Ngũ cốc và Những biến đổi trong quá trình bảo quản ngũ cốc

Ngũ cốc và Những biến đổi trong quá trình bảo quản ngũ cốc ĐẶT VẤN ĐỀ Ngũ cốc đóng vai trò quan trọng trong đời sống chúng ta. Nó chứa hàm lượng chất dinh dưỡng tương đối cao. Nhưng ngũ cốc cũng là một loại nông sản và thường có những biến đổi sinh hoá, sinh lý trong quá trình bảo quản. Những biến đổi đó thường tác động xấu đến hạt ngũ cốc về mặt dinh dưỡng, hoặc thậm chí gây tổn thất to lớn về mặt kinh tế. Để có được kiến thức cơ bản và hạn chế những biến đối của hạt ngũ cốc, nhóm với đề tài “Ngũ cốc và những biến đổi trong quá trình bảo quản” mong sẽ giúp được phần nào làm rõ được vấn đề.

DANH SÁCH NHÓM

1 Nguyễn Minh Trí 3005080265 08CDTP4

2 Nguyễn Thị Thanh Hoa 3005100238 10CDTP2

3 Trần Thị Tuyết Vân 3005100906 10CDTP2

4 Trần Ngô Tuấn Vũ 3005100922 10CDTP2

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 4

PHẦN 1 : NGŨ CỐC 5

1.1 Sơ lược 5

1.2 Phân loại 5

1.3 Thành phần hoá học 5

PHẦN 2: CÁC BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN 7

2.1 Quá trình hô hấp của hạt 7

2.1.1 Khái niệm 7

2.1.2 Nguyên nhân 7

2.1.3 Các dạng hô hấp 7

2.1.4 Cường độ hô hấp 8

2.1.5 Hệ số hô hấp k 8

2.1.6 Hậu quả 9

2.2 Quá trình chín sau thu hoạch 10

2.1.1 Khái niệm 10

2.1.2 Nguyên nhân 10

2.1.3 Hậu quả 11

2.3 Hiện tượng nảy mầm 12

2.3.1 Khái niệm 12

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng 12

2.3.3 Hậu quả 13

2.4 Hiện tượng tự bốc nóng 13

2.4.1 Khái niệm 13

2.4.2 Nguyên nhân 13

2.4.3 Các dạng tự bốc nóng 14

2.4.4 Hậu quả 15

KẾT LUẬN 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngũ cốc đóng vai trò quan trọng trong đời sống chúng ta Nó chứa hàm lượng chất dinh dưỡng tương đối cao Nhưng ngũ cốc cũng là một loại nông sản và thường có những biến đổi sinh hoá, sinh lý trong quá trình bảo quản Những biến đổi đó thường tác động xấu đến hạt ngũ cốc về mặt dinh dưỡng, hoặc thậm chí gây tổn thất to lớn về mặt kinh tế

Để có được kiến thức cơ bản và hạn chế những biến đối của hạt ngũ cốc, nhóm với đề tài

“Ngũ cốc và những biến đổi trong quá trình bảo quản” mong sẽ giúp được phần nào

làm rõ được vấn đề

PHẦN 1 : NGŨ CỐC

1.1 Sơ lược

Ngũ cốc đóng vai trò quan trọng trong đời sống con người và chăn nuôi gia súc Trên 75% năng lượng dùng cho hoạt động sống của con người và gia súc là do ngũ cốc cung cấp

Hạt ngũ cốc là nguyên liệu chính cho các nhà máy để sản xuất các loại gạo, bột… Các loại gạo là nguồn ngũ cốc chính cho chúng ta Các loại bột dùng sản xuất các loại mặt hàng khác nhau

1.2 Phân loại

Các loại lúa gạo (gạo tẻ, gạo nếp…) là nguồn thực phẩm chính Hằng ngày mỗi người lao động tiêu thụ khoảng 450 – 700 gam ngũ cốc Trong đó có 50% là gạo, phần còn lại

là các sản phẩm chế biến từ bột mỳ

Các loại hạt kê, hạt ngô ngoài chất bột đường, còn có rất nhiều vitamin và muối vô

cơ, ăn nhiều sẽ tăng tuổi thọ, ăn phối hợp với gạo sẽ có lợi cho sức khoẻ

Các loại đậu chứa nhiều chất dinh dưỡng Hàm lượng protein cao hơn thịt nạc, trứng

gà, cá, sữa bò Đặc biệt, đậu nành có tất cả acid amin cần thiết cho cơ thể, có hàm lượng chất béo cao, có nhiều vitamin nhóm B

1.3 Thành phần hoá học

Tinh bột là thành phần chủ yếu các loại ngũ cốc, trong các hạt thuộc họ thảo Tinh bột chiếm tỷ lệ khoảng 65- 80%, còn trong các loại ngũ cũ có bột thì tinh bột chiếm khoảng

10 – 28% Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu cho con người

Tinh bột được cấu tạo từ hai thành phần chính là amylose và amylopectin Hàm lượng amylose và amylopectin trong các thành phần tinh bột thưởng khác nhau Nhìn chung tỷ

lệ amylose và amylopectin trong đa số tinh bột xấp xỉ ¼ Trong tinh bột các loại nếp gần như 100% là amylopectin Trong tinh bột đậu xanh, hàm lượng amylose khoảng 50%

Hàm lượng amylose và amylopectin trong một số loại tin bột:

PHẦN 2: CÁC BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

2.1 Quá trình hô hấp của hạt

2.1.1 Khái niệm

Mặc dù hạt đã tách khỏi cây, quá trình quang hợp không còn diễn ra nữa, nhưng hạt vẫn là cơ thể sống va trao đổi chất với môi trường bên ngoài

Bất kỳ một cơ thể sống nào muốn duy trì sự sống đều phải có năng lượng Hô hấp

là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất khi bảo quản

Quá trình hô hấp của hạt là quá trình sinh lý quan trọng của cơ thể, duy trì hoạt động sống trong đó, có sự tiêu hao một lượng các chất hữu cơ dự trữ, làm hao tổn cả khối lượng lẫn chất lượng của hạt Bản chất là quá trình oxi hóa khử các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất đơn giản hơn, giải phóng năng lượng, duy trì sự sống cho tế bào

2.1.2 Nguyên nhân

Trong quá trính hô hấp, các chất dinh dưỡng có trong hạt (chủ yếu là tinh bột) sẽ

bị oxi hoá, phân huỷ sinh ra năng lượng cho các tế bào để duy trì sự sống Số lượng chất dinh dưỡng mất nhiều hay ít tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: thành phần hoá học của hạt, mức độ hoàn thiện của hạt, nhiệt độ và độ ẩm của không khí

2.1.3 Các dạng hô hấp

Các loại hạt có thể tiến hành hô hấp hiếu khí hoặc kỵ khí Trong quá trình hô hấp hạt chủ yếu sử dụng gluxit để sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt và các sản phẩm khác nhau tuỳ theo điều kiện hô hấp

2.1.3.1 Hô hấp hiếu khí

Nếu khoảng không trong khối hạt có tỉ lệ oxi khoảng ¼ thì hạt có thể hô hấp hiếu khí Trong quá trình hô hấp hiếu khí, hạt sử dụng oxi trong không khí để oxi hoá gluxit qua nhiều giai đoạn trung gian khác nhau và sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O, đồng thời sinh ra nhiệt và phân tán các sản phẩm này vào môi trường xung quanh khối hạt

Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp hiếu khí phân huỷ gluxit trong khối hạt:

Như vậy khi phân huỷ một phân tử gam gluxit sẽ sinh ra 134,4 lít CO2 , 108g nước

và 674 Kcal

2.1.3.2 Hô hấp kỵ khí

Nếu khối hạt bị bịt kín hoán toàn hoạc bị nén chặt, tỷ lệ oxi trong khoảng không gian xung quanh khối hạt giảm xuống ¼ Trong khối hạt ngoài hô hấp hiếu khí còn diễn

ra quá trình hô hấp kỵ khí Khi hô hấp kỵ khí, các emzyme trong hạt sẽ tham gia quá trình oxy hoá gluxit để sinh ra năng lượng

Quá trình hô hấp kỵ khí nói chung khá phức tạp và diễn ra trong nhiều giai đoạn trung gian khác nhau, song phương trình tổng quát có thể biểu diễn:

Như vậy, cứ phân huỷ một phân tử gam gluxit sẽ sinh ra 44,8 lít CO2 , 92 gam rượu etylic và 28 Kcal

2.1.4 Cường độ hô hấp

Để xác định mức độ hoạt động mạnh hay yếu của hạt, người ta thường dùng khái niệm cường độ hô hấp Cường độ hô hấp là số miligam CO2 thoát ra trong 24h do 100g vật chất khô củ hạt hô hấp Như vậy cường độ hô hấp càng lờn thì lượng CO2 thoát ra càng nhiều, lượng nhiệt thoát ra càng lớn, lượng oxi hấp thụ lớn và lượng vật chất khô tiêu hao càng nhiều

2.1.5 Hệ số hô hấp k

Hệ số hô hấp biêu thị mức độ và phương thức hô hấp của khối hạt Đó là tỷ số phân tử hay thể tích khí CO2 thoát ra so với phân tử hay thể tích khí O2 hấp thụ trong cùng một thời gian

Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm của hạt, áp lục không khí, áp lực hơi nước, nồng độ nitơ trong việc trao đổi khí, phụ thuộc vào chất dinh dưỡng của hạt tiêu hao trong khi hô hấp

Hệ số hô hấp bằng 1 khi hạt hô hấp hiếu khí và hạt chứa nhiều tinh bột

Hệ số hô hấp lớn hơn 1 khi hạt hô hấp kỵ khí

Trường hợp ngoài lượng O2 tham giao vào quá trính hô hấp còn phải tốn thêm một lượng O2 vào các quá trính khác thì hệ số hô hấp <1

2.1.6 Hậu quả

Quá trình hô hấp của hạt sẽ dẫn đến những hậu quả sau:

- Làm hao hụt lượng chất khô của hạt: Quá trình hô hấp thực chất là quá trình phân huỷ và tiêu hao chất khô có trong bản thân hạt để tạo ra năng lượng cần thiết cho quá trình sống của hạt Hạt hô hấp càng mạnh thì lượng chất khô tiêu hao càng nhiều Chẳng hạn nhu thóc có w =18% (hô hấp mạnh) sau khi bảo quản một tháng, lượng vật chất khô tiêu hoa tới 0,5%

- Làm tăng thuỷ phân của hạt và độ ẩm tương đối xung quanh khối hạt: khi hô hấp theo phương thức hiếu khí, hạt sẽ nhã hơi nước và khí CO2 , nước sẽ tích luỹ trong hạt làm độ ẩm trong hạt tăng lên và độ ẩm tương đối của không khí cũng tăng lên

Độ ẩm trong hạt tăng lên và độ ẩm tương đối của không khí tăng càng kích thích quá trình hô hấp diễn ra mạnh, làm cho lượng cho lượng hơi nước thoát ra càng nhiều, tạo điều kiện cho sâu mọt, nấm mốc phát triển, làm hạt bị hư hỏng nặng

- Làm tăng nhiệt độ khối hạt: Năng lượng sinh ra trong khối hạt chỉ sử dụng một phần để duy trì sự sống, phần năng lượng còn lại thoát ra ngoài làm cho hạt nóng lên Do tính truyền nhiệt và dẫn nhiệt của hạt kém nên nhiệt bị tích tụ lại và dần làm cho toàn bộ khối hạt nóng lên, chính nhiệt độ cao làm quá trình hư hỏng diễn

ra nhanh hơn, gây tổn thất lớn

- Làm thay đổi thành phần không khí trong khối hạt: Dù hạt hô hấp hiếu khí hay kỵ khí đều sinh ra CO2 , nhất là hạt hô hấp hiếu khí còn lấy đi khí O2 của môi trường bên ngoài, do đó làm tỷ lệ O2 giảm xuống, tỷ lệ CO2 tăng lên Khí CO2 có tỷ trọng lớn hơn sẽ dần dần lắng xuống, làm lớp hạt dưới đáy hô hấp kỵ khí, gây nên sự hư hỏng, tổn thất Đặc biệt bảo quan trong các kho có chiều cao lớn, sự thay đổi thành phần không khí khác biệt một cách rõ rệt do sự hô hấp

2.2 Quá trình chín sau thu hoạch

2.1.1 Khái niệm

Việc thu hoạch hạt thường tiến hành ở thời điểm sớm hơn thời điểm chín hoàn toàn của hạt Do đó, khối hạt khi bảo quản có hạt đã chín, có hạt chưa chín hoàn toàn và nhìn chung có một số đặc trưng:

- Độ ẩm của hạt tuy đã giảm thấp nhưng chưa được ổn định, còn cao nhiều hơn so với hạt chín hoàn toàn

- Hoạt động của enxyme tuy đã giảm những vẫn còn tiếp diễn

- Hàm lượng các chất dinh dưỡng còn có khả năng tăng lên nếu hạt bảo quản trong điều kiện thích hợp

Như vậy Quá trình chín sau (quá trình chín tiếp) là những quá trình chín sinh lý, sinh hóa xảy ra trong hạt sau khi đã thu hoạch

2.1.2 Nguyên nhân

Trong quá trình chín sau thu hoạch, một lượng các chất hữu cơ phân tử thấp chuyển hoá thành các chất hữu cơ phân tử cao như chuyển hoá acid amin thành protein, đường thành tinh bột, tổng hợp glyxerin và acid báo thành chất béo…

Cũng do chuyển hoá này làm giảm các liên kết hoá học kìm hảm sự nảy mầm như liên kết aldehyd acetic, aldehyd formic

Trong quá trình chuyển hoá các chất hữu cơ phân tử thấp thành các các chất hữu

cơ cao phân tử có kèm theo sự thoát hơi nước

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chín:

- Thời gian chín sau thu hoạch phụ thuộc vào điều kiện bảo quản sau thu hoạch như:

độ ẩm của hạt, độ ẩm tương đối của khối khí, nhiệt di965 và thành phần không khí

- Để tăng khả năng chín sau thu hoạch có thể thực hiện bằng cách phơi hoạch sấy hạt, đặc biệt hiệu quả cao khi quạt không khí khô vào hạt

2.1.3 Hậu quả

Quá trình chín sau thu hoạch có thể gây ra một số tác hại đến việc bảo quản lâu dài hạt:

- Làm giảm lượng chất hữu cơ hòa tan trong nước

- Tăng lượng chất dinh dưỡng phức tạp

VD: Lượng axid amin giảm đi để tăng lượng protid Lượng đường giảm để tăng lượng tinh bột

- Tăng tỷ lệ nảy mầm của hạt Hạt mới thu hoạch có tỷ lệ nảy mầm thấp là do lúc này hoạt động của enzyme phân giải trong hạt yếu nên sự phân giải chất dinh dưỡng phức tạp thành các chất đơn giản cung cấp cho phôi xảy ra chậm và không

đủ đề nuôi hạt nảy mầm

Chín sau là một quy luật tất nhiên nên chỉ có thể hạn chế Nếu ngũ cốc khô tốt, kho khô ráo, thoáng thì thời gian chín sau khoảng một tháng Ngược lại, nếu độ ẩm trong hạt cao, độ ẩm không khí cao thì thời gian chín sau thu hoạch sẽ kéo dài, gây tác hại đến phẩm chất của ngũ cốc Vì vậy cần hạn chế bằng việc thoát hơi nước, thoát nhiệt để quá trính chín aau diễn ra nhanh

2.3 Hiện tượng nảy mầm

2.3.1 Khái niệm

Quá trình nảy mầm của hạt trong thời gian bảo quản

là quá trình phân giải của các chất hữu cơ tích lũy trong hạt

Tuy nhiên, không phải bất kỳ hạt nào cũng có thể nảy mầm

được trong quá trình bảo quản

Hạt có thể nảy mầm trước hết là những hạt đã qua giai

đoạn chín sinh lý và qua thời kỳ ngủ nghỉ Mặt khác, hạt phải

có trọng lượng và thể tích nhất định Đó là những yếu tố nội

tại của bản thân hạt, nó thay đổi theo loại giống

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng

- Độ ẩm: nước giúp cho quá trình thủy phân các hợp chất hữu cơ có trong hạt và tổng

hợp nên những chất mới Nước là môi trường cần thiết cho hoạt động của các enzym trong hạt Khi lượng nước trong hạt vượt quá lượng nước tối thiểu thì nó sẽ nảy mầm.Các loại hạt khác nhau sẽ cần một lượng nước tối thiểu khác nhau

Ví dụ: Lúa nước là 50 ÷ 80%, ngô là 38 ÷ 40%, các loại đậu là 100 ÷ 120%, hạt

- Nhiệt độ: cũng là yếu tố có tác dụng mạnh đến sự nảy mầm Nhiệt độ thích hợp để hạt

nảy mầm là 20 ÷ 35oC Tuy nhiên, ở nhiệt độ thấp hơn (5 ÷ 10oC) hay cao hơn (40 ÷

50oC) hạt vẫn có thể nảy mầm được Trong điều kiện nước ta, khi nhiệt độ tăng thì quá trình nảy mầm cũng tăng Mỗi loại hạt khác nhau có một nhiệt độ thích hợp cho quá trình nảy mầm khác nhau và có 3 giới hạn nhiệt độ: nhiệt độ tối thấp,nhiệt độ tối thích và nhiệt độ tối cao Nhìn chung, nhiệt độ tối thích của một số hạt cây trồng đều nằm trong khoảng 25 ÷ 30oC

Ví dụ: Lạc là 25 ÷ 30oC, lúa là 30 ÷ 35oC…

- Không khí : cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến sự nảy mầm Như ta đã

biết, lượng O2 trong không khí ảnh hưởng đến hình thức hô hấp của hạt Nếu lượng

O2 không đủ thì hạt sẽ hô hấp yếm khí và như vậy hạt sẽ không nảy mầm được Mặt khác, bản chất của quá trình nảy mầm là sự biến đổi các hợp chất phức tạp thành các chất đơn giản nên giai đoạn này hạt cần rất nhiều O2 cho hô hấp Do sự nảy mầm trong quá trình bảo quản làm giảm phẩm chất của hạt một cách đáng kể và xuất hiện một số mùi vị khó chịu nên trong quá trình bảo quản cũng như trong quá trình thu hoạch, vận chuyển, nhập kho cần phải chú ý ngăn ngừa các điều kiện thuận lợi cho quá trình nảy mầm để điều này không sảy ra, đảm bảo được chất lượng của hạt Ngoài

ra, việc quan trọng là phải đảm bảo chất lượng hạt nhập kho nhất là thủy phần của hạt Mặt khác, trong quá trình bảo quản cần phải thường xuyên kiểm tra phát hiện tình hình trong kho để có biện pháp xử lý phù hợp kịp thời

2.3.3 Hậu quả

Hiện tượng nảy mầm trong quá trính bào quản có thể ành hưởng nhiều đến chất lượng của hạt Điển hình như có thể làm hao tổn các chất dinh dưỡng ngũ cốc Đa phần khi nảy mầm, một lượng enzyme amylase sẻ được hình thành và phân giải đi một lượng lớn tinh bột có trong hạt Mặc khác, do trong quá trình nảy mầm, hạt ngũ cốc sẽ toả ra nhiều hơi nước và nhiệt lượng làm cho ngũ cốc bị ẩm ướt và bốc nóng, điều này tạo điều kiện tốt cho côn trùng hoặc vi sinh vật gây bệnh có diều kiện thuận lợi để phát triển và gây hại

2.4 Hiện tượng tự bốc nóng

2.4.1 Khái niệm

Hiện tượng tự bốc nóng là hiện tượng tự tăng dần nhiệt độ trong khối hạt làm giảm phẩm chất của khối hạt

2.4.2 Nguyên nhân

Nguyên nhân của quá trình tự bốc nóng là do sự tích tụ nhiệt và ẩm khi nông sản

hô hấp trong quá trình bảo quản Ngoài ra, còn do tính dẫn nhiệt của hạt rất kém cũng như tính tự động phân cấp, tính hấp phụ và tính tan rời của hạt thúc đẩy quá trình ốc nóng

phát triển nhanh Bên cạnh đó, hoạt động của các loại sinh vật gây hại trong khối nông sản cũng là nguyên nhân gây nên hiện tượng này

Một số vi sinh vật gây hại trên hạt ngũ cốc

2.4.3 Các dạng tự bốc nóng

Quá trình bốc nóng của khối hạt không phải trong cùng một lúc ở mọi nơi mà thường chỉ bắt đầu ở một bộ phận, một khu vực nhất định Sau đó, dần dần dưới tác dụng của hiện tượng khuếch tán nhiệt và ẩm mà lan tràn ra toàn khối hạt Có thể phân loại một

số hiện tượng bốc nóng như sau:

- Tự bốc nóng từng vùng: xảy ra ở một vùng nhất định của khối hạt do tác động của

những hoạt động sinh lý không bình thường hoặc do ngoại cảnh chi phối như mái kho bị dột hoặc cũng có thể do tính tự động phân cấp mà những hạt không đạt phẩm chất tập trung lại

- Tự bốc nóng tầng trên: Phát sinh ở tầng trên của khối hạt Hiện tượng này thường

xảy ra vào lúc giao mùa như nóng sang lạnh hay lạnh sang nóng Do nhiệt độ thay đổi và do khối hạt có tính dẫn nhiệt kém nên nhiệt độ và độ ẩm giữa các vùng của khối hạt có sự chênh lệch dẫn đến sự tích tụ ẩm và nhiệt Điều này sẽ thúc đẩy những hoạt động sinh lý của vật thể sống dẫn đến hậu quả là quá trình tự bốc nóng diễn ra