BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG
KHẢO SÁT CÁC ĐẶC ĐIỂM HÓA SINH, HÓA
LÝ VÀ PHÂN TÍCH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM
CỦA GẠO NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SPME – GC
Luận văn kỹ sƣ
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
LÝ VÀ PHÂN TÍCH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM
CỦA GẠO NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG
PHƢƠNG PHÁP SPME – GC Luận văn kỹ sƣ
Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
Giáo viên hƣớng dẫn Sinh viên thực hiện
TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU) NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG
TS. FRÉDÉRIC GAY (CIRAD) KHÓA: 2002 - 2006
TS. CHRISTIAN METRES (CIRAD) Thành Phố Hồ Chí Minh
FRÉDÉRIC GAY (CIRAD) , Ph.D Term: 2002 - 2006
CHRISTIAN METRES (CIRAD), Ph.D
HCMC, 06/2006
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
************ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ – HÓA SINH VÀ PHÂN
TÍCH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM CỦA GẠO NÀNG
THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG PHƢƠNG PHÁP SPME - GC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ – HÓA SINH VÀ PHÂN
TÍCH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM CỦA GẠO NÀNG
THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG PHƢƠNG PHÁP SPME - GC
Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện:
TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU) NGUYỄN THỊ THU HƢƠNG
TS. FRÉDERÍC GAY (CIRAD)
TS. CHRISTIAN MESTRES (CIRAD) Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 9/2006
“KHẢO SÁT CÁC ĐẶC ĐIỂM HÓA SINH – HÓA LÝ VÀ PHÂN TÍCH CHẤT
LƢỢNG MÙI THƠM CỦA GẠO NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO BẰNG PHƢƠNG
PHÁP SPME – GC”.
Hội đồng hƣớng dẫn:
TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU)
TS. FRÉDÉRIC GAY (CIRAD)
TS. CHRISTIAN MESTRES (CIRAD)
Nàng Thơm Chợ Đào là giống gạo thơm truyền thống nổi tiếng của khu vực
đồng bằng sông Cửu Long. Có nhiều ý kiến cho rằng loại gạo đƣợc gọi là Nàng Thơm
Chợ Đào đang đƣợc lƣu hành trên thị trƣờng hiện nay đã bị trộn lẫn với những giống
gạo khác, hay thậm chí chúng hoàn toàn không chứa giống gạo Nàng Thơm Chợ Đào.
Vì thế, chúng tôi tiến hành tiến hành khảo sát các đặc điểm hóa lý, hàm lƣợng protein,
chiết xuất các hợp chất thơm trong gạo Nàng Thơm Chợ Đào bằng phƣơng pháp
SPME và phân tích hàm lƣợng hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline trên GC để
đánh giá độ thuần khiết của gạo Nàng Thơm Chợ Đào đang lƣu hành trên thị trƣờng.
Những kết quả đạt đƣợc:
Đặc điểm hóa lý – hóa sinh:
Nàng Thơm Chợ Đào là loại gạo có dạng hạt mảnh, thuộc nhóm thon dài
với chiều dài trung bình 6,10 mm; tỉ lệ dài/rộng 3,27.
Diện tích bạc bụng: 35%.
Tỉ lệ gạo nguyên so với chiều dài trung bình: 63,12%.
Hàm lƣợng protein trong gạo Nàng Thơm Chợ Đào đạt 7,27%.
Phân tích chất lượng mùi thơm:
Xác định đƣợc hợp chất thơm 2 –acetyl – 1 – pyrroline xuất hiện ở thời
điểm 10,1 phút trong điều kiện phòng thí nghiệm.
Kết luận đƣợc các loại gạo Nàng Thơm Chợ Đào đang lƣu hành trên thị
ABSTRACT
NGUYEN THI THU HUONG, Nong Lam Univeristy, HCMC. September, 2006.
“Studying the physico-chemical and biochemical characteristics of the Nang Thom
Cho Dao rice variety; as well as analyzing its aromatic quality utilizing the Solid Phase
Micro Extraction (SPME) and Gas Chromatography (GC) methods”
Board of research advisers:
PHAN PHUOC HIEN (NLU), PhD
FREDERIC GAY (CIRAD), PhD
CHRISTIAN MESTRES (CIRAD), PhD
Nang Thom Cho Dao, a traditional aromatic rice variety of Mekong Delta with
high reputation in South Vietnam, especially on Ho Chi Minh City’s markets.
Production of NTCD is restricted to a very small area in Can Duoc district (Long An
province) whereas rice labeled NTCD is sold everywhere on HCMc’s markets and across the
Mekong Delta with a price twice the price of ordinary rice. Recently, existing many
opinions which believe that the NTCD circulated on HCMC market and across the
Mekong Delta either gets mixed up with other rice varieties or sometimes does not at
all content any NTCD; however, they are sold at the price as twice as the ordinary
varieties. Therefore, evaluating the physiochemical characteristics and protein content
of the NTCD is necessary. In this study, 2-acteyl-1-pyrroline, one of the most
important elements of the rice aroma is analyzed using the SPME – GC methods in
order to evaluate the grain aromatic quality in NTCD and confirm rice adulteration.
Results obtained from the study:
Biochemical and physiochemical characteristics:
NTCD is a rice variety with slender grain which belongs to the tapering
group with average length of 6,10 mm. Ratio of length/width: 3,27.
Chalky areas: 35%.
Danh sách các chữ viết tắt .................................................................................... xii
Danh sách các bảng ............................................................................................. xiii
Danh sách các hình .............................................................................................. xiv
Danh sách các biểu đồ ......................................................................................... xvi
Danh sách các sơ đồ ............................................................................................ xvi
1. MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................. 1
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU ........................................................................ 2
1.2.1. Mục đích .............................................................................................. 2
1.2.2. Yêu cầu ................................................................................................ 2
2. TỔNG QUAN .................................................................................................... 3
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HẠT LÚA – HẠT GẠO .................................. 3
2.1.1. Hệ thống phân loại cây lúa .................................................................. 3
2.1.2. Hạt lúa ................................................................................................. 3
2.1.3. Chất lƣợng hạt gạo .............................................................................. 4
2.1.3.1. Hình thức bên ngoài của hạt gạo ............................................. 4
2.1.3.2. Chất lƣợng xay xát .................................................................. 6
2.1.3.3. Hàm lƣợng protein .................................................................. 7
2.2. LÚA THƠM ĐẶC SẢN VIỆT NAM ......................................................... 7
2.3. GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA NÀNG THƠM CHỢ ĐÀO .......................... 8
2.3.1. Nguồn gốc ........................................................................................... 8
2.3.2. Đặc điểm nông học .............................................................................. 8
2.3.3. Phẩm chất ............................................................................................ 9
2.3.4. Mùa vụ và chân đất phù hợp ............................................................. 10
2.4. NGHIÊN CỨU VỀ HÓA SINH CHẤT THƠM CỦA LÚA GẠO ........... 11
2.4.1. Những hợp chất bay hơi có trong gạo thơm ...................................... 11
3.4.1.1. Hình dạng hạt gạo ................................................................. 28
3.4.1.2. Xác định tỉ lệ bạc bụng ......................................................... 28
3.4.2. Phân tích hàm lƣợng protein tổng số theo phƣơng pháp Kjeldahl .... 29
3.4.3. Chiết xuất hợp chất bay hơi trong gạo thơm bằng phƣơng pháp
SPME........................................................................................................... 30
3.4.4. Định tính và định lƣợng hợp chất thơm 2 – AP trong gạo Nàng Thơm Chợ
Đào bằng GC và GC/MS ............................................................................. 31
3.4.4.1. Trên sắc ký khí ...................................................................... 31
3.4.4.2. Trên sắc ký khí ghép khối phổ .............................................. 32
3.4.5. Xác định hệ số phản hồi .................................................................... 32
3.4.5.1. Xác định hệ số phản hồi theo chất ngoại chuẩn collidine ..... 32
3.4.5.2. Xác định hệ số phản hồi theo nồng độ hợp chất thơm 2 – AP
trong gạo thơm Giano ........................................................................ 33
3.4.6. Xác định nồng độ hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline trong gạo
Nàng Thơm Chợ Đào .................................................................................. 33
3.4.7. Phƣơng pháp xử lý thống kê ............................................................. 33
4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 34
4.1. HÌNH THỨC BÊN NGOÀI CỦA HẠT GẠO .............................................. 34
4.1.1. Hình dạng và kích thƣớc hạt gạo....................................................... 34
4.1.2. Độ bạc bụng ...................................................................................... 36
4.2. TỈ LỆ GẠO NGUYÊN .................................................................................. 38
4.3. PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG PROTEIN ...................................................... 40
4.4. THIÉT LẬP PHƢƠNG PHÁP SPME – GC ................................................. 41
4.4.1. Xác định thời gian lƣu của chất chuẩn collidine ............................... 41
4.4.2. Định tính hợp chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline.................................... 45
4.4.3. Xác định hệ số phản hồi của hợp chất 2 – AP................................... 49
4.4.3.1. Xác định hệ số phản hồi theo nồng độ chất chuẩn collidine . 49
4.4.3.2. Xác định hệ số phản hồi theo nồng độ 2 – AP trong gạo
Giano .................................................................................................. 50
Phụ lục 12. Bảng ANOVA so sánh nồng độ 2 – AP giữa mẫu gạo thu thập từ chợ,
mẫu gạo IAS và mẫu gạo VL ............................................................................... 77
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
SPME (Solid Phase Microextraction): vi chiết xuất trên pha rắn
FID (Flame ionization detector): đầu dò ion hóa ngọn lửa.
GC (Gas chromatography): sắc ký khí.
GC/MS (Gas chromatography/mass spectrum): sắc ký khí ghép khối phổ.
Ctv: cộng tác viên
2 – AP, AcPy: 2 – acetyl – 1 – pyrroline
HPLC (High pressure liquid chromarography): sắc ký lỏng cao áp
LC/MS (liquid chromarography/mass spectrum): sắc ký lỏng ghép khối phổ
NTCĐ: gạo Nàng Thơm Chợ Đào
RF (response factor): hệ số phản hồi
DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG TRANG
DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH TRANG
Hình 2.1. Hạt lúa..................................................................................................... 3
Hình 2.2.Phân loại kích thƣớc hạt gạo ................................................................... 5
Hình 2.3. Phân loại hình dạng hạt gạo.................................................................... 5
Hình 2.4. Cấu trúc hóa học của 2 – AP ................................................................ 13
Hình 2.5. Phổ đồ hợp chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline ........................................... 13
Hình 2.6. Cấu tạo sợi chiết dùng trong kỹ thuật SPME ....................................... 19
Hình 2.7. Dụng cụ thực hiện kỹ thuật SPME ....................................................... 20
Hình 2.8. Các kỹ thuật chiết dùng trong phƣơng pháp SPME ............................. 21
Hình 2.9. Sơ đồ thiết bị sắc ký khí detector ion hóa ngọn lửa FID ...................... 23
Hình 2.10. Sơ đồ cấu tạo hình học của detector ion hóa ngọn lửa ....................... 23
Hình 2.11. Cột mao quản ...................................................................................... 25
Hình 3.1. Hệ thống phân tích đạm tự động .......................................................... 30
Hình 3.2. Hệ thống máy nhiệt từ .......................................................................... 30
Hình 3.3. Dụng cụ thực hiện kỹ thuật SPME (DVB/CAR/PDMS) ..................... 31
Hình 3.4. Máy sắc ký khí ...................................................................................... 31
Hình 3.5. Máy sắc ký khí ghép khối phổ .............................................................. 32
Hình 4.1. Mẫu gạo M2 ......................................................................................... 35
Hình 4.2. Mẫu gạo IASM20B .............................................................................. 35
Hình 4.3. Mẫu gạo ở chợ có diện tích bạc bụng cao nhất (M11) ......................... 36
Hình 4.4. Mẫu gạo ở ruộng có diện tích bạc bụng cao nhất (IASM8) ................. 36
Hình 4.5. Mẫu gạo ở chợ có diện tích bạc bụng thấp nhất (M7) .......................... 37
Hình 4.6. Mẫu gạo ở ruộng có diện tích bạc bụng thấp nhất (IASM13) .............. 37
Hình 4.7. Mẫu gạo IASM4 ................................................................................... 38
Hình 4.8. Mẫu gạo IASM15 ................................................................................. 38
Hình 4.9. Sắc ký đồ GC phân tích thành phần hóa học của collidine (nồng độ
0,001mg/ml) ......................................................................................................... 42
DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ
BIỂU ĐỒ TRANG
Biểu đồ 4.1 Chiều dài hạt của mẫu thu thập từ chợ và từ ruộng .......................... 34
Biểu đồ 4.2 Tỉ lệ bạc bụng của mẫu gạo IAS và chợ ........................................... 36
Biểu đồ 4.3. Mối tƣơng quan giữa tỉ lệ hạt vỡ/chiều dài trung bình và tỉ lệ hạt
vỡ/chiều dài tối đa ................................................................................................ 39
Biểu đồ 4.4. Mối tƣơng quan giữa chiều dài hạt gạo và tỉ lệ gạo nguyên ............ 39
Biểu đồ 4.5. So sánh hàm lƣợng protein giữa các mẫu gạo Nàng Thơm Chợ Đào40
Biểu đồ 4.6. Mối tƣơng quan giữa chiều cao và nồng độ của chuẩn collidine .... 43
Biểu đồ 4.7. Mối tƣơng quan giữa diện tích và nồng độ của chuẩn collidine ...... 43
DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ
SƠ ĐỒ TRANG
nồi cơm tỏa mùi thơm ngào ngạt, ngon lành khiến ngƣời ở xa 20 – 30 m cũng dễ nhận
biết đƣợc thứ hƣơng thơm độc đáo, gợi cảm này [9].
Nàng Thơm Chợ Đào là giống gạo thơm truyền thống nổi tiếng của khu vực
đồng bằng sông Cửu Long. Mặc dù giống lúa này chỉ đƣợc gieo trồng ở một vài ấp của
huyện Cần Đƣớc (tỉnh Long An), nhƣng loại gạo đƣợc dán nhãn Nàng Thơm Chợ Đào
lại đƣợc bán khắp nơi trên thị trƣờng thành phố Hồ Chí Minh và khu vực đồng bằng
sông Cửu Long với giá đắt hơn nhiều so với những loại gạo thông thƣờng khác. Có
nhiều ý kiến cho rằng loại gạo đƣợc gọi là Nàng Thơm Chợ Đào đang đƣợc lƣu hành
trên thị trƣờng hiện nay đã bị trộn lẫn với những giống gạo khác, hay thậm chí chúng
hoàn toàn không chứa giống gạo Nàng Thơm Chợ Đào.
Xuất phát từ hiện trạng này, đƣợc sự phân công của bộ môn Công Nghệ Sinh
Học, dƣới sự hƣớng dẫn của thầy TS. Phan Phƣớc Hiền (NLU), TS. Frédéric Gay
(CIRAD), TS. Christian Metres (CIRAD), chúng tôi thực hiện đề tài “Khảo sát các
đặc điểm hóa lý – hóa sinh và phân tích chất lƣợng mùi thơm của gạo Nàng
Thơm Chợ Đào bằng kỹ thuật SPME - GC”.
1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU
1.2.1. Mục Đích
Khảo sát các đặc điểm hóa lý – hóa sinh, so sánh chất lƣợng mùi thơm trong
gạo Nàng Thơm Chợ Đào thu thập từ ruộng của nông dân và mẫu gạo đang lƣu hành
trên thị trƣờng thành phố Hồ Chí Minh bằng phƣơng pháp vi chiết xuất trên pha rắn
(SPME) kết hợp với sắc ký khí (gas chromatography – GC).
1.2.2. Yêu Cầu
Khảo sát các tính chất hóa lý, hóa sinh của gạo Nàng Thơm Chợ Đào.
Thực hiện qui trình phân tích các chất tạo mùi thơm trong gạo Nàng Thơm Chợ
Đào bằng phƣơng pháp SPME – GC.
Subsp: indica: Loài phụ Ấn Độ
Subsp: javanica: Loài phụ Java
2.1.2. Hạt lúa [3]
Là noãn sào thụ tinh đã chín, có hai mày trấu nhỏ trên và dƣới, hai vỏ trấu trên
và dƣới, cuống trấu ở phần dƣới của hạt và đuôi ở chót hạt (ngắn hoặc dài). Một hạt
lúa có trọng lƣợng từ 12 – 44 mg ở 0% ẩm độ.
Cơ cấu hạt lúa là quả dĩnh nhỏ gồm có
(hình 2.1):
Vỏ trấu: gồm trấu trên và trấu dƣới.
Cám gồm biểu bì, quả bì và chủng
bì (nucellus). Màu sắc hạt gạo do lớp
chủng bì.
Phôi nhũ gồm có lớp aleurone và
phôi nhũ tích tụ tinh bột.
Mầm cây gồm có phôi (mầm) lá,
phôi rễ và trụ phôi giữa ở phần dƣới của
hạt.
Hình 2.1. Hạt lúa [77]
2.1.3. Chất lƣợng hạt gạo
Theo Juliano (1985) [37], chất lƣợng gạo ăn đƣợc đánh giá theo 4 nhóm chỉ tiêu
Hình thức bên ngoài của hạt gạo: dạng hạt, màu sắc, độ trong, độ bóng.
Chất lƣợng xay xát: tỉ lệ gạo trắng, gạo nguyên, tỉ lệ tấm.
Chất lƣợng cơm: hàm lƣợng amylose, nhiệt độ hóa hồ, độ bền thể gel, độ
nở cơm.
Chất lƣợng dinh dƣỡng: hàm lƣợng protein, hàm lƣợng lipid, đƣờng.
9 Hạt ngắn ≤ 2
(Nguồn Cruz và Khush, 2000) [57]
Hình 2.2. Phân loại kích thƣớc hạt gạo Hình 2.3. Phân loại hình dạng hạt gạo
Hình thức bên ngoài còn đƣợc đánh giá bởi độ bạc bụng của hạt gạo. Một vài
loại gạo thƣờng hay bị nứt ở vị trí “mắt” hay chỗ lõm của phôi khi xay xát. Những
mẫu gạo này thƣờng có giá trị thấp trên thị trƣờng. Tƣơng tự, độ bạc bụng càng cao thì
giá trị kinh tế càng thấp. Ngƣời tiêu dùng ƣa thích loại gạo có phần nội nhũ trong mờ,
và sẵn sàng chi số tiền cao hơn để mua chúng, mặc dù vết bạc bụng sẽ mất đi sau khi
nấu và hiện tƣợng bạc bụng này không ảnh hƣởng đến chất lƣợng cơm gạo [57]. Tuy
nhiên độ bạc bụng làm giảm chất lƣợng xay xát và hình thức bên ngoài của hạt gạo
[2]. Trong những vùng bị bạc bụng, số lƣợng hạt tinh bột ít hơn so với những vùng
khác. Vì vậy, vùng bị bạc bụng sẽ không cứng bằng và những hạt bị bạc bụng sẽ dễ bị
nứt hơn khi xay xát so với những hạt không bị bạc bụng [57]. Hạt gạo có xu hƣớng bị
gãy tại điểm có vết đục, làm giảm tỉ lệ gạo nguyên, giảm giá trị thƣơng phẩm của lúa
gạo. So với các hạt tinh bột ở phần trắng trong, các phần tinh bột ở phần bạc trắng
đƣợc xếp đặt thƣa thớt và lỏng lẻo hơn và có những khoảng trống chứa không khí nên
độ cứng thấp và dòn dễ gãy khi xay xát [2]. Del Rosario và ctv (1965) [27] cũng cho
rằng những hạt bac bụng bị gãy vỡ nhiều là do cấu trúc không đồng nhất của các hạt
tinh bột.
Copyright: Tài liệu đại học ©