TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
LÊ THỊ THANH TÂM
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN NẢY MẦM TỐI ƢU CHO
QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CÁC HỢP CHẤT
CHỨC NĂNG CỦA HAI GIỐNG GẠO LỨT
OM2517 VÀ MTL372
Cần Thơ, 12/2013
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
ii
Luận văn đính kèm với đề tài “Khảo sát điều kiện nảy mầm tối ƣu cho quá trình
hình thành các hợp chất chức năng của hai giống gạo lứt OM2517 và MTL372”
iv
LỜI CẢM TẠ
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Công Hà đã tận tình
hƣớng dẫn, quan tâm, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn
thành luận văn này.
Em xin thành thật biết ơn hội đồng bảo vệ luận văn và giáo viên phản biện đã đọc
và góp ý kiến quý báu để luận văn này thêm hoàn chỉnh.
Em xin chân thành cảm ơn tất cả quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực
phẩm đã truyền đạt cho em những kiến thức vô cùng hữu ích và quý báu trong
thời gian học tập và rèn luyện tại trƣờng.
Xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị trong phòng thí nghiệm, các bạn trong lớp
Công nghệ thực phẩm khóa 36 đã luôn giúp đỡ, động viên và đóng góp ý kiến
khi tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng con xin cảm ơn cha mẹ đã nuôi dƣỡng, bảo bọc và tạo mọi điều kiện
thuận lợi để con học tập và có đƣợc thành quả nhƣ ngày hôm nay.
Xin chân thành cảm ơn
Cần Thơ, ngày 09 tháng 12 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Thanh Tâm Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
v
TÓM LƢỢC
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
vi
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN iii
LỜI CẢM TẠ iv
TÓM LƢỢC v
MỤC LỤC vi
DANH SÁCH BẢNG viii
DANH SÁCH HÌNH ix
Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2
Chƣơng 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 3
2.1 NGUYÊN LIỆU 3
2.1.1 Giống lúa OM2517 3
2.1.2 Giống lúa MTL372 3
2.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GẠO LỨT 3
2.2.1 Thành phần hóa học 3
2.2.2 Công dụng của gạo lứt 8
2.3 QUÁ TRÌNH NẢY MẦM CỦA GẠO LỨT 9
2.3.1 Cơ sở của quá trình nảy mầm 9
2.3.2 Những biến đổi trong quá trình nảy mầm 9
2.3.3 Những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nảy mầm 9
2.4 CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN GẠO MẦM 10
Chƣơng 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 11
TÀI LIỆU THAM KHẢO 28
PHỤ LỤC Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
viii
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 4.1 Tỉ lệ hạt nguyên phôi sau quá trình tách vỏ của giống OM2517 18
Bảng 4.2 Kết quả nảy mầm theo thời gian và nhiệt độ của giống OM2517 21
Bảng 4.3 Kết quả nảy mầm theo thời gian và nhiệt độ của giống MTL372 21
Bảng 4.4 So sánh tỉ lệ nảy mầm của hai giống theo thời gian 21
Bảng 4.5 Kết quả nảy mầm theo thời gian ủ trong điều kiện yếm khí của giống
OM2517 22
Bảng 4.6 So sánh sự biến đổi hàm lƣợng amylose gạo mầm của giống OM2517
(tính trên căn bản khô) 23
Bảng 4.7 So sánh sự biến đổi hàm lƣợng protein gạo mầm của giống OM2517
(tính trên căn bản khô) 24
Bảng 4.8 So sánh sự biến đổi hàm lƣợng polyphenol gạo mầm của giống
OM2517 (tính trên căn bản khô) 24
Bảng 4.9 So sánh sự biến đổi hàm lƣợng GABA gạo mầm của giống OM2517
(tính trên căn bản khô) 25
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
tìm hiểu và đầu tƣ nghiên cứu.
Trong các loại thực phẩm từ nhiều nguyên liệu khác nhau thì gạo là một nguồn
nguyên liệu tự nhiên rất quan trọng và không thể thiếu cho một nửa dân số trên thế
giới, cơm nấu từ gạo rất dễ tiêu hóa, do đó năng lƣợng cung cấp nhanh chóng tới
các cơ quan giúp cơ thể đủ năng lƣợng để dự trữ và làm việc. Gạo lứt là một nguồn
thực phẩm rất giàu dinh dƣỡng so với gạo đã xát trắng, một số thành phần trong gạo
lứt còn có thể ngăn ngừa và điều trị một số bệnh, và cơm gạo lứt dần trở nên phổ
biến trong các bữa ăn của nhiều gia đình hiện nay.
Mặt khác, nƣớc Việt Nam là một nƣớc có nền kinh tế dựa vào nông nghiệp là chính
nhƣng gạo Việt Nam khó cạnh tranh lại các nƣớc khác trên thế giới vì chất lƣợng
gạo thấp, vì thế bên cạnh việc nâng cao chất lƣợng gạo bằng cách thay đổi phƣơng
thức sản xuất và thay đổi giống lúa, còn phải làm tăng giá trị dinh dƣỡng của các
loại gạo có chất lƣợng thấp bằng cách chế biến gạo lứt từ các giống gạo này. Tuy
nhiên gạo lứt mất hấp dẫn vì thời gian nấu lâu, cơm gạo lứt có cấu trúc cứng và có
vị không hấp dẫn nhƣ cơm gạo trắng. Để cải thiện chất lƣợng gạo lứt cần phải có
phƣơng pháp chế biến gạo lứt thích hợp tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng và
cảm quan cao làm tăng giá trị xuất khẩu. Quá trình nảy mầm của gạo lứt là phƣơng
pháp cải thiện chất lƣợng của gạo lứt, cơm gạo lứt mềm hơn. Quá trình này còn làm
thay đổi quan trọng về dinh dƣỡng nhƣ: hàm lƣợng chất xơ, vitamin, khoáng, và
hàm lƣợng γ-aminobutyric acid… Sau khi nảy mầm thì hàm lƣợng của một số hợp
chất sinh học tăng lên cần thiết cho sự phát triển và duy trì sự sống của con ngƣời.
Nghiên cứu sản phẩm gạo mầm có thể phát triển một sản phẩm mới có giá trị trong
lĩnh vực thực phẩm chức năng.
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
2
Hiện nay ở Việt Nam chƣa thấy nhiều sản phẩm gạo mầm, cho nên vấn đề đặt ra là
cần phải nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm từ các loại các loại gạo lứt có sẵn
2.1.2 Giống lúa MTL372
Đây là giống lúa thấp cây, có gốc bẹ màu tím đậm, gạo rất thơm khi nấu, nhƣng
năng suất không cao khi trồng đại trà ở ĐBSCL.
Với thời gian sinh trƣởng trung bình 85 ngày, giống lúa MTL372 luôn cho năng
suất cao và thích nghi trên nhiều vùng sinh thái khác nhau, đặc biệt đƣợc ƣa chuộng
ở hai tỉnh chuyên trồng lúa đặc sản là An Giang và Sóc Trăng. Chiều cao cây giống
lúa MTL372 ở mức độ trung bình 85-90 cm rất thích nghi cho các vùng trồng lúa,
mức độ nhảy chồi mạnh, không đổ ngã.
Giống MTL372 là một giống chống chịu bệnh rất ổn định qua các mùa vụ, kháng
Đạo ôn và khả năng chống chịu tốt. MTL372 rất dễ trồng, thích nghi ở tất cả các
vùng đất ở ĐBSCL. Trồng MTL372 để sản xuất nguồn nông sản chất lƣợng cao,
gạo thơm ngon, ngƣời nông dân sẽ đạt hiệu quả kinh tế cao.
2.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GẠO LỨT
Gạo lứt là hạt gạo lấy từ hạt lúa đƣợc xay bỏ vỏ bên ngồi, còn lại lớp mỏng bên
trong chất cám gạo, mầm gạo ở đầu và lõi gạo bên trong.
Gạo lứt gồm có ba loại: gạo lứt tẻ hột dài (long grain brown rice), gạo lứt tẻ hột tròn
(short-grain brown rice), và gạo lứt nếp (sweet brown rice).
2.2.1 Thành phần hóa học
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
4
Gamma aminobutyric acid (GABA): là một loại amino acid, công thức phân
tử: C
4
H
9
NO
2
Ferulic acid đƣợc tìm thấy trong các loại lá và hạt của nhiều loài thực vật, đặc biệt
là trong các loại ngũ cốc nhƣ gạo lứt, bột mì, yến mạch. Trong ngũ cốc thì acid
ferulic đƣợc tìm thấy trong vỏ cứng bên ngoài của hạt. Ngoài ra, ferulic acid còn
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
5
đƣợc tìm thấy trong cà phê, táo, atiso, đậu phộng, cam, dứa. Ferulic acid là một
trong những lá chắn quan trọng giúp ngăn ngừa những ảnh hƣởng của tia cực tím
đến da và là một trong những chất làm giảm hàm lƣợng đƣờng trong máu, giúp cải
thiện sức khỏe cho những ngƣời bệnh tiểu đƣờng. Ferulic acid còn là một trong
những chất chống lại bệnh ung thƣ (gồm ung thƣ dạ dày, đại tràng, tuyến tiền liệt,
ung thƣ gan, phổi và lƣỡi), thoái hóa xƣơng và các triệu chứng mãn kinh.
Polyphenol
Polyphenol là những hợp chất thơm có nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân
benzene và có ít nhất 2 nhóm –OH (Lê Ngọc Tú, 2003). Chúng có nhiều trong thực
vật nhƣ rau, quả, hoa. Polyphenol tạo màu sắc đặc trƣng cho thực vật.
Hợp chất phenol rất dễ bị oxy hóa trong các điều kiện khác nhau: chúng có thể bị
oxy hóa bình thƣờng trong môi trƣờng không khí ẩm, phản ứng đƣợc tăng cƣờng
trong môi trƣờng kiềm. Enzyme polyphenoloxidase ở thực vật có thể tồn tại ở 2
dạng tự do và liên kết. Trong gạo polyphenol tồn tại ở dạng acid hydroxycianin,
nhạy cảm với oxy và pH, tan trong nƣớc.
Polyphenol bảo vệ thực vật khỏi tác hại của vi sinh vật, sự oxy hóa và tia cực tím.
Về y học, polyphenol là một trong những hoạt chất tự nhiên có nhiều tác dụng nhƣ
chống oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn, chống dị ứng và chống lão hóa cho con
ngƣời (Scalbert et al, 2005).
Gama- oryzanol (9,19- cyclo-9 beta- lanost-24-en-3 beta-ol-4 hydroxy- 3-
methoxynamate)
Công thức phân tử C
H
18
O
24
P
6(Nguồn:http://chemistry.about.com/od/factsstructures/ig/Chemical-Structures P/Phytic-Acid.htm)
Acid phytic là một hợp chất của phosphate đƣợc tìm thấy trong vỏ các loại hạt, và
ngũ cốc. Nó đƣợc xem nhƣ là một chất chống oxy hóa mạnh và dễ bị mất đi trong
quá trình chế biến thực phẩm. Acid phytic đƣợc ứng dụng làm chất bảo quản (E391)
và đƣợc ứng dụng trong việc loại bỏ urani. Trong y học, acid phytic là một chất
chống ung thƣ (đặc biệt là ung thƣ vú), giảm các phản ứng đƣờng huyết trong máu.
(Nguồn: http://www.phytochemicals.info/phytochemicals/phytic-acid.php)
Carbohydrate
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
7
Là thành phần chiếm đa số trong nguyên liệu, cung cấp năng lƣợng cho hoạt động
sống hằng ngày. Carbohydrate bao gồm tinh bột, đƣờng và chất xơ.
Tinh bột trong hạt gạo bao gồm hai thành phần chính là amylose và amylosepectin,
hai thành phần này ảnh hƣởng đến cấu trúc của hạt cơm. Amylose đƣợc cấu tạo từ
các gốc α-D-glucose bằng liên kết α-1,4-glycoside tạo thành mạch thẳng, thành
phần này cho hạt cơm có cấu trúc khô cứng. Amylosepectin cũng đƣợc cấu tạo từ
đơn vị đƣờng trên nhƣng có thêm liên kết α-1,6-glycoside tạo thành mạch nhánh,
thành phần này tạo cấu trúc mềm dẻo cho hạt cơm, tùy theo nguyên liệu mà tỉ lệ hai
thành phần này khác nhau dẫn đến cấu trúc cơm cũng khác nhau.
ngày.
Chất khoáng
Chất khoáng tồn tại trong hạt gạo lứt chủ yếu ở vỏ cám. Thành phần rất đa dạng từ
các khoáng đa lƣợng nhƣ canxi, phosphor đến các khoáng vi lƣợng nhƣ sắt, kẽm,
đồng,… Đặt biệt gạo lứt đƣợc xem nhƣ một nguồn cung cấp magie, mangan và
selen tuyệt vời. Các chất khoáng này tham gia vào quá trình điều hòa các hoạt động
quan trọng trong cơ thể nhƣ trao đổi chất, hoạt động của cơ và hệ thần kinh,…
(Nguồn: http://www.sunrice.com.au/index.php?nodeId=307)
2.2.2 Công dụng của gạo lứt
Lớp cùi của gạo lứt có trên 120 chất kháng ôxy hóa, chúng có thể bảo vệ các tế bào
của cơ thể khỏi bị xâm hại bởi các gốc tự do.
Gạo lứt điều chỉnh đƣợc hàm lƣợng glucose trong máu ở những ngƣời bị bệnh đái
tháo đƣờng.
Gạo lứt có tác dụng làm giảm cholesterol và phòng ngừa bệnh tim mạch.
Gạo lứt có tác dụng làm tăng hệ miễn dịch của cơ thể nhằm phòng chống các bệnh
thoái hóa và chặn đứng hiện tƣợng lão suy sớm.
Gạo lứt có tác dụng làm giảm nguy cơ của một số bệnh ung thƣ.
Cải thiện bộ máy tiêu hóa, giúp việc đồng hóa thức ăn tốt và tránh đƣợc hiện tƣợng
tiêu chảy, táo bón…
Gạo lứt có tác dụng làm giảm nguy cơ béo phì.
Giải độc cho cơ thể trong trƣờng hợp cơ thể bị nhiễm độc hại thông qua thực phẩm ,
không khí và thông qua da…
Cải thiện chức năng gan.
Tăng cƣờng năng lƣợng cho cơ thể.
Giảm sỏi thận, đồng thòi xây dựng bộ xƣơng cho cơ thể chắc khỏe và giảm nguy cơ
bệnh loãng xƣơng.
Cải thiện thị giác.
Giảm hiện tƣợng đau đầu và cải thiện chức năng trí tuệ và tinh thần.
Giảm triệu chứng của thời kì mãn kinh, tăng cƣờng vẻ đẹp tự nhiên của cơ thể, đặc
biệt là với chị em phụ nữ.
Biến đổi sinh lý đặc trƣng nhất trong quát trình nảy mầm là hô hấp. Ngay sau khi
hạt hút nƣớc, hoạt tính enzyme sau hô hấp tăng lên mạnh, làm cƣờng độ hô hấp của
hạt tăng rất nhanh. Việc tăng hô hấp đã giúp cây có đủ năng lƣợng cần thiết cho sự
nảy mầm.
2.3.3 Những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nảy mầm
2.3.3.1 Sự hấp thu nước
Quá trình nảy mầm có thể đƣợc chia ra các giai đoạn tẩm, hoạt hóa và sinh trƣởng
sau khi nảy mầm. Khi đem ngâm hạt, hạt hấp thu nƣớc nhanh trong 18 giờ đầu.
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
10
Nƣớc vào do lực tẩm, làm tăng hàm lƣợng nƣớc của hạt đến giữa 25 và 35%. Sự
hấp thu nƣớc ở giai đoạn hoạt hóa không đáng kể so với giai đoạn tẩm. Thời gian
tùy thuộc nhiệt độ và kéo dài ở nhiệt độ thấp. Sự nảy mầm xảy ra do sự biến đổi
mạnh của quá trình trao đổi chất trong giai đoạn hoạt hóa.
2.3.3.2 Ảnh của nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố ảnh hƣởng rất lớn đến sự sinh trƣởng của thực vật. Ảnh hƣởng
của nhiệt độ đƣợc biểu diễn bằng một giới hạn từ điểm tối thiểu, tối ƣu, tối đa mà sự
nảy mầm có thể xảy ra. Nhiệt độ tối ƣu là nhiệt độ mà hạt có % nảy mầm cao nhất,
trong một thời gian ngắn nhất, nhiệt độ tối ƣu thƣờng từ 25 – 28
o
C. Nhiệt độ tối
thích này thƣờng thấp hơn nhiệt độ tối thích cho sự sinh trƣởng.
2.3.3.3 Ảnh hưởng của oxi
Hô hấp là một quá trình oxi hóa cần thiết và phải có sự cung cấp oxi đầy đủ cho quá
trình này, nếu hàm lƣợng oxi thấp sẽ làm chậm quá trình nảy mầm của hầu hết các
loại hạt. Oxi rất cần thiết cho quá trình hô hấp của phôi hạt, mầm non lúc nảy mầm.
Hạt lúa có thể nảy mầm trong điều kiện hoàn toàn không có oxi nhƣng mầm yếu và
Máy đo mật độ quang phổ Spectrophotometer.
pH kế.
Máy phân tích ẩm nhanh.
Hệ thống vô cơ hóa mẫu.
3.2.3 Hóa chất
Dung dịch HCl 0,1N (Trung Quốc).
K
2
HPO
4
(Trung Quốc).
KH
2
PO
4
(Trung Quốc).
Dung dịch tinh bột 1% (Trung Quốc).
Dung dịch iode (Trung Quốc).
H
2
SO
4
đậm đặc (Trung Quốc).
HCl đậm đặc (Trung Quốc).
Dung dịch phelin (Trung Quốc).
Dung dịch Na
2
CO
3
4% (Trung Quốc).
A1).
Xác định hàm lƣợng protein bằng phƣơng pháp Kjeldalhl (phụ lục A2).
Xác định hàm lƣợng polyphenol bằng phƣơng pháp Folin-Ciocalteu (Phụ lục A3).
Xác định hàm lƣợng GABA theo phƣơng pháp của Cohen and Michacind 1993
(Phụ lục A4).
Xác định hàm lƣợng amylase bằng phƣơng pháp iod (phụ lục A5).
Kết quả đƣợc phân tích bằng ANOVA (Statgraphics 15.1).
3.5 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM
3.5.1 Quy trình thí nghiệm
Các thí nghiệm đƣợc tiến hành theo quy trình tổng quát
Luận văn tốt nghiệp đại học Trƣờng Đại Học Cần Thơ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
13
14
Nhân tố B: Khoảng cách hai rulo
B1: 1,7mm B2: 1,5mm B3: 1,2mm.
- Số lần lặp lại: 3 lần.
- Tổng số đơn vị thí nghiệm: 2x3x3=18 (đvtn).
- Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 3.2 Quá trình tách vỏ hạt
Chỉ tiêu phân tích: xác định khoảng cách hai rulo để tỉ lệ hạt nguyên phôi cao nhất
sau quá trình tách vỏ.
Thí nghiệm 2: Khảo sát quá trình ngâm
- Mục đích: xác định thời gian ngâm để hạt hút nƣớc đạt trạng thái bão hòa và pH
Thí nghiệm 3: Khảo sát quá trình nảy mầm
Thí nghiệm 3.1: Khảo sát quá trình nảy mầm ở điều kiện hiếu khí
- Mục đích: xác định giống lúa và điều kiện ủ thích hợp để hạt nảy mầm tối ƣu.
- Cách tiến hành: gạo lứt sau khi ngâm đến trạng thái bão hòa đƣợc gói lại bằng một
chiếc khăn đã đƣợc làm ẩm, đem ủ ở các mức nhiệt độ 25
o
C, 30
o
C và 37
o
C, sau đó
xác định tỉ lệ nảy mầm sau 16, 20 và 24 giờ.
- Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đƣợc tiến hành theo 2 nhân tố
Nhân tố D: giống lúa
D1: OM2517 D2: MTL372
Nhân tố E: nhiệt độ ủ:
o
C
E1: 25
o
C E2: 30
o
C E3: 37
o
C
- Số lần lặp lại: 3 lần.
- Tổng số đơn vị thí nghiệm: 2x3x3=18 (đvtn). Sử dụng giống lúa tối ƣu cho thí
nghiệm tiếp theo.
- Chỉ tiêu phân tích: xác định tỉ lệ nảy mầm ở mỗi mốc nhiệt độ và thời gian trên, sử
chiếc khăn đã đƣợc làm ẩm sau đó cho và túi nhựa PE có khóa kéo, đem ủ ở 37
o
C,
xác định tỉ lệ nảy mầm sau 16, 20, 24 giờ.
- Bố trí thí nghiệm
Gạo lứt sau ngâm
D1
D2
Khăn ẩm
Ủ
16h
20h
24h
E1
E2
E2
Tỉ lệ nảy mầm
Copyright: Tài liệu đại học ©