Hoàn thiện quy trình bảo quản gạo bằng phương pháp bảo quản kín có nạp khí n2 tại công ty cổ phần lương thực thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN QUANG TRUNG
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH BẢO QUẢN GẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP
BẢO QUẢN KÍN CĨ NẠP KHÍ N2 TẠI CƠNG TY CỔ PHẦN LƯƠNG
THỰC THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐP NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: Cơng nghệ thực phẩm

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2015 – 2019

THÁI NGYÊN – 2019


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN QUANG TRUNG
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH BẢO QUẢN GẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP
BẢO QUẢN KÍN CĨ NẠP KHÍ N2 TẠI CƠNG TY CỔ PHẦN LƯƠNG
THỰC THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐP NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Ngành

: Cơng nghệ thực phẩm

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2015 – 2019

Giảng viên hướng dẫn

:ThS. Trịnh Thị Chung

THÁI NGYÊN – 2019


i

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp, ngồi sự cố gắng, nỗ lực của bản
thân, em còn nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cơ, gia đình và bạn bè.
Đầu tiên, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới thủ kho Nguyễn Đắc
Dũng đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ và chỉ bảo cho em trong suốt thời gian
thực tập tại công ty Cổ phần lương thực Thái Nguyên .
Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Cô Trịnh Thị Chung đã hướng dẫn và
giúp đỡ chỉ bảo em hồn thành khóa luận này.
Em xin chân thành biết ơn sự tận tình dạy dỗ của tất cả các quý thầy cô
Khoa Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên.
Qua đây, em cũng xin được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới tồn thể gia
đình, bạn bè đã ln ở bên cạnh động viên, khích lệ và giúp đỡ em trong suốt
quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện đề tài này.
Thái nguyên, Ngày .... Tháng .... Năm 2019
Sinh viên

Nguyễn Quang Trung


ii

MỤC LỤC
Phần 1. MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1

1.2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 2
1.3. Yêu cầu....................................................................................................... 2
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 3
2.1. Nguồn gốc, cấu tạo của hạt gạo ................................................................. 3
2.1.1. Nguồn gốc và phân loại của lúa gạo ....................................................... 3
2.1.2. Cấu tạo của hạt lúa .................................................................................. 4
2.1.3. Thành phần hóa học của hạt lúa .............................................................. 5
2.2. Các phương pháp bảo quản hạt thóc gạo ................................................. 10
2.2.1. Bảo quản ở trạng thái khô ..................................................................... 10
2.2.2. Bảo quản hạt ở trạng thái kín ................................................................ 11
2.2.3. Bảo quản thóc gạo bằng phương pháp thơng gió cưỡng bức ............... 15
2.2.4. Bảo quản thóc gạo bằng hóa chất.......................................................... 16
2.3. Các q trình xảy ra khi bảo quản thóc gạo sau thu hoạch ...................... 16
2.3.1. Q trình hơ hấp của hạt ....................................................................... 16
2.3.2. Q trình chín sau thu hoạch................................................................. 18
2.3.3. Hiện tượng biến vàng ............................................................................ 19
2.3.4. Q trình bốc nóng của khối hạt lương thực......................................... 20
2.4. Hoạt động phá hoại của vi sinh vật trong quá trình bảo quản gạo........... 20
2.5. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngồi nước ..................................... 22
2.5.1. Tình hình nghiên cứu phương pháp bảo quản gạo trong nước ............. 22
2.5.2. Tình hình nghiên cứu phương pháp bảo quản gạo trên thế giới ........... 25
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 27


iii

3.1. Đối tượng (vật liệu) và phạm vi nghiên cứu ............................................ 27
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 27
3.1.2. Vật liệu, thiệt bị, dụng cụ nghiên cứu ................................................... 27

3.1.3. Kiểm tra số lượng, chất lượng gạo trước khi nhập kho ........................ 31
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu ............................................ 34
3.2.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 34
3.2.2. Thời gian tiến hành nghiên cứu ............................................................ 34
3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 34
3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 34
3.4.1. Phương pháp lấy mẫu (TCVN 5451: 2008) .......................................... 34
3.4.2. Chuẩn bị kho bảo quản.......................................................................... 35
3.4.3. Phương pháp thí nghiệm ....................................................................... 38
3.4.4. Bố trí thí nghiệm ................................................................................... 41
3.4.5. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 41
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 42
4.1. Kết quả đánh giá chất lượng gạo trước khi bảo quản .............................. 42
4.2. Kết quả đánh giá chất lượng gạo sau bảo quản kín nạp khí N2 ............... 43
4.2.1. Độ ẩm của gạo bảo quản kín nạp khí N2 sau 4 tháng ........................... 43
4.2.2. Nhiệt độ của gạo bảo quản kín nạp khí N2 sau 4 tháng ........................ 45
4.2.3. Sự biến đổi tỉ lệ tạp chất, hạt vàng, hạt hư hỏng, men mốc, mọt gạo của
gạo bảo quản kín nạp khí N2 sau 4 tháng ........................................................ 46
4.2.4. Nghiên cứu sự biến đổi của nồng độ khí N2 trong các lơ gạo sau 4 tháng
bảo quản .......................................................................................................... 51
4.3. Hồn thiện quy trình bảo quản kín có nạp khí N2 .................................... 53
4.3.1. Các thơng số bảo quản .......................................................................... 53
4.3.2. Sơ đồ quy trình bảo quản gạo ............................................................... 54


iv

PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................... 55
5.1. Kết luận .................................................................................................... 55
5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 58


v

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Thành phần hóa học của hạt lúa ....................................................... 6
Bảng 2.2. Hàm lượng các loại protein của lúa [5] ............................................ 7
Bảng 2.3 Thành phần các axit amintrong protein của gạo xay (gạo lật) (theo
% protein) [5] .................................................................................................... 7
Bảng 2.4. Thành phần hóa học của chất béo của lúa [5] .................................. 8
Bảng 2.5. Thành phần tro của gạo (% chất khô) [5] ......................................... 9
Bảng 2.6. Hàm lượng các vitamin trong lúa (mg/kg chất khô) [5] ................... 9
Bảng 3.1. Chỉ tiêu chất lượng cảm quan của gạo............................................ 27
Bảng 3.1.2.2.1: Chỉ tiêu về cơ lý tính của màng PVC .................................... 29
Bảng 3.1.2.2.2: Chất lượng màng PVC (kiểm tra cảm quan) ......................... 29
Bảng 4.1.1 Tiêu chuẩn về gạo nhập kho ......................................................... 42
Bảng 4.1.2. Chỉ tiêu chất lượng của gạo khi nhập kho ................................... 42
Bảng 4.2.1.1 Sự biến đổi độ ẩm sau 4 tháng bảo quản ................................... 43
Bảng 4.2.2.1. sự biến đổi nhiệt độ của gạo bảo quản kín nạp khí N2 sau 4 tháng ... 45
Bảng 4.2.3.1.1. Sự biến của tỉ lệ tạp chất sau 4 tháng bảo quản ..................... 46
Bảng 4.2.3.2.1. Sự biến đổi của tỉ lệ hạt vàng sau 4 tháng bảo quản ............. 47
Bảng 4.2.3.3.1. Sự biến đổi tỉ lệ hạt bị hư hỏng ............................................. 48
Bảng 4.2.3.4.1. Sự biến đổi tỉ lệ men mốc trong các lô gạo ........................... 50
Bảng 4.2.3.5.1. Sự biến đổi tỉ lệ mọt gạo trong các lô gạo ............................. 51
Bảng 4.2.4.1. Sự biến đổi nồng độ khí N2 trong các lơ gạo ............................ 52


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ phân loại lúa nước................................................................... 4
Hình 3.1. Đổ mẫu vào hình nón và chia tư ..................................................... 35
Hình 3.4.2.1. Kiểu xếp các bao gạo trong bảo quản gạo ................................ 37
Hình 3.4.3.1. Các bước xử lý bảo quản kín có nạp khí N2 cho gạo ................ 41
Hình 4.3.2.1. Sơ đồ quy trình bảo quản gạo bằng phương pháp bảo quản kín
có nạp khí N2 ................................................................................................... 54


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Lương thực giữ một vai trò quan trọng trong đời sống con người và
trong chăn ni gia súc. Tổng sản lượng lương thực của tồn thế giới hiện nay
vào khoảng 513 triệu tấn/năm. Trong đó tổng sản lượng gạo toàn cầu năm
2017-2018 khoảng 481,3 triệu tấn [2]. Lương thực cung cấp trên 75% năng
lượng dùng cho hoạt động sống của con người và gia súc.
Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu. Theo tổng cục thống
kê sản lượng lúa gạo năm 2016-2017 đạt 27,55 triệu tấn, giảm 421 nghìn tấn [2].
Về xuất khẩu, trong năm 2017 đã xuất khẩu 5,83 triệu tấn gạo, thu về
2,63 tỷ USD [2]. Bên cạnh sự gia tăng sản lượng lúa của cả nước , nhu cầu
cung cấp lúa cho sinh hoạt, sản xuất cũng tăng cao. Việc bảo quản và chế biến
lúa càng cần phải quan tâm và phát triển hơn nữa để đảm bảo cung cấp đủ cho
nhu cầu con người đồng thời cung cấp đủ cho mạng lưới sản xuất.
Với nước ta hiện nay, công tác bảo quản và chế biến nông sản sau thu
hoạch đã và đang được nghiên cứu ứng dụng. Nhưng do những mặt hạn chế
về kinh tế, nhân lực, cơ sở vật chất kỹ thuật..., nên sự thiệt hại trong quá trình

bảo quản dự trữ cũng là một con số đáng kể. Đối với ngũ cốc, tổn thất sau thu
hoạch ở các nước phát triển ước tính khoảng 25%, có nghĩa là ¼ lượng lương
thực sản xuất đã khơng bao giờ tới được đích là người tiêu dùng, cũng có
nghĩa là ngần đó cơng sức và tiền của đã vĩnh viễn mất đi [6]. Năm 1995, Tổ
chức Nông nghiệp và Lương thực Thế giới (FAO) đã thống kê thiệt hại toàn
cầu về lương thực chiếm từ 15-20% sản lượng, giá trị khoảng 130 tỷ USD ở
thời điểm đó [6].
Dự trữ gạo đóng vai trị hết sức quan trọng trong việc dự trữ mặt hàng
chiến lược của đất nước, có nhiệm vụ dự trữ lương thực để cứu hộ khi đất


2

nước gặp khó khăn như thiên tai, lũ lụt, mất mùa..., bảo đảm an ninh quốc
phịng, tham gia bình ổn giá cả và làm nghĩa vụ quốc tế khi cần thiết. Trong
nhiều năm qua công ty cổ phần lương thực Thái Nguyên thường bảo quản
thóc theo phương pháp cổ truyền là thóc đổ rời trong các kho được kê lót
bằng tre, trấu, cót. Tuy nhiên phương pháp này có nhiều hạn chế: chất lượng
hạt thóc giảm, dễ bị các cơn trùng, vi sinh vật ăn hại và các chất thải của
chúng làm giảm chất lượng, số lượng và giá trị thương phẩm của hạt, tỷ lệ hao
hụt lớn, trong quá trình bảo quản người thủ kho thường xuyên phải cào, đảo
vất vả và rất tốn cơng sức, ngồi ra việc sử dụng hóa chất diệt cơn trùng gây ơ
nhiễm mơi trường và độc hại với người lao động.
Trong những năm gần đây công ty cổ phần lương thực Thái Nguyên đã
áp dụng phương pháp bảo quản thóc đổ rời trong điều kiện áp suất thấp để
hạn chế đến mức thấp nhất các nhược điểm của phương pháp cổ truyền. Tuy
nhiên trong q trình bảo quản khơng tránh khỏi những biến đổi về cảm quan,
sinh hóa và sinh lý.
Để tăng thời gian bảo quản gạo và nâng cao chất lượng gạo sau bảo
quản, tơi nghiên cứu đề tài: “Hồn thiện quy trình bảo quản gạo bằng

phương pháp bảo quản kín có nạp khí N2 tại Cơng ty cổ phần lương thực
Thái Ngun”
1.2. Mục đích nghiên cứu
Hồn thiện được quy trình bảo quản gạo bằng phương pháp bảo quản
kín có nạp khí N2 để kéo dài thời gian bảo quản.
1.3. Yêu cầu
- Xác định được chất lượng gạo trước khi bảo quản
- Xác định được chất lượng gạo sau khi bảo quản bằng phương pháp
nạp khí N2
- Hồn thiện quy trình bảo quản gạo nạp khí N2


3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Nguồn gốc, cấu tạo của hạt gạo
2.1.1. Nguồn gốc và phân loại của lúa gạo
Lúa là nguồn lương thực chính của gần một nửa số dân trên trái đất.
Lúa được trồng nhiều ở Đông Nam Châu Á. Về diện tích canh tác, lúa đứng
hàng thứ hai sau lúa mì, nhưng năng suất của lúa nước lại cao nhất.
Theo nhiều nguồn tài liệu thì cây lúa có nguồn gốc ở vùng Đơng Nam
Châu Á từ hơn 3.000 năm trước công nguyên [5]. Đến nay, rất nhiều nước
trên khắp các châu lục đều trồng lúa, đặc biệt ở châu thổ các sơng lớn thuộc
các vùng khí hậu ôn đới và nhiệt đới.
Cấy lúa thuộc họ cây thân thảo (graminae) và có tới trên 20 loại khác
nhau. Phổ biến nhất và có ý nghĩa kinh tế lớn hơn cả là loại lúa nước (Oriza
sativa). Lúa nước lại được chia làm hai loại là lúa ngắn hạt (O.S brevis) và lúa
hạt bình thường (O.S communis). Lúa nước hạt bình thường là loại phổ biến
hơn cả và đã tồn tại đến ngày nay.

Lúa nước hạt bình thường gồm có 2 nhánh. Thứ nhất là nhánh Ấn Độ
(O.S.C Indica) có dạng hình hạt thon dài, tỉ lệ chiều dài so với chiều rộng hạt
vào khoảng từ 3.0/1,0 đến 3,5/1,0. Loại thứ hai là nhánh Nhật Bản
(O.S.C.Japonica) có dạng hình hạt hơi bầu, tỉ lệ chiều dài so với chiều rộng
hạt vào khoảng từ 1,4/1,0 đến 1,9/1,0 (hình 2.1) [5].
Theo đặc điểm sinh vật học và quá trình diễn biến thì lúa thuộc họ
Poaceae, chi Oryza, lồi Oryza-sativa L. Chi Oryza có 23 lồi trong đó có hai
lồi lúa trồng là Oryza phổ biến ở Châu Á và Oryza glaerrima phổ biến ở Tây
Phi (Oka, 1958). Oryza sativa có 3 lồi phụ là Indica (lúa tiên), Japonica (lúa
cánh), và Jivanica (lúa bù lu). Indica là loại hình lúa được trồng ở các vùng


4

nhiệt đới, Japonica là lúa được trồng ở vùng ôn đới, cịn loại hình trung gian
Javanica là Japonica nhiệt đợi (Glaszman, 1987) [8].

Hình 2.1. Sơ đồ phân loại lúa nước
Cây lúa Việt Nam (Oryza-sativa L) còn được gọi là lúa Châu Á vì nó
được thuần hóa từ lúa dại từ 3 trung tâm đầu tiên ở Châu Á: Assam (Ấn Độ),
biên giới Thái Lan – Myanma. Và Trung Du tây bắc Việt Nam. Theo đặc
điểm lúa trồng Việt Nam thì chủ yếu là các giống Indica [1].
2.1.2. Cấu tạo của hạt lúa
Lúa là loại hạt lương thực có vỏ trấu bao bọc, đầu của vỏ trấu có râu.
Râu lúa có thẻ dài hoặc ngắn tùy theo giống và điều kiện sinh trưởng của cây.
Ở cuống của vỏ trấu có mày.
Màu sắc của vỏ trấu cũng khác nhau tùy theo giống lúa và điều kiện
mơi trường, thường có màu vàng nhạt, vàng nâu hoặc nâu đen. Tỉ lệ của vỏ
trấu so với khối lượng toàn hạt dao động trong phạm vi khoảng từ 10 đến
35%, thông thường là 17 – 23% [5].

Tiếp theo lớp vỏ trấu đến lớp vỏ hạt. Vỏ hạt là lớp vỏ mỏng bao bọc nội
nhũ, có màu trắng đục hoặc đỏ cua. Cấu tạo từ ngoài vào gồm có quả bì,


5

chủng bì và tầng alơron. Trung bình lớp vỏ hạt chiếm 5,6 – 6,1% khối lượng
hạt gạo lật (hạt thóc sau khi tách lớp vỏ trấu) [17]. Lớp alơron có thành phần
cấu tạo chủ yếu là protit và lipit. Khi xay xát nếu cịn sót lại nhiều trong gạo
sẽ làm cho gạo dễ bị oxy hóa gây chua gạo hoặc ôi khét do lipit bị oxy hóa.
Sau lớp vỏ hạt là nội nhũ chiếm tỉ lệ 65 -67%. Đây là thành phần chính
và chủ yếu nhất của hạt thóc. Trong nội nhũ chủ yếu là gluxit, chiếm tới 90%
lượng gluxit tồn hạt [17]. Phơi nằm ở góc dưới nội nhũ, nó chiếm tỉ lệ 2,2 –
3%. Phơi chứa nhiều protit, lipit, vitamin (vitamin B1 trong phơi chiếm tói
66% lượng vitamin B1 của tồn hạt thóc) [17].
Hạt lúa có kích thước chiều dài khoảng từ 4,5 đến 10,0mm (không kể
râu). Chiều rộng từ 1,2 đến 3,5mm. Chiều dày từ 1,0 đến 3,0mm. Khối lượng
của 1000 hạt vào khoảng 16 – 38g [5].
2.1.3. Thành phần hóa học của hạt lúa
Thành phần hóa học của hạt lúa gồm chủ yếu là tinh bột, protein,
xeluloza. Ngồi ra trong hạt lúa cịn chứa một số chất khác với hàm lượng ít
hơn so với ba chất kể trên như đường, tro, lipit, vitamin….
Thành phần hóa học của hạt lúa phụ thuộc vào giống, đất đau trồng trọt,
khí hậu và độ lớn của bản thân hạt lúa. Cùng chung điều kiện trồng trọt và
sinh trưởng, cùng một giống thóc nhưng trồng ở các địa phương khác nhau thì
thành phần hóa học cũng khơng giống nhau (bảng 2.1).


6

Bảng 2.1. Thành phần hóa học của hạt lúa
Thành phần hóa học

Hàm lượng các chất (%)
Nhỏ nhất

Lớn nhất

Trung bình

Protein*

6,66

10,43

8,74

Tinh bột

47,70

68,00

56,20

Xenluloza

8,74

12,22

9,41

Tro

4,68

6,90

5,80

Đường

0,10

4,50

3,20

Chất béo

1,60

2,50

1,90

Dextrin

0,80

3,20

1,30

(Nguồn: Theo vi.wikipedia.org/lúa)
Các gluxit
Các gluxit của lúa ngoài tinh bột là thành phần chủ yếu cịn có đường
xenluloza, hemixenluloza, dextrin.
Tinh bột lúa thuộc loại tinh bột phức tạp, qua kính hiển vi thấy mỗi hạt
tinh bột lại gồm nhiều hạt nhỏ. Kích thước rất nhỏ, có thể nói là nhỏ nhất
trong các tinh bột lương thược (3 - 8µm). Thành phần cấu tạo tinh bột lúa tẻ
khoảng 17% amiloza và 83% amylopectin, do đó khi nấu chín gạo nếp dẻo và
dính hơn gạo tẻ. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bộ lúa khoảng 65 - 70ºC [5].
Protein
Protein của lúa gồm chủ yếu là globulin và glutelin (orizein), ngồi ra
cịn có một ít lowcozin và prolamin (xem bảng 2.2). Glutein tập trung nhiều ở
nội nhũ, cịn trong cám thì chứa nhiều globulin và lơcozin hơn trong gạo,
nghĩa là globulin và lơcozin chủ yếu phân bố ở các lớp vỏ trong, vỏ ngồi, lớp
alơron và phơi hạt.


7

Bảng 2.2. Hàm lượng các loại protein của lúa [5]
Dung mơi hịa tan

Hàm lượng nitơ (%)

Loại
protein

Lúa

Gạo xát

Cám

Dung dịch NaCl

Lơcozin

10,00

5,84

17,45

10%

Globulin

22,10

14,17

36,85

Rượu 60 – 80%

Prolamin

4,30

9,17

4,38

Dung dịch NaOH

Glutelin

63,80

79,90

40,59

Nước cất

2%
(Nguồn: vaas.org.vn/Kien_thuc/Caylua/01/02_giatridinhduong)
Trong protein của lúa có chứa hầu hết các axit amin không thay thế.
Bảng 2.3 Thành phần các axit amintrong protein của gạo xay (gạo lật)
(theo % protein) [5]
Axit amin

Hàm lượng

Axit amin

Hàm lượng

Triptophan

1,08

Valin

6,99

Treomin

3,92

Acginin

5,76

Izolơxin

4,69

Histidin

1,68

Lizin

3,95

A.acpactic

4,72

Metionin

1,80

A.glutamic

13,69

Xictin

1,36

Glyxin

6,84

Penylalanin

5,03

Prolin

4,84

Tỉozin

4,57

Xerin

5,08

Lơxin

8,61

Alanin

3,56

(Nguồn: Giáo trình công nghệ bảo quản và chế biến lương thực – NXB Hà Nội)
Chất béo
Chất béo trong hạt lúa chủ yếu tập trung ở phôi và lớp alơron. Trong
thành phần chất béo của lúa có 3 axit chính, đó là axit oleic, axit linoleic và


8

axit palmitic (xem bảng 2.4). Các axit béo khác như axit stearic, axit meristic,
axit arakhic, axit linosteric có với hàm lượng rất nhỏ. Ngồi ra trong chất béo
của lúa cịn có một lượng lizolixitin và photpho.
Bảng 2.4. Thành phần hóa học của chất béo của lúa [5]
Hàm lượng (%)

Axit béo

Trong khoảng

Trung bình

Oleic

41,0 – 45,6

42,3

linolic

27,6 – 36,7

30,6

Miristic

0,1 – 0,3

0,2

Palmitic

12,3 -17,3

15,5

Stearic

1,8 – 2,6

2,1

Arakhic

0,5 – 0,7

0,6

Linosteric

0,4 – 0,9

0,7

Chất khơng xà phịng

4,0 – 4,6

4,2

Chưa no:

No:

hóa
(Nguồn: Giáo trình cơng nghệ bảo quản và chế biến lương thực – NXB Hà Nội)

Về thành phần hóa học thì có thể nói chất béo của lúa gần giống dầu lạc
và dầu bơng.
Chất khống
Chất khống phân bố khơng đồng đều trong các phần của hạt lúa, chủ
yếu tập trung ở các lớp vỏ. Chất khoáng nhiều nhất trong hạt lúa mì là
photpho. Photpho phân bố nhiều ở các lớp vỏ hạt, do đo sau khi xát kỹ thì
lượng photpho mất đi khá nhiều. Thành phần các chất khoáng của gạp được
thể hiện trong bảng 2.5.


9

Bảng 2.5. Thành phần tro của gạo (% chất khô) [5]

Gạo lật
Gạo xát
kỹ

Cl,Fe2O3

SiO2

P2O5

Cao

MgO

K2O

Na2O

SO2

0,31

0,81

0,07

0,18

0,31

0,12

0,07

Vết

0,08

0,38

0,04

0,04

0,07

0,03

Vết

Vết

, MnO2

(Nguồn: Giáo trình cơng nghệ bảo quản và chế biến lương thực – NXB Hà Nội)
Vitamin
Trong lúa có chứa các loại vitamin như: B1, B2, B6, PP, E, D, B12, …
Phần lớn các loại vitamin tập trung ở phôi , vỏ hạt và lớp alơron. Trong
nội nhũ có chứa vitamin với tỉ lệ thập, do đó sau khi xay xát, gạo thường có
hàm lượn vitamin càng nhỏ, phần lớn vitamin đã bị tách ra theo cám. Gạo
càng xát kỹ thì lượng vitamin càng tổn thất nhiều. Nếu khơng vì u cầu bảo
quản lâu dài thì khơng nên xát gạo quá kỹ.
Bảng 2.6. Hàm lượng các vitamin trong lúa (mg/kg chất khơ) [5]
Vitamin

Thóc

Gạo xát

Cám

Gạo lật

B1 (thiamin)

2,0 – 3,7

0,8

25,0 – 33,3

-

B2 (riboflavin)

0,67

0,25

2,68

-

B6 (piridoxin)

6,6

1,3

31,4

-

B12 (cobalamin)

-

0,0016

0,031

0,0005

PP (nicotinamit)

44,4 –

24,0

332,0

-

Axit pantothenic

69,0

4,0

15 – 27

-

Axit pholic

9,0

0,2

1,46

-

H (biotin)

26 – 40

0,034 – 0,06

0,6

-

E (tocoferol)

0,4 – 1,0

Vết

9,2

13,1

(Nguồn: Giáo trình cơng nghệ bảo quản và chế biến lương thực – NXB Hà Nội)

10

Các vitamin nhóm B hịa tồn nhiều trong nước, do đó người ta đã áp
dụng biện pháp gia cơng nước nhiệt để tang hàm lượng vitamin của gạo xát.
2.2. Các phương pháp bảo quản hạt thóc gạo
2.2.1. Bảo quản ở trạng thái khơ
Các hoạt độ sinh lý, sinh hóa của các cấu tử có trong lơ hạt làm giảm số
lượng và chất lượng lương thực đều có liên quan chặt chẽ với độ ẩm của hạt.
Tất cả các hoạt độ đó chỉ có thể xảy ra mạnh mẽ khi độ ẩm của khối hạt đã
vượt quá độ ẩm giới hạn. Bảo quản hạt ở trạng thái khô được coi là một trong
những phương pháp bảo quả chủ yếu.
Độ ẩm giới hạn của thóc gạo vào khoảng 13,0 – 14,5%. Bảo quan khối
hạt ở trạng thái độ ẩm hạt nhỏ hơn 13,5% được oi là bảo quản ở trạng thái
khô. Thông thường, muốn đảm bảo giữ khối hạt an toàn trong một thời gian
dài, người ta nhập kho lơ hạt có độ ẩm 13,0 – 13,5% [5].
Để làm khơ hạt, có thể phơi nắng hoặc sấy. Thổi khơng khí khơ vào khối
hạt cũng được coi là một trong những biện pháp tích cực nhằm làm giảm độ
ẩm của hạt. Thổi khơng khí mát vào lơ hạt có tác dụng làm giảm nhiệt độ.
Sau độ ẩm, nhiệt độ của khối hạt là yếu tố có tính chất quyết định đến độ
an tồn trong bảo quản. Tất cả các hoạt động sống trong hạt lương thực (hô
hấp của hạt, của sâu mọt và vi sinh vật, các q trình hóa sinh …) đều phụ
thuộc vào nhiệt độ. Nếu giữ khối hạt ở nhiệt độ thấp thì các hoạt động sống sẽ
xảy ra yếu và chậm, do đó hạt sẽ bảo quản được lâu không bị hỏng.
Các nước ở xứ lạnh đều tận dụng điều kiện nhiệt độ thấp để tiến hành
bảo quản thóc gạo. Điều đó khơng có nghĩa là ở nhiệt độ càng thấp thì bảo
quản hạt càng tốt [5].
Ở nước ta khơng có điều kiện thiên nhiên thuận lợi để bảo quản thóc gạo
ở trạng thái lạnh.

11

2.2.2. Bảo quản hạt ở trạng thái kín
Các cấu tử sống trong lơ hạt đều cần có oxy để hơ hấp. Lợi dụng tính
chất này người ta cách ly khối hạt với mơi trường khơng khí xung quanh bằng
cách bảo quản kín hoặc nạp vào khối hạt một loại khí khác khơng phải oxy rồi
đóng kín lại. Các loại khí đó có thể là CO2, N2, SO2, … [5]
Bảo quản hạt bằng phương pháp kín có nhiều ưu điểm. Thứ nhất, các
loại trùng bọ bị hủy diệt hoàn toàn. Sâu bọ, vi sinh vật bên ngồi khơng xâm
nhập vào khối hạt.
Thứ hai, nếu hạt khơ thì sinh vật khơng phát triển được, hiện tượng tự
bốc nóng khơng xảy, tuy nhiên độ axit trong hạt vẫn tang vì hạt vẫn tiếp tục
hơ hấp yếm khí.
Thứ ba, khơng khí ngồi trời khơng xâm nhập vào khối hạt. nên độ ẩm
của hạt không tang. Do đó tiết kiệm được sức lao động và thời gian cào đảo
đóng hạt.
Để tạo điều kiện kín, khơng có oxy có thể tiến hành bằng ba cách. Cách
thức nhất, tích lũy tự nhiên khí CO2 và giảm dần oxy do kết quả hơ hấp yếm
khí của các cấu tử sống trong khối hạt [5]. Biện pháp này đơn giản, rẻ tiền nên
được sử dụng tương đối phổ biến. Nhược điểm của phương pháp này là cần
nhiều thời gian. Trong giai đoạn đầu còn oxy các cấu tử sống trong đống hạt
vẫn còn hoạt động, nên làm thay đổi chất lượng của hạt.
Cách thứ hai, nạp khí CO2 vào khối hạt để thay khơng khí trong khoảng
trống của khối hạt bằng cách quạt khí CO2 vào hay dung CO2 dạng băng vào
khối hạt, sau đó nó sẽ tự chuyển thành khí, khi nạp cho lớp trên nhiều hơn.
Khi chuyển thành hơi CO2 dạng băng sẽ thu nhiệt, do đó nhiệt độ khối hạt
giảm xuống, có lợi cho bảo quản.
Cách thứ ba là nập vào khối hạt khí N2 hoặc một loại hóa chất nào đó,
cũng nhằm mục đích đẩy oxy ra khỏi khoảng trống trong khối hạt. Nếu trong

12

tồn kho hoặc ¾ khoảng trống của khối hạt trong kho khơng có oxy thì sau 15
ngày trùng bọ sẽ cht. Cũn nu ch ẳ n ẵ khong trng ca khối hạt khơng
có oxy thì phải sau 30 – 40 ngày trùng bọ mới chết [5].
2.2.2.1. Một số loại kho bảo quản kín
Điều kiện cần thiết khi áp dụng phương pháp bảo quản kín là phải có
kho thật kín để ngăn O2 bên ngoài xâm nhập vào kho. Hiện nay nhiều nước
trên thế giới đã nghiên cứu thiết kế và xây dựng nhiều loại kho khác nhau.
Phổ biến là kho: xilô bằng bêtông cốt thép, xilô thép và kho ngầm dưới mặt đất.
Kho xilô bằng bê tông cốt thép yêu cầu cửa tiếp vá tháo hạt phải kín.
Lớp xi măng bên trong xilơ phải tốt. Kho này có dung tích lớn, dễ co giới
xuất nhập và cũng tiện lợi kiểm tra chất lượng hạt.
Khô xilô thép được dùng phổ biến ở Mỹ, Canada và một số nước khác
[18]. Dung tích kho không lớn bằng kho xilô bêtông cốt thép nhưng đảm bảo
kín hồn tồn. Nếu kho khơng có lớp cách nhiệt thì khơng phù hợp với điều
kiện khí hậu nhiệt đới.
Kho ngầm và nửa ngầm dưới mặt đất được sử dụng nhiều ở các nước
vùng nhiệt đới như Nam Châu Mỹ, Châu Phi, Ấn Độ. Ưu điểm của kho ngầm
là rất kín, nhiệt độ trong kho quanh năm tương đói ổn định. Ít bị ảnh hưởng
của mơi trường mặc dù nhiệt độ của khí quyển ln thay đổi. Tuy nhiên cũng
có những nhược điểm như: thể tích kho nhỏ địi hỏi kỹ thuật xây dựng cao
mới khắc phục được áp suất mạch nước ngầm.
Ở nước ta, từ lâu ông cha ta cũng đã áp dụng phương pháp bảo quản
kín để giữ thóc, gạo... Thóc thu hoạch về phơi khơ, quạt sạch và cho vào
chum đậy kín lại, cách ly hạt với mọi sự biến đổi bên ngoài. Ngành lương
thực nước ta đã kế thừa phương pháp bảo quản truyền thống này bằng cách
phủ bề mặt khối hạt một lớp trấu đã sát trùng dày khoảng 15 – 20cm [5].

13

Ngày nay, để bảo quan một khối lượng thóc gạo lớn hàng triệu tấn có
thể dùng kho xilơ hoặc khơ ngầm. Kết quả nghiên cứu cho thấy: sau hơn một
năm bảo quản dưới đất, chất lượng, số lượng lương thực vẫn bảo đảm tốt, đặc
biệt không bị côn trùng phá hoại [5].
2.2.2.2. Sự biến đổi các thông số của khối thóc gạo trong q trình bảo quản kín
Trong q trình bảo quản kín khối thóc gạo khơ, tính chất hạt thay đổi
không đáng kể. Với khối hạt ướt (độ ẩm từ 16% trở lên), tính chất của khối
hạt có thay đổi và ảnh hưởng đến chất lượng của hạt và sản phẩm chế biến.
Sự biến đổi khơng khối có ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật.
Khi độ ẩm tương đối của khơng khí lớn hơn 70% tương ứng với độ ẩm của
hạt khoảng 13 – 14% thì vi sinh vật trong khối hạt tiếp tục hô hấp, tiêu thụ
lượng O2 trong khoảng trống của khối hạt và thải ra khí CO2. Một số vi sinh
vật yếm khí không chết, chuyển sang trạng thái tĩnh. Sau khi đã hết O2, mà độ
ẩm hạt lớn hơn 16% thì quá trình thải CO2 trong khoảng trống của khối hạt
lên tới 95% mới ngừng [5].
Đối với kho xilô bằng kim loại yêu cầu cấu trúc kho đảm bảo không
thay đổi áp suất trong kho khi điều kiện môi trường biến đổi. Tuy nhiên trong
thời gian bảo quản người ta vẫn thấy một lượng khơ khí qua khe hở lọt vào
kho, nên tỷ lệ O2 tăng và CO2 giảm. Theo nhiều nhà nghiên cứu trường hợp
kho khơng kín hồn tồn thì hàm lượng CO2 sẽ giảm tới 15 – 25% và giữ
nguyên ở mức này cho đến khi tháo hạt ra khỏi kho [18].
Trong kho xilô mềm (làm bằng chất dẻo), đã nạp khí CO2 thì hàm
lượng CO2 giảm xuống ít hơn bởi vì đối với xilơ mềm sự thay đổi áp suất
khơng làm khí thốt ra mơi trường xung quanh.
Mùi vị, màu sắc hạt thóc gạo trong các kho có độ kín bảo đảm, hình
dạng bên ngồi của hạt biến đổi rất ít ( màu sắc và độ tản rời hạt bình thường,
khơng thấy dấu hiệu có nấm mốc). Khi hạt có độ ẩm từ 16% trở lên thì

14

thường hạt có mùi nha, vị đắng do q trình lên men yếm khí gây lên. Nhiệt
độ và độ ẩm càng cao thì mùi vị biến đổi càng nhanh, nhất là khi bảo quản
khối hạt trong thời gian dài. Mùi và vị này khó làm thốt khỏi hạt kể cả sau
khi thống gió cưỡng bức hoặc sấy.
Khối hạt có độ ẩm cao thì màu sắc của hạt sẫm nhanh, phần do phản
ứng Mayer gây nên, phần do tác động của vi sinh vật.
Trong các kho kín khơng khí ở ngồi không lọt vào được và hàm lượng
CO2 không giảm mà ngày càng tăng vì vật độ ẩm của thóc gạo hầu như biến
đổi rất ít. Tuy nhiên, độ ẩm của lớp ngoài và lớp gần tường của khối hạt
thường cao hơn độ ẩm của toàn khối hạt, do hiện tương ngưng tụ hơi nước khi
nhiệt độ bên ngoài thay đổi làm cho lớp ngồi bị lạnh hoặc nóng nhanh hơn so
với các lớp khác của khối hạt. Trường hợp này thể hiện rõ khi bảo quản khối
hạt có độ ẩm cao hơn 22% trong các xilô bằng thép, lớp hạt giáp thành kho
thường bị vón cục và kèm theo hiện tượng lên men.
Mất sức sống là một trong những hiện tượng biểu hiện sự giảm chất
lượng của hạt. Độ nảy mầm của hạt bị giảm hoặc mất hoàn toàn khi ta bảo
quản khối hạt trong điều kiện không phù hợp. Ví dụ: Trong kho kín độ nảy
mầm của hạt bị giảm. Mức độ giảm độ nảy mầm phụ thuộc vào nhiệt độ và độ
ẩm. Nhiều nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng độ nảy mầm sẽ bị mất hoàn
toàn khi độ ẩm của khối hạt từ 22% trở lên. Khi khối hạt có độ ẩm từ 14% trở
xuống thì sau một thời gian dài bảo quản, độ nảy mầm chỉ giảm rất ít nếu
nhiệt độ bảo quản thấp. Ở 25ºC và độ ẩm hạt 14% sau 80 tuần hạt hoàn tồn
mất độ nảy mầm [5].
Sự thay đổi thành phần hóa học của thóc gạo trong q trình bảo quản
kín rất phức tạp và cho đến nay chưa có kết luận tồn diện và chi tiết. Thí
nghiệm của Meiring và cộng sự chứng tỏ rằng khi hạt có độ ẩm 28,5% độ pH

của khối hạt trong quá trình bảo quản tăng lên đáng kể, nhưng độ ẩm 22,5%


15

thì sự thay đổi này khơng rõ rệt. Sự thay đổi độ pH của hạt cũng phụ thuộc
vào nhiệt độ và độ ẩm của khối hạt [5].
Tổn hao chất khô là chỉ tiêu đầu tiên để đánh giánh chất lượng khối hạt
ẩm trong q trình bảo quản kín. Qua nghiên cứu của nhiều tác giả cho thấy
sau 6 tháng bảo quản kín khối hạt có độ ẩm dưới 18% thì hàm lượng chất khơ
giảm rất ít, nhưng ở độ ẩm 22 – 25% giảm tới 1% và ở 33 – 35% tới 3 – 4% [5].
Để hạn chết sự phát triển của vi sinh vật trong bảo quản kín hạt ướt cần
phải tạo và giữ hàm lượng oxy trong kho ở mức thấp nhất, thường chỉ khoảng
0,5 – 1,0%. Với điều kiện này chỉ một số loại vi sinh vật yếm khí tồn tại và
phát triển cịn thì hầu hết bị tiêu diệt hoặc ngừng hoạt động.
2.2.3. Bảo quản thóc gạo bằng phương pháp thơng gió cưỡng bức
Thổi một luồng khơng khí khơ và mát vào khối thóc gạo sẽ làm thay
đổi độ ẩm, nhiệt độ và thành phần không khí trong khối hạt. Đó là ngun tắc
của phương pháp thơng gió cưỡng bức [5]. Ngồi ra có thể làm giảm độ ẩm
và thay đổi nhiệt độ của khối hạt bằng cách cào đảo khối hạt hoặc mở cửa kho
lúc có lợi.
Đây là phương pháp thường được áp dụng ở nước ta trong điều kiện
kho bảo quản cịn thơ sơ. Mục đích của thơng gió cưỡng bức là làm giảm độ
ẩm và nhiệt độ của khối lương thực, do đó kéo dài thời gian bảo quản an toàn.
Để đạt hiệu quả tốt nhất luồng khơng khí được thổi vào kho phải thỏa mãn
các u cầu sau:
Thứ nhất khơng khí phải sạch, không làm ô nhiễm lương thực.
Thứ hai, cần đủ lượng khơng khí để thực hiện được mục đích giảm
nhiệt đô và độ ẩm của khối hạt.
Thứ ba, chỉ quạt khi độ ảm tương đói của khơng khí ngồi trời thấp

nghĩa là sau khi quạt thì độ ẩm của khối hạt giảm xuống.
Thứ tư, nhiệt độ khơng khí ngồi trời phải thấp hơn nhiệt độ của khối hạt.


16

Thứ năm, cần quạt đều khơng khí vào khối hạt, nếu khơng đều thì
những chỗ khơng được quạt đủ u cầu, độ ẩm của hạt như cũ, lại thêm lượng
CO2 tạo điều kiện cho hạt hô hấp mạnh và côn trùng, vi sinh vật phát triển nhanh.
2.2.4. Bảo quản thóc gạo bằng hóa chất
Thực chất của phương pháp này là phát triển thêm trên cơ sở của
phương pháp bảo quản kín. Cho hóa chat vào khối hạt với mục đích giảm
lượng oxy đồng thời do tính độc của hóa chất mà vi sinh vật và trùng bọ bị
tiêu diệt. Như vậy sẽ ức chế toàn bộ hoạt động sống của khối hạt.
Hóa chất phải độc đối với vi sinh vật và trùng bọ, ít độc đối với người
và gia cầm. Hóa chất phải dễ phân bố đều và dễ xâm nhập vào khối hạt, ít
hoặc khơng bị hạt hấp thụ và sau bảo quản dễ làm sạch, không gây hỏa hoạn
và ít ăn mịn thiết bị, vật liệu làm kho, ít ảnh hưởng đến tính chất công nghệ
của hạt, sử dụng thuận tiện giá thành thấp [5].
Cho tới nay người ta đã nghiên cứu sử dụng trên 500 các hợp chất hóa
học khác nhau , tuy nhiên chưa có loại hóa chất nào đáp ứng được mọi yêu
cầu trên.
2.3. Các q trình xảy ra khi bảo quản thóc gạo sau thu hoạch
2.3.1. Q trình hơ hấp của hạt
Hơ hấp là một q trình sinh lý quan trọng khơng thể thiếu được của
mỗi cơ thể sống. Ngũ cốc nói chung và hạt thóc gạo nói riêng cũng là cơ thể
sống, vì vậy trong q trình bảo quản chúng cũng hơ hấp.
Vai trị của hơ hấp khơng chỉ cung chấp năng lượng cho oxy hóa
carbohydrate trong q trình hơ hấp, cịn tạo ra nhiều sản phẩm trung gian
quan trọng đối với quá trình tổng hợp các chất hữu cơ, cũng như quá trình

trao đổi chất khác trong cơ thể sống.


17

Ngun liệu cho q trình hơ hấp của hạt trực tiếp và quan trọng nhất
là glucose. Ngoài carbohydrate, nguyên liệu cho q trình hơ hấp cịn có thể
là: các chất béo (lạc vừng), protein và aminoacid, các acid hữu cơ.
Thực tế trong bảo quản thóc gạo khơng phải chỉ có đơn dạng hơ hấp
hiếu khí hay hơ hấp yếm khí mà có đồng thời cả hai dạng. Vì vậy, để biểu thị
dạng hô hấp người ta dung hệ số hô hấp K là tỷ số của lượng phân tử hay thể
tích khí CO2 thốt ra với số lượng phân tử hay thể tích khí O2 tiêu tốn trong
cùng thời gian của q trình hơ hấp.
Trường hợp hơ hấp hiếu khí thì K = 1. Nếu K > 1 nghĩa là lượng CO2
thoát ra nhiều hơn lượng O2 tiêu tốn, do đó ngồi q trình hơ hấp hiếu khí
cịn có q trình hơ hấp yếm khí. Khi K <1 rõ ràng lượng O2 mất đi nhiều
nhưng CO2 thốt ra ít, như vậy ngồi q trình hơ hấp cịn có các q trình
oxy hóa khác.
Khối hạt bảo quản đổ rời ở trong kho, thời gian đầu khơng khí trong
khe hở khối hạt có đủ oxy, tồn khối hạt hơ hấp hiếu khí. Trong quá trình bảo
quản, lượng oxy giữa và đáy khối hết dần, hạt sẽ hơ hấp yếm khí. Lớp hạt
xung quanh và trên mặt khối do thường xuyên tiếp xúc với khơng khí nên vẫn
hơ hấp hiếu khí.
Đặc trưng cho mức độ hô hấp là cường độ hô hấp được quy ước là số
lượng oxy của 100g hay 1000g chất khơ của hạt tiêu tốn, hay lượng CO2 thốt
ra trong 24 giờ hô hấp. Cường độ hô hấp của khối thóc gạo bảo quản mạnh
yếu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ ẩm, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, độ
thoáng và một số yêu cầu khác.
Hạt xanh non, hạt lép và hạt khơng hồn thiện đều có cường độ hô hấp
mạnh hơn so với hạt hạt mẩy, hạt nguyên vẹn.

Q trình hơ hấp càng mạnh thì lượng nhiệt, hơi nước và khí CO2 thốt
ra càng nhiều. Do khối thóc gạo có tính hấp thụ hơi nước nên độ ẩm của nó