›

Đồ án Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của gạo mầm từ gạo nương đỏ Tây Nguyên ở hai điều kiện ủ khác nhau

pdf 82 trang thiennha21 12/04/2022 4320
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của gạo mầm từ gạo nương đỏ Tây Nguyên ở hai điều kiện ủ khác nhau", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdo_an_khao_sat_kha_nang_khang_oxy_hoa_cua_gao_mam_tu_gao_nuo.pdf

Nội dung text: Đồ án Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của gạo mầm từ gạo nương đỏ Tây Nguyên ở hai điều kiện ủ khác nhau

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG OXY HĨA CỦA GẠO MẦM TỪ GẠO NƯƠNG ĐỎ TÂY NGUYÊN Ở HAI ĐIỀU KIỆN Ủ KHÁC NHAU Ngành: CƠNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CƠNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Thị Ngọc Yến Sinh viên thực hiện : Phan Thị Tuyết Trinh MSSV: 1151110384 Lớp: 11DSH01 TP. Hồ Chí Minh, 2015
  2. LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kì cơng trình luận văn nào trước đây. Sinh viên thưc hiện Phan Thị Tuyết Trinh
  3. LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến ThS. Nguyễn Thị Ngọc Yến đã tận tình hướng dẫn, quan tâm, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em cĩ thể hồn thành luận văn này. Em xin chân thành biết ơn tất cả quý thầy cơ trong khoa Cơng nghệ sinh học- Thực phẩm- Mơi trường đã truyền đạt cho em những kiến thức vơ cùng hữu ích và quý báu trong thời gian học tập và rèn luyện tại trường. Xin gửi lời cảm ơn đến tạp thể cán bộ, các anh chị và các bạn trong Phịng thí nghệm- Trường Đại học Cơng nghệ TP.HCM. Cuối cùng con xin cảm tạ và biết ơn ba mẹ đã nuơi dưỡng, bảo bọc và tạo mọi điều kiện thuận lợi để con học tập và cĩ được thành quả như ngày hơm nay.
  4. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG iv DANH MỤC CÁC HÌNH v MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 3 1.1.Tổng quan về cây lúa 3 1.1.1. Giới thiệu về cây lúa 3 1.1.2. Cấu tạo chung hạt lúa 3 1.1.3. Thành phần hĩa học của lúa gạo 5 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của gạo 7 1.2. Tổng quan về gạo lứt 8 1.2.1. Giới thiệu chung 8 1.2.2. Cấu tạo 8 1.2.3 Thành phần hĩa học của gạo lứt. 10 1.2.4. Giá trị dinh dưỡng 11 1.3. Tổng quan về gạo mầm 13 1.3.1. Giới thiệu 13 1.3.2. Các cơng đoạn quan trọng trong cơng nghệ sản xuất gạo mầm 14 1.3.3 Thành phần và đặc tính của gạo mầm. 16 1.3.4. Các nghiên cứu về gạo mầm 19 1.3.5. Ứng dụng của gạo mầm 20 1.4. Các chất kháng oxy hĩa 21 1.4.1. Định nghĩa 21 1.4.2. Phân loại 22 1.4.3. Đăc điểm của chất kháng oxy hĩa 22 1.4.4. Cơ chế của chất kháng oxy hĩa 23 1.4.5 Polyphenol 23 1.4.6. Anthocyanin 26 1.4.7. Vitamin E 28 1.4.8. Các phương pháp xác định khả năng kháng oxy hĩa (Michael Antolovich và cộng sự, 2002). 30 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 2.1. Vật liệu nghiên cứu 36 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu 36 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu 36 i
  5. Đồ án tốt nghiệp 2.1.3. Thiết bị và dụng cụ 36 2.1.4. Hĩa Chất 36 2.2. Phương pháp nghiên cứu 37 2.2.1. Phương pháp ngâm 37 2.2.2. Phương pháp ủ 37 2.2.3. Phương pháp chuẩn bị dịch trích. 37 2.2.4. Phương pháp sấy đến khối lượng khơng đổi 40 2.2.5. Phương pháp xác định hàm lượng monomeric anthocyanin 41 2.2.6. Phương pháp xác định tổng hàm lượng acid phenolic 42 2.2.7. Phương pháp xác định khả năng kháng oxy hĩa 43 2.2.8. Phương pháp xử lý số liệu 44 2.3. Bố trí thí nghiệm. 45 2.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát thời gian ngâm để gạo lứt hút nước đạt độ ẩm thích hợp. 45 Độ ẩm hạt gạo sau khi ngâm đạt 30-31% 45 2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát hàm lượng anthocyanin của gạo mầm ở các điều kiện nảy mầm khác nhau 45 2.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát hàm lượng polyphenol của gạo mầm ở các điều kiện nảy mầm khác nhau 46 2.3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng kháng oxy hĩa của gạo mầm ở các điều kiện nảy mầm khác nhau 47 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 3.1. Kết quả khảo sát thời gian ngâm để gạo lứt hút nước đạt độ ẩm thích hợp (30-31%) 48 3.2. Hàm lượng anthocyanin 49 3.3. Hàm lượng Polyphenol 50 3.3.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn Acid Gallic 50 3.3.2. Hàm lượng Polyphenol ở điều kiện nhiệt độ và ánh sáng khác nhau 51 3.4. Khả năng kháng oxy hĩa 52 3.4.1. Xác định giá trị IC50 53 3.5. Hàm lượng GABA 54 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 4.1 Kết luận 56 4.2 Kiến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 1 ii
  6. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GABA : γ-aminobutyric acid DPPH : 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl BHT : Butylated hydroxytoluene Tp.HCM : Thành phố Hồ Chí Minh H : Giờ iii
  7. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 : Tỷ lệ từng thành phần của hạt thĩc (%khối lượng hạt) 6 Bảng 1.2: Thành phần hĩa học của hạt gạo 6 Bảng 1.3: Thành phần hĩa học của lúa gạo ở độ ẩm 14% 6 Bảng 1.4: Hàm lượng vitamin và muối khống lúa gạo ở độ ẩm 14% 7 Bảng 1.5: Giá trị dinh dưỡng một số gạo cĩ màu khác nhau trên thế giới 7 Bảng 1.6: Thành phần hĩa học (tính theo trọng lượng khơ) của gạo lứt, gạo xát và cám 10 Bảng 1.7: Gía trị dinh dưỡng của gạo lứt 11 Bảng 1.8 : Hàm lượng dinh dưỡng của gạo mầm 16 Bảng 1.9: Tĩm tắt đặc điểm các phương pháp đo khả năng chống oxy hĩa 34 Bảng 2.1: Bảng pha nồng độ của quy trình thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH (Đối với các mẫu cám, gạo, cơm) 38 Bảng 2.2: Bảng pha nồng độ của quy trình thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH 38 Bảng 2.3:Bảng pha nồng độ xây dựng dãy chuẩn acid gallic 40 Bảng 3.1: Sự thay đổi về độ ẩm của hạt gạo qua các khoảng thời gian ngâm 49 Bảng 3.2: Nồng độ đường chuẩn acid gallic 50 Bảng 3.3: Hàm lượng GABA của một số mẫu gạo mầm 54 iv
  8. Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Cấu tạo của hạt lúa 3 Hình 1.2. Sơ đồ phân loại các hợp chất polyphenol 26 Hình 1.3. Cấu trúc cơ bản của anthocyanin 27 Hình 1.4 . Biến đổi cấu trúc của anthocyanin theo các giá trị pH khác nhau 29 Hình 1.5. Cấu trúc của vitamin E 30 Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu 35 Hình 2.2: Quy trình thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH 39 Hình 2.3. Quy trình xây dựng đường chuẩn acid gallic 40 Hình 2.4. Cơng thức cấu tạo của acid gallic 43 Hình 3.1. Sự thay đổi về độ ẩm của hạt gạo qua các khoảng thời gian ngâm 48 Hình 3.2.Hàm lượng anthocyanin trong gạo lứt nảy mầm ở các điều kiện ánh sáng và nhiệt độ khác nhau 49 Hình 3.3. Đường chuẩn acid gallic 50 Hình 3.4. Hàm lượng polyphenol tổng trong gạo lứt nảy mầm ở các điều kiện ánh sáng và nhiệt độ khác nhau 51 Hình 3.5. Khả năng bắt gốc tự do DPPH của gạo mầm được ủ ở các điều kiện sáng và nhiệt độ khác nhau 52 Hình 3.6. Đường biểu diễn khả năng kháng oxy hĩa 54 Hình 3.7. Hàm lượng GABA của một số mẫu gạo mầm 55 v
  9. Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Từ lâu nay, vấn đề dinh dưỡng và sức khỏe luơn là mối quan tâm của con người. Theo xu hướng của cuộc sống ngày nay, người ta cĩ ít thời gian để chăm sĩc cho sức khỏe, đồng thời các căn bệnh thời đại cũng cĩ chiều hướng gia tăng. Do đĩ việc sử dụng các loại thực phẩm cĩ các thành phần dinh dưỡng, dược liệu là cần thiết nhằm bổ sung và hỗ trợ cơ thể Trong các loại thực phẩm từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau thì gạo là một nguồn nguyên liệu tự nhiên rất quan trọng và khơng thể thiếu cho một nửa dân số trên thế giới, cơm nấu từ gạo rất dễ tiêu hĩa, do đĩ năng lượng cung cấp nhanh chĩng tới các cơ quan giúp cơ thể đủ năng lượng dự trữ để làm việc. Gạo lứt là một nguồn thực phẩm rất giàu dinh dưỡng so với gạo đã xát trắng, một số thành phần trong gạo lứt cịn cĩ thễ ngăn ngừa và điều trị một số bệnh, và cơm gạo lứt dần trở nên phổ biến trong các bữa ăn của nhiều nhà hiện nay. Tuy nhiên gạo lứt mất hấp dẫn vì thởi gian nấu lâu, và cơm gạo lứt cĩ cấu trúc cứng và vị khơng hấp dẫn như cơm gạo trắng. Quá trình nảy mầm của gạo lứt là phương pháp cải thiện chất lượng của gạo lứt, cơm gạo lứt mềm hơn. Quá trình này cịn làm thay đổi quan trọng về thành phần dinh dưỡng như: hàm lượng chất xơ, vitamin, khống và hàm lượng γ- aminobutyric acid sau khi nảy mầm thì hàm lượng của một số chất sinh học tăng lên. Khả năng chống oxy hĩa của gạo mầm là một giá trị quan trọng trong ngành dược và thực phẩm chức năng, với xu hướng sử dụng các sản phẩm cĩ nguồn gốc tự nhiên ngày càng tăng, an tồn cho sức khỏe và đem lại hiệu quả cao. Việc nghiên cứu, phát triển các đặc tính tuyệt vời của gạo mầm đang được các nhà khoa học trên thế giới và trong nước quan tâm. Cĩ rất nhiều cơng trình nghiên cứu từ trước đến nay đã gĩp phần nâng cao chất lượng sống cho con người. Với cơ sở khoa học và ý nghĩa thực tiễn trên, chúng tơi tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát khả năng kháng oxy hĩa của gạo mầm từ gạo nương đỏ Tây Nguyên ở hai điều kiện ủ khác nhau”. Đề tài này được thực hiện tại Phịng thí nghiệm, 1
  10. Đồ án tốt nghiệp Khoa Cơng nghệ sinh học – Thực phẩm – Mơi trường, Trường Đại học Cơng nghệ Tp.HCM 2
  11. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan về cây lúa 1.1.1. Giới thiệu về cây lúa Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với ngơ (Zea Mays L.), lúa mì (Triticum sp.), sắn (Manihot esculenta Crantz, tên khác khoai mì) và khoai tây (Solanum tuberosum L.) (Nguyễn Ngọc Đệ,, 2008). Cây lúa trồng thuộc họ Poaceae (Graminea hay họ Hịa Thảo), phụ họ Pryzoideae, tộc Oryzae, dịng Oryza, lồi Oryza sativa và Oryza glaberrima. Lồi Oryza sativa là lúa trồng ở châu Á và Oryza glaberrima lúa trồng ở châu Phi. 1.1.2. Cấu tạo chung hạt lúa Hạt lúa được cấu tạo từ các thành phần chính: râu, mày thĩc, vỏ (vỏ trấu, vỏ quả, vỏ hạt), lớp aleuron, nội nhũ và phơi. Hình 1.1. Cấu tạo của hạt lúa 1.1.2.1. Râu Hạt thĩc cĩ thể cĩ râu hoặc khơng cĩ râu, ở hạt thĩc cĩ râu thì mỏ hạt thĩc kéo dài ra thành râu, màu sắc của mỏ hạt và màu sắc của râu thường giống nhau. Mỏ hạt là một bộ phận của vỏ trấu to. 1.1.2.2. Mày thĩc 3
  12. Đồ án tốt nghiệp Mày thĩc cĩ màu vàng nhạt hơn vỏ trấu và bĩng hơn vỏ trấu. Mày thĩc bao gồm mày dưới và mày trên.Tùy theo giống lúa và điều kiện canh tác mà mày thĩc cĩ độ 1 dài khác nhau, nĩi chung độ dài của mày thĩc khơng vượt quá /3 chiều dài vỏ trấu. Suốt quá trình bảo quản, do cĩ sự cọ sát giữa các hạt thĩc trong quá trình cào đảo, phần lớn mày thĩc rụng ra, làm tăng lượng tạp chất trong khối thĩc(Lê Dỗn Diên,2002). 1.1.2.3. Vỏ trấu Vỏ trấu bao bọc bên ngồi hạt gạo và chiếm tỷ lệ khoảng 20% trọng lượng hạt thĩc. Tùy theo giống lúa, vỏ trấu cĩ thể mỏng hoặc dày. Vỏ trấu bao gồm hai phần: trấu dưới và trấu trên, hai lớp vỏ này bao bọc hạt gạo bên trong theo kiểu ghép lại với nhau. Bên ngồi vỏ trấu là những gân chạy dọc theo vỏ trấu. Trấu trên cĩ năm gân chạy dọc theo chiều dài, trấu dưới cĩ ba gân. Kết thúc ở đỉnh hạt bằng râu. Râu cĩ thể xuất hiện hoặc khơng tùy theo giống lúa. Tế bào của vỏ trấu bị lignin hĩa rất cao, tạo ra vật chất cĩ độ cứng chắc, đảm đương nhiệm vụ bảo vệ hạt gạo bên trong. Sự bảo vệ này tùy thuộc vào sự khép chặt của hai vỏ trấu, làm cho cơn trùng khĩ xâm nhập vào khi bảo quản thĩc. Vỏ trấu cịn cĩ khả năng bảo vệ hạt gạo khỏi sự phá hoại do nấm mốc gây ra (Bùi Chí Bửu, 2000). 1.1.2.4. Vỏ hạt Vỏ hạt là lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, cĩ màu trắng đục hoặc đỏ cua. Về mặt cấu tạo từ ngồi vào trong gồm cĩ: quả bì, chủng bì và tầng aleuron. Tùy theo giống lúa và độ chín của lúa mà lớp vỏ hạt này dày hay mỏng. Trung bình lớp vỏ hạt chiếm 5,6 ÷ 6,1% khối lượng hạt gạo. Lớp aleuron cĩ thành phần cấu tạo chủ yếu là protid và lipid. Khi xay xát lớp vỏ hạt, chủ yếu là lớp aleuron bị vụn nát ra thành cám. Nếu lớp aleuron cịn sĩt lại nhiều trong hạt gạo, trong quá trình bảo quản dễ bị oxi hĩa làm cho gạo bị chua (do độ acid cao) và bị ơi do lipid bị oxi hĩa (Lê Dỗn Diên,2002). 1.1.2.5. Nội nhũ Nội nhũ là thành phần chủ yếu nhất của hạt thĩc. Trong nội nhũ chủ yếu là glucid, chiếm tới 90%, trong khi đĩ tồn hạt gạo glucid chỉ chiếm khoảng 75%. Tùy 4
  13. Đồ án tốt nghiệp theo giống và điệu kiện canh tác mà nội nhũ cĩ thể trắng trong hoặc trắng đục, các giống hạt ngắn, nội nhũ thường trắng đục. Các giống lúa mà nội nhũ trắng đục thường cĩ một vết trắng ở giữa hạt, phía lưng hay phía bụng hạt và người ta gọi là bạc bụng, bạc lưng và bạc lịng. Khi xay xát các giống lúa cĩ nội nhũ trắng đục điều dễ gãy nát và nấu lâu chín, phẩm chất cơm khơng ngon so với giống gạo cĩ nội nhũ trắng trong (Lê Dỗn Diên,2002). 1.1.2.6. Phơi Phơi nằm ở gĩc dưới nội nhũ, đây là bộ phận cĩ nhiệm vụ chuyển hĩa các chất dự trữ trong nội nhũ thành các chất dinh dưỡng nuơi mộng khi hạt thĩc nảy mầm. Phơi chứa nhiều protid, lipid và vitamin, trong phơi cĩ tới 60% lượng vitamin B1 của tồn hạt thĩc. Tùy theo giống, điều kiện canh tác mà phơi cĩ kích thước to, nhỏ khác nhau (chiếm 2,2 ÷ 3,5 khối lượng tồn hạt), phơi cĩ cấu tạo xốp, chứa nhiều chất dinh dưỡng, cĩ hoạt động sinh lí mạnh, cho nên trong quá trình bảo quản phơi dễ bị cơn trùng và vi sinh vật gây hại tấn cơng, gây hư hỏng, khi xay xát phơi thường vụn nát ra thành cám (Lê Dỗn Diên,2002). Bảng 1.1 : Tỷ lệ từng thành phần của hạt thĩc (%khối lượng hạt) Thành phần Tỷ lệ (%) Vỏ trấu 17 – 23 Vỏ lụa 4 – 5 Lớp Aleuron 12 – 14 Nội nhũ 65 – 67 Phơi 2 – 3 1.1.3. Thành phần hĩa học của lúa gạo Thành phần hĩa học của hạt lúa thay đổi tùy theo giống lúa, địa hình đất đai, phân bĩn, kỹ thuật canh tác và điều kiện thời tiết từng vụ Nhưng trong hạt lúa vẫn gồm cĩ các thành phần chính: nước, protein, glucid, lipid, khống chất, vitamin, cenllulose, enzyme Trong hạt lúa trung bình cĩ khoảng 11 ÷ 13,5% nước, trên 2% 5
  14. Đồ án tốt nghiệp lipid, 8 ÷ 9% protein, khoảng 70% hydrocarbon, một lượng muối khống, vitamin và enzyme (Vũ Quốc Trung, 1979). Gạo là sản phẩm chính của lúa. Khi lúa bĩc vỏ trấu gọi là gạo lứt. Gạo lứt đem giã hoặc xát thì lớp vỏ hạt bị vỡ nát ra một phần thành cám và hạt gạo cịn lại là gạo giã hoặc gạo xát. Bảng 1.2: Thành phần hĩa học của hạt gạo. Các Tinh Chất Tên các Protein Đường Cellulose Pantozan Tro chất bột béo phần (%) (%) (%) (%) (%) khác (%) (%) (%) Tồn bộ hạt 10,07 59,00 4,43 2,76 8,10 2,24 2,18 1,22 Nội nhũ 12,91 79,56 3,54 0,15 2,72 0,67 0,45 - Phơi 41,3 Rất ít 25,12 2,46 9,74 15,04 6,31 0,03 Vỏ 28,7 Rất ít 4,18 16,2 32,56 7,78 10,51 0,07 Gạo lứt và gạo trắng gần giống nhau về lượng calories, carbohydrate, chất béo và protein nhưng một số vitamin như B1, B3 và chất khống như sắt đã bị mất trong quá trình xay xát. Gạo cĩ hàm lượng protein thấp nhất trong các loại ngũ cốc. Lớp cám và phơi chứa nhiều thành phần khơng phải tinh bột. Gạo lứt cĩ hàm lượng vitamin B cao nhất trong các loại ngũ cốc. Bảng 1.3: Thành phần hĩa học của lúa gạo ở độ ẩm 14% protein carbohydrate Nguyên liệu Lipid (g) Xơ thơ (g) Tro (g) (g N x 5. 95) (g) Lúa 5,8-7,7 1,5-2,3 7,2-10,4 2,9-5,2 64-73 Gạo lứt 7,1-8,3 1,6-2,8 0,6-1,0 1,0-1,5 73-87 Gạo trắng 6,3-7,1 0,3-0,5 0,2-0,5 0,3-0,8 77-89 Cám gạo 11,3-14,9 15,0-19,7 7,0-11,4 6,6-9,9 34-62 Vỏ trấu 2,0-2,8 0,3-0,8 34,5-45,9 13,2-21,0 22-34 Nguồn: ( 6
  15. Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.4: Hàm lượng vitamin và muối khống lúa gạo ở độ ẩm 14% Nguyên Thiamine Riboflavin Niacin Vitamin E Fe Zn liệu (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) (mg) Lúa 0,26-0,33 0,06-0,11 2,9-5,6 0,90-2,00 1,4-6,0 1,7-3,1 Gạo lứt 0,29-0,61 0,04-0,14 3,5-5,3 0,90-2,50 0,2-5,2 0,6-2,8 Gạo trắng 0,02-0,11 0,02-0,06 1,3-2,4 75-0,30 0,2-2,8 0,6-2,3 26,7- Cám gạo 1,20-2,40 0,18-0,43 2,60-13,3 8,6-43,0 4,3-25,8 49,9 Vỏ trấu 0,09-0,21 0,05-0,07 1,6-4,2 0 3,9-9,5 0,9-4,0 Nguồn: ( 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của gạo Bảng 1.5: Giá trị dinh dưỡng một số gạo cĩ màu khác nhau trên thế giới. Protein Fe Zn Xơ Loại gạo (g/100g) (mg/100g) (mg/100g) (g/100g) Gạo trắng (tách cám) 6,8 1,2 0,5 0,6 Gạo lứt trắng 7,9 2,2 0,5 2,8 Gạo đỏ 7,0 5,5 3,3 2,0 Gạo hồng 8,3 3,9 2,2 1,4 Gạo đen 8,5 3,5 4,9 Nguồn: ( Theo kết quả nghiên cứu và thống kê các loại gạo từ các quốc gia trồng lúa trên thế giới của tổ chức lương nơng thế giới (FAO) cho thấy: Gạo giàu tính đa dạng di truyền, với hàng ngàn chủng loại được trồng trên khắp thế giới. Tính chất tự nhiên của gạo khi chưa xát bỏ lớp cám thì cĩ nhiều màu sắc khác nhau: màu trắng ngà, màu đỏ, màu tím và thậm chí cĩ cả màu đen. Những giống lúa cho hạt gạo giàu màu sắc thường được đánh giá cao vì thành phần của chúng cĩ chứa nhiều chất cĩ hoạt tính sinh học. Hàm lượng protein và xơ trong gạo màu đen cao hơn các loại gạo màu đỏ, màu hồng, gạo lứt và gạo xát trắng, trong khi đĩ hàm lượng Fe và Zn trong gạo đỏ cĩ giá trị vượt trội hơn các loại gạo khác. 7
  16. Đồ án tốt nghiệp 1.2. Tổng quan về gạo lứt 1.2.1. Giới thiệu chung Gạo lứt (Brown rice hay Riz complet) là hạt gạo cĩ màu nâu đỏ, là loại gạo chỉ xay cho trĩc vỏ trấu mà khơng phạm đến mầm, cám của hạt gạo bên trong, nên các dưỡng chất vẫn cịn giữ lại nhiều trong hạt gạo. Đây là loại gạo khơng qua quá trình xay xát, đánh bĩng. Nếu so sánh về giá trị dinh dưỡng thì gạo lứt cĩ nhiều giá trị dinh dưỡng hơn so với gạo trắng mà các chất dinh dưỡng đĩ chủ yếu nằm trong lớp màu nâu, chính lớp màu này bị mất đi trong quá trình xay xát, làm bĩng để tạo gạo trắng. Gạo được phân loại theo bề dài của hạt gạo : • Gạo ngắn 6,5 mm 1.2.2. Cấu tạo Gạo lứt bao gồm 1 – 2% vỏ, lớp aluerone và vỏ gạo 4 – 6%, phơi 1%, lớp vảy 2%, nội nhũ chiếm khoảng 91 – 92% (Nguyễn Nhật Minh Phương , 2010).Gạo được chia làm ba loại theo hàm lượng amylose và kích thước của hạt gạo: gạo hạt ngắn và trung bình cĩ hàm lượng amylose thấp (12 – 20%); giống hạt dài cĩ hàm lượng amylose trung bình (20 – 25%) (Julianno and Bechtel, 1985). 1.2.2.1. Vỏ hạt Vỏ hạt gạo lứt chiếm 5,6 – 6,5% khối lượng hạt gạo, vỏ hạt cấu tạo bởi: Vỏ ngồi:cấu tạo bởi nhiều lớp tế bào, ngồi cùng là biểu bì gồm một lớp tế bào dẹt, dưới lớp biểu bì là tầng trung bì gồm nhiều lớp tế bào nhu mơ, giữa nhu mơ cĩ các mạch dẫn. Dưới trung bì là nội bì gồm những tế bào hình ống cĩ chlorophyl khi hạt cịn non. Dưới lớp nội bì cĩ lớp tế bào nữa gọi là nội biểu bì. Vỏ lụa: Gồm những tế bào to do tế bào của phơi hình thành. Vỏ lụa cĩ nhiều màu sắc khác nhau như đỏ, nâu, trắng ngà đặc trưng cho từng loại lúa. 8
  17. Đồ án tốt nghiệp 1.2.2.2. Lớp Aleuron Chiếm 6 – 12% khối lượng hạt, nằm ngay dưới lớp cutin, bao bọc tồn bộ nội nhũ và phơi mầm, độ dày của lớp này phụ thuộc vào giống lồi. Lớp aleurone chúa nhiều protein, chất béo, đường, tro, vitamin do đĩ rất dễ bị oxy hĩa. Thực tế xay xác gạo làm trắng quá kỹ lớp aleurone bị vở vụn ra cùng lớp vỏ hạt. 1.2.2.3. Phơi Là thành phần riêng lẽ nằm trong nội nhũ, bên gĩc dưới của hạt gạo. Phơi là nơi dự trữ chất dinh dưỡng của hạt và nảy mầm tạo cây mới trong điều kiện thích hợp (Dương Thị Phượng Liên, Hà Thanh Tồn, 2012). Nằm ở gĩc dưới hạt gạo, áp sát vào nội nhũ, chiếm khoảng 2,2 – 3% khối lượng hạt gạo. Phơi cịn là bộ phận chúa nhiều chất dinh dưỡng dự trữ nhất của hạt thĩc. Thành phần của phơi chiếm chủ yếu là protein, lipid, các vitamin (đặc biệt là vitamin nhĩm B) và các enzyme tiềm ẩn. Phơi là bộ phận cĩ cấu tạo xốp, gồm những tế bào cĩ kích thước lớn và thành tế bào mỏng, 70% lượng ẩm mà hạt trao đổi với bên ngồi đều qua phơi mầm, cho nên phơi là bộ phận cĩ hoạt động sinh lý, sinh hĩa rất mạnh cần được loại đi nếu muốn bảo quản gạo được lâu. Trong quá trình tách vỏ trấu và xát trắng gạo, phơi bị bong ra hồn tồn. 1.2.2.4. Nội nhũ Đây là bộ phận cĩ khối lượng lớn nhất của hạt thĩc, chiếm tới 72% khối lượng hạt. Trong tồn bộ hạt gạo, glucid chỉ khoảng 75% cịn trong nội nhũ hàm lượng glucid là 90% và thành phần chủ yếu của glucid nội nhũ là tinh bột. Tùy theo điều kiện canh tác và bảo quản mà nội nhũ trắng trong hay trắng đục. Phần nội nhũ chính là phần tạo nên giá trị sử dụng của hạt thĩc trong các sản phẩm chế biến cũng như trên thị trường tiêu thụ thĩc gạo. Nội nhũ là phần chủ yếu của hạt thĩc, thành phần chủ yếu của nội nhũ là tinh bột (chiếm đến 90%). Tùy theo điều kiện canh tác và giống lúa, nội nhũ cĩ màu trắng trong hay trắng đục (giống hạt dài nội nhũ cĩ màu trắng trong, giống hạt bầu nội nhũ trắng đục). Sự hiện diện của protein và tinh bột chịu trách nhiệm cho sự thay đổi trong quá trình già của hạt gạo. 9
  18. Đồ án tốt nghiệp 1.2.3 Thành phần hĩa học của gạo lứt. Bảng 1.6: Thành phần hĩa học (tính theo trọng lượng khơ) của gạo lứt, gạo xát và cám Cấu tử Gạo lứt Gạo xát Cám Tinh bột 75,9 89,8 9,7 (%Anhydroglucose) Amylose (%) 30,8 32,7 6,7 Đường tổng số (% 1,3 0,4 6,4 Glucose) Xơ thơ (%) 0,8 0,1 9,7 Xơ tiêu hĩa (%) 1,9 0,7 28,4 Chất béo thơ (%) 3,3 0,6 22,8 Protein thơ (%) 8,4 7,7 15,7 Tro thơ (%) 1,5 0,56 10,6 Phospho (%) 0,27 0,09 1,7 Phospho phytin (%) 0,14 0,03 1,1 Sắt (mg/100g) 2,0 0,67 15,7 Kẽm (mg/100g) 2,1 1,3 10,9 Lysine (g/16gN) 4,1 3,8 5,6 Threonine (g/16gN) 3,7 3,7 4,1 Methionine + 4,7 4,9 4,7 Cystine (g/16Gn) Tryptophan 1,2 1,2 1,2 (g/16gN) 10
  19. Đồ án tốt nghiệp Phần lớn protein, lipid, khống, vitamin đều tập trung ở lớp ngoại vi của lớp gạo, chủ yếu là ở các tế bào của lớp aleuron và phơi, cịn phần trung tâm của hạt gạo được tạo thành từ các tinh bột với một ít ỏi lipid, protein và ít chất khống. Trong hạt gạo rất giàu các loại vitamin, đặc biệt là các loại vitamin nhĩm B và các vitamin này khơng phân bố đồng đều. Gần 47% lượng thiamin tổng số (Vitmin B1) đều tập trung ở trong phơi của gạo, khoảng 34,5% ở màng ngồi và ở lớp aleuron, chỉ cĩ 8% trong nội nhũ. Cịn riboflavin (vitamin B2) được phân bố đồng đều hơn ở trong hạt nhưng vẫn nhiều ở phơi. Trong các loại ngũ cốc, hạt gạo giàu pyridoxin nhất (Vitamin B6) và đạt tới 6,6% trong gạo. Niacin (Vitamin PP) chủ yếu cĩ trong màng ngồi và lớp aleuron (82%) và chỉ cĩ 15% ở trong nội nhũ. Trong dầu cám gạo người ta cũng phát hiện thấy tocopherol (Vitamin E) và một ít loại sắc tố. 1.2.4. Giá trị dinh dưỡng Bảng 1.7: Gía trị dinh dưỡng của gạo lứt Thành Gạo lứt Gạo trắng Giá trị chữa bệnh phần (mg %) (mg %) (4) (1) (2) (3) Đạm của gạo lứt dễ tiêu (cĩ giá trị sinh học cao) và cĩ đủ các acid amin cần cho sự tạo hình của Đạm 7190 5470 cơ thể, tạo ra tế bào mới bù đắp những chỗ hao mịn và tạo ra các phân tử khơng thể thiếu trong các quá trình sinh hĩa của cơ thể Giúp các mạch máu được mềm mại, giảm cholesterol, chống xơ cứng động mạch và cao Béo 30200 600 huyết áp. Ngồi ra, trong dầu cám cĩ acid linoleic cần cho sự phát triển và tái tạo các tế bào, chống mất nước và ngừa phĩng xạ Tạo năng lượng trực tiếp và đều đặn, điều hịa Tinh bột 70520 65400 sự chuyển hĩa chất đạm và chất béo, phịng 11
  20. Đồ án tốt nghiệp chống bệnh tiểu đường và tim mạch Hỗ trợ tiêu hĩa, phối hợp với các vi khuẩn cĩ lợi ở ruột sản xuất vitamin B1 và B12 (vitamin B12 Xơ 1000 300 tham gia các quá trình sinh hĩa trong cơ thể, tạo máu và chữa trị các biến lọa của thương tổn thần kinh) Giúp cơ thể chuyển biến các chất bột đường trong thực phẩm thành năng lượng và nhờ sinh Vitamin tố mà các dây thần kinh hoạt động tốt, cho B1 500120 50 chúng ta một tâm trạng phấn chấn; chống tê phù, táo bĩn, chống stress Làm đẹp người, ngừa các chứng viêm miệng, B2 60 33 mơi lưỡi và khơ mắt (vây cá) Rất dồi dào trong mầm gạo, chống viêm da B6 620 37 Giữ độ bền dai của cơ thể, cầm máu, chống C 35 – 36 11 – 37 viêm nhiễm, làm vết thương nhanh lành Cần cho sự phát triển xương và các sắc tố chức β-carotene (+) (-) khác, tốt cho mắt, phịng chống ung thư Tác dụng duy trì, tăng cường hoạt động sinh dục E (+) (-) như tham gia tạo tinh trùng, bảo vệ bào thai, ngăn chặn sự lão hĩa, phịng chống ung thư phổi, vú, giải độc cơ thể Ổn định chức năng của gan, tham gia tạo máu và K 10 000 1 000 chống băng huyết nên rất cần cho sản phụ Khống Kali (K) 1 240 340 Cần cho hoạt động của tế bào và tuần hồn máu. Natri (Na) 275 158 Tỉ lệ K/Na trong gạo lứt bằng 5/1 tương đương với tỉ lệ K/Na trong máu và dịch thể của người khỏe mạnh hồn tồn 12
  21. Đồ án tốt nghiệp Canci (Ca) 21 17 Cần cho răng và xương Mangie 75 60 Đẩy mạnh sự phát triển của cơ thể (Mg) Selen (Se) (+) (-) Ngừa ung thư Acid Pholic 20 16 Tham gia tạo máu, chống bệnh bạch huyết và u bướu ác tính Phytic 240 14 Tăng cường nhu động ruột và dạ dày, loại chất độc qua đường bài tiết Paraamino 32 14 Thơng hơ hấp, tiêu đờm, chữa hen suyễn 1.3. Tổng quan về gạo mầm 1.3.1. Giới thiệu Gạo mầm được làm từ gạo lứt đã qua quá trình ngâm trong nước và được nảy mầm ở điều kiện nhiệt độ và thời gian ngâm thích hợp sẽ tạo thành một loại gạo cĩ hoạt tính sinh học cao. Sản xuất gạo mầm là quá trình được thực hiện nhằm tăng cường giá trị dinh dưỡng của gạo lứt sau khi nảy mầm. Đặc điểm quan trọng nhất của việc sản xuất gạo mầm là tạo ra sản phẩm cĩ giá trị dinh dưỡng cao. Quá trình nảy mầm của gạo lứt làm cải thiện chất lượng của gạo. Quá trình nảy mầm bị ảnh hưởng bởi các nhân tố bên ngồi như: thời gian nảy mầm, sự hiện diện của ánh sáng, hàm lượng chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt, (Ridge, 1991). 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 cĩ khối lượng phân tử lớn ( protein, tinh bột, ) và những chất cĩ 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 hĩa tốt hơn ( N. Srisang và cộng sự, 2011). Ngồi ra quá trình nảy mầm gây ra những thay đổi quan trọng về dinh dưỡng như tăng hàm lượng GABA ( Gama Amynobutiric acid), hàm lượng chất xơ, tocotrienols và Gamma oryzanol ( H.Y.Kim và cộng sự, 2012). 13
  22. Đồ án tốt nghiệp Theo nghiên cứu của P.Dinesh và cộng sự, 2009, gạo mầm được xem như là một loại gạo tiên tiến cĩ giá trị dinh dưỡng cao bao gồm vitamin, chất khống và những giá trị dinh dưỡng khác cần thiết cho cơ thể chống lại bệnh tật, sự lão hĩa và tăng cường sức khỏe. Sản phẩm gạo mầm cĩ chỉ số Glycemic thấp giúp kiểm sốt lượng đường trong máu, do đĩ cĩ vai trị quan trọng đối với bệnh nhân tiểu đường và những người muốn kiểm sốt cân nặng của họ. Sản phẩm gạo mầm cũng là một nguồn dồi dào magie, cĩ tác dụng làm giảm tính trầm trọng của bệnh hen suyễn, giảm bệnh cao huyết áp, chứng đau nửa đầu, bệnh tim và đột quỵ. 1.3.2. Các cơng đoạn quan trọng trong cơng nghệ sản xuất gạo mầm 1.3.2.1. Quá trình nảy mầm Nảy mầm là sự phát triển của phơi trong hạt. Đây là một quá trình bao gồm sự kết hợp những khả năng cĩ thể xảy ra để bắt đầu sự hấp thu nước của hạt gạo khơ, kết thúc quá trình này là sự phát triển của phơi và sự hình thành rễ mầm xuyên qua cấu trúc của hạt xung quanh phơi và tiếp theo là sự phát triển thành cây con ( Bewley and Black, 1994). Trong hạt gạo khơ cĩ sẵn một lượng nước ở dạng liên kết. Nước từ bên ngồi khi thấm vào trong hạt sẽ hịa tan các chất dự trữ và hoạt hĩa 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 phơi để hình thành cây mầm. Phơi 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 mơi trừơng bên ngồi 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. ( Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004). Quá trình nảy mầm của hạt phụ thuộc vào điều kiện bên trong và bên ngồi. Thời gian mà hạt giống cĩ thể sống sĩt rất khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện tồn trữ và loại hạt giống (Mayer and Poljakoff- Mayber, 1975). Để hạt gạo cĩ thể nảy mầm, nĩ phải được đặt ở trong mơi trường thuận lợi như: cung cấp đầy đủ nước, nhiệt độ thích hợp, thành phần khơng khí trong khí quyển, ánh sáng, 14
  23. Đồ án tốt nghiệp 1.3.2.2. Những biến đổi khi nảy mầm Biến đổi sinh hĩa Đặc trưng nhất của biến đổi hĩa sinh trong khi nảy mầm là sự tăng đột ngột hoạt động thủy phân xảy ra trong hạt. Các hợp chất dự trữ dưới dạng các polymer bị phân giải thành các monomer phục vụ cho sự nảy mầm. Chính vì vậy mà các enzyme thủy phân, đặc biệt là α- amylase được tổng hợp mạnh và hoạt tính cũng được tăng lên nhanh khi hạt phát động sinh trưởng. Kết quả là tinh bột bị thủy phân thành đường làm nguyên liệu cho hơ hấp và hoạt tính protease tăng lên mạnh hơn hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của lipase chiếm ưu thế. Biến đổi sinh lý Biến đổi sinh lý đặc trưng nhất trong quá trình nảy mầm là hơ hấp. Ngay sau khi hạt hút nước, hoạt tính các enzyme sau hơ hấp tăng lên mạnh, làm cường độ hơ hấp của hạt tăng lên rất nhanh.Việc tăng hơ hấp đã giúp cây cĩ đủ năng lượng cần thiết cho sự nảy mầm. ( Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004). 1.3.2.3.Các giai đoạn của quá trình nảy mầm a. Giai đoạn một: Sự hoạt hĩa Sự hút ẩm ( quá trình vật lý): Sự hấp thu nước của hạt khơ 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, hoạt động enzyme băt đầu trong vịng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước của hạt. hoạt động của các enzyme một phần tử sự tái hoạt hĩa các enzyme dự trữ được hình thành từ sự phát triển của phơi và một phần tử sự tổng hợp các enzyme mới khi hạt nảy mầm. b. Giai đoạn hai: Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển Các chất dự trữ ( Chất béo, protein, hợp chất cĩ carbon) được thủy phân thành các hợp chất hữu cơ đơn giản và sau đĩ vận chuyển đến vị trí tăng cường của trục phơi. Tinh bột → Dextrin → Maltose Protein → acid amin 15
  24. Đồ án tốt nghiệp Lipid → glycerin + acid béo Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt. Sự hấp thu nước và hơ hấp tiếp tục diễn ra ở một tốc độ đều đặn. khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt thĩc xảy ra hiện tượng biến đổi về màu sắc và thành phần hĩa học : + Hàm lượng tinh bột giảm đáng kể. + Hàm lượng đường tăng cao. + Enzyme amylase phát triển mạnh. c. Giai đoạn ba : Sự tăng trưởng của cây mầm Sự phân chia tế bào xảy ra hai đầu của trục phơi. Một đầu phát triển thành chồi mầm, một đầu phát triển thành rễ mầm trên trục phơi cĩ mang một hoặc hai lá mầm được gọi là tử diệp. Khi mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng lượng tươi và khơ của cây mầm bắt đầu tăng trọng khi trọng lượng mỡ dự trữ giảm. ( Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004). d. Các quá trình enzyme xảy ra khi hạt nảy mầm Trong hạt khơ, enzyme ở dạng liên kết và chúng được chuyển sang trạng thái hoạt động khi hạt nảy mầm. Ngồi ra, cịn cĩ một số enzyme được tổng hợp mới. 1.3.3 Thành phần và đặc tính của gạo mầm. Bảng 1.8: Hàm lượng dinh dưỡng của gạo mầm OMEGA 3 36,68mg/100g OMEGA 6 999,02mg/100g OMEGA 9 988,45mg/100g Sắt 2,5mg/100g Canxi 24mg/100g Lipid (khối lượng) 2,04g/100g Chất xơ (khối lượng) 0,57g/100g 16
  25. Đồ án tốt nghiệp 1.3.3.1. Omega 3,6,9. Là nguồn các chất béo tối quan trọng cho các tế bào, tim và các quá trình chuyển hĩa tạo năng lượng cho cơ thể. Rất nhiều axit béo cần thiết cho cơ thể nhưng chúng ta khơng thể tự tổng hợp được mà phải bổ sung từ bên ngồi. Cơng dụng : + Hỗ trợ làm giảm cholesterol và triglycerid trong máu. + Bồi dưỡng mơ võng mạc mắt, giúp sáng mắt, giảm mỏi mắt. + Hỗ trợ tim mạch, trí não. + Tăng cường trí nhớ. 1.3.3.2. Gama-Aminobutyric axit (GABA) GABA là một axít amin cĩ trong tự nhiên, ở thực vật bậc cao như khoai tây, đậu tương, lúa, gạo lứt cịn nguyên phơi. Trong cơ thể, GABA được phát hiện trong hệ thống thần kinh trung ương vào khoảng năm 1950 bởi Eugene Roberts nhưng đến năm 1960, GABA mới được đề xuất là chất dẫn truyền thần kinh ức chế trong cơ thể. Ngồi não, GABA cũng cĩ mặt trong tế bào B tuyến tụy, buồng trứng, tinh hồn, ống tiêu hĩa. GABA cĩ chức năng quan trọng trong hệ thống thần kinh ( Abe.,Y., Unenura S., Sugimoto K.I.,Hirawa N., Kato Y., Yokoyama N. Yokoyama T., Junichi I., Masao I (1995)). Hoạt động của GABA cùng với glutamate và aspartate thực hiện phần lớn hoạt động thơng qua khe xináp trong hệ thống thần kinh trung ương ( Jin Z., Mendu S.K., Birmir B. (2011)) ( Udea Y., Doi T., Nagatoma K., Tokumaru J., Takaki M., Eillmore L.J. (2007)) . Một số vai trị của GABA với sức khỏe của con người: - Giảm bớt trạng thái căng thẳng và bất an, giúp ngủ ngon và ngủ sâu hơn. - Điều trị mất tự chủ tạm thời: cĩ mối quan hệ giữa việc thiếu GABA và hiện tượng mất tự chủ hành vi của một số bệnh nhân. Trong những trường hợp này, bổ sung thêm GABA cĩ thể ngăn ngừa sự vơ hiệu hĩa hoạt động các tế bào thần kinh tại não bộ, tránh khỏi sự mất tự chủ của bệnh nhân. - Stress – tình trạng tâm lý căng thẳng cĩ thể làm gia tăng sự đau nhức. Như một chất dẫn tự nhiên cĩ chức năng giảm stress, GABA cĩ thể giảm bớt tình trạng đau 17
  26. Đồ án tốt nghiệp nhức kéo dài khi giảm các dấu hiệu lo lắng cĩ liên quan đến đau nhức giúp cho chúng ta bớt cảm giác về sự đau nhức đĩ. - Giảm trầm cảm. - Việc sử dụng các loại thuốc an thần làm giảm lượng GABA trong cơ thể và là một trong các nguyên nhân gây ra hiện tượng hoảng loạn. - GABA cũng được coi là cĩ thể điều trị được trạng thái rối loạn tâm lý trước thời kỳ kinh nguyệt (PMS - premenstrual syndrome) đối với phụ nữ. GABA cĩ cấu trúc gồm 4 cacbon. Nhĩm cacbon cho proton và nhĩm amin nhận proton. Hình dạng của GABA phụ thuộc nhiều vào điều kiện của 4 mơitrường. Ở trạng thái khí, GABA cuộn lại nhiều lần để tạo ra sức hút điện tích giữa hai nhĩm chức năng amin và cacbon. Theo tính tốn hĩa học để phá vỡ cấu trúc này cần một năng lượng khoảng 50 kcal/mol. Ở trạng thái rắn, GABA luơn cĩ hình dạng mạch thẳng. Dưới dạng mạch thẳng, GABA luơn cĩ cấu trúc hình học trans ở nhĩm amin cuối và dạng cis ở nhĩm cacbon kết thúc. Cấu trúc này sẽ giúp cho phân tử GABA liên kết dễ dàng với các phân tử GABA khác. Ở trạng thái lỏng, GABA tồn tại ở nhiều dạng cấu trúc khác nhau bao gồm dạng gấp khúc, dạng mạch thẳng. Chính nhờ khả năng tồn tại ở nhiều dạng cấu trúc khác nhau này tạo cho GABA cĩ nhiều chức năng sinh học quan trọng ( Jin Z., Mendu S.K., Birmir B. (2011)) ( Kayahara H., Sugiura T. (2001)). 1.3.3.3 Lipid. Gạo lức chứa 2,4 – 3,9% lipid, tập trung nhiều ở vỏ cám. Loại lipid chính trong cám là triglyceride, acid béo tự do trong nội nhũ và monoacyl lipid trong tinh bột. Dựa vào cấu trúc và quan hệ trao đổi chất cĩ thể phân loại lipid trong cám thành ba dạng chính là glycerolipid, sterol lipid và sphingolipid (Y Fujino, 1978). Chất béo trong cám rất cĩ lợi cho sức khỏe. Theo nghiên cứu được cơng bố bởi tố chức American Journal of Clinical Nutrition, 2005, dầu cám giúp giảm cholesterol do trong thành phần cĩ chứa các hợp chất khơng thể xà phịng hĩa được. Vì vậy dầu cám được xem như là một loại thực phẩn chức năng quan trọng cho sức khỏe tim mạch. 18
  27. Đồ án tốt nghiệp 1.3.4. Các nghiên cứu về gạo mầm Hiện tại cĩ nhiều nước về gạo mầm trên thế giới như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan. Một nhĩm các nhà khoa học Nhật bản đã tìm thấy gạo lứt ngâm lâu 22 tiếng đồng hồ chứa rất nhiều chất bổ dưỡng vì gạo lứt ở trạng thái nảy mầm. “Các enzyme ngủ trong hạt gạo ở trạng thái này được kích thích hoạt động và cung cấp tối đa các chất dinh dưỡng”. Dr. Hiroshi Kayahara, giáo sư khoa sinh học và kỹ thuật sinh học tại viện đại học Shinshu University ở Nagano, đã nĩi “Mầm gạo lứt chứa nhiều chất xơ, vitamins và chất khống hơn là gạo lứt chưa ngâm nước”. Gạo lứt chưa ngâm nước chứa gấp ba lần chất lysine, một loại amino acid cần thiết cho sự tăng trưởng và bảo trì các mơ tế bào cơ thể con người, và chứa mười lần nhiều lần hơn chất gamma- aminobutyric acid, một chất acid tốt bảo vệ bộ phận thận( kidneys). Chất xơ hịa tan của gạo lứt nảy mầm cĩ vai trị quan trọng trong giảm mức độ tăng cường máu sau ăn. Điều đĩ chỉ ra rằng: Nếu thay thế gạo trắng bằng gạo lứt nảy mầm trên bệnh nhân đái tháo đường sẽ giảm nguy cơ về các biến chứng của bệnh tiểu đường. Các cơng trình nghiên cứu về gạo Mầm bắt đầu từ 1985, GS.TS Hiroshi Kayahara cơng tác tại khoa sinh học và kỹ thuật Tại Đại học Shinshu University đã cơng bố kết quả nghiên cứu tại Hội Nghị Quốc tế về giá trị của Gạo Mầm: “Trong Gạo mầm chứa nhiều dưỡng chất đặc biệt nếu dùng loại gạo lứt dinh dưỡng cao hay cịn gọi là gạo tím thảo dược để nảy mầm thì gọi là Gạo Mầm Thảo Dược. Trong Gạo Mầm Thảo dược các hợp chất như lysine một loại acd amin cần thiết cho cơ thể và gamma-aminobutyric acid tăng gấp nhiều lần. Trong khẩu phần ăn hàng ngày của mỗi người nếu dùng Gạo Mầm Thảo dược sẽ cung cấp được khoảng 20 calories, 3,5 gram chất xơ, 5 gram đạm, 50g carbohydrate, các Vitamin B 6, B 1, B 2, B3, ,Vitamin E và nhiều khống chất cĩ ích cho cơ thể. 19
  28. Đồ án tốt nghiệp Ngày nay với cơng nghệ kỹ thuật cao đã lai tạo được nhiều giống gạo Thảo Dược quý cĩ giá trị trong đĩ cĩ chứa thêm các hàm lượng dược tính OMEGA 3, OMEGA 6 và OMEGA 9, anthocyanins. Một nghiên cứu khác của Karladee và Suriyon, 2012, về việc tăng hàm lượng GABA ( gamma-aminobutyric acid) trong 21 giống lúa nảy mầm trong năm khoảng thời gian ủ khác nhau là 0, 12, 24, 36 và 48 giờ ở nhiệt độ phịng. Qua quá trình ngâm ủ thì hàm lượng GABA ( gamma-aminobutyric acid) đạt giá trị cao nhất sau 24 giờ ngâm ủ và giảm dần sau 36 và 48 giờ. Hiện nay nghiên cứu về gạo mầm từ các giống lúa ở Việt Nam rất ít. Mặc dù đây là sản phẩm cĩ giá trị kinh tế cao, làm đa dạng hĩa sản phẩm. 1.3.5. Ứng dụng của gạo mầm Trong 100g gạo mầm chứa: Sinh tố B1 (2,83 mg%) hiệu quả với chứng thiếu sinh tố và bệnh tê phù. Sinh tố B2 (0,56 mg%) làm đẹp người. Sinh tố B6 (5,30 mg%) chữa bệnh thần kinh, mất ngủ. Sinh tố E (17,60 mg%) làm trẻ lại và cường tinh. Chất mangan (39 mg%) đẩy mạnh sự phát dục Chất nai-a-min (6,80 mg%) phịng loét dạ dày mãn tính. Acid pangtotenic (0,82 mg%) nhân tố đẩy mạnh sự trưởng thành Acid nicotinic (20,64 mg%) làm máu trong sạch, da dẻ mịn màng. Ngồi ra, cịn cĩ sinh tố B12 hiệu quả đối với chứng thiếu máu, glu-ta-xion đề phịng chướng ngại phĩng xạ nặng, cĩ acid glutamic chữa chứng nhức đầu, cĩ thành phần sắt làm cho máu trở nên trong lành, cĩ các chất khống như can-xi, v.v Đặc biệt protein của gạo lứt khơng cĩ prolamin và do đĩ khơng cĩ gluten Cung cấp complex carbonhydrate, lipit, gluxit, chất xơ, khống, vitamin B1, Omega 3,6,9. Thay thế thực phẩm chức năng: phịng chống lỗng xương, viêm khớp, bệnh tiêu hĩa, giảm cholesterol, ngăn đơng máu và tim mạch 20
  29. Đồ án tốt nghiệp Gạo lứt nảy mầm nhiều dinh dưỡng hơn gạo lứt thường đặc biệt là lysine và chất chống độc cho thận. Làm nảy mầm gạo lứt (gạo lứt mầm) cĩ thể được sử dụng để cải thiện vị, độ cứng cũng như giá trị dinh dưỡng của gạo lứt). Gạo lứt mầm khơng những chứa nhiều thành phần dinh dưỡng căn bản như vitamin, khống chất, chất xơ, các amino acid thiết yếu mà cịn chứa nhiều thành phần hoạt chất cĩ giá trị khác như ferulic acid, γ-oryzanol, và gamma aminobutyric acid. Các nghiên cứu đã cho thấy gạo lứt mầm cĩ nhiều ảnh hưởng sinh lý tích cực, dưới đây thống kê một số nghiên cứu liên quan: Các bài review cho thấy gạo lứt mầm chống tăng mỡ máu, chống tăng huyết áp, giảm các nguy cơ mắc bệnh mãn tính như ung thư, tiểu đường, bệnh tim mạch, bệnh thối hĩa thần kinh tăng hệ miễn dịch, ngăn chặn phát triển của tế bào ung thư và hỗ trợ điều trị các chứng căng thẳng Gạo lứt mầm ảnh hưởng tới sự mức độ hoạt động của PPARγ từ đĩ ảnh hưởng đến bệnh béo phì, tiểu đường và tim mạch So sánh gạo trắng, gạo lứt và gạo lứt mầm, nghiên cứu chỉ ra rằng gạo lứt mầm cĩ lượng hoạt chất chống oxi hĩa cao nhất, lượng vitamin E cao nhất. Gạo lứt mầm giúp giảm xơ vữa động mạch và làm giảm men gan Gạo lứt chống béo phì do chống tăng cân, chống tích lũy mỡ trong gan và tế bào sản sinh mỡ mào tinh hồn, cải thiện hồ sơ mỡ tổng thể. Gạo lứt mầm ngăn chặn sự tạo mỡ thơng qua việc ức chế tế bào tạo mỡ 3T3:1 và giảm cholesterol máu Gạo lứt mầm giúp giảm cholesterol. 1.4. Các chất kháng oxy hĩa 1.4.1. Định nghĩa Chất kháng oxy hĩa là một loại hĩa chất giúp ngăn chặn hoặc làm chậm một cách rõ rệt quá trình oxy hĩa của những chất dễ bị oxy hĩa ngay ở nồng độ thấp. Sự oxy hĩa là loại phản ứng hĩa học trong đĩ electron được chuyển sang chất oxy hĩa, cĩ khả năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá hủy tế bào sinh vật. Chất kháng oxy hĩa ngăn quá trình phá hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, 21
  30. Đồ án tốt nghiệp kìm hãm sự oxy hĩa bằng cách oxy hĩa chính chúng. Để làm vậy người ta hay dùng các chất khử (như thiol hay polyphenol) làm chất kháng oxy hĩa. Dù phản ứng oxy hĩa thuộc loại cơ bản trong đời sống nhưng cĩ thể ngăn chận nĩ, chẳng hạn động thực vật duy trì hệ thống rất nhiều loại chất chống oxy hĩa như glutathione, vitamin C, vitamin E, enzyme catalase, superoxide dismutase, Axít citric. Chất kháng oxy hĩa yếu hay cịn gọi là chất ức chế cĩ thể phá hủy tế bào. 1.4.2. Phân loại Chất kháng oxy hĩa được phân loại theo 2 nhĩm chính: Chất kháng oxy hĩa tự nhiên:là các chất kháng oxy hĩa phá vỡ chuỗi, tác dụng với các gốc tự do lipid và chuyển hĩa chúng thành các sản phẩm bền hơn. Các chất kháng oxy hĩa tự nhiên gồm chủ yếu là phenolic cấu trúc và bao gồm: Khống chất:là các đồng nhân tố với chất kháng oxy hĩa enzyme. Sự thiếu hụt của chúng sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển hĩa của các đại phân tử như carbohydrate. Gồm cĩ: Selenium, đồng, sắt, kẽm, magie. Vitamin: cần thiết cho phần lớn các quá trình chuyển hĩa trong cơ thể. Gồm cĩ:vitamin E, C, B. Phytochemical: là những hợp chất cịn lại ngồi khống chất và vitamin . Gồm cĩ:flavonoid, catechin, carotenoid, beta carotene, lycopene, . Chất kháng oxy hĩa nhân tạo: là các hợp chất phenolic cĩ vai trị bắt giữ các gốc tự do và ngăn chặn chuỗi phản ứng, bao gồm: Butylated hydroxyl anisole ( BHA), Butylated hydroxyrotoluene ( BHT), Propyl gallate ( PG) and metal chelating agent ( EDTA), Tertiary butyl hydroquinone ( TBHQ), Nordihydro guaretic acid ( NDGA). 1.4.3. Đăc điểm của chất kháng oxy hĩa Các chất kháng oxy hĩa được sử dụng chủ yếu trong thực phẩm hiện nay là các monohydroxy hoặc polyhydroxy phenol. Các hợp chất này cĩ năng lượng hoạt hĩa thấp để cho hydro. Các gốc tự do kháng oxy hĩa khơng tạo ra gốc tự do khác do sự ổn định của quá trình giải tỏa điện tích trên gốc tự do. Các gốc tự do kháng oxy hĩa khơng bị oxy hĩa nhanh. 22
  31. Đồ án tốt nghiệp Các chất kháng oxy hĩa cĩ thể phản ứng với gốc tự do lipid để tạo thành dạng hợp chất bền. 1.4.4. Cơ chế của chất kháng oxy hĩa Chất kháng oxy hĩa cho nguyên tử hydro cho gốc tự do tạo phức giữa gốc lipid và gốc kháng oxy hĩa. Phản ứng giữa gốc tự do và chất kháng oxy hĩa R0 + AH →RH + A0 RO0 + AH→ ROH + A0 ROO0 + AH →ROOH + A0 R0 + A0→ RA RO0 + A0→ ROA ROO0 + A0 →ROOA Antioxidant + O2→ Oxidized Antioxidant 1.4.5 Polyphenol 1.4.5.1 Khái niệm và phân loại Hợp chất phenol là một nhĩm chính trong số các hợp chất cĩ nguồn gốc thứ cấp ở thực vật. Các hợp chất phenol cĩ trong thực vật với số lượng lớn và rất phong phú về cấu tạo. Phenol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử cĩ chứa nhĩm hydroxyl (-OH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon của vịng benzen. Thực vật cĩ khả năng tổng hợp hàng ngàn hợp chất monophenol, diphenol và polyphenol, tùy theo cĩ một, hai hay nhiều nhĩm hydroxyl đính trực tiếp vào nhân benzen (Ngơ Xuân Mạnh, 2006). Polyphenol là các hợp chất mà phân tử của chúng chứa nhiều vịng benzen, trong đĩ cĩ một, hai hoặc nhiều nhĩm hydroxyl. Dựa vào đặc trưng của cấu tạo hĩa học người ta chia các hợp chất polyphenol thành các nhĩm chính: - Nhĩm hợp chất phenol C6 – C1: galic acid, vallinin, protocatechin, - Nhĩm hợp chất phenol C6 – C3: cafeic acid, cynnamic acid, ferulic acid, - Nhĩm hợp chất phenol C6 – C3 – C6: các hợp chất flavonoid: flavanol (epicatechin, epigallocatechin, ), flavon (quecetin, kampherol, ), anthocyanin, tannin, 23
  32. Đồ án tốt nghiệp 1.4.5.2. Tính chất và chức năng Các polyphenol cĩ chứa gốc pyrocatechic hoặc pyrogalic nên chúng cĩ thể tham gia phản ứng oxy hĩa – khử, phản ứng cộng và ngưng tụ. - Phản ứng oxy hĩa – khử: dưới tác dụng của enzym polyphenol oxydase, các polyphenol bị oxy hĩa tạo thành quinon. - Phản ứng cộng: khi cĩ mặt các acid amin thì các quinon này sẽ tiến hành phản ứng cộng cới acid amin để tạo thành các octoquinon tương ứng. - Phản ứng ngưng tụ: các octoquinon này dễ dàng ngưng tụ với nhau để tạo thành các sản phẩm cĩ màu gọi chung là flobafen.  Đối với thực vật, các hợp chất polyphenol đảm nhận các chức năng sau (Ngơ Xuân Mạnh, 2006): - Polyphenol tạo màu sắc (màu đỏ dâu tây, táo, màu tím của sim, khoai tây ) - Các hợp chất phenol tham gia vào các phản ứng oxi hĩa khử như ubiquinon vận chuyển H+, e- trong chuỗi enzyme hơ hấp, plastoquinon vận chuyển e- trong quá trình quang phosphoryl hĩa. - Điều hịa sinh trưởng thực vật: + Kìm hãm sự nảy mầm của hạt. Ví dụ: Phenic acid hoặc các dẫn xuất của chúng đều là chất kìm hãm sự nảy mầm của hạt lúa mì, táo hoặc cafeic acid kìm hãm enzym oxidase của indolacetic acid. + p-cumaric acid kích thích sự sinh trưởng của cây. - Quyến rũ cơn trùng, chim trong việc thụ phấn và phát tán hạt. - Chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật, nấm bệnh phá hoại cây. Ví dụ salisilic acid do cây sồi tiết ra cĩ tác dụng diệt khuẩn.  Đối với cơ thể con người (Massimo D’Archivio, 2007): - Polyphenol được chú ý đến bởi khả năng chống oxy hĩa của chúng. Chúng cĩ khả năng chuyển electeron trong chuỗi hơ hấp bình thường định cư trong cơ thể. Chúng cĩ được khả năng đĩ là do chúng cĩ khả năng tạo phức bền với các kim loại 24
  33. Đồ án tốt nghiệp nặng, do đĩ làm mất hoạt tính xúc tác của chúng, đồng thời chúng cĩ khả năng dập tắt các quá trình tạo ra các gốc tự do. - Ngồi ra, polyphenol cịn cĩ khả năng ức chế sự phát triển của vi nấm. - Nhiều polyphenol cĩ hoạt tính vitamin P, nghĩa là cĩ khả năng làm tăng độ đàn hồi và chuẩn hĩa tính thẩm thấu của vi ti huyết quản. - Hiện nay nhiều tài liệu nghiên cứu polyphenol cĩ khả năng chống và ức chế các tế bào ung thư và sự hấp thụ tia tử ngoại. Polyphenol Phenolic Stilbenes Flavonoi Lignans Khác Anthocyani Flavonol Flavanon Isoflavon Flavonol Khác Hình 1.2. Sơ đồ phân loại các hợp chất polyphenol (Manjeet Singh, 2008). 25
  34. Đồ án tốt nghiệp 1.4.6. Anthocyanin 1.4.6.1. Cấu tạo Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose kết hợp với gốc aglucon cĩ màu (anthocyanidin). Aglucon của chúng cĩ cấu trúc cơ bản. Các gốc đường cĩ thể được gắn vào vị trí 3,5,7; thường được gắn vào vị trí 3 và 5 cịn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit. Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhĩm gắn vào vị trí R1 và R2, thường là H, OH hoặc OCH3 (Jon Wright, 1998). Hình 1.3. Cấu trúc cơ bản của anthocyanin 1.4.6.2. Tính chất Theo Wrolstad và cộng sự, 2002, Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hay dạng vơ định hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung mơi phân cực. Màu sắc của anthocyanin luơn luơn thay đổi phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, các chất màu và một số yếu tố khác, khi tăng số lượng nhĩm OH trong vịng benzen thì màu càng xanh đậm (trong vịng benzene cĩ thể cĩ 1-2 hoặc 3 nhĩm OH). Mức độ methyl hĩa nhĩm OH trong vịng benzene càng cao thì màu càng đỏ. Nếu nhĩm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi theo số lượng gốc đường đính vào nhiều hay ít. Tuy nhiên màu anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH của mơi trường. Nĩi chung anthocyanin hịa tan tốt trong nước, khi kết hợp với đường làm cho phân tử anthocyanin hịa tan một cách dễ dàng hơn. Anthocyanin cĩ bước sĩng hấp thụ trong miền nhìn thấy. Khả năng hấp thụ cực đại tại bước sĩng 510-540nm. Độ hấp thụlà yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc anthocyanin, chúng phụ thuộc 26
  35. Đồ án tốt nghiệp vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin. Thường vùng acid cĩ độ hấp thụlớn, nồng độ anthocyanin đủ lớn thì độ hấp thụ̣ càng mạnh. Ngồi ra, các anthocyanin cũng cĩ thể kết hợp với các ion kim loại tạo ra các phức màu khác nhau: chẳng hạn khi anthocyanin kết hợp với muối kali sẽ cho phức màu đỏ máu, cịn khi anthocyanin kết hợp muối canxi và magie sẽ cho phức màu xanh ve. Tuy nhiên điều đáng quan tâm nhất vẫn là màu sắc anthocyanin thay đổi theo pH của mơi trường: pH khơng chỉ ảnh hưởng đến màu sắc của anthocyanin mà cịn ảnh hưởng đến tính bền của chúng. Anthocyanin bền trong mơi trường acid hơn trong mơi trường trung tính và kiềm. Tuy nhiên, màu của anthocyanin luơn thay đổi trong khoảng pH =1-14. Khi pH 7 anthocyanin cĩ màu xanh. Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH = 4-5 chúng cĩ thể chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon khơng màu, ở pH = 7- 8 lại về dạng bazơ quinonoidal anhydro màu xanh. Bản chất ion của anthocyanin cho phép các thay đổi về cấu trúc phân tử theo pH, dẫn đến màu sắc khác nhau 27
  36. Đồ án tốt nghiệp Hình 1.4 . Biến đổi cấu trúc của anthocyanin theo các giá trị pH khác nhau (Wrolstad và cộng sự, 2002). 1.4.6.3.Chức năng Ngồi tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an tồn trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin được quan tâm là hợp chất cĩ nhiều hoạt tính sinh học quí như: khả năng kháng oxy hĩa cao nên được sử dụng để chống lão hĩa, hoặc chống oxy hĩa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng, cĩ tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các tế bào ung thư. 1.4.7. Vitamin E 1.4.7.2. Khái niệm và phân loại. Vitamin E là một trong các vitamin hịa tan trong mơi trường chất béo cĩ hoạt tính sinh học cao. Vai trị chính của vitamin E: - là một chất chống oxy hĩa. 28
  37. Đồ án tốt nghiệp - Bảo vệ màng tế bào. - Tăng cường hệ thống miễn dịch. - Điều hịa kết tập tiểu cầu. - Điều hịa hoạt động enzym protein kinase. Vitamin E tồn tại ở tám dạng trong tự nhiên: bốn dạng tocopherol và bốn dạng tocotrienol. Hình 1.5. Cấu trúc của vitamin E Trong các dạng tocopherol, α-tocopherol là chất cĩ hoạt tính mạnh nhất. Nĩ là đại biểu chính của vitamin E vì nĩ chiếm khoảng 90% tất cả tocopherol trong máu và các tổ chức khác trong cơ thể. Cả tám dạng này đều chứa một vịng thơm và một chuỗi mạch thẳng 16 carbon. Các hợp chất tocotrienol khác với các tocopherol là cĩ thêm ba nối đơi ở chuỗi mạch carbon thẳng. Nhĩm hydroxyl gắn với vịng thơm quyết định tính chống oxy hĩa của vitamin E trong khi mạch carbon đảm bảo khả năng hịa tan trong chất béo của chúng (Huang và cộng sự, 2002). 1.4.7.3. Cơ chế kháng oxy hĩa. Tính chất hịa tan trong chất béo của vitamin E giúp chúng cĩ khả năng thâm nhập sâu vào các màng sinh học vốn chứa nhiều acid béo khơng no và ngăn cản chuỗi phản ứng oxy hĩa lipid. Các vitamin E sẽ chuyển hydro của nĩ cho gốc tự do 29
  38. Đồ án tốt nghiệp peroxyd. Gốc tocopheryl tạo thành được khử về trạng thái ban đầu nhờ vitamin C (Niki và cộng sự, 1995; Huang và cộng sự, 2002). Tocopherol-OH + LOOo→ Tocopherol-O + LOOH Với LOO: gốc tự do peroxyd. Khả năng chống oxy hĩa của vitamin E phụ thuộc vào mức độ cản trở khơng gian của các nhĩm methyl ở vị trí ortho đối với nhĩm hydroxyl ở vịng thơm. Nhĩm hydroxyl càng bị cản trở ít (trường hợp δ-tocopherol và δ-tocotrienol), khả năng chống oxy hĩa càng cao. Vitamin E được xem như là hợp chất lưỡng cực, ở đầu cĩ nhĩm –OH hướng ra mơi trường nước, đuơi phytyl của nĩ tan trong chất béo. Vì vậy nĩ bảo vệ bề mặt tế bào và trao đổi điện tử (H) với vitamin C một cách dễ dàng. 1.4.8. Các phương pháp xác định khả năng kháng oxy hĩa (Michael Antolovich và cộng sự, 2002). - Phương pháp TEAC (Trolox equivalent antioxydant capacity): Xác định hoạt tính chống oxy hĩa so với khả năng chống oxy hĩa của Trolox. - Phương pháp DPPH (Scavenging ability towards DPPH radicals): Khả năng khử gốc tự do DPPH. - Phương pháp ORAC (oxygen radical absorbance capacity): xác định khả năng hấp thụ gốc tự do chứa oxy hoạt động. - Phương pháp TRAP (total radical-trapping antioxydant potential): Khả năng chống oxy hĩa bằng cách bẫy các gốc tự do. - Phương pháp FRAP (ferric reducing-antioxydant power): năng lực chống oxy hĩa bằng phương pháp khử sắt. - Phương pháp reducing power (năng lực khử): năng lực chống oxy hĩa bằng phương pháp khử Fe. - Phương pháp FTC: (ferric thiocyanat ): khả năng làm giảm sự peroxyde hĩa lipid của chất kháng oxy hĩa. - Phương pháp Conjugated Diene: khảo sát các nối đơi liên hợp, . 30
  39. Đồ án tốt nghiệp 1.4.8.1. Phương pháp TEAC. Cation ABTS+[2,2’-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)(ABTS)] là một gốc tự do bền. Đây là một chất phát quang màu xanh, được đặc trưng ở độ hấp thu 734 nm. Khi cho chất chống oxy hĩa vào dung dịch chứa ABTS+, các chất chống oxy hĩa sẽ khử ion này thành ABTS. Đo độ giảm độ hấp thu của dung dịch ở bước sĩng 734nm để xác định hoạt tính của chất chống oxy hĩa trong sự so sánh với chất chuẩn Trolox[6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid]. Trong mơi trường kali persulfate, gốc ABTS+ cĩ thể bền 2 ngày ở nhiệt độ phịng trong tối. 1.4.8.2. Phương pháp DPPH. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) là một gốc tự do bền, cĩ màu tía và cĩ độ hấp thu cực đại ở bước sĩng 517 nm. Khi cĩ mặt chất chống oxy hĩa, nĩ sẽ bị khử thành 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazine(DPPH-H), cĩ màu vàng. Đo độ giảm độ hấp thu ở bước sĩng 517nm để xác định khả năng khử gốc DPPH của chất chống oxy hĩa. Hoạt tính sàng lọc gốc tự do được tính theo phương trình sau: Hoạt tính khử gốc tự do DPPH (%) =  A − A   A − A  sample (30 phút) blank (30 phút) ≈ sample (30 phút) blank (30 phút) Acontrol (0 phút) − x100 1− x100  Acontrol (30 phút)   Acontrol (30 phút)  Acontrol(0 phút) = độ hấp thu của mẫu đối chứng ngay sau khi pha chế. Acontrol(30 phút) = độ hấp thu của mẫu đối chứng sau 30 phút ủ. Asample(30 phút) = độ hấp thu của mẫu thí nghiệm sau 30 phút ủ. Ablank(30 phút) = độ hấp thu của mẫu trắng sau 30 phút ủ. Lượng mẫu cần thiết để phản ứng với một nửa lượng DPPH (hay độ hấp thu 50%) được gọi là lượng tương đối Trolox phản ứng. Khi đĩ, hoạt tính chống oxy hĩa của mẫu cĩ thể diễn tả bằng thuật ngữ là số micromole bằng Trolox/100g mẫu hay đơn vị Trolox/100g hay TE/100g. (TE: trolox equivalent) hay IC50. 31
  40. Đồ án tốt nghiệp 1.4.8.3. Phương pháp ORAC. Phương pháp này đo mức độ phân hủy do bị oxy hĩa của fluorescein khi cĩ sự hiện diện của gốc peroxyl. Phản ứng trong điều kiện này được so sánh với phản ứng trong sự hiện diện của chất chuẩn Trolox (hay vitamin E) và trong hiện diện của mẫu chứa chất chống oxy hĩa cần xác định hoạt tính. Khi fluorescein bị oxy hĩa, cường độ phát huỳnh quang sẽ giảm đi. Tiến hành đo độ giảm cường độ phát quang này liên tục trong 35 phút sau khi thêm chất oxy hĩa vào. Khi cĩ mặt chất chống oxy hĩa, sự phân rã fluorescein sẽ chậm hơn. Xây dựng đường cong biểu diễn sự phụ thuộc độ giảm phát huỳnh quang theo thời gian và vùng dưới đường cong dùng để tính tốn. Kết quả tính tốn là mmol Trolox/g mẫu. Ưu điểm của phương pháp ORAC là xác định được cĩ hoặc khơng cĩ sự trễ pha trong mẫu chứa các chất chống oxy hĩa. Đây là một điều thuận lợi khi đo các mẫu thực phẩm chứa cả những hợp chất chống oxy hĩa cĩ tốc độ phản ứng khác nhau nhiều. 1.4.8.4. Phương pháp TRAP. Phương pháp TRAP sử dụng gốc peroxyl được tạo thành từ 2,2’-azobis (2- amidinopropane) dihydrochloride (AAPH). Khi cho AAPH vào mơi trường plasma, các chất khử sẽ bị oxy hĩa. Quá trình oxy hĩa này được đo đạt thơng qua hàm lượng oxy tiêu thụ bằng một điện cực. Khi cĩ mặt chất chống oxy hĩa trong mơi trường plasma, quá trình oxy hĩa sẽ xảy ra chậm hơn. Giá trị TRAP của mẫu thí nghiệm được tính tốn dựa vào độ dài pha lag của mẫu so với độ dài pha lag của mẫu trắng và độ dài pha lag của chất chuẩn là dung dịch Trolox. Kết quả tính tốn là mmol Trolox/kg mẫu rắn hoặc mmol Trolox/L mẫu lỏng. 1.4.8.5. Phương pháp FRAP. Nguyên tắc xác định hoạt tính chống oxy hĩa của phương pháp này là dựa trên khả năng của các chất chống oxy hố trong việc khử phức Fe3+-TPTZ [2,4,6- tripyridyl-s-triazine (TPTZ)] (màu tía) thành phức Fe2+-TPTZ (màu xanh) ở pH thấp. Khi đĩ, độ tăng cường độ màu xanh tỷ lệ với hàm lượng chất chống oxy hĩa cĩ trong nguyên liệu. Mức độ tăng cường độ màu này được đo ở bước sĩng 593nm 32
  41. Đồ án tốt nghiệp trong sự so sánh với chất chuẩn là dung dịch FeSO4 hay BHT (Butylated Hydroxy Toluene). Khi cho phức Fe3+-TPTZ vào mơi trường chứa chất chống oxy hĩa, các chất chống oxy hĩa sẽ nhường điện tử cho phức này và sinh ra Fe2+-TPTZ. Kết quả tính tốn là mmol Fe2+/g chất khơ. Do đĩ, khi kết quả tính tốn ra lớn thì chúng ta cĩ thể suy đốn rằng trong mơi trường phản ứng đĩ, số lượng các phân tử cĩ thể nhường điện tử là cao. Tuy nhiên, điều này khơng hồn tồn đúng vì một phân tử chất chống oxy hĩa cĩ thể khử nhiều phức Fe3+-TPTZ cùng lúc. Đây là hạn chế của phương pháp FRAP. 1.4.8.6. Phương pháp FTC. Mục đích của phương pháp này là khảo sát khả năng làm giảm sự peroxyde hĩa lipid của chất kháng oxy hĩa. Thơng thường, các gốc oxy tự do sẽ peroxyde hĩa lipid, tạo thành peroxyde. Peroxyde sẽ oxy hĩa Fe2+ thành Fe3+, phức của Fe3+ với SCN- cĩ giá trị hấp thu tối đa tại 500nm. Giá trị hấp thu cao đồng nghĩa với sự peroxyd hĩa lipid cao trong suốt quá trình ủ dung dịch. Mẫu dung dịch cĩ chứa chất kháng oxy hĩa sẽ cho giá trị độ hấp thu thấp hơn mẫu trắng khơng cĩ chất chống oxy hĩa. 1.4.8.7. Năng lực khử (Reducing power). Nguyên tắc xác định hoạt tính chống oxy hĩa của phương pháp này là dựa trên khả năng của các chất chống oxy hố trong việc khử phức K3Fe(CN)6 thành phức K4Fe(CN)6, phức này tác dụng với FeCl3 thành KFe[Fe(CN)6] (xanh Pruss). Khi đĩ, độ tăng cường độ màu xanh tỷ lệ với hàm lượng chất chống oxy hĩa cĩ trong nguyên liệu. Mức độ tăng cường độ màu này được đo ở bước sĩng 690nm và so sánh với chất chuẩn là dung dịch acid ascorbic. 33
  42. Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.9: Tĩm tắt đặc điểm các phương pháp đo khả năng chống oxy hĩa Tính khả thi trong các STT Phương pháp Đặc điểm Trang thiết bị hệ thống sinh học 1 ORAC + + + + + + 2 TRAP - - - - - + + + 3 FRAP + + + + + + - 4 TEAC + + - 5 DPPH + + - 6 FTC + + + + + + - 7 Năng lực khử +++ +++ + Chú thích: +, + +, + + +: mức độ đơn giản tăng dần; -, - -, - - -: mức độ phức tạp tăng dần 34
  43. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU GẠO LỨT NGÂM Khảo sát thời gian ngâm RỬA Xác định tỷ lệ nảy mầm Ủ Khảo sát nhiệt độ và ánh sáng ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm SẤY MẪU THÍ NGHIỆM GẠO Hàm lượng acid phenolic tổng MẦM Hàm lượng anthocyanins Khả năng kháng oxy hĩa Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu 35
  44. Đồ án tốt nghiệp 2.1. Vật liệu nghiên cứu 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được tiến hành tại: - Phịng thí nghiệm khoa Mơi trường- Cơng nghệ sinh học- Thực phẩm- Đại học Cơng nghệ TP.HCM - Phịng thí nghiệm hĩa học ĐH Bách Khoa TP.HCM. - Phịng thí nghiệm hĩa học của khu nơng nghiệp cơng nghệ. Thời gian: 3/2015-8/2015 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu Giống gạo được chọn làm thí nghiệm là gạo nương đỏ được thu mua ở vùng cao Tây Nguyên 2.1.3. Thiết bị và dụng cụ - Cân - Máy ly tâm - Dụng cụ thủy tinh dùng để phân tích - Tủ sấy - Máy đo mật độ quang phổ Spectrophotometer 2.1.4. Hĩa Chất - Nước cất - Methannol - Ethanol - Thuốc thử Folin-Ciocalteu - Acid gallic - NaCO3 7.5% - Ascorbic acid - DMSO - KCl - HCl - CH3COONa - CH3COONa.3H2O 36
  45. Đồ án tốt nghiệp 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp ngâm Cân 100g gạo lứt, rửa với nước cất 3 lần nhằm loại bỏ các chất bẩn bên ngồi hạt gạo và các hạt khơng đạt tiêu chuẩn. Ngâm gạo theo thời gian khảo sát, cứ sau 4 tiếng thì rửa và thay nước 1 lần. 2.2.2. Phương pháp ủ Sau khi ngâm, gạo được ủ 48 h trong hộp nhựa được đục lỗ 6 mặt và khống chế theo chu trình sinh học ngày đêm. Với điều kiện sáng: để gạo trong mơi trường cĩ ánh sáng đầy đủ. Với điều kiện tối: để gạo trong phịng tối khơng bật đèn. 2.2.3. Phương pháp chuẩn bị dịch trích. 2.2.3.1. Chuẩn bị các dịch tríchđể đo hàm lượng monomeric anthocyanin Các mẫu nguyên liệu được nghiền mịn qua rây kích thước 0,25mm. Cân 2g bột nguyên liệu cho vào bình tam giác cĩ nắp đậy, ngâm và lắc chiết mẫu trong 10 ml dung dịch 70% methanol. Hỗn hợp được lắc trong 4 giờ ở nhiệt độ phịng và sau đĩ ly tâm ở 12000vịng/phút trong 15 phút, lọc bằng giấy lọc, định mức bằng 50 ml dung mơi ethanol. Lấy 10ml dịch chiết pha lỗng với dung dịch đệm pH = 1,0 và pH = 4,5 trong bình định mức 50 ml để tiến hành đo hàm lượng momeric anthocyanin trên máy so màu UV bằng phương pháp pH vi sai ở bước sĩng 510 nm và 700 nm. 2.2.3.2 Chuẩn bị dịch trích để xác định hàm lượng acid phenolic và thử hoạt tính kháng oxy hĩa với gốc tự do DPPH. Các mẫu nguyên liệu được nghiền mịn qua rây kích thước 0,25mm. Cân 2g mẫu cho vào 20 ml dung dịch 80% methanol. Hỗn hợp được lắc trong 24 giờ ở nhiệt độ phịng và sau đĩ ly tâm ở 8000vịng/phút trong 25 phút, lọc bằng giấy lọc. Hỗn hợp sau lọc được bốc hơi dung mơi trong thiết bị cơ quay chân khơng ở 40oC. Mẫu thu nhận được bảo quản ở nhiệt độ -4oC a) Đối với mẫu thử hoạt tính kháng oxy hĩa với gốc tự do DPPH: Sau khi thu được cắn thơ và bảo quản ở nhiệt độ -4oC, trước khi tiến hành đo mẫu thì cân lại các mẫu chiết, hịa tan lại vào dung mơi methanol của từng mẫu sao cho cĩ nồng độ 100mg/ml. Từ đĩ pha lỗng thành các mẫu cĩ nồng độ thấp hơn (0,25 → 4 mg/ml) để phản ứng với thuốc thử DPPH và xác định giá trị IC50. 37
  46. Đồ án tốt nghiệp - Đối với mẫu dầu cám thu được sau quá trình trích ly, mẫu được pha lỗng cĩ nồng đồ thấp hơn để phản ứng với thuốc thử DPPH và xác định giá trị IC50. - Chuẩn bị hĩa chất: dung dịch DPPH.100 µM. Bảng 2.1: Bảng pha nồng độ của quy trình thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH (Đối với các mẫu cám, gạo, cơm). C (mg ml-1) Control 3 2 1 0,5 Mẫu (ml) 0 0,09 (90 µl) 0,06 (60 µl) 0,03 (30 µl) 0,015 (15 µl) EtOH (ml) 1,5 1,41 1,44 1,47 1,485 (1500 µl) (1414 µl) (1440 µl) (1440 µl) (1485 µl) . DPPH (ml) 1,5 (1500 µl) Bảng 2.2: Bảng pha nồng độ của quy trình thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH C (mg ml-1) Control 1 0,8 0,6 0,4 0,0325 0,026 0,0195 0,013 Mẫu (ml) 0 (32,5 µl) (26 µl) (19,5 µl) (13 µl) 1,5 1,4675 1,480 1,487 1,493 EtOH (ml) (1500 µl) (1467 µl) (1440 µl) (1440 µl) (1485 µl) . DPPH (ml) 1,5 (1500 µl) 38
  47. Đồ án tốt nghiệp V1 µL mẫu V2 µL EtOH 1500 µL dung dịch mẫu • -1500 µL DPPH trong EtOH Dung dịch sau ủ Đo quang (λ = 517 nm) Hình 2.2: Quy trình thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH Tương ứng với mỗi nồng độ mẫu thử ta làm một mẫu trắng (blank). Mẫu trắng tương tự như mẫu thử nhưng thay VDPPH. Bằng VEtOH. -1 Trường hợp những mẫu thử cĩ hoạt tính rất mạnh IC50< 1 mg mL (đối với mẫu -1 ướt), IC50< 0,01 mg mL (đối với mẫu khơ), thì pha lỗng dung dịch mẫu xuống nồng độ thấp hơn khoảng 10 lần và tiến hành pha dung dịch để thử hoạt tính tương tự như -1 bảng trên với nồng độ mẫu thử (0,025 → 0,4 mg ml ) để xác định IC50. Để cĩ cơ sở đánh giá hoạt tính của những mẫu khảo sát, thí nghiệm đã sử dụng BHA và acid ascorbic làm chất chuẩn, vì đây là chất cĩ hoạt tính mạnh đối với gốc tự do được sử dụng làm chất chuẩn trong một số tài liệu tham khảo. b) Đối với mẫu thử xác định acid phenolic:Sau khi thu được cắn thơ và bảo quản ở nhiệt độ 0oC, trước khi tiến hành đo mẫu thì cân lại các mẫu chiết, hịa tan lại vào dung mơi methanol, pha lỗng các mẫu xuống nồng độ phù hợp để giá trị mật độ quang đo được nằm trong khoảng 1/3 – 2/3 đường chuẩn của từng mẫu. Quy trình dựng đường chuẩn của acid gallic để xác định tổng hàm lượng polyphenol. 39
  48. Đồ án tốt nghiệp Dung dịch mẫu thử 600µL thuốc thử Folin-Ciocalteau (1:5) - Lắc đều - Để yên 5 phút 800 µL dung dịch Na2CO3 10% (w/v) - Thêm nước cất đến 3000µL - Lắc đều - Ủ 30 phút trong bĩng tối Đo mật độ quang ở 737 nm Hình 2.3. Quy trình xây dựng đường chuẩn acid gallic. Từ dung dịch acid gallic gốc 1000 µg mL-1pha dãy chuẩn acid gallic với nồng độ như bảng sau. Bảng 2.3:Bảng pha nồng độ xây dựng dãy chuẩn acid gallic. C(µg mL-1) Blank 1 2 4 6 8 10 15 20 V(µL) 0 30* 60* 120* 180* 240* 30 45 60 V1 (µL) 600 V2 (µL) 800 V3 (µL) 1600 1570 1540 1480 1420 1360 1570 1555 1540 Ghi chú: V1: thuốc thử folin-ciocalteau (1:5), V2: dung dịch Na2CO3 10%, V3: nước cất , (*): thể tích acid gallic rút từ chuẩn trung gian 100 µg mL-1, ( ): thể tích acid gallic 1000 µg mL-1. 2.2.4. Phương pháp sấy đến khối lượng khơng đổi Sấy cốc cho khơ và cân khối lượng cốc (m) Cân 3g nguyên liệu vào cốc và cân với độ chính xác 0.0001g. Cốc cĩ mẫu trước sấy cĩ khối lượng m1 40
  49. Đồ án tốt nghiệp Đặt cốc vào tủ sấy đã đạt nhiệt độ 1050C, bắt đầu tính thời gian khi tủ sấy đạt nhiệt độ trên. Sấy trong 3 giờ + 5 phút, đậy nắp, lấy cốc ra làm nguội trong bình hút ẩm về nhiệt độ phịng trong 20 phút rồi cân. Sấy lại hơn 1 giờ nữa và cân lại với độ chính xác 0.0001g. Sấy cho đến khi khối lượng khơng đổi, ta được giá trị m2 là khối lượng cốc và mẫu sau sấy. Độ ẩm (W %) của nguyên liệu được tính theo cơng thức sau: = × , % − Trong푾 đĩ − m0: khối lượng của cốc , g m1: khối lượng mẫu trước khi sấy, g. m2: khối lượng mẫu sau khi sấy, g. 2.2.5. Phương pháp xác định hàm lượng monomeric anthocyanin Hàm lượng monomeric anthocyanin được xác định bằng phương pháp pH vi sai (AOAC 2005.02). Phương pháp pH vi sai dựa trên nguyên tắc chất màu anthocyanin thay đổi theo pH. Tại pH = 1 các anthocyanin tồn tại ở dạng oxonium hoặc flavium cĩ độ hấp thụ cực đại, cịn ở pH = 4,5 thì chúng lại ở dạng carbinol khơng màu. Đo mật độ quang của mẫu tại pH=1 và pH=4,5 tại bước sĩng hấp thụ cực đại 510nm, so với độ hấp thụ tại bước sĩng 700 nm Dựa trên cơng thức của định luật Lambert-Beer Io lg = ε.l.C I Io Trong đĩ: lg : Đặc trưng cho mức độ ánh sáng yếu dần khi đi qua dung dịch I hay cịn gọi là mật độ quang, ký hiệu là A I: Cường độ ánh sáng sau khi đi qua dung dịch; I0: Cường độ ánh sáng chiếu vào dung dịch; C: Nồng độ chất nghiên cứu, mol/l; l: Chiều dày của lớp dung dịch mà ánh sáng đi qua; ε: Hệ số hấp thụ phân tử, mol-1 cm-1 41
  50. Đồ án tốt nghiệp Hàm lượng monomeric anthocyanin tương đương hàm lượng cyanidin-3- glucoside, mg/L và được tính theo cơng thức: Trong đĩ: A = (Aλ510.pH=1 – A700nm.pH=1) - (Aλ510.pH= 4,5 – A700nm.pH= 4,5) Với Aλ510, A700nm: Độ hấp thụ tại bước sĩng cực đại 510 và 700nm, ở pH = 1 và pH = 4,5. MW: khối lượng phân tử của cyanidin-3-glucoside (cyd-3-glu) = 449.2 g/mol; DF = hệ số pha lỗng; ε = 26,900, (L x mol–1 x cm–1), đối với cyd-3-glu; L = 1, chiều dày cuvet, cm; 103= hệ số chuyển đổi g thành mg. Từ đĩ tính được hàm lượng monomeric anthocyanin theo phần trăm: a % monomeric anthocyanin = 100% m(100 − w).10−2 Trong đĩ: a: Lượng anthocyanin tính được theo cơng thức trên, mg; m: Khối lượng nguyên liệu ban đầu, mg; w: Độ ẩm nguyên liệu, %. 2.2.6. Phương pháp xác định tổng hàm lượng acid phenolic Hàm lượng acid phenolic được xác định bằng phương pháp Folin-Ciocalteau. Đây là phương pháp đo màu dựa vào phản ứng oxy hĩa khử giữa các hợp chất polyphenol với thuốc thử Folin-Ciocalteau (hỗn hợp của phosphomolybdat và phosphotungstat). Ở mơi trường kiềm, thuốc thử sẽ oxy hĩa các hợp chất polyphenol và sinh ra các acid heteroply cĩ màu xanh da trời cĩ cực đại hấp thu ở 737 nm. Tổng hàm lượng polyphenol sẽ được tính bằng cách quy về lượng tương đương với chất chuẩn acid gallic, kết quả được biểu diễn bằng số mg acid gallic g-1 mẫu khơ. Thuốc thử Folin-Ciocalteau: 3H2O.P2O5.13WO3.5MoO3.10H2O Acid galic C6H2(OH)3COOH 42
  51. Đồ án tốt nghiệp Hình 2.4. Cơng thức cấu tạo của acid gallic. Phương trình phản ứng: C7H6O5 (acid gallic) VI 3- V VI 7- [PMo 12O40] [P Mo 4Mo 8O40] Na2CO3 Màu xanh λmax = 737 nm. 2.2.7. Phương pháp xác định khả năng kháng oxy hĩa Khả năng kháng oxy hĩa được xác định bằng phương pháp ức chế gốc tự do DPPH. (Michael Antolovich, 2002). Phương pháp thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH• tương đối đơn giản, nhanh chĩng và dễ ổn định. DPPH• (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) là gốc tự do cĩ màu tím giống màu của KMnO4, khơng tan trong nước, nhưng tan trong ethanol, methanol. Dung dịch DPPH•cĩ cực đại hấp thu tại bước sĩng 517 nm, và sản phẩm khử của nĩ là 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazin (DPPH-H). a) Phương trình phản ứng: DPPH (màu tím) DPPH : H (màu vàng cam nhạt) b) Ph ần trăm ứ c chế và giá trị IC50 Khả năng chống oxi hĩa của các hợp chất được tính dựa trên phần trăm ức chế. 43
  52. Đồ án tốt nghiệp ( ) (%) = 1 × 100 (A0 ) − 푄 � − � Trong đĩ: A là độ hấp thu của dung dịch chứa− mẫu thử A0 là độ hấp thu của DPPH khi khơng cĩ mẫu Ac là độ hấp thu của dung dịch chứa chất đối chiếu chế được xác định theo cơng thức: Mỗi mẫu ban đầu được thử với 4 nồng độ khác nhau: 100, 50, 25, 10 µM (hoặc µg ml- 1). Mỗi nồng độ được tiến hành 3 lần, ứng với mỗi nồng độ ta tính được 3 giá trị phần trăm ức chế. Lấy trung bình 3 giá trị I(%) từ đĩ ta tính được giá trị phần trăm ức chế trung bình ứng với từng nồng độ khảo sát. Nếu mẫu thử cĩ hoạt tính khá mạnh sẽ thử -1 tiếp ở các nồng độ thấp hơn 10, 5, 2, 1 µM (hoặc µg ml ) để tìm ra giá trị IC50. Giá trị IC50: IC50 là một giá trị dùng để đánh giá khả năng ức chế mạch hoặc yếu của mẫu khảo sát. IC50 được định nghĩa là nồng độ của mẫu mà tại đĩ nĩ cĩ thể ức chế 50% gốc tự do hoặc enzym. Mẫu cĩ hoạt tính càng cao thì giá trị IC50 càng thấp. c) Cách xác định IC50 - Tiến hành khảo sát hoạt tính của mẫu ở nhiều nồng độ khác nhau. - Đối với những mẫu cĩ hoạt tính biến thiên tuyến tính theo nồng độ, ta dựng đường thẳng y = ax + b qua tất cả các điểm (với y là phần trăm ức chế, x là nồng độ). - Đối với những mẫu cĩ hoạt tính phi tuyến tính theo nồng độ, một cách gần đúng, chúng ta chọn 2 nồng độ ức chế trên và dưới 50% và cũng tiến hành vẽ đường thẳng y = ax + b. - Sau khi dựng được đường thẳng y = ax + b với 2 hệ số a và b đã biết. Thay y = 50% vào phương trình ta sẽ tính được giá trị x, đĩ chính là giá trị IC50. 50 − b IC50 = a 2.2.8. Phương pháp xử lý số liệu Tất cả các dữ liệu được thể hiện là giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn của 3 lần đo. Sự tương quan giữa khả năng chống oxy hĩa và hàm lượng tổng acid phenolic được thực hiện bằng cách sử dụng loại biểu đồ thể hiện mối tương quan và hồi quy trong chương trình Excel (Microsoft Excel 2007). 44
  53. Đồ án tốt nghiệp 2.3. Bố trí thí nghiệm. 2.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát thời gian ngâm để gạo lứt hút nước đạt độ ẩm thích hợp. 2.3.1.1. Mục đích. Xác định thời gian ngâm để hạt đạt độ ẩm thích hợp. 2.3.1.2. Thơng số cố định Tỷ lệ gạo : nước (w/w) là 1 : 2 2.3.1.3. Thơng số khảo sát: Thời gian (h) Độ ẩm (%) 0 2 4 6 8 10 12 2.3.1.4. Hàm mục tiêu Độ ẩm hạt gạo sau khi ngâm đạt 30-31% 2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát hàm lượng anthocyanin của gạo mầm ở các điều kiện nảy mầm khác nhau 2.3.2.1. Mục đích Xác định hàm lượng Anthocyanin trong gạo mầm 2.3.2.1. Thơng số cố định Thời gian ngâm gạo: 10h Thời gian ủ gạo: 48h 2.3.2.2. Thơng số khảo sát Ánh sáng: 50% sáng 50% tối, 100% sáng Nhiệt độ: 10OC, 20OC, 30OC 45
  54. Đồ án tốt nghiệp Ánh sáng Nhiệt độ ủ (OC) Anthocyanin Gạo lứt 10 50% sáng 50% 20 tối 30 10 100% sáng 20 30 2.3.2.3. Hàm mục tiêu Hàm lượng anthocyanin 2.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát hàm lượng polyphenol của gạo mầm ở các điều kiện nảy mầm khác nhau 2.3.3.1. Mục đích Xác định hàm lượng Polyphenol trong gạo mầm 2.3.3.1. Thơng số cố định Thời gian ngâm gao: 10h Thời gian ủ gạo: 48h 2.3.3.2. Thơng số khảo sát Ánh sáng: 50% sáng 50% tối, 100% tối Nhiệt độ: 10OC, 20OC, 30OC Ánh sáng Nhiệt độ ủ (OC) Polyphenol tổng Gạo lứt 10 50% sáng 50% tối 20 30 10 100% sáng 20 30 46
  55. Đồ án tốt nghiệp 2.3.3.3. Hàm mục tiêu Hàm lượng polyphenol 2.3.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng kháng oxy hĩa của gạo mầm ở các điều kiện nảy mầm khác nhau 2.3.4.1. Mục đích Xác định khả năng kháng oxy hĩa của gạo mầm 2.3.4.2. Thơng số cố định Thời gian ngâm gao: 10h Thời gian ủ gạo: 48h 2.3.4.3. Thơng số khảo sát Ánh sáng: 50% sáng 50% tối, 100% tối Nhiệt độ: 10OC, 20OC, 30O Ánh sáng Nhiệt độ ủ (OC) %DPPH Gạo lứt 10 50% sáng 50% 20 tối 30 10 100% sáng 20 30 2.3.4.4. Hàm mục tiêu Phần trăm gốc tự do DPPH bị ức chế Chỉ số IC50 47
  56. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả khảo sát thời gian ngâm để gạo lứt hút nước đạt độ ẩm thích hợp (30-31%) Gạo được ngâm trong nước cất với tỷ lệ 2 : 1, trong các khoảng thời gian khác nhau 2h, 4h, 6h, 8h, 10h, 12h. Độ ẩm 35.00 31.51 31.73 29.96 30.92 28.04 30.00 27.16 25.00 20.00 Độ ẩm 15.00 11.33 10.00 5.00 0.00 0h 2h 4h 6h 8h 10h 12h Hình 3.1. Sự thay đổi về độ ẩm của hạt gạo qua các khoảng thời gian ngâm. Qua bảng 3.1 ta thấy được độ ẩm của hạt tăng dần qua các khoảng thời gian ngâm. Qua hình 3.1 ta thấy độ hút nước của hạt trong thời gian ngâm khơng đồng đều Trong 2 giờ đầu, độ ẩm của hạt gạo tăng nhanh do tốc độ hút nước nhanh, áp suất thẩm thấu lớn, chênh lệch giữa độ ẩm trong hạt và ngồi hạt cao nên độ ẩm được chuyển nhanh vào trong hạt. Trong khoảng thời gian từ 2 giờ đến 12 giờ, tốc độ hút nước của hạt gạo thấp hơn so với 2 giờ ngâm đầu do lúc này các phân tử tinh bột hút nước trương nở làm khoảng cách giữa các phân tử nhỏ lại nên hút ẩm chậm lại. Sau khoảng 8-10h ngâm độ ẩm của hạt gạo thay đổi rất ít, đạt được độ ẩm 30-31% thích hợp cho quá trình nảy mầm, vì nếu ngâm hạt càng lâu trong nước sẽ làm mất nhiều các chất dinh dưỡng tan trong nước. Theo Bello et al 2004 và Wijngaard và cộng sự,2005. Giai đoạn đầu ngâm gạo lúc 0- 2 giờ hấp thụ nước tăng nhanh chĩng lên do sự hấp thụ vào phơi của hạt. Sau đĩ 2- 5 giờ, hạt gạo hấp thụ nước từ từ và đến một trạng thái cân bằng hoặc bão hịa. 48
  57. Đồ án tốt nghiệp Độ ẩm sau khi 5 giờ thay đổi khơng đáng kể và tỷ lệ hấp thụ là rất chậm. Kết quả này phù hợp với kết qủa của thí nghiệm 1. 3.2. Hàm lượng anthocyanin Anthocyanin (mg/100g) 2.50 2.30 2.00 1.50 1.00 Anthocyanin (mg/100g) 0.45 0.47 0.34 0.38 0.50 0.26 0.28 0.00 10 20 30 10 20 30 Control 50% sáng 50% tối 100% sáng Hình 3.2. Hàm lượng anthocyanin trong gạo lứt nảy mầm ở các điều kiện ánh sáng và nhiệt độ khác nhau Hàm lượng anthocyanin tăng dần khi nhiệt độ ủ giảm dần(30OC – 20OC – 10OC). Đối với điều kiện 50% sáng 50% tối, nhiệt độ thích hợp nhất để cĩ thể thu được hàm lượng anthocyanin tối ưu là khoảng 10 OC (0.45mg/100g) nhiều hơn 25% so với nhiệt độ 20 OC (0.34mg/100g)và 45% so với nhiệt độ 30 OC (0.26mg/100g). Hàm lượng anthocyanin ở 10 OC là 0.47mg/100g nhiều hơn 20% so với nhiệt độ 20 OC (0.38mg/100g) và 40% so với nhiệt độ 30 OC (0.28mg/100g). Hàm lượng anthocyanin ở mẫu nguyên liệu gạo là cao nhất 2,3 mg/100g, cao hơn gấp nhiều lần so với tất cả các mẫu gạo mầm. Trong hạt gạo, anthocyanin hầu hết tập trung ở lớp vỏ cám bên ngồi hạt. Do anthocyanin cũng tan trong nước nên trong quá trình ngâm hạt (10h) hầu hết hàm lượng anthocyanin đã hồ tan một phần vào nước ngâm gạo và bị rửa trơi một phần sau cơng đoạn ủ để chuyển sang cơng đoạn khác. Và ở điều kiện ủ 100% sáng cĩ hàm lượng anthocyanin cịn lại trong gạo mầm cao hơn so với gạo mầm ủ ở điều kiện 50% sáng 50% tối. Cĩ thể do các anthocyanin thường khơng bền khi tiếp xúc với tia tử ngoại, ánh sáng thấy được và các nguồn phát xạ khác 49
  58. Đồ án tốt nghiệp Hàm lượng anthocyanin của gạo lứt chủ yếu nằm ở phần vỏ cám của hạt gạo. vì thế sau khi qua quá trình ngâm ủ thì lượng anthocyanin bị giảm đáng kể do anthocyanin bị hịa tan trong nước. thời gian ngâm ủ càng lâu, lượng anthocyanin bị bào mịn càng lớn. sau khi ngâm ủ lượng anthocyanin thay đổi do điều kiện nhiệt độ là khơng đáng kể. theo đĩ, lượng anthocyanin sau khi ngâm ủ sẽ thu được cao nhất khi ở nhiệt độ 10 OC giảm dần khi tăng dần nhiệt độ 3.3. Hàm lượng Polyphenol 3.3.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn Acid Gallic Bảng 3.2: Nồng độ đường chuẩn acid gallic Ống nghiệm 1 2 3 4 5 Nồng độ (mg/ml) 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 OD 725nm 0.13 0.251 0.374 0.485 0.584 Đường chuẩn Acid Gallic 0.7 y = 11.88x + 0.0087 R² = 0.9989 0.6 0.5 0.4 OD 725nm 0.3 Linear (OD 725nm) 0.2 0.1 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Hình 3.3. Đường chuẩn acid gallic Để xác định hàm lượng polyphenol, tiến hành xây dựng đồ thị chuần của acid gallic, kết quả cho thấy quan hệ giữa nồng độ và giá trị mật độ quang của acid gallic là rất chặt, cĩ độ tin cậy cao. 50
  59. Đồ án tốt nghiệp 3.3.2. Hàm lượng Polyphenol ở điều kiện nhiệt độ và ánh sáng khác nhau Polyphenol tổng (mg GEA/g) 0.90 0.80 0.76 0.70 0.62 0.57 0.59 0.60 0.50 0.43 0.40 0.29 Polyphenol tổng 0.30 (mg GEA/g) 0.18 0.20 0.10 0.00 10 20 30 10 20 30 Control 50% sáng 50% tối 100% sáng Hình 3.4. Hàm lượng polyphenol tổng trong gạo lứt nảy mầm ở các điều kiện ánh sáng và nhiệt độ khác nhau Đối với điều kiện 50% sáng 50% tối, nhiệt độ thích hợp nhất để cĩ thể thu được hàm lượng polyphenol cao nhất là khoảng 10 OC (0.76mg GEA/g) nhiều hơn 25% so với nhiệt độ 20 OC (0.57mg GEA/g) và 44% so với nhiệt độ 30 OC (0.43mg GEA/g). Kết quả này cĩ thể do các hợp chất polyphenol dễ tan trong nước ở nhiệt độ cao nên ở nhiệt độ càng cao polyphenol càng dễ bị thất thốt do bị cuốn trơi trong quá trình rửa sau cơng đoạn ủ. Đối với điều kiện 100% sáng, hàm lượng polyphenol trong mẫu gạo mầm cao nhất là khoảng 100C – 200 C(khoảng từ 0.59mg GEA/g đến 0.62mg GEA/g) nhiều hơn 53% so với mẫu ủ ở nhiệt độ 300C (0.29mg GEA/g).Tương tự như ở điều kiện 50% sáng 50% tối kết quả này cĩ thể do một số hợp chất polyphenol dễ tan trong nước ở nhiệt độ cao nên ở nhiệt độ càng cao polyphenol càng dễ bị thất thốt do bị cuốn trơi trong quá trình rửa sau cơng đoạn ủ. Lớp cám gạo khi ủ ở nhiệt độ cao sẽ làm cho thành tế bào mềm đi nên rất dễ làm thất thốt các hợp chất kháng oxy hĩa do các hợp chất này dễ tan trong nước. Hàm lượng polyphenol tổng trong mẫu gạo mầm với điều kiện ủ 50% sáng 50% tối, 10OC cao nhất 51
  60. Đồ án tốt nghiệp Hàm lượng polyphenol của nguyên liệu gạo lứt ban đầu là 0,18 mg GEA/g sau quá trình nảy mầm thì hàm lượng polyphenol tăng dần theo thời gian. Theo nghiên cứu của M. Duenas và cộng sự, 2009 thì các chất flavonoid được tích lũy và làm giàu trong hạt mầm trong suốt quá trình nảy mầm. Do đĩ hạt được ủ dù dưới hình thức sáng hay tối thì hàm lượng polyphenol đều cao hơn so với mầm hạt gạo lức ban đầu. Theo hình 3.4 thì hàm lượng polyphenol cao nhất sau khi ủ trong điều kiện 50% sáng 50% tối là ở nhiệt độ 10OC (0,76mg GEA/g) và trong điều kiện 100% sáng ở nhiệt độ 10OC là (0,62 mg GEA/g). Theo nhận thấy thì nhiệt độ càng thấp hàm lượng polyphenol càng cao mà trong điều kiện 100% sáng ở nhiệt độ 200C cho hàm lượng polyphenol cao nhất cĩ thể là do sai số trong thí ngiệm hoặc là do thất thốt trong quá trình rửa. 3.4. Khả năng kháng oxy hĩa 100.00 % DPPH 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 % DPPH 30.00 20.00 10.00 0.00 10 20 30 10 20 30 Control 50% sáng 50% tối 100% sáng Hình 3.5. Khả năng bắt gốc tự do DPPH của gạo mầm được ủ ở các điều kiện sáng và nhiệt độ khác nhau Đối với điều kiện 50% sáng 50% tối, nhiệt độ thích hợp nhất để cĩ thể thu được khả năng kháng oxy hĩa tối ưu là khoảng 100C (96.95% DPPH) nhiều hơn khoảng 1% so với nhiệt độ 200C (96.09% DPPH) và 3% so với nhiệt độ 300C(93.90% DPPH). Cả 3 điều kiện đều cho khả năng bắt gốc tự do DPPH > 90%. Kết quả cho ta thấy khả 52
  61. Đồ án tốt nghiệp năng kháng oxy hĩa các mẫu trong điều kiện này tỉ lệ thuận với hợp chất polyphenol đã được xác định Đối với điều kiện 100% sáng, nhiệt độ cho khả năng bắt gốc tự do DPPH tốt nhất là 200C (96.54% DPPH) nhiều hơn khoảng 20% so với nhiệt độ 100C (77.36% DPPH) và 42% so với nhiệt độ 300C (54.41% DPPH). Kết quả này cĩ thể do ngồi polyphenol trong gạo mầm cịn cĩ nhiều hợp chất kháng oxy hĩa khác như là vitamin E, GABA và những yếu tố này trong các điều kiện ủ khác nhau sẽ làm tăng khả năng kháng oxy hĩa của gạo mầm khác nhau hoặc là sai số trong quá trình thí nghiệm hoặc là do ngồi quá trình tích lũy polyphenol của gạo mầm thì ở điều kiện sáng nhiệt độ 200C cĩ thể xuất hiện hợp chất cĩ khả năng kháng oxy hĩa khác mà nghiên cứu chưa xác định được Ta thấy khả năng bắt gốc tự do DPPH trong mẫu gạo mầm ở 50% sáng 50% tối ở nhiệt độ 100C cho khả năng kháng oxy hĩa cao nhất( 96.95%). Trong cùng điều kiện ủ 50% sáng 50% tối mà ở 2 nhiệt độ khác nhau 200C, 300C cũng cho khả năng bắt gốc tự do DPPH cao. Trong khi đĩ ở điều kiên ủ 100% sáng thì khả năng bắt gốc tự do DPPH khơng cao bằng ở điều kiện 50% sáng 50% tối. Theo nghiên cứu của You-Tung Lin, 2015 thì gạo mầm được ủ trong điều kiện tối bắt gốc tự do DPPH cao hơn so với gạo mầm được ủ trong điều kiện sáng. Kết quả trên phù hợp với nghiên cứu của ơng You-Tung Lin, 2015. Điều đĩ chứng tỏ mẫu gạo mầm được ủ trong điều kiện tối cho khả năng kháng oxy hĩa cao. 3.4.1. Xác định giá trị IC50 Trong các mẫu gạo mầm, ta chọn mẫu cĩ khả năng kháng oxy hĩa thích hợp O (100% sáng, 20 C) để xác địch chỉ số IC50 IC50= 0.168484mg GEA/g 53
  62. Đồ án tốt nghiệp 100 90 80 70 60 50 % Q 40 30 20 10 0 -10 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 logC Hình 3.6. Đường biểu diễn khả năng kháng oxy hĩa IC50 là một giá trị dùng để đánh giá khả năng ức chế mạch hoặc yếu của mẫu khảo sát. IC50 được định nghĩa là nồng độ của mẫu mà tại đĩ nĩ cĩ thể ức chế 50% gốc tự do hoặc enzym. Mẫu cĩ hoạt tính càng cao thì giá trị IC50 càng thấp. Theo kết quả nghiên cứu của Đặng Minh Nhật, 2010 giá trị IC50 của bột chiết chè xanh là 0.0153 mg/g và của BHT là 0.0227 mg/g. So sánh các giá trị IC50 ta cĩ thể thấy gạo mầm cĩ hoạt tính kháng oxy yếu hơn bột chiết xuất chè xanh và BHT. 3.5. Hàm lượng GABA Bảng 3.3: Hàm lượng GABA của một số mẫu gạo mầm Điều kiện ủ Hàm lượng GABA (mg/kg) 100% Sáng 30OC 101.76 50% sáng 50% tối 30OC 85.9 100% Sáng 20OC 175.5 54
  63. Đồ án tốt nghiệp GABA (mg/kg) 200 175.5 180 160 140 120 101.76 100 85.9 90.94 80 GABA (mg/kg) 60 40 20 0 100% sáng 30 50% sáng 50% 100% tối 30 100% Sáng 20 tối 30 Hình 3.7. Hàm lượng GABA của một số mẫu gạo mầm Mẫu gạo mầm 100% sáng 20OC cho kết quả hàm lượng GABA cao nhất (175.5 mg/kg), cao hơn 42% so với mẫu 100% sáng 30OC và 51% so với mẫu 50% sáng 50% tối 30OC. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của You-Tung Lin. Hàm lượng GABA tăng ở mức tối thiểu là 15 lần từ 7,9 mg/kg ởgạo lứt đến 123,7 mg/kg ở gạo lứt nảy mầm trong điều kiện 26OC trong 24h (You-Tung Lin, 2015). Điều đĩ chứng tỏ ánh sáng cĩ thể tăng tích lũy GABA. 55
  64. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Thời gian ngâm gạo lứt 10 giờ, độ ẩm 30-31%. Hàm lượng anthocyanin trong mẫu ủ ở điều kiện 50% sáng 50% tối thì thấp hơn mẫu ở điều kiện 100% sáng. Hàm lượng polyphenol tổng trong mẫu ủ ở điều kiện 50% sáng 50% tối thì cao hơn mẫu ở điều kiện 100% sáng. Khả năng bắt gốc tự do DPPH trong mẫu ủ ở điều kiện 50% sáng 50% tối thì cao hơn mẫu ở điều kiện 100% sáng. Nhiệt độ càng cao thì khả năng kháng oxy hĩa càng thấp. 4.2 Kiến nghị Để gĩp phần hồn thiện hơn cho bài viết khả năng kháng oxy hĩa của gạo mầm đạt nhiều kết quả tối ưu, một vài đề nghị để tiến hành cho thí nghiệm tiếp theo như sau: Khảo sát tỷ lệ nảy mầm của gạo mầm Thêm nhiều mẫu đối chứng Khảo sát thêm nhiều điều kiện ủ, ngâm để tìm ra mẫu tối ưu chính xác nhất. Khảo sát thêm từ các giống lúa phổ biến khác ở đồng bằng sơng Cửu Long Ngồi khảo sát hàm lượng GABA sinh ra, cần khảo sát thêm các chất cĩ hoạt tính sinh học khác như: gamma oryzanol, ferulic acid, phytat, vitamin E, flavonoids và các hợp chất phenolic khác. Khảo sát quá trình ngâm ủ trong mơi trường cĩ dung dịch đệm, khí quyển điều chỉnh ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm và khả năng kháng oxy hĩa. 56
  65. Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 1. Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, 2000. Một số vấn đề cần biết về gạo xuất khẩu - Viện lúa Đồng bằng sơng Cửu Long. Nhà xuất bản Nơng Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh. 2. Dương Thị Phượng Liên, Hà Thanh Tồn, 2010. Cơng nghệ sau thu hoạch ngũ cốc. 3. Đặng Minh Nhật, 2010. Nghiên cứu thu nhận chế phẩm chống oxy hĩa tự nhiên từ lá chè già. 4. Nguyễn Viết Cường và cộng sự, 2010. Báo cáo nghiệm thu kết quả chọn lọc tạo dịng thuần giống lúa Huyết Rồng. Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm nơng nghiệp Đồng Tháp Mười 5. Lê Dỗn Diên, 2002. Cơng nghệ sau thu hoạch thuộc ngành nơng nghiệp Việt Nam trong xu thế hội nhập và tồn cầu hĩa. Nhà xuất bản Nơng nghiệp Hà Nội. 6. Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tơn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà – Cơng nghệ chế biến thực phẩm – NXB Đại học Quốc Gia TPHCM 2002. 7. Nguyễn Ngọc Đệ, 2008. Giáo trình cây lúa. Tủ sách Đại học Cần Thơ 8. Ngơ Xuân Mạnh, 2006. Giáo trình Hĩa sinh thực vật. Nhà xuất bản Nơng Nghiệp 9. Nguyễn Đức Lượng và cộng sự - Cơng nghệ enzyme - NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM 2004. 10. Nguyễn Nhật Minh Phương, 2011. Bài giảng chế biến lương thực. Khoa Nơng nghiệp và Sinh học ứng dụng, trường đại học Cần Thơ. 11. Vũ Quốc Trung, Bùi Quốc Huy, 1979. Bảo quản thĩc. Nhà xuất bản Nơng Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh. TÀI LIỆU TIẾNG ANH 12. Abe Y., Umemura S., Sugimoto K.I., Hirawa N., Kato Y., Yokoyama N. Yokoyama T., Junichi I., Masao I (1995), “Effect of green tea rich in γ - aminobutyric acid on blood pressure of Dahl salt-sensitive rats”, American Journal of Hypertens 8(1), 74-79. 57
  66. Đồ án tốt nghiệp 13. Bewley, J.D. and Black, M., 1994. Seads: Physiology of Development and Germination. Plenum Press: New York 14. Chirinos Gallardo, 2008. Polyphenols from the Andean mashua (Tropaeolumtuberosum) tuber: Evaluation of genotypes, extraction, chemical characterization and antioxidant properties. Thèse doctorale de Université catholique de Louvain 15. Favier A., 2003. Le stess oxydant: Interete conceptuel et expérimental dans la compréhension des mécanismes des maladies et potentiel thérapeutique. L’actualite chimique, novembre-decembre 16. Fujino, Y., 1978. Rice Lipids. The American Association of Cereal chemists. Inc 17. Gardes-Albert M., Bonnefont-Rousselot D., Abedinzadeh Z. et Jore D., 2003. Especes reactives de L’oxygen. Comment l’oxygene peut-it devenir toxique. L’actualite chimique, novembre-decembre 18. Gallina-Toschi, Cerretani, Bendini, Bonoli-Carbognin, Lercker, 2005. Oxidative stability and phenolic content of virgin olive oil: An analytical approach by traditional and high resolution techniques. J. Sep. Sci 19. Huang D., Ou B., Hampsch Woodill M., Flannagan J.A. and Deemer E.K., 2002. Development and validation of oxygen radical absorbance capacity assay for lipophilic antioxidants using radomly methyllated beta-cyclodextrin as the solubility enhancer. Journal of agricultural and food chemistry 20. Jin Z., Mendu S.K., Birnir B. (2011), GABA is an effective immunomodulatory molecule, Amino Acids, 45. 87-94. 21. Jing, P. and Giusti, M.M., 2007. Effects of extractions on improving the yield and quality of an anthocyanin-rich purple corn (Zea mays L.) color extract. Journal of Food Science 22. Jovanovic S.V. and Simic M.G., 2000. Antioxidants in nutrition. Annals o the New York Academy of Science 23. Jon Wright and David Wickard, 1998. Biochemistry 321. The National Science Foundation. 58
  67. Đồ án tốt nghiệp 24. Juliano, O., 1872. Rice: Chemistry and Technology. The American association of cereal chemists, Inc, St. Paul. Minnesota. USA. 25. Kim, H.Y, et al., 2012, Chemical and functional in different parts of cereal chemists, Inc, St. Paul. Minnesota. USA 26. Kayahara H., Sugiura T. (2001), “Research on physiological function of GABA in recent years-improvement function of brain function and anti-hypertension”, Japanese Journal of Food development, 36(6). 4-6. Manjeet Singh, Madeleine Arseneault, Thomas Sanderson, Ven Murthy, And Charles Ramassamy, 2008. Challenges for Research on Polyphenols from Foods in Alzheimer’s Disease: Bioavailability, Metabolism, and Cellular and Molecular Mechanisms. J. Agric Food Chem 27. Mayer, A. M. and Poljakoff- Mayer, A., 1975. The Germination of Seed. Pergamin Press. Great Britian. 28. Massimo D’Archivio, Carmela Filesi, Roberta Di Benedetto, Raffaella Gargiulo, Claudio Giovannini and Roberta Masella, 2007. Polyphenols, dietary sources and bioavailability. Ann Ist Super Sanità. 29. Manjeet Singh,Madeleine Arseneault,Thomas Sanderson,Ven Murthy,And Charles Ramassamy, 2008. Challenges for Research on Polyphenols from Foods in Alzheimer’s Disease: Bioavailability, Metabolism, and Cellular and Molecular Mechanisms. J. Agric Food Chem Vol. 56, No. 13: p 4857 – 4858 30. Michael Antolovich, Paul D. Prenzler, Emilios Patsalides, Suzanne McDonald and Kevin Robards. (2002). Methods for testing antioxidant activity.The Analyst 127N. Muntana and Sprasong, 2010. Study on total contents and their antioxidant activities of Thai white, red and black rice bran extracts. Pakistan Journal of biological 31. M. Dueđas , T. Hernández, I. Estrella, D. Fernández, 2009. Germination as a process to increase the polyphenol content and antioxidant activity of lupin seeds (Lupinus angustifolius L.) 32. Nyein Nyein Htwe, Varit Srilaong, Krittika Tanprasert, Songsin Photchanachai, Sirichai Kanlayanarat and Apiradee Uthairatanakij, 2010. Low oxygen concentrations affecting antioxidant activity and bioactive compounds in 59
  68. Đồ án tốt nghiệp coloured rice. As. J. Food Ag-Ind.Pincemail J., Dafraigne, Meurisse M. et Limet R., 1998. Antioxydants et prévention des maladies cardiovasculaires, lere partie: la vitamine C. Medi-Sphere 33. Niki E., Noguchi N., Tsuchihashi H. and Gotoh N., 1995. Interaction among vitamin C, vitamin E, and beta-carotene. American Journal of Nutrition, 62 : p1322-1326. 34. Ridge, I., 1991. The regulation of plant growth, In I. Ridge (Ed). Plant hysiology p. 282-333. London: Hodder and Stoughton. 35. Shahidi, F and Naczk, M., 2004. Biosynthesis, classification and nomenclature of phenolics in food and nutraceuticals. In: Phenolics in food and nutraceuticals, F. Shahidi and M. Naczk. CRC Press, New York 36. Ueda Y., Doi T., Nagatomo K., Tokumaru J., Takaki M., Willmore L.J. (2007), “Effect of levetiracetam on molecular regulation of hippocampal glutamate and GABA transporters in rats with chronic seizures in-duced by amygdalar FeCl3 injection”, Brain Research, 1151. 55-61. 37. Vansant G., Pincemail J., Defraigne J.O., Van Camp J., Govens P et Hercberg S., 2004. Antioxidants et alimentation. Instiut Danone 38. Wrolstad, R. E., Durst, R. W., Giusti, M. M., and Rodriguez-Saona, L. E., 2002. Analysis of anthocyanins in nutraceuticals, In Ch. 4 In Quality Management of Nutraceuticals., C. T. Ho, and Q. Y. Zheng, eds. Washington D.C.: Am. Chem. Soc 39. You-Tung Lin, Cheng-Cheng Pao, Shwu-Tzy Wu, and Chi-Yue Chang, 2015. Effect of Different Germination Conditions on Antioxidative Properties and Bioactive Compounds of Germinated Brown Rice. TÀI LIỆU TỪ WEB 40. l%20value%20of%20rice%20and%20rice%20diets. 41. 60
  69. Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC Phụ lục A:Độ ẩm Thời gian ngâm Lần m0 m1 m2 W% 1 22.8751 27.9782 27.3965 11.40 0h 2 22.8513 27.9544 27.3502 11.84 3 22.2543 27.3574 26.8088 10.75 1 21.8753 27.9636 26.3000 27.32 2h 2 21.2034 27.2917 25.6491 26.98 3 21.8298 27.9181 26.2633 27.18 1 20.728 26.997 25.2373 28.07 4h 2 20.6133 26.8823 25.1195 28.12 3 20.8385 27.1075 25.3566 27.93 1 22.4006 28.5473 26.6893 30.23 6h 2 22.29 28.4367 26.6339 29.33 3 22.9402 29.0869 27.2238 30.31 1 22.8749 29.3499 27.3461 30.95 8h 2 22.838 29.313 27.3200 30.78 3 22.6377 29.1127 27.1042 31.02 1 21.8786 28.3642 26.3226 31.48 10h 2 21.7269 28.2125 26.1858 31.25 3 21.2947 27.7803 25.7185 31.79 1 20.7256 27.3493 25.2351 31.92 12h 2 20.983 27.6077 25.5196 31.52 3 20.2874 26.9121 24.8088 31.75 1
  70. Đồ án tốt nghiệp Sự thay đổi về độ ẩm của hạt gạo qua các khoảng thời gian ngâm Thời gian ngâm Độ ẩm (W%) 0h 11.33a ± 0.548 2h 27.16b ± 0.171 4h 28.04c ± 0.098 6h 29.96d ± 0.544 8h 30.92e ± 0.123 10h 31.51f± 0.271 12h 31.73f ± 0.201 Summary Statistics for Do Am Thoi Count Average Standard Coeff. of Minimum Maximum Range Stnd. Gian deviation variation skewness 0h 3 11.33 0.548361 4.8399% 10.75 11.84 1.09 -0.399571 10h 3 31.5067 0.270986 0.860091% 31.25 31.79 0.54 0.310094 12h 3 31.73 0.200749 0.632678% 31.52 31.92 0.4 -0.313865 2h 3 27.16 0.17088 0.629161% 26.98 27.32 0.34 -0.367321 4h 3 28.04 0.0984886 0.351243% 27.93 28.12 0.19 -0.879314 6h 3 29.9567 0.544181 1.81656% 29.33 30.31 0.98 -1.19503 8h 3 30.9167 0.123423 0.399213% 30.78 31.02 0.24 -0.796685 Total 21 27.2343 6.85799 25.1815% 10.75 31.92 21.17 -3.64487 ANOVA Table for Do Am by Thoi Gian Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 939.111 6 156.518 1432.76 0.0000 Within groups 1.5294 14 0.109243 Total (Corr.) 940.64 20 2
  71. Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests for Do Am by Thoi Gian Method: 95.0 percent LSD Thoi Gian Count Mean Homogeneous Groups 0h 3 11.33 X 2h 3 27.16 X 4h 3 28.04 X 6h 3 29.957 X 8h 3 30.917 X 10h 3 31.507 X 12h 3 31.73 X Phụ lục B: Hàm lượng anthocyanin Cách tiến hành Chuần bị dung dịch đệm pH, pha dung mơi - Pha 0.025M KCl buffer, pH 1.0 Cân 1.86g KCl cho vào becher 1l, thêm nước cất đến 980 ml. Đo pH và chỉnh về pH 1.0 bằng HCl( ~6.3 ml). Sau đĩ, cho vào bình định mức ll bằng nước cất. - Pha 0.4M CH3COONa buffer pH 4.5 Cân 54.43g CH3COONa.3H2O cho vào bercher 1l thêm nước cất khoảng 960 ml Đo pH và chỉnh pH 4.5 bằng HCl(~ 20ml). Sau đĩ, định mức 1l bằng nước cất - Pha dung mơi EtOH:HCl 1%( 85:15) Pha HCl 1% từ HClđđ 37%(d~1.19g/ml) 10ml dd HClđđ + 430 ml nước cất 425 EtOH 96% +75 HCl 1% ta được 500 ml dung mơi HCl 1M(đđ luơn 1% ~3.5%) 84.3 ml HCl 37% được định mức 1000ml. Sau đĩ lắc. 3
  72. Đồ án tốt nghiệp pH=1 pH=4.5 Anthocyanin Nhiệt độ ủ Ánh sáng Lần Tổng (OC) 520nm 700nm 520nm 700nm (mg/100g) 1 0.786 0.382 1.001 0.635 2.15 Gạo lứt 2 0.748 0.382 0.967 0.642 2.32 3 0.762 0.381 0.978 0.64 2.44 1 0.639 0.29 0.832 0.492 0.38 10 2 0.64 0.301 0.823 0.493 0.38 3 0.625 0.292 0.814 0.495 0.60 1 0.955 0.479 1.222 0.752 0.26 50% sáng 50% tối 20 2 0.94 0.48 1.215 0.765 0.43 3 0.947 0.519 1.195 0.775 0.34 1 0.666 0.323 1.104 0.768 0.30 30 2 0.674 0.333 1.108 0.772 0.21 3 0.654 0.325 1.098 0.775 0.26 1 0.517 0.2 0.688 0.38 0.38 10 2 0.508 0.203 0.68 0.386 0.47 3 0.497 0.201 0.684 0.398 0.43 1 0.898 0.485 1.102 0.698 0.38 100% Tối 20 2 0.863 0.487 1.055 0.69 0.47 3 0.859 0.484 1.035 0.672 0.51 1 0.666 0.323 1.104 0.768 0.30 30 2 0.674 0.333 1.108 0.772 0.21 3 0.654 0.325 1.098 0.775 0.26 4
  73. Đồ án tốt nghiệp Bảng tổng hợp hàm lượng anthocyanin trong gạo lứt nảy mầm ở các điều kiện ánh sáng và nhiệt độ ủ khác nhau Nhiệt độ ủ (OC) 10 20 30 50% sáng 100% 50% sáng 100% 50% sáng 100% Ánh sáng 50% tối sáng 50% tối sáng 50% tối sáng Anthocyanin 0.45c ± 0.47c ± 0.34ab ± 0.38ab ± 0.26a ± 0.28a ± (mg/100g) 0.13 0.04 0.08 0.04 0.04 0.08 Gạo lứt 2.30d ± 0.15 Summary Statistics for Anthocyanin Nghiem Count Average Standard Coeff. of Minimum Maximum Range Stnd. Thuc deviation variation skewness 1 3 2.30333 0.145717 6.32634% 2.15 2.44 0.29 -0.359185 2 3 0.453333 0.127017 28.0185% 0.38 0.6 0.22 1.22474 3 3 0.343333 0.085049 24.7716% 0.26 0.43 0.17 0.12452 4 3 0.256667 0.0450925 17.5685% 0.21 0.3 0.09 -0.233933 5 3 0.426667 0.0450925 10.5686% 0.38 0.47 0.09 -0.233933 6 3 0.453333 0.0665833 14.6875% 0.38 0.51 0.13 -0.746586 7 3 0.246667 0.0450925 17.5685% 0.21 0.3 0.09 -0.233933 Total 21 0.641905 0.703617 109.614% 0.21 2.44 2.23 3.98596 ANOVA Table for Anthocyanin by Nghiem Thuc Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 9.79126 6 1.63188 207.19 0.0000 Within groups 0.110267 14 0.00787619 Total (Corr.) 9.90152 20 5
  74. Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests for Anthocyanin by Nghiem Thuc Method: 95.0 percent LSD Nghiem Count Mean Homogeneous Groups Thuc 7 3 0.246667 X 4 3 0.256667 X 3 3 0.343333 XX 5 3 0.426667 X 6 3 0.453333 X 2 3 0.453333 X 1 3 2.30333 X Phụ lục C: Hàm lượng Polyphenol Pha lỗng Lấy 1 ml dịch chiết cho vào ống nghiệm chứa 9 ml nước cất. Dịch pha lỗng này được sử dụng để xác định hàm lượng polyphenol tổng số. Xây dựng đường chuẩn acid gallic Đường chuần acid gallic được xây dựng trong khoảng nồng độ từ 10 đến 50 µg/ml (dung dịch chỉ sử dụng trong ngày) Bảng: Dung dịch chuẩn axit gallic pha lỗng Thể tích của dung dịch gốc Nồng độ của chất chuẩn Dung dịch chuẩn axit gallic axit gallic pha lỗng ml µg/ml A 1,0 10 B 2,0 20 C 3,0 30 D 4,0 40 6
  75. Đồ án tốt nghiệp E 5,0 50 Xác định hàm lượng polyphenol Dùng pipette chuyển 1 ml nước cất vào ống nghiệm 10 ml (nhắc lại 2 lần)-mẫu trắng. Dùng pipette chuyển 1 ml dịch chiết mẫu pha lỗng vào các ống nghiệm 10 ml (nhắc lại 2 lần) – mẫu phân tích. Dùng pipette cho 5 ml dung dịch Folin-ciocalteu 10% vào mỗi ống nghiệm và lắc đều. Sau khi cho Folin-ciocalteu 5 phút, tiếp tục cho 4 ml NaCO3 7.5% vào mỗi ống nghiệm, nút miệng ống, lắc đều. Để các ống phản ứng ở nhiệt độ phịng trong 60 phút sau đĩ đo mậ đơ quang ở 725 nm (cuvet 10 mm, của đối chứng là nước cất). Tính kết quả. Polyphenol tổng số trong dịch chiết được tính theo cơng thức sau : . = Trong đĩ : T : Polyphenol tổng số (GAE/g) C : Nồng độ của dịch chiết được tính từ đường chuẩn acid gallic (mg/ml) V : Thể tích dịch chiết (ml) M : Khối lượng dịch chiết (g) Bảng tổng hợp hàm lượng polyphenol tổng trong gạo lứt nảy mầm ở các điều kiện ánh sáng và nhiệt độ khác nhau Nhiệt độ ủ (OC) 10 20 30 50% sáng 100% 50% sáng 100% 50% sáng 100% Ánh sáng 50% tối sáng 50% tối sáng 50% tối sáng Polyphenol tổng 0.76e± 0.59d± 0.57d± 0.62d± 0.29b± 0.43c± 0.04 (mg GEA/g) 0.03 0.06 0.02 0.02 0.06 Control 0.18a± 0.03 7
  76. Đồ án tốt nghiệp Summary Statistics for Polyphenol Nghiem Count Average Standard Coeff. of Minimum Maximum Range Stnd. Thuc deviation variation skewness 1 3 0.181367 0.027801 15.3286% 0.1501 0.2033 0.0532 -0.947853 2 3 0.764233 0.0323444 4.23227% 0.7378 0.8003 0.0625 0.86364 3 3 0.568033 0.0211925 3.73086% 0.5484 0.5905 0.0421 0.417811 4 3 0.432467 0.033405 7.72429% 0.3942 0.4558 0.0616 -1.1382 5 3 0.659033 0.0243254 3.69107% 0.641 0.6867 0.0457 1.0625 6 3 0.524533 0.0106228 2.02519% 0.5147 0.5358 0.0211 0.421529 7 3 0.332633 0.0458611 13.7873% 0.2799 0.3632 0.0833 -1.17868 Total 21 0.494614 0.18909 38.2297% 0.1501 0.8003 0.6502 -0.517161 ANOVA Table for Polyphenol by Nghiem Thuc Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 0.702713 6 0.117119 132.40 0.0000 Within groups 0.0123838 14 0.000884555 Total (Corr.) 0.715097 20 Multiple Range Tests for Polyphenol by Nghiem Thuc Method: 95.0 percent LSD Nghiem Thuc Count Mean Homogeneous Groups 1 3 0.181367 X 7 3 0.332633 X 4 3 0.432467 X 8
  77. Đồ án tốt nghiệp 6 3 0.524533 X 3 3 0.568033 X 5 3 0.659033 X 2 3 0.764233 X Phụ lục D: Khả năng kháng oxy hĩa (DPPH) Thực hiện với mẫu thử ở nồng độ (C0/30) DPPH hồ tan trong dung mơi methanol ở nồng độ 6mM Dịch mẫu giữ nguyên ở nồng độ ban đầu C0 Cho 100μl dung dịch DPPH nồng độ 6mM vào 2800μl methanol, sau đĩ bổ sung 100μl dịch mẫu. Dung dịch được lắc đều, thực hiện phản ứng ở điều kiện nhiệt độ phịng trong thờ i gian 30 phút, rồi đem mẫu đo độ hấp thu ở bước sĩng μ = 517 nm. -Thực hiện với mẫu đối chiếu và mẫu trắng Hồ tan ascorbic acid (vitamine C) trong DMSO ở 8 nồng độ khác nhau. Mẫu đối chiếu (ascorbic acid): Cho 100μl dung dịch DPPH nồng độ 6mM vào 2800μl methanol, sau đĩ bổ sung 100μl dung dịch ascorbic acid Mẫu trắng: Cho 100μl DMSO vào 2900μl methanol Bảng tổng hợp khả năng bắt gốc tự do DPPH của gạo mâm được ủ ở các điều kiện sáng và nhiệt độ khác nhau Nhiệt độ ủ (OC) 10 20 30 50% sáng 100% 50% sáng 100% 50% sáng 100% Ánh sáng 50% tối sáng 50% tối sáng 50% tối sáng 96.95f± 77.36c± 96.09e± 96.54ef± 93.90d± 54.41b± % DPPH 0.13 0.26 0.07 0.11 0.37 0.26 Control 22.61a± 0.66 Summary Statistics for %DPPH Nghiem Count Average Standard Coeff. of Minimum Maximum Range Stnd. 9
  78. Đồ án tốt nghiệp Thuc deviation variation skewness 1 2 22.61 0.66468 2.93976% 22.14 23.08 0.94 2 2 96.95 0.127279 0.131283% 96.86 97.04 0.18 3 2 96.09 0.0707107 0.073588% 96.04 96.14 0.1 4 2 93.895 0.374767 0.399134% 93.63 94.16 0.53 5 2 88.62 0.494975 0.558536% 88.27 88.97 0.7 6 2 95.54 0.113137 0.118419% 95.46 95.62 0.16 7 2 51.655 1.03945 2.01229% 50.92 52.39 1.47 Total 14 77.9086 28.0726 36.0328% 22.14 97.04 74.9 -2.02694 ANOVA Table for %DPPH by Nghiem Thuc Source Sum of Squares Df Mean F-Ratio P-Value Square Between groups 10243.0 6 1707.16 6154.47 0.0000 Within groups 1.9417 7 0.277386 Total (Corr.) 10244.9 13 Multiple Range Tests for %DPPH by Nghiem Thuc Method: 95.0 percent LSD Nghiem Thuc Count Mean Homogeneous Groups 1 2 22.61 X 7 2 51.655 X 5 2 88.62 X 4 2 93.895 X 6 2 95.54 X 3 2 96.09 XX 10
  79. Đồ án tốt nghiệp 2 2 96.95 X 11
  80. Đồ án tốt nghiệp Phụ lục E: giá trị IC50 -Thực hiện với mẫu thử DPPH hồ tan trong dung mơi methanol ở nồng độ 6mM Hồ tan mẫu trong DMSO ở 8 nồng độ khác nhau. Cho 100μl dung dịch DPPH nồng độ 6mM vào 2800μl methanol, sau đĩ bổ sung 100μl mẫu thử (thực hiện lần lượt cho từng nồng độ) Dung dịch được lắc đều, thực hiện phản ứng ở điều kiện nhiệt độ phịng trong thời gian 30 phút, rồi đem mẫu đo độ hấp thu ở bước sĩng λ = 517 nm. Mỗi nồng độ mẫu được thử nghiệm lặp 3 lần để tính giá trị trung bình -Thực hiện với mẫu đối chiếu và mẫu trắng Hồ tan ascorbic acid (vitamine C) trong DMSO ở 8 nồng độ khác nhau. Mẫu đối chiếu (ascorbic acid): Cho 100μl dung dịch DPPH nồng độ 6mM vào 2800μl methanol, sau đĩ bổ sung 100μl dung dịch ascorbic acid Mẫu trắng: Cho 100μl DMSO vào 2900μl methanol. Cả hai dung dịch được lắc đều, thực hiện phản ứng ở điều kiện nhiệt độ phịng trong thời gian 30 phút, rồi đem mẫu đo độ hấp thu ở bước sĩng λ = 517 nm. Mỗi nồng độ chất đối chiếu được thử nghiệm lặp 3 lần để tính giá trị trung bình Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Blank 2.225 2.197 2.228 2.217 Vitamine C 0.074 0.074 0.073 0.074 Nồng độ (xCo) A1 A2 A3 Q1 Q2 Q3 Qtb 0.1000 0.138 0.136 0.133 96.998 97.091 97.231 97.107 0.0667 0.229 0.236 0.244 92.752 92.425 92.052 92.409 0.0333 0.822 0.817 0.816 65.080 65.313 65.360 65.251 0.0222 1.200 1.214 1.212 47.441 46.788 46.881 47.037 0.0167 1.463 1.461 1.465 35.169 35.262 35.075 35.169 12