VH1... .49
Hình 3.10. Quy trình sản xuất gạo mầm từ gạo lứt tím thảo dược Vĩnh Hòa...............51
Hòa............. ..51
Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ rang đến hàm lượng GABA
trong gạo mầm VH1....................................................................................................53
Hình 3.12. Đồ thị
thị biểu diễn sự ảnh hưởng
hưởng của thời gian
gian rang đến hàm lượng GABA
trong gạo mầm.............................................................................................................55
Hình 3.13.
3.13. Đồ thị biểu
biểu diễn sự ảnh hưởng
hưởng của nhiệt độ rang đế
đếnn hàm ẩm trong
trong gạo
mầm.............................................................................................................................56
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian rang đến hàm ẩm trong gạo
mầm VH1....................................................................................................................57

Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian rang đến cường độ màu của
gạo mầm......................................................................................................................58
Hình 3.16. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ rang đến cường độ màu của gạo
mầm.............................................................................................................................59
Hình 3.17. Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng GABA
trong dịch trích ly gạo mầm VH1................................................................................62
Hình 3.18. Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của thời gian trích ly đến hàm lượng
GABA.........................................................................................................................63
Hình 3.19. Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến pH của dịch trích ly
gạo mầm VH1..............................................................................................................64
Hình 3.20. Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của thời gian trích ly đến pH của dịch trích
ly gạo mầm VH1..........................................................................................................
VH1..........................................................................................................65
65
Hình 3.21. Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến màu sắc của dịch
trích ly gạo mầm VH1.................................................................................................66
Hình 3.22. Đồ thị biễu diễn sự ảnh hưởng của thời gian trích ly đến cường độ màu của
dịch trích ly gạo mầm VH1.................................................................................
VH1..........................................................................................
......... 67
Hình 3.23. Sơ đồ quy trình chế biến............................................................................71


 

1

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam là một nước có nền nông nghiệp lâu đời, điều kiện khí hậu, thổ

nhưỡng đất đai thuận lợi cho sự phát triển của nhiều cây lương thực thực phẩm nói
chung và cây lúa nói riêng. Hàng năm, Việt Nam sản xuất trung bình từ 26-28 triệu tấn
gạo và là một trong những nước xuất khẩu lúa gạo hàng đầu thế giới [62]. Tuy nhiên,
thu nhập của người trồng lúa còn thấp, chưa tương xứng với công lao động và tiềm
năng nông nghiệp của Việt Nam. Vì vậy, nhu cầu phát triển các sản phẩm gia tăng từ
lúa gạo là vấn đề quan trọng và cấp thiết trong giai đoạn hiện nay.
Gạo lứt (gạo lức, gạo rằn hay gạo lật) là loại gạo còn nguyên mầm và cám chỉ
loại bỏ vỏ trấu bằng xay xát. Gạo lứt được xếp vào nhóm hạt nguyên chất (whole
grains). So với các loại gạo thông thường thì gạo lứt có hàm lượng dinh dưỡng cao
hơn [36]. Tuy nhiên, do gạo lứt có màu sẫm và cấu trúc cứng nên chúng thường ít
được sử dụng như gạo trắng. Để cải thiện các hạn chế này, gạo lứt được ngâm trong
nước với nhiệt độ và thời gian thích hợp để nảy mầm.
Gạo lứt sau khi cho nảy mầm, khi nấu gạo sẽ có vị hơi ngọt, mềm hơn do các
enzyme đã tác động vào các chất đường và đạm trong gạo, đồng thời, quá trình nảy
mầm làm gia tăng các thành phần dinh dưỡng đã có trong gạo lứt như lysine, vitamin
E, vitamin B1, vitamin B6, magie, canxi, sắt và đặc biệt là γ – amino butyric acid
(GABA) tăng gấp 10 lần so với gạo trắng đã qua xay xát và gấp 4 lần gạo lứt nguyên
[45], [53]. Chính vì vậy, gạo mầm còn được gọi là gạo GABA.
Quá trình ngâm và nảy mầm là biện pháp phổ biến để tăng hàm lượng GABA.
Đã có các nghiên cứu về công nghệ sản xuất gạo GABA được
được công bố, nhưng kết quả
thu được
cũng khá
khácđịanhau
do cácđiều
nghiên
sử dụng
các mầm
loại gạo
cónhau.

chủngTrong
khác
nhau
thu hoạch
từ các
phương,
kiệncứu
ngâm,
ủ và nảy
khác
nghiên cứu của mình, Ohtsubo và cộng sự (2005) đã tăng hàm lượng GABA trong gạo
 bằng cách ngâm gạo lứt Koshihikari trong nước 72 giờ ở 30 oC [51]. Komatsuzaki
Komatsuzaki và
cộng sự (2007) trong một nghiên cứu khác đã rút ngắn thời gian ngâm gạo bằng cách
ngâm gạo trong nước 3 giờ, sau đó ủ ở 35 oC trong 21 giờ [42]. Tại Thái Lan, các nhà
khoaa học cũng đã tìm ra các điều kiện thích hợp cho quá trình nảy mầm của hai loại
kho
gạo giống Khao Dawk Mali 105 và Chainat 1 là: ngâm ở pH = 6 ở 35 oC trong 24 giờ 
[59]. Cả 2 loại gạo này sau khi nảy mầm đều làm cho cơm mềm hơn so với gạo không
nảy mầm. Ở nước ta, bước đầu đã có một số nghiên cứu về gạo mầm GABA được các
nhà khoa học trong nước công bố như: Cung Thị Tố Quỳnh và cộng sự (2013) [13];
Trần Thị Thu Hương và cộng sự (2017) [3].


 

2
 Hiện nay, nước ta vẫn còn nhiều giống lúa quý cần được quan tâm phát triển,
trong đó có giống lúa thảo dược Vĩnh Hòa là giống lúa quý hiếm và có chất lượng cao
[64], tuy nhiên vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về chế biến sau thu hoạch đối với giống

lúa chất lượng cao này.
Từ các thực tế trên, chúng tôi đã chọn đề tài “ Nghiên cứu thiết lập quy
trình
trì
nh sản xuất gạo mầm giàu
giàu γγ-Ami
Aminob
nobuty
utyric
ric Aci
Acid
d (GABA)
(GABA) từ gạo lứt thảo
thảo
dược Vĩnh Hòa và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm” với
với  mục đích sản xuất
gạo mầm GABA từ nguồn nguyên liệu gạo lứt Việt Nam nhằm thu được gạo GABA
có hàm lượng dinh dưỡng cao. Đây là một việc làm có ý nghĩa khoa học và thực
tiễn cao.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
 Nghiên cứu thiết lập quy trình sản xuất gạo mầm giàu γ-aminobut
γ-aminobutyric
yric acid
(GABA) từ gạo tím thảo dược Vĩnh Hòa và bước đầu ứng dụng vào sản xuất nước giải
khát gạo mầm giàu GABA.
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
3.1. Ý NGHĨA KHOA HỌC
- Tối ưu hóa các thông số công nghệ trong quy trình sản xuất gạo mầm giàu γaminobutyric acid (GABA) từ gạo tím thảo dược Vĩnh Hòa.
- Xây dựng mối quan hệ động học giữa các yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh tổng
hợp γ-aminobuty

γ-aminobutyric
ric acid (GABA)
(GABA) trong quy trình sản xuất gạo mầm bằng phương
phương
 pháp quy hoạch thự
thựcc nghiệm.
3.2 Ý NGHĨA THỰC TIỄN
- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất gạo mầm giàu γ-aminobutyric
acid (GABA) từ gạo tím thảo dược Vĩnh Hòa, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm từ
các giống lúa quý của nước ta.
- Ứng dụng gạo mầm giàu GABA từ gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa vào sản xuất
nước giải khát giàu GABA.
- Đẩy
Đẩy mạnh
mạnh hướng
hướng ứng dụng
dụng sản phẩm lú
lúaa gạo giàu γ-amin
γ-aminob
obuty
utyric
ric aci
acidd
(GABA), nhằm mở rộng mặt hàng thực phẩm có chất lượng cao và giá thành thấp.


 

3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
1.1. NGUỒN GỐC VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÂY LÚA
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
sông,, con người
người đã dần dần thuần hóa
và tạonhau
nên cây
lúa trồng
nay
tạiýrấtkiến
nhiều
ý kiến,
học gốc
thuyết
khác
về nguồn
gốcngày
cây nay.
lúa.. Tồn
Nhiều
chonhững
rằng cây
lúa những
có nguồn
từ
Châu Á và xuất hiện cách đây khoảng 8000 năm [1]. 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 – Myanma và vùng trung du Tây Bắc, Việt Nam. Tuy nhiên, gần đây các
nhà khảo cổ Trung Quốc đã tìm thấy những

những hạt lúa nguyên thủy cùng các nông cụ
cổ có niên đại khoảng 9000 năm [1].
[1] . Đầu tiên, lúa được trồng ở Châu Á, sau đó, lúa
được du nhập đến Hy Lạp cổ đại bởi người Ả Rập, từ Hy Lạp, Alexender 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 
sativa  dần
tiến hóa thành giống O. sativa India
sativa India thích ứng với khí hậu khô hạn đặc trưng của
khí hậu vùng này. Sau này, 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 Japoinica.
sativa Japoinica.
Cây lúa trồng phát triển ở Châu Á được du nhập ra toàn thế giới bằng nhiều
con đường khác nhau. Lúa O.sativa
O.sativa Indica
 Indica từ Ấn Độ phân tán trên khắp thế giới
qua các nước nước Trung Đông, Bắc Phi và phát triển tại Châu Âu (thời điểm
khoảng 1000 năm trước Công nguyên). Từ một con đường khác, lúa Châu Á từ Ấn
Độ được đưa đến vùng Đông Phi. Cây lúa trồng ở Tây Phi ngày nay lại không xuất
 phát từ Châu Á mà lại nhận từ các giống lúa phát triển từ Châu Âu. Cây lúa đến
vùng Nam Mỹ nhờ người Châu Âu, những người Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha đã
đem các giống lúa ở Châu Âu đến cho người Nam Mỹ. Sau đó, cây lúa được du
nhập vào nước Mỹ một cách có chọn lọc từ các nước thuộc vùng Nam Á và Đông
Á. Ngày nay các nước phát triển trên một bình diện rộng khắp thế giới với khoảng
100 quốc gia trồng lúa. Vùng trồng
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 trên 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 lai

năng suất cao, kháng sâu bệnh tốt. Vùng trồng lúa lớn nhất Việt Nam là đồng bằng
Sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long.


 

4
1.2. PHÂN LOẠI GIỐNG
Cây lúa thuộc họ Poaceae (Graminea hay họ Hòa thảo), phụ họ Pryzoideae, tộc
Oryzae, dòng Oryza, loài Oryza sativa 
sativa  và Oryza glaberri
glaberrima
ma.. Loài Oryza sativa được
sativa được
trồng ở châu Á và Oryza glaberrim
glaberrimaa được trồng ở châu Phi. Ngoài ra, còn có hơn 20
loài lúa dại sống rải rác trên thế giới như: Đông Nam Á, Nam Á, Úc Châu, New
Guinea,
Trung
vàtranh
Nam luận
Mỹ. giữa
Sự xếp
cây cứu
lúa trải
qua một
gian
hơn 200 Phi
năm,Châu,
với rất

nhiều
cácloại
nhàcho
nghiên
vì không
có thời
hệ thống
xếp loại duy nhất được đặt ra. Do đó, có nhiều loài lúa dại được xếp cùng tên hoặc lẫn
lộn nhau, tùy theo các nhà nghiên cứu, ngoại trừ hai loài lúa trồng (sativa và
glaberrima) và 7 loài lúa dại (australiensis, eichingeri, latifolia, minuta, schlechteri,
ridleyi và brachyantha) [49]
Vào 1753, Lineaeus, người đầu tiên đã mô tả và xếp loài lúa sativa trong dòng
Oryza. Đến năm 1915, nhà nghiên cứu Pilger tìm được và mô tả loài thứ hai,
schlechteri từ mẫu thu thập được bởi Schlechter vào năm 1907 ở miền bắc Tân Guinea
[49]. Sau đó, dòng Oryza được đặc biệt quan tâm đến với rất nhiều công trình nghiên
cứu
của(1935),
các nhà
nghiên cứu
khác nhau
Roscheviez
Chevalier
(1932),
Sasaki
Morinaga
(1943),….
trongnhư:
đó, Morinaga
là (1931),
người đầu

tiên đã sử
dụng
kỹ thuật phân tích genome để định danh các loài lúa dại. Công trình nghiên cứu dựa
trên cơ sở khoa học này (sự tiếp hợp của các nhiễm sắc thể giống nhau) đã giúp phân
tích các loài lúa được chính xác hơn [47][46].
1.3. GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CỦA GẠO
Gạo là một loại thực phẩm thiết yếu của hầu hết các nước ở châu Á. Nó là
nguồn cung cấp từ 60 đến 70% nhu cầu năng lượng hằng ngày của người dân châu Á
[38]. Ngoài việc là một nguồn protein, carbohydrate, vitamin và khoáng chất, trong
gạo cũng dồi dào với chất dinh dưỡng thực vật cho cơ thể con người. Các nghiên cứu
trước đây đã có báo cáo rằng gạo là nguồn dưỡng chất phong phú có nhiều tác dụng
sinh học với cơ thể con người. Một số hợp chất quan trọng có trong gạo có thể kể đến
nhưư là:
nh
là: γ-or
γ-oryz
yzan
anol
ol,, to
toco
coph
pher
erol
ol,, to
toco
cotr
trie
ieno
nol,
l, hợp

hợp chất
chất phen
phenol
olic
ic,, axit
axit phyt
phytic
ic và
 phytosterol,…
 phytoster
ol,… có vai trò quan trọng trong việc duy trì, bảo vệ sức khỏe và ngăn ngừa
một số bệnh, thúc đẩy hoạt động chống oxy hóa. Thông thường loại gạo màu (đen, đỏ,
tím) có khả năng chống oxy hóa tốt hơn so với các loại gạo trắng. Sự đa dạng của các
loại gạo màu được thể hiện tại hình 1.1.


 

5

 Hình 1.1. Sự
1.1. Sự đa dạng của các loại lúa gạo [65]
Đối với gạo xay ở độ ẩm khoảng 14% thành phần dinh dưỡng thường chứa
khoảng 77% tinh bột, 7% protein (Nx5,95), 0,4% chất béo thô, 0,4% tro khô và 0,4%
xơ thô. Ngoài chất béo thô, tinh bột không có chất sáp mà chỉ có lipid (acid béo tự do
và lysophos-pholipid) liên kết với amylose. Các acid béo chính là oleic, linoleic và
 palmitic. Thành
Thành phần của các loại gạo khác nhau như là gạo trắng, gạo lứt, gạo nếp có
sự khác nhau nhất định. Thành phần của các loại gạo khác nhau đã được Juliano và các
cộng sự (năm) đã liệt kê tại bảng 1.1 [39].

 Bảng 1.1. Bảng
1.1. Bảng so sánh thành phần chính của 100 g gạo trắng, gạo lứt, gạo nếp [39]
STT

THÀNH PHẦN

GẠO
TRẮNG

GẠO
LỨT

GẠO
NẾP

1

 Năng lượng
lượng (kcal)

361

362

355

2

Chất béo thô (%)

0,8

2,4

0 ,6

3

Xơ thô (%)

0,6

2,8

0

4

Protein (%)

6,0

7,4

6 ,3

5

Carbohydrate có sẵn (%)

82,0

87,7

81

6

Thiamine (vit.Bl) (mg/100g)

0,07

0,26

0,08

7

Riboflavin (vit.B2) (mg/ 100g)

0,02

0,04

0,03

8

 Niacin (acid
(acid nicotini

nicotinic)
c) (mg/100
(mg/100g)
g)

1,8

5,5

1,8

9

Canxi (mg/100g)

8

12

7

10

Phốt pho (g/100g)

87

255

63

Từ bảng 1.1 có thể thấy: hàm lượng tinh bột chứa trong gạo rất cao, chiếm trên
80%. Chúng tồn tại dưới dạng carbohudrate và sau khi vào cơ thể chúng tồn tại dưới


 

6
dạng carbohydrate đơn giản như: glucose, fructose, lactose… Tinh bột là nguồn cung
cấp phần lớn năng lượng cho con người [38].
Protein: gạo là loại thực phẩm cung cấp nhiều loại protein tốt cho con người.
Các phân tử amino acid được cung cấp từ protein sẽ tham gia các quá trình tạo
enzyme, mô bì, các kích thích tố và kháng sinh. Năm 1979, Chandler đã tiến hành so
sánh giá trị sử dụng protein thật sự của gạo, lúa mì, và ngô. Kết quả nghiên cứu cho
thấy giá trị sử dụng protein của gạo là 63, cao hơn nhiều so với lúa mì và ngô lần lượt
chỉ đạt 49 và 36 (căn cứ trên protein của trứng là 100) [29].
Vitamin: Cũng giống như các loại ngũ cốc khác, lúa gạo không chứa các loại
vitamin A, C hay D, nhưng có vitamin B1, vitamin B2, niacin, vitamin E, ít chất sắt và
kẽm và nhiều chất khoáng Mg, P, K, Ca.
Thiamin là vitamin B1 giúp tiêu hóa chất đường glucose để sản xuất năng
lượng, vì thế hỗ trợ cho các tế bào thần kinh, hoạt động của tim và khẩu vị. Vitamin
B1 không thể dự trữ trong cơ thể nên phải cung cấp hàng ngày. Gạo trắng cung cấp
0,07 mg B1/100 gram.
nay,sức
quakhỏe
các con
nghiên
cứusođãvớicho
gạolàcẩm,
gạochứa

đỏ có
nhiều dinh
dưỡng Ngày
hơn cho
người
gạothấy
trắng
nhờ có
anthocyanins
(Ryu và cộng sự, 1998). Các nhà khoa học khẳng định ăn gạo cẩm, gạo đỏ có thể
giúp ngăn ngừa một số bệnh như: ung thư, tiểu đường, tim mạch và bệnh giảm trí
nhớ của người già.
1.4. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU GẠO LỨT
1.4.1. Giới thiệu chung về nguyên liệu gạo lứt
Gạo lứt (Brown rice) hay còn gọi là gạo lật, gạo rằn, là gạo chỉ xay bỏ vỏ trấu
không bỏ mầm và cám của hạt gạo bên trong. Đây là loại gạo rất giàu dinh dưỡng, đặc
 biệt là các vitamin và nnguyên
guyên tố vi lượng
lượng..
Thành phần của gạo lứt gồm: tinh bột, đạm, chất béo, chất xơ cùng các vitamin
như: B1, B2, B3, B6; các acid như: pantothenic (vitamin B5), paraaminobenzoic
(PABA), folic (vitamin M), phytic; các nguyên tố vi lượng như: canxi, sắt, magie,
selen, glutathione (GSH), kali và natri.
Gạo trắng qua quá trình xay, giã sẽ bị mất đi 77% vitamin B3, 80% vitamin
B1, 90% vitamin B6, một nửa lượng mangan và
mangan và hầu hết chất xơ. Các chuyên gia
dinh dưỡng cũng nhận thấy, một lon gạo lứt khi nấu thành cơm chứa 84 mg magiê,
trong khi đó ở gạo trắng chỉ có 19 mg. Lớp cám của gạo lứt cũng chứa một chất dầu
đặc biệt có tác dụng điều hòa huyết áp, làm giảm cholesterol xấu,
cholesterol xấu, giúp ngăn ngừa

các bệnh
các
 bệnh tim mạch.
mạch .
Đặc điểm cấu tạo của gạo lứt được thể hiện tại hình 1.2:


 

7

 Hình 1.2.
1.2. Cấu tạo của gạo lứt [66].
- Vỏ trấu: chiếm 15-20% gồm tế bào
bào rỗng có thành phần cấu tạo là cellulose.
- Vỏ quả: chiếm 5-6% khối lượng hạt, có thành phần chủ yếu là cellulose,
 pentose, pectin,
pectin, tro…
- Vỏ
hạt:6-12%
chiếmchứa
1-2%
liênprotein,
kết ch
chặt
ặt với
vớbéo,
i lớp
aleu
rone,

e, chứa
chứa nhiều
nhiều sắt. Lớp
Lớp
aleurone
chiếm
nhiều
chất
troaleuron
và vitamin.
- Nội nhũ: tinh bột chiếm 60-80% tùy theo điều kiện canh tác giống. Nội nhũ có
thể trắng trong, trắng đục hoặc bạc bụng.
- Phôi: nằm ở đầu nhọn của hạt lúa, chiếm 2,25% khối lượng hạt gạo lứt. Trong
 phôi,i, protei
 phô
proteinn chi
chiếm
ếm 3030-40%
40%,, chấ
chấtt béo từ 15-35%,
15-35%, tro 5-10%,
5-10%, cellul
cellulose
ose 2-3
2-3%,
%, pentos
pentose,
e,
vitamin và khoáng, phôi chứa rất nhiều chất dinh dưỡng, nó dự trữ thức ăn cho phần hạt.
Gạo lứt được chia thành 3 nhóm chủ yếu như sau:

- Gạo lứt tẻ hạt dài (long-grain brown rice).
- Gạo lứt tẻ
tẻ hạt tròn (short-grain brown rice).
- Gạo lứt nếp (sweet brown rice).
1.4.2. Nguồn gốc và đặc điểm của gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa
 Năm 2007, cựu chiến binh Phan Văn Hòa đã lai tạo thành công giống lúa thảo
dược từ các giống lúa thuần đặc trưng của Việt Nam. Đây được xem là giống lúa thảo
dược quý của Việt Nam [67].
Giống lúa thảo dược có thân cây và hạt lúa có màu tím và chuyển màu theo
từng giai đoạn phát triển. Mạ non chuyển từ màu tím biếc sang màu xanh đậm khi phát
triển thành cây lúa, đến thời kỳ trổ bông lại chuyển thành màu tím. Giống lúa này cứng
cây,
lá thân
đẻlúc
nhánh
to, nặng
từ 250-300
lúa quan
vào thời
kỳ đẻbộnhánh
đến
kết khỏe,
hạt cóbông
mùi thơm
đặchạt
trưng,
dễ chịu.hạt/bông.
Chúng taKhi
có thể
sát

 

8
màu tím đặc trưng khi trổ bông và hạt gạo sau thu hoạch của giống lúa tím thảo dược
Vĩnh Hòa tại hình 1.3.

 Hình 1.3. Gạo tím thảo dược Vĩnh Hòa [68]
Giống lúa thảo dược thích hợp với điều kiện tự nhiên và khí hậu ở nhiều địa
 phương trong
trong nước, trồng được ở cả hai vụ, đông xuân
xuân và hè thu, năng suất đạt từ 5,510 tấn/ha. Gần đây, giống lúa thảo dược Vĩnh Hòa được đưa ra gieo trồng trên quy mô
lớn tại nhiều huyện Yên Thành, Diễn Châu, Quỳnh Lưu, Nghi Lộc, Nam Đàn thuộc
tỉnh Nghệ An và một số tỉnh thành khác: Phú Thọ, Ninh Bình, Nam Định, Thái Bình,
Hà Tĩnh, Quảng Bình.
Giống lúa thảo dược Vĩnh Hòa là giống lúa quý hiếm, có chất lượng cao được
công nhận bởi Trung tâm khảo nghiệm giống, cây trồng, phân bón quốc gia, đồng thời
được bảo hộ bởi Tổ chức quốc tế về bảo vệ các giống cây trồng mới (UPOV).
Gạo lứt thảo dược Vĩnh Hòa đã được Bộ Y tế, Viện
Viện kiểm nghiệm an toàn và vệ
sinh thực phẩm quốc gia, Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng, Trung tâm kỹ
thuật đo lường chất lượng 1 (Quarter 1) phân tích các chỉ tiêu dinh dưỡng và công
nhận là gạo thảo dược.
1.4.3. Một số chức năng của gạo thảo dược Vĩnh Hòa [68]
Gạo lứt thảo dược là loại gạo quý, có giá trị dinh dưỡng cao và chứa nhiều
omega 6, 9 mà các loại gạo khác không có, vì vậy,
vậy, việc sử dụng gạo thảo dược thường
xuyên có thể giúp phòng ngừa, hạn chế được bệnh tật, hỗ trợ điều trị các bệnh mãn
tính và có nhiều tác dụng quý khác.

- Trong
Trong lớp cùi của gạo lứt tím thảo dược có
có trên 120 chất kháng oxy hóa, có
thể bảo vệ các tế bào của cơ thể khỏi bị xâm hại bởi các gốc tự do. Các chất kháng oxy
hóa được coi như là những người lính bảo vệ tế bào của cơ thể, do đó tế bào tránh
được sự hư hại. Các chất kháng oxy hóa mạnh ở trong lớp cùi của gạo lứt thảo dược


 

9
như: axít alphalipoic, CoQ10, các proanthocyanidin
proanthocyanidin oligomic, SOD, các tocopherol và
tocotrienol, IP6, glutathione, carotenoid, selen, các phytosterol, gamma oryzanol và
lycopene đều giúp cho cơ thể phòng chống và giảm rủi ro đối với các bệnh nói trên.
- Gạo lứt điều chỉnh được hàm lượng glucose trong máu ở những người bị bệnh
đái tháo đường. Ở Việt Nam có khoảng 6 triệu người bị bệnh đái tháo đường. Nhiều
công trình nghiên cứu đã khẳng định rằng gạo lứt có khả năng kiểm soát và làm giảm
hàm lượng glucose trong máu của những người bị bệnh tiểu đường [44]. Lớp cùi của
gạo lứt có tác dụng làm giảm hàm lượng glucose trong máu, hàm lượng hemoglobin
đã được glycosyl - hóa và cải thiện sự tổng hợp insulin ở các người bị bệnh đái đường
type I và type II. Các vitamin nhóm B, gamma oryzanol, protein, các phức hợp
carbohydrate, crom, colysaccharide, cemicellulose, chất béo, chất xơ, các tocopherol,
các tocotrienol và các chất kháng oxy hóa ở trong gạo lứt đều đóng vai trò quan trọng
và tích cực trong việc chuyển hóa glucose trong cơ thể. Do đó có thể kiểm soát và điều
hòa hàm lượng glucose trong máu ở người bị bệnh tiểu đường [41][68].
- Làm giảm cholesterol
cholesterol và phòng ngừa bệnh tim mạch: một số chất dinh dưỡng
có trong gạo lứt tím thảo dược như chất xơ,
xơ, carotenoid

carotenoid,, phytosterol,
phytosterol, omega 3, 6, 9 và
Inositol hexaphosphate (IP6) đều có vai trò rất quan trọng trong việc phòng chống sự
ngưng kết các tiểu huyết cầu.
- Làm tăng hệ miễn dịch của cơ thể nhằm phòng chống các bệnh thoái hóa và
chặn đứng hiện tượng lão suy sớm: các sterol và sterolin (có nhiều trong thực vật) đều
là những tác nhân phù trợ quan trọng giúp cho hệ thống miễn dịch của cơ thể chặn
đứng các bệnh ưng thư, tiêu diệt, ngăn chặn các loại virut, vi khuẩn và làm chậm quá
trình lão hóa.
- Cải thiện bộ máy tiêu hóa, giúp việc đồng hóa thức ăn tốt và tránh được
các hiện tượng tiêu chảy, táo bón… Trong gạo lứt chứa nhiều chất xơ ăn được và
carbohydrat
carbohydrate
e không
hóa được
nhưng
khảbéo
năng
lên men.
được
các vi sinh
vật có lợi trong
ruột tiêu
lên men
tạo thành
cáccóacid
mạch
ngắn Nó
đặcsẽ
biệt

là butyrate,
là
những nguồn năng lượng tối thích cho vi sinh vật có lợi phát triển, do vậy hạn chế các
 bệnh mãn tính
tính đường ru
ruột,
ột, đồng thời,
thời, nó cũng được tạo rraa các prebioti
prebioticc là những thành
thành
 phần các chất đã lên men cho phép những thay đổi đặc biệt cả về thành phần và hoạt
lực của các vi sinh vật ở đường ruột, có lợi cho sức khỏe tiêu hóa. Oligosaccharide và
kháng tinh bột trong tinh chất gạo lứt tạo ra điều này. Các prebiotic này có tác dụng
tăng cường miễn dịch.
- Giúp giảm cân ở những người bị bệnh béo phì: cung cấp một phổ rất rộng về
các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể giúp cơ thể không bị kích động bởi cảm giác
đói. Chúng cũng giúp quản lý được trọng lượng cơ thể thông qua các cơ chế điều hòa
lượng đường trong máu, giải độc ruột kết và việc chuyển hóa chất béo. Gạo lứt cũng


 

10
rất giàu magie thiên nhiên, có khả năng phòng chống hội chứng rối loạn trao đổi chất
đồng thời cải thiện quá trình trao đổi chất.
- Giải độc cho cơ thể, bảo vệ gan rất tốt: acid alpha lipioc là một tác nhân rất tốt
nhằm tinh lọc gan khỏi bị ngộ độc bởi các chất hóa học. Các bác sĩ người Đức đã sử
dụng acid alpha lipoic ngay từ những năm 1960 để điều trị bệnh xơ gan. Sau đó việc
điều trị đã được mở rộng thêm đối với việc ngộ độc kim loại nặng, ngộ độc do nấm
độc và các bệnh liên quan đến oxygen.

 Ngoàii ra, gạo lứt thảo
 Ngoà
thảo dượ
dượcc còn có một số chứ
chứcc năng khác
khác như:
như: tăng cườn
cườngg năng
lượng cho cơ thể, cải thiện thị giác, giảm hiện tượng đau đầu, tăng cường trí tuệ...
1.5. TỔNG QUAN VỀ GẠO MẦM
Gạo mầm hay germinated Browm Rice (GBR) là hạt gạo lức còn nguyên phôi
(chỉ làm tróc vỏ hạt), sau đó được đem đi ngâm ủ để lên mầm, trong điều kiện thích
hợp sao cho các enzyme kích thích các thành phần dinh dưỡng đạt được ở mức độ cao
nhất. Chính vì vậy mà hạt gạo nguyên phôi nảy mầm có hàm lượng chất dinh dưỡng
cao hơn nhiều so với gạo thông thường hay gạo lứt.

 Hình 1.4. Gạo
1.4. Gạo lứt nguyên phôi [70]
Xuất hiện lần đầu tiên năm 1995 tại Nhật Bản, gạo mầm (GBR) ngày càng trở 
nên phổ biến trên thế giới. Các sản phẩm GBR được phát triển và đưa ra thị trường
đầu tiên bởi Công ty Domer (Thành phố Ueda, Nagano Pref). Domer là một trong
những công ty sớm nhất tham gia vào việc sản xuất GBR. Trong thập kỷ qua, đã có
khoảng 49 bằng sáng chế liên quan đến GBR đã được cấp [56]. Gạo lứt sau khi cho
nảy mầm, gạo khi nấu sẽ có vị hơi ngọt, mềm hơn do các enzyme đã tác động vào các
chất đường và đạm trong gạo, đồng thời, quá trình nảy mầm làm gia tăng các yếu tố
dinh dưỡng đã có trong gạo lứt như lysine, vitamin E, vitamin B1, vitamin B6, magie,
canxi, sắt và đặc biệt là γ– amino butyric acid (GABA) tăng gấp 10 lần so với gạo
trắng đã qua xay xát và gấp 4 lần gạo lứt [45], [53]. Chính vì vậy, gạo mầm còn được
gọi là gạo GABA.

 

11
1.5.1. Tổng quan về Gama-Aminobutyric axit (GABA)
GABA là một acid amin có trong tự nhiên, ở thực vật bậc cao như khoai tây,
đậu tương, lúa, gạo lứt còn nguyên phôi. Trong cơ thể, GABA được phát hiện trong hệ
thống thần kinh trung ương vào khoảng năm 1950 bởi Eugene Roberts nhưng đến năm
1960, GABA mới được đề xuất là chất dẫn truyền thần kinh ức chế trong cơ thể. Ngoài
não, GABA cũng có mặt trong tế bào B tuyến tụy, buồng trứng, tinh hoàn, ống tiêu
hóa. GABA có chức năng quan trọng trong hệ thống thần kinh. Hoạt động của GABA
cùng với glutamate và aspartate thực hiện phần lớn hoạt động thông qua khe xináp
trong hệ thống thần kinh trung ương.
1.5.2. Một số vai trò của GABA với sức khỏe của con người
- Giảm bớt trạng thái căng thẳng và bất an, giúp ngủ ngon và ngủ sâu hơn.
- Điều trị mất tự chủ tạm thời: có mối quan hệ giữa việc thiếu GABA và hiện
tượng mất tự chủ hành vi của một số bệnh nhân. Trong những trường hợp này, bổ sung
thêm GABA có thể ngăn ngừa sự vô hiệu hóa hoạt động các tế bào thần kinh tại não
 bộ, tránh khỏi sự mất tự chủ của
của bệnh nhân.
nhân.
- Giảm stress, tình trạng tâm lý căng thẳng có thể làm gia tăng sự đau nhức.
 Như một chất
chất dẫn tự nnhiên
hiên có chức
chức năng gi
giảm
ảm stress, G
GABA
ABA có thể giảm bớt tình trạng

đau nhức kéo dài khi giảm các dấu hiệu lo lắng có liên quan đến đau nhức giúp cho
chúng ta bớt cảm giác về sự đau nhức đó.
- Giảm trầm cảm.
- Việc
Việc sử dụng các loại thuốc an thần làm giảm lượng GABA trong cơ thể và là
một trong các nguyên nhân gây ra hiện tượng hoảng loạn.
- GABA cũng được coi là có thể điều trị được trạng thái rối loạn tâm lý trước
thời kỳ kinh nguyệt (PMS - premenstrual syndrome) đối với phụ nữ.
1.5.3. Cấu trúc và hình dạng của GABA
GABA có cấu trúc gồm 4 cacbon. Nhóm cacbon cho proton và nhóm amin
nhận proton. Hình dạng của GABA phụ thuộc nhiều vào điều kiện của môi trường.
Ở trạng thái khí, GABA cuộn lại nhiều lần để tạo ra sức hút điện tích giữa hai nhóm
chức năng amin và cacbon. Theo tính toán hóa học để phá vỡ cấu trúc này cần một
năng lượng khoảng 50 kcal/mol. Ở trạng thái rắn, GABA luôn có hình dạng mạch
thẳng. Dưới dạng mạch thẳng, GABA luôn có cấu trúc hình học trans ở nhóm amin
cuối và dạng cis ở nhóm cacbon kết thúc. Cấu trúc này sẽ giúp cho phân tử GABA
liên kết dễ dàng với các phân tử GABA khác. Ở trạng thái lỏng, GABA tồn tại ở 
nhiều dạng cấu trúc khác nhau bao gồm dạng gấp khúc, dạng mạch thẳng. Chính


 

12
nhờ khả năng tồn tại ở nhiều dạng cấu trúc khác nhau này tạo cho GABA có nhiều
chức năng sinh học quan trọng.
1.5.4. Cơ chế tổng hợp GABA trong hạt nảy mầm [8][50]
Trong quá trình nảy mầm, phôi được cung cấp các chất dinh dưỡng như:
 protein, hydrocacbon, khoáng, chất béo… Khi mầm phát triển, các chất dự trữ được
chuyển hóa thành các hợp chất hòa tan để có thể thấm thấu qua màng tế bào để đi đến
 phôi phục vụ cho quá trình nảy mầm. Quá trình chuyển hóa này được thực hiện bởi

các enzyme được sinh ra từ phôi.
Ở thực vật, GABA được hình thành theo con đường chuyển hóa shunt GABA
và các enzyme xúc tác tương ứng được thể hiện tại hình 1.5.
Trong thực vật, GABA được hình thành qua 3 enzyme: enzyme glutamate
decarboxylase (GAD), enzyme GABA transaminase (GABA-T) và enzyme succinic
seminaldehyde dehydrogenase (SSADH).

 Hình 1.5. Con
1.5. Con đường chuyển hóa shunt GABA [50]
Chu trình thủy phân nitrogen hay chu trình trao đổi chất bởi enzyme glutamine synthetase hay glutamate - synthase (GS hay GOGAT) là một con đường chính để
đồng
đồ
ng hóa
hóa ni
nitr
trog
ogen
en th
thàn
ànhh gl
glut
utam
amat
atee và amin
aminoo acid
acid tr
tron
ongg th
thực
ực vật.

vật. Glut
Glutam
amat
atee
decarboxylase (GAD) là một enzyme trong dịch tế bào chịu ảnh hưởng bởi phức hợp


 

13
Ca2+ - calmondulin (CaM), làm xúc tác cho quá tình decarboxyl glutamate biến đổi
thành GABA.
Sau đó, GABA được chuyển vào trong ty thể và bị biến đổi thành succinic
seminaldehyde bởi enzyme GABA transaminases sử dụng cả α - ketoglutarate (thành
enzyme GABA - TK) và pyruvate (thành enzyme GABA - TP) như là những nơi
tiếp nhận các amino acid. Ti
Tiếp
ếp theo, succinic seminaldehyde
seminaldehyde được biến đổi thành acid
succinic bởi enzyme succinic semialdehyde dehydrogenase
dehydrogenase (SSADH), sau đó tham gia
vào chu trình Krebs.
Cả ATP
ATP và NADH có thể trở thành chất ức chế hoạt động của enzyme SSADH.
Các enzyme succinyl - CoA ligase và α - ketoglutarate dehydrogenase (α - KGDH) là
các enzyme của chu trình Krebs nhưng có liên quan đến chu trình biến đổi GABA và
các enzyme này nhạy cảm với sự stress oxy hóa.
1.6. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH NẢY MẦM [24]
1.6.1. Độ chín của hạt
Đối với lúa, quá trình chín sinh lý diễn ra trước quá trình chín hình thái.

Theo nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy: hạt lúa sau khi thụ phấn 8 ngày đã có thể
nảy mầm được 18,5%, sau thụ phấn, thụ tinh 16 ngày có 93,5% số hạt có thể nảy
mầm được. Do đó sau khi thu hoạch hạt lúa đã hoàn toàn chín về sinh lý vì vậy
đều có khả năng nảy mầm.
1.6.2. Sức nảy mầm
Hạt lúa muốn nảy mầm phải có sức nảy mầm tốt, sức nảy mầm phụ thuộc vào
các yếu tố như: điều kiện bảo quản, thời gian bảo quản, quá trình chín. Trong điều kiện
 bảo quản thông thường thì sau 1 năm tỷ lệ nảy mầm đạt 93% sau 2 năm giảm còn
49%, sau 4 năm bảo quản thì hạt hầu như mất khả năng nảy mầm.
1.6.3. Nhiệt độ
 Nhiệt độ là yếu
yếu tố ảnh hưởng rất lớn
lớn đến quá trình sinh
sinh trưởng củ
củaa thực vật, đặc
 biệt trong quá trình nảy mầm, tổ hợp các phản ứng sinh lý sinh hóa diễn ra phụ thuộc
rất nhiều vào nhiệt độ.
Từ các ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình nảy mầm mà người ta chia nhiệt
độ thành các mức khác nhau như: nhiệt độ tối thiểu, nhiệt độ tối ưu, nhiệt độ tối đa mà
sự nảy mầm có thể diễn ra, trong đó, nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà hạt có tỷ lệ nảy
mầm cao nhất trong thời gian ngắn nhất. Nhiệt độ tối ưu này thường thấp hơn nhiệt độ
tối ưu cho quá trình sinh trưởng. Tùy vào các giai đoạn khác nhau của sự nảy mầm
cũng như các điều kiện về giống, loài, khí hậu mà yêu cầu về nhiệt độ có thể thay đổi.
1.6.4. Nước


 

14
 Nước là yêu

yêu cầu cơ bản
bản của sự nnảy
ảy mầm bởi vì nó cần thiết
thiết cho các
các enzyme
hoạt động, phá vỡ vỏ cám và vận chuyển vật chất. Hạt giống nảy mầm khi hàm lượng
nước của hạt đạt 22-25%, hạt không nảy mầm nếu hàm lượng nước của hạt < 13%, độ
ẩm hạt > 40% làm giảm sự nảy mầm.
1.7. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ GẠO MẦM
1.7.1. Nước
Đây là một nguyên liệu cơ bản không thể thiếu trong công nghệ sản xuất các loại
nước giải khát. Nước chiếm 70-80% trong thành phần nước giải khát. Các thành phần
trong nước ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và kỹ thuật sản phẩm. Do đó, nước được
sử dụng phải tuân theo các chỉ tiêu yêu cầu đã quy định.
 Nước dùng trong sản xuất
xuất cũng phải có các yêu cầu như sau:
Theo quyết định số 1329/2002/BYT/QĐ
- Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, không màu, không mùi, không vị lạ.
- Chỉ tiêu hóa học:
+ pH = 6-7
+ Là loại nước mềm, hàm lượng các muối, kim loại phải thỏa mãn các thông số
thể hiện ở bảng 1.2.
Chất lượng của nguyên liệu nước dùng trong sản xuất phải được kiểm tra và
đánh giá trên 3 nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và vi sinh. Hiện nay, một số thành
 phố, nguồn nước cung cấp có chất lượng rất tốt và đạt tiêu chuẩn nước uống nên các
công ty có thể sử dụng trực tiếp nguồn nước đó làm nguồn nguyên liệu mà không cần
 phải xử lý nguồn nước. Nếu chất lượng nguồn nước không đạt yêu cầu như bảng 1.2
thì cần lựa chọn phương pháp phù hợp để xử lý nước trước khi đưa vào sản xuất.