Đồ án Dự đoán hạn sử dụng của gạo mầm đỏ lúa nương và gạo mầm trắng Jasmine ở điều kiện bảo quản lạnh đông

Nội dung text: Đồ án Dự đoán hạn sử dụng của gạo mầm đỏ lúa nương và gạo mầm trắng Jasmine ở điều kiện bảo quản lạnh đông

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DỰ ĐOÁN HẠN SỬ DỤNG CỦA GẠO MẦM ĐỎ LÚA NƯƠNG VÀ GẠO MẦM TRẮNG JASMINE Ở ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN LẠNH ĐÔNG Ngành: Công nghệ thực phẩm Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến Sinh viên thực hiện : Bùi Thị Minh Thy MSSV: 1151100309 Lớp: 11DTP02 TP. Hồ Chí Minh, 2015
2. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân, được xuất phát từ yêu cầu phát sinh trong công việc để hình thành hướng nghiên cứu. Các số liệu có nguồn gốc rõ ràng tuân thủ đúng nguyên tắc và kết quả trình bày trong đồ án được thu thập được trong quá trình nghiên cứu là trung thực. TP. HCM, ngày tháng năm . Sinh viên thực hiện Bùi Thị Minh Thy
3. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cô Nguyễn Thị Ngọc Yến đã tận tình hướng dẫn, quan tâm, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em từng bước có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học này. Em xin cảm ơn Ban Lãnh Đạo Khoa, các Thầy Cô trong khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường đã chỉ dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ để em có thể hoàn thành tốt đề tài này. Qua đó, em đã học hỏi được thêm nhiều kinh nghiệm, vận dụng được những kiến thức đã học vào trong thực nghiệm từ đó có thể giúp em hoàn thiện hơn những kỹ năng trong vai trò là người kỹ sư sắp ra trường. Em xin chân thành biết ơn hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp và các giảng viên phản biện đóng góp ý kiến quý báu để đề tài này được hoàn chỉnh hơn. Cuối cùng con xin cảm ơn cha mẹ đã nuôi dưỡng, bảo bọc, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để con học tập và có được thành quả như ngày hôm nay. Xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 8 năm 2015 Sinh viên thực hiện Bùi Thị Minh Thy
4. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC GIỚI THIỆU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4 1.1. Tổng quan về gạo lứt 4 1.1.1. Giới thiệu chung về gạo lứt 4 1.1.2. Thành phần hóa học của gạo lứt 9 1.1.2.1 Tinh bột 9 1.1.2.2 Nước 11 1.1.2.3 Glucid 11 1.1.2.4 Protein 11 1.1.2.5 Lipid 12 1.1.2.6 Chất khoáng 12 1.1.2.7 Vitamin 13 1.1.2.8 Các thành phần khác 13 1.1.2.9 Enzym 13 1.1.2.10 Chất màu trong gạo lứt 14 1.1.3 Dược tính của gạo lứt [54] 16 1.2. Tổng quan về gạo mầm 18 1.2.1. Giới thiệu về gạo mầm 18 1.2.2. Thành phần hóa học của gạo mầm 20 1.2.3. Các hợp chất sinh học có trong gạo mầm 24 1.2.3.1 GABA 24 iv
5. Đồ án tốt nghiệp 1.2.3.2 Oryzano 25 1.2.3.3 Acid ferulic 26 1.2.3.4 Acid phytic 26 1.2.3.5 Enzyme amylase 27 1.3. Phương pháp xác định hạn sử dụng của sản phẩm 29 1.3.1 Dựa trên hạn sử dụng của sản phẩm tương tự 30 1.3.2. Gia tốc nhiệt 31 1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hạn sử dụng 33 1.4.1. Yếu tố liên quan đến bản chất của sản phẩm 33 1.4.2. Các yếu tố tác động bên ngoài 34 1.5. Một số sản phẩm gạo mầm trên thị trường 35 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1.1. Gạo lứt trắng Jasmine 39 2.1.2 Gạo lứt đỏ lúa nương 39 2.2. Thiết bị và hóa chất 39 2.2.1 Thiết bị 39 2.2.2 Hóa chất 40 2.3. Phương pháp nghiên cứu 40 2.3.1 Phương pháp thí nghiệm 40 2.3.2. Phương pháp phân tích 41 2.4 Bố trí thí nghiệm 46 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 52 v
6. Đồ án tốt nghiệp 3.1. Kết quả xác định các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và sinh học của 2 loại nguyên liệu gạo lứt (gạo lứt đỏ lúa nương và gạo lứt trắng Jasmine) 52 3.2. Kết quả xác định các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của 2 loại gạo mầm (gạo mầm đỏ lúa nương và gạo mầm trắng Jasmine) 53 3.3 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ dung dịch ngâm (NaCl và Vitamin C) và thời gian ngâm đến pH của 2 loại gạo mầm và tổng số tế bào nấm men, nấm mốc, E.coli, Coliforms có trong 2 loại gạo mầm. 55 3.4. Kết quả dự đoán hạn sử dụng của hai loại gạo mầm 69 3.4.1. Kết quả dự đoán hạn sử dụng của gạo mầm đỏ 70 3.4.1.1. Kết quả dự đoán hệ số Q10 của gạo mầm đỏ 70 3.4.1.2. Tính hạn sử dụng của gạo mầm đỏ 72 3.4.2. Kết quả dự đoán hạn sử dụng của gạo mầm trắng 74 3.4.2.1. Kết quả dự đoán hệ số Q10 của gạo mầm trắng 74 3.4.2.2. Tính hạn sử dụng của gạo mầm trắng 76 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 4.1. Kết luận 80 4.2. Kiến nghị 80 vi
7. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Phân loại gạo lứt theo màu sắc 6 Bảng 1.2. Phân loại gạo lứt theo kích thước hạt 8 Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của 100g gạo lứt [53] 14 Bảng 1.4. So sánh thành phần dinh dưỡng của 100g gạo trắng và gạo lứt [53] 15 Bảng 1.4. Thành phần hóa học của gạo mầm trong 100g [10] 21 Bảng 1.5. Hàm lượng acid amin thiết yếu có trong 100g gạo mầm [10] 21 Bảng 1.6. Tóm tắt các thay đổi các thành phần hóa học trong gạo mầm [55] 22 Bảng 1.7. Một số sản phẩm gạo mầm trên thị trường 36 Bảng 2.1 Phương pháp phân tích 41 Bảng 3.1. Các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và sinh học của 2 loại nguyên liệu gạo lứt (gạo lứt trắng Jasmine và gạo lứt đỏ lúa nương) 52 Bảng 3.2. Các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của 2 loại gạo lứt nảy mầm sau giai đoạn ngâm ủ 53 Bảng 3.3. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần sau khi rửa 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa 1 lần. 56 Bảng 3.4. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút 56 Bảng 3.5. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 10 phút 57 Bảng 3.6. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến pH của 2 loại gạo mầm ở các thời gian ngâm khác nhau. 58 vii
8. Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.7. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,25% Vitamin C sau khi rửa 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa 1 lần. 60 Bảng 3.8. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,25% Vitamin C sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút 61 Bảng 3.9. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,25% Vitamin C sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 10 phút 61 Bảng 3.10. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,25% Vitamin C đến pH của 2 loại gạo mầm ở các thời gian ngâm khác nhau. 62 Bảng 3.11. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,5% Vitamin C sau khi rửa 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa 1 lần. 64 Bảng 3.12. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,5% Vitamin C sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút 64 Bảng 3.13. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,5% Vitamin C sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 10 phút 65 Bảng 3.14. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,5% Vitamin C đến pH của 2 loại gạo mầm ở các thời gian ngâm khác nhau. 65 Bảng 3.15. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến tổng số tế bào nấm men và nấm mốc 67 Bảng 3.16. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến tổng số tế bào Coliforms và E.coli có trong 2 loại gạo mầm. 68 Bảng 3.18. Sự thay đổi độ chua của gạo mầm đỏ theo thời gian và nhiệt độ bảo quản 71 viii
9. Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.19. Hệ số Q10 tính theo hạn sử dụng 72 Bảng 3.20. Hệ số Q10 theo độ chua vào ngày thứ 5 72 Bảng 3.21. Sự thay đổi độ chua và hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc 100C của gạo mầm đỏ 73 Bảng 3.22. Sự thay đổi độ chua và hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc 200C của gạo mầm đỏ 73 Bảng 3.23. Sự thay đổi độ chua của gạo mầm trắng theo thời gian và nhiệt độ bảo quản 74 Bảng 3.24. Hệ số Q10 tính theo hạn sử dụng tại mỗi khoảng nhiệt độ của gạo mầm trắng 75 Bảng 3.25. Hệ số Q10 theo độ chua ngày thứ 3 của gạo mầm trắng 75 Bảng 3.26. Sự thay đổi độ chua và hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc 100C của gạo mầm trắng 76 Bảng 3.27. Sự thay đổi độ chua và hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc 200C của gạo mầm trắng 77 Bảng 3.28. Kết quả hạn sử dụng của hai loại gạo mầm tại hai nhiệt độ bảo quản 77 ix
10. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo hạt thóc 5 Hình 1.2: Cấu trúc hạt tinh bột của gạo 9 Hình 1.3. Công thức hóa học của GABA 24 Hình 1.4. Các loại enzyme endoamylase và exoamylase 28 Hình 3.1. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến pH của gạo mầm đỏ lúa nương ở các thời gian ngâm khác nhau 59 Hình 3.2. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến pH của gạo mầm trắng Jasmine ở các thời gian ngâm khác nhau 59 Hình 3.3. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,25% Vitamin C đến pH của gạo mầm đỏ lúa nương ở các thời gian ngâm khác nhau. 63 Hình 3.4. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,25% Vitamin C đến pH của gạo mầm trắng Jasmine ở các thời gian ngâm khác nhau. 63 Hình 3.5. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,5% Vitamin C đến pH của gạo mầm đỏ lúa nương ở các thời gian ngâm khác nhau. 66 Hình 3.6. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,5% Vitamin C đến pH của gạo mầm trắng Jasmine ở các thời gian ngâm khác nhau. 66 Hình 3.7. Sản phẩm gạo mầm đỏ lúa nương (phải) và gạo mầm trắng Jasmine (trái) 79 x
11. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam QĐ: Quyết định BYT: Bộ Y tế Dd: Dung dịch VitC: Vitamin C xi
12. Đồ án tốt nghiệp GIỚI THIỆU Trong thời đại công nghiệp hóa, sức khỏe con người luôn được đặt lên hàng đầu, tiêu chí thực phẩm đặt ra là phải ngon, bổ, không độc hại, hỗ trợ tốt cho sức khỏe. Điều đó đã tạo điều kiện cho các loại thực phẩm chức năng ra đời và phổ biến trên thị trường. Thực phẩm chức năng là xu hướng chung của con người trong tương lai do đảm bảo đủ calo, sạch, có các hoạt chất sinh học tự nhiên cần cho sức khoẻ và sắc đẹp, không chỉ tạo cho con người khả năng miễn dịch cao, chống sự lão hoá, tăng tuổi thọ, mà còn giúp phòng chống được một số bệnh. Chúng nằm ở ranh giới giữa thức ăn và thuốc chữa bệnh. Thế giới hiện đại đang có xu hướng quay về với các hợp chất thiên nhiên có trong thực vật, khai thác kinh nghiệm y học cổ truyền và nền văn minh ẩm thực của các dân tộc phương Đông, hạn chế tối đa việc đưa các hoá chất vào cơ thể - thủ phạm của các phản ứng phụ, quen thuốc, nhờn thuốc. Hiện nay các nước phát triển có xu hướng ưa chuộng các thực phẩm chức năng hơn là dùng thuốc, bởi vì phòng bệnh hơn chữa bệnh. Lúa gạo là thực phẩm chính của hơn phân nửa dân tộc thế giới và cung cấp hơn 20% tổng năng lượng hấp thụ hàng ngày của nhân loại. Riêng hơn 2 tỉ người Châu Á, lúa gạo cung cấp từ 60 đến 70% calories. Hiện nay lúa gạo ngày càng trở nên phổ biến sâu rộng ở Châu Mỹ, Trung Đông và nhất là Châu Phi vì lúa gạo được xem như thực phẩm bổ dưỡng lành mạnh cho sức khoẻ và thích hợp cho đa dạng hóa các bữa ăn hàng ngày. Mặc dù gạo cung cấp cho chúng ta một nguồn dinh dưỡng giàu tinh bột, protein, chất khoáng và vitamin nhưng vẫn còn hạn chế. Theo nghiên cứu cho thấy việc sử dụng gạo chưa qua xay xát và đánh bóng còn nguyên lớp cám thường được gọi là gạo lứt thì tốt hơn. Gạo lứt là một nguồn thực phẩm rất giàu dinh dưỡng so với gạo đã xát trắng, một số thành phần trong gạo lứt còn có thể ngăn ngừa và điều trị một số bệnh. Đây là loại gạo 1
13. Đồ án tốt nghiệp rất giàu dinh dưỡng đặc biệt là các vitamin và nguyên tố vi lượng. Gạo lứt có nhiều chất dinh dưỡng hơn gạo trắng như: chất xơ, các acid amin thiết yếu, khoáng chất, protein, vitamin B, Các chất có hoạt tính sinh học này chủ yếu tập trung ở phôi mầm và lớp cám gạo, mà các thành phần này thường bị loại bỏ trong quá trình xát trắng. Tuy nhiên, gạo lứt đòi hỏi thời gian nấu lâu hơn, và cơm gạo lứt có cấu trúc cứng và có vị không hấp dẫn như cơm gạo trắng. Vì vậy để cải thiện tình hình này cần phải có phương pháp chế biến gạo lứt thích hợp nhằm đẩy mạnh giá trị xuất khẩu cũng như tận dụng nguồn dinh dưỡng trong gạo lứt để tạo ra sản phẩm vừa có giá trị dinh dưỡng vừa có giá trị cảm quan. Dùng phương pháp ủ để gạo lứt nảy mầm giúp gạo cải thiện chất lượng cảm quan, gạo sau khi nấu sẽ trở nên mềm hơn và tăng hương vị. Trong hạt nảy mầm, enzym thủy phân được kích hoạt và chúng thủy phân tinh bột, polysaccharides và protein, dẫn đến sự gia tăng của oligosaccharides, và acid amin. Gạo lứt nảy mầm mang lại lợi ích đáng kể như sự gia tăng γ-aminobutyric acid (GABA), chất xơ, inositols, acid ferulic, acid phytic, tocotrienols, magiê, kali, kẽm, γ-oryzanol, và prolylendopeptidase. Hiện nay, gạo mầm ngày càng trở nên phổ biến ở Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan, và ở Việt Nam cũng đã có sản phẩm thương mại trên thị trường nhưng vẫn chưa đa dạng và phong phú về nguồn nguyên liệu. Phần lớn, các sản phẩm gạo mầm trên thị trường hiện nay đều được sấy khô với độ ẩm 13 - 15% và được bảo quản trong điều kiện chân không. Gạo mầm tươi sau quá trình ngâm ủ chứa nhiều hàm lượng các chất dinh dưỡng nhạy cảm với nhiệt độ cao nhưng thời gian bảo quản gạo mầm tươi không được lâu. Vì vậy mục tiêu nghiên cứu của đề tài hướng tới khảo sát hạn sử dụng của gạo mầm đỏ lúa nương tươi và gạo mầm trắng Jasmine không qua công đoạn sấy và được bảo quản ở nhiệt độ -10oC và 0oC. 2
14. Đồ án tốt nghiệp ➢ Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và của 2 loại gạo lứt nguyên liệu để làm cơ sở cho sự so sánh với gạo mầm sau quá trình ngâm ủ. - Khảo sát nồng độ dung dịch rửa ảnh hưởng đến chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của hai loại gạo sau công đoạn rửa gạo trước khi đem bảo quản và xác định hạn sử dụng. - Đánh giá và so sánh hạn sử dụng của 2 loại gạo mầm bảo quản ở nhiệt độ -10oC và 0oC. 3
15. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về gạo lứt 1.1.1. Giới thiệu chung về gạo lứt ❖ Cấu tạo hạt gạo lứt Lúa có tên khoa học là Ozyra sativa là các loài thực vật sống một năm, có thể cao tới 1 - 1,8 m đôi khi cao hơn, với các lá mỏng, hẹp bản (2 - 2,5 cm) và dài 50 - 100 cm. Các hoa nhỏ tự thụ phấn mọc thành các cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 30 - 50 cm. Hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ, cứng của các loại cây ngũ cốc) dài 5 - 12 mm và dày 2 - 3 mm. Hạt lúa cấu tạo gồm 4 phần chính là vỏ trấu (hull), vỏ cám (bran layers), nội nhũ (starchy endosperm) và phôi hạt (embryo). Vỏ trấu chiếm khoảng 14 - 23% trọng lượng hạt, bao gồm chủ yếu là cellulose và chất xơ. Vỏ trấu cho phép nước, O2 và CO2 truyền qua trong quá trình sấy khô hoặc làm ướt hạt. Vỏ trấu rất cứng có tác dụng như một màng bảo vệ chống sự xâm nhập của côn trùng, nấm mốc, sự oxy hóa, tác động của enzyme và những điều kiện thời tiết bất lợi. Trên vỏ trấu có các đường gân nổi lên rất rõ và màu sắc của vỏ trấu (từ vàng nhạt đến vàng nâu) tùy thuộc vào giống lúa. Vỏ cám bao gồm nhiều lớp, chiếm khoảng 4 - 5% trọng lượng hạt. lớp mỏng ngoài cùng của vỏ cám có cấu trúc rất cứng, không cho phép sự di chuyển của O2, CO2 và hơi nước. Lớp aleurone thuộc vỏ quả (vỏ hạt) và sẽ thành cám khi xát trắng. Vỏ quả cùng với lớp bao phủ hạt hình thành cám, cám chiếm khoảng 5 - 7% gạo lứt. Cám giàu protein, khoáng, vitamin và chất béo, vì thế gạo lứt dễ bị hư hỏng hơn gạo trắng trong quá trình bảo quản. 4
16. Đồ án tốt nghiệp Nội nhũ là phần chủ yếu của hạt thóc, thành phần chủ yếu của nội nhũ là tinh bột (chiếm đến 90%). Tùy theo điều kiện canh tác và giống lúa, nội nhũ có màu trắng trong hay trắng đục (giống hạt dài nội nhũ trắng trong, giống hạt bầu nội nhũ có màu trắng đục). Sự hiện diện của protein và tinh bột chịu trách nhiệm cho những thay đổi trong quá trình già của hạt gạo. Phôi là thành phần riêng lẽ nằm trong nội nhũ, bên góc dưới hạt gạo. Phôi là nơi dự trữ chất dinh dưỡng của hạt và nảy mầm tạo cây mới trong điều kiện thích hợp. [1] Gạo lứt bao gồm 1 - 2% vỏ, lớp vỏ gạo 4 - 6%, phôi 1%, lớp vảy 2%, nội nhũ chiếm khoảng 91-92%. [2] Hình 1.1 Cấu tạo hạt thóc 5
17. Đồ án tốt nghiệp ➢ Phân loại gạo lứt ❖ Theo màu sắc: Màu sắc của gạo là do số lượng lớn hợp chất anthocyanin tích tụ trong những lớp khác nhau của bì mô, vỏ hạt và aleurone. Tùy thuộc vào hàm lượng anthocyanin tích tụ mà gạo có màu từ trắng ngà đến đỏ, đỏ sẫm, tím và tím đen. [52] Bảng 1.1. Phân loại gạo lứt theo màu sắc Tên gạo Đặc điểm Hình ảnh lứt Gạo lứt - Gạo trắng thường chỉ trắng bóc vỏ trấu. - Lớp cám có màu vàng ngà. - Mùi ít thơm. - Hạt cơm thường xốp. Gạo lứt - Hạt gạo dài. cám đỏ - Lớp cám có màu đỏ, nội nhũ màu trắng. - Hương thơm nhẹ. 6
18. Đồ án tốt nghiệp Gạo lứt - Hạt gạo trung bình. cám và nội - Lớp cám và nội nhũ đều nhũ đỏ màu đỏ. Khi nấu chín cơm có màu đỏ tía. Gạo lứt - Hương thơm nồng đặc tím biệt. - Vị ngọt đặc trưng, nổi trội hơn các loại khác. - Hạt gạo sau nấu mềm dẻo hơn các loại khác. Gạo lứt - Hạt gạo trung bình. đen - Lớp cám màu đen, nội nhũ màu trắng. - Sau nấu cơm có màu tím sẫm 7
19. Đồ án tốt nghiệp ❖ Phân loại theo kích thước hạt Bảng 1.2. Phân loại gạo lứt theo kích thước hạt Tên gạo lứt Đặc điểm Hình ảnh Gạo lứt hạt dài - Gạo hạt dài. - Hạt nhân dài và mảnh, dài hơn chiều rộng của nó 4 - 5 lần. - Khi nấu chín cơm xốp mềm Gạo lứt hạt - Gạo hạt trung bình. trung bình - Hạt nhân rộng lớn hơn( chiều dài dài hơn 2 - 3 lần chiều rộng của nó). - Khi nấu chín cơm mềm dẻo hơn và có xu hướng bám lại với nhau hơn hạt dài. Gạo lứt hạt ngắn - Gạo hạt ngắn. - Hạt đầy đặn, hạt nhân gần như tròn ngắn. - Khi nấu chín mềm và bám dính với nhau. 8
20. Đồ án tốt nghiệp 1.1.2. Thành phần hóa học của gạo lứt 1.1.2.1 Tinh bột ❖ Cấu trúc hạt tinh bột: Tinh bột tự nhiên nằm trong các tế bào thực vật dưới dạng hạt và giải phóng khi tế bào bị phá vỡ. Tinh bột gạo thuộc loại tinh bột phức tạp, kích thước rất nhỏ, có thể nói là nhỏ nhất trong các tinh bột ngũ cốc (3 – 8 μm). Thành phần tinh bột gồm khoảng 17% amylose và 83% amylopectin. Hạt tinh bột gạo thường có kích thước khoảng 4 – 7μm, các hạt tinh bột sắp xếp không thứ tự, giữa các hạt tinh bột với nhau có các khe hở lớn và bên cạnh các hạt tinh bột đa góc cạnh có lác đác những hạt tròn hoặc bầu dục. Sự sắp xếp cũng như sự phân bố kích thước các hạt tinh bột trong những giống gạo khác nhau không có sự khác biệt đáng kể. . Hình 1.2: Cấu trúc hạt tinh bột của gạo Tinh bột tồn tại dưới hai dạng là amylose và amylopectin có tỷ lệ thay đổi phụ thuộc vào giống lúa. Tỷ lệ này quyết định độ mềm dẻo của gạo. Gạo càng nhiều amylopectin thì càng dẻo, mềm. [6] ❖ Khả năng trương nở hồ hóa của hạt tinh bột: 9
21. Đồ án tốt nghiệp Khi hòa tan tinh bột vào nước thì có sự tăng thể tích hạt do sự hấp thụ nước làm tinh bột trương phồng lên. Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở của tinh bột. Một số kết quả nghiên cứu đã xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến sự trương nở và hòa tan của tinh bột như loại và nguồn gốc của tinh bột, ảnh hưởng của quá trình sấy, sự lão hóa tinh bột, phương thức xử lý nhiệt ẩm, ảnh hưởng của các chất béo cho vào. Trên 55 - 70 các hạt tinh bột sẽ trương phồng do hấp thụ nước vào các nhóm hydroxyl phân cực. Khi đó độ nhớt của dung dịch tăng mạnh. Kéo dài thời gian xử lý nhiệt, có thể gây nổ vỡ hạt tinh bột, thủy phân từng phần và hòa tan phần nào các phần tử cấu thành của tinh bột, kèm theo sự giảm độ nhớt của dung dịch. Như vậy nhiệt độ để phá vỡ hạt, chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ oxy hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt hồ hóa. [3] Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng, nhiệt độ thấp nhất là nhiệt độ mà tại đó các hạt tinh bột bắt đầu mất tính lưỡng chiết, còn nhiệt độ cao nhất là nhiệt độ tại đó còn khoảng 10% hạt tinh bột chưa mất đi lưỡng chiết. Tùy thuốc điều kiện hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kích thước hạt và pH môi trường, nhiệt độ phá vỡ và trương nở hạt có thể biến đổi trong một khoảng khá rộng. Phần lớn tinh bột được hồ hóa khi nấu và ở trạng thái trương nở được sử dụng nhiều hơn ở trạng thái tự nhiên. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột gạo bắt đầu từ 68oC. Các biến đổi của tinh bột trong quá trình bảo quản Tinh bột thủyphân dextrin, maltodextrin, glucose, maltose. amylase - Sự hao hụt về tinh bột do hô hấp. - Vi sinh vật thủy phân hoặc lên men tinh bột. • Nấm mốc: Asp.niger, Asp.oryzae 10
22. Đồ án tốt nghiệp • Nấm men. 1.1.2.2 Nước Nước là một thành phần của thóc gạo và là một chỉ số quan trọng. Lượng nước trong hạt ở dạng tự do và liên kết. Lượng nước trong thóc gạo có ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi về chất lượng của thóc gạo trong quá trình bảo quản. 1.1.2.3 Glucid Glucid là thành phần chủ yếu và chiếm tỉ lệ cao nhất trong thành phần hạt thóc. Glucid của hạt thóc gồm các monosaccarid và disaccarid. Các chất đường này thường tập trung ở nội nhũ của hạt. Ngoài ra, glucid của thóc gạo còn có các polysaccarid như tinh bột, cellulose và hemicellulose. 1.1.2.4 Protein Protein trong gạo có hàm lượng từ 6,6 – 10,4% tùy thuộc vào giống và điều kiện chăm sóc cây lúa. Protein trong gạo chủ yếu bao gồm bốn loại chính : globulin (14,17%), glutenin (70,9%), albumin (9,17%), prolamin (5%). ➢ Các biến đổi của protein trong quá trình bảo quản • VSV hiếu khí: Phân hủy acid amin thành acid hữu cơ & NH3: R – CH – COOH R – CH2 – COOH + NH3 NH2 Acid amin Acid hữu cơ Amoniac • VSV kị khí: 11
23. Đồ án tốt nghiệp Phân hủy acid amin tạo ra CO2 và các amin (là các chất độc cho cơ thể, nhất là amin mạch kín) R – CH – COOH R – CH2 – NH2 + CO2 1.1.2.5 Lipid Trong lúa gạo, hàm lượng chất béo rất nhỏ và tập trung ở lớp cám, aleuron và phôi hạt. Hàm lượng của nó chỉ chiếm trên 2%. Lipid tồn tại dưới dạng acid béo không no bao gồm acid oleic (43,2%), acid linoleic (30,6%), acid palmitic ( acid béo no 15,5%) và một lượng nhỏ các acid béo khác. Trong thành phần chất béo còn có một hàm lượng nhỏ lượng photpho. Vì vậy, trong quá trình bảo quản, nếu gặp điều kiện nhiệt độ cao kèm theo hàm lượng nước cao sẽ dẫn đến quá trình oxi hóa chất béo dễ dàng xảy ra gây biến chất và làm hư hỏng gạo. ➢ Biến đổi của lipid trong quá trình bảo quản - Chất béo thủy phân Glycerin + acid béo (làm chua hạt) - Các acid béo mạch ngắn (<8C): mùi ôi - Lipid phân hủy nhiệt lượng lớn hạt bị bốc nóng CH2OCOR1 CH2OH Lipase CHOCOR2 + H2O CHOH + R1COOH + R2COOH +R3COOH CHOCOR3 CH2OH 1.1.2.6 Chất khoáng Các chất khoáng vô cơ tập trung ở lớp vỏ trấu, hạt và phôi. Chất khoáng nhiều nhất trong vỏ trấu là Sillic, trong phôi hạt là Photpho, Kaki, Magie. Lượng Photpho trong hạt lúa đa số tồn tại ở dạng phitin (83%) và dạng acid nucleic (13%). 12
24. Đồ án tốt nghiệp 1.1.2.7 Vitamin Vitamin trong lúa gạo chủ yếu là vitamin tan trong nước, các vitamin tan trong chất béo có hàm lượng không đáng kể. Trong các nhóm vitamin tan trong nước, chứa nhiều nhất là B1, kế đến là Vitamin B2,B6, PP, B12 Phần lớn lượng vitamin tập trung ở vỏ hạt, lớp aleuron và phôi hạt. Phần nội nhũ hạt chứa lượng vitamin rất ít. Vitamin là thành phần dễ mất mát trong quá trình chế biến và bảo quản lúa gạo. 1.1.2.8 Các thành phần khác Trong gạo có các chất dễ bay hơi như NH3, H2S và các aldehyde. Đặc biệt hợp chất 2-acetyl-1-pyrolin tạo hương thơm đặc biệt cho cơm. Tuy nhiên nếu quá trình bảo quản không tốt thành phần lipid trong gạo sẽ phân hủy gây mùi khó chịu cho gạo. 1.1.2.9 Enzym Hầu hết các quá trình xảy ra trong tế bào sống kể cả trong hạt đều tiến hành dưới tác dụng của enzyme. Có nhiều loại enzyme như: amilase, oxidase, peoxidase và các loại enzyme khác. Tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường và chất xúc tác mà các enzyme này có cường độ hoạt động khác nhau gây cho thóc gạo có những biến đổi về chất lượng nhất định. Có loại enzyme xúc tác phản ứng làm tăng chất lượng thóc gạo, nhưng cũng có loại enzyme hoạt động làm thóc gạo bị giảm chất lượng nghiêm trọng. Chẳng hạn như enzyme phosphorilase xúc tác phản ứng tổng hợp nên tinh bột giúp hạt hoàn thiện hơn về mặt chất lượng trong quá trình chín sau thu hoạch. Nhưng ngược lại, enzyme hydrolase ( amilase, lipase ) khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ thủy phân các acid hữu cơ phức tạp (tinh bột, lipid), thành những chất đơn giản dễ hòa tan nuôi phôi phát triển nhanh thành mầm. 13
25. Đồ án tốt nghiệp 1.1.2.10 Chất màu trong gạo lứt Trong quá trình nghiên cứu các nhà khoa học đã xác định chất màu trong gạo lứt chính là anthocyanin, là chất màu thực vật thuộc nhóm flavonoid. Có ba nhóm anthocyanin chủ yếu là: - Pelargonidin : màu vàng cam hoặc hồng - Cyanidin : màu hồng xỉn - Delphinidin :màu đỏ hoặc tím - Anthocyanin là một chất chống oxy hóa mạnh, có thể cắt dứt các cơn đau tim và ngăn cản sự tạo thành máu đông trong lòng mạch máu. Thêm vào đó gạo lứt đỏ có chứa sắc tố có hàm lượng vitamin B2 nhiều hơn gạo lứt trắng. Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của 100g gạo lứt [53] Thành phần Đơn vị Số lượng Năng lượng kcal 370 Carbohydrate g 77,24 Đường g 0,85 Chất xơ g 3,5 Chất béo g 2,92 Protein g 7,94 Nước g 10,37 Vitamin Vitamin B1 mg 0,401 Vitamin B2 g 0,093 Vitamin B3 mg 5,091 Vitamin B5 mg 1,493 14
26. Đồ án tốt nghiệp Vitamin B6 mg 0,509 Vitamin B9 휇g 20 Khoáng Canxi mg 23 Sắt mg 1,47 Magie mg 143 Phospho mg 333 Kali mg 223 Natri mg 7 Kẽm mg 2,02 Đồng mg 0,277 Mangan mg 3,743 Selenium 휇g 23,4 Folat 휇g 20 Acid béo no g 0,54 Acid béo không no 1 g 0,97 nối đôi Acid béo no nhiều nối g 0,96 đôi Bảng 1.4. So sánh thành phần dinh dưỡng của 100g gạo trắng và gạo lứt [53] Thành phần Đơn vị Gạo trắng Gạo lứt Năng lượng kcal 344 370 Nước G 14,0 10,37 Protein G 8,1 7,94 15
27. Đồ án tốt nghiệp Lipid G 1,3 2,92 Glucid G 75 77,24 Cenlulose G 0,7 3,5 Canxi mg 36 23 Sắt mg 0,2 1,47 Phospho mg 108 333 Natri mg 5 7 Vitamin B1 mg 0,12 0,401 Vitamin B2 mg 0,04 0,093 Vitamin PP mg 1,9 5,0 1.1.3 Dược tính của gạo lứt [54] • Chống ung thư ruột kết Gạo lứt có chứa Se một loại chất đã được chứng minh là có tác dụng giảm nguy cơ ung thư ruột kết. Hàm lượng chất xơ cao có trong gạo lứt tốt cho hệ tiêu hóa và giúp cơ thể chống lại ung thư ruột kết. • Giảm cholesterol Dầu có trong cám của gạo lứt được biết đến với tác dụng làm giảm cholesterol. Bên cạnh đó, chất xơ trong gạo lứt cũng có tác dụng làm giảm cholesterol LDL. • Ngăn ngừa bệnh tim Hàm lượng chất xơ có trong gạo lứt giúp làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim. Sử dụng gạo lứt có thể giúp hạ huyết áp và làm giảm nguy cơ hình thành các mảng bám trong động mạch, qua đó giúp ngăn chặn sự phát triển của bệnh tim. 16
28. Đồ án tốt nghiệp • Không tăng cân Chất xơ có trong gạo lứt giúp kiểm soát lượng kcal và làm cho ta thấy no lâu hơn, từ đó giúp kiểm soát trọng lượng. • Ngăn ngừa táo bón Do hàm lượng chất xơ cao nên gạo lứt rất có lợi cho việc tiêu hóa. Nó giúp hệ tiêu hóa hoạt động trơn tru, qua đó giúp ngăn ngừa táo bón. • Điều chỉnh hàm lượng glucose trong máu Lớp cám của gạo lứt có tác dụng làm giảm hàm lượng glucose trong máu, hàm lượng hemoglobin đã được glycosyl hóa và cải thiện sự tổng hợp insuline ở các người bị tiểu đường type II. Các vitamin nhóm B, 훾- oryzanol, protein, các chất phức hợp cacbonhydrat, polysaccharide, hemicellulose, chất béo, chất xơ, các tocopherol, các tocotrienol và các chất kháng oxy hóa trong gạo lứt đều đóng vai trò quan trọng và tích cực trong việc chuyển hóa glucose trong cơ thể. • Tăng cường "sức khỏe" của xương Gạo lứt là loại thực phẩm giàu Magie, một loại chất giúp duy trì "sức khỏe" của xương. Một chén cơm gạo lứt cung cấp 21% lượng magie cần thiết mỗi ngày. Magie cũng cần thiết cho việc hấp thụ canxi, một loại chất rất cần thiết cho "sức khỏe" của xương. • Giảm các triệu chứng hen suyễn Gạo lứt có tác dụng làm giảm các triệu chứng của bệnh hen suyễn do hàm lượng Magie cao. Chất Selen cũng mang đến lợi ích tích cực cho bệnh hen suyễn. • Giảm nguy cơ bị sỏi mật 17
29. Đồ án tốt nghiệp Vitamin K và IP6 trong gạo lứt có một vai trò hết sức quan trọng. Vitamin K giúp vận chuyển canxi ra khỏi máu và đưa canxi và xương, IP6 có tác dụng ức chế và ngăn cản việc kết tinh oxalate canxi ở đường tiết niệu. Và cơ chế này song song mang tới hiệu quả rõ rệt làm xương của cơ thể chắc khỏe và tránh được bệnh loãng xương. • Duy trì hệ thống thần kinh khỏe mạnh Gạo lứt giàu Mangan, loại chất rất cần thiết để hệ thống thần kinh khỏe mạnh. Loại chất dinh dưỡng này cũng giúp hỗ trợ sản xuất tổng hợp hormone tình dục bằng cách tổng hợp acid béo và sản xuất cholesterol. 1.2. Tổng quan về gạo mầm 1.2.1. Giới thiệu về gạo mầm Gạo mầm là sản phẩm từ gạo lứt nảy mầm, còn nguyên phôi. Xuất hiện lần đầu tiên năm 1995 tại Nhật bản và ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới như Nhật Bản, Thái Lan, Hàn Quốc, Nảy mầm là sự phát triển của phôi bên trong hạt. Đây là quá trình bao gồm sự kết hợp những khả năng có thể xảy ra để bắt đầu sự hấp thu nước của hạt gạo, kết thúc quá trình này là sự phát triển của phôi và sự hình thành rễ mầm xuyên qua cấu trúc của hạt xung quanh phôi và tiếp theo là sự phát triển thành cây con. Trong hạt gạo khô có sẵn một lượng nước ở dạng liên kết. Nước từ bên ngoài khi thấm vào trong hạt sẽ hòa tan các chất dự trữ và hoạt hóa các enzyme xúc tác quá trình phân giải các hợp chất cao phân tử trong hạt thành những chất đơn giản cung cấp cho hoạt động tăng trưởng của phôi để hình thành cây mầm. Phôi là nơi hút nước mạnh nhất. Tốc độ hút nước rất mạnh ở thời gian đầu do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu rất lớn giữa môi trường bên ngoài và các tế bào bên trong hạt, đồng thời các chất keo háo nước trương nở rất mạnh, càng về sau sức hút nước của hạt càng giảm. Sự hấp thụ 18
30. Đồ án tốt nghiệp nước làm cho hạt trở nên trương nở và phá vỡ vỏ hạt. Mức độ hấp thụ nước phụ thuộc vào giống lúa, tính thấm của vỏ hạt và thành phần khí trong môi trường. Khi hạt được hình thành, hầu hết các thành phần dự trữ trong hạt như protein, tinh bột, chất béo sẽ cung cấp dinh dưỡng cho phôi hình thành và phát triển. Khi hạt hút nước, các enzyme thủy phân được kích hoạt sẽ phá vỡ những thành phần dự trữ tạo thành những hợp chất có lợi cho quá trình trao đổi chất. Ngoài ra quá trình nảy mầm còn phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường, nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào và tốc độ phát triển của hạt. Ở nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ức chế quá trình nảy mầm. Thông thường, hạt nảy mầm ở nhiệt độ hơi cao hơn nhiệt độ phòng Quá trình nảy mầm gạo lứt làm cải thiện chất lượng của gạo. Quá trình nảy mầm bị ảnh hưởng bởi các nhân tố bên ngoài như: thời gian nảy mầm, sự hiện diện của ánh sáng, hàm lượng chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt, Quá trình nảy mầm của hạt gạo lứt giúp các enzyme nội bào bên trong hạt gạo hoạt động và phân cắt thành các chất có khối lượng phân tử lớn (protein, tinh bột, ) và những chất có khối lượng phân tử nhỏ. Hơn nữa, tinh bột trong hạt sau khi nảy mầm sẽ dễ dàng bị thủy phân bởi enzyme amylase tạo thành các đường đơn, giúp quá trình tiêu hóa tốt hơn. Quá trình này của hạt phụ thuộc vào điều kiện bên trong và bên ngoài. Thời gian mà hạt giống có thể sống sót rất khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện tồn trữ và loại hạt giống. Để hạt gạo có thể nảy mầm, nó phải được đặt trong môi trường thuận lợi như: cung cấp đầy đủ nước, nhiệt độ thích hợp, thành phần không khí trong khí quyển, ánh sáng, ➢ Các giai đoạn của quá trình nảy mầm Giai đoạn I: Sự hoạt hóa Hút ẩm (quá trình vật lý), sự hấp thu nước của hạt khô làm tăng hàm lượng nước trong hạt, làm mềm vỏ hạt. Hạt trương lên và vỏ hạt bị nứt ra. Sự tổng hợp các enzyme: 19
31. Đồ án tốt nghiệp hoạt động enzyme bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước của hạt. Hoạt động của các enzyme một phần từ sự tái hoạt hóa các enzyme dự trữ được hình thành từ sự phát triển của phôi và một phần từ sự tổng hợp các enzyme mới khi hạt bắt đầu nảy mầm. Giai đoạn II: Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển Một phần các chất dự trữ (béo, protein, hợp chất có carbon) được thủy phân thành các hợp chất hữu cơ đơn giản và sau đó vận chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi Tinh bột Dextrin Maltose Protein Acid amin Lipid Glycerin + Acid béo Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt. Sự hấp thu nước và hô hấp tiếp tục diễn ra ở một tốc độ đều đặn. Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt thóc xảy ra hiện tượng biến đổi về màu sắc và thành phần hóa học: - Hàm lượng tinh bột giảm - Hàm lượng đường tăng - Enzyme amylase phát triển mạnh Giai đoạn III: Sự tăng trưởng của mầm Sự phân chia tế bào xảy ra hai đầu của trục phôi. Một đầu phát triển thành chồi mầm, một đầu phát triển thành rễ mầm trên trục phôi có một hoặc hai lá mầm được gọi là tử diệp. Khi mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng lượng tươi và khô của mầm bắt đầu tăng. 1.2.2. Thành phần hóa học của gạo mầm 20
32. Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.4. Thành phần hóa học của gạo mầm trong 100g [10] Thành phần Đơn vị Số lượng Carbohydrate g 75,21 – 80,19 Đường g 1,75 – 2,01 Chất xơ g 0,96 – 1,48 Chất béo g 2,07 – 2,09 Protein g 8,71 – 9,25 Nước g 7,91 – 9,81 Vitamin Vitamin B1 mg 0,1 – 0,14 Niacine mg 4,29 – 4,65 Pridoxine mg 0,62 – 0,7 Phytic acid mg 1,07 – 1,23 α- Tocophenol mg 0,78 – 0,84 훾 - oryzol mg 78,07 – 89,93 Bảng 1.5. Hàm lượng acid amin thiết yếu có trong 100g gạo mầm [10] Thành phần Đơn vị Số lượng Histidine mg 187,2 – 220,8 Isoleucice mg 91,7 – 200,3 Leucine mg 1157,4 – 1262,6 Lysine mg 515,8 – 620,2 Methionine mg 76,2 – 110,6 Phenyalanine mg 340,2 – 379,8 Threonine mg 221,6 – 248,4 21
33. Đồ án tốt nghiệp Valine mg 687,4 – 758,6 Alanine mg 1404 - 1670 Aspartic acid mg 567,1 – 636,9 GABA mg 63,97 – 72,83 Glycine mg 1262 - 1463 Lutamic acid mg 809,8 – 896,2 Hydroxyproline mg 126,9 – 181,1 Proline mg 323,7 – 386,3 Serine mg 359 – 409 Tyrosine mg 302,3 – 345,7 Bảng 1.6. Tóm tắt các thay đổi các thành phần hóa học trong gạo mầm [55] Nguồn Thành phần hóa học Tian et al. (2004) ↑ Phenolics, ↑ Hợp chất chống oxy hóa Britz et al. (2007) ↑ α-tocopherol, ↑ α-tocotrienol, ↑ 훾 -oryzanol, ↓ 훾 -tocopherol, ↓ 훾-tocotrienol Lee et al. (2007) ↑ Protein, ↑ Lipid, ↑Chất xơ, ↑ Đường tự do Komatsuzaki et al. (2007) ↑ GABA Li et al. (2008) ↑ Tổng các chất Phenolics,↑ tổng chất xơ,↑ GABA, ↑ phytate Sawaddiwong et al. (2008) ↑ Phenolic , ↑ Hợp chất chống oxy hóa Usuki et al. (2008) ↑ Acylated steryl glycoside Banchuen et al. (2009) ↑ GABA, ↑ protein, ↑ Lipid, ↑ Chất xơ, ↑ Đường tự do, ↑ ferulic acid, ↔ oryzanol, ↓ phytate Jongjareonrak et al. (2009) ↑ Phenolics, ↑ Hợp chất chống oxy hóa 22
34. Đồ án tốt nghiệp Banchuen et al. (2010) ↑ GABA, ↑ ferulic acid, ↓ phytate, ↔ oryzano Charoenthaikij et al. (2010) ↑ GABA Jannoey et al. (2010) ↑ GABA Maisont and Narkrugsa ↑ GABA, ↑ Chất xơ, ↑ Tổng các chất phenolics , (2010) ↑ Hợp chất chống oxy hóa, ↓ amylose, ↓ Lipid, ↓ Protein Moongngarm and Saetung ↑ Proteins thô, ↓ vitamin B, ↓ phytic acid (2010) Oh et al. (2010) [32] ↑ Chất xơ, ↑ GABA, ↑ 훾-oryzanol, ↔ fatty acid, ↔ Protein, ↔ Tro Watchararparpaiboon et al. ↑ GABA, ↑ Protein, ↑ Lipid, ↑ Thiamine, ↑ (2010) Phytate Jayadeep and Malleshi ↑ Đường tự do, ↑Chất xơ hòa tan, ↑ tocotrienol, (2011) ↓ Chất xơ không hòa tan, ↓ Lipid, ↓ tocopherol, ↓ Tổng hợp chất oxy hóa, ↔ 훾-oryzanol Kim et al. (2011) ↑ Hợp chất chống oxy hóa Musa et al. (2011) ↓ Amylose, ↔ Hạt tinh bột Roohinejad et al. (2011) ↑ GABA Xu et al. (2012 ) ↑ Đường khử, ↑ Tro, ↓ Amylose Karladee and Suriyong(2012) ↑ GABA Imam et al. (2012) ↑ GABA, ↑ Tổng các chất phenolic, ↑ Hợp chất chống oxy hóa Li et al. (2012) ↓ Amylose, ↑ Đường khử ,↑ GABA, ↑ Chất xơ Liu et al. (2012) ↓ Amylose, ↔ Hạt tinh bột Songtip et al. (2012) [43] ↑ Đường khử, ↑ GABA ↑: tăng, ↓: giảm, ↔: không thay đổi 23
35. Đồ án tốt nghiệp 1.2.3. Các hợp chất sinh học có trong gạo mầm 1.2.3.1 GABA GABA là một loại acid amin giữ vai trò quan trọng như chất dẫn truyền thần kinh, chất dẫn truyền thần kinh là chất truyền các tín hiệu thần kinh qua các khe sinap và giữ sự liên lạc giữa các tế bào với nhau. Sinap là vùng tại đó các xung thần kinh được truyền tải tới tận cùng sợi trục. Năm 1883, GABA lần đầu tiên được tổng hợp và chỉ được biết đến như là một sản phẩm của quá trình trao đổi chất từ thực vật và vi sinh vật. Tuy nhiên, vào năm 1950, GABA được phát hiện là một phần không thể thiếu của hệ thần kinh trung ương của động vật có vú. Hình 1.3. Công thức hóa học của GABA GABA đóng vai trò chính trong việc giảm bớt sự hoạt động của các neuron thần kinh và ức chế sự lan truyền của các tế bào dẫn truyền. Cùng với niacinamide và inositol, GABA ngăn căn cản các truyền dẫn căng thẳng và bất an đến vùng thần kinh trung ương bằng việc chiếm giữ các vùng tiếp nhận tin các tế bào này, khống chế các vùng tiếp nhận tin. GABA ngăn chặn bệnh Alzheimer’s, làm giảm bệnh cao huyết áp ức chế sự tăng nhanh của tế bào ung thư. Ngoài ra GABA trong gạo nảy mầm là chất dẫn truyền thần kinh có tác dụng giảm stress, an thần, ngủ ngon, thư giãn cơ bắp. 24
36. Đồ án tốt nghiệp Chúng đóng vai trò quan trọng ngăn chặn bệnh tai biến mạch máu và giảm những cơn đau mãn tính. Hàm lượng GABA trong mô thực vật thấp (0,03 - 2µmol/g). Vì vậy, các phương pháp để tăng hàm lượng GABA trong thực phẩm được nghiên cứu hiện nay. Hàm lượng GABA được nghiên cứu cao hơn trong trà khi ủ trà trong điều kiện hiếm khí, mầm đậu được xử lý với CO2 hay gạo được xử lý với các phương pháp khác nhau. Các nhà nghiên cứu cho rằng có rất nhiều phương pháp làm tăng hàm lượng GABA trong gạo. Hàm lượng GABA được tích lũy trong quá trình nảy mầm gạo bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như: giống lúa, thời gian nảy mầm, điều kiện xử lý khí, điều kiện áp suất, dung dịch ngâm, nhiệt độ nảy mầm, Các yếu tố này cần được khảo sát để tạo ra một loại gạo có hàm lượng GABA cao. Sự tổng hợp GABA được xem như là một phản ứng của mô tế bào để đáp ứng lại stress gây ra bởi sự nhiễm acid tế bào. Quá trình tổng hợp GABA sẽ kèm theo việc tiêu thụ ion H+ thông qua việc decarboxyl hóa, điều này sẽ làm cải thiện tình trạng nhiễm acid của tế bào chất. Một số nghiên cứu cho thấy điều kiện yếm khí sẽ giảm pH nội bào ở khoảng 0,4-0,8 do stress gây ra bởi sự thiếu hụt oxy. Vì vậy, sự giảm pH bên trong tế bào do điều kiện thiếu oxy tạo ra sẽ gia tăng hàm lượng GABA sinh ra do kích thích hoạt động của enzyme GAD (glutamate decarboxylase) - là enzyme tổng hợp GABA từ glutamic acid bởi enzyme GAD. 1.2.3.2 Oryzano 훾 -Oryzanol ở dạng bột, không mùi, không hòa tan trong nước, ít tan trong eterdiethyl và heptane, tan nhiều trong isopropyl và hòa tan trong chloroform. 훾- Oryzanol có màu trắng hoặc vàng. 훾-Oryzanol là một hỗn hợp các ester acid ferulic của sterol và triterpene alcohols. 25
37. Đồ án tốt nghiệp 훾-Oryzanol như chất chống oxy hóa quan trọng từ thực vật, chống viêm loét, đặc biệt là viêm loét dạ dày, làm giảm lượng mỡ trong máu, giảm xơ vữa động mạch, có hoạt tính giống như proestrogen, γ - Oryzanol có khả năng làm tăng việc lưu thông máu, giảm cholesterol trong máu, là hoạt chất có tác dụng chống acid hóa, ngăn chặn sự xâm nhập của tia cực tím, phòng chống nám da, điều tiết sự bài tiết của tuyến yên, ức chế sự bài tiết của acid dạ dày, ức chế tổng hợp các tiểu cầu, tăng cường miễn dịch, phát triển cơ, tăng sức bền 1.2.3.3 Acid ferulic Ferulic là hợp chất hữu cơ, chứa nhiều phenolic phytochemical (Phenolic acid hoạt động như một chất chống oxy hoá trong cơ thể) được tìm thấy trong vách tế bào thực vật. Thực vật tạo ra các hoạt chất này để duy trì hoạt động của tế bào cũng như các hoạt động khác như sinh sản, tự bảo vệ. Acid ferulic là một trong những chất chuyển hóa của sinh tổng hợp lignin từ phenylalanine và tyrosine trong thực vật. Acid ferulic được tìm thấy trong các mô thực vật trong hai hình thức: tự do và liên hợp. Ngũ cốc có chứa các hợp chất phenolic tự do và glycosides của nó, tồn tại trong dung dịch, và một số lượng đáng kể các hợp chất phenolic không hòa tan, hầu hết bị ràng buộc bởi polysaccharides trong vách tế bào. Hàm lượng acid ferulic trong gạo mầm cao đáng kể hơn so với gạo trắng. Ferulic Acid là chất chống oxi hoá phức hợp có tác dụng chống lão hoá hơn hẳn các chất chống oxi hoá khác. 1.2.3.4 Acid phytic Acid phytic là hình thức lưu trữ chính của phốt pho trong nhiều tế bào thực vật, đặc biệt là cám gạo và hạt giống. 26
38. Đồ án tốt nghiệp Acid phytic chiếm khoảng 1-2% trọng lượng của nhiều loại hạt ngũ cốc. Trong ngũ cốc hạt, khoảng 90% của các hạt acid phytic được tìm thấy trong lớp Aleurone và 10% còn lại trong lớp vảy. Các phytate là thành phần quan trọng của các lớp ngoài của hạt gạo. Hàm lượng trong gạo lứt 0,2%; xay xát gạo 0,04-0,06%; cám mầm 2,2-2,6%; phôi và 0,8%. Phytate chỉ chiếm 0,16% hàm lượng tinh bột trong gạo xay. 1.2.3.5 Enzyme amylase ➢ Giới thiệu chung về enzyme amylase Amylase là hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme này thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước. RR’ + H-OH RH + R’OH Amylase thủy phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose, maltose và dextrin. Các enzyme có trong nước bọt (còn được gọi là ptyalin), trong dịch tiêu hóa của người và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn, nấm men và vi khuẩn. Trong nước bọt của người có ptyalin nhưng ở một số loại động vật có vú thì không có như ngựa, chó, mèo, Ptyalin bắt đầu thủy phân tinh bột từ miệng và quá trình này hoàn tất ở ruột non nhờ amylase của tuyến tụy (còn được gọi là amylopsin). Amylase của malt thủy phân tinh bột lúa mạch thành disaccharide làm cơ chất cho quá trình lên men của nấm men. Amylase là một trong những loại enzyme được ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp, y tế và nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc biệt là ngành công nghiệp thực phẩm. Hiện nay, có 6 loại enzyme amylase được xếp vào 2 nhóm: endoamylase (enzyme nội bào) và exoamylase (enzyme ngoại bào). 27
39. Đồ án tốt nghiệp Endoamylase: gồm có α-Amylase (EC 3.2.1.1) và nhóm enzyme nhóm khử nhánh. Nhóm enzyme khử nhánh này được chia thành hai loại: khử trực tiếp là pullulanase (hay α-dextrin 6-glucanohydrolase) (EC 3.2.1.41); khử gián tiếp là transglucosylase (hay oligo-1,6-glucosidase) và amylo-1,6-glucosidase (EC 3.2.1.10). Các enzyme này thủy phân liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide. Exoamylase: gồm có β-amylase (EC 3.2.1.2) và γ-amylase (EC 3.2.1.3). Đây là những enzyme thủy phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi polysaccharide. Amylase dễ tan trong nước, dung dịch muối và rượu loãng. Hình 1.4. Các loại enzyme endoamylase và exoamylase ➢ Các quá trình enzyme xảy ra khi hạt nảy mầm Trong hạt khô, enzyme ở dạng liên kết và chúng được chuyển sang trạng thái hoạt động khi hạt nảy mầm. Ngoài ra, còn có một số enzyme được tổng hợp mới. α-Amylase: enzyme này hoàn toàn không hoạt động ở hạt chín. Hoạt tính của enzyme amylase tăng dần trong quá trình nảy mầm của hạt. Ở nhiệt độ 15-17oC, hoạt 28
40. Đồ án tốt nghiệp tính của α-Amylase đạt tới cực đại vào ngày thứ 10-12 của quá trình nảy mầm. Ở nhiệt độ 28-30oC, hoạt tính của enzyme này đạt cực đại ở ngày 5-8. β-amylase: enzyme β-amylase tồn tại ở dạng liên kết và một số ít hoạt động rất yếu trong hạt chín hoàn toàn. Hoạt động này tăng lên trong quá trình hạt nảy mầm. Thời gian để enzyme này đạt cực đại cũng tùy thuộc vào nhiệt độ. Protease: các protein dự trữ trong hạt bị phân cắt do hoạt động của các protease tạo thành peptides và các amino acid (glutamic acid), và các chất này tiếp tục chịu sự tác động của men glutamate decarboxylase chuyển thành γ-aminobutyric acid (GABA). Phytic acid: là chất cản trở việc hấp thu chất khoáng, nhất là sắt, kẽm. Quá trình nảy mầm kích hoạt sự hoạt động của men phytase làm cho các phytic acid trong gạo chuyển thành inositol làm tăng mức độ hấp thu của chất khoáng. 1.3. Phương pháp xác định hạn sử dụng của sản phẩm Hạn sử dụng của một loại thực phẩm có thể được định nghĩa là khoảng thời gian mà trong đó các thực phẩm là an toàn để tiêu thụ hoặc có một chất lượng chấp nhận được cho người tiêu dùng. Cũng giống như bất kỳ các thực phẩm khác, thực phẩm đông lạnh bị hư hỏng trong quá trình lưu trữ theo các phương thức hoặc các cơ chế khác nhau. Các vi khuẩn thường không phải là một vấn đề vì chúng khó có thể phát triển ở nhiệt độ đông lạnh. Enzym là một mối quan tâm lớn đối với các loại thực phẩm đông lạnh, mà có thể gây ra sự thay đổi hương vị (lipoxygenase) trong trái cây và rau quả. Tổn thương tế bào hoặc protein và tinh bột tương tác trong quá trình đóng băng diễn ra chậm . Việc xác định hạn sử dụng của sản phẩm phụ thuộc vào các đặc tính sản phẩm (nguyên liệu, thành phần, công thức), tiền đóng băng, quá trình đóng băng, màng bao bì và quy trình, và các điều kiện bảo quản . Tất cả sự suy giảm chất lượng và mối nguy 29
41. Đồ án tốt nghiệp tiềm ẩn thường phóng đại hay phức tạp do môi trường biến động nhiệt độ thời gian (ví dụ như chu kỳ đóng băng / tan băng) khi bảo quản. Mặt khác, thời hạn sử dụng của thực phẩm đông lạnh có thể được mở rộng thông qua lựa chọn thành phần, sửa đổi quy trình và sự thay đổi của gói hoặc điều kiện bảo quản. Một sản phẩm có nhiều tiêu chuẩn để xác định chất lượng như vi sinh, cảm quan, hóa lý Thông thường, các tiêu chuẩn của sản phẩm tại Việt Nam sẽ được xác định theo TCVN và một số tiêu chuẩn quốc tế khác như Codex. Để xác định chính xác hạn sử dụng, cần phải theo dõi định kỳ, liên tục sản phẩm từ lúc bắt đầu sản xuất đến lúc một trong các tiêu chuẩn yêu cầu của sản phẩm không còn đạt chuẩn nữa với điều kiện lưu trữ giống như trên thị trường. Với một sản phẩm có hạn sử dụng ngắn như bánh tươi, trái cây , rất dễ theo dõi và xác định hạn sử dụng. Nhưng đối với những sản phẩm có hạn sử dụng dài cần có thời gian rất lâu để xác định hạn sử dụng. Sau đây là một số phương pháp phổ biến để tính toán nhanh hạn sử dụng của những sản phẩm với nguyên nhân hết hạn là do thoái hóa theo thời gian. Có ba phương pháp để xác định hạn sử dụng của sản phẩm. 1.3.1 Dựa trên hạn sử dụng của sản phẩm tương tự Nếu sản phẩm đang được nghiên cứu A rất giống với sản phẩm B đã có trên thị trường, chúng ta có thể ước tính hạn sử dụng của chúng sẽ tương tự như nhau. Tuy nhiên có một số lưu ý khi sử dụng phương pháp này: Cần phải chắc chắn về sự giống nhau của hai sản phẩm. Chỉ cần một sự sai khác nhỏ về quá trình sản xuất hay nguyên liệu cũng có thể dẫn đến sự sai khác hạn sử dụng. Do đó, cách này nên được sử dụng bởi các chuyên gia trong ngành có nhiều kiến thức và kinh nghiệm. 30
42. Đồ án tốt nghiệp Cần phải kiểm tra đối chứng. Các sản phẩm dự kiến sẽ có biến đổi tương tự nhau trong cùng một môi trường khi chúng cùng họ với nhau và có cơ chế suy thoái như nhau. Lưu trữ hai sản phẩm này song song, kiểm tra đối chứng tại các nhiệt độ khác nhau. Nếu quá trình thoái hóa mẫu kiểm tra A và mẫu đối chứng B giống nhau tại các vùng nhiệt độ, hai sản phẩm này có thể được giả định rằng có hạn sử dụng tương tự nhau ở nhiệt độ lưu trữ. 1.3.2. Gia tốc nhiệt Một trong những cách để xác định nhanh hạn sử dụng là đẩy nhanh tốc độ thoái hóa sản phẩm. Có nhiều cách để đẩy nhanh tốc độ thái hóa sản phẩm, trong đó phổ biến nhất là phương pháp gia tốc nhiệt (hay phương pháp Q). Phương pháp Q cho rằng chất lượng sản phẩm suy thoái theo một hằng số Qn khi nhiệt độ thay đổi một số nhất định. 0 Với bước thay đổi nhiệt độ thường là 10 C, Qn đôi khi được gọi là Q10. Với giá trị Q10 đã biết, hạn sử dụng có thể được tính bằng công thức: n ts = t0 .Q10 Trong đó: ts: hạn sử dụng ở điều kiện lưu trữ bình thường. t0: hạn sử dụng ở điều kiện gia tốc nhiệt. n: nhiệt độ gia tốc nhiệt (0C) trừ đi nhiệt độ lưu trữ bình thường (0C) chia cho 100C. Ví dụ: Hạn sử dụng của một sản phẩm tại 500C là 32 ngày. Nhiệt độ lưu trữ bình thường là 25°C. Khi đó: n = (50 - 25) / 10 = 2,5. Giả sử Q10 = 3. 31
43. Đồ án tốt nghiệp n 2,5 Lúc đó, Q10 = (3) = 15,6. Dự đoán hạn sử dụng ở điều kiện thường là: 32 ngày x 15,6 = 500 ngày. Q10 càng cao, hạn sử dụng tính được lại càng dài. Do đó, việc xác định chính xác giá 0 tri Q10 rất quan trọng. Như ví dụ trên, nếu Q10 = 2, hạn sử dụng bình thường tại 25 C sẽ là 181 ngày, ít hơn gấp 2,7 lần so với trường hợp Q10 =3. Tuy nhiên, không dễ xác định giá trị Q10 . Sản phẩm có thể có nhiều giá trị Q10 do có nhiều kiểu thoái hóa khác nhau. Có thể xác định tương đối giá trị của Q10 bằng cách lưu trữ sản phẩm ở các nhiệt độ cách nhau 100C, sau đó xác định hạn sử dụng của sản phẩm ở các nhiệt độ đó. Mỗi lần tăng nhiệt độ 100C, sản phẩm sẽ giảm hạn sử dụng tương ứng là Q10 lần. Ví dụ như một sản phẩm có hạn sử dụng dựa trên tính chất màu sắc. Nhiệt độ lưu trữ bình thường là 300C. Nếu lưu trữ sản phẩm đó tại nhiệt độ 400C (cao hơn 100C so với bình thường) thì màu sắc phai nhanh gấp đôi. Tức là hạn sử dụng giảm đi 2 lần. Lúc đó Q10 = 2. Tuy nhiên, cần phải khảo sát hạn sử dụng của sản phẩm rất nhiều lần tại các vùng nhiệt độ khác nhau mới có thể xác định tương đối chính xác giá trị Q10 . Ngoài ra, không phải sản phẩm nào cũng có thể xác định Q10 theo cách này, đặc biệt là các sản phẩm thực phẩm. Các sản phẩm thường được lưu trữ ở cả nhiệt độ gia tốc và nhiệt độ lưu trữ bình thường. Kết quả có được ở gia tốc nhiệt sẽ được dùng để tính hạn sử dụng ở nhiệt độ thường. Kết quả lưu trữ ở nhiệt độ thường sẽ được dùng để kiểm tra độ chính xác của phương pháp gia tốc nhiệt. 1.3.3. Sử dụng mô hình toán học Việc sử dụng các mô hình toán học cho kết quả nhanh, kinh tế, không phải là mới trong việc xác định hạn sử dụng của một sản phẩm. Tuy nhiên, đối với mỗi một sản 32
44. Đồ án tốt nghiệp phẩm cụ thể khác nhau sẽ có một mô hình khác nhau. Do đó, tuy rất tiện lợi nhưng phương pháp này không phổ biến bằng phương pháp gia tốc nhiệt. Một mô hình toán học đang được sử dụng rất phổ biến tại Anh trên sản phẩm bánh bông lan công nghiệp loại hư hỏng không do bị mốc (mould-free shelf-life). Một báo cáo gần đây cho thấy rằng 80% bánh bông lan được sản xuất tại Anh hiện nay được ước tính hạn sử dụng bằng mô hình này. Dựa trên một lượng lớn các thử nghiệm đã được thực hiện tại Hiệp hội nghiên cứu xay bột và nướng (FMBRA) tại Anh, công thức sau đã được đưa ra để tính toán hạn sử dụng của bánh bông lan công nghiệp lưu trữ tại 270C và 210C, có ERH nằm trong khoảng 74 – 90%. 0 Tại 27 C: Log10 A = 6,42 – (0,065 * ERH%) 0 Tại 21 C: Log10 A = 7,91 – (0,081 * ERH%) A: số ngày trong hạn sử dụng. ERH: độ ẩm cân bằng của bánh (Độ ẩm di chuyển từ bánh vào khí quyển, và ngược lại cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng). Theo công thức trên, bánh bông lan có độ ẩm cân bằng là 88% sẽ có hạn sử dụng dự tính tại 210C là 7 ngày, tại 270C là 5 ngày. Trong nghiên cứu này sử dụng phương pháp gia tốc nhiệt để xác định nhanh thời gian bảo quản của 2 loại gạo mầm. 1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hạn sử dụng 1.4.1. Yếu tố liên quan đến bản chất của sản phẩm 33
45. Đồ án tốt nghiệp Hoạt độ nước:hoạt độ nước tỷ lệ với sự phát triển của vi sinh vật, hoạt tính của enzyme oxy hóa. Sản phẩm càng mau chóng hư hỏng khi hoạt độ nước càng cao. pH: ở pH axit có khả năng ức chế tốt các vi sinh vật, do đó sẽ kéo dài hạn sử dụng của sản phẩm hơn. Năng lượng Eh: chính là năng lượng trong chính bản thân của sản phẩm, cung cấp năng lượng cho các phản ứng sinh hóa, và các năng lượng này càng cao thì sản phẩm sẽ càng mau bị hư hỏng hơn. Oxy: liên quan đến vi sinh vật hiếu khí và tham gia vào quá trình oxy hóa ( chất béo, polyphenol, vitamin ) sẽ rút ngắn hạn sử dụng lại do tác động có hại này. Những chất dinh dưỡng: chủ yếu nói về vitamin. Vitamin là chất dễ bị mất mát trong thời gian bảo quản, khi hàm lượng dưới mức cho phép xem như hạn sử dụng đã hết. Số lượng vi sinh vật: Các vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm bao gồm trước hết là vi khuẩn sau đến nấm mốc, nấm men và một số loại tảo, kí sinh trùng, virus Khi xâm nhập vào thực phẩm, thoạt đầu chúng sẽ phát triển về mặt số lượng, trong quá trình đó chúng tiết ra các sản phẩm thải, làm biến đổi màu sắc, trạng thái, mùi vị của thực phẩm dẫn đến hư hỏng hoặc giảm chất lượng thực phẩm Chất bảo quản và phụ gia: giúp ức chế vi sinh vật, chống oxy hóa chất béo, sản phẩm giữ vững cấu trúc trong suốt thời gian bảo quản. 1.4.2. Các yếu tố tác động bên ngoài Nhiệt độ, thời gian của các quá trình xử lý (thanh trùng, tiệt trùng): để ức chế vi sinh vật và vô hoạt các enzyme có trong sản phẩm giúp kéo dài hạn sử dụng hơn. Nhiệt độ và độ ẩm khi bảo quản: 34
46. Đồ án tốt nghiệp Trong khoảng từ 30oC đến 350C là khoảng các vi sinh vật, nấm men, nấm mốc, các enzym hoạt động mãnh liệt nhất, các hoạt động sinh lý, sinh hóa cũng rất mãnh liệt làm cho nhiều loại thực phẩm nhanh chóng hư hỏng và thối rữa. Ẩm độ môi trường thấp làm giảm sự phát triển của phần lớn các vi sinh vật gây thối rữa nhưng làm tăng sự bay hơi nước của thực phẩm làm ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của thực phẩm sinh ra hiện tượng co nguyên sinh dẫn đến rối loạn sự trao đổi chất và mất khả năng đề kháng với những tác động bên ngoài. Trong thực phẩm có nhiều chất không bền, độ ẩm cao dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí, ví dụ như: các acid béo chưa no; các chất thơm; các sắc tố; các vitamin. Thực phẩm càng ẩm ướt càng dễ nhiễm khuẩn vì ẩm ướt là môi trường tốt cho vi khuẩn phát triển, làm cho tốc độ hư hỏng diễn ra nhanh. Mức độ tiếp xúc ánh sáng: Ngoài 2 yếu tố nhiệt độ và độ ẩm thì không khí và ánh sáng cũng là tác nhân làm hư hỏng thực phẩm một cách nghiêm trọng như làm mất nước trong thực phẩm đặc biệt là trong thực phẩm tươi như rau, củ, quả. Làm giảm hàm lượng dinh dưỡng, vitamin, chất khoáng trong thực phẩm. Thành phần không khí trong bao bì: đây được xem như cách bảo quản sản phẩm bằng cách thay đổi thành phần khí quyển, nhờ vào đó hạn chế quá trình oxy hóa, sự phát triển của các vi sinh vật. Người bán lẻ, người tiêu dùng: cách bảo quản, vận chuyển và sử dụng của con người cũng làm ảnh hưởng đến sản phẩm 1.5. Một số sản phẩm gạo mầm trên thị trường 35
47. Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.7. Một số sản phẩm gạo mầm trên thị trường Hình ảnh Thông tin sản phẩm Tên thương phẩm: Gạo mầm VibiGaba Xuất xứ: Công ty CP bảo vệ thực vật An Giang Hạn sử dụng: 12 tháng Bao gói chân không Tên thương phẩm: Gạo mầm NutiGaba Xuất xứ: Công ty cổ phần gạo thơm Sài Gòn Hạn sử dụng: 12 tháng Bao gói chân không 36
48. Đồ án tốt nghiệp Tên thương phẩm: Gạo đen hữu cơ nảy mầm GABA - HoaSuaFoods Market & Bistro. Xuất xứ: Công ty CP TM & SX Viễn Phú. Hạn sử dụng: 12 tháng Bao gói chân không Tên thương phẩm: Gạo mầm trắng Xuất xứ: Hàn Quốc. Hạn sử dụng: 12 tháng Bao gói chân không Tên thương phẩm: Gạo mầm đen Xuất xứ: Hàn Quốc. Hạn sử dụng: 12 tháng Bao gói chân không 37
49. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sơ đồ nghiên cứu - Hóa lý: Độ ẩm, pH, độ chua Xác định Gạo lứt đỏ Xác định - Vi sinh: Nấm men, nấm mốc, E.coli, Gạo lứt trắng chỉ tiêu lúa nương chỉ tiêu Coliforms Jasmine - Sinh học: Mọt t = 30oC t = 30oC Ngâm T = 12h T = 12h Ngâm 4h thay nước 1 lần 4h thay nước 1 lần o t = 30oC t = 30 C Ủ Ủ T = 24h T = 24h 4h rửa nước 1 lần 4h rửa nước 1 lần - Hóa lý: Độ ẩm, pH, độ chua Gạ o mầm Xác định Xác định Gạo mầm - Vi sinh: Nấm men, nấm mốc, đỏ lúa chỉ tiêu chỉ tiêu trắng Jasmine nương E.coli, Coliforms Ngâm dd NaCl + Vit C Nồng độ 0% 0,25% 0,5% 0,75% 0,95% 1,2% 1,45% dd NaCl Nồng độ 0% 0,25% 0,5% dd Vitamin C Thời gian ngâm 0 phút 5 phút 10 phút Lựa chọn mẫu đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Để ráo -Bao gói chân không Bảo quản Bảo quản lạnh đông -10oC 0oC 10oC 20oC 30oC Gia tốc nhiệt Xác định độ chua sản phẩm o o o o o o 0 C 10 C 20 C 10 C 20 C 30 C Khảo sát hệ số Q10 Xác định độ chua của sản phẩm theo thời gian Xác định hạn sử dụng 38
50. Đồ án tốt nghiệp 2.1.1. Gạo lứt trắng Jasmine - Thời gian sinh trưởng: 100 - 105 ngày - Năng suất trung bình vụ Đông Xuân từ 6 - 8 tấn/ha, Hè Thu 4 - 5 tấn/ha. - Khối lượng 1000 hạt: 19 - 21 gram - Hạt gạo dài: 7,2 - 7,4 mm, ít bạc bụng (<10%) - Hàm lượng amylose trung bình (20 - 21%) - Phân bón • Vụ Đông Xuân: 100kg N - 30kg P2O5 - 30kg K2O/ha • Vụ Hè Thu: 80kg N - 40kg P2O5 - 30kg K2O/ha 2.1.2 Gạo lứt đỏ lúa nương -Thời gia sinh trưởng: 300 ngày (gieo hạt từ tháng 2 âm lịch đến tháng 10, 11 âm lịch) - Năng suất trung bình 2 -2,5 tấn/ha. - Khối lượng 1000 hạt: 26 - 27 gram - Hạt gạo tròn: 6,5 - 6,8 mm, ít bạc bụng - Phân bón: không sử dụng - Màu sắc: hồng 2.2. Thiết bị và hóa chất 2.2.1 Thiết bị 39
51. Đồ án tốt nghiệp - Cân điện tử 2 số lẻ (độ chính xác 0,01 gam), cân điện tử 4 số lẻ (độ chính xác 0,0001 gam). - Đĩa petri - Máy đo pH. - Tủ sấy. - Tủ lạnh - Bình hút ẩm. - Một số dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm: becher, bình định mức, ống nghiệm, dũa khuấy, phễu lọc, erlen, pipet, buret, nhiệt kế, cốc sứ, cốc thủy tinh, chày cối, máy xay sinh tố, - Các dụng cụ khác có liên quan: rổ, thau, cốc, muỗng, 2.2.2 Hóa chất - NaCl - Vitamin C. - Nước cất. - Cồn 960, 700. - NaOH 0,1 N. - Phenolphtalein 1%. 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp thí nghiệm 40
52. Đồ án tốt nghiệp Đề tài sẽ tiến hành khảo sát hạn sử dụng của gạo mầm đỏ lúa nương và gạo mầm trắng Jasmine. Các chỉ tiêu cần khảo sát: độ ẩm, pH, số lượng nấm men, nấm mốc, E.coli, Coliforms và độ chua của gạo mầm trong suốt quá trình. Nội dung thí nghiệm được thực hiện: - Các chỉ tiêu được đo đạc và phân tích - Hạn sử dụng của 2 loại gạo mầm được xác định bằng phương pháp gia tốc nhiệt. - Kết quả khảo sát được so sánh và đánh giá theo chương trình Statgraphics Centurion 15.2.11.0, Microsoft Ofice Excel. 2.3.2. Phương pháp phân tích Bảng 2.1 Phương pháp phân tích Chỉ tiêu Phương pháp Độ ẩm Phương pháp sấy đến khối lượng không đổi Nấm men Phương pháp đếm tổng tế bào nấm men theo TCVN 5166 - 90 Nấm mốc Phương pháp đếm tổng tế bào nấm mốc theo TCVN 5166 - 90 E.coli Phương pháp đếm tổng số vi khuẩn E.coli theo TCVN 5166 – 90 Coliforms Phương pháp đếm tổng số vi khuẩn Coliforms theo TCVN 5166 - 90 Độ chua Phương pháp chuẩn độ ❖ Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi ➢ Định nghĩa: Độ ẩm gạo là hàm lượng nước tự do có trong hạt gạo. 41
53. Đồ án tốt nghiệp ➢ Ý nghĩa: Đối với các loại hạt thì độ ẩm là một tiêu chuẩn chất lượng quan trọng nhất và được quan tâm đầu tiên. Độ ẩm hạt ảnh hưởng trực tiếp đến việc bảo quản, quá trình xay xát thóc đến tỷ lệ gạo thu được Việc xác định độ ẩm thường được thực hiện bằng máy đo độ ẩm nhanh. Tuy nhiên kết quả không chính xác lắm, có thể chấp nhận trong trường hợp thu mua tại các hộ nông dân. Khi đem xác định trong phòng thí nghiệm, thông thường người ta dùng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi. ➢ Nguyên tắc: Sấy khô một lượng gạo của mẫu phân tích (đã được nghiền nhỏ, mịn) trong tủ sấy có nhiệt độ 100 - 105oC. ➢ Tiến hành: Cân 5g gạo đã nghiền nhỏ, cho vào chén sấy đã biết trước khối lượng và đã được làm khô. Cho vào tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 100 ÷105oC trong 2 h. Lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm và cân lại. Lại cho vào sấy ở nhiệt độ trên trong 30 phút, lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm và lại đem cân. Lặp lại quá trình trên cho đến khi khối lượng giữa hai lần cân liên tiếp không đổi. ( chênh lệch giữa hai lần cân liên tiếp không vượt quá 0,001 g) ➢ Tính kết quả: Độ ẩm là hiệu số giữa trọng lượng thóc trước và sau khi sấy, biểu thị bằng %, tính theo công thức sau: − 푊 (%) = 1 2 100 1 − Trong đó: W: độ ẩm của hạt (%) m: khối lượng của chén sấy (g). 42
54. Đồ án tốt nghiệp m1: khối lượng mẫu và chén sấy trước khi sấy (g). m2: khối lượng mẫu và chén sấy sau khi sấy (g). Lặp lại mẫu từ 2 lần trở lên, sau đó lấy kết quả trung bình, đó là độ ẩm của thóc. Sai số giữa 2 lần xác định không quá 0,2%. Nếu quá phải xác định lại đến khi thu được kết quả. ❖ Phương pháp xác định pH Tiến hành Cân chính xác 5g gạo đã nghiền nhỏ vào cốc thủy tinh. Sau đó thêm vào 50ml nước cất, dùng đũa thủy tinh khuấy đều và tiến hành đo pH. ❖ Phương pháp xác định E.coli, Coliforms trong thực phẩm ➢ Nguyên tắc Chỉ tiêu tổng số vi sinh vật hiếu khí được dùng để đánh giá chất lượng của mẫu về vi sinh vật, nguy cơ hư hỏng, thời hạn bảo quản của sản phẩm, mức độ vệ sinh trong quá trình chế biến, bảo quản sản phẩm. Trên cơ sở xem một khuẩn lạc là sinh khối phát triển từ một tế bào hiện diện trong mẫu và được biểu diễn dưới dạng số đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU) trong một đơn vị khối lượng thực phẩm. ➢ Tiến hành Cân chính xác 10g gạo đã nghiền nhỏ, cho vào cốc 100ml. Sau đó chuyển mẫu vào bình định mức dung tích 100ml, cho vào tiếp 50ml nước cất ấm, tráng cốc vài lần bằng nước cất và cũng cho vào bình định mức. 43
55. Đồ án tốt nghiệp Đậy nắp và lắc đều trong 2 - 3 phút. Sau đó thêm nước cất vừa đủ 100ml. Để lắng và lọc lấy phần dung dịch trong ở trên. Hút chính xác 1ml dung dịch mẫu thử từ bình định mức 10-0 sang ống nghiệm chứa sẵn 9ml nước cất. Thu được dung dịch mẫu thử 10-1. Làm tương tự để có dung dịch pha loãng tiếp theo ở các bậc pha loãng tiếp theo. Hình 2.1. Pha loãng mẫu theo dãy thập phân Nuôi cấy mẫu trên với 2 đậm độ, mỗi đậm độ ta dùng 2 đĩa petri và 1 pipet vô khuẩn riêng. Ở đây ta chọn 2 đậm độ 10-3 và 10-4. Dùng đầu pipetman và đầu típ vô trùng chuyển 1ml dịch mẫu pha loãng đã chọn vào giữa đĩa petri vô trùng Thời gian bắt đầu từ pha loãng mẫu đến khi chuyển dịch mẫu vào đĩa petri không quá 30 phút. Sử dụng đĩa Compact Cry EC là đĩa có chứa sẵn môi trường riêng biệt cho sự phát triển của vi khuẩn E.coli. 44
56. Đồ án tốt nghiệp Lật sấp các đĩa petri và để vào tủ ấm ở nhiệt độ 35 ± 1oC trong vòng 24h. Sau 24h tính kết quả bằng cách đếm khuẩn lạc màu xanh (E.coli) và màu đỏ hồng (Coliforms) xuất hiện trên đĩa nuôi cấy. ➢ Tính kết quả N A (CFU/g hoặc CFU/ml) = n1Vf1+ +niVfi Trong đó A: số tế bào (đơn vị hình thành khuẩn lạc) vi khuẩn trong 1g hay 1ml mẫu. N: Tổng số khuẩn lạc trên các đĩa đã chọn. ni: số lượng đĩa cấy tại độ pha loãng thứ i. V: thể tích dịch mẫu (ml) cấy vào trong mỗi đĩa. fi: độ pha loãng tương ứng. ❖ Phương pháp xác định tổng số nấm men, nấm mốc Sử dụng đĩa Compact dry YM ( Yeasts and Mold ) Cách tiến hành tương tự phương pháp xác định E.coli và Coliforms ở trên. ❖ Xác định độ chua ➢ Nguyên tắc: Dùng NaOH 1N để trung hòa hết lượng acid có trong 100g mẫu gạo với chất chỉ thị màu Phenolphtalein (P.P 1%) ➢ Tiến hành thử: Cân chính xác 10g gạo đã nghiền nhỏ, cho vào cốc 100ml. Sau đó chuyển mẫu vào bình định mức dung tích 100ml, cho vào tiếp 50ml nước cất ấm, tráng cốc vài lần bằng nước cất và cũng cho vào bình định mức. 45
57. Đồ án tốt nghiệp Đậy nắp và lắc đều liên tục trong 1 giờ. Sau đó thêm nước cất vừa đủ 100ml. Để lắng và lọc lấy phần dung dịch trong ở trên. Hút 25ml dung dịch trên, cho vào bình tam giác 250ml. Thêm 3 giọt chỉ thị P.P 1%. Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N đến khi xuất hiện màu hồng bền không mất màu sau 30 giây. Ghi lại thể tích dung dịch NaOH 0,1N đã tiêu tốn. ➢ Tính kết quả Độ chua biểu thị bằng số ml NaOH 1N dùng để trung hoà 100g gạo 푽 푿 = . . Trong đó: V: số ml dung dịch NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu thử (chia cho 10 để chuyển sang dung dịch 1N). 100 / 25 là hệ số pha loãng do hoà tan vào 100ml, nhưng chỉ lấy 25ml để chuẩn độ. m: số gam gạo cân để phân tích. 2.4 Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm 1:Xác định các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và sinh học của 2 loại nguyên liệu (gạo lứt đỏ lúa nương và gạo lứt Jasmine trắng). ❖ Mục đích: Xác định các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và sinh học của 2 loại nguyên liệu (gạo lứt đỏ lúa nương và gạo lứt trắng Jasmine) để so sánh tính chất 2 loại nguyên liệu và làm cơ sở cho sự so sánh với gạo mầm của mỗi loại. 46
58. Đồ án tốt nghiệp ❖ Bố trí thí nghiệm Nguyên liệu Loại bỏ tạp chất Xác định các chỉ tiêu Hóa lý Vi sinh Sinh học Độ ẩm Nấm men Mọt pH Nấm mốc ❖ Chỉ tiêu theo dõi • Chỉ tiêu hóa lý ✓ Độ ẩm ✓ pH • Chỉ tiêu vi sinh ✓ Nấm men ✓ Nấm mốc • Chỉ tiêu sinh học ✓ Mọt ❖ Phương pháp thực hiện: Tiến hành lấy mẫu và xác định các chỉ tiêu. Thí nghiệm 2: Xác định pH, sự xuất hiện của nấm men, nấm mốc, E.coli, Coliform của 2 loại gạo mầm (Gạo mầm đỏ lúa nương và gạo mầm trắng Jasmine). 47
59. Đồ án tốt nghiệp ❖ Mục đích: Xác định sự thay đổi của 2 loại gạo lứt nguyên liệu sau quá trình nảy mầm thông qua chỉ số pH và sự xuất hiện của nấm men, nấm mốc, E.coli, Coliforms. ❖ Bố trí thí nghiệm: Gạo mầm Nghiền nhuyễn Xác định pH Xác định sự xuất hiện Xác định sự xuất hiện của E.coli, Coliforms của nấm men, nấm mốc ❖ Chỉ tiêu theo dõi: ✓ pH ✓ Tổng số tế bào nấm men, nấm mốc. ✓ Tổng số E.coli, Coliforms. Thí nghiệm 3: Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ dung dịch ngâm ( NaCl và Vitamin C) và thời gian ngâm đến pH của 2 loại gạo mầm và tổng số tế bào nấm men nấm mốc, E.coli, Coliforms có trên 2 loại gạo mầm. ❖ Mục đích: Xác định sự ảnh hưởng của dung dịch ngâm đến pH gạo mầm và chọn ra pH thích hợp ức chế sự xuất hiện của E.coli, Coliforms. ❖ Thông số cố định: 2 loại gạo mầm đang nghiên cứu: gạo mầm đỏ lúa nương gạo mầm trắng Jasmine ❖ Thông số khảo sát: • Nồng độ dung dịch ngâm: NaCl: 0%, 0,25%, 0,5%, 0,75%, 0,95%, 1,2%, 1,45%. Vitamin C: 0%, 0,25%, 0,5%. 48
60. Đồ án tốt nghiệp • Thời gian ngâm: 0 phút, 5 phút, 10 phút. ❖ Bố trí thí nghiệm: Gạo mầm Ngâm dung dịch Nồng độ 0% 0,25% 0,5% 0,75% 0,95% 1,2% 1,45% dd NaCl Nồng độ dd Vitamin C 0% 0,25% 0,5% Thời gian ngâm 0 phút 5 phút 10 phút Xác định pH Xác định tổng số E.coli, Coliforms ❖ Chỉ tiêu theo dõi: ✓ pH dung dịch ngâm ✓ pH gạo mầm sau ngâm ✓ Tổng số E.coli và Coliforms có trong gạo mầm sau khi ngâm. Thí nghiệm 4: Khảo sát hệ số Q10 ❖ Mục đích: Khảo sát hệ số Q10 thông qua mức độ hư hỏng của sản phẩm bằng phương pháp nâng nhiệt để tính nhanh hạn sử dụng sản phẩm. ❖ Thông số cố định: 2 loại gạo mầm được nghiên cứu. ❖ Thông số khảo sát: Nhiệt độ 49
61. Đồ án tốt nghiệp ❖ Bố trí thí nghiệm: Gạo mầm Ngâm dung dịch NaCl + Vitamin C Để ráo Bao gói chân không Bảo quản 10 20 30 Xác định độ chua sản phẩm Xác định hệ số Q10 ❖ Chỉ tiêu theo dõi: Độ chua của gạo mầm ≤ 4 (theo QĐ 46/2007 QĐ – BYT) Thí nghiệm 5: Khảo sát nhanh hạn sử dụng của 2 loại gạo mầm ở điều kiện bảo quản lạnh đông ( -10oC và 0oC) bằng phương pháp gia tốc nhiệt. ❖ Mục đích: Xác định được hạn sử dụng của 2 loại gạo mầm nghiên cứu. ❖ Thông số khảo sát: ✓ Nhiệt độ gia tốc. ✓ Thời gian bảo quản. ❖ Bố trí thí nghiệm: 50
62. Đồ án tốt nghiệp Gạo mầm Ngâm dung dịch NaCl + Vitamin C Để ráo Bao gói chân không Bảo quản 0 0 -10 C 0 C Gia tốc nhiệt Gia tốc nhiệt 00C 100C 200C 100C 200C 300C Xác định độ chua sản phẩm Xác định hạn sử dụng sản phẩm ❖ Chỉ tiêu theo dõi: ✓ Độ chua của sản phẩm ✓ Tổng số tế bào nấm men, nấm mốc 51
63. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả xác định các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và sinh học của 2 loại nguyên liệu gạo lứt (gạo lứt đỏ lúa nương và gạo lứt trắng Jasmine). Trước khi tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu để xác định hạn sử dụng của 2 loại gạo nguyên liệu, ta cần tiến hành xác định một số chỉ tiêu độ ẩm, pH, độ chua, sự xuất hiện của nấm men, nấm mốc và mọt. Các chỉ tiêu này sẽ là cơ sở cho sự so sánh với 2 loại gạo mầm sau này và sự thay đổi của chúng trong suốt quá trình bảo quản. Những thông số này phải được cố định thì mới tiến hành các thí nghiệm tiếp theo để sau cùng các sản đồng nhất với nhau. Bảng 3.1. Các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và sinh học của 2 loại nguyên liệu gạo lứt (gạo lứt trắng Jasmine và gạo lứt đỏ lúa nương) STT Tên chỉ tiêu Gạo đỏ lúa nương Gạo trắng Jasmine 1 Độ ẩm 13% ± 1,42% 13% ± 1,73% 2 pH 6,70 ± 0,24 6,80 ± 0,21 3 Độ chua 1,50 ± 0,26 1,60 ± 0,23 4 Coliforms 6,40 . 101CFU/g 6,73. 101 CFU/g 5 Nấm men Không có 6 Nấm mốc Không có 7 Mọt Không có Từ kết quả trên cho thấy, các chỉ tiêu độ ẩm, pH, độ chua ban đầu của 2 loại nguyên liệu không có sự khác biệt lớn. Xét về độ chua của 2 loại nguyên liệu cho thấy nguyên liệu còn tươi mới. 52
64. Đồ án tốt nghiệp Xét về chỉ tiêu vi sinh không có sự xuất hiện của nấm men, nấm mốc cho thấy rằng nguyên liệu của chúng ta đã đạt tiêu chuẩn về chỉ tiêu vi sinh của gạo theo QĐ 46/2007/QĐ - BYT. Tổng số Coliforms có trong gạo đỏ lúa nương là 6,40.101 CFU/g và trong gạo trắng Jasmine là 6,73.101 CFU/g. Tổng số Coliforms có trong 2 loại gạo không vượt quá giới hạn cho phép của tiêu chuẩn vi sinh của gạo theo QĐ 46/2007/QĐ - BYT. Khác với gạo xát trắng thường, gạo lứt có chứa thành phần cám, cám gạo chiếm 10 - 12% khối lượng hạt, hàm lượng béo trong cám gạo là nguyên nhân chính cho sự ôi hóa ảnh hưởng lớn đến độ chua nguyên liệu. Vì vậy, nguyên liệu trong suốt quá trình nghiên cứu được bảo quản ở nhiệt độ thường trong bao PA để hạn chế tối đa hiện tượng ôi hóa nguyên liệu. 3.2. Kết quả xác định các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của 2 loại gạo mầm (gạo mầm đỏ lúa nương và gạo mầm trắng Jasmine) Gạo lứt có độ ẩm từ 13% - 15%. Ngâm gạo lứt để tạo điều kiện cho độ ẩm của gạo đạt độ ẩm tối đa. Gạo mầm chính là gạo lứt nảy mầm trong điều kiện ngâm ủ thích hợp (ngâm 12h, ủ 24h). Vì vậy, sau giai đoạn nảy mầm, các chỉ tiêu về hóa lý và vi sinh của 2 loại nguyên liệu đã có sự đổi khác. Bảng 3.2. Các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của 2 loại gạo lứt nảy mầm sau giai đoạn ngâm ủ STT Tên chỉ tiêu Gạo mầm đỏ Gạo mầm trắng Tiêu chuẩn theo lúa nương Jasmine QĐ 46/2007 QĐ – BYT 1 Độ ẩm 32,50% ± 1,32% 35,60% ±1,43% - 53
65. Đồ án tốt nghiệp 2 pH 6,30 ± 0,19 6,20 ± 0,21 - 3 Độ chua 2,10 ± 0,28 2,70 ± 0,23 ≤ 4 4 Nấm men 8,25 .102CFU/g 9,33.102CFU/g 103 CFU/g 5 Nấm mốc Không có Không có 6 E.coli Không có Không có 102 CFU/g 7 Coliforms 20,7.101 CFU/g 28,4.101CFU/g 103 CFU/g Từ kết quả trên cho thấy, độ ẩm của 2 loại gạo mầm sau khi ngâm tăng lên đáng kể, cao gấp 2 lần độ ẩm của 2 loại nguyên liệu ban đầu. Do sự chênh lệch độ ẩm bên trong và bên ngoài trong quá trình ngâm, làm nước chuyển vào hạt gạo làm cho độ ẩm hạt tăng. Độ ẩm của gạo mầm trắng Jasmine cao hơn gạo mầm đỏ lúa nương 3% do kết quả này có thể do lớp vỏ của hạt gạo đỏ lúa nương dày hơn của hạt gạo trắng Jasmine nên ngăn cản quá trình hút nước. Bên cạnh đó, tỉ lệ nhân/vỏ hạt của gạo mầm đỏ lúa nương thấp hơn gạo mầm trắng Jasmine nên tổng ẩm của hạt gạo đỏ lúa nương cũng thấp hơn. Trong hạt gạo khô có sẵn một lượng nước ở dạng liên kết. Nước từ bên ngoài khi thấm vào trong hạt sẽ hòa tan các chất dự trữ và hoạt hóa các enzyme xúc tác quá trình phân giải các hợp chất cao phân tử trong hạt thành những chất đơn giản. Một số các acid hữu cơ có trong bản thân nguyên liệu cũng sinh ra nhiều hơn trong quá trình ngâm ủ. Làm ảnh hưởng không ít đến giá trị pH của gạo mầm. Do dó, gạo mầm có giá trị pH thấp hơn so với gạo lứt. Trong quá trình ngâm ủ đã làm cho độ chua của của gạo mầm tăng lên. Trong quá trình ngâm ủ, enzyme amylase được "đánh thức" và hoạt động mạnh thủy phân tinh bột có thể làm cho gạo mầm có độ chua cao hơn. Bên cạnh đó, có thể gạo lứt chứa nhiều chất béo nên enzyme oxydase hoạt động mạnh và hô hấp mạnh nên vi sinh vật phát triển sẽ phân giải các chất béo làm cho độ chua cũng tăng. Gạo lứt trắng Jasmine có độ 54
66. Đồ án tốt nghiệp chua 1,50 ± 0,26 oT sau quá trình ngâm, ủ tăng lên 3,30 ± 0,23oT. Gạo lứt đỏ lúa nương có độ chua 1,60 ± 0,23 oT sau quá trình ngâm, ủ tăng lên 2,60 ± 0,23 oT. Theo kết quả xác định, tổng số lượng tế bào nấm men của gạo mầm trắng Jasmine có cao hơn gạo mầm đỏ lúa nương là do lớp vỏ của hạt gạo lúa nương dày hơn và có chứa thành phần chống oxy hóa cao hơn. E.coli, Coliforms là một trong những chỉ tiêu đánh giá mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm. E.coli và Coliforms phát triển tốt ở nhiệt độ 35 ± 2oC, pH tối ưu là 6,5 - 7,8. Cả 2 loại gạo mầm không có sự xuất hiện của E.coli nhưng xác định có Coliforms. Coliforms được xem là những vi sinh vật chỉ thị an toàn vệ sinh, bởi vì số lượng của chúng hiện diện trong mẫu chỉ thị khả năng có sự hiện diện của các vi sinh vật gây bệnh khác trong thực phẩm. Các nhà nghiên cứu cho rằng số lượng Coliforms trong thực phẩm càng cao thì khả năng hiện diện các vi sinh vật gây bệnh khác cũng rất lớn. Tuy vậy mối liên hệ giữa số lượng vi sinh vật chỉ thị và vi sinh vật gây bệnh còn đang được tranh cãi về cơ sở khoa học, cho đến nay mối liên hệ này vẫn không được sự thống nhất trong các hội đồng khoa học. Theo kết quả phân tích tổng số Coliforms có trong 2 loại gạo mầm vẫn nằm trong giới hạn cho phép của chỉ tiêu vi sinh theo QĐ 46/2007/QĐ - BYT. Tuy vậy, trong quá trình bảo quản vẫn không kiểm soát được sự tăng lên của chúng nên chúng ta cần rửa 2 loại gạo mầm qua dung dịch NaCl và Vitamin C với các nồng độ được khảo sát ở phía dưới. 3.3 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ dung dịch ngâm (NaCl và Vitamin C) và thời gian ngâm đến pH của 2 loại gạo mầm và tổng số tế bào nấm men, nấm mốc, E.coli, Coliforms có trong 2 loại gạo mầm. NaCl được sử dụng trong thí nghiệm này nhằm mục đích giảm sức căng bề mặt để rửa trôi một phần vi sinh vật và các hợp chất gây chua trên bề mặt hạt. Hạn chế được 55
67. Đồ án tốt nghiệp sự tấn công của vi sinh vật sinh ra một số hợp chất gây nhớt bề mặt hạt và dễ gây hư hỏng gạo mầm trong suốt thời gian bảo quản. Vitamin C được sử dụng với mục đích "bảo vệ" màu anthocyanin có trong lớp cám của gạo mầm đỏ lúa nương được bền hơn. Bên cạnh đó, Vitamin C còn có tác dụng ngăn cho 2 loại gạo mầm hạn chế tiếp xúc với O2 hạn chế quá trình oxy hóa các hợp chất nhạy cảm với oxy. Bảng 3.3. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần sau khi rửa 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa 1 lần. Nồng độ pH dung dịch rửa pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch ban đầu (khi chưa khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm cho gạo vào rửa) đỏ lúa nương trắng Jasmine NaCl 0% 6,6 6,6 6,6 NaCl 0,25% 6,7 6,7 6,7 NaCl 0,5% 6,8 6,8 6,8 NaCl 0,75% 6,9 6,9 6,9 NaCl 0,95% 7,0 6,9 6,9 NaCl 1,2% 7,1 7,0 7,0 NaCl 1,45% 7,2 7,1 7,1 Bảng 3.4. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút Nồng độ pH dung dịch rửa pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch ban đầu (khi chưa khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm cho gạo vào rửa) đỏ lúa nương trắng Jasmine NaCl 0% 6,6 6,6 6,6 56
68. Đồ án tốt nghiệp NaCl 0,25% 6,7 6,7 6,7 NaCl 0,5% 6,8 6,7 6,7 NaCl 0,75% 6,9 6,8 6,8 NaCl 0,95% 7,0 6,9 6,8 NaCl 1,2% 7,1 7,0 6,9 NaCl 1,45% 7,2 7,1 7,0 Bảng 3.5. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 10 phút Nồng độ pH dung dịch rửa pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch ban đầu (khi chưa khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm cho gạo vào rửa) đỏ lúa nương trắng Jasmine NaCl 0% 6,6 6,6 6,6 NaCl 0,25% 6,7 6,6 6,6 NaCl 0,5% 6,8 6,6 6,5 NaCl 0,75% 6,9 6,7 6,5 NaCl 0,95% 7,0 6,7 6,4 NaCl 1,2% 7,1 6,6 6,4 NaCl 1,45% 7,2 6,5 6,3 Từ kết quả bảng 3.1 sự thay đổi pH của dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần sau khi rửa 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa 1 lần gần như không có sự thay đổi. Có thể vì thời gian nhúng rửa tại thời điểm 0 phút chưa đủ để rửa sạch bề mặt 2 loại gạo mầm. Bảng 3.2 và 3.3 cho thấy sau pH dung NaCl theo nồng độ khi ngâm 2 57
69. Đồ án tốt nghiệp loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 và 10 phút thì giảm nhẹ do. Nguyên nhân có thể do một số chất gây chua trên bề mặt nguyên liệu bị rửa trôi làm giảm nhẹ pH dung dịch nước ngâm. Bảng 3.6. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến pH của 2 loại gạo mầm ở các thời gian ngâm khác nhau. pH gạo mầm đỏ lúa nương pH gạo mầm trắng Jasmine Nồng độ 0 phút 5 phút 10 phút 0 phút 5 phút 10 phút NaCl 0% 6,3 6,4 6,5 6,2 6,3 6,4 0,25% 6,3 6,4 6,5 6,2 6,3 6,4 0,5% 6,3 6,4 6,6 6,2 6,3 6,5 0,75% 6,3 6,5 6,7 6,2 6,4 6,5 0,95% 6,3 6,6 6,8 6,2 6,5 6,6 1,2% 6,3 6,7 7,0 6,2 6,5 6,9 1,45% 6,3 6,8 7,1 6,2 6,6 7,0 58
70. Đồ án tốt nghiệp 7 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 0 phút 6.4 5 phút 6.3 10 phút 6.2 pH gạo mầm nương gạo lúa pH mầm đỏ 6.1 6 0% 0,25% 0,5% 0,75% 0,95% 1,2% 1,45% Nồng độ dung dịch NaCl Hình 3.1. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến pH của gạo mầm đỏ lúa nương ở các thời gian ngâm khác nhau 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 0 phút 6.3 5 phút 6.2 10 phút 6.1 pH gạo mầm gạo pHJasmine mầm trắng 6 5.9 0% 0,25% 0,5% 0,75% 0,95% 1,2% 1,45% Nồng độ dung dịch NaCl Hình 3.2. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến pH của gạo mầm trắng Jasmine ở các thời gian ngâm khác nhau 59
71. Đồ án tốt nghiệp Sau khi rửa 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa 1 lần (0 phút) với dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần, pH của 2 loại gạo mầm không có sự thay đổi so với pH của gạo mầm chưa qua nhúng rửa. Nhưng sau khi rửa bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút và 10 phút thì pH của 2 loại gạo mầm có dấu hiệu tăng nhẹ. Theo kết quả xác định, pH của 2 loại gạo mầm sau rửa qua dung dịch NaCl theo nồng độ tăng dần từ 0% đến 0,95% bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn theo thời gian tăng dần không có sự thay đổi. Có thể nói gạo được làm sạch bề mặt hơn ở thời gian và tăng dần theo nồng độ NaCl. Nhưng từ nồng độ NaCl ở 1,2% và 1,45% pH của gạo mầm sau khi rửa có sự thay đổi khác biệt theo thời gian ngâm. Mục đích của việc sử dụng dung dịch NaCl để rửa 2 loại gạo mầm là rửa sạch bề mặt hạt gạo mầm mà không làm thay đổi nhiều về giá trị pH cũng như ảnh hưởng đến tính chất cảm quan của gạo mầm sau khi rửa. Vì vậy, loại bỏ dung dịch NaCl ở 1,2% và 1,45% và không khảo sát thêm ở nồng độ này khi kết hợp giữa dung dịch NaCl và Vitamin C. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu cho thấy rằng, ở nồng độ cao (>2%), dung dịch NaCl có tác dụng diệt khuẩn vì nó tạo áp suất thẩm thấu và làm biến tính protein tế bào VSV, tuy nhiên dung dịch cũng sẽ ảnh hưởng lên các mô thực vật, gây nên các thương tổn, làm tăng nhanh quá trình hô hấp và mất nước của gạo mầm. Vì vậy trong nghiên cứu này loại bỏ việc khảo sát dung dịch muối ở nồng độ cao. Bảng 3.7. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,25% Vitamin C sau khi rửa 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa 1 lần. Nồng độ pH dung pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch dịch rửa khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm ban đầu đỏ lúa nương trắng Jasmine 60
72. Đồ án tốt nghiệp NaCl 0% + 0,25% VitC 3,0 3,0 3,0 NaCl 0,25% + 0,25% VitC 3,1 3,1 3,1 NaCl 0,5% + 0,25% VitC 3,2 3,2 3,2 NaCl 0,75% + 0,25% VitC 3,3 3,3 3,3 NaCl 0,95% + 0,25% VitC 3,4 3,3 3,3 Bảng 3.8. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,25% Vitamin C sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút Nồng độ pH dung pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch dịch ban khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm đầu đỏ lúa nương trắng Jasmine NaCl 0% + 0,25% VitC 3,0 3,0 3,0 NaCl 0,25% + 0,25% VitC 3,1 2,9 2,9 NaCl 0,5% + 0,25% VitC 3,2 3,1 3,0 NaCl 0,75% + 0,25% VitC 3,3 3,2 3,1 NaCl 0,95% + 0,25% VitC 3,4 3,2 3,1 Bảng 3.9. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,25% Vitamin C sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 10 phút Nồng độ pH dung pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch dịch ban khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm đầu đỏ lúa nương trắng Jasmine 61
73. Đồ án tốt nghiệp NaCl 0% + 0,25% VitC 3,0 3,0 3,0 NaCl 0,25% + 0,25% VitC 3,1 3,0 2,9 NaCl 0,5% + 0,25% VitC 3,2 2,9 2,8 NaCl 0,75% + 0,25% VitC 3,3 2,9 2,7 NaCl 0,95% + 0,25% VitC 3,4 3,0 2,7 Theo kết quả từ bảng 3.5, 3.6 và 3.7, pH của dung dịch NaCl (0% - 0,95%) và Vitamin C 0,25% có pH từ 3,0 - 3,4, sau khi nhúng rửa 1 lần thì không có sự thay đổi đáng kể pH của dung dịch rửa. Nhưng theo thời gian ngâm rửa 5 phút và 10 phút, pH dung dịch rửa giảm đáng kể. Việc giảm pH nước ngâm có thể do các hợp chất gây chua có trên bề mặt hạt bị rửa trôi. Bảng 3.10. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,25% Vitamin C đến pH của 2 loại gạo mầm ở các thời gian ngâm khác nhau. pH gạo mầm đỏ lúa nương pH gạo mầm trắng Jasmine Nồng độ 0 phút 5 phút 10 phút 0 phút 5 phút 10 phút NaCl 0% 6,3 5,7 5,8 6,2 5,4 5,4 0,25% 6,3 5,7 5,8 6,2 5,5 5,4 0,5% 6,3 5,7 5,9 6,2 5,5 5,5 0,75% 6,3 5,7 5,9 6,2 5,6 5,5 0,95% 6,3 5,8 6,0 6,2 5,6 5,6 62
74. Đồ án tốt nghiệp 6.4 6.2 6 5.8 0 phút 5 phút 5.6 10 phút pH gạo mầm nương gạo lúa pH mầm đỏ 5.4 0% 0,25% 0,5% 0,75% 0,95% Nồng độ dung dịch NaCl Hình 3.3. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,25% Vitamin C đến pH của gạo mầm đỏ lúa nương ở các thời gian ngâm khác nhau. 6.4 6.2 6 5.8 0 phút 5.6 5 phút 5.4 10 phút pH gạo mầm gạo pHJasmine mầm trắng 5.2 5 0% 0,25% 0,5% 0,75% 0,95% Nồng độ dung dịch NaCl Hình 3.4. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,25% Vitamin C đến pH của gạo mầm trắng Jasmine ở các thời gian ngâm khác nhau. Khi bổ sung 0,25% Vitamin C, pH của 2 loại gạo mầm giảm 0,1 so với ban đầu sau khi rửa bằng phương pháp nhúng xối 1 lần (0 phút). Sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút, pH của 2 loại gạo mầm 63
75. Đồ án tốt nghiệp giảm đang kể từ 6,3 xuống 5,7 ở gạo mầm đỏ lúa nương và từ 6,2 xuống 5,4 ở gạo mầm trắng Jasmine. Sau đó, theo nồng độ NaCl tăng dần pH của 2 loại gạo có xu hướng tăng nhẹ. Tương tự ở 10 phút, pH của 2 loại gạo mầm giảm đang kể từ 6,3 xuống 5,8 ở gạo mầm đỏ lúa nương và từ 6,2 xuống 5,4 ở gạo mầm trắng Jasmine. Bảng 3.11. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,5% Vitamin C sau khi rửa 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa 1 lần. Nồng độ pH dung pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch dịch ban khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm đầu đỏ lúa nương trắng Jasmine NaCl 0% + 0,5% VitC 2,8 2,8 2,8 NaCl 0,25% + 0,5% VitC 2,9 2,9 2,9 NaCl 0,5% + 0,5% VitC 3,0 3,0 3,0 NaCl 0,75% + 0,25% VitC 3,1 3,1 3,1 NaCl 0,95% + 0,5% VitC 3,2 3,1 3,1 Bảng 3.12. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,5% Vitamin C sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút Nồng độ pH dung pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch dịch ban khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm đầu đỏ lúa nương trắng Jasmine NaCl 0% + 0,5% VitC 2,8 2,8 2,8 NaCl 0,25% + 0,5% VitC 2,9 2,8 2,8 NaCl 0,5% + 0,5% VitC 3,0 2,9 2,7 NaCl 0,75% + 0,5% VitC 3,1 2,9 2,7 64
76. Đồ án tốt nghiệp NaCl 0,95% + 0,5% VitC 3,2 2,9 2,6 Bảng 3.13. Sự thay đổi pH của dung dịch NaCl ( theo nồng độ tăng dần) + 0,5% Vitamin C sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 10 phút Nồng độ pH dung pH dung dịch sau pH dung dịch sau dung dịch dịch ban khi rửa gạo mầm khi rửa gạo mầm đầu đỏ lúa nương trắng Jasmine NaCl 0% + 0,5% VitC 2,8 2,8 2,8 NaCl 0,25% + 0,5% VitC 2,9 2,8 2,8 NaCl 0,5% + 0,5% VitC 3,0 2,8 2,7 NaCl 0,75% + 0,5% VitC 3,1 2,7 2,6 NaCl 0,95% + 0,5% VitC 3,2 2,7 2,5 Theo kết quả từ bảng 3.9, 3.10 và 3.11, pH của dung dịch NaCl (0% - 0,95%) và Vitamin C 0,5% có pH từ 3,0 - 3,4, sau khi nhúng rửa 1 lần thì không có sự thay đổi đáng kể pH của dung dịch rửa. Nhưng theo thời gian ngâm rửa 5 phút và 10 phút, pH dung dịch rửa giảm đáng kể. Bảng 3.14. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,5% Vitamin C đến pH của 2 loại gạo mầm ở các thời gian ngâm khác nhau. pH gạo mầm đỏ lúa nương pH gạo mầm trắng Jasmine Nồng độ 0 phút 5 phút 10 phút 0 phút 5 phút 10 phút NaCl 0% 6,2 5,4 5,5 6,1 5,2 5,3 65
77. Đồ án tốt nghiệp 0,25% 6,2 5,4 5,6 6,1 5,2 5,3 0,5% 6,2 5,5 5,6 6,1 5,3 5,4 0,75% 6,2 5,6 5,7 6,1 5,4 5,4 0,95% 6,2 5,7 5,7 6,1 5,4 5,5 6.4 6.2 6 5.8 0 phút 5.6 5 phút 5.4 10 phút 5.2 pH gạo mầm nương gạo lúa pH mầm đỏ 5 0% 0,25% 0,5% 0,75% 0,95% Nồng độ dung dịch NaCl Hình 3.5. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,5% Vitamin C đến pH của gạo mầm đỏ lúa nương ở các thời gian ngâm khác nhau. 6.2 6 5.8 5.6 5.4 0 phút 5.2 5 5 phút 4.8 10 phút 4.6 pH gạo mầm gạo pHJamine mầm trắng 0% 0,25% 0,5% 0,75% 0,95% Nồng độ dung dịch NaCl Hình 3.6. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl + 0,5% Vitamin C đến pH của gạo mầm trắng Jasmine ở các thời gian ngâm khác nhau. 66
78. Đồ án tốt nghiệp Khi bổ sung 0,5% Vitamin C, pH của 2 loại gạo mầm giảm 0,1 so với ban đầu sau khi rửa bằng phương pháp nhúng xối 1 lần (0 phút). Sau khi ngâm 2 loại gạo mầm bằng phương pháp nhúng rửa và khuấy trộn ở thời gian 5 phút, pH của 2 loại gạo mầm giảm đang kể từ 6,2 xuống 5,4 ở gạo mầm đỏ lúa nương và từ 6,1 xuống 5,2 ở gạo mầm trắng Jasmine. Sau đó, theo nồng độ NaCl tăng dần pH của 2 loại gạo có xu hướng tăng nhẹ. Tương tự ở 10 phút, pH của 2 loại gạo mầm giảm đáng kể từ 6,2 xuống 5,5 ở gạo mầm đỏ lúa nương và từ 6,1 xuống 5,3 ở gạo mầm trắng Jasmine. Và pH của 2 loại gạo mầm cũng tăng theo nồng độ NaCl. Bảng 3.15. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến tổng số tế bào nấm men và nấm mốc Nồng độ NaCl (g/l) Tổng số Tổng số nấm men (CFU/g) nấm mốc (CFU/g) Gạo đỏ Gạo trắng Gạo đỏ Gạo trắng 0 8,25.102 9,33.102 Không có Không có 0,25 7,68.102 8,79.102 - - 0,5 6,54.102 7,92.102 - - 0,75 5,90.102 6,37.102 - - 0,95 4,82.102 5,75.102 - - Khi nồng độ dung dịch NaCl tăng từ 0% - 0,95% tổng số tế bào nấm men có trên gạo mầm đỏ lúa nương giảm từ 8,25.102 CFU/g xuống 4,82.102 CFU/g và trên gạo mầm trắng Jasmine từ 9,33.102 CFU/g xuống 5,75.102 CFU/g. Trong quá trình bảo quản, tổng số tế bào nấm men có thể tiếp tục phát triển thêm vì vậy nên chọn nồng độ dung dịch NaCl 0,95% để tổng số tế bào nấm men trên 2 loại gạo mầm là hạn chế được ở mức thấp. 67
79. Đồ án tốt nghiệp Không phát hiện sự xuất hiện của nấm mốc trên 2 loại gạo mầm. Bảng 3.16. Sự ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến tổng số Coliforms và E.coli có trong 2 loại gạo mầm. Nồng độ NaCl (g/l) Tổng số Coliforms Tổng số (CFU/g) E.coli (CFU/g) Gạo đỏ Gạo trắng Gạo đỏ Gạo trắng 0 6,40.101 6,73.101 Không có Không có 0,25 6,17.101 6,48.101 - - 0,5 5,62.101 5,92.101 - - 0,75 5,29.101 5,54.101 - - 0,95 4,83.101 5,03.101 - - Khi nồng độ dung dịch NaCl tăng từ 0% - 0,95% tổng số Coliforms có trên gạo mầm đỏ lúa nương giảm từ 8,25.102 CFU/g xuống 4,82.102 CFU/g và trên gạo mầm trắng Jasmine từ 9,33.102 CFU/g xuống 5,75.102 CFU/g. Ở các khoảng nồng độ NaCl được khảo sát, NaCl chỉ có tác dụng rửa trôi các vi sinh vật bám trên bề mặt 2 loại gạo mầm không có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật vì NaCl chưa đủ nồng độ để tạo áp suất thẩm thấu. Ở nồng độ cao (>2%), dung dịch NaCl có tác dụng diệt khuẩn vì nó tạo áp suất thẩm thấu và làm biến tính protein tế bào VSV, tuy nhiên dung dịch cũng sẽ ảnh hưởng lên các mô thực vật, gây nên các thương tổn, làm tăng nhanh quá trình hô hấp và mất nước của gạo mầm. Từ những kết quả nghiên cứu được cho thấy, khi sử dụng dung dịch NaCl 0,95%, để ngâm rửa 2 loại gạo mầm thì vi sinh vật, độ nhớt bám trên bề mặt hạt gạo mầm là hiệu 68
80. Đồ án tốt nghiệp quả nhất so với các nồng độ dung dịch NaCl khảo sát còn lại. Nồng độ Vitamin C không có tác dụng làm giảm vi sinh vật có trên bề mặt hạt gạo nhưng nó có tác dụng bảo vệ màu anthocyanin bền hơn khi tiếp xúc với O2. Ngoài ra dung dịch Vitamin C có pH thấp không làm ảnh hưởng nhiều đến sự thất thoát chất tan có trong gạo do gạo có lớp vỏ dày và thời gian ngâm không đủ dài để có thể hòa tan các chất tan ra bên ngoài. Vì vậy, ta bổ sung thêm hàm lượng Vitamin C vào dung dịch NaCl để anthocyanin có trong gạo lứt bền màu hơn và kháng oxy hóa chất béo có trong lớp cám của 2 loại gạo mầm. Ta chọn nồng độ Vitamin C bổ sung vào là 0,5% để bảo vệ lớp anthocyanin và chất béo trong vỏ cám được hiệu quả nhất thế nhưng cần xác định màu sắc của gạo mầm để cho thấy rõ hơn hiệu quả trong việc sử dụng Vitamin C. Ở thời gian ngâm rửa 2 loại gạo mầm là 5 và 10 phút, không có sự khác biệt lớn về giá trị pH của 2 loại gạo mầm nhưng ta chọn thời gian rửa là 10 phút để hiệu quả rửa tốt hơn. ➢ Vì vậy, ta chọn dung dịch NaCl 0,95% + Vitamin C 0,5% để ngâm rửa 2 loại gạo mầm sau đó mang đi bảo quản. 3.4. Kết quả dự đoán hạn sử dụng của hai loại gạo mầm Mẫu được lựa chọn bảo quản là mẫu gạo mầm đỏ và gạo mầm trắng được ngâm rửa ở nồng độ dung dịch 0,95% NaCl + 0,5% Vitamin được lưu trữ tại nhiệt độ -10, 00C trong vòng 1-2 ngày để ổn định nhiệt độ. Sau đó mẫu được gia tốc nhiệt để đẩy nhanh mức độ thoái hóa của sản phẩm và theo dõi độ chua theo thời gian đễ xác định hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc. Dựa vào hạn sử dụng của sản phẩm tại nhiệt độ gia tốc ta có thể tính được hạn sử dụng của sản phẩm ở nhiệt độ lưu trữ thường bằng công thức: n ts = to* Q10 Trong đó: ts: hạn sử dụng ở điều kiện lưu trữ bình thường. t0: hạn sử dụng ở điều kiện gia tốc nhiệt. 69
81. Đồ án tốt nghiệp n: nhiệt độ gia tốc nhiệt (0C) trừ đi nhiệt độ lưu trữ bình thường (0C) chia cho 100C. Để dự đoán được hạn sử dụng của gạo ta cần xác định hệ số Q10 của mẫu gạo mầm đỏ và gạo mầm trắng. Hệ số Q10 của sản phẩm gạo mầm được xác định bằng cách bảo quản mẫu gạo mầm tại nhiệt độ 100C, 200C, 300C. Dựa vào sự thay đổi độ chua theo thời gian quan sát ta có thể xác định hạn sử dụng hoặc mức độ thoái hóa của gạo mầm ở nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian nhất định. Hệ số Q10 được xác định dựa vào công thức: 퐇ạ퐧 퐬ử 퐝ụ퐧퐠 퐭ạ퐢 퐧퐡퐢ệ퐭 độ 퐓 Công thức 1: Q10 = 퐇ạ퐧 퐬ử 퐝ụ퐧퐠 퐭ạ퐢 퐧퐡퐢ệ퐭 độ (퐓+ ) Độ 퐜퐡퐮퐚 퐭ạ퐢 퐧퐡퐢ệ퐭 độ (퐓+ ) Công thức 2: Q10 = Độ 퐜퐡퐮퐚 퐭ạ퐢 퐧퐡퐢ệ퐭 độ 퐓 3.4.1. Kết quả dự đoán hạn sử dụng của gạo mầm đỏ 3.4.1.1. Kết quả dự đoán hệ số Q10 của gạo mầm đỏ Nguyên liệu sử dụng là gạo mầm đỏ được ngâm với dung dịch NaCl 0,95 % + Vitamin C 0,5 %, để ráo và bao gói trong bao bì hút chân không và được bảo quản ở các nhiệt độ 100C, 200C, 300C để theo dõi hạn sử dụng và độ chua của mẫu để xác định mức độ thoái hóa của mẫu tại nhiệt độ đó. Độ chua của mẫu đước theo dõi theo tiêu chuẩn theo QĐ 46/2007 QĐ – BYT (độ chua ≤ 4 ). Độ chua ban đầu : X = 2,0 70
82. Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.18. Sự thay đổi độ chua của gạo mầm đỏ theo thời gian và nhiệt độ bảo quản Thời gian Độ chua (0T ) (ngày) 100C 200C 300C 1 2,2 2,6 3,5 2 2,4 3,1 4,8 3 2,5 3,6 9,2 4 2,6 4,0 13,0 5 2,7 4,6 15,0 6 2,9 7 3,1 8 3,2 9 3,3 10 3,3 11 3,4 12 3,5 13 3,5 14 3,6 15 3,7 16 3,8 17 3,8 18 3,9 19 4,0 20 4,3 a) Kết quả dự đoán hệ số Q10 gạo mầm đỏ theo công thức 1 71
83. Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.19. Hệ số Q10 tính theo hạn sử dụng Nhiệt độ Hạn sử dụng Hệ số Q10 ( ngày ) 100C 20 4 200C 5 200C 5 2,5 300C 2 b) Kết quả dự đoán hệ số Q10 gạo mầm đỏ theo công thức 2 Bảng 3.20. Hệ số Q10 theo độ chua vào ngày thứ 5 0 Nhiệt độ Độ chua T Hệ số Q10 100C 2,7 1,7 200C 4,6 200C 4,6 3,2 300C 15 Từ kết quả a, b ta có thể dự đoán được 4+2,5+1,7+3,2 Q = = 2,85 10gao mầm đỏ 4 Dựa vào kết quả trên ta lựa chọn hệ số Q10 = 3 3.4.1.2. Tính hạn sử dụng của gạo mầm đỏ a) Hạn sử dụng của gạo mầm đỏ tại -100C Mẫu được bảo quản tại nhiệt độ -100C trong vòng 1, 2 ngày sau đó sẽ được bảo quản ở nhiệt độ gia tốc 100C để đẩy nhanh mức độ thoái hóa của gạo mầm. 72
84. Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.21. Sự thay đổi độ chua và hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc 100C của gạo mầm đỏ ( -10 100C ) Thời gian 1 2 3 4 5 6 Hạn sử dụng (ngày ) ( ngày ) Độ chua ( 0T) 2,6 2,8 3,0 3,3 3,7 4,2 6 Dựa vào bảng xác định độ chua trên hạn sử dụng của mẫu tại nhiệt độ gia tốc là 6 ngày từ đó áp dụng công thức ta có thể tính được hạn sử dụng của gạo mầm đỏ tại -100C là: 2 t-10gạo mầm đỏ = 6 * 3 = 54 ngày b) Hạn sử dụng của gạo mầm đỏ tại 00C Mẫu được bảo quản tại nhiệt độ 00C trong vòng 1, 2 ngày sau đó sẽ được bảo quản ở nhiệt độ gia tốc 200C để đẩy nhanh mức độ thoái hóa của gạo mầm. Bảng 3.22. Sự thay đổi độ chua và hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc 200C ( 0 200C ) của gạo mầm đỏ Thời 1 2 3 4 5 Hạn sử dụng gian ( ngày ) (ngày ) Độ chua 2,4 2,8 3,3 3,9 4,7 5 ( 0T) 73
85. Đồ án tốt nghiệp Dựa vào bảng xác định độ chua trên hạn sử dụng của mẫu tại nhiệt độ gia tốc là 5 ngày từ đó áp dụng công thức ta có thể tính được hạn sử dụng của gạo mầm đỏ tại 00C là: 2 t0 gạo mầm đỏ = 5 * 3 = 45 ngày 3.4.2. Kết quả dự đoán hạn sử dụng của gạo mầm trắng 3.4.2.1. Kết quả dự đoán hệ số Q10 của gạo mầm trắng Nguyên liệu sử dụng là gạo mầm trắng được ngâm với dung dịch NaCl 0,95 % + Vitamin C 0,5 %, để ráo và bao gói trong bao bì hút chân không và được bảo quản ở các nhiệt độ 100C, 200C, 300C để theo dõi hạn sử dụng và độ chua của mẫu để xác định mức độ thoái hóa của mẫu tại nhiệt độ đó. . Độ chua của mẫu đước theo dõi theo tiêu chuẩn theo QĐ 46/2007 QĐ – BYT (độ chua ≤ 4 ). Độ chua ban đầu của hạt : X = 2,3 Bảng 3.23. Sự thay đổi độ chua của gạo mầm trắng theo thời gian và nhiệt độ bảo quản Thời gian Độ chua (0T) (ngày ) 100C 200C 300C 1 2,5 3,0 5,0 2 2,7 3,8 9,2 3 2,9 4,5 14,2 4 3,2 5 3,3 6 3,4 7 3,6 74
86. Đồ án tốt nghiệp 8 3,7 9 3,9 10 4,3 a) Kết quả dự đoán hệ số Q10 gạo mầm trắng theo công thức 1 Bảng 3.24. Hệ số Q10 tính theo hạn sử dụng tại mỗi khoảng nhiệt độ của gạo mầm trắng Nhiệt độ Hạn sử dụng Hệ số Q10 ( ngày ) 100C 10 3,3 200C 3 200C 3 3 300C 1 b) Kết quả dự đoán hệ số Q10 gạo mầm trắng theo công thức 2 Bảng 3.25. Hệ số Q10 theo độ chua ngày thứ 3 của gạo mầm trắng 0 Nhiệt độ Độ chua T Hệ số Q10 100C 2,9 1,6 200C 4,5 200C 4,5 3,1 300C 14,2 Từ kết quả a, b ta có thể dự đoán được 3,3+3+1,6+3,1 Q = = 2,75 10gao mầm trắng 4 75
87. Đồ án tốt nghiệp Dựa vào kết quả trên ta lựa chọn hệ số Q10gạo mầm trắng = 3 3.4.2.2. Tính hạn sử dụng của gạo mầm trắng a) Hạn sử dụng của gạo mầm trắng tại -100C Mẫu được bảo quản tại nhiệt độ -100C trong vòng 1, 2 ngày sau đó sẽ được bảo quản ở nhiệt độ gia tốc 100C để đẩy nhanh mức độ thoái hóa của gạo mầm. Bảng 3.26. Sự thay đổi độ chua và hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc 100C ( -10 100C ) của gạo mầm trắng Thời gian 1 2 3 4 5 Hạn sử dụng (ngày ) ( ngày ) 2,7 3,1 3,7 4,2 5,7 0 Độ chua ( T) 4 Dựa vào bảng xác định độ chua trên hạn sử dụng của mẫu tại nhiệt độ gia tốc là 4 ngày từ đó áp dụng công thức ta có thể tính được hạn sử dụng của gạo mầm trắng tại - -100C là: 2 t-10gạo mầm trắng = 4 * 3 = 36 ngày b) Hạn sử dụng của gạo mầm trắng tại 00C 76
88. Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.27. Sự thay đổi độ chua và hạn sử dụng tại nhiệt độ gia tốc 200C ( 0 200C ) của gạo mầm trắng Thời gian 1 2 3 4 Hạn sử dụng (ngày ) ( ngày ) 0 Độ chua ( T) 2,8 3,4 4,1 4,9 3 Dựa vào bảng xác định độ chua trên hạn sử dụng của mẫu tại nhiệt độ gia tốc là 3 ngày từ đó áp dụng công thức ta có thể tính được hạn sử dụng của gạo mầm trắng tại 00C là: 2 t0gạo mầm trắng = 3 * 3 = 27 ngày Bảng 3.28. Kết quả hạn sử dụng của hai loại gạo mầm tại hai nhiệt độ bảo quản Loại gạo Gạo mầm Gạo mầm Nhiệt độ đỏ trăng -100C 54 ngày 36 ngày 00C 45ngày 27 ngày ➢ Nhận xét: Kết quả cho thấy hạn sử dụng của gạo mầm đỏ lúa nương tại -100C là 45 ngày, tại 00C là 36 ngày .Ở gạo mầm trắng Jasmine hạn sử dụng tại -100C là 36 ngày và 30 ngày khi bảo quản ở 00C. Có thể nhận định rằng quá trình bảo quản ở nhiệt độ đông lạnh kết hợp bao bì hút chân không có thể có thể bảo quản được gạo mầm tươi trong thời gian trên một tháng. 77
89. Đồ án tốt nghiệp Giải thích: Nhiệt độ tối thiểu ở để nấm mốc phát triển ở 21-230C và của nấm men là 1-30C vì vậy ở nhiệt độ dưới 00C nấm men nấm mốc khó phát triển. Nguyên nhân là do quá trình làm đông hình thành các tinh thể nước đá có góc cạnh nên có thể chèn ép và làm rách màng tế bảo của vi sinh vật làm hư hỏng màng nguyên sinh chất, thành tế bào. Sự chuyển nước thành đá tạo nên môi trường bất lợi trong hoạt động của các enzyme và vi sinh vật vì thiếu nước tự do. Ngoài ra, quá trình làm đông gây ra sự mất một số chất khí như: O2,CO2 tạo môi trường không thuận lợi trong việc phát triển của nấm men, nấm mốc và vi sinh vật hiếu khí. Ngoài ra việc kết hợp bảo quản gạo trong bao bì hút chân không cũng giảm thiểu tối đa lượng không khí trên bề mặt gạo giảm thiểu các hoạt động sinh lý hóa diễn ra ảnh hưởng đến thời gian bảo quản gạo. Vì vậy có thể nói phương pháp lựa chọn bảo quản đông gạo mầm ở nhiệt độ -10 và 00C là thích hợp vì có thể ức chế được hoạt động của vi sinh vật và kéo dài hạn sử dụng của gạo mầm tươi. Kết quả còn cho thấy hạn sử dụng của gạo mầm đỏ lúa nương cao hơn gạo mầm trắng khoảng 5-10 ngày. Từ kết quả kiểm tra vi sinh bảng 3.13, bảng 3.14. sau quá trình ngâm rửa dung dịch NaCl của gạo mầm cho thấy số lượng nấm men nấm mốc của gạo mầm trắng Jasmine nhiều hơn gạo mầm đỏ lúa nương là nguyên nhân dẫn đến gạo mầm trắng hư hỏng nhanh hơn. Bên cạnh đó, độ ẩm, độ chua của hạt gạo mầm đỏ lúa nương thấp hơn gạo mầm trắng Jasmine vì vậy quá trình hoạt động của các enzyme và vi sinh vật diễn ra chậm hơn nên vi sinh vật gây hoạt động yếu hơn. Do đó hạn sử dụng của gạo mầm đỏ lúa nương cao hơn gạo mầm trắng Jasmine. 78
90. Đồ án tốt nghiệp Hình 3.7. Sản phẩm gạo mầm đỏ lúa nương (phải) và gạo mầm trắng Jasmine (trái) 79
91. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1. Kết luận Kết quả nghiên cứu cho thấy: - Quá trình rửa gạo mầm trong dung dịch NaCl 0,95% + Vitamin 0,5% có hiệu quả nhất trong việc rửa trôi làm giảm tổng số lượng vi sinh vật bám trên bề mặt hạt. - Quá trình bảo quản gạo mầm tươi tại nhiệt độ đông lạnh có thể kéo dài được hạn sử dụng của sản phẩm. - Hạn sử dụng của gạo mầm đỏ lúa nương cao hơn gạo mầm trắng Jasmine trong điều kiện bảo quản đông lạnh. 4.2. Kiến nghị Để góp phần hoàn thiện hơn cho quy trình sản xuất gạo mầm và hạn sử dụng của sản phẩm có thể mở rộng thêm ở các hướng sau: - Xác định hàm lượng các chất dinh dưỡng của gạo qua từng thời gian bảo quản để có thể đảm bảo được chất lượng của gạo mầm trong thời gian bảo quản. - Dựa vào chỉ tiêu vi sinh ( nấm men, nấm mốc ) để có thể xác định chính xác hơn hệ số Q10 để có thể cho ra kết quả hạn sử dụng của gạo mầm tươi một cách chính xác nhất. - Khảo sát thêm nhiệt độ bảo quản để có thể kéo dài hạn sử dụng của sản phẩm gạo mầm tươi tốt nhất. - Đo màu của gạo để biết được chính xác hơn trong việc bổ sung Vitamin C trong dung dịch ngâm với mục đích bảo vệ hợp chất màu của hạt. - Đo nồng độ Brix của dung dịch sau quá trình ngâm rửa để kiểm soát quá trình hòa tan các chất vào dung dịch rửa. 80
92. Đồ án tốt nghiệp 81
93. Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Dương Thị Phượng Liên, Hà Thanh Toàn. 2010. Công nghệ sau thu hoạch ngũ cốc. [2] Đàm Sao Mai (chủ biên), Nguyễn Thị Hoàng Yến, Bùi Đặng Khuê. 2012. Phụ gia thực phẩm, NXB Đại học Quốc gia TPHCM. [3] Lê Ngọc Tú (chủ biên), La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lê Doãn Diên. 2010. Giáo trình Hóa sinh công nghiệp. NXB Khoa hoạc và kỹ thuật. [4] Nguyễn Đức Lượng , Cao Cường, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thúy Hương, Phan Thị Huyền. 2004. Công nghệ enzyme. NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM. [5] Nguyễn Nhật Minh Phương. 2010. Bài giảng Công nghệ chế biến lương thực. Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng. Trường đại học Cần Thơ. [6] Hoàng Thị Ngọc Châu, Lê Thị Cúc, Lê Thị Hồng Khanh, Mai Văn Lễ, Lê Ngọc Tú, Bùi Đức Hợi. 1985. Chế biến lương thực tập 1. Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. [7] Phạm Thị Trân Châu và Lê Tuấn Nghĩa. 2001. Công nghệ sinh học tập 3, enzyme và ứng dụng. Nxb Giáo Dục. [8] Trịnh Lê Hùng. 2005. Cơ sở hóa sinh. Nxb Giáo Dục [9] Nguyễn Văn Mùi, 2001. Thực hành Hóa sinh học. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội Tài liệu tiếng Anh I
94. Đồ án tốt nghiệp [10] Banchuen J., Paiboon T., Buncha O., Phaisan W. and Piyarat S., 2010.Increasing the bio-active compounds contents by optimizing the germination conditions of Southern Thai Brown rice. [11] Songklanakarin Journal of Science and Technology 32 (3). 219-230. [12] Bello M., Tolaba, M. P. and Suarez, C. 2004. Factors affecting water uptake of rice grain during soaking. Lebensm Wiss Technol. 37: 811-816 [13] Bertoft E., Andtfolk C. and Kulp S. E., 1984. Effect of pH, temperature and Calcium ions on Barley malt α-amylase isoenzymes. Department of Biochemistry and Pharmacy, Finland, Vol 90, pp: 298-302. [14] Bewley J. D. and Black M., 1994. Seeds: Physiology of Development and Germination. Plenum Press: NewYork. [15] Charoenthaikij P., Jangchud K., Jangchud A., Piyachomkwan K, Tungtrakul P. and Prinyawiwatkul W., 2009. Germination conditions affect physicochemical properties of germinated brown rice flour. J. Food Sci. 74: 658-665. [16] Dinesh Babu P., Subhasree R.S., Bhakyaraj R. and Vidhyalakshmi R., 2009. Brown rice-Beyond the Color Reviving a Lost health Food – A review. American- Eurasian Journal of Agronomy2 [17] Elliott K A.C., Hobbiger F., 1959. Gamma aminobutyric acid: circulatory and respiratory effects in different species: re-investigation of the anti- strychnine action in mice. Journal of Physiology 146 (1), 70-84. [18] Ito S., Ishikawa Y., 2004. Marketing of value-added rice products in Japan. In: Proceedings of the FAO Rice Conference, Rome, Italy, February 12 [19] Karladee D., Suriyong S., 2012. γ-Aminobutyric acid (GABA) content in different varieties of brown rice during germination. Science Asia 38, 13-17. II