Khảo sát các đặc điểm hóa sinh , hóa lý và phân tích chất lượng mùi thơm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC








NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG




KHẢO SÁT CÁC ĐẶC ĐIỂM HÓA SINH, HÓA
LÝ VÀ PHÂN TÍCH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM
CỦA GẠO NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SPME – GC






Luận văn kỹ sƣ
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học

Thành Phố Hồ Chí Minh
Tháng 09/2006


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC









KHẢO SÁT CÁC ĐẶC ĐIỂM HÓA SINH, HÓA

LÝ VÀ PHÂN TÍCH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM
CỦA GẠO NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SPME – GC





Luận văn kỹ sƣ
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học







Giáo viên hƣớng dẫn Sinh viên thực hiện
TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU) NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG
TS. FRÉDÉRIC GAY (CIRAD) KHÓA: 2002 - 2006
TS. CHRISTIAN METRES (CIRAD)








Thành Phố Hồ Chí Minh

Tháng 09/2006
MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY, HCMC
DEPARTMENT OF BIOTECHNOLOGY








STUDYING THE PHYSICO-CHEMICAL AND
BIOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF THE
NANG THOM CHO DAO RICE VARIETY; AS WELL
AS ANALYZING ITS AROMATIC QUALITY
UTILIZING THE SPME – GC METHOD

Graduation Thesis
Major: Biotechnology






Research adviser Researcher
PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU), Ph.D NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG

FRÉDÉRIC GAY (CIRAD) , Ph.D Term: 2002 - 2006
CHRISTIAN METRES (CIRAD), Ph.D







HCMC, 06/2006

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
************








KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP



KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ – HÓA SINH VÀ PHÂN
TÍCH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM CỦA GẠO NÀNG
THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG PHƢƠNG PHÁP SPME - GC

Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Niên khóa : 2002 – 2006
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG









Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 9/2006
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
************

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP




KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ – HÓA SINH VÀ PHÂN
TÍCH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM CỦA GẠO NÀNG
THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG PHƢƠNG PHÁP SPME - GC



Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện:
TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU) NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG
TS. FRÉDERÍC GAY (CIRAD)
TS. CHRISTIAN MESTRES (CIRAD)











Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 9/2006

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn:
- Ban Giám Hiệu trƣờng Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo mọi
điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập.
- Các Thầy Cô trong Bộ môn Công nghệ Sinh học cùng các Thầy Cô khác đã
luôn tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy và giúp đỡ tôi.
- TS. Phan Phƣớc Hiền (NLU), TS. Frédéric Gay (CIRAD) và TS. Christian
Mestres (CIRAD đã trực tiếp hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện đề tài tốt nghiệp.
- Cô Phùng Võ Cẩm Hồng cùng các anh chị phụ trách phòng Hóa Lý thuộc
Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Hóa Sinh trƣờng Đại học Nông Lâm.
- Bạn Phạm Đình Chƣơng cùng toàn thể các bạn trong lớp CNSH28 đã hỗ
trợ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đề tài.
Con thành kính ghi ơn ba mẹ cùng những ngƣời thân trong gia đình luôn tạo điều
kiện và động viên con trong suốt quá trình học tập tại trƣờng.
Chân thành cảm ơn.

Tháng 09 năm 2006



Nguyễn Thị Thu Hƣơng



TÓM TẮT

NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG, Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Tháng 9/2006.

“KHẢO SÁT CÁC ĐẶC ĐIỂM HÓA SINH – HÓA LÝ VÀ PHÂN TÍCH CHẤT
LƢỢNG MÙI THƠM CỦA GẠO NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG PHƢƠNG
PHÁP SPME – GC”.
Hội đồng hƣớng dẫn:
TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU)
TS. FRÉDÉRIC GAY (CIRAD)
TS. CHRISTIAN MESTRES (CIRAD)

Nàng Thơm Chợ Đào là giống gạo thơm truyền thống nổi tiếng của khu vực
đồng bằng sông Cửu Long. Có nhiều ý kiến cho rằng loại gạo đƣợc gọi là Nàng Thơm
Chợ Đào đang đƣợc lƣu hành trên thị trƣờng hiện nay đã bị trộn lẫn với những giống
gạo khác, hay thậm chí chúng hoàn toàn không chứa giống gạo Nàng Thơm Chợ Đào.
Vì thế, chúng tôi tiến hành tiến hành khảo sát các đặc điểm hóa lý, hàm lƣợng protein,
chiết xuất các hợp chất thơm trong gạo Nàng Thơm Chợ Đào bằng phƣơng pháp
SPME và phân tích hàm lƣợng hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline trên GC để
đánh giá độ thuần khiết của gạo Nàng Thơm Chợ Đào đang lƣu hành trên thị trƣờng.
Những kết quả đạt đƣợc:
Đặc điểm hóa lý – hóa sinh:
Nàng Thơm Chợ Đào là loại gạo có dạng hạt mảnh, thuộc nhóm thon dài
với chiều dài trung bình 6,10 mm; tỉ lệ dài/rộng 3,27.
Diện tích bạc bụng: 35%.
Tỉ lệ gạo nguyên so với chiều dài trung bình: 63,12%.
Hàm lƣợng protein trong gạo Nàng Thơm Chợ Đào đạt 7,27%.
Phân tích chất lượng mùi thơm:
Xác định đƣợc hợp chất thơm 2 –acetyl – 1 – pyrroline xuất hiện ở thời
điểm 10,1 phút trong điều kiện phòng thí nghiệm.



Kết luận đƣợc các loại gạo Nàng Thơm Chợ Đào đang lƣu hành trên thị

trƣờng hiện nay không chứa thuần nhất gạo Nàng Thơm Chợ Đào mà có sự pha
trộn với các loại gạo khác.
Nhận thấy đƣợc vai trò của điều kiện môi trƣờng, điều kiện gieo trồng đối
với tính thơm của gạo đặc sản. Gạo NTCD cho phẩm chất mùi thơm cao nhất
khi đƣợc gieo trồng ở ấp Chợ Đào, đặc biệt là ở chân ruộng trung bình, đất chứa
lƣợng acid nhẹ, và không cần tháo nƣớc trƣớc khi thu hoạch.

ABSTRACT

NGUYEN THI THU HUONG, Nong Lam Univeristy, HCMC. September, 2006.
“Studying the physico-chemical and biochemical characteristics of the Nang Thom
Cho Dao rice variety; as well as analyzing its aromatic quality utilizing the Solid Phase
Micro Extraction (SPME) and Gas Chromatography (GC) methods”
Board of research advisers:
PHAN PHUOC HIEN (NLU), PhD
FREDERIC GAY (CIRAD), PhD
CHRISTIAN MESTRES (CIRAD), PhD
Nang Thom Cho Dao, a traditional aromatic rice variety of Mekong Delta with
high reputation in South Vietnam, especially on Ho Chi Minh City’s markets.
Production of NTCD is restricted to a very small area in Can Duoc district (Long An
province) whereas rice labeled NTCD is sold everywhere on HCMc’s markets and across the
Mekong Delta with a price twice the price of ordinary rice. Recently, existing many
opinions which believe that the NTCD circulated on HCMC market and across the
Mekong Delta either gets mixed up with other rice varieties or sometimes does not at
all content any NTCD; however, they are sold at the price as twice as the ordinary
varieties. Therefore, evaluating the physiochemical characteristics and protein content
of the NTCD is necessary. In this study, 2-acteyl-1-pyrroline, one of the most
important elements of the rice aroma is analyzed using the SPME – GC methods in
order to evaluate the grain aromatic quality in NTCD and confirm rice adulteration.
Results obtained from the study:
Biochemical and physiochemical characteristics:
NTCD is a rice variety with slender grain which belongs to the tapering
group with average length of 6,10 mm. Ratio of length/width: 3,27.
Chalky areas: 35%.

Ratio of the whole rice grain / average length: 63,12%.
Protein content: 7,27%.





Analysis of the aromatic quality:
Identify the aromatic compound of 2 –acetyl – 1 – pyrroline at the 10,1
th

minute in laboratory condition.
Conclude that the NTCD currently circulating on the market is counterfeit
because they do not contain the homogeneous NTCD but get mixed up with
other varieties instead.
Realize the importance of the environment and growing condition to the
aromatic characteristics of the NTCD. The most aromatic productivity occurs
when it is cultured at Cho Dao hamlet, especially at average field elevation, the
lightly acid content and undrained before harvest.




MỤC LỤC

CHƢƠNG TRANG
Trang tựa
Lời cảm ơn ............................................................................................................. iii
Tóm tắt ................................................................................................................... iv
Mục lục ................................................................................................................ viii

Danh sách các chữ viết tắt .................................................................................... xii
Danh sách các bảng ............................................................................................. xiii
Danh sách các hình .............................................................................................. xiv
Danh sách các biểu đồ ......................................................................................... xvi
Danh sách các sơ đồ ............................................................................................ xvi

1. MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................. 1
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU ........................................................................ 2
1.2.1. Mục đích .............................................................................................. 2
1.2.2. Yêu cầu ................................................................................................ 2
2. TỔNG QUAN .................................................................................................... 3
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HẠT LÚA – HẠT GẠO .................................. 3
2.1.1. Hệ thống phân loại cây lúa .................................................................. 3
2.1.2. Hạt lúa ................................................................................................. 3
2.1.3. Chất lƣợng hạt gạo .............................................................................. 4
2.1.3.1. Hình thức bên ngoài của hạt gạo ............................................. 4
2.1.3.2. Chất lƣợng xay xát .................................................................. 6
2.1.3.3. Hàm lƣợng protein .................................................................. 7
2.2. LÚA THƠM ĐẶC SẢN VIỆT NAM ......................................................... 7
2.3. GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO .......................... 8
2.3.1. Nguồn gốc ........................................................................................... 8
2.3.2. Đặc điểm nông học .............................................................................. 8
2.3.3. Phẩm chất ............................................................................................ 9



2.3.4. Mùa vụ và chân đất phù hợp ............................................................. 10
2.4. NGHIÊN CỨU VỀ HÓA SINH CHẤT THƠM CỦA LÚA GẠO ........... 11
2.4.1. Những hợp chất bay hơi có trong gạo thơm ...................................... 11

2.4.2. Hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline ......................................... 13
2.5. CÁC YẾU TỐ MÔI TRƢỜNG VÀ ĐIỀU KIỆN GIEO TRỒNG ẢNH
HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM .................................................. 15
2.5.1. Nhiệt độ ............................................................................................. 15
2.5.2. Nơi gieo trồng ................................................................................... 16
2.5.3. Phân bón ............................................................................................ 16
2.5.4. Tập quán gieo trồng........................................................................... 17
2.5.5. Cách bảo quản và xay xát .................................................................. 17
2.6. PHƢƠNG PHÁP VI CHIẾT XUẤT TRÊN PHA RẮN (SPME) ................. 18
2.6.1. Nguyên tắc ......................................................................................... 18
2.6.2. Đặc điểm ........................................................................................... 18
2.6.3. Dụng cụ sử dụng cho kỹ thuật SPME ............................................... 19
2.6.4. Các bƣớc thực hiện trong kỹ thuật vi chiết xuất trên pha rắn ........... 21
2.6.5. Ứng dụng phƣơng pháp SPME trong chiết xuất hợp chất 2 – acetyl –
1 – pyrroline ................................................................................................ 21
2.7. SẮC KÝ KHÍ ................................................................................................ 22
2.7.1. Nguyên tắc ......................................................................................... 22
2.7.2. Sơ đồ thiết bị sắc ký khí .................................................................... 23
2.7.2.1. Detector ................................................................................. 23
2.7.2.2. Cột mao quản ........................................................................ 25
2.8. SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ ................................................................. 25
2.9. PHƢƠNG PHÁP KJELDAHL...................................................................... 25
3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................... 27
3.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM TIẾN HÀNH .................................................. 27
3.2. VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ ...................................................... 27
3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ......................................................................... 28
3.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 28
3.4.1. Khảo sát đặc điểm hóa lý của gạo Nàng Thơm Chợ Đào ................. 28

3.4.1.1. Hình dạng hạt gạo ................................................................. 28
3.4.1.2. Xác định tỉ lệ bạc bụng ......................................................... 28
3.4.2. Phân tích hàm lƣợng protein tổng số theo phƣơng pháp Kjeldahl .... 29
3.4.3. Chiết xuất hợp chất bay hơi trong gạo thơm bằng phƣơng pháp
SPME........................................................................................................... 30
3.4.4. Định tính và định lƣợng hợp chất thơm 2 – AP trong gạo Nàng Thơm Chợ
Đào bằng GC và GC/MS ............................................................................. 31
3.4.4.1. Trên sắc ký khí ...................................................................... 31
3.4.4.2. Trên sắc ký khí ghép khối phổ .............................................. 32
3.4.5. Xác định hệ số phản hồi .................................................................... 32
3.4.5.1. Xác định hệ số phản hồi theo chất ngoại chuẩn collidine ..... 32
3.4.5.2. Xác định hệ số phản hồi theo nồng độ hợp chất thơm 2 – AP
trong gạo thơm Giano ........................................................................ 33
3.4.6. Xác định nồng độ hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline trong gạo
Nàng Thơm Chợ Đào .................................................................................. 33
3.4.7. Phƣơng pháp xử lý thống kê ............................................................. 33
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 34
4.1. HÌNH THỨC BÊN NGOÀI CỦA HẠT GẠO .............................................. 34
4.1.1. Hình dạng và kích thƣớc hạt gạo....................................................... 34
4.1.2. Độ bạc bụng ...................................................................................... 36
4.2. TỈ LỆ GẠO NGUYÊN .................................................................................. 38
4.3. PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG PROTEIN ...................................................... 40
4.4. THIÉT LẬP PHƢƠNG PHÁP SPME – GC ................................................. 41
4.4.1. Xác định thời gian lƣu của chất chuẩn collidine ............................... 41
4.4.2. Định tính hợp chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline.................................... 45
4.4.3. Xác định hệ số phản hồi của hợp chất 2 – AP................................... 49
4.4.3.1. Xác định hệ số phản hồi theo nồng độ chất chuẩn collidine . 49
4.4.3.2. Xác định hệ số phản hồi theo nồng độ 2 – AP trong gạo
Giano .................................................................................................. 50

4.5. SO SÁNH HÀM LƢỢNG CHẤT THƠM TRONG GẠO NTCĐ THU
THẬP TỪ CHỢ VÀ CÁC LOẠI GẠO THƠM ĐƢỢC BÁN Ở THỊ TRƢỜNG
CHÂU ÂU ............................................................................................................ 51



4.6. SO SÁNH HÀM LƢỢNG 2 – AP TRONG MẪU GẠO NÀNG THƠM
CHỢ ĐÀO THU THẬP TỨ CHỢ VÀ TỪ RUỘNG ........................................... 52
4.7. ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN HÀM LƢỢNG CHẤT
THƠM 2 – AP TRONG GẠO NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO CHÍNH GỐC .......... 53
5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................................ 58
5.1 KẾT LUẬN .................................................................................................... 58
5.1.1. Tính chất hóa lý – hóa sinh của gạo Nàng Thơm Chợ Đào .............. 58
5.1.2. Hàm lƣợng hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline trong gạo Nàng
Thơm Chợ Đào ............................................................................................ 58
5.2 ĐỀ NGHỊ ....................................................................................................... 58
6. TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 60
7. PHỤ LỤC ........................................................................................................ 67
Phụ lục 1. Các hợp chất bay hơi có trong gạo thơm ............................................. 67
Phụ lục 2. Bảng thống kê mẫu gạo sử dụng trong phân tích ................................ 68
Phụ lục 3. Khống chế các yếu tố ảnh hƣởng ........................................................ 68
Phụ lục 4. Kết quả đo các chỉ tiêu hóa lý của gạo Nàng Thơm Chợ Đào ............ 71
Phụ lục 5. Sắc ký đồ GC phân tích các chất bay hơi trong gạo Basmati ............. 73
Phụ lục 6. Sắc ký đồ GC phân tích các chất bay hơi trong gạo Thái Lan ............ 73
Phụ lục 7. Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất thơm 2 – AP trong mẫu gạo M10 .. 73
Phụ lục 8. Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất thơm 2 – AP trong mẫu gạo SM14 74
Phụ lục 9. Nồng độ 2 – AP trung bình trong các mẫu gạo phân tích ................... 74
Phụ lục 10. Sơ đồ các yếu tố ảnh hƣởng đến hàm lƣợng 2 – AP trong gạo
NTCĐ ................................................................................................................... 75
Phụ lục 11. Hàm lƣợng 2 – AP trong các mẫu gạo NTIAS ................................ 76

Phụ lục 12. Bảng ANOVA so sánh nồng độ 2 – AP giữa mẫu gạo thu thập từ chợ,
mẫu gạo IAS và mẫu gạo VL ............................................................................... 77










DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

SPME (Solid Phase Microextraction): vi chiết xuất trên pha rắn
FID (Flame ionization detector): đầu dò ion hóa ngọn lửa.
GC (Gas chromatography): sắc ký khí.
GC/MS (Gas chromatography/mass spectrum): sắc ký khí ghép khối phổ.
Ctv: cộng tác viên
2 – AP, AcPy: 2 – acetyl – 1 – pyrroline
HPLC (High pressure liquid chromarography): sắc ký lỏng cao áp
LC/MS (liquid chromarography/mass spectrum): sắc ký lỏng ghép khối phổ
NTCĐ: gạo Nàng Thơm Chợ Đào
RF (response factor): hệ số phản hồi



DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG TRANG

Bảng 2.1. Phân loại kích thƣớc hạt gạo .................................................................. 4
Bảng 2.2. Phân loại hình dạng hạt gạo ................................................................... 5
Bảng 2.3. Phân loại diện tích bạc bụng .................................................................. 6
Bảng 2.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến việc hình thành và lƣu giữ mùi thơm trong
gạo thơm .............................................................................................................. 18
Bảng 3.1. Bảng thống kê số lƣợng mẫu lấy tại các địa điểm .............................. 27
Bảng 4.1. Kết quả thống kê so sánh các chỉ tiêu hình dạng và kích thƣớc hạt gạo
của 2 loại mẫu chợ và IAS .................................................................................... 34
Bảng 4.2. Diện tích bạc bụng của mẫu IAS và chợ .............................................. 36
Bảng 4.3. Kết quả thống kê so sánh độ bạc bụng của mẫu gạo từ chợ và ruộng . 37
Bảng 4.4. Kết quả thống kê so sánh tỉ lệ gạo nguyên của các mẫu gạo thu thập từ
ruộng và từ chợ ..................................................................................................... 38
Bảng 4.5. Hàm lƣợng protein trong gạo ............................................................... 40
Bảng 4.6. Kết quả phân tích thống kê hàm lƣợng protein trong gạo ................... 40
Bảng 4.7. Thời gian lƣu, diện tích và chiều cao của chuẩn collidine 0,001
mg/ml .................................................................................................................... 41
Bảng 4.8. Thời gian lƣu, diện tích, chiều cao của chất chuẩn collidine ở mỗi nồng
độ .......................................................................................................................... 43
Bảng 4.9. Thời gian lƣu (phút) của hexanal, nonanal có trong mẫu gạo Thái Lan
và Basmati chạy trên GC và GC/MS .................................................................... 48
Bảng 4.10. Hệ số phản hồi của chất chuẩn collidine ............................................ 49
Bảng 4.11. Nồng độ 2 – AP trong mẫu gạo thơm bán trên thị trƣờng ................. 50
Bảng 4.12. Nồng độ 2 – AP trung bình trong mẫu gạo thơm bán trên thị trƣờng 50
Bảng 4.13. Nồng độ hợp chất thơm 2 – AP trong gạo Nàng Thơm Chợ Đào ..... 52
Bảng 4.14. Hàm lƣợng 2 – AP thu đƣợc khi chiết xuất bằng phƣơng pháp
SPME .................................................................................................................... 53
Bảng 4.15. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tính thơm của gạo Nàng Thơm Chợ Đào 55

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG
Hình 2.1. Hạt lúa..................................................................................................... 3
Hình 2.2.Phân loại kích thƣớc hạt gạo ................................................................... 5
Hình 2.3. Phân loại hình dạng hạt gạo.................................................................... 5
Hình 2.4. Cấu trúc hóa học của 2 – AP ................................................................ 13
Hình 2.5. Phổ đồ hợp chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline ........................................... 13
Hình 2.6. Cấu tạo sợi chiết dùng trong kỹ thuật SPME ....................................... 19
Hình 2.7. Dụng cụ thực hiện kỹ thuật SPME ....................................................... 20
Hình 2.8. Các kỹ thuật chiết dùng trong phƣơng pháp SPME ............................. 21
Hình 2.9. Sơ đồ thiết bị sắc ký khí detector ion hóa ngọn lửa FID ...................... 23
Hình 2.10. Sơ đồ cấu tạo hình học của detector ion hóa ngọn lửa ....................... 23
Hình 2.11. Cột mao quản ...................................................................................... 25
Hình 3.1. Hệ thống phân tích đạm tự động .......................................................... 30
Hình 3.2. Hệ thống máy nhiệt từ .......................................................................... 30
Hình 3.3. Dụng cụ thực hiện kỹ thuật SPME (DVB/CAR/PDMS) ..................... 31
Hình 3.4. Máy sắc ký khí ...................................................................................... 31
Hình 3.5. Máy sắc ký khí ghép khối phổ .............................................................. 32
Hình 4.1. Mẫu gạo M2 ......................................................................................... 35
Hình 4.2. Mẫu gạo IASM20B .............................................................................. 35
Hình 4.3. Mẫu gạo ở chợ có diện tích bạc bụng cao nhất (M11) ......................... 36
Hình 4.4. Mẫu gạo ở ruộng có diện tích bạc bụng cao nhất (IASM8) ................. 36
Hình 4.5. Mẫu gạo ở chợ có diện tích bạc bụng thấp nhất (M7) .......................... 37
Hình 4.6. Mẫu gạo ở ruộng có diện tích bạc bụng thấp nhất (IASM13) .............. 37
Hình 4.7. Mẫu gạo IASM4 ................................................................................... 38
Hình 4.8. Mẫu gạo IASM15 ................................................................................. 38
Hình 4.9. Sắc ký đồ GC phân tích thành phần hóa học của collidine (nồng độ
0,001mg/ml) ......................................................................................................... 42

Hình 4.10. Sắc ký đồ GC phân tích thành phần hóa học của collidine (nồng độ
0,002 mg/ml) ........................................................................................................ 43



Hình 4.11. Sắc ký đồ GC – MS phân tích các hợp chất bay hơi có trong mẫu gạo
Thái Lan ................................................................................................................ 45
Hình 4.12. Kết quả tra cứu thời gian lƣu của 2 hợp chất hexanal và nonanal trong
thƣ viện của máy GC/MS ..................................................................................... 46
Hình 4.13. Phổ đồ của hợp chất phân tách ở thời điểm 9,24 phút của mẫu gạo
Basmati ................................................................................................................. 47
Hình 4.14. Phổ đồ của hợp chất phân tách ở thời điểm 9,22 phút của mẫu gạo
Thái Lan ................................................................................................................ 47
Hình 4.15. Sắc ký đồ GC phân tích collidine (nồng độ 0,01 mg/ml) ................... 49
Hình 4.16. Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất thơm 2 – AP trong gạo thơm
Giano .................................................................................................................... 50
Hình 4.17. Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất thơm 2 – AP trong mẫu gạo
SM15 .................................................................................................................... 50
Hình 4.18. Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất thơm 2 – AP trong mẫu gạo
VLS22 ................................................................................................................... 53
Hình 4.19. Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất thơm 2 – AP trong mẫu gạo DPI .. 54

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ

BIỂU ĐỒ TRANG
Biểu đồ 4.1 Chiều dài hạt của mẫu thu thập từ chợ và từ ruộng .......................... 34
Biểu đồ 4.2 Tỉ lệ bạc bụng của mẫu gạo IAS và chợ ........................................... 36
Biểu đồ 4.3. Mối tƣơng quan giữa tỉ lệ hạt vỡ/chiều dài trung bình và tỉ lệ hạt
vỡ/chiều dài tối đa ................................................................................................ 39
Biểu đồ 4.4. Mối tƣơng quan giữa chiều dài hạt gạo và tỉ lệ gạo nguyên ............ 39
Biểu đồ 4.5. So sánh hàm lƣợng protein giữa các mẫu gạo Nàng Thơm Chợ Đào40
Biểu đồ 4.6. Mối tƣơng quan giữa chiều cao và nồng độ của chuẩn collidine .... 43
Biểu đồ 4.7. Mối tƣơng quan giữa diện tích và nồng độ của chuẩn collidine ...... 43







DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ

SƠ ĐỒ TRANG

Sơ đồ 3.1. Qui trình phân tích hàm lƣợng protein trong gạo ............................... 29
Sơ đồ 3.2. Qui trình phân tích hợp chất bay hơi trong gạo thơm bằng phƣơng pháp
SPME .................................................................................................................... 30







Phần 1. MỞ ĐẦU

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo thống kê nông nghiệp của FAO, các loại lƣơng thực truyền thống chủ yếu
đƣợc sản xuất và tiêu thụ trên thế giới bao gồm 5 loại cụ thể: lúa gạo, lúa mì, ngô, kê,
lúa mạch. Trong số các loại kể trên, lúa mì và lúa gạo (Oryza sativa L.) là hai loại
lƣơng thực cơ bản dùng cho con ngƣời. Theo tính toán của FAO, đến năm 2001, sản
lƣợng lúa gạo sản xuất ra trên toàn thế giới có thể duy trì sự sống cho 3.260 triệu
ngƣời, chiếm trên 53% dân số thế giới [9].
Từ 1989 trở lại đây, Việt Nam trở thành một trong những nƣớc xuất khẩu gạo
hàng đầu thế giới. Năm 2003, các nƣớc xuất khẩu gạo chính (tính theo triệu tấn) bao
gồm: Thái Lan (8,0), Việt Nam (4,0), Mỹ (3,0) (FAO, 2005) [30]. Tuy sản xuất với số
lƣợng nhiều, nhƣng chất lƣợng và giá gạo xuất khẩu của Việt Nam thƣờng thấp hơn so
với một số nƣớc nhƣ Thái Lan, Mỹ, đặc biệt có sự chênh lệch lớn ở loại gạo đặc sản và
gạo cao cấp.
Từ cái nôi của nền văn minh lúa nƣớc xa xƣa, gạo đặc sản Việt Nam đã có
những loại nổi tiếng nhƣ Tám thơm, Tám xoan, Dự hƣơng, Nếp cái hoa vàng…từng
một thời phục vụ chủ yếu cho vua quan quí tộc. Nét nổi bật của gạo đặc sản quí hiếm
là hạt cơm dẻo, mềm, vị đậm và ngon, tinh bột cao cấp amilopectin chiếm tới 80%, giá
trị dinh dƣỡng cao, dễ hấp thụ, đặc biệt khi nấu, dƣới tác dụng của nhiệt độ, hơi bốc từ

nồi cơm tỏa mùi thơm ngào ngạt, ngon lành khiến ngƣời ở xa 20 – 30 m cũng dễ nhận
biết đƣợc thứ hƣơng thơm độc đáo, gợi cảm này [9].
Nàng Thơm Chợ Đào là giống gạo thơm truyền thống nổi tiếng của khu vực
đồng bằng sông Cửu Long. Mặc dù giống lúa này chỉ đƣợc gieo trồng ở một vài ấp của
huyện Cần Đƣớc (tỉnh Long An), nhƣng loại gạo đƣợc dán nhãn Nàng Thơm Chợ Đào
lại đƣợc bán khắp nơi trên thị trƣờng thành phố Hồ Chí Minh và khu vực đồng bằng
sông Cửu Long với giá đắt hơn nhiều so với những loại gạo thông thƣờng khác. Có
nhiều ý kiến cho rằng loại gạo đƣợc gọi là Nàng Thơm Chợ Đào đang đƣợc lƣu hành
trên thị trƣờng hiện nay đã bị trộn lẫn với những giống gạo khác, hay thậm chí chúng
hoàn toàn không chứa giống gạo Nàng Thơm Chợ Đào.



Xuất phát từ hiện trạng này, đƣợc sự phân công của bộ môn Công Nghệ Sinh
Học, dƣới sự hƣớng dẫn của thầy TS. Phan Phƣớc Hiền (NLU), TS. Frédéric Gay
(CIRAD), TS. Christian Metres (CIRAD), chúng tôi thực hiện đề tài “Khảo sát các
đặc điểm hóa lý – hóa sinh và phân tích chất lƣợng mùi thơm của gạo Nàng
Thơm Chợ Đào bằng kỹ thuật SPME - GC”.
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU
1.2.1. Mục Đích
Khảo sát các đặc điểm hóa lý – hóa sinh, so sánh chất lƣợng mùi thơm trong
gạo Nàng Thơm Chợ Đào thu thập từ ruộng của nông dân và mẫu gạo đang lƣu hành
trên thị trƣờng thành phố Hồ Chí Minh bằng phƣơng pháp vi chiết xuất trên pha rắn
(SPME) kết hợp với sắc ký khí (gas chromatography – GC).
1.2.2. Yêu Cầu
 Khảo sát các tính chất hóa lý, hóa sinh của gạo Nàng Thơm Chợ Đào.
 Thực hiện qui trình phân tích các chất tạo mùi thơm trong gạo Nàng Thơm Chợ
Đào bằng phƣơng pháp SPME – GC.

Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HẠT LÚA – HẠT GẠO
2.1.1. Hệ thống phân loại cây lúa [6]
Lúa thuộc: Ngành Thực vật có hoa: Angiospermae
Lớp một lá mầm: Monocotyledones
Bộ Hòa thảo có hoa : Poales (Graminales)
Họ Hòa thảo: Poaceae (Gramineae)
Họ phụ Hòa thảo ƣa nƣớc: Pryzoideae
Chi Lúa: Oryza
Loài Lúa trồng: Oryza sativa
Loài phụ:
 Subsp: japonica: Loài phụ Nhật Bản

 Subsp: indica: Loài phụ Ấn Độ
 Subsp: javanica: Loài phụ Java
2.1.2. Hạt lúa [3]
Là noãn sào thụ tinh đã chín, có hai mày trấu nhỏ trên và dƣới, hai vỏ trấu trên
và dƣới, cuống trấu ở phần dƣới của hạt và đuôi ở chót hạt (ngắn hoặc dài). Một hạt
lúa có trọng lƣợng từ 12 – 44 mg ở 0% ẩm độ.
Cơ cấu hạt lúa là quả dĩnh nhỏ gồm có
(hình 2.1):
Vỏ trấu: gồm trấu trên và trấu dƣới.
Cám gồm biểu bì, quả bì và chủng
bì (nucellus). Màu sắc hạt gạo do lớp
chủng bì.
Phôi nhũ gồm có lớp aleurone và
phôi nhũ tích tụ tinh bột.
Mầm cây gồm có phôi (mầm) lá,
phôi rễ và trụ phôi giữa ở phần dƣới của
hạt.

Hình 2.1. Hạt lúa [77]




2.1.3. Chất lƣợng hạt gạo
Theo Juliano (1985) [37], chất lƣợng gạo ăn đƣợc đánh giá theo 4 nhóm chỉ tiêu
Hình thức bên ngoài của hạt gạo: dạng hạt, màu sắc, độ trong, độ bóng.
Chất lƣợng xay xát: tỉ lệ gạo trắng, gạo nguyên, tỉ lệ tấm.
Chất lƣợng cơm: hàm lƣợng amylose, nhiệt độ hóa hồ, độ bền thể gel, độ
nở cơm.
Chất lƣợng dinh dƣỡng: hàm lƣợng protein, hàm lƣợng lipid, đƣờng.

2.1.3.1. Hình thức bên ngoài của hạt gạo
Hình thức bên ngoài của hạt gạo là tiêu chuẩn quan trọng đối với ngƣời tiêu
dùng. Do đó, kích thƣớc và dạng hạt là tiêu chí đầu tiên về chất lƣợng hạt gạo mà
ngƣời trồng lúa quan tâm để phát triển giống lúa mới (Adair và ctv, 1966) [11]. Sở
thích về kích thƣớc và dạng hạt khác nhau tùy theo nhóm ngƣời tiêu dùng. Gạo có
dạng hạt dài hầu hết đƣợc ƣa chuộng ở tiểu lục địa India, nhƣng ở vùng Đông Nam Á,
ngƣời dân lại thích loại gạo có chiều dài trung bình. Ở vùng ôn đới, những giống gạo
hạt ngắn phổ biến hơn. Nhìn chung ở thị trƣờng quốc tế, giống gạo hạt dài đƣợc ƣa
thích nhất [57]. Tỉ lệ dài rộng trong khoảng 2,5 đến 3,0 và chiều dài hạt gạo khoảng 6
mm đƣợc chấp nhận rộng rãi trên thị trƣờng quốc tế (Kaul, 1970) [38].
Các giống gạo khác nhau có thể đƣợc xếp vào những nhóm khác nhau dựa trên
2 đặc điểm: chiều dài và dạng hạt. Hình dạng của hạt gạo đƣợc xác định dựa trên tỉ lệ
giữa chiều dài và bề ngang hạt gạo [57].
Có rất nhiều cách khác nhau để phân loại hình dạng và kích thƣớc hạt gạo.
Bảng 2.1 và 2.2 là một trong những cách phân loại thƣờng đƣợc sử dụng.
Bảng 2.1. Phân loại kích thƣớc hạt gạo
Thƣớc chia độ Phân loại kích thƣớc Chiều dài hạt gạo (mm)
1 Rất dài ≥ 7,5
3 Dài Từ 6,61 đến 7,5
5 Trung bình Từ 5,51 đến 6,6
7 Ngắn ≤ 5,5
(Nguồn Cruz và Khush, 2000) [57]




Bảng 2.2. Phân loại hình dạng hạt gạo
Thƣớc chia độ Phân loại hình dạng Tỉ lệ chiều dài/chiều rộng
1 Hạt dài > 3
5 Hạt trung bình Từ 2,1 đến 3

9 Hạt ngắn ≤ 2
(Nguồn Cruz và Khush, 2000) [57]

Hình 2.2. Phân loại kích thƣớc hạt gạo Hình 2.3. Phân loại hình dạng hạt gạo
Hình thức bên ngoài còn đƣợc đánh giá bởi độ bạc bụng của hạt gạo. Một vài
loại gạo thƣờng hay bị nứt ở vị trí “mắt” hay chỗ lõm của phôi khi xay xát. Những
mẫu gạo này thƣờng có giá trị thấp trên thị trƣờng. Tƣơng tự, độ bạc bụng càng cao thì
giá trị kinh tế càng thấp. Ngƣời tiêu dùng ƣa thích loại gạo có phần nội nhũ trong mờ,
và sẵn sàng chi số tiền cao hơn để mua chúng, mặc dù vết bạc bụng sẽ mất đi sau khi
nấu và hiện tƣợng bạc bụng này không ảnh hƣởng đến chất lƣợng cơm gạo [57]. Tuy
nhiên độ bạc bụng làm giảm chất lƣợng xay xát và hình thức bên ngoài của hạt gạo
[2]. Trong những vùng bị bạc bụng, số lƣợng hạt tinh bột ít hơn so với những vùng
khác. Vì vậy, vùng bị bạc bụng sẽ không cứng bằng và những hạt bị bạc bụng sẽ dễ bị
nứt hơn khi xay xát so với những hạt không bị bạc bụng [57]. Hạt gạo có xu hƣớng bị
gãy tại điểm có vết đục, làm giảm tỉ lệ gạo nguyên, giảm giá trị thƣơng phẩm của lúa
gạo. So với các hạt tinh bột ở phần trắng trong, các phần tinh bột ở phần bạc trắng
đƣợc xếp đặt thƣa thớt và lỏng lẻo hơn và có những khoảng trống chứa không khí nên
độ cứng thấp và dòn dễ gãy khi xay xát [2]. Del Rosario và ctv (1965) [27] cũng cho
rằng những hạt bac bụng bị gãy vỡ nhiều là do cấu trúc không đồng nhất của các hạt
tinh bột.