Nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm và tối ưu hóa quá trình sấy lạnh gạo mầm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA VÀ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠO MẦM
VÀ TỐI ƯU HĨA Q TRÌNH SẤY LẠNH GẠO MẦM

GVHD: TS. LÊ ĐỨC TRUNG
SVTH: PHẠM THỊ NHƯ QUỲNH
MSSV: 11116053

SKL 0 0 3 9 3 4

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

---------  ----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ: 2015-11116053

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT GẠO
MẦM VÀ TỐI ƯU HĨA QUÁ TRÌNH
SẤY LẠNH GẠO MẦM

GVHD : TS. LÊ ĐỨC TRUNG
SVTH

: PHẠM THỊ NHƯ QUỲNH

MSSV

: 11116053

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2015
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phạm Thị Như Quỳnh

MSSV: 11116053

Ngành: Công nghệ hóa học và thực phẩm
1.

Tên đồ án: Nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm và tối ưu hóa q trình sấy
lạnh gạo mầm.
Mã số đồ án: 2015-11116053

2.

Nhiệm vụ của đồ án:
-

Tổng quan về nguyên liệu gạo lứt, hoạt chất GABA (gamma-amino butyric acid),

gạo mầm và các nghiên cứu về gạo mầm. Tổng quan về hệ thống sấy lạnh, phương pháp
quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa.
-

Khảo sát ảnh hưởng của chế độ ngâm ủ đến tỷ lệ nảy mầm và hàm lượng GABA.

-

Khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy đến khả năng thoát ẩm và hàm lượng GABA.

-

Tối ưu hóa q trình sấy lạnh gạo mầm để tìm chế độ sấy tối ưu.

-

Đánh giá chất lượng cảm quan của gạo mầm thành phẩm.

3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 19/01/2015
4. Ngày hoàn thành đồ án: 16/07/2015
5. Họ tên người hướng dẫn: TS. Lê Đức Trung

Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bởi

Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm
Tp.HCM, ngày

tháng

Trưởng Bộ môn

năm 2015
Người hướng dẫn


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cơ Khoa Cơng nghệ hóa học và thực
phẩm - Trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình dạy bảo, xây dựng
những kiến thức cơ bản cần thiết cho tơi trong suốt q trình học tập tại trường.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS. Lê Đức Trung, người thầy đã giúp đỡ và
hướng dẫn tận tình cho tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Đồng thời tơi
xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, anh chị trong Viện Nghiên cứu nuôi trồng thủy sản II
đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, trang thiết bị để giúp tơi hồn thành
luận văn.
Mặc dù gặp nhiều khó khăn trong thời gian vừa qua nhưng được sự động viên, giúp
đỡ của gia đình, thầy cô, các anh chị đi trước và bạn bè, tôi đã hoàn thành đúng thời hạn
các nhiệm vụ được giao. Tuy nhiên cũng khơng thể tránh khỏi những thiết sót, mong q
thầy cơ đóng góp ý kiến và sửa chữa để nội dung được hồn thiện hơn. Tơi xin chân thành
cảm ơn!

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015

Phạm Thị Như Quỳnh

Trang i


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của
riêng tơi. Tơi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã
được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định.

Ngày 15 tháng 07 năm 2015
Ký tên

Trang ii


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Gạo mầm là gạo đã nảy mầm nhờ ngâm ủ. Q trình chuyển hố sinh học trong thời
gian tạo mầm tạo cho gạo mầm có giá trị dinh dưỡng khác với gạo trắng thơng thường.
Đặc biệt gạo mầm có chứa nhiều GABA (Gamma-Aminobutyric Acid), là chất được cho là

ảnh hưởng tốt đến sức khoẻ. Trong luận văn này chúng tôi nghiên quy trình sản xuất gạo
mầm và tối ưu hóa q trình sấy lạnh gạo mầm.
Gạo lứt đỏ ST có hàm lượng GABA là 42,18 μg/g được sử dụng làm nguyên liệu để
nghiên cứu sản xuất gạo mầm. Gạo lứt được ngâm trong nước ở nhiệt độ phòng (30±2oC),
sau 5h ngâm gạo lứt đạt khả năng hút nước bão hòa. Sau đó gạo được ủ ở nhiệt độ phịng,
tiến hành khảo sát tỷ lệ nảy mầm ở 12, 18, 24, 30, 36, 42h ủ và đo hàm lượng GABA ở
32h, 36h, 40h. Sau 42h tỷ lệ nảy mầm đạt 85,33%; hàm lượng GABA trong quá trình ủ cao
nhất tại 36h, đạt 247,44 μg/g. Gạo mầm sau ủ được xử lý vi sinh vật bằng phương pháp
chần nước nóng 90oC trong 1 phút. Sau đó gạo mầm được sấy ở nhiệt độ 30, 40, 50oC với
tốc độ TNS (tác nhân sấy) 0,6m/s, 1,2m/s và 1,8m/s; độ ẩm từ 35,03 – 35,03 % xuống 9,12
– 10,45 %. Kết quả phân tích cho thấy, nhiệt độ sấy và tốc độ tác nhân sấy càng cao thì
tổn thất hàm lượng GABA càng lớn. Tuy nhiên khi tốc độ tác nhân sấy thấp làm kéo dài
thời gian sấy, ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng gạo sau sấy.
Giải bài tốn tối ưu hóa q trình sấy lạnh cho kết quả với nhiệt độ 30oC và tốc độ
TNS ở buồng sấy là 1,22m/s thì hàm lượng GABA của gạo mầm đạt cao nhất. Ngoài ra,
gạo mầm có hàm lượng chất xơ tăng, hàm lượng đường tổng, protein, lipid giảm so với
nguyên liệu gạo lứt ban đầu.

Trang iii


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ ii
TÓM TẮT KHÓA LUẬN .............................................................................................. iii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... iv

DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 3
1.1. Giới thiệu về gạo lứt ................................................................................................. 3
1.1.1. Khái niệm, phân loại và cấu tạo: .................................................................................3
1.1.2. Thành phần dinh dưỡng ...............................................................................................4
1.2. Giới thiệu về hoạt chất GABA.................................................................................. 5
1.3. Quá trình nảy mầm gạo lứt ....................................................................................... 6
1.3.1. Cơ chế tổng hợp GABA trong quá trình nảy mầm....................................................6
1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình nảy mầm .............................................................8
1.3.2.1 Độ chín, hình dạng, kích thước và thành phần hóa học của hạt .......................... 8
1.3.2.2 Nước ................................................................................................................. 9
1.3.2.3 Khơng khí ( oxy và cacbornic ).......................................................................... 9
1.3.2.4 Nhiệt độ ............................................................................................................ 9
1.3.2.5 Các tác nhân kích thích...................................................................................... 9
1.4. Giới thiệu về sản phẩm gạo mầm ............................................................................ 10
1.5. Các nghiên cứu về gạo mầm trên thế giới và trong nước ......................................... 12
1.6

Sấy lạnh và hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt. .................................................. 16

1.5.1. Sấy lạnh ...................................................................................................................... 16
1.5.2. Hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt ....................................................................... 17
1.5.2.1. Giới thiệu ................................................................................................................ 17
1.5.2.2. Chất lượng sản phẩm sau khi sấy................................................................... 18
1.5.2.3. Ưu và nhược điểm của phương pháp sấy lạnh kiểu bơm nhiệt ....................... 18
1.7. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm ..................................................................... 18
1.7.1. Giới thiệu về quy hoạch thực nghiệm ....................................................................... 18

Trang iv


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

1.7.2. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm yếu tố toàn phần .......................................... 19
1.7.3. Phương án cấu trúc có tâm......................................................................................... 20
1.7.4. Phương án trực giao cấp hai ...................................................................................... 22
1.7.5. Thiết lặp bài toán từng mục tiêu và đa mục tiêu ...................................................... 25
CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 27
2.1. Đối tượng, hóa chất, thiết bị, dụng cụ và địa điểm tiến hành thí nghiệm.................. 27
2.1.1. Đối tượng: ................................................................................................................... 27
2.1.2 Hóa chất: ..................................................................................................................... 27
2.1.3 Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm ...................................................................................... 27
2.1.4 Địa điểm thực hiện: ........................................................................................... 27
2.2 Phương pháp thực hiện .............................................................................................. 28
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu công nghệ sản xuất ............................................................. 28
2.2.1.1 Đề xuất quy trình cơng nghệ ............................................................................ 28
2.2.1.2 Giải thích quy trình ......................................................................................... 28
2.2.2 Sơ đồ nghiên cứu: ......................................................................................................... 29
2.2.3 Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý ..................................................................31
2.2.4 Phương pháp đánh giá thị hiếu người tiêu dùng: ....................................................... 31
2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu: .......................................................................................... 32
2.2.6 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa đa mục tiêu ............................. 32
2.3

Cách tiến hành thí nghiệm: ..................................................................................... 32

2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát nguyên liệu đầu vào ........................................................ 32
2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng hút nước của hạt trong quá trình ngâm ............. 32
2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ đến tỷ lệ nảy mầm và hàm lượng
GABA tích lũy trong q trình ủ mầm........................................................................... 32
2.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ẩm và hàm lượng GABA
trong quá trình sấy gạo gạo mầm ................................................................................... 33
2.3.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ tác nhân sấy đến độ ẩm và hàm
lượng GABA trong quá trình sấy gạo mầm ................................................................... 34
2.3.6 Thí nghiệm 6: Tối ưu hóa q trình sấy ................................................................ 34
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................................................... 36
3.1 Kết quả khảo sát các thông số ban đầu nguyên liệu gạo lứt đỏ ST ............................ 36
3.2

Khảo sát khả năng hút ẩm của gại trong quá trình ngâm ..................................... 36

Trang v


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian ủ đến tỷ lệ nảy mầm và hàm lượng GABA.............. 37
3.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ẩm và hàm lượng GABA theo thời gian
sấy: .......................................................................................................................... 40
3.5 Khảo sát tốc độ tác nhân sấy đến khả năng thoát ẩm và hàm lượng GABA............ 43
3.6 Tối ưu hóa q trình sấy lạnh ................................................................................ 44
3.6.1 Giải BTTƯ một mục tiêu-hàm mục tiêu y1- độ ẩm........................................... 44
3.6.2 Giải BTTƯ một mục tiêu-hàm mục tiêu y2- tổn thất hàm lượng GABA ........... 45
3.7 Khảo sát thực nghiệm cho thông số tối ưu ............................................................ 47

3.8 Đánh giá hàm lượng dinh dưỡng của sản phẩm gạo mầm thu được........................ 47
3.9 Đánh giá cảm quan và thị hiếu sản phẩm gạo mầm thu được ................................ 48
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ............................................................................................. 50
4.1 Kết luận: ............................................................................................................... 50
4.2 Kiến nghị: ............................................................................................................ 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 51

Trang vi


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Phân biệt gạo lứt, gạo trắng và gạo mầm ............................................................ 3
Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo hóa học của GABA ................................................................ 5
Hình 1.3 Con đường hình thành GABA ............................................................................ 7
Hình 1.4 Sự hình thành GABA trong ty thể thực vật ......................................................... 8
Hình 1.5. Thiết bị sấy nhiệt độ thấp ................................................................................. 17
Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy sấy bơm nhiệt. .......................................... 17
Hình 1.7: Sơ đồ thí nghiệm phương án cấu trúc có tâm, hai yếu tố ................................... 21
Hình 1.8: Sơ đồ thí nghiệm phương án cấu trúc có tâm, ba yếu tố .................................... 21
Hình 1.9: Bài tốn từng mục tiêu ..................................................................................... 25
Hình 1.10: Bài tốn đa mục tiêu ...................................................................................... 25
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất gạo mầm..................................................................... 28
Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu .............................................................................................. 30
Hình 2.3: Sơ đồ mơ tả đối tượng cơng nghệ của quá trình sấy lạnh gạo mầm ................... 34
Hình 3.1 . Sự thay đổi của độ ẩm theo thời gian ngâm ..................................................... 37
Hình 3.2 . Sự phát triển về kích thước của mầm gạo theo thời gian ủ ............................... 38

Hình 3.3. Tỷ lệ nảy mầm của gạo lứt theo thời gian ủ ...................................................... 39
Hình 3.4. Sự biến đổi của hàm lượng GABA sau 32h, 36h và 40h ủ ................................ 40
Hình 3.5. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thốt ẩm ........................ 41
Hình 3.6. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của tốc độ TNS đến khả năng thốt ẩm. .................. 43
Hình 3.7 Thành phẩm gạo mầm sau sấy và đóng gói hút chân khơng ............................... 47

Trang vii


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các chỉ tiêu chất lượng của gạo lứt và gạo trắng ................................................. 4
Bảng 1.2 . Hoạt tính của các dưỡng chất trong gạo mầm .................................................. 11
Bảng 1.3: Xác định số thí nghiệm qua hệ số m ................................................................ 20
Bảng 1.4: Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm cấp hai, hai yếu tố ..................................... 22
Bảng 1.5: Giá trị α2 theo k và n0 ...................................................................................... 23
Bảng 2.1: Các phương pháp xác định các chỉ tiêu phân tích ............................................. 31
Bảng 2.2: Bảng hướng dẫn đánh giá cảm quan sản phẩm ................................................. 31
Bảng 2.2: Thiết lập bảng các mức yếu tố ảnh hưởng ........................................................ 35
Bảng 2.3: Ma trận TYT 22 với biến thực và biến mã hóa ................................................. 35
Bảng 2.4: Thành lập ma trận thực nghiệm dựa trên các yếu tố mã hóa ............................. 35
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu vật lý, hóa lý của nguyên liệu gạo lứt đỏ ST .................................. 36
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến chất lượng của sản phẩm sau khi sấy ................... 41
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của tốc độ tác nhân sấy đến độ ẩm và hàm lượng GABA ............... 44
Bảng 3.4: Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y1 – độ ẩm ...................................... 44
Bảng 3.5. Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y2 – tổn thất hàm lượng GABA ...... 45
Bảng 3.6: Kết quả tối ưu các hàm đơn mục tiêu ............................................................... 46

Bảng 3.7. Kết quả các giá trị tối ưu của các hàm đơn mục tiêu tương ứng ........................ 46
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát lại các hàm mục tiêu ứng với các thông số tối ưu .................. 47
Bảng 3.9 So sánh các chỉ tiêu cơ bản giữa gạo lứt và gạo mầm ........................................ 48

Trang viii


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BTTƯ: Bài toán tối ưu
GABA: Gamma- aminobutyric acid
GAD : Glutamate decarboxylase
PTHQ: Phương trình hồi quy
QHTN: Quy hoạch thực nghiệm
SSA : Succinic semialdehyde
SSADH : Succinic semialdehyde dehydrogenase
TNS: Tác nhân sấy

Trang ix


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

MỞ ĐẦU
Trong xã hội ngày càng pháp triển như hiện nay thì đời sống cũng như nhu cầu của

con người ngày càng cao, thực phẩm không chỉ phục vụ cho nhu cầu ăn uống mà còn phải
cung cấp đầy đủ các dưỡng chất cho cơ thể. Nhưng mặt trái của xã hội là tình trạng con
người mắc các bệnh nan y ngày cao, đặc biệt là bệnh đái tháo đường hay còn gọi là tiểu
đường. Căn bệnh mà cơ thể không sử dụng được insulin hay không sản xuất đủ insulin làm
cho lượng đường trong máu không được chuyển đổi thành năng lượng cho cơ thể, dẫn đến
chỉ số đường huyết cao, ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe. Vì vậy con người ln nghiên
cứu để tìm ra các loại thực phẩm với chỉ số đường huyết thấp khuyên dùng cho người bị
tiểu đường, một trong số đó là gạo lứt. Một điều bất cập là gạo lứt rất khó ăn và khó nấu, vì
thế mà sản phẩm gạo mầm ra đời. Gạo mầm được ngâm và ủ cho nảy mầm từ gạo lứt nên
có giá trị dinh dưỡng cao, đồng thời hàm lượng chất xơ cao, chỉ số đường huyết thấp rất có
lợi cho chế độ ăn của người bị bệnh tiểu đường và đặc biệt là hàm lượng GABA (một acid
amin tự do, phân bố rộng rãi trong tự nhiên, và là một chất dẫn truyền thần kinh trong não
và tủy sống của động vật có vú) tăng gấp 10 lần so với gạo thường, 4-6 lần so với gạo lứt.
Gạo mầm dễ ăn và dễ nấu hơn gạo lứt nên là một sản phẩm thiết thực cho chúng ta.
Bên cạnh những giá trị về mặt dinh dưỡng, sức khỏe thì gạo mầm cịn tạo cơ hội cho
sự đa dạng hóa các sản phẩm trên thị trường, đồng thời nâng giá trị của hạt gạo về mặt kinh
tế. Trong khi Việt Nam là nước đứng thứ 2 về xuất khẩu lúa gạo, với lợi thế về nguồn
nguyên liệu dồi dào này thì chúng ta cũng có thể dễ dàng sản xuất ra nhiều mặt hàng từ gạo
có giá trị cao như gạo mầm, nhưng trên thị trường Việt Nam sản phẩm gạo mầm cịn rất ít
phổ biến và các cơng trình nghiên cứu về gạo mầm rất ít, chỉ có cơng ty bảo vệ thực vật An
Giang đã nghiên cứu thành công và đưa vào sản xuất thực tế.
Từ thực tiễn đó, chúng tơi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất gạo
mầm và tối ưu hóa q trình sấy lạnh gạo mầm” làm khóa luận tốt nghiệp.
 Mục tiêu của đề tài:
Nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm với chất lượng cao và được người tiêu dùng
chấp nhận.
Tối ưu hóa q trình sấy lạnh nhằm hạn chế tổn thất hàm lượng GABA.
 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu: gạo lứt đỏ ST (gạo lứt đỏ Sóc Trăng)

Trang 1

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

 Nội dung nghiên cứu:
-

Tìm hiểu về nguyên liệu gạo lứt, hoạt chất GABA (gamma-amino butyric acid), gạo
mầm và các nghiên cứu về gạo mầm. Tìm hiểu về hệ thống sấy lạnh, phương pháp
quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa.

-

Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm đến khả năng hút nước của gạo lứt.

-

Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ đến tỷ lệ nảy mầm và hàm lượng GABA.

-

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ ẩm và hàm lượng GABA.

-

Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ tác nhân sấy đến độ ẩm và hàm lượng GABA.

-

Tối ưu hóa q trình sấy lạnh gạo mầm và giải bài tốn tối ưu hóa.

-

Đánh giá cảm quan gạo mầm thành phẩm.

 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:


Ý nghĩa khoa học:
Cơ sở lý luận khoa học về các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình sản xuất gạo mầm nói

riêng và các sản phẩm hạt nảy mầm nói chung.
Nghiên cứu là cơ sở cho các phương pháp tối ưu hóa q trình nghiên cứu sản phẩm
thực phẩm.
Nghiên cứu này có thể làm nền tảng cho các nghiên cứu xây dựng quy trình cơng
nghệ cho các sản phẩm hạt nảy mầm khác.


Ý nghĩa thực tiễn:
Góp phần phát huy thế mạnh về nguồn nguyên liệu, nâng cao giá trị kinh tế cho

nguyên liệu, và đa dạng hóa sản phẩm từ gạo trên thị trường.
Gạo mầm có ý nghĩa thực sự to lớn đối với các bệnh nhân bị tiểu đường, đồng thời
nó có nhiều dưỡng chất quý có thể được sử dụng như thực phẩm chức năng.

Trang 2

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về gạo lứt
1.1.1. Khái niệm, phân loại và cấu tạo:
Gạo lứt (còn gọi là gạo lật, gạo lức, brown rice) là loại gạo chỉ xay bỏ vỏ trấu vẫn
cịn lớp cám bọc bên ngồi nên thường có màu nâu, bẻ đôi thấy lõi trắng bên trong, nếu giã
sạch lớp cám này sẽ cho ra loại gạo trắng giống như gạo trắng chúng ta ăn hằng ngày. Đây
là loại gạo rất giàu dinh dưỡng đặc biệt là các sinh tố và nguyên tố vi lượng. [48]
Gạo lứt gồm có ba loại chính:
Gạo lứt tẻ hột dài (long grain brown)
Gạo lứt tẻ hột tròn (short grain brown rice)
Gạo lứt nếp (sweet brown rice)
Hạt gạo lứt gồm 3 phần chính: vỏ, phơi và nội nhũ. Lớp vỏ thường có màu trong
mờ, hơi xám và dễ bị tách ra trong quá trình xát trắng gạo. Khi lớp vỏ có màu đỏ hoặc màu
đen thì gọi là gạo đỏ hay gạo than. Vỏ được cấu tạo từ nhiều lớp tế bào, lớp ngồi cùng
gồm các tế bào có kích thước lớn sắp xếp theo chiều dọc hạt, lớp giữa gồm các tế bào
tương tự như lớp ngoài nhưng sắp xếp theo chiều ngang hạt. Lớp vỏ có chứa nhiều chất
béo và protein nhưng rất ít tinh bột (chiều dày lớp vỏ phụ thuộc vào giống, điều kiện trồng
trọt). Ngăn cách giữa lớp vỏ hạt và nội nhũ là lớp alorong. Trong tế bào alorong có chứa
các hợp chất proteinide (35-45%), lipid (8-9%), vitamin và tro (11-14%), đường (6-8%),
cellulose (7-10%), pentose (15-17%). [44]

Hình 1.1. Phân biệt gạo lứt, gạo trắng và gạo mầm [6]

Trang 3

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

1.1.2. Thành phần dinh dưỡng
Thành phần của gạo lứt gồm tinh bột, chất 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, magiê, selen, glutathion
(GSH), kali và natri. [19]
Gạo trắng qua quá trình xay, giã, 77% vitamin B3, 80% vitamin B1, 90% vitamin
B6, một nửa lượng mangan và hầu hết chất xơ bị mất đi. 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 hịa
huyết áp, làm giảm cholesterol xấu, giúp ngăn ngừa qua các bệnh tim mạch.[48]
Bảng 1.1 Các chỉ tiêu chất lượng của gạo lứt và gạo trắng
Chỉ tiêu

Gạo lứt

Gạo trắng

Năng lượng (Kcal/100g)

233

232

Protein (g/100g)

4,880

4,100

49,700

49,600

Chất béo (g/100g)

1,170

0,205

Chất xơ (g/100g)

3,310

0,740

Thiamin (B1) (mg/100g)

0,223

0,176

Riboflavin (B2) (mg/100g)

0,039

0,021

Niacin (B3) (mg/100g)

2,730

2,050

Vitamin B6 (mg/100g)

0,294

0,103

10,000

4,100

1,400

0,462

Magie (Mg) (mg/100g)

72,200

22,600

Photpho (P) (mg/100g)

142,000

57,400

Natri (Na) (mg/100g)

137,000

57,400

Kẽm (Zn) (mg/100g)

1,050

0,841

Carbohydrate (g/100g)

Folacin (mcg/100g)
Vitamin E (mg/100g)

[19]

Gạo lứt khó nấu, cơm cứng, có mùi lạ, giàu giá trị dinh dưỡng và có thể được dùng
như là thực phẩm chức năng. Loại gạo này là một loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng
khi so sánh với gạo trắng. Thành phần các chất dinh dưỡng của gạo lứt gần như được giữ
lại hoàn toàn khơng bị mất đi trong q trình xay xát và đánh bóng.

Trang 4

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

1.2. Giới thiệu về hoạt chất GABA

Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo hóa học của GABA [50]
Gamma-aminobutyric acid (GABA) có cơng thức phân tử là C4H9NO2, khối lượng
phân tử là 103,12 g/mol, nhiệt độ nóng chảy là 203,7oC [50] , là một acid amin tự do phân
bố rộng rãi trong tự nhiên, và là một chất dẫn truyền thần kinh trong não và tủy sống của
động vật có vú [24].
GABA được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1883 và được biết tới như một sản
phẩm của quá trình trao đổi chất trong cơ thể một số loài thực vật và vi khuẩn. Năm 1950
GABA được phát hiện là thành phần bên trong của hệ thống thần kinh trung ương các loài
động vật có vú, ở não mơ khoảng 0,1-0,6 mg/g. GABA được sinh ra chủ yếu bởi các phản
ứng khử carboxyl của acid L-glutamic, xúc tác bởi enzyme, glutamate decarboxylase
(GAD) [EC4.1.1.15] [25] .
GABA có một số chức năng sinh lý như dẫn truyền thần kinh và cảm ứng có tác
dụng hạ huyết áp, tác dụng lợi tiểu, và an thần [35]. Gạo mầm nảy mầm chiết xuất có chứa
GABA ức chế tế bào ung thư tăng sinh [33].
Các phương pháp để làm tăng nồng độ GABA của thực phẩm đã được nghiên cứu
cho đến ngày nay. Ví dụ, GABA cao hơn ở trong chè GABAron, trà ủ kỵ khí [38], trong giá
đậu (đậu tương, gam màu đen, gam màu xanh lá cây) được xử lý bằng carbon dioxide [16] .
Cả GABA tự nhiên và tổng hợp đều được sử dụng làm thực phẩm chức năng tại
Mỹ. GABA tự nhiên được sản xuất qua quá trình lên men sử dụng Lactobacillus hilgardii
– vi khuẩn được dùng để lên men rau quả có trong món ăn truyền thống Kimchi của Hàn
Quốc [39] .
GABA ức chế huyết áp và cải thiện chứng mất ngủ, và rối loạn kiểm soát quan sát
trong suốt thời kỳ mãn kinh [35] .

Trang 5


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

Liều lượng điển hình của GABA để giải tỏa lo âu hoặc điều trị rối loạn giấc ngủ là
100 – 200 mg, 3 lần sử dụng trên ngày. Liều lượng GABA được phát hiện có ích với một
nhóm người bị động kinh trong khoảng 1500 – 2500 mg mỗi ngày [35].
1.3. Quá trình nảy mầm gạo lứt
1.3.1. Cơ chế tổng hợp GABA trong q trình nảy mầm
Trong q trình nảy mầm để phơi tăng trưởng cần phải cung cấp chất dinh dưỡng
như đạm, hydrocacbon, khống, chất béo… các chất dinh dưỡng tích tụ trong nội nhũ ở
trạng thái khơng hịa tan (protein) ngưng tụ thành từ chất nguyên sinh có trong tế bào nội
nhũ, tinh bột và xiết chặt mạng lưới được bao bọc bởi xenlulo. Khi mầm phát triển, phải
hòa tan các chất dự trữ, tấn công màng tế bào để chúng có khả năng thẩm thấu tốt hơn và
cho phép các chất dinh dưỡng hịa tan đi qua đến phơi để sử dụng. Công việc này được
thực hiện bởi các enzyme và chính phơi là nơi tiết ra các enzyme. Các enzyme này khuếch
tán qua ngù, thấm vào nội nhũ. Một phần các chất như amino acid, peptide, maltose, muối
khoáng thẩm thấu qua ngù và được tế bào của phôi hấp thụ. Rễ mọc ra từ đuôi hạt và phát
triển nhanh [44] .
Sự hô hấp của hạt thực chất là quá trình oxi hóa- khử sinh học. Để thực hiện q
trình này, phải qua giai đoạn thủy phân các hợp chất cao phân tử thành các hợp chất thấp
phân tử, giai đoạn ngâm và nảy mầm đã thực hiện điều này. Giai đoạn tiếp theo của quá
trình phân giải chất hữu cơ là những sản phẩm trung gian tạo thành đi vào chu trình Krebs .
Dưới sự xúc tác của các hệ enzyme oxy hóa- khử và qua nhiều chu trình phức tạp, cơ chất
bị phân giải theo phản ứng tổng quát :
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + Q
Để cho q trình oxy hóa khử xảy ra, nhất thiết phải có :

- Cơ chất : trong trường hợp hạt nảy mầm, cơ chất là những sản phẩm thấp phân tử
đã được vận chuyển về phơi.
- Oxy : có thể được cung cấp từ ngoài vào hoặc sử dụng nguồn oxy nội tế bào.
Nguồn cơ chất như monosaccharide, amino acid… Tự bản thân nó đã tiềm ẩn một
nguồn năng lượng đó khơng tự nó phát ra. Nguồn năng lượng tiềm tàng đó được giải
phóng khi các cấu tử hợp thành phân tử của cơ chất được phân chia và sắp xếp lại để tạo ra
một dạng liên kết mới. Tác nhân hoạt hóa là những enzyme có ở trong phơi của hạt. Ngồi
ra cịn có sự tham gia của enzyme glutamate decarbonxylase chuyển hóa acid glutamic

Trang 6


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

thành –aminobutyric acid. Ở thực vật, con đường hình thành GABA chủ yếu gồm 3
enzyme :
- Enzyme glutamate cytosolic decarboxylase (GAD, EC 4.1.1.15 ) xúc tác dẫn đến
hình thành GABA bởi decarbonxylation trực tiếp mà không thể đảo ngược của acid LGlutamic.
- Enzyme ti thể của GABA transaminase (GABA, EC 2.6.1.19) là xúc tác chuyển
đổi để biến đổi thuận nghịch GABA succunic semialdehyde bằng cách sử dụng hoặc
pyruvate hoặc α-ketoglutarate là amino acceptors.
- Một con đường được xúc tác bởi semialdehyde succinic dehydro genase (SSADH,
EC 1.2.1.16) mà không thể khôi phục khả năng oxi hóa succinic semialdehyde thành
succinat. Trong ba enzyme, phản ứng xúc tác bởi GAD được xem là có tỉ lệ hạn chế trong
quá trình hình thành GABA [10] .

Hình 1.3 Con đường hình thành GABA [10]
GAD : glutamate decarboxylase

GABA : GABA-transminase

SSA : succinic semialdehyde

SSADH : succinic semialdehyde dehydrogenase.

Trong tế bào chết, glutamate được hình thành từ lục lạp, tiếp đó glutamate được
enzyme GAD (GAD : decardoxulase glutamate ) xúc tác phản ứng tạo thành GABA .GAD
được kích hoạt bởi pH acid và bơi proton Ca2+-CaM, được vận chuyển vào ty thể, nơi đó
được chuyển thành semialdehyde succinic nhờ GABA transaminase sử dụng hoặc là
ketoglutarate- (của GABA-TK) hoặc pyruvate (của GABA-TP) (Hình 1.4). Cả hai sản
phẩm của phản ứng xúc tác bởi SSADH (succinat và NADH) là chất nền cho chuỗi hơ hấp
ti thể trong đó sản xuất ATP như là một sản phẩm cuối cùng. Một phần succinic
semialdehyde được đưa ra màng ti thể trong môi trường tế bào chất dưới tác dụng của
reductase semialdehyde succinic ( SSR). [32]

Trang 7


KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

Hình 1.4 Sự hình thành GABA trong ty thể thực vật [32]
1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm
1.3.2.1 Độ chín, hình dạng, kích thước và thành phần hóa học của hạt
Hạt nảy mầm tốt ở giai đoạn chín sinh lý, tuy nhiên vẫn có khả năng nảy mầm ở
giai đoạn trước chín sinh lý. Các thành phần có trong hạt gạo ảnh hưởng đến khả năng hút
ẩm của hạt. Với những giống gạo có hàm lượng amylopectin cao, tốc độ hút ấm sẽ chậm

hơn. Còn hàm lượng lipid (chủ yếu tập trung ở vỏ cám bên ngoài) càng cao thì khả năng
khuếch tán ầm qua lớp vỏ cám này càng thấp, dẫn đến tốc độ hút ẩm chậm. Về hình dạng,
những hạt nào có diện tích xung quanh lớn (tỷ lệ diện tích bề mặt/ thể tích lớn ) thì tốc độ
quá trình hút ẩm diễn ra nhanh [6] .

Trang 8


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

1.3.2.2 Nước
Nước là yêu cầu cơ bản của sự nảy mầm bởi vì nó cần thiết cho các enzyme hoạt
động, phá vỡ vỏ cám và cận chuyển vật chất. Hạt giống nảy mầm khi hàm lượng nước của
hạt đạt 25-35%, hạt không nảy mầm nếu hàm lượng nước của hạt < 13%, độ ẩm hạt > 40%
làm giảm sự nảy mầm [28].
1.3.2.3 Không khí ( oxy và cacbornic )
Khơng khí là hỗn hợp 20% oxy, 0,03% CO2 và gần 80% nitơ. Nhiều thí nghiệm
khẳng định sự nảy mầm của hầu hết các loài đều cần oxy. Khi CO2 cao hơn 0,03% làm
chậm sự nảy mầm trong khi nitơ không ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm. Hơ hấp là một
q trình oxy hóa cần thiết và cần cung cấp đầy đủ oxy, nếu hàm lượng oxy thấp sẽ làm
chậm quá trình nảy mầm của hạt. Mặc dù lúa là loại cây có thể nảy mầm trong điều kiện
thiếu oxy nhưng mầm yếu. Khi hàm lượng oxygen hòa tan trong nước tăng, khả năng
“đánh thức” các enzyme trao đổi chất bên trong phôi diễn ra nhanh hơn. Do đó, trong
nhiều trường hợp, người ta tiến hành sục khí để cung cấp thêm oxygen [44].
1.3.2.4 Nhiệt độ
Sự nảy mầm của hạt là tổ hợp của các quá trình bao gồm nhiều phản ứng và pha
khác nhau, một trong những tác nhân là nhiệt độ. Nhiệt độ tối ưu là nhiệt đó mà hạt có %
nảy mầm cao nhất. Nhiệt độ yêu cầu có thể thay đổi theo các giai đoạn khác nhau của sự

nảy mầm và phản ứng với nhiệt độ phụ thuộc vào loài, giống, vùng gieo trồng và thời gian
thu hoạch. Nhiệt độ càng cao, tốc độ hút ẩm càng tăng do khả năng khuếch tán ẩm vào
trong hạt càng tốt. Tuy nhiên, tổn thất chất khơ do hiện tượng hịa tan vào nước lại tăng
lên, đồng thời, có thể vơ hoạt hệ enzyme có trong phơi, làm phơi chết và hạt khơng thể nảy
mầm. Có nhiều báo cáo trích dẫn một số lồi nảy mầm tối ưu khi có nhiệt độ dao động
thường xuyên, cho rằng khi nhiệt độ thay đổi là nguyên nhân thay đổi cấu trúc của các
phân tử trong hạt. Một vài nghiên cứu khác cho rằng khi nhiệt độ thay đổi tạo ra sự cân
bằng các sản phẩm trung gian của q trình hơ hấp [44].
1.3.2.5 Các tác nhân kích thích
Ngồi ảnh hưởng của độ ẩm, oxy và nhiệt độ đến sự nảy mầm, ảnh hưởng của ánh
sánh đến sự nảy mầm của hạt cũng đã được nghiên cứu. Phản ứng của hạt hàng trăm loài
đã được nghiên cứu và xác định là sự nảy mầm của chúng bị kích thích bởi quang chu kì
(ánh sáng và tối ), ½ số lồi nghiên cứu có phản ứng với ánh sáng. Cơ chế điều khiển của
ánh sáng đến sự nảy mầm của hạt là giống như điều khiển sự ra hố, kéo dài thân và hình

Trang 9


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

thành sắc tố ở quả và lá. Cường độ ánh sáng và chất lượng ánh sáng đều ảnh hưởng đến sự
nảy mầm. Ảnh hưởng của cường độ sáng (lux) là khác nhau giữa các loài, một số loài yêu
cầu ánh sáng yếu 100 lux đến cường độ rất cao 2160 lux. Chất lượng ánh sáng nảy mầm tốt
nhất là ánh sáng đỏ (660-700nm), trong khi đó bước sóng <290nm sẽ kìm hãm sự nảy
mầm. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự mẫn cảm ánh sáng của hạt là loài và giống như các yếu
tố mơi trường trước và trong q trình nảy mầm [7] .
Ngoài ra, ánh sáng ảnh hưởng mạnh nhất đối với sự nảy mầm của hạt là ngay sau
khi thu hoạch và giảm dần theo tuổi của hạt.

Ngoài ra, trong q trình ngâm, nếu trong nước ngâm có các chất kích thích sinh
trưởng (như chất chiết từ hành tím) thì có thể kích thích phơi nảy mầm tốt hơn [28].
1.4.

Giới thiệu về sản phẩm gạo mầm
Gạo mầm được sản xuất bằng cách ngâm gạo lứt trong nước với nhiệt độ và thời

gian thích hợp để thúc đẩy sự nảy mầm, và GABA tích lũy trong suốt q trình này [22].
Gạo mầm có chứa vitamin, khống chất, chất xơ và các thành phần hiệu quả như
acid phytic

[8]

và acid ferulic

[39].

Mặc dù gạo lứt có giá trị dinh dưỡng cao nhưng ít phổ

biến bởi vì nó khơng thể nấu được như cách nấu của các loại gạo bình thường.
Tiêu thụ gạo lứt trở nên phổ biến ở Nhật Bản trở lại trong năm 1970 vì giàu chất xơ
và chất dinh dưỡng khác có trong gạo lứt. Tuy nhiên, sự phổ biến không kéo dài do thực tế
rằng gạo lức đã được nấu chín trong nồi áp suất và vẫn cịn khó nhai và ít ngon. Gạo mầm
vượt qua những vấn đề đó vì có thể nấu được trong nồi cơm điện thơng thường và đủ mềm
để nhai ngay cả đối với trẻ em. Gạo mầm có một hương vị êm dịu và cảm giác mềm khi
ăn. Hơn nữa, gạo mầm nhiều dinh dưỡng và có nhiều lợi ích sức khỏe như [40] :
Khía cạnh dinh dưỡng
Các loại phân tích trên gạo mầm tiến hành tại Nhật Bản chỉ ra rằng trong quá trình
nảy mầm, chất dinh dưỡng trong gạo lứt thay đổi đáng kể, khơng chỉ có các chất dinh
dưỡng tăng mà các thành phần mới cũng được hình thành từ các thay đổi bên trong do nảy

mầm. Các chất dinh dưỡng đã tăng lên đáng kể bao gồm GABA, lysine, vitamin E, chất
xơ, niacin, magiê, vitamin B1, vitamin B6 [18], [20] . Các chất dinh dưỡng khác tăng trong gạo
mầm là inositols, acid ferulic, phytic acid, tocotrienols, kali, kẽm, g-oryzanol, và ức chế
prolylendopeptidase

[19]

. Đặc biệt, lượng GABA trong gạo mầm gấp mười lần so với gạo

trắng và hơn hai lần so với gạo lứt. Hơn nữa, gạo mầm chứa ít calo và đường hơn ở gạo
trắng [19].

Trang 10


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

Các GABA cung cấp nhiều lợi thế như ngăn ngừa bệnh Alzheimer và huyết áp
thấp, vì thế gạo mầm giúp ngăn ngừa bệnh Alzheimer do hàm lượng GABA cao [12]. Ngoài
ra những mầm gạo lức có chứa một chất ức chế mạnh của enzyme protylendopetidase liên
quan đến bệnh Alzheimer. (Bảng 1.2). [19]
Bảng 1.2 . Hoạt tính của các dưỡng chất trong gạo mầm [19]
Các dưỡng chất
GABA

Hoạt tính trong gạo mầm
Hạ huyết áp; đẩy nhanh sự trao đổi chất ở não, ngăn ngừa đau đầu hoặc
những ảnh hưởng của sự suy nhược do xơ cứng động mạch não và ngập

máu não; phòng ngừa rối loạn hô hấp đột biến; ngăn ngừa sự xáo trộn của
tiền lão hóa như mất ngủ và kích thích tinh thần, kích hoạt chức năng
thận.

Chất xơ

Giảm táo bón, phịng ngừa ung thư đại tràng, điều tiết lượng đường trong
máu

Inositols

Đẩy nhanh q trình chuyển hóa chất béo; ngăn chặn sự phát phì; ngăn
ngừa xơ cứng động mạch

Acid ferulic

Chống oxy hóa cực mạnh, ngăn chặn sự hình thành các sắc tố liên quan
đến tình trạng lão hóa.

Acid phytic

Tác dụng chống oxy hóa, bảo vệ tim mạch, phòng chống kết tụ tiểu cầu

Tocotrienols

Scavenging super oxides, bảo vệ da khỏi tia cực tím

Magie

Ngăn ngừa bệnh tim

Kali

Hạ huyết áp

Kẽm

Kích hoạt chức năng sinh sản, phịng chống xơ cứng động mạch

Gamma-oryzanol Tác dụng chống oxy hóa, phịng chống lão hóa da, điều hịa cholesterol
Prolyl

Chất ức chế, có thể ngăn ngừa bệnh Alzheimer

Endopeptidase
Kiểm sốt đường huyết
Sử dụng gạo mầm thay gạo trắng thì có hiệu quả trong việc kiểm sốt nồng độ
glucose sau khi ăn mà khơng làm tăng tiết insulin ở các đối tượng tăng đường huyết

[13]

.

Hiroshi thấy rằng bên cạnh có chứa thành phần hữu ích khác, gạo mầm chủ yếu có chứa
hai thành phần hoạt động tích cực: GABA, một chất truyền thần kinh được dự trữ trong
não và tủy sống, và chất xơ, giúp kích hoạt các nhu động ruột. Nó cũng chứa acid phytic

Trang 11

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

đáng kể với một hoạt động chống ung thư mạnh mẽ và một chất ức chế hoạt động prolyl
endopeptidase liên quan đến sự chuyển hóa của peptide [10] .
Hạn chế tiểu đường, dễ tiêu hóa
Rasolt nhận thấy rằng acylated steryl gulcoside (ASG) là một yếu tố tăng trưởng
trong gạo lức sau khi nảy mầm mà hoạt động bằng cách tăng mức độ của các enzym tốt có
thể giúp làm giảm bệnh tiểu đường và rõ ràng cho thấy rằng ASG bình thường hóa các
men rối loạn chức năng và giúp kiểm soát lượng đường trong máu ở bệnh nhân tiểu
đường[36]. Gạo nảy mầm địi hỏi thời gian nấu ít hơn và nước hấp thụ trong q trình nảy
mầm làm thay đổi khích thước hạt. Từ đánh giá cảm quan, họ đã cho thấy rằng gạo lứt nảy
mầm nấu chín ngọt, mềm mại hơn và liên kết chặt chẽ hơn so với gạo lứt nấu chín

[14]

.

Gạo mầm có kết cấu mềm hơn so với gạo lứt bình thường do phản ứng giữa acid phytic và
chất khống trong q trình nảy mầm, điều này chỉ ra rằng nó có thể được dễ dàng nấu
chín và dễ tiêu hóa [19].
Dinh dưỡng của hạt nảy mầm đã được nghiên cứu từ năm thập kỷ trước đây, cung
cấp một lượng gạo mầm nhất định là rất tốt để ngăn ngừa đau đầu, giảm táo bón, phịng
ngừa ung thư đại tràng, điều chỉnh lượng đường trong máu và ngăn ngừa bệnh tim [19] .
1.5. Các nghiên cứu về gạo mầm trên thế giới và trong nước
Gạo mầm được phát triển cho thị trường Nhật Bản vào năm 1995. Sản phẩm gạo
mầm được phát triển và đưa ra thị trường đầu tiên của Công ty Domer (Ueda City, Nagano
Pref.) Và chính quyền thành phố, Mino-cho của Kagawa Pref., Là một trong những tổ chức
đầu tiên tham gia vào việc sản xuất của gạo mầm. Nó bây giờ là sản phẩm của một số công

ty tư nhân bao gồm cả hợp tác xã nông nghiệp. Trong thập kỷ vừa qua, khoảng 49 mặt
hàng liên quan đến gạo mầm đã được cấp bằng sáng chế [40].
Tại Nhật Bản, người dân trong thời kỳ cổ đại có thể đã ăn gạo lức ngâm

[17]

.

Komatsuzaki và cộng sự đã báo cáo tác dụng của việc ngâm và điều khí trong q trình ủ
mầm lên hàm lượng GABA trong gạo mầm. Nghiên cứu của họ đã thiết lập một phương
pháp chế biến có thể được sử dụng để tăng GABA [22] . Ohtsubo và cộng sự giải thích rằng
trong hạt nảy mầm, tinh bột, polysaccharides khơng phải là tinh bột và protein được thủy
phân một phần thành đường, oligosaccharides và các acid amin cũng xảy ra trong gạo.
Hiện tượng này sẽ tạo ra các chất và cải thiện chức năng sinh học của các hạt ngũ cốc.
Ngồi ra, khử trùng gạo mầm - một q trình chuẩn cho các sản phẩm thương mại hóa gạo

Trang 12


KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS. Lê Đức Trung

mầm để giảm vi sinh vật, kết quả tăng lượng acid glutamic, alanin, glycerin và tạo ra một
hương vị ngọt ngào và cao hơn so với gạo mầm thông thường [34] .
Watanabe và cộng sự cho rằng sự thay thế của gạo lứt hoặc gạo mầm cho bột mì
giảm khối lượng của bánh mì hơn bánh khơng có gạo lứt hoặc gạo mầm. Khi thay thế
cùng một lượng 10 hoặc 20% thì gạo mầm có tác dụng cải thiện rõ ràng hơn gạo lứt. Vì
vậy, gạo mầm sẽ cải thiện chất lượng bánh mì khi thay thế cho bột mì [45] . Miyake và cộng
sự kết luận rằng sự nảy mầm của lúa mì cung cấp thêm lượng acid amin, đặc biệt là

GABA. Gạo mầm sản xuất sau 24 giờ ủ cho thấy 2,5 lần tăng GABA hơn trước khi nảy
mầm [26] . Morita đã phát triển một công nghệ để nướng bánh mì với gạo mầm, để dán mác
là bánh có gạo mầm, nó phải có ít nhất 30% gạo mầm, nhưng mà gạo nhiều lại trở ngại đến
khả năng giãn nở của gluten và thốt carbon dioxide, làm cho bánh mì nhỏ hơn bình
thường [27].
Các nghiên cứu trên thế giới chỉ ra rằng quá trình nảy mầm của gạo thường xảy ra ở
nhiệt độ từ 10–40oC. Nhiệt độ quá thấp sẽ làm giảm hoạt lực của các enzyme, ức chế quá
trình nảy mầm, còn nhiệt độ quá cao sẽ làm cho các enzyme bị biến tính và vơ hoạt, phơi
được xem như bị chết. Nhiệt độ tối ưu cho quá trình nảy mầm của gạo là từ 30-35oC.
Trong quá trình nảy mầm, hạt cũng tỏa nhiệt do q trình hơ hấp, do đó phải có biện pháp
để giữ nhiệt độ ổn định. Để hạt có thể nảy mầm, độ ẩm hạt phải từ 30-40% w/w,

[22]

. Do

đó, độ ẩm tương đối của môi trường phải đảm bảo sao cho hạt không bị mất ẩm trong quá
trình ủ (thường thực hiện ở điều kiện ẩm bão hịa). Vì trong q trình nảy mầm, hạt phải
thực hiện q trình hơ hấp ở cường độ mạnh nên phải cung cấp đầy đủ oxygen cho quá
trình này. Nếu khơng đủ oxy, có thể dẫn đến q trình hơ hấp kị khí và sinh ra ethanol, kết
quả là ức chế quá trình nảy mầm [6] .
Trachoo và cộng sự phát hiện ra rằng sự nảy mầm của hạt gạo tăng lên rất nhiều
chất dinh dưỡng như vitamin B, đường khử, và tổng hàm lượng protein của gạo mầm cao
hơn so với các gạo lứt và gạo trắng

[42]

. Choi và cộng sự đã báo cáo rằng sau 24 h nảy

mầm, các khoảng tăng chênh lệch của các chất dinh dưỡng là 3,4 lần cho fructose, 2,75 lần

cho các loại đường khử, và 7.97 lần cho GABA. Họ quan sát thấy rằng sự gia tăng các chất
dinh dưỡng ở gạo mầm được ủ 24h cao hơn gạo mầm được ủ 48h. Trong số các chất dinh
dưỡng, hàm lượng GABA tăng đáng kể [4] .
Trong một nghiên cứu năm 2007, tại Anh, gạo GABA được sản xuất rất đơn giản
bằng cách sử dụng gạo lứt cho nảy mầm ở dưới điều kiện ngoại cảnh thích hợp bằng cách

Trang 13