Cần Thơ, tháng 12, năm 2013
ii
Nguyễn Hoàng Sơn
iv
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN iii
MỤC LỤC iv
DANH SÁCH BẢNG vi
DANH SÁCH HÌNH vii
DANH SÁCH HÌNH vii
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1
CHƢƠNG 2: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2
2.1TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 2
2.1.1 Đặc tính của giống lúa 2
2.2.2 Giới thiệu chung về gạo lức 3
2.2.3 Thành phần hóa học 3
2.2.4 Công dụng của gạo lứt 8
2.2 KHÁI QUÁT QUÁ TRÌNH NẢY MẦM CỦA GẠO LỨT 9
2.2.1 Gạo mầm 9
2.2.2 Cơ sở quá trình nảy mầm 10
2.2.3 Những biến đổi trong quá trình nảy mầm 11
2.2.4 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm 11
2.2.5 Các quá trình enzyme xảy ra trong quá trình nảy mầm 12
2.2.6 Những yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình nảy mầm 12
2.3. CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN GẠO MẦM 13
2.4. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ GẠO MẦM 13
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
3.1 PHƢƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 16
4.4.2 Khảo sát hàm lƣợng polyphenol trƣớc và sau quá trình nảy mầm 37
4.4.3. Khảo sát hàm lƣợng GABA trƣớc và sau quá trình nảy mầm. 38
4.4.4. Khảo sát hàm lƣợng amylose trƣớc và sau quá trình nảy mầm 39
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO 42
PHỤ LỤC vii
vi
Bảng 4.1 Bảng kết quả quá trình ngâm hạt trong nƣớc ở nhiệt độ phòng của hai
giống nếp ĐH6 và giống nếp CK 92. 29
Bảng 4.2 Tỉ lệ nảy mầm của giống CK 92 theo thời gian và nhiệt độ. 32
Bảng4.3 Tỉ lệ nảy mầm của giống ĐH 6 theo thời gian và nhiệt độ. 32
Bảng 4.4 So sánh tỉ lệ nảy mầm của giống CK 92 và nếp ĐH 6. 33
Bảng 4.5 Đồ thị thể hiện tỉ lệ nảy mầm yếm khí của giống gạo lứt CK 92 ở các thời
gian ủ khác nhau trong 37±2
0
C. 34
Bảng 4.6. Bảng biễu diễn hàm lƣợng protein của giống CK 92 trƣớc và sau quá
trình nảy mầm trong 100 gam chất khô. 36
Bảng 4.7. Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng polyphenol trƣớc và sau quá trình nảy mầm
của giống nếp CK 92 trong 100 gam chất khô. 37
Bảng 4.8 Đồ thị kết quả phân tích hàm lƣợng GABA trong giống gạo lứt CK 92
trƣớc và sau quá trình nảy mầm trong 100 gam chất khô. 38
Bảng 4.9 kết quả phân tích hàm lƣợng amylose trong gạo lứt CK 92 trƣớc và sau
quá trình nảy mầm trong 100 gam chất khô. 39
1
Ngày nay, khi nền kinh tế đã phát triển thì nhu cầu của con ngƣời ngày một nâng
cao. Nhu cầu ăn uống đã trở thành một nhu cầu thiết yếu cho cuộc sống con
ngƣời. Thực phẩm đáp ứng nhu cầu hiện nay không chỉ phải ngon mà còn phải
đáp ứng một hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng thiết yếu cho sự sống và hoạt động
hằng ngày của con ngƣời. Cho nên gạo lứt, một thực phẩm có hàm lƣợng chất
dinh dƣỡng hơn gạo trắng đã dần dần phổ biến trong bữa ăn hằng ngày của con
ngƣời.
Gạo lứt có nhiều chất dinh dƣỡng hơn gạo trắng nhƣ: chất xơ, các acid amin
thiết yếu, khoáng chất, protein, vitamin B, Các chất có hoạt tính sinh học này
chủ yếu tập trung ở phôi mầm và lớp cám gạo, mà các thành phần này thƣờng bị
loại bỏ trong quá trình xay, chà. Vì vậy, việc sử dụng gạo lứt sẽ mang lại nhiều
lợi ích cho sức khỏe. Tuy nhiên, đây là một loại gạo rất khó chế biến, quá trình
chế biến đòi hỏi cần phải có thời gian nấu lâu hơn. Sau khi nấu chín mùi của
cơm không hấp dẫn, cơm bị khô làm giảm đi tính cảm quan của nó. Vì vậy, các
nghiên cứu về gạo lứt đã dần xuất hiện nhằm cải thiện tình trạng trên.
Một trong những phƣơng pháp đó là quá trình nảy mầm gạo lứt làm cải thiện
chất lƣợng của gạo (Kim et al., 2012), gạo trở nên mềm hơn. Ngoài ra quá trình
nảy mầm gây ra những thay đổi quan trọng về dinh dƣỡng nhƣ tăng hàm lƣợng
γ-aminobutyric acid, hàm lƣợng chất xơ, tocotrienols và gamma oryzanol. các
vitamin, chất khoáng, chất xơ,… cần thiết cho sự phát triển và duy trì sự sống
của con ngƣời. Vì vậy việc nghiên cứu về sản phẩm gạo mầm có thể phát triển
một loại thực phẩm mới có giá trị trong lĩnh vực thực phẩm chức năng.
Hiện nay ở Việt Nam vẫn chƣa có nhiều các nghiên cứu về gạo mầm, cơ sở vật
chất để thực hiện các nghiên cứu này còn thô sơ. Vấn đề đạt ra là cần phải xây
dựng đƣợc một quy trình sản xuất gạo mầm hoàn chỉnh, có hàm lƣợng chất dinh
dƣỡng cao, đồng thời đánh giá đƣợc quá trình dinh dƣỡng đó là một hƣớng đi vô
2.1.1.2 Giống nếp ĐH6 (nếp Than).
- Nguồn gốc: Đƣợc chọn lọc và làm thuần từ giống nếp cẩm Căm Pẹ thu thập ở
Thanh Hóa từ năm 2009. Sau khi chọn lọc các cá thể biến dị tự nhiên, đi vào
chọn dòng ƣu tú và làm thuần từ vụ Mùa năm 2010 đến vụ Xuân năm 2012 bắt
đầu gửi khảo nghiệm Quốc gia.
- Đặc tính của giống: ĐH6 có chiều cao cây thuộc nhóm bán lùn từ 98-115cm,
kiểu cây chịu thâm canh, cây cứng chống đổ tốt. Năng suất của giống cao và ổn
định. Chất lƣợng gạo ngon, hàm lƣợng amylose thấp 3,79%, gạo mềm, hạt thon.
Hàm lƣợng protein cao hơn 6,8%, chất béo cao đến 20%.
- Thời gian sinh trƣởng: Thời gian sinh trƣởng của giống nếp cẩm ĐH6 thuộc
nhóm ngắn ngày: vụ Xuân từ 127-142 ngày, vụ Mùa từ 105-115 ngày; gieo vào
vụ Mùa sớm, Xuân chính vụ. Hiện nay giống đƣợc gieo trồng ở nhiều tỉnh: Sóc
Trăng, Hải Phòng, Nghệ An
(Nguồn:http://www.hua.edu.vn/trungtam/vienptct/index.php/en/2013-01-18-18-00-43/giong-
lua-thuan/38-giongluanepcammoiddh6)
3
2.2.2
Gạo lứt là hạt gạo đƣợc lấy từ hạt lúa đƣợc xây bỏ lớp vỏ bên ngoài, bên trong
còn lại lớp cảm gạo, mầm gạo ở đầu và lõi gạo ở bên trong. Gạo lứt gồm có ba
loại: gạo lứt tẻ dài (long grain brown rice), gạo lức tẻ hạt tròn (short-grain brown
rice), và gạo lức nếp (sweet brown rice).
2.2
2.2.3.1 Gamma aminobutyric acid (GABA)
Là một loại amino acid, có công thức phân tử: C
4
H
9
NO
)CH=CHCOOH, có tên thông thƣờng là Axit 4-hydroxy-3-
methoxycinnamic. Nó là thành phần của lignin và là tiền chất tổng hợp các hợp
chất khác.
4
Hình 2.2
Ferulic acid đƣợc tìm thấy trong các loại lá và các loại hạt của nhiều loại thực
vật, đặc biệt là trong các loại ngũ cốc nhƣ gạo lứt, bột mì, yến mạch. Trong ngũ
cốc acid Ferulic đƣợc tìm thấy trong vỏ cứng bên ngoài hạt. Ngoài ra, acid
ferulic còn đƣợc tìm thấy trong cà phê, táo, atiso, đậu phộng, cam, dứa.
Acid ferulic là một trong những hợp chất quan trọng chống lại bệnh ung thƣ (
đặc biệt là ung thƣ dạ dày, đại tràng, tuyến tiền liệt, ung thƣ gan, phổi ), thoái
hóa xƣơng và các triệu trứng mãn kinh. Ngoài ra, acid ferulic còn đóng vài trò
nhƣ một lá chắn chống lại ảnh hƣởng của tia cực tím , giúp cải thiện tình trạng
sức khỏe của những bệnh nhân bệnh tiểu đƣờng.
2.2.3.3 Polyphenol
Polyphenol là những hợp chất thơm có nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân
benzene và ít nhất 2 nhóm –OH trở lên (Lê Ngọc Tú, 2003). Polyphenol là hợp chất
tạo nên màu sắc đặc trƣng cho thực vật. Chúng có nhiều trong các loại thực vật
nhƣ rau quả, hoa và các loại hạt, ngũ cốc, trà, cafe. Trong gạo polyphenol tồn tại
ở dạng acid hydroxycianin - Nhạy cảm vởi oxy, pH và tan trong nƣớc. Gốc
phenol trong hợp chất polyphenol rất dễ bị oxy hóa trong các điều kiện khác
oryzanol gamma, và gammariza.
(Nguồn:http://www.drugs.com/npc/gamma-oryzanol.html).
Gama- oryzanol là một hỗn hợp của các este của acid ferulic của sterol và rƣợu
triterpen. Gama oryzanol bao gồm các đồng phân:
Cycloartenol và Cycloartenyl Ferulate
Beta- sitosterol
24- methylenecycloartanol
Campesterol
Gamma oryzanol có trong hầu hết các loại hạt, trong lúa thì hầu hết tồn tại ở
dạng Cycloartenol và Cycloartenyl Ferulate. Gamma-oryzanol là chất gây cho ta
cảm giác ngon miệng khi ăn, chống lại thời kỳ mãn kinh, chống viêm nhiễm,
ngăn ngừa bệnh ung thƣ, chống lại tác hại của tia cực tím và một trong những
chất đƣợc dùng làm đẹp.
(Nguồn:http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&sl=en&u=http://health.yahoo.net/natst
andardcontent/gammaoryzanol&prev=/search%3Fq%3Dgamma%2Boryzanol%26biw%3D10
24%26bih%3D674)
6
2.2.3.5 Acid phytic
Công thức phân tử: C
6
H
18
O
24
P
6
cùng sẽ đƣợc những phân tử monosaccarit.
Glucozo (C
6
H
12
O
6
) là một ancol đa chức có 5 nhóm OH liền kề, tồn tại ở dạng
mạch hở hay mạch vòng. Glucozo có hai dạng α và β. Nó là một chất kết tinh,
không màu, nóng chảy ở nhiệt độ cao, dễ tan trong nƣớc, có vị ngọt và tồn tại
hầu hết trong các bộ phận của cây hoa, lá, rễ, quả. Glucozo là một trong những
7
chất đƣợc dùng làm thuốc tăng lực cho ngƣời bệnh, tráng gƣơng và làm ruột
phích.
Saccarozo là một disaccarit có công thức phân tử C
12
H
22
O
11
. Đƣợc cấu thành bởi
hai gốc α glucozo và β fructozo liên kết với nhau qua phân tử oxy. Saccarozo là
một chất kết tinh không màu, dễ tan trong nƣớc, ngọt hơn glucozo, có nhiệt độ
nóng chảy 185
o
C, đƣợc tìm thấy nhiều trong mía, củ cái đƣờng, thốt nốt.
Saccarozo là một chất đƣợc dùng trong sản xuất bánh kẹo, nƣớc giải khát. Trong
dƣợc phẩm, saccarozo đƣợc dùng để pha chế thuốc.
8
2.2.3.8 Vitamin
Gạo lứt đƣợc xem nhƣ là nguồn cung cấp rất dồi dào các vitamin nhóm B, đặc
biệt là vitamin B
1
,B
2
,B
3
, B
5
, B
6
(Rice chemistry). Những vitamin này đa số đóng
vai trò là các coenzyme của các enzyme, xúc tác vô số các phản ứng sinh hóa.
Có thể nói vitamin mang một ý quan trọng đến sự sống. Tuy nhiên đây là một
chất khó dự lại đƣợc vì hầu hết chúng tan trong nƣớc và lƣợng vitamin dƣ thừa
trong cơ thể điều bị thải ra khỏi cơ thể bằng đƣờng nƣớc tiểu. Do vậy, chúng cần
phải đƣợc cung cấp hằng ngày.
2.2.3.9 Lipid
Gạo lứt 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 có thể phân loại lipid trong cám
thành 3 dạng chính là glycerolipid, sterol lipid và sphingolipid (Y Fujino, 1978).
Chất béo trong cám rất có lợi cho sức khỏe. Theo nghiên cứu đƣợc công bố bởi
tổ chức American Journal of Clinical Nutrition, 2005, dầu cám giúp giảm
cholesterol do trong thành phần có chứa các hợp chất không thể xà phòng hóa
đƣợc. Vì vậy dầu cám đƣợc xem nhƣ là một thực phẩm chức năng quan trọng
cho sức khỏe tim mạch.
Tăng cƣờng năng lƣợng cho cơ thể, giảm hiện tƣợng đau đầu đồng
thời cải thiện chức năng trí tuệ, tinh thần.
Tăng hệ miễn dịch của cơ thể giúp chống lại các bệnh thoái hóa và
các bệnh lão hóa.
Điều chỉnh lƣợng glucose trong máu ở những ngƣời bệnh tiểu đƣờng.
(Nguồn:http://greenlifevn.com/vi/bvct/id35/Su-can-thiet-cua-GABA-doi-voi-phat-trien-va-tri-
tue/)
2.2
Gạo mầm đƣợc làm từ gạo lức đã qua quá trình ngâm trong nƣớc và đƣợc nảy
mầm ở điều kiện nhiệt độ và thời gian ngâm thích hợp sẽ tạo thành một loại gạo
có hoạt tính enzyme amylase cao. Gaọ mầm xuất hiện lần đầu tiên năm 1995 tại
Nhật Bản và ngày càng trở nên phổ biến trên thế giới.
( nguồn: http://www.gaomam.com/cong-dung-cua-gao-mam/)
10
Quá trình nảy mầm gạo lức làm cải thiện chất lƣợng của gạo. Quá trình nảy
mầm bị ảnh hƣởng bởi các nhân tố bên ngoài nhƣ: thời gian nảy mầm, sự hiện
diện của ánh sáng, hàm lƣợng chất dinh dƣỡng dự trữ trong hạt,…(Ridge,1991).
Quá trình nảy mầm của hạt gạo lứt giúp các enzyme nội bào bên trong hạt gạo
Biến đổi sinh lý: Biến đổi sinh lý đặc trƣng nhất trong quá trình nảy
mầm là hô hấp. Cƣờng độ hô hấp và hoạt tính của enzyme tăng mạnh sau
quá trình hút nƣớc của hạt. Việc tăng hô hấp là một bƣớc chuẩn bị đột
phá trong việc cung cấp đầy đủ năng lƣợng cho hạt nảy mầm.
Biến đổi sinh hóa: Đặc trƣng nhất trong quá trình này sự tăng đột ngột
các hoạt động thủy phân trong hạt. Các hƣợp chất dự trữ dƣới dạng
polymer bị phân giải thành các monorme phục vụ cho sự nảy mầm.
Chính vì vậy mà các enzyme thủy phân đƣợc tổng hợp và hoạt tính tăng
lên khi hạt phát động sinh trƣởng. Trong quá trình này tinh bột bị thủy
phân thành đƣờng làm nguyên liệu cho quá trình hô hấp và hoạt tính
protease tăng lên mạnh hơn hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của
lipase chiếm ƣu thế.
Giai đoạn một: Sự hoạt hóa
Sự hút ẩm (quá trình vật lý): sự hấp thu nƣớc của hạt khô làm tăng hàm
lƣợng nƣớc trong hạt và làm hạt trƣơng lên. Sự tổng hợp các enzyme: hoạt
động enzyme bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nƣớc của
hạt. Hoạt động của các enzyme một phần từ sự tái hoạt hóa các enzyme dự
trữ đƣợc hình thành từ sự phát triển của phôi và một phần từ sự tổng hợp các
enzyme mới khi hạt bắt đầu nảy mầm.
Giai đoạn hai: Sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển
Các chất dự trữ (Chất béo, protein, hợp chất có carbon) đƣợc thủy phân
thành các hợp chất hữu cơ đơn giản và sau đó vận chuyển đến các vị trí tăng
trƣởng của trục phôi.
Tinh bột Dextrin Maltose
Protein acid amin
Lipid glycerim + acid béo
Enzyme oxy hóa khử: trong quá trình nảy mầm, hoạt động của các loại enzyme
này tăng lên mạnh do đó hoạt động hô hấp của hạt cũng gia tăng.
Protease: Các protein dự trữ trong hạt bị phân cắt do hoạt động của các protease
tạo thành sản phẩm cuối cùng là các amino acid, các amino acid này sau đó
đƣợc sử dụng để tổng hợp thành các hợp chất mới trong tế bào của các mô cây
mầm ( Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, 2004).
2.2.6
Quá trình nảy mầm chịu ảnh hƣởng của rất nhiều yếu tố:
Ảnh hƣởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ là một yếu tố ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình nảy mầm hạt giống.
Nhiệt độ này thƣờng thấp hơn nhiệt độ tối thích của sự sinh trƣởng. Yếu tố này
13
ảnh hƣởng lên quá trình nảy mầm bằng một khoảng từ tối thiểu đến tối thích và
thông thƣờng nhiệt độ nảy mầm tối ƣu nằm trong khoảng từ 30-32
o
C.
Ảnh hƣởng của pH
Quá trình nảy mầm có thể xảy ra trên khoảng pH rộng, nhƣng đối với hầu hết
các loài thì quá trình nảy mầm có thể xảy ra trong khoảng pH từ 4-7. (Justice
and Rece, 1954).
Ảnh hƣởng cảu sự hấp thu nƣớc
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. 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.
Ảnh hƣởng của oxy
trong bài tƣờng trình kết quả nghiên cứu của nhóm ông tại hội nghị hóa học
quốc tế "The 2000 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies"
ở Hawaii vào cuối năm 2000 vừa qua. "Mầm gạo lứt chứa nhiều chất xơ,
vitamins và chất khoáng hơn là gạo lứt chƣa ngâm nƣớc" - Kayahara viết trong
tờ trình.
Gạo lứt đã ngâm nƣớc chứa gấp ba lần chất lysine, một loại amino acid cần thiết
cho sự tăng trƣởng và bảo trì các mô tế bào cơ thể con ngƣời, và chứa mƣời lần
nhiều hơn chất gamma-aminobutyric acid, một chất acid tốt bảo vệ bộ phận thận
(kidneys).
Các khoa học gia cũng tìm thấy trong mầm gạo lứt có chứa một loại enzyme, có
tác dụng ngăn chặn prolylendopeptidase và điều hòa các hoạt động ở trung ƣơng
não bộ.
Gạo lứt nẩy mầm không những chỉ đem lại nhiều chất dinh dƣỡng mà còn nấu
rất dễ dàng và cung ứng cho chúng ta một khẩu vị hơi ngọt vì các enzymes đã
tác động vào các chất đƣờng và chất đạm trong hạt gạo, tiến sĩ Kayahara nói
thêm. Gạo trắng không nẩy mầm khi ngâm nhƣ vậy.
(Nguồn: http://gaolut.vn/nguyen-ly/gao-lut-nay-mam-ngu-coc-uu-viet-nhat-73.html).
Một số nghiên cứu trong nƣớc
Tại Việt Nam, Công ty Cổ phần Bảo vệ thực vật An Giang là đơn vị đầu tiên
nghiên cứu thành công và đƣa vào sản xuất loại gạo mầm với thƣơng hiệu
Vibigaba. Đây một bƣớc tiến quan trọng của ngành lúa gạo trong nƣớc khi lần
đầu tiên nghiên cứu và sản xuất thành công một sản phẩm gạo thuần Việt có
hiệu quả cao trong việc phòng và hỗ trợ điều trị các chứng bệnh nguy hiểm nhƣ
tiểu đƣờng, cao huyết áp một cách hiệu quả.
Trong một kết quả nghiên cứu thực nghiệm lâm sàng, Bác sĩ Lƣơng Lễ Hoàng,
Trung tâm Oxy cao áp TP.HCM đã đƣa kết luận hiệu quả của gạo mầm
Vibigaba trong việc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đƣờng. Hoạt chất Gaba có trong
gạo mầm Vibigaba giúp ổn định đƣờng huyết nhờ tác dụng kép, vừa tối ƣu hóa
hoạt tính của nội tiết tố insulin của tụy tạng, vừa không tăng đƣờng huyết sau
- Máy đo quang phổ Spectrophotometer.
- Tủ ủ vi sinh.
- Kho lạnh 25
o
C.
- Dụng cụ ủ giống.
- Máy hút chân không.
- Máy lôi cuốn đạm.
- Máy lắc.
- Tủ đông -82
o
C
Acid sulfosalicylic 3% (Merck).
Acid galic.
Acid tricloaxetic 0,5%
Acetonitrile (Merck, Đức).
Acetate chì (Trung Quốc).
17
Chất chuẩn γ-Aminobutyric acid (GABA) ( Trung Quốc).
Cồn tuyệt đối.
Dung dịch 4-dimethylaminoazobenzene-4-sulfonyl chloride (Zigma-
Aldrich, Thụy Sĩ).
Dung dịch chuẩn Amylose.
Dung dịch iode (Trung Quốc).
Đệm phosphate nồng độ 25mM (Trung Quốc).
Felling A (Trung Quốc).
Felling B (Trung Quốc).
- Xác định hàm lƣợng amylase bằng phƣơng pháp Chrastil (Phụ lục A5).
18
Lúa giống
Tách vỏ
Gạo nguyên phôi
Ngâm
Ủ
Gạo mầm
Sấy
Bảo quản
Hình 3.6 quát.