Nghiên cứu biến đổi của gạo trong kho bảo quản của cục dự trữ nhà nước khu vực đông bắc

... Những năm qua, Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc Hải Phòng Quảng Ninh bảo quản hàng triệu lương thực có gạo Cục dự trữ nhà nước khu vực Đông Bắc áp dụng phương pháp nhằm đảm bảo an toàn chất... thời gian bảo quản - Xác định biến đổi chất lượng gạo theo điều kiện bảo quản khác - Đề xuất điều kiện bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc * Ý... Nghiên cứu biến đổi gạo kho bảo quản Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc cần thiết 2 * Mục tiêu đề tài: - Xác định biến đổi cảm quan gạo theo điều kiện bảo quản khác ( bảo quản yếm khí, bổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CỦA GẠO TRONG KHO BẢO QUẢN CỦA CỤC DỰ TRỮ NHÀ NƯỚC KHU VỰC ĐÔNG BẮC LUẬN VĂN THẠC SĨ Khánh Hòa - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN QUANG HÙNG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI CỦA GẠO TRONG KHO BẢO QUẢN CỦA CỤC DỰ TRỮ NHÀ NƯỚC KHU VỰC ĐÔNG BẮC LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Công nghệ sau thu hoạch Mã số : 60540104 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN ANH TUẤN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KHOA SAU ĐẠI HỌC Khánh Hòa - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nghiên cứu nào. Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn. ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Anh Tuấn – Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nha Trang đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn này. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Khoa Sau Đại học, Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nha Trang, Viện Nghiên cứu Hải sản đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Lãnh đạo Cục, tập thể cán bộ công chức phòng Kỹ thuật bảo quản, các Chi cục của Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài. Xin gửi lời biết ơn tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn bên cạnh động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu. iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ...........................................................v DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ ........................................................................................vi DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ .......................................................................................vii ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...........................................................................................4 1.1. Gạo bảo quản dự trữ quốc gia ...................................................................................... 4 1.1.1. Thành phần hóa học gạo dự trữ ........................................................................4 1.1.2. Tính chất đặc điểm thành phần chính của gạo..................................................4 1.1.3. Khối lượng riêng ρ ............................................................................................9 1.1.4. Độ rỗng của khối hạt ε ......................................................................................9 1.1.5. Khả năng trương nở ..........................................................................................9 1.2. Yếu tố môi trường trong bảo quản gạo dự trữ ........................................................... 9 1.2.1. Phức hợp nhiệt ẩm và oxy hóa..........................................................................9 1.2.2. Oxy không khí và hô hấp của gạo bảo quản ...................................................10 1.3. Tình hình bảo quản gạo trên thế giới ........................................................................ 12 1.4. Bảo quản gạo ở nước ta .............................................................................................. 14 1.4.1. Bảo quản thông thường...................................................................................14 1.4.2. Bảo quản kín ...................................................................................................15 1.4.3. Các phương pháp bảo quản gạo ......................................................................15 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................25 2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................. 25 2.1.1. Gạo ..................................................................................................................25 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ .............................................................................................25 2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................ 25 2.2.1. Bố trí thực hiện nội dung 1 và 2: ....................................................................25 iv 2.2.2. Bố trí thực hiện nội dung 3 (Đề xuất điều kiện bảo quản và thời hạn bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc) ..........................................................................................................27 2.3. Phương pháp phân tích ............................................................................................... 27 2.5. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................................................... 28 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................29 3.1. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến chất lượng cảm quan của gạo và cơm .................................................................................................. 29 3.2. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến khối lượng riêng ρ ................................................................................................................................... 34 3.3. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến độ rỗng ε của hạt ................................................................................................................................... 36 3.4. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến khả năng trương nở của hạt ................................................................................................................ 38 3.5. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng ẩm w...................................................................................................................................... 40 3.6. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến hoạt độ của nước aw ................................................................................................................................. 42 3.7. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt vàng .............. 44 3.8. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt bạc phấn................................................................................................................................ 46 3.9. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng aflatoxin ................................................................................................................................ 47 3.10. Đề xuất điều kiện và thời hạn bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc ..................................................... 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................53 PHỤ LỤC ......................................................................................................................55 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AF : Aflatoxin aw : Hoạt độ nước BP : Hạt bạc phấn IRRI : The International Rice Research Institute (Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế) HV : Hạt vàng PVC : Polyvinyl clorua (nhựa PVC) QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCN : Tiêu chuẩn ngành TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TN : Trương nở tbq : Nhiệt độ bảo quản (0C) UNIDO : United Nationns Industrial Development Organization (cơ quan phát triển công nghiệp Liên hiệp quốc) w : Hàm lượng ẩm ( %) φkk : Độ ẩm tương đối của không khí (%) τ : Thời gian bảo quản (tháng) ρ : Khối lượng riêng (g/cm3) ε : Độ rỗng của hạt (%/cm3) vi DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình gạo dự trữ quốc gia ................................. 4 Sơ đồ 1.1: Quy trình bảo quản kín gạo dự trữ nhà nước (QCVN:06/2011/BTC)............... 17 Thuyết minh quy trình .............................................................................................. 17 Sơ đồ 2.1: Bố trí thí nghiệm xác định biến đổi của gạo theo điều kiện và............... 26 thời gian bảo quản .................................................................................................... 26 Bảng 3.1: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến chất lượng cảm quan của gạo ........................................................................................... 30 vii DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Cách xếp lô gạo .........................................................................................20 Đồ thị 3.1: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến màu của cơm .....................................................................................................32 Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến mùi của cơm .....................................................................................................32 Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến vị của cơm .....................................................................................................33 Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến độ mềm dẻo của cơm .....................................................................................33 Đồ thị 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến khối lượng riêng ρ .............................................................................................35 Đồ thị 3.6: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến khối lượng riêng ρ .....................................................................................35 Đồ thị 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ .................36 đến độ rỗng ε của hạt.................................................................................36 Đồ thị 3.8: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến độ rỗng ε của hạt ............................................................................................36 Đồ thị 3.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến khả năng trương nở của hạt..............................................................................38 Đồ thị 3.10: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến khả năng trương nở của hạt..............................................................................38 Đồ thị 3.11: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng ẩm w........................................................................................40 Đồ thị 3.12: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng ẩm w........................................................................................40 Đồ thị 3.13: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến hoạt độ của nước aw ...................................................................................42 Đồ thị 3.14: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến hoạt độ của nước aw ...................................................................................42 viii Đồ thị 3.15: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt vàng .................................................................................................44 Đồ thị 3.16: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt vàng .................................................................................................44 Đồ thị 3.17: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ .................46 đến tỷ lệ hạt bạc phấn ....................................................................................................46 Đồ thị 3.18: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt bạc phấn...........................................................................................46 Đồ thị 3.19: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng aflatoxin ..................................................................................47 Đồ thị 3.20: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng aflatoxin ..................................................................................48 1 ĐẶT VẤN ĐỀ * Tính cấp thiết của đề tài: Gạo là nguồn lương thực chính của hơn một nửa dân số thế giới, là một sản phẩm thu từ cây lúa, được trồng tập trung tại các nước châu Á, châu Phi và châu Mỹ Latinh. Gạo có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh lương thực và ổn định xã hội. Mặc dù có tầm ảnh hưởng quyết định đến sự sống toàn xã hội như vậy nhưng sản xuất lương thực phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết, khí hậu, đất đai... và thực tế đã không có đủ thường xuyên lương thực cho tiêu dùng. Ở Việt Nam sản xuất lương thực trong điều kiện thủ công, lại trong vùng khí hậu nhiệt đới, bão lũ, mất mùa thường xuyên xảy ra, nên lương thực vẫn trong tình trạng thiếu trong mùa giáp hạt hay bão lũ. Dự trữ lương thực là một vấn đề tất yếu khách quan phù hợp với quy luật phát triển kinh tế xã hội, có một vai trò trọng yếu trong hoạt động xã hội, là nhân tố quyết định đảm bảo an ninh lương thực và ổn định xã hội. Gạo trong quá trình bảo quản thường bị biến đổi dẫn đến suy giảm chất lượng do các biến đổi sinh lý, sinh hóa hoặc do vi sinh vật, côn trùng mọt, mạt ... phá hoại. Việc bảo quản lương thực là công tác quan trọng nhất sau thu hoạch, góp phần bảo đảm an toàn lương thực quốc gia - vấn đề Đảng và Nhà nước ta rất quan tâm. Trong bảo quản lương thực, công nghệ và kỹ thuật bảo quản là khâu then chốt nhất quyết định chất lượng hiệu quả của công tác bảo quản lương thực. Những năm qua, Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc tại Hải Phòng và Quảng Ninh đã bảo quản hàng triệu tấn lương thực trong đó có gạo. Cục dự trữ nhà nước khu vực Đông Bắc luôn áp dụng các phương pháp nhằm đảm bảo an toàn về chất lượng, số lượng, đáp ứng nhu cầu an sinh xã hội, cứu đói (do thiên tai địch họa và bình ổn thị trường). Việc bảo quản lương thực dự trữ Quốc gia với số lượng lớn, thời gian dài, cần được thường xuyên nghiên cứu hoàn thiện thay đổi công nghệ đảm bảo chất lượng tốt hơn, giảm hao hụt về số lượng , giảm giá thành bảo quản và phù hợp với vùng sâu, vùng xa, vùng núi hải đảo, xa khu công nghiệp sản xuất khí CO2 và N2. Cho đến nay ở Việt nam chưa thấy công bố sự biến đổi của gạo trong thời gian bảo quản. Chính vì vậy việc “Nghiên cứu biến đổi của gạo trong kho bảo quản của Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc” là cần thiết. 2 * Mục tiêu của đề tài: - Xác định sự biến đổi cảm quan của gạo theo điều kiện bảo quản khác nhau ( bảo quản yếm khí, bổ sung khí CO2, bổ xung khí N2) và thời gian bảo quản. - Xác định sự biến đổi chất lượng của gạo theo các điều kiện bảo quản khác nhau. - Đề xuất điều kiện bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc. * Ý nghĩa khoa học của đề tài: Kết quả nghiên cứu đưa ra số liệu khoa học có giá trị tham khảo về bảo quản gạo, đồng thời làm cơ sở để điều chỉnh các thông số của quy trình bảo quản và xác định thời gian cho phép bảo quản gạo tại kho dự trữ Quốc gia khu vực Đông Bắc. * Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Góp phần bảo đảm chất lượng, an toàn thực phẩm và hạn chế tổn thất trong quá trình bảo quản gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc. * Nội dung của đề tài: Để đạt được mục tiêu trên, nội dung nghiên cứu gồm: 1. Nghiên cứu biến đổi vật lý và cảm quan của gạo theo điều kiện bảo quản (nhiệt độ tbq, độ ẩm tương đối của không khí trong kho ϕkk, môi trường bảo quản: CO2/ N2/ yếm khí) và thời gian bảo quản (τ), gồm: - Khối lượng riêng ρ (g/cm3 hoặc số hạt/100g) - Độ rỗng của hạt ε (% không khí chứa trong 1 m3 gạo) - Khả năng trương nở của gạo sau khi nấu chín (cm3 cơm /100g gạo - thể tích tổng cộng của cơm của 100g gạo đem nấu). - Tỷ lệ hạt vàng - Tỷ lệ hạt bạc phấn - Chất lượng cảm quan (màu, mùi, vị, trạng thái) của gạo và cơm. 2. Nghiên cứu biến đổi về chất lượng theo điều kiện bảo quản (nhiệt độ tbq, độ ẩm tương đối của không khí trong kho ϕkk, môi trường bảo quản: CO2/ N2/ yếm khí) và thời gian bảo quản (τ). Bao gồm: - Hàm lượng ẩm (w) - Hoạt độ của nước (aw) - Hàm lượng aflatoxin. 3 3. Đề xuất điều kiện bảo quản và thời hạn bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc, góp phần đảm bảo chất lượng an toàn và giảm tổn thất cho quá trình bảo quản gạo. 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Gạo bảo quản dự trữ quốc gia 1.1.1. Thành phần hóa học gạo dự trữ Gạo trắng (white rice) theo định nghĩa của TCVN 5643- 2008 là "phần gạo lật sau khi đã tách bỏ một phần hoặc toàn bộ cám và phôi" Thành phần hoá học chủ yếu của gạo bao gồm có glucid, protein, lipid và các vitamin, chất khoáng. Tỷ lệ thành phần này thay đổi tuỳ theo từng giống lúa, điều kiện canh tác, công nghệ xay sát… Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình gạo dự trữ quốc gia [14] Phân loại gạo theo hàm lượng Thành phần chất dinh dưỡng Glucid Protein Lipid % % % Thấp 82,2 6,7 4,8 0,06 0,40 Trung bình 82,75 7,0 5,1 0,07 0,55 Cao 83,30 7,3 5,4 0,08 0,70 Vitamin B1 % Độ chua Phần lớn glucid nằm ở nội nhũ của hạt gạo, còn lipid, protein và vitamin B1 nằm ở lớp vỏ cám của hạt gạo. Đánh giá chất lượng gạo theo chỉ tiêu: Theo TCVN 5644 - 2008 chỉ tiêu chất lượng gạo trắng và Đánh giá chỉ số dinh dưỡng protein, lipid, glucid và vitamin. 1.1.2. Tính chất đặc điểm thành phần chính của gạo a. Protein [5] Protein là hợp chất hữu cơ chứa nitơ và là chất dinh dưỡng quan trọng bậc nhất đối với loài người. Nếu quá trình trao đổi vật chất đó bị chấm dứt thì sự sống cũng chấm dứt nghĩa là protein bị phá hủy. Muốn xác định lượng protid trong gạo ta chỉ cần xác định lượng nitơ rồi nhân với hệ số 6,25 (là hệ số thực nghiệm và hệ số này thay đổi khi loại hạt thay đổi ví dụ hệ số đối với lúa mỳ và bột mỳ là 5,7). Tất cả các protein đều cấu tạo từ các acid amin là các hợp chất đơn giản nhất của protid. Nếu đem phân huỷ protein bằng acid, kiềm hoặc dưới tác dụng của các enzym phân huỷ protid ta sẽ được một hỗn hợp các acid amin. 5 Trong protein thường gặp tất cả 20 acid amin khác nhau và chúng kết hợp với nhau tạo thành những phân tử protid. Trong số 20 acid amin có 8 acid amin (lisine, tryptophan, phenylalanine, leucin, izoleucin, threonin, methionin và valin), đó là những acid amin giữ một vai trò vô cùng quan trọng đối với cơ thể người, vì cơ thể con người không thể tự tổng hợp được các acid amin này, mà phải lấy từ thức ăn có sẵn. Trong thức ăn, nếu thiếu hoặc hàm lượng các acid amin không cân đối thì giá trị dinh dưỡng của thức ăn sẽ giảm đi. Protein là chất háo nước, có nghĩa là phân tử của nó có kết hợp với một lượng lớn nước và có thể nở trương ra để tạo thành keo hoặc gel protein. Protein dễ dàng biến tính dưới ảnh hưởng của các tác động khác nhau như acid, kiềm, nhiệt độ ...do đó nó mất tính tan, tính háo nước, tính hoạt động men ban đầu và giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị sinh học của protein giảm đi rõ rệt. Trong qúa trình bảo quản gạo, protein bị biến chất do ảnh hưởng của nhiệt độ cao và độ chua (do hoạt động của vi sinh vật và oxy hoá) là những yếu tố có ảnh hưởng tới quá trình biến chất của protein. Nếu hàm lượng nước thấp thì protein ít bị biến chất dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Ngoài các yếu tố ngoại cảnh, trong hạt còn có các enzym thủy phân protein. Các enzym thủy phân protein gọi chung là proteaza. Dưới tác dụng của enzym proteaza, protein kết hợp với nước và bị phân ly, cuối cùng tạo thành acid amin. Phân bố protein và enzym thủy phân protein trong gạo không đều, một lượng lớn protein và đặc biệt là enzym thủy phân protein nằm trong phôi và sau đó ở lớp alơron, trong nội nhũ chỉ chứa một lượng nhỏ protein và enzym thủy phân protein. Từ những trình bày trên ta thấy rằng trong bảo quản gạo, cần luôn bảo đảm thủy phần gạo không cao quá và giữ gạo ở nhiệt độ thấp để tránh sự biến chất của protein, dưới ảnh hưởng hoạt động mạnh của các enzym thủy phân có trong hạt... b. Lipid [6,14] Lipid là thành phần dinh dưỡng quan trọng trong gạo, hàm lượng lipid chiếm 0,5% trong gạo. Lipid bao gồm: chất béo (Free fatty acid), lipid trung tính, glycolipid, phospholipid. Lipid là chất este phức tạp của glycerin và acid béo bậc cao và có công thức chung: 6 CH2O. OC. R1 CH2O. OC. R2 CH2O. OC. R3 R1. CO, R2. CO, R3. CO – là gốc của các axit béo bậc cao. Các lipid khác nhau về cấu tạo và thành phần hóa học, nhưng chúng đều giống nhau là có thể hòa tan dễ dàng trong các dung môi hữu cơ như etxăng, benzen...Khi được hấp thụ vào cơ thể, nó sinh ra một năng lượng lớn hơn hai lần cùng lượng gluxid hoặc protid sinh ra. Trong các acid béo tạo thành lipid có acid béo no, quan trọng nhất là acid palmitic (CH3(CH2)14COOH) và acid stearic (CH3(CH2)16COOH). Trong acid béo chưa no tạo thành lipid, quan trọng nhất là acid oleic, linolic và linoleic. Các acid béo chưa no trong phân tử của nó có chứa một hoặc nhiều nối đôi. Do có các nối đôi nên các acid béo chưa no dễ bị oxy hóa và quá trình oxy hóa của lipid luôn luôn tạo thành các sản phẩm có mùi ôi, khét và có khi còn gây độc với cơ thể người khi ăn phải các sản phẩm của quá trình oxy hóa chất béo. Chất béo trong gạo và các hạt nói chung phần lớn là chứa các acid béo chưa no. Vì vậy trong quá trình bảo quản nếu gặp điều kiện nhiệt độ cao, kèm theo thủy phần của gạo cao, quá trình oxy hóa chất béo dễ dàng xảy ra và làm cho gạo có mùi ôi khét và độ chua bị tăng. Các chất béo có trong hạt dễ dàng bị thủy phân dưới tác dụng của chất kiềm, còn trong quá trình bảo quản, dưới tác dụng của enzym lipaza có trong hạt, quá trình phân hủy chất béo thành glycerin và acid béo tự do xảy ra. Để xác định lượng acid béo tự do trong hạt người ta thường dùng chỉ số acid để biểu thị. Chỉ số acid chính là số miligam KOH dùng để trung hòa acid béo tự do có trong 1gam chất béo. Trong thực tế kiểm nghiệm thường dùng khái niệm độ chua (1 độ chua là 1ml NaOH 1N dùng để trung hòa 100g lương thực). Trong quá trình bảo quản gạo có phẩm chất xấu bao giờ có độ chua lớn hơn gạo có phẩm chất tốt và thời gian bảo quản càng lâu thì độ chua càng tăng. Quá trình oxy hóa chất béo trong hạt là quá trình phức tạp oxy gắn vào những dây nối đôi của chất béo và hình thành chất gọi là peoxyt không bền vững. Trong quá trình bảo quản gạo cần tìm mọi biện pháp hạn chế quá trình oxy hóa và thủy phân chất béo để giữ gìn giá trị dinh dưỡng của gạo là một nhiệm vụ quan trọng. 7 c. Glucid [5,14] Glucid là thành phần chủ yếu tinh bột còn có đường, xenluloza, hemixenluloza, dextrin. Tinh bột là thành chính của gạo. Tinh bột có amyloza và amylopectin. Amyloza là một chất trùng hợp mạch thẳng gồm các gốc α –D gluco liên kết với nhau, nhưng ngoài liên kết glucozit (1-4) còn có liên kết glucozit (1-6). Vì vậy amylopectin là một chất trùng hợp có nhiều mạch nhánh. Nhiều kỹ thuật nấu và sở thích ăn phụ thuộc vào tỷ lệ giữa amyloza và amylopectin của tinh bột. Trong gạo nếp hầu như không có amyloza, khi nấu cơm nếp hút ít nước, hạt cơm mềm, dẻo và chậm bị khô sau khi để nguội. Tinh bột phân tử được dự trữ trong hạt tinh bột. Hạt tinh bột được xem như là một bào quang. Nó có thành phần cấu trúc và các tính chất hóa lý rất đặc trưng. Nói đến tính chất tinh bột nguyên thể là nói đến tích chất của dạng cấu trúc này. Huyền phù nước – tinh bột bị đun nóng đến nhiệt độ nào đó hạt tinh bột bị vỡ ra. Nhiệt độ này gọi là nhiệt độ hóa hồ của tinh bột. Khi hóa hồ tính chất của huyền phù thay đổi hẳn, đặc tính độ nhớt tăng vọt. Để nghiên cứu tính chất bột gạo người ta sử dụng dụng cụ gọi là amylograph. Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ là đo độ nhớt của huyền phù tinh bột theo thời gian và nhiệt độ. Đây là phương pháp hiện đại để khảo sát tính chất của tinh bột. Hạt tinh bột có các khe trống, kích thước và số lượng các khe này ảnh hưởng đến nhiệt độ hóa hồ. Tinh bột tác dụng với iôt thì bị nhuộm màu xanh – đó là phản ứng đăc trưng để nhận biết tinh bột. Tinh bột cấu tạo từ amylo và amylopectin. Các chất này có tính chất khác nhau: phản ứng với iôt amylo nhuộm màu xanh; còn amylopectin nhuộm màu đỏ tím. Amylo dễ tan trong nước nóng và dung dịch của nó không dính lắm, trong khi đó amylopectin chỉ tan trong nước đun nóng áp suất cao và tạo thành dung dịch rất dính. Đun nóng với acid hoặc dưới tác dụng của enzym amylaza tinh bột bị thủy phân và tạo thành dextrin và manto, dextrin là sản phẩm trung gian của quá trình phân ly tinh bột. Tác dụng của enzym amylaza lên tinh bột có thể chia làm 3 giai đoạn đầu làm loãng tinh bột; sau đó dextrin hóa tinh bột, có nghĩa là biến tinh bột thành dextrin; cuối cùng là đường hóa tinh bột có nghĩa là biến tinh bột thành phần lớn manto. Trong gạo enzym amylaza có dưới dạng tự do và dạng liên kết chặt chẽ với protid . Căn cứ vào cơ chế tác dụng, người ta chia thành α-amylaza còn gọi là dextrinogenamylaza và β-amylaza hay sacarogenamylaza. α-amylaza thủy phân tinh 8 bột chủ yếu thành dextrin và một ít manto. Ngược lại β-amylaza thủy phân tinh bột tạo thành phần lớn manto và ít dextrin. Đường tự do: Đường tự do có trong gạo xát khoảng 0,37- 0,53% đường trong đó 0,05 - 0,08% là đường khử. Fitin (muối mezo – inositohexafotfat) là phần quan trọng của lớp ngoài hạt. 80% phospho trong gạo lật và 40% trong gạo xát ở dạng phospho fitin. Ngoài tinh bột gạo còn chứa hemicenlulose, nó là polysaccarit không tan trong nước không tiêu hóa được trong cơ thể người. Thường chứa ở cám, tấm, mầm. Hàm lượng hemicenlulose trong cám có khoảng 8,59 -10,9%, tấm 3,15% -6,01%, trong gạo 0,61-1,09%. Hemicenlulose và cenlulose là chất liên quan chặt chẽ đến chỉ tiêu chất lượng thóc, vì đây là những thành phần con người không tiêu hóa được. Vì vậy khi chế biến thành gạo cũng cần biết xem gạo có bao nhiêu hemicenlulose và bao nhiêu cenlulose. Điều này rất khó xác định. Trên thực tế lượng hemicenlulose và cenlulose có liên quan chặt chẽ đến độ tro của gạo mà độ tro lại xác định được dễ dàng hơn, do đó người ta thường xác định độ tro để đánh giá chất lượng của gạo. d. Vitamin [5,14] Vitamin là những hợp chất hữu cơ tuy cơ thể chỉ cần một số lượng nhỏ nhưng vô cùng quan trọng, bởi vì cơ thể người không thể tự tổng hợp được mà phải lấy từ bên ngoài vào thông qua thức ăn, hơn thế nữa, nếu thiếu vitamin sẽ gây nên những rối loạn và dẫn tới các chứng bệnh hiểm nghèo. Nếu thức ăn thiếu vitamin B1 thì lượng enzym cacboxylaza mà thành phần của nó có trong vitamin B1 sẽ không đủ cho cơ thể, enzym này xúc tác phản ứng phân ly acid piruvic. Nếu thức ăn thiếu vitamin B1 thì acid piruvic sẽ tích tụ ở hệ thần kinh do enzym cacboxylaza phân ly acid piruvic và người ta sẽ mắc chứng bện đau thần kinh. Các vitamin được chia ra làm 2 nhóm lớn: các vitamin tan trong nước và các vitamin tan trong dầu: - Vitamin tan trong nước: Vitamin B1 có nhiều trong cám và trong lớp aloron, phôi của thóc có tỷ lệ vitamin B1 cao nhất, sự phân bố trong gạo như sau: Tỷ lệ % về lượng vitamin B1 trong nội nhũ 5%, phôi 66%, lớp cám 29%. Trong quá trình chế biến thóc thành gạo, một phần vitamin B1 bị mất đi do bóc lớp cám đi, gạo xát càng kỹ thị 9 lượng B1 càng giảm. Trong quá trình bảo quản lượng vitamin B1 cũng giảm theo thời gian, gạo có thủy phần cao và thời gian bảo quản lâu thì lượng vitamin B1 giảm đi rõ rệt. - Vitamin PP (acid nicotic) trong thóc chỉ chứa một lượng rất nhỏ và trong quá trình chế biến bị tổn thất lớn, trong quá trình bảo quản nếu không tốt vitamin PP cũng bị phân hủy. Song trong gạo có một lượng đáng kể amin tryptophan (0,08g/100g gạo), trong cơ thể tryptophan dễ dàng được chuyển thành acid nicotic nên thường không thiếu vitamin PP. - Vitamin tan trong dầu: là các vitamin A, E và D, trong gạo các vitamin này rất ít không đáng kể. Carotinoit sẽ chuyển thành vitamin A; chất egosteron và các steron khác nếu được chiếu sáng bằng tử ngoại sẽ chuyển thành vitamin D. Vitamin E hoặc tocoferon có một hàm lượng không đáng kể. 1.1.3. Khối lượng riêng ρ [1, 9] Khối lượng riêng là khối lượng một đơn vị thể tích của khối hạt thực (không kể độ rỗng của khối hạt) nó đặc trưng cho độ chắc, độ mẩy và mức độ chín của khối hạt, nó có đơn vị: g/cm3, kh/dm3, tấn/m3. 1.1.4. Độ rỗng của khối hạt ε [1, 9] Khoảng không nằm giữa khe hở giữa các hạt, có chứa đầy đủ không khí, đó là độ rỗng của khối hạt. Trong quá trình bảo quản phải đảm bảo độ rỗng nhất định của khối hạt để không khí lưu thông, thoát nhiệt, thoát ẩm dễ dàng, đồng thời để thông gió và xông thuốc trừ côn trùng khi cần thiết. 1.1.5. Khả năng trương nở [1, 9] Khi ngâm tinh bột vào nước thì thể tích hạt tăng do sự hấp thụ nước, làm cho hạt tinh bột trương phồng lên. Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở của hạt tinh bột. Độ tăng kích thước trung bình của một số loại tinh bột khi ngâm vào nước như sau: tinh bột bắp: 9,1 %, tinh bột khoai tây: 12,7 %, tinh bột sắn: 28,4 %. 1.2. Yếu tố môi trường trong bảo quản gạo dự trữ 1.2.1. Phức hợp nhiệt ẩm và oxy hóa [14] Như trên đã nêu, tác nhân chủ yếu gây ra oxy hóa trong quá trình bảo quản dự trữ là oxy môi trường. Điều kiện nhiệt ẩm sẽ gia tăng động học, ví dụ nếu nhiệt độ tăng 100C sẽ làm tăng tốc độ phản ứng oxy hóa lên gấp đôi. Tuy nhiên nếu không có oxy, quá trình oxy hóa này hoàn toàn dừng lại. 10 1.2.2. Oxy không khí và hô hấp của gạo bảo quản [3, 4, 5, 7, 8, 14, 16] Mặc dù đã được loại bỏ phôi và lớp cám, nhưng hạt gạo vẫn diễn ra quá trình hô hấp (thực chất là quá trình oxy hoá các chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất đơn giản hơn). Các đường đơn hexa, cơ chất chủ yếu của hô hấp, bị oxy hoá trong quá trình hô hấp theo phương trình phản ứng sau: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6 H2O Khi hô hấp, oxy hoá hoàn toàn glucid thì ứng với mỗi phân tử glucoza cần 6 phân tử oxy để tạo thành 6 phân tử CO2 và 6 phân tử nước H2O thải ra. Tỷ số giữa CO2 và O2 bằng 1. Ngoài glucid, các chất khác cũng có thể là cơ chất hô hấp, ví dụ acid hữu cơ và acid béo. Khi hô hấp xảy ra theo sơ đồ sau: C4H6O5 + 3O2 4 CO2 + 3H2O Lúc này tỷ số giữa CO2 và O2 lớn hơn 1 (1,33) Khi chất bị oxy hoá có oxy ít hơn so với glucid, hệ số hô hấp (tỷ lệ giữa CO2 và O2) nhỏ hơn 1. Sự oxy hoá trong quá trình hô hấp diễn ra phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn, dưới sự tham gia tác động của nhiềm enzym có trong tế bào hạt. Quá trình oxy hoá protid thông thường do các vi khuẩn hiếu khí phân huỷ các acid amin thành các acid hữu cơ và amoniac: H R- CH-CH (NH2)- COOH Acid amin R – CH2 – CH2 – COOH + NH3 Acid hữu cơ Amoniac Từ cùng một loại acid amin, tuỳ thuộc theo cơ chế phản ứng, sẽ thành amoniac và các acid hữu cơ khác. Những acid này làm cho sản phẩm có mùi khó chịu. Các vi khuẩn kỵ khí lại phân huỷ acid amin theo cơ chế khác, hình thành amin và CO2: H R- CH-CH (NH2)- COOH Acid amin R – CH2 – CH2 – NH2 + CO2 Amin Amin mới hình thành này thường có tính độc hại đối với cơ thể, loại acid amin mạch hở ít độc hơn. 11 Nếu phối hợp cả tác dụng của vi khuẩn hiếu khí và yếm khí thì cơ chế của phản ứng phức tạp hơn, hình thành một số chất như phenol, indol scatol... Trong thời gian bảo quản, protein bị phân huỷ trước rồi đến lipid. Quá trình thuỷ phân lipid xảy ra một cách từ từ. Lipid kết hợp với một phân tử nước giải phóng ra acid béo, rồi kết hợp với phân tử thứ hai, thứ ba để tiếp tục giải phóng acid béo theo cơ chế phản ứng sau: CH2 OOCR1 CH2 OH H - CH2 OOCR2 + H2 O H CH2 OOCR3 CH2 OH CH2 OH + H2 O CH OH CH2 OOCR3 CH2 OOCR3 CH2 OH CH2 OH CH2 OH + H2 O HOOCR1 + HOOCR2 + HOOCR3 CH2 OOCR2 CH2 OOCR3 H - CH2 OOCR2 + CH OH H - CH2 OOCR3 CH2 OH Ngoài ra, lipid còn bị oxy hoá để hình thành aldehyt -(CH2)16 - COOH CH3 – NH2(CH2)14 – CHO + H2O Hoặc tạo thành xeton gây ra 'ôi': H R- CH- C OOH R – CO – CH3 + H2O Nếu là các acid béo không no, “oxy hoạt động” gắn vào nối đôi của axit béo không no và tạo thành peroxyt, rồi cuối cùng phân huỷ thành aldehyt theo cơ chế phản ứng sau: R- CH = CH – R – COOH R – OH- OH – R - COOH R – CH – CH – R - COOH O –O O oxy acid R – CHO + CHO – R - C OOH aldehyt Trong quá trình trên ta thấy oxy có trong không khí là tác nhân gây nên các quá trình biến đổi làm tổn thất chất dinh dưỡng có trong gạo là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến chất lượng gạo bị suy giảm, giá trị dinh dưỡng thương phẩm của nó giảm đi nhanh chóng. 12 1.3. Tình hình bảo quản gạo trên thế giới [14] Phương pháp bảo quản kín (hermetic storage) đã được người Hy Lạp và La Mã cổ đại sử dụng trong những chum có trét sáp ong cách đây 2500 năm [18]. Hiện nay, kỹ thuật bảo quản kín sử dụng những vật liệu hiện đại ngày càng phổ biến. Cách đây 2 năm, 1 trong những công ty hạt giống lớn nhất thế giới là Bayer CropScience đã thành công khi chuyển từ tồn trữ trong kho truyền thống sang bảo quản kín đối với hạt giống lúa lai. Bayer hiện có thể hạn chế phát triển của sâu mọt và kéo dài khả năng nảy mầm của hạt giống đến 9 tháng [18]. Các công ty khác đã áp dụng phương pháp của Bayer. Để tìm hiểu nguyên tắc của bảo quản kín, các nghiên cứu vào thập niên 1930 cho thấy các hạt được sấy tồn trữ rất lâu, lưu ý điều kiện độ ẩm và nhiệt độ được duy trì ổn định, nồng độ khí oxy thấp và khí cabonic cao. Trong các thùng kín, điều kiện không khí trên được hình thành do hô hấp của hạt giống và các côn trùng có trong đó. Tác động của các yếu tố đó làm nồng độ khí oxy hạ dưới 10 [18]. Nếu duy trì điều kiện trên sẽ ngăn chặn bào tử nấm nảy mầm sản sinh ra các chất độc, nhất là chất mycotoxin. Tất cả côn trùng trong hạt đều chết do thiếu khí oxy để thở khi giữ trong môi trường kín. Trong hơn 6 năm, Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI đánh giá và phổ biến kỹ thuật bảo quản kín cho các viện nghiên cứu các nước, nông dân và nhà máy xay xát [18]. Xây dựng các mô hình bảo quản kín thích hợp với các nông dân có ít đất canh tác khắp thế giới. Các kết quả nghiên cứu thực hiện tại IRRI đã khẳng định hiệu quả của phương pháp bảo quản kín so với các phương pháp bảo quản thông thường khác nhằm tồn trữ hạt đến 18 tháng. Nó làm giảm nhanh chóng số mọt, côn trùng. Chúng có thể sống trong hạt lúa ở nhiệt độ 200C khi bảo quản thoáng, nó chỉ chết khi nhiệt độ hạ xuống dưới 80C . Các loại bảo quản kín với các khối lượng khác nhau đều cho kết quả tương tự. Phương pháp này đang phổ biến ở các nước Bangladesh, Campuchia. Tại Campuchia, tỷ lệ nảy mầm của hạt giống tồn trữ bằng phương pháp bảo quản kín sau 6 tháng đạt 90%, sau 12 tháng đạt 63% trong khi phương pháp bảo quản hở tỷ lệ này lần lượt là 51 và 8% trong cùng thời gian trên. Kết quả nghiên cứu tại Campuchia cho thấy khi nồng độ khí oxy tăng, sâu mọt cũng tăng theo. Đã có ghi nhận số sâu mọt trong 1kg lúa giống là 332 con trong phương pháp bảo quản thoáng. 13 Năm 2006, Phòng Nghiên cứu và Phổ biến sau thu hoạch Philippines (Philippine Bureau of Postharvest Research and Extension PBPRE) và Viện Nghiên cứu lúa Philippin (Philippine Rice Research In – Statute - PhilRice) khảo sát tỷ lệ nảy mầm của giống lúa lai Mestizo 1 qua các phương pháp tồn trữ khác nhau. Kết quả cho thấy phương pháp bảo quản kín vẫn cho tỷ lệ nảy mầm sau 9 tháng tương đương với để trong kho lạnh. Các kết quả nghiên cứu trên hạt giống lúa tại Bangladesh và Campuchia (100 398 ngày), trên hạt giống bắp tại Mexico, Thái Lan và Bangladesh (90 - 280 ngày), trên lúa mỳ, lúa mạch ở síp và Israel (120 - 900 ngày) cho thấy các hạt giống này vẫn giữ được tỷ lệ nảy mầm 81 - 95% sau 90 ngày ở phương pháp bảo quản kín. Một nghiên cứu khác ở Việt Nam cho thấy hạt giống đậu phộng bảo quản kín sau 8 tháng vẫn giữ được tỷ lệ nảy mầm 98%, trong phương pháp bảo quản hở chỉ có 4%. Phương pháp bảo quản kín đã giúp Philippin phát triển hạt giống lúa lai. Hạt lúa lai có nhược điểm giá rất đắt, nhanh mất sức nảy mầm. Phương pháp bảo quản truyền thống chỉ giữ được hạt giống trong 3 tháng. Phương pháp bảo quản kín giúp giảm chi phí so với các phương pháp khác. Để phổ biến phương pháp bảo quản kín, cần có vật liệu thích hợp cho mọi đối tượng nông dân. Tại Philippin vật liệu phổ biến nhất là túi nhựa hiệu Super Grainbag TM, có sức chứa 60kg, dày 0,078mm làm bằng nhựa dẻo (coextruded plastic) có lớp polyethylene bảo vệ bên ngoài. Lớp plastic có độ thấm hơi nước và khí oxy rất thấp (hơi nước 8g/1m2/24giờ và khí oxy thấm 3cm3/1m2/24giờ) [17]. Cocoon TM là thương hiệu của một loại bao khác được làm bằng nhựa polyvinyl chlorua (PVC) dày 0,83mm với độ thấm hơi nước 8g/1m2/24giờ và độ thấm khí oxy 55cm3/1m2/24giờ. Loại bao này có sức chứa từ 5 - 1.000 tấn dành cho các trại giống có diện tích lớn [17]. Một thương hiệu khác là Trans Safeliner TM là loại container bảo quản kín hạt giống có kích thước 3 x 12 m chuyên chở bằng đường biển để giảm giá thành trong vận chuyển và xuất khẩu hạt giống. Qua nỗ lực của Viện Nghiên cứu lúa Quốc tế IRRI cùng với quốc gia thành viên phổ biến thành công phương pháp bảo quản kín ở các nước Bangladesh, Campuchia, Ấn Độ, Indonesia, Lào, Myanmar, Philippin và Thái Lan. Nó còn được áp dụng đối với bảo quản lúa lương thực và gạo. Các nghiên cứu của IRRI cho thấy lúa lương thực tồn trữ bằng phương pháp bảo quản kín làm tăng tỷ lệ gạo nguyên. Tại 14 Campuchia tỷ lệ này tăng 10% (thu được 75 - 80% gạo nguyên) so với phương pháp bảo quản thông thường khi tồn trữ trên 12 tháng. Tại Việt Nam kết quả khảo nghiệm năm 2003 phương pháp này làm tăng tỷ lệ gạo nguyên 4 - 5% sau thời gian bảo quản 6 tháng. Hiện nay túi plastic được sử dụng rộng rãi để bảo quản giống lúa, lúa lương thực, gạo trắng, gạo lức, bắp, lúa mỳ… sử dụng cho người và thức ăn gia súc, mang lại lợi ích to lớn cho nông dân tất cả các nước châu Á. Theo tài liệu của UNIDO (cơ quan phát triển công nghiệp Liên hiệp quốc) công nghệ bảo quản trong môi trường nitơ được nghiên cứu và áp dụng một cách rộng rãi ở nhiều nước vào những năm cuối 80 của thế kỷ 20 để bảo quản lương thực, thực phẩm chế biến [20], có nhiều ưu điểm kéo dài thời gian bảo quản hơn, sản phẩm không có côn trùng và nhiễm nấm mốc… Trung Quốc từ năm 1980 đã tiến hành bảo quản thóc đóng bao và đổ rời ở trạng thái kín có bổ sung khí CO2 cho hàng ngàn tấn thóc và thu được kết quả tốt. Công nghệ bảo quản như sau: dùng màng PVC che kín khối hàng, sau đó hàn kín rồi hút đến áp suất 700mm Hg và bơm vào đo 80% khí CO2 sau 24 tháng bảo quản, chất lượng thóc vẫn tốt, tỷ lệ hao hụt giảm so với bảo quản thông thoáng [19]. Cho đến nay, hầu hết các nước trong khu vực có sản xuất lúa gạo đều áp dụng công nghệ bảo quản kín có bổ sung khí trơ để bảo quản lúa gạo như Malayxia, Philippin, Australia, Hong kong, Miến Điện… 1.4. Bảo quản gạo ở nước ta 1.4.1. Bảo quản thông thường [7, 8, 14] Từ thập kỷ 70 trở về trước, gạo thường được bảo quản theo công nghệ truyền thống là đóng vào bao đay, xếp vào các kho bảo quản theo công nghệ mở (opening storage), thời gian gạo giữ được chỉ 3 tháng đến 4 tháng là phải xuất, sau thời gian này chất lượng gạo giảm nhanh (nấm, mốc, mức độ biến vàng phát triển nhanh) (theo kết quả nghiên cứu của Cục Dự trữ). Năm 1993, theo kết quả nghiên cứu của Cục Dự trữ quốc gia, gạo bảo quản thông thường sau 3 tháng tỷ lệ hạt vàng tăng 0,3 đến 0,35%, mật độ côn trùng từ 10-20 con/kg; độ chua tăng 0,8 đến 0,9%; hàm lượng Protein giảm 1,1 đến 1,8 %. Độ sáng của hạt lúc này giảm đi rõ rệt, mầu gạo trở nên đục, có mùi hôi và hạt mốc (950 đến 1640 bào tử mốc/1g gạo). Gạo sau khi thổi cơm rời rạc, không có mùi thơm tự nhiên 15 của gạo. Để đảm bảo số lượng và chất lượng, Hội đồng nghiệm thu đã kết luận thời gian bảo quản gạo bằng phương pháp thông thường tối đa là 3 tháng. 1.4.2. Bảo quản kín [7, 8, 14] Từ những năm đầu thập kỷ 80, ở một số nước trên thế giới đã nghiên cứu và áp dụng công nghệ bảo quản kín (hermatic hay airtight storage) để hạn chế tác động xấu của oxy trong không khí đến lương thực trong quá trình bảo quản. Bảo quản kín có nhiều phương thức khác nhau: bảo quản trong môi trường chân không, môi trường khí trơ (N2), môi trường khí CO2. Ở nước ta lần đầu tiên công nghệ bảo quản thóc phủ kín có nạp khí CO2 được nghiên cứu tại Dự trữ Hải Hưng, số thóc này bảo quản 16 tháng (tháng 8/1991 đến tháng 12/1992), so với bảo quản tự nhiên thu được kết quả: + Lượng tạp chất không tăng + Tỷ lệ hạt vàng giảm + Côn trùng không phát triển + Nấm mốc giảm rõ rệ + Suy giảm chất dinh dưỡng (glucid, protid, lipid, vitamin ...) đều giảm ít hơn so với lô đối chứng (bảo quản đổ rời tự nhiên). 1.4.3. Các phương pháp bảo quản gạo a. Bảo quản gạo trong môi trường khí CO2 [7, 8, 14] Trên cơ sở kết quả bảo quản thóc trong môi trường kín có nạp khí CO2 thành công và các kinh nghiệm của các nước trên thế giới, tháng 4/1993 Cục Dự trữ quốc gia đã tiến hành nghiên cứu thí điểm bảo quản gạo trong môi trường kín có nạp khí CO2. Dùng khí CO2 hóa lỏng sđóng tỏng bình thép chịu lực phun vào lô gạo, sau khi nạp xong, nồng độ CO2 trong gạo phải đạt trên 50%. b. Bảo quản gạo trong môi trường khí N2 Xuất phát từ những ảnh hưởng trong quá trình gạo bằng khí CO2 năm 2001 Cục Dự trữ quốc gia tiếp tục “Nghiên cứu bảo quản gạo trong môi trường khí nitơ”. Về nguyên lý, bảo quản gạo phủ kín trong trong môi trường N2 và CO2 không khác nhau về tiêu chuẩn và cách thực kê lót. Chỉ khác dùng khí N2 tinh khiết (khí nén) có hàm lượng 99,99% đóng trong bình thép chịu áp lực, mỗi bình có 6m3 nitơ. Sau khi thử độ kín hút chân không đạt yêu cầu tiến hành xả khí N2 vào trong lô hàng. Nạp nồng độ đạt 95%. 16 c. Bảo quản gạo trong môi trường yếm khí [7, 8, 14] Lô gạo sau khi đã được dán kín, tiến hành hút chân không tới áp suất âm (9807 Pa). Khi áp suất trong lô gạo giảm còn áp suất âm 98 Pa thì tiếp tục hút khí. Thường xuyên duy trì áp suất âm trong lô gạo tối thiểu là 98 Pa, trường hợp cột nước trên áp kế trở lại vị trí cân bằng trước 24h cần kiểm tra dò tìm và khắc phục để tìm chỗ hở, rò khí. 17 Chuẩn bị kho Chuẩn bị vật tư, thiết bị, dụng cụ Kiểm tra số lượng, chất lượng gạo trước khi nhập kho Trải tấm sàn, xếp palet vào đúng vị trí quy định Xếp lô gạo đúng quy cách Phủ, dán kín và kiểm tra độ kín lô gạo Bảo quản gạo theo phương Bảo quản gạo theo phương Bảo quản gạo theo phương thức nạp khí CO2 thức nạp khí N2 thức áp suất thấp - Thao tác nạp khí - Thao tác nạp khí - Hút khí trong quá trình bảo - Kiểm tra nồng độ khí CO2 - Kiểm tra nồng độ khí N2 quản - Kiểm tra diễn biến lô gạo - Kiểm tra diễn biến lô gạo - Kiểm tra áp suất trong lô - Xử lý sự cố (nếu có) - Xử lý sự cố (nếu có) gạo bằng áp kế - Kiểm tra diễn biến lô gạo - Xử lý sự cố (nếu có) Lấy mẫu kiểm nghiệm trước khi xuất kho Xuất kho Sơ đồ 1.1: Quy trình bảo quản kín gạo dự trữ nhà nước (QCVN:06/2011/BTC) [2] Thuyết minh quy trình 18 * Chuẩn bị kho - Là loại kho kín; có tường bao; mái che chống nắng, mưa, gió, bão. - Nền kho cao ráo, mặt nền kho phẳng nhẵn, chịu tải trọng tối thiểu 3 tấn/m2; tường và nền kho không bị ngưng tụ ẩm. - Không bị thấm dột, đảm bảo thoáng, mát đồng thời có thể chủ động hạn chế được ảnh hưởng bất lợi của môi trường (nhiệt độ xuống thấp đột ngột, gió lạnh lùa vào kho và ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào trong kho). - Đảm bảo ngăn ngừa động vật gây hại và côn trùng, vi sinh vật hại lây nhiễm. - Diện tích trong kho, hiên kho và các vật tư dùng để kê lót kho chứa gạo (màng, palet, cầu đi...) được vệ sinh sạch và xử lý sát trùng trước khi nhập gạo. - Trải tấm sàn và xếp palet (trong trường hợp nền kho ẩm thấp): + Kiểm tra kỹ mặt nền và các mối dán của tấm sàn. + Trải phẳng tấm sàn theo vị trí lô gạo đã xác định. * Chuẩn bị vật tư, thiết bị dụng cụ - Túi PVC Túi bọc kín lô gạo được gia công từ màng PVC bao gồm tấm phủ (bao gồm mặt trên và bốn mặt xung quanh lô gạo) và tấm sàn. Màng PVC có độ dày (0,5 ± 0,03) mm; đảm bảo trong suốt, không có lỗi kỹ thuật. Các tấm màng PVC được gắn kết với nhau (bằng keo dán PVC hoặc nhiệt) đảm bảo độ kín trong quá trình bảo quản. - Khí CO2 và khí N2 dùng trong bảo quản gạo + Khí CO2: Loại CO2 hoá lỏng được chứa trong các chai kim loại chịu áp lực đảm bảo yêu cầu kỹ thuật quy định theo TCVN 5778: 1994 Cacbon đioxit dùng cho thực phẩm. Khí và lỏng. + Khí N2: Loại N2 kỹ thuật có hàm lượng khí N2 cao nhất quy định theo TCVN 3286-79 Nitơ kỹ thuật. Yêu cầu kỹ thuật. - Thiết bị, phụ kiện hút, nạp khí và xác định độ kín khí + Thiết bị hút khí có công suất đảm bảo hút được không khí trong lô hàng đạt áp suất âm tối thiểu là 1000 Pa (Pascan). + Áp kế (Manomet) đảm bảo đo được áp suất trong lô gạo với mức sai số cho phép ± 2 %. 19 + Vòi dẫn khí là một ống nhựa dẻo đường kính từ 5 mm đến 10 mm. Một đầu gắn vào đỉnh lô gạo, đầu còn lại ở chân lô để gắn vào áp kế khi đo áp lực trong lô gạo và để lấy mẫu khí khi kiểm tra nồng độ. + Ống dẫn khí nạp vào lô gạo là một ống cao su hoặc nhựa dẻo chịu áp lực đường kính khoảng 3 cm độ dài bằng một phần ba chiều dài lô gạo, được gắn một van khóa khí cách đầu ống từ 10 cm đến 15 cm để dẫn khí từ bình chứa vào trong lô gạo. - Bộ phận gia nhiệt Khi bảo quản gạo theo phương thức nạp khí CO2 cần bố trí thêm bộ phận gia nhiệt gắn vào đoạn giữa ống dẫn khí CO2 và sử dụng trong trường hợp cần nạp nhanh khí CO2 vào lô gạo (tốc độ nạp từ 2 kg/phút đến 2,5 kg/phút) nhằm ngăn ngừa, hạn chế hiện tượng tạo tuyết bịt kín gây tắc, vỡ ống dẫn khí. - Thiết bị đo nồng độ khí Mỗi phương thức bảo quản gạo khác nhau, cần có thiết bị đo chuyên dụng với mức sai số cho phép ± 2 %. - Các dụng cụ, thiết bị khác Xiên lấy mẫu, thiết bị đo nhiệt độ và độ ẩm lô gạo, cân kiểm nghiệm…thích hợp để sử dụng đối với gạo. - Khí N2, CO2 đảm bảo cung cấp đủ về số lượng, đảm bảo chất lượng để nạp vào lô gạo sau khi lô gạo đã đạt yêu cầu về độ kín. - Các dụng cụ yêu cầu hiệu chuẩn, kiểm định (máy đo thủy phần, cân kỹ thuật, cân phân tích, cân nhập...) * Kiểm tra chất lượng gạo nhập kho Gạo nhập kho dự trữ nhà nước phải là gạo mới và đáp ứng được các chỉ tiêu sau: - Các chỉ tiêu cảm quan + Màu sắc: Đặc trưng cho từng giống, từng loại gạo không biến màu. + Mùi, vị: Không có mùi, vị lạ. +Tạp chất: Không có tạp chất lạ. + Đánh bóng: Sạch cám. - Các chỉ tiêu chất lượng Là loại gạo hạt dài, 15% tấm, vùng miền sản xuất, thời vụ nhập phù hợp. 20 - Sinh vật hại Gạo nhập kho không bị men mốc, không có côn trùng sống nhìn thấy bằng mắt thường. * Xếp lô gạo đúng quy cách - Các bao gạo cần được xếp ngay ngắn, thẳng hàng để mặt lô không bị lồi lõm lượn sóng. Lớp bao đầu tiên xếp nhô ra ngoài cạnh palet từ 5 cm đến 10 cm (không để các cạnh palet cứa vào màng khi hút khí). Các hàng bao phía trên xếp thu dần vào sao cho đỉnh lô tạo với chân lô theo phương thẳng đứng một góc từ 30 đến 50 . Các đầu miệng bao không để quay ra phía ngoài lô. - Không xếp gối các đầu bao lên nhau nhằm tạo ra các khe hở để khí nạp vào nhanh chóng phân bổ đều trong toàn lô. - Trong cùng một lớp các bao được xếp đan khóa vào nhau (hình 1.1). Toàn bộ lô gạo khi xếp xong đảm bảo vững chắc không bị nghiêng, đổ trong quá trình bảo quản. - Gạo được xếp thành lô, mỗi lô có khối lượng không lớn hơn 250 tấn tuỳ theo kích thước, loại hình kho. Chiều cao lô gạo xếp không lớn hơn 25 hàng bao, đảm bảo cách trần kho không nhỏ hơn 1,5 m. Lô gạo cách tường không nhỏ hơn 0,5 m, các lô cách nhau không nhỏ hơn 0,8 m. Trường hợp không sử dụng palet, các bao gạo thuộc lớp sát nền xếp cách nhau từ 3 cm đến 5 cm để đảm bảo độ thông thoáng. Lớp thứ nhất (lớp lẻ) Lớp thứ hai (lớp chẵn) Hình 1.1: Cách xếp lô gạo * Phủ, dán kín và kiểm tra độ kín lô gạo Sau khi gạo được chất xếp đầy đủ khối lượng quy định, tiến hành phủ và dán kín lô gạo; ống hút, nạp khí được đặt chính giữa lô gạo về phía cửa kho và có cấu tạo phù hợp cho việc hút khí nhanh và khi nạp khí sẽ phân bổ đều trong lô gạo. - Phủ lô + Sau khi gạo được chất xếp đủ khối lượng quy định, tiến hành chỉnh sửa lớp bao trên đỉnh lô; vệ sinh quét sạch gạo bị rơi vãi, bụi, rác trong phạm vi lô. + Thao tác nhẹ nhàng trùm tấm phủ lô theo đúng vị trí các cạnh lô gạo và điều chỉnh để tấm phủ dàn đều các mặt lô gạo. 21 - Dán kín và kiểm tra độ kín lô + Việc dán kín lô có thể thực hiện từ giữa lô về 2 góc hoặc ngược lại. + Điều chỉnh để tấm phủ tiếp xúc khớp với riềm tấm sàn. + Mối dán đảm bảo kín và chắc (nếu dán bằng keo thì vệt dán rộng khoảng 5 cm). + Kỹ thuật dán giống như khi dán tấm sàn. Chú ý khi dán phải điều chỉnh để tấm phủ phân bổ đều trên tấm sàn và xử lý để mối dán ở 4 góc không bị bong do màng phủ bị dồn. Keo dán cần quét đều khắp mối dán. Chọn loại keo có khả năng bám dính tốt, không tận dụng keo đã quá hạn dùng. + Kiểm tra: Sau khi lô gạo đã được dán kín toàn bộ cần kiểm tra lại toàn bộ mối dán, chú ý kiểm tra kỹ ở 4 góc lô. Những vị trí chưa đảm bảo phải xử lý gia cố ngay. + Lắp đặt ống hút nạp khí: Đặt chính giữa lô phía cửa kho cách nền kho từ 10 cm đến 30 cm, được tạo bởi một ống nhựa cứng đường kính khoảng 3 cm xuyên qua tấm phủ. Phần ống ngoài lô gạo dài từ 30 cm đến 40 cm, có một van khoá khí cách miệng ống từ 10 cm đến 15 cm. Phần ống còn lại nằm trong lô gạo được khoan 4 hàng lỗ so le dọc theo ống, đường kính lỗ khoan 0,5 cm, khoảng cách giữa 2 lỗ trong cùng hàng khoảng 10 cm để giúp cho việc hút khí nhanh và khi nạp khí sẽ phân bổ đều. Phần màng PVC tiếp xúc với ống phải đảm bảo kín, không bị bong trong suốt thời gian bảo quản. - Thử và kiểm tra độ kín của lô gạo + Gắn áp kế kín khít vào vòi dẫn khí và tiến hành hút khí. + Cho máy hút khí hoạt động và thường xuyên theo dõi mức nước ở áp kế. Hút khí lô gạo tới áp suất âm 9807 Pa (mức chênh lệch cột nước trên áp kế là 100 mm) khoá van ở cửa hút khí đồng thời tắt máy.Theo dõi ghi chép: + Sau khi khoá van, chờ 5 phút để ổn định, ghi lại mức cột nước trên áp kế và bấm đồng hồ theo dõi thời gian di chuyển của cột nước. + Xác định khoảng thời gian độ chênh cột nước giảm xuống còn 85 mm. Khoảng thời gian đó đạt mức từ 40 phút trở lên thì lô gạo được coi là đảm bảo độ kín, nếu ở mức dưới 40 phút thì cần tiến hành các biện pháp kiểm tra xử lý. Việc thử độ kín lô gạo tiến hành lặp lại 3 lần. + Kiểm tra, xử lý màng bị thủng, hở: Để dò tìm các điểm thủng, hở gây lọt khí cần chọn thời điểm yên tĩnh, hút khí tới mức 9807 Pa, tập trung lắng nghe hoặc có thể dùng các thiết bị khuyếch đại âm thanh thông thường để kiểm tra phát hiện, xử lý. 22 - Hút khí tăng cường Lô gạo sau khi thử và kiểm tra độ kín đảm bảo yêu cầu, thì thực hiện tăng cường hút khí trong lô gạo ra ngoài nhằm giảm nhiệt, ẩm lô gạo và ổn định lô gạo, theo dõi độ kín lô gạo. Thực hiện hút không khí trong lô gạo ra ngoài khoảng 5 lần đến 7 lần (chọn thời điểm khô ráo trong ngày hút khí tới mức cho phép, tiếp tục hút sau khi cột nước của áp kế về mức cân bằng và khi mực nước trên áp kế trở lại thăng bằng cho hút tiếp). Các phương thức bảo quản * Bảo quản gạo theo phương thức nạp khí CO2 - Thao tác nạp khí CO2 + Ngay trước khi nạp khí phải hút không khí trong lô gạo cho tới khi độ chênh lệch mức nước trên áp kế đạt 100 mm. + Bình chứa khí được để chắc chắn trên giá, không để vỏ bình tựa vào lô gạo. Bình chứa CO2 khi nạp cần để dốc đầu thấp hơn đáy. + Tháo áp kế ra khỏi ống gel nhựa và nút kín ống gel khi nạp khí. + Nối ống dẫn khí vào cửa nạp khí và bình chứa khí. Các điểm nối phải chắc chắn đảm bảo kín khí. + Thao tác nạp: Nạp liên tục, từ từ khí CO2 vào lô gạo. Khi cần nạp nhanh phải sử dụng bộ phận gia nhiệt. Khi màng phủ bắt đầu căng phồng thì mở cửa thoát khí (được tạo ra bằng cách rạch màng phủ trên đỉnh lô theo hình chữ L mỗi chiều 20 cm) tại vị trí đã chọn để xả không khí ra ngoài và hạn chế sự pha loãng khí CO2. Khi nồng độ CO2 tại cửa thoát khí khoảng 2 % đến 3 % thì dán kín cửa thoát khí. Trường hợp màng phủ phồng căng thì tạm dừng nạp khí, chờ CO2 thấm vào lô gạo mới nạp tiếp. Chú ý nạp hết lượng khí cần nạp trong thời gian ngắn nhất. Kiểm tra lại toàn bộ xung quanh lô gạo để phát hiện các điểm rò, rỉ khí. + Đo và ghi lại nồng độ CO2 sau khi kết thúc đợt nạp. Nồng độ CO2 được đo ở đỉnh lô qua vòi dẫn khí. - Yêu cầu nồng độ khí CO2 trong quá trình bảo quản + Nồng độ CO2 trong lô gạo sau khi nạp cần đạt 65 % trở lên tương đương khối lượng CO2 từ 1,8 kg CO2/tấn gạo đến 2 kg CO2/tấn gạo. + Quá trình thâm nhập của CO2 vào các bao gạo diễn ra trong thời gian khoảng 15 ngày. Nồng độ CO2 vào thời điểm này thường ở mức 40 % và có xu hướng giảm 23 dần trong quá trình bảo quản. Mức độ giảm khí CO2 phụ thuộc phần lớn độ kín của lô gạo. Nồng độ CO2 trong lô gạo sau 6 tháng bảo quản ở mức không nhỏ hơn 15 %. + Khi nồng độ CO2 giảm xuống dưới 15 %, căn cứ kế hoạch xuất kho tính toán bổ sung lượng CO2 cần nạp phù hợp. Trường hợp thời gian lưu kho còn từ 3 tháng trở lên cần nạp để đảm bảo nồng độ CO2 không nhỏ hơn 25 %. * Bảo quản gạo theo phương thức nạp khí N2 - Thao tác nạp khí N2 + Thao tác nạp khí N2 giống như nạp khí CO2 (không cần gia nhiệt). + Kiểm tra lại toàn bộ xung quanh lô gạo phát hiện các điểm rò, rỉ khí. + Đo và ghi lại nồng độ khí N2 sau khi kết thúc đợt nạp khí. Nồng độ khí N2 được đo tại cửa hút, nạp khí. - Yêu cầu nồng độ khí N2 trong quá trình bảo quản + Nồng độ N2 trong lô gạo sau khi nạp cần đạt 95 % trở lên tương đương khối lượng N2 từ 0,7 kg N2/tấn gạo đến 0,8 kg N2/tấn gạo. Thông thường nồng độ N2 trong lô gạo sau 7 tháng bảo quản ở mức không nhỏ hơn 90 %; nồng độ N2 trong lô gạo giảm nhanh hay chậm tùy thuộc chủ yếu vào độ kín của lô gạo. Khi nồng độ N2 giảm xuống dưới 90 % cần nạp bổ sung để đảm bảo ở mức không nhỏ hơn 95 %. * Bảo quản gạo theo phương thức áp suất thấp - Để áp dụng phương thức bảo quản gạo trong điều kiện áp suất thấp cần chọn các lô gạo đảm bảo độ kín tốt (sau mỗi lần hút khí trạng thái chênh lệch cột nước trên áp kế giữ được ít nhất 24 giờ). - Sau khi lô gạo được kiểm tra, đảm bảo độ kín, tiến hành hút khí tới áp suất âm 9807 Pa (mức chênh lệch cột nước trên áp kế là 100 mm). Khi áp suất trong lô gạo giảm còn áp suất âm 98 Pa (mức chênh lệch cột nước trên áp kế là 10 mm) thì tiếp tục hút khí như trên. - Thường xuyên duy trì áp suất âm trong lô gạo tối thiểu áp suất âm 98 Pa (mức chênh lệch cột nước trên áp kế là 10 mm) và theo dõi ghi chép diễn biến áp suất trên áp kế. Trường hợp cột nước trên áp kế trở lại vị trí cân bằng trước 24 giờ cần kiểm tra dò tìm và khắc phục để tìm chỗ hở, rò khí. 24 - Chỉ hút khí vào thời điểm thời tiết khô ráo (độ ẩm tương đối của không khí nhỏ hơn 80 % trong mùa mưa ẩm). Theo dõi và ghi chép diễn biến nhiệt độ, độ ẩm trong lô gạo và bên ngoài môi trường hàng tuần, hàng tháng. * Kiểm tra hàm lượng Aflatoxin trong gạo sau thời gian bảo quản khác nhau Sau thời gian bảo quản dưới tác dụng của nhiệt độ và độ ẩm các nấm mốc phát sinh trong gạo; Một trong những nấm mốc nguy hại đến sức khỏe con người là Aflatoxin. Aflatoxin là độc tố vi nấm sản sinh tự nhiên bởi một số loài Aspergillus, là một loại nấm mốc, đáng chú ý nhất là Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus. Aflatoxin là độc tố và là tác nhân gây ung thư. Sau khi thâm nhập vào cơ thể, các aflatoxin có thể được gan chuyển hóa thành dạng trung gian epoxit hoạt hóa hoặc được thuỷ phân ít độc hơn. Các loài sinh aflatoxin thuộc chi Aspergillus phân bố rất rộng trong tự nhiên. Chúng có thể tạo khuẩn lạc và gây nhiễm vào hạt trước khi thu hoạch và trong quá trình bảo quản. Cây chủ rất dễ bị gây nhiễm bởi Aspergillus sau phơi nhiễm kéo dài trong môi trường có độ ẩm cao hoặc bị tổn thương các điều kiện xấu như hạn hán. Các môi trường sống bản địa của Aspergillus là trong đất, thực vật mục nát và ngũ cốc đang bị giảm sức đề kháng vi sinh vật và nó xâm nhập tất cả các loại chất hữu cơ mỗi khi có điều kiện được thuận lợi cho sự phát triển của nó. Điều kiện thuận lợi bao gồm độ ẩm cao (ít nhất là 7%) và nhiệt độ cao. Các loại nông sản thường bị nhiễm aflatoxin như ngũ cốc (ngô, kê, lúa, miến, gạo, lúa mì), hạt có dầu (lạc, đậu tương, hạt hướng dương, hạt bông), gia vị (ớt, hạt tiêu đen, rau mùi, nghệ, gừng) và các loại quả hoặc hạt khác như hạt dẻ, dừa… 25 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Gạo - Gạo được sử dụng trong nghiên cứu này là gạo Miền Nam vụ Đông xuân 15% tấm thu hoạch năm 2013 nhập kho bảo quản tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc vào tháng 4 - 5 năm 2013. 2.1.2. Thiết bị, dụng cụ - Máy đo nhiệt độ điện tử Ba Lan 2010 - Máy đo nhanh độ ẩm Keet (Nhật bản 2012) - Cân phân tích điện tử AR2140 (d = 0.0001g, Ohaus Crop - pine Brook, Mỹ 2010) - Tủ sấy Đức Menmert 400, 2011 - Máy đo nồng độ khí O2 AII -2000A Nhật 2012 - Máy đo nồng độ khí N2 Nhật 2012 - Máy nghiền mẫu bảo ôn JFSD-70 - Máy xay xát phòng kiểm nghiệm Việt Nam 2010 - Bộ chia mẫu Việt Nam 2010 - Xiên Inox 2m Việt Nam 2010 - Xiên xử lý Inox 2,5m - Bộ sàng nhôm Việt Nam 2010 - Đồng hồ đo nhiệt độ ẩm Trung Quốc 2010 - Nồi cơm điện Thái Lan 2010. - Bình định mức 100 ml; Cốc thủy tinh 100ml & 250 ml; Phễu lọc; Giấy lọc; Nhiệt kế; Bếp điện; Bình tam giác 250ml; Pipet bầu 25ml; Bình hút ẩm; Thực hiện thí nghiệm tại các ngăn kho bảo quản gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc. 2.2. Phương pháp nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm. 2.2.1. Bố trí thực hiện nội dung 1 và 2: (Xác định biến đổi vật lý và cảm quan; biến đổi hóa học của gạo theo điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản) 26 Gạo Nhập kho C1/1 (yếm khí, tbq, ϕkk) - Kiểm tra chỉ tiêu vật lý và cảm quan - Kiểm tra các chỉ tiêu hóa học Nhập kho C1/2 (Bổ sung CO2, tbq, ϕkk) Nhập kho C1/3 (Bổ sung N2, tbq, ϕkk) Lưu kho Thời gian bảo quản 0 – 2 – 4 ......... n tháng; τ0=0 là mẫu đối chứng, bước nhảy ∆τ=2 ... τ0 τ1 τ2 τn Kiểm tra các chỉ tiêu vật lý và cảm quan: Kiểm tra các chỉ tiêu hóa học: - Chất lượng cảm quan (màu, mùi, vị, trạng thái) của gạo và cơm - Hàm lượng ẩm (w) - Hoạt độ của nước (aw) - Khối lượng riêng ρ - Hàm lượng aflatoxin. - Độ rỗng của hạt ε - Khả năng trương nở - Tỷ lệ hạt vàng - Tỷ lệ hạt bạc phấn Kết quả, thảo luận Kết quả, thảo luận Kết quả, thảo luận Kết luận Sơ đồ 2.1: Bố trí thí nghiệm xác định biến đổi của gạo theo điều kiện và thời gian bảo quản + Tiến hành thí nghiệm: Gạo được thực nghiệm đưa vào bảo quản tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc trong 03 ngăn kho với môi trường bảo quản khác nhau: - C1/1 tích lượng 150 tấn: Bảo quản trong môi trường yếm khí; - C1/2 tích lượng 150 tấn: Bảo quản trong môi trường kín có bổ sung khí CO2; 27 - C1/3 tích lượng 150 tấn: Bảo quản trong môi trường kín có bổ sung khí N2. Gạo bảo quản kín là lô gạo được bọc kín trong túi nhựa Polyvinylclorua (PVC) kết hợp một trong các phương thức trên nhằm giảm tối thiểu nồng độ khí oxy trong lô gạo, đảm bảo hạn chế tối đa quá trình ôxy hóa làm suy giảm chất lượng gạo và các hoạt động sống của côn trùng, vi sinh vật. + Các chỉ tiêu đánh giá: - Các chỉ tiêu vật lý và cảm quan: Chất lượng cảm quan (màu, mùi, vị, trạng thái) của gạo và cơm; Khối lượng riêng ρ; Độ rỗng của hạt ε; Khả năng trương nở; Tỷ lệ hạt vàng; Tỷ lệ hạt bạc phấn. - Các chỉ tiêu hóa học: Hàm lượng ẩm (w); Hoạt độ của nước (aw); Hàm lượng aflatoxin. Mẫu gạo để đánh giá các biến đổi được lấy trước khi bảo quản và sau mỗi thời gian bảo quản 0 – 2 – 4 - .... – n tháng được lấy như trên sơ đồ. + Kết quả nghiên cứu: Từ số liệu phân tích thu được, qua xử lý thống kê và vẽ đồ thị bằng các phần mềm trên vi tính sẽ phản ánh được mục tiêu của đề tài là: 1. Biến đổi của các chỉ tiêu vật lý, cảm quan của gạo theo điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản. 2. Biến đổi hóa học của gạo theo điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản. 2.2.2. Bố trí thực hiện nội dung 3 (Đề xuất điều kiện bảo quản và thời hạn bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc) Nội dung 3 được thực hiện dựa vào kết quả nghiên cứu ở mục 2.2.1. 2.3. Phương pháp phân tích - Lấy mẫu gạo theo TCVN 9027: 2011 Ngũ cốc và sản phẩm ngũ cốc - Lấy mẫu. - Xác định độ ẩm hạt ngũ cốc (bằng phương pháp sấy nhanh ở nhiệt độ1300C); - Xác định tỷ lệ hạt vàng theo tiêu chuẩn TCVN 1643 - 2008; - Xác định tỷ lệ hạt bạc phấn theo tiêu chuẩn TCVN 1643 - 2008; - Xác định tỷ lệ tổn thất/hao hụt gạo sau bảo quản; - Đánh giá chất lượng cảm quan theo 10 TCN 590 - 2004. 28 - Xác định hàm lượng Aflatoxin: Cục trồng trọt Bộ nông nghiệp và phát triển Nông thôn (Trung tâm chất lượng nông lâm thủy sản vùng I kiểm nghiệm, được VILAS công nhận) 2.5. Phương pháp xử lý số liệu Hình vẽ biểu đồ được xử lý trên chương trình Excel (Microsoft Office 2007). 29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến chất lượng cảm quan của gạo và cơm Chất lượng cảm quan: - Gạo: màu, mùi, trạng thái - Cơm: màu, mùi, vị, trạng thái - Đánh giá theo chấm điểm. Gạo bảo quản được kiểm tra chất lượng định kỳ và cuối cùng là sau 12 tháng (xuất kho) thử nghiệm. Kết quả kiểm tra chất lượng cảm quan của gạo được thể hiện trong bảng 3.1. Dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí và thời gian bảo quản thì gạo đã có nhiều biến đổi. Sự biến đổi này còn phụ thuộc vào phương pháp bảo quản. Sau 12 tháng bảo quản, đối với bảo quản yếm khí hạt gạo đã chuyển sang trắng ngà, có mùi hơi thơm và hạt khô. Đối với bảo quản CO2 thì gạo có màu trắng ngà, mùi thơm nhẹ và hạt khô. Bảo quản bằng N2 cho thấy gạo trắng, thơm dặc trưng và hạt khô. Từ bảng 3.1 cho thấy các chỉ tiêu chất lượng của gạo bảo quản có xu hướng giảm dần theo thời gian. Trong đó sau 12 tháng bảo quản, các chỉ tiêu chất lượng của lô gạo bảo quản yếm khí giảm cao nhất, lô gạo bảo quản kín có bổ sung N2 giảm thấp nhất. Khi thời tiết thay đổi chuyển từ mùa nóng sang mùa lạnh, dao động nhiệt độ không khí ngoài lô cao hơn nhiệt độ khoảng không trong lô. Ở thời điểm nhiệt độ khoảng không thấp hơn nhiệt độ điểm sương, hiện tượng đọng sương bên trong màng phủ của lô xuất hiện. Độ ẩm của lớp gạo phía ngoài rìa lô và trên đỉnh lô tăng lên xử lý không kịp thời sẽ bị mốc phần rìa bao sát màng PVC (thường xảy ra với bảo quản yếm khí). Gạo bảo quản bằng N2 có mùi thơm ngon và được đánh giá cao hơn gạo bảo quản bằng khí CO2 và bảo quản yếm khí. Nguyên nhân có thể do nồng độ oxy trong lô gạo bảo quản bằng bổ sung N2 luôn luôn nhỏ hơn 2%, thấp hơn so với bảo quản bằng khí CO2 và bảo quản bằng yếm khí. i Bảng 3.1: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến chất lượng cảm quan của gạo Chất lượng cảm quan của gạo Thời gian bảo quản tbq φkk Bảo quản yếm khí (0C) (%) Màu Mùi Bảo quản CO2 Trạng thái Màu Mùi Bảo quản N2 Trạng thái Màu Mùi Trạng thái 98 Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 26 76 Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 23 96 Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 30 95 Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 33 72 Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 27 93 Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 27 97 Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 32 75 Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 25 96 Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 23 86 Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 27 70 Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô 22 84 Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Rất trắng Rất thơm, đặc trưng Hạt khô τ4 (tháng 16 86 Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Trắng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) Thơm, đặc trưng Hạt khô 30 21 τ0 (tháng 31 70 Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô 15 84 Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô 15 95 Trắng ngà Hơi thơm Hạt khô Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô 20 74 Trắng ngà Hơi thơm Hạt khô Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô 16 94 Trắng ngà Hơi thơm Hạt khô Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô 21 97 Trắng ngà Hơi thơm Hạt khô Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô 26 73 Trắng ngà Hơi thơm Hạt khô Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô 23 95 Trắng ngà Hơi thơm Hạt khô Trắng ngà Thơm nhẹ Hạt khô Trắng Thơm, đặc trưng Hạt khô τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) 31 12/2013) 23 32 Ghi chú: Màu xanh nước biển: bảo quản yếm khí; màu đỏ: Bảo quản bổ sung khí CO2; màu xanh lục: Bảo quản bổ sung khí N2 Đồ thị 3.1: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến màu của cơm Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến mùi của cơm 33 Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến vị của cơm Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến độ mềm dẻo của cơm 34 Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng cảm quan của cơm bằng việc đánh giá cho điểm. Kết quả được thể hiện qua các đồ thị 3.1, 3.2, 3.3 và 3.4 về các chỉ tiêu màu, mùi, vị và độ mềm dẻo của cơm tương ứng với các hình thức bảo quản yếm khí, bổ sung khí CO2 và N2. Việc đánh giá cho thấy, cơm được nấu từ gạo bảo quản N2 cho kết quả tốt nhất. Như vậy, sau 12 tháng bảo quản thì phương thức bảo quản gạo kín bằng N2 gạo luôn đảm bảo yêu cầu chất lượng cao của bảo quản gạo dài hạn ở nước ta, giữ được hương thơm và trạng thái tự nhiên. 3.2. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến khối lượng riêng ρ Khối lượng riêng của hạt là một đặc tính về mật độ của hạt đo, là đại lượng đo bằng thương số giữa khối lượng của hạt và thể tích của hạt. Khối lượng riêng của hạt phụ thuộc vào cấu tạo của hạt, điều kiện sinh trưởng phát triển của cây, độ chín sinh lý của hạt (hạt có độ chín càng cao thì chất lượng dinh dưỡng tích lũy càng nhiều, hạt sẽ chắc và khối lượng sẽ tăng cao). Khối lượng riêng của hạt sẽ giúp cho việc lựa chọn và xử lý giống cây trồng, là chỉ tiêu đánh giá phẩm chất của hạt và để đo độ chín sinh lý của hạt. Từ đồ thị 3.5 và 3.6 cho thấy khối lượng riêng của hạt tăng trong các phương pháp bảo quản tuy nhiên tăng nhiều nhất là bảo quản yếm khí. Bảo quản yếm khí làm cho hàm lượng ẩm của khối hạt thay đổi, tăng lên. Tăng lên là do khối lượng hạt hút ẩm từ môi trường bên ngoài, từ hơi nước của qúa trình hô hấp hiếu khí sau là hô hấp yếm khí của vi sinh vật. Tuy nhiên, ở bảo quản yếm khí khối lượng riêng tăng nhiều do hút ẩm nhiều. Còn đối với bảo quản bổ sung khí CO2 và N2 do kiểm soát được việc tiếp xúc với môi trường bên ngoài nên quá trình hút ẩm từ môi trường bên ngoài ít vì vậy khối lượng riêng tăng không nhiều. 35 Đồ thị 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến khối lượng riêng ρ Đồ thị 3.6: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến khối lượng riêng ρ 36 Trong đó: ρ1 - Khối lượng riêng bảo quản yếm khí theo thời gian ρ2 - Khối lượng riêng bảo quản CO2 theo thời gian ρ3 - Khối lượng riêng bảo quản N2 theo thời gian 3.3. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến độ rỗng ε của hạt Đồ thị 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến độ rỗng ε của hạt Đồ thị 3.8: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến độ rỗng ε của hạt 37 Trong đó: ε1 - Độ rỗng của hạt bảo quản yếm khí theo thời gian ε2 - Độ rỗng của hạt bảo quản CO2 theo thời gian ε3 - Độ rỗng của hạt bảo quản N2 theo thời gian Trong khối hạt bao giờ cũng có những khe hở giữa các hạt chứa đầy không khí, đó là độ rỗng của khối hạt. Ngược lại với độ rỗng là phần thể tích các hạt chiếm chỗ trong không gian, đó là độ chặt của khối hạt. Độ rỗng và độ chặt luôn tỷ lệ nghịch với nhau, nếu độ rỗng lớn thì độ chặt nhỏ và ngược lại. Độ rỗng và độ chặt phụ thuộc vào hình dạng, kích thước, độ đàn hồi và trạng thái bề mặt hạt; phụ thuộc vào lượng và thành phần của tạp chất; phụ thuộc vào tỷ trọng hạt, chiều cao đống hạt; phụ thuộc vào phương thức vào kho... Phương thức nhập kho cũng là yếu tố quyết định độ rỗng của hạt. Trong thực tế, lớp hạt bề mặt kho bao giờ cũng có độ rỗng lớn hơn lớp hạt phía dưới (vì lớp hạt ở dưới bị sức ép lớn hơn). Giữa độ rỗng bình thường của khối hạt và dung trọng tự nhiên có quan hệ mật thiết với nhau. Nếu dung trọng tự nhiên lớn thì độ rỗng bình thường nhỏ đi và ngược lại. Đối với công tác bảo quản, độ rỗng và độ chặt là những yếu tố rất quan trọng. Trong suốt quá trình bảo quản phải luôn giữ cho khối hạt có độ rỗng bình thường ổn định. Kết quả từ đồ thị 3.7 và 3.8 cho thấy, độ rỗng của hạt trong các hình thức bảo quản đều giảm nhưng mức độ giảm là khác nhau. Giảm nhiều nhất là bảo quản yếm khí, giảm ít nhất là bảo quản bổ sung N2. Đặc trưng của bảo quản yếm khí là quá trình hút khí do đó khi hút khí từ trong lô gạo ra ngoài sẽ làm cho độ chặt của lô gạo tăng như vậy nó sẽ làm độ rỗng giảm. Còn đối với bảo quản bổ sung CO2 và N2 thì độ rỗng giảm ít và từ từ. Do 2 phương pháp này chỉ thực hiện việc nạp khí trong suốt quá trình bảo quản nên độ chặt ít thay đổi bởi tác động bên ngoài mà chỉ thay đổi theo thời gian. Và hình thức bảo quản bổ sung N2 có độ rỗng ổn định hơn các hình thức bảo quản còn lại và giúp cho việc bảo quản được lâu dài do không có biến động trong quá trình bảo quản. 38 3.4. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến khả năng trương nở của hạt Đồ thị 3.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến khả năng trương nở của hạt Đồ thị 3.10: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến khả năng trương nở của hạt 39 Trong đó: TN1 - Khả năng trương nở của hạt bảo quản yếm khí theo thời gian TN2 - Khả năng trương nở của hạt bảo quản CO2 theo thời gian TN3 - Khả năng trương nở của hạt bảo quản N2 theo thời gian Khi ngâm hạt tinh bột trong nước ở điều kiện nhiệt độ thường, người ta nhận thấy có sự tăng thể tích của tinh bột. Sự tăng này gây nên sự hấp thụ nước vào trong hạt tinh bột, làm hạt tinh bột trương phồng lên. Hiện tượng tăng thể tích như vậy gọi là hiện tượng trương nở của hạt tinh bột. Hạt tinh bột gạo thường có kích thước khoảng 4 - 7µm, các hạt tinh bột sắp xếp không thứ tự, giữa các hạt tinh bột với nhau có các khe hở lớn và bên cạnh các hạt tinh bột đa góc cạnh có lác đác nhưng hạt tròn hoặc bầu dục. Sự sắp xếp cũng như sự phân bố kích thước của hạt tinh bột trong những giống gạo khác nhau không có sự khác biệt đáng kể. Cấu trúc hạt tinh bột của gạo gồm tinh bột tồn tại dưới hai dạng là amylose và amylopectin có tỷ lệ thay đổi phụ thuộc vào giống lúa. Tỷ lệ này quyết định độ mềm dẻo của gạo. Gạo càng nhiều amylopectin thì càng dẻo, mềm. Khả năng trương nở của gạo được xác định thông qua việc nấu chín gạo thành cơm. Theo đồ thị 3.9 và 3.10 thì khả năng trương nở của gạo giảm dần theo thời gian bảo quản và mức độ giảm khác nhau với từng phương pháp bảo quản. Bảo quản yếm khí có khả năng trương nở giảm nhiều nhất còn bảo quản bổ sung khí N2 thì giảm ít nhất. Do bảo quản yếm khí có khả năng hút hơi nước từ môi trường bên ngoài cũng như hơi nước do vi sinh vật, côn trùng thải ra có sẵn trong khối hạt do đó khả năng hút nước của bảo quản yếm khí là kém nhất. Như vậy, khả năng hấp thụ nước trong bảo quản N2 là nhiều nhất. 40 3.5. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng ẩm w Đồ thị 3.11: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng ẩm w Đồ thị 3.12: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng ẩm w 41 Trong đó: w1 - Hàm lượng ẩm của hạt bảo quản yếm khí theo thời gian w2 - Hàm lượng ẩm của hạt bảo quản CO2 theo thời gian w3 - Hàm lượng ẩm của hạt bảo quản N2 theo thời gian Một trong những chỉ tiêu quan trọng cần đánh giá trước tiên là hàm lượng ẩm (hay còn gọi là độ ẩm, thủy phần của hạt) vì đây là yếu tố quyết định đến sự biến đổi chất lượng hạt gạo. Gạo dự trữ được bảo quản trong các điều kiện yếm khí, CO2, N2. Thủy phần của gạo phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ, độ ẩm môi trường. Khi độ ẩm môi trường lớn thì nó hút thêm ẩm làm thủy phần tăng lên và ngược lại. Ở mỗi điều kiện độ ẩm và nhiệt độ của môi trường, gạo có một thủy phần nhất định. Trong các kho bảo quản gạo đóng bao, các lớp, các khu vực khác nhau có thủy phần khác nhau. Do vậy khi lấy mẫu kiểm tra cần lưu ý để có kết quả chính xác. Theo dõi biến đổi hàm lượng ẩm hạt gạo bảo quản trong các điều kiện cho ta thấy kết quả được thể hiện trong đồ thị 3.11 và 3.12. Kết quả ở đồ thị cho thấy độ ẩm các lô gạo ở các môi trường bổ sung CO2 và N2 giảm theo thời gian nhưng mức độ giảm có sự khác nhau giữa các lô. Bảo quản bổ sung khí N2 thì giảm nhiều hơn so với bổ sung khí CO2. Còn riêng đối với lô gạo bảo quản trong điều kiện áp suất thấp có xu hướng tăng. Nguyên nhân là do gạo không có vỏ trấu bao bọc vì vậy trong quá trình bảo quản độ kín không đảm bảo nên gạo vẫn bị hút ẩm. Hàm lượng ẩm (thủy phần) giảm sẽ giúp cho việc bảo quản gạo được lâu hơn do ít bị vi sinh vật phá hoại nên việc bảo quản có bổ sung khí N2 là biện pháp hiệu quả. Thủy phần và sự phân bố lại ẩm trong lô: Dao động trong khoảng từ 13,5 đến 14% thời điểm cao nhất là 14%. Thủy phần ban đầu nhập dưới 14% rất thuận lợi cho việc khống chế sự tăng vọt của thủy phần trong quá trình bảo quản do sự phân bố lại độ ẩm trong lô gạo. Do trong quá trình vận chuyển gạo có tích nhiệt, ẩm không đều xếp vào lô và phủ kín. Trong vòng 1 tháng đã xảy ra hiện tượng chuyển dịch ẩm và nhiệt. Ở giữa lô nhiệt độ cao hơn phía ngoài lô và trên đỉnh lô. Sự chuyển dịch nhiệt độ kéo theo sự truyền ẩm. Quá trình chuyển dịch nhiệt và ẩm xảy ra chậm do gạo có tính truyền nhiệt kém dẫn đến sự thay đổi dẫn độ ẩm của gạo phía ngoài lô tăng lên cách từ từ. Do ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí tới khối hạt không đều nhau. Lớp hạt ở trên mặt và xung quanh tường kho, gần cửa kho là những chỗ tiếp xúc nhiều nhất với không khí nên thường có thủy phần cao. Sự thay đổi về nhiệt độ đã dẫn đến 42 sự phân bố lại ẩm trong khối hạt. Khi sự chênh lệch về nhiệt độ trong khối hạt càng lớn thì sự chuyển dịch ẩm xảy ra càng mạnh mẽ. 3.6. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến hoạt độ của nước aw Đồ thị 3.13: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến hoạt độ của nước aw Đồ thị 3.14: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến hoạt độ của nước aw 43 Trong đó: aw1 - Hoạt độ nước bảo quản yếm khí theo thời gian aw2 - Hoạt độ nước bảo quản CO2 theo thời gian aw3 - Hoạt độ nước bảo quản N2 theo thời gian Hoạt độ nước (ký hiệu là aw) là lượng nước tự do tồn tại trong sản phẩm hoặc vật chất. Nó được xác định như là tỷ lệ giữa áp suất bay hơi của nước trong vật chất chia cho áp suất bay hơi của nước tinh khiết ở cùng điều kiện nhiệt độ. Nước cất có hoạt độ nước bằng 1,0. Khi nhiệt độ tăng thì aw tăng, ngoại trừ một số sản phẩm tinh luyện với muối hoặc đường. Những chất có aw cao có xu hướng sinh ra nhiều vi sinh vật. Các vi khuẩn thì yêu cầu aw ít nhất là 0,91 để phát triển, trong khi đó nấm thì cần 0,7. Nước thì di chuyển từ nơi có aw cao đến nơi có aw thấp. Ví dụ mật ong có aw là 0,6, không khí có aw là 0,7, do vậy nếu cho mật ong tiếp xúc với không khí thì mật ong sẽ hút nước từ không khí. Hoạt độ của nước là nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản, độ an toàn, màu sắc, mùi vị và độ bền của gạo trong khi những yếu tố khác như nhiệt độ, độ pH... có thể ảnh hưởng đến sự phát triển nhanh của vi khuẩn. Hoạt độ là nhân tố quan trọng trong việc kiểm soát sự hư hỏng của gạo, hoạt độ có thể kiềm hãm sự phát triển của vi khuẩn (hầu hết vi khuẩn không phát triển được ở aw < 0,91; nấm mốc ngừng phát triển ở aw < 0,8). Bằng việc đo hoạt độ nước có thể tiên đoán được vi khuẩn nào là nguồn gốc tiềm tàng cho sự hư hỏng gạo đồng thời hoạt độ nước cũng đóng vai trò quan trọng quyết định độ hoạt động của enzyme và vitamin trong gạo. Kết quả từ đồ thi 3.13 và 3.14 cho thấy hoạt độ nước aw của bảo quản yếm khí tăng trong khi bảo quản bổ sung khí CO2 va N2 thì lại giảm. Đối với bảo quản yếm khí, sau một thời gian bảo quản lượng nước tự do có trong gạo tăng nguyên nhân là do lượng hơi nước trong lô gạo tăng. Có thể là do lô gạo hút ẩm từ môi trường bên ngoài hoặc cũng có thể do sự hoạt động của vi sinh vật ban đầu là hiếu khí sau là vi sinh vật kỵ khí. Còn đối với bảo quản bằng bổ sung khí CO2 và N2 kiểm soát được vi sinh vật cũng như sự trao đổi nhiệt độ và độ ẩm với môi trường bên ngoài nên hoạt độ nước aw giảm theo thời gian bảo quản. Hoạt độ nước aw càng thấp thì lượng nước tự do có trong gạo càng thấp như vậy sẽ giảm thiểu tối đa sự hoạt động của vi sinh vật giúp cho việc bảo quản gạo được lâu dài hơn. Do đó, bảo quản bằng bổ sung khí N2 sẽ giúp bảo quản gạo được lâu hơn. 44 3.7. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt vàng Đồ thị 3.15: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt vàng Đồ thị 3.16: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt vàng 45 Trong đó: HV1 - Tỷ lệ hạt vàng của hạt bảo quản yếm khí theo thời gian HV2 - Tỷ lệ hạt vàng của hạt bảo quản CO2 theo thời gian HV3 - Tỷ lệ hạt vàng của hạt bảo quản N2 theo thời gian Hạt vàng là hạt gạo có một phần hoặc toàn bộ nội nhũ của hạt từ màu trắng biến đổi sang màu vàng rõ rệt. Nguyên nhân của hiện tượng biến vàng là do phản ứng melanoidin tạo thành melanoit (sản phẩm có màu vàng sẫm), đây là kết quả của phản ứng giữa acid amin và đường khử có sẵn trong nội nhũ của hạt làm cho gạo trở nên cứng khó hút nước, cơm không dẻo, màu sắc kém hấp dẫn. Hiện tượng biến vàng xảy ra khi hạt lương thực có thuỷ phần cao và bảo quản trong điều kiện môi trường có nhiệt độ cao. Ngoài ra sự tham gia của một số loài nấm mốc phát triển trên bề mặt hạt lương thực cũng làm cho hạt bị biến vàng. Quá trình hạt biến vàng gồm 2 cơ chế. Đầu tiên các vi sinh vật phát triển trên bề mặt hạt. Chúng hoạt động trao đổi chất phân huỷ một phần các chất dinh dưỡng có trong hạt như protein, đường, lipid dưới tác dụng của các enzyme làm cho hạt bị biến vàng. Sau đó trên bề mặt hạt xuất hiện các sản phẩm phân huỷ. Các chất béo này bị oxy hoá do oxy của không khí làm cho nội nhũ chuyển thành màu vàng. Thành phần hoá học của hạt bị biến vàng so với hạt bình thường có sự thay đổi. Hàm lượng saccharose giảm 10 lần, đường khử tăng 2 - 3 lần. Hàm lượng amino tăng, còn amilopectin giảm. Trong đó hàm lượng đạm protid giảm, đạm không protid tăng. Hàm lượng globulin giảm nhưng anbumin tăng. Như vậy, hạt lương thực bị biến vàng giá trị dinh dưỡng và giá trị thương phẩm bị giảm sút rõ rệt. Hạt thường bị biến vàng sau một thời gian bảo quản, nhất là trong điều kiện không phù hợp. Tiến hành đánh giá tỷ lệ hạt vàng trong thời gian bảo quản ở điều kiện yếm khí, CO2 và N2. Kết quả được thể hiện ở đồ thị 3.15 và 3.16. Qua đồ thị, nhận thấy tỷ lệ hạt vàng đều tăng theo thời gian bảo quản. Tỷ lệ hạt vàng tăng lên qua các tháng bảo quản và khác nhau qua từng phương pháp bảo quản. Sau 12 tháng tỷ lệ hạt vàng đối với bảo quản yếm khí là đạt mức 0,28%; đối với bảo quản bổ sung CO2 là 0,24% và đối với bảo quản bổ sung N2 là 0,22 %. Điều này cho thấy tỷ lệ hạt vàng đã được kiểm soát một cách đáng kể trong quá trình bảo quản khi có bổ sung CO2 đặc biệt là N2. Chính vì vậy sau 12 tháng bảo quản, nhận thấy bảo quản gạo trong môi trường kín có bổ sung khí N2 là tốt nhất. 46 3.8. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt bạc phấn Đồ thị 3.17: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt bạc phấn Đồ thị 3.18: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt bạc phấn 47 Trong đó: BP1 - Tỷ lệ hạt bạc phấn của hạt bảo quản yếm khí theo thời gian BP2 - Tỷ lệ hạt bạc phấn của hạt bảo quản CO2 theo thời gian BP3 - Tỷ lệ hạt bạc phấn của hạt bảo quản N2 theo thời gian Hạt bạc phấn là hạt gạo (trừ gạo nếp) có ¾ diện tích bề mặt hạt trở lên có màu trắng đục như phấn. Kết quả qua đồ thị 3.17 và 3.18 cho thấy tỷ lệ hạt bạc phấn có xu hướng tăng cho các phương thức bảo quản nhưng tăng nhiều nhất là bảo quản yếm khí, ít nhất là bảo quản bổ sung khí N2. 3.9. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng aflatoxin Đồ thị 3.19: Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng aflatoxin 48 Đồ thị 3.20: Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ϕkk và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng aflatoxin Trong đó: AF1 - Hàm lượng aflatoxin của hạt bảo quản yếm khí theo thời gian AF2 - Hàm lượng aflatoxin của hạt bảo quản CO2 theo thời gian AF3 - Hàm lượng aflatoxin của hạt bảo quản N2 theo thời gian Theo đồ thị 3.19 và 3.20, đối với phương pháp bảo quản gạo kín có bổ sung khí CO2 và N2 thì hàm lượng aflatoxin không phát hiện thấy trong 12 tháng bảo quản. Còn đối với bảo quản yếm khí phát hiện hàm lượng aflatoxin ở tháng thứ 12 (hàm lượng aflatoxin là 0,11 microgam/kg và 0,12 microgam/kg). Nguyên nhân do bảo quản yếm khí có độ ẩm cao kết hợp với nhiệt độ cao theo thời gian sẽ sinh ra độc tố aflatoxin. Bảo quản có bổ sung CO2 và N2 ức chế sự phát triển của vi sinh vật do đó vi sinh vật không có khả năng sinh độc tố aflatoxin. 3.10. Đề xuất điều kiện và thời hạn bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc Từ kết quả phân tích ở trên cho thấy: - Bảo quản gạo kín có bổ sung khí N2 cho kết quả về cảm quan và chất lượng cao nhất, tiếp theo là bổ sung khí CO2, yếm khí. 49 - Sau 12 tháng bảo quản theo phương thức bổ sung khí N2 thì chất lượng gạo vẫn tốt do đó có thể đề xuất thời gian bảo quản gạo thích hợp là 12 tháng và cần có thời gian thực hiện kéo dài quá trình bảo quản gạo để so sánh xem thời gian bảo quản nào là tối ưu nhất. 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu cho thấy: * Đã xác định được biến đổi vật lý và cảm quan của gạo theo điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản (τ): - Khối lượng riêng ρ (g/cm3 hoặc số hạt/100g): Sau 12 tháng bảo quản với các môi trường bảo quản N2, CO2, yếm khí thì khối lượng riêng của gạo tăng nhưng mức độ tăng là khác nhau. P tăng nhiều nhất khi bảo quản yếm khí. Đối với bảo quản bổ sung khí CO2 và khí N2 khối lượng riêng tăng không nhiều. - Độ rỗng của hạt ε (% không khí chứa trong 1 m3 gạo): Độ rỗng của hạt trong các hình thức bảo quản đều giảm nhưng mức độ giảm là khác nhau. Giảm nhiều nhất khi bảo quản yếm khí, giảm ít nhất khibảo quản bổ sung N2. Đặc trưng của bảo quản yếm khí là quá trình hút khí do đó khi hút khí từ trong lô gạo ra ngoài sẽ làm cho độ chặt của lô gạo tăng như vậy nó sẽ làm độ rỗng giảm. Còn đối với bảo quản bổ sung CO2 và N2 thì độ rỗng giảm ít và từ từ. Do 2 phương pháp này chỉ thực hiện việc nạp khí trong suốt quá trình bảo quản nên độ chặt ít thay đổi bởi tác động bên ngoài mà chỉ thay đổi theo thời gian. hình thức bảo quản bổ sung N2 có độ rỗng ổn định hơn các hình thức bảo quản còn lại và giúp cho việc bảo quản được lâu dài vì không có biến động nhiều trong quá trình bảo quản. - Khả năng trương nở của gạo sau khi nấu chín (cm3 cơm /100g gạo - thể tích tổng cộng của cơm của 100g gạo đem nấu): Khả năng trương nở của gạo được xác định thông qua việc nấu chín gạo thành cơm. Theo đó khả năng trương nở của gạo giảm dần theo thời gian bảo quản và mức độ giảm khác nhau với từng phương pháp bảo quản. Bảo quản yếm khí có khả năng trương nở giảm nhiều nhất còn bảo quản bổ sung khí N2 thì giảm ít nhất. Do bảo quản yếm khí có khả năng hút hơi nước từ môi trường bên ngoài cũng như hơi nước do vi sinh vật, côn trùng thải ra có sẵn trong khối hạt nên khả năng hút nước của bảo quản yếm khí là kém nhất. Như vậy, khả năng hấp thụ nước trong bảo quản N2 là nhiều nhất. - Chất lượng cảm quan (màu, mùi, vị, trạng thái) của gạo và cơm: + Đối với gạo: Sau 12 tháng bảo quản, đối với bảo quản yếm khí hạt gạo đã chuyển sang trắng ngà, có mùi hơi thơm và hạt khô. Đối với bảo quản CO2 thì gạo có 51 màu trắng ngà, mùi thơm nhẹ và hạt khô. Bảo quản bằng N2 cho thấy gạo trắng, thơm dặc trưng và hạt khô. Các chỉ tiêu chất lượng của gạo bảo quản có xu hướng giảm dần theo thời gian. Các chỉ tiêu chất lượng của lô gạo bảo quản yếm khí giảm cao nhất, lô gạo bảo quản kín có bổ sung N2 giảm thấp nhất. Gạo bảo quản bằng N2 có mùi thơm ngon và được đánh giá cao hơn gạo bảo quản bằng khí CO2 và bảo quản yếm khí. + Đối với cơm: Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng cảm quan của cơm bằng việc đánh giá cho điểm các chỉ tiêu màu, mùi, vị và độ mềm dẻo của cơm tương ứng với các hình thức bảo quản yếm khí, bổ sung khí CO2 và N2. Qua đó thấy rằng cơm được nấu từ gạo bảo quản N2 cho kết quả tốt nhất. - Hàm lượng ẩm (w): Độ ẩm các lô gạo ở các môi trường bổ sung CO2 và N2 giảm theo thời gian nhưng mức độ giảm có sự khác nhau giữa các lô. Bảo quản bổ sung khí N2 thì giảm nhiều hơn so với bổ sung khí CO2. Còn riêng đối với lô gạo bảo quản trong điều kiện áp suất thấp có xu hướng tăng. Hàm lượng ẩm (thủy phần) giảm sẽ giúp cho việc bảo quản gạo được lâu hơn do ít bị vi sinh vật phá hoại nên việc bảo quản có bổ sung khí N2 là biện pháp hiệu quả. - Hoạt độ của nước (aw): Hoạt độ nước aw của bảo quản yếm khí tăng trong khi bảo quản bổ sung khí CO2 va N2 thì lại giảm. Đối với bảo quản yếm khí, sau một thời gian bảo quản lượng nước tự do có trong gạo tăng nguyên nhân là do lượng hơi nước trong lô gạo tăng. Còn đối với bảo quản bằng bổ sung khí CO2 và N2 kiểm soát được vi sinh vật cũng như sự trao đổi nhiệt độ và độ ẩm với môi trường bên ngoài nên hoạt độ nước aw giảm theo thời gian bảo quản. Hoạt độ nước aw càng thấp thì lượng nước tự do có trong gạo càng thấp như vậy sẽ giảm thiểu tối đa sự hoạt động của vi sinh vật giúp cho việc bảo quản gạo được lâu dài hơn. Do đó, bảo quản bằng bổ sung khí N2 sẽ giúp bảo quản gạo được lâu hơn ( sau 12 tháng bảo quản aw= 0,66; bảo quản bổ sung CO2 aw =0,50 và bảo quản bổ sung N2 aw =0,47; phụ lục trang 80). - Tỷ lệ hạt vàng: Tỷ lệ hạt vàng tăng theo thời gian bảo quản. Tỷ lệ hạt vàng tăng lên phụ thuộc thời gian và phương pháp bảo quản. Sau 12 tháng tỷ lệ hạt vàng chiếm 0,28% (bảo quản yếm khí chiếm); 0,24% ( bảo quản bổ sung CO2 ) và 0,22 % khi bổ sung khí N2). Điều này cho thấy tỷ lệ hạt vàng đã được kiểm soát một cách đáng kể trong quá trình bảo quản khi có bổ sung CO2 đặc biệt là N2. Sau 12 tháng gạo được bảo quản trong môi trường kín có bổ sung khí N2 là tốt nhất. 52 - Tỷ lệ hạt bạc phấn: Tỷ lệ hạt bạc phấn tăng theo các phương pháp bảo quản ;tăng nhiều nhất khi bảo quản yếm khí, ít nhất khi bảo quản bổ sung khí N2. - Hàm lượng aflatoxin: Sau 12 tháng bảo quản gạo kín có bổ sung khí CO2 và N2 thì không phát hiện Đối với phương pháp bảo quản gạo kín có bổ sung khí CO2 và N2 thì hàm lượng aflatoxin không phát hiện aflatoxin. Khi bảo quản gại yếm khí, phát hiện hàm lượng aflatoxin vào tháng12 ( 0,11 và 0,12 microgam/kg). * Đề xuất điều kiện bảo quản thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc: - Điều kiện bảo quản gạo tốt nhất là hệ thống kín có bổ sung N2, thứ nhì là hệ thống kín bổ sung CO2; Không nên bảo quản gạo bằng phương pháp yếm khí. - Bảo quản gạo trong hệ thống kín có bổ sung N2 sau 12 tháng, gạo có chất lượng tốt nhất (Độ ẩm, tỷ lệ hạt vàng, hạt bạc phấn duy trì ở mức thấp nhất); chất lượng cảm quan gạo (thành phẩm sáng và trắng, giữ được mùi thơm đặc trưng) tốt hơn so với bảo quản bằng CO2 và yếm khí. KIẾN NGHỊ Do thời gian làm luận văn là có hạn nên khi đến hạn nộp luận văn thì gạo bảo quản vẫn chưa bị hỏng, vì vậy đề tài chưa xác định được biến đổi của gạo theo thời gian và điều kiện bảo quản. Đề nghị tiếp tục theo dõi đánh giá các biến đổi của gạo bảo quản kín bổ sung khí N2, CO2 và yếm khí cho đến khi gạo bị hư hỏng hoàn toàn để xác định thời hạn bảo quản theo từng điều kiện bảo quản. 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 1. Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Hóa kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng (2005), Thí nghiệm chuyên ngành Thực phẩm, Đại Học Đà Nẳng. 2. Bộ Tài chính (2011), Quy chuẩn kỹ thuật quố gia QCVN 06:2011/BTC về dự trữ nhà nước đối với gạo, ban hành kèm theo Thông tư số 205/2011/TT-BTC ngày 30 tháng 12 năm 2011 của Bộ Tài chính. 3. Đỗ Ngọc Anh và Lê Thị Xuân (2007), Báo cáo tổng kết đề tài "Nghiên cứu lựa chọn các giải pháp kỹ thuật, công nghệ theo chi phí hiệu quả trong bảo lương thực dự trữ quốc gia ", Bộ Tài chính, Hà Nội. 4. Lê Thanh Hải, Phan Thị Ngọc Tuyết, Nguyễn Thảo Loan, Mai Thị Thùy Nga, Nguyễn Thị Ngọc Yến (2010), Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Trẻ, TP. Hồ Chí Minh. 5. Bùi Đức Hợi, Lê Hồng Kanh, Mai Văn Lề, Lê Thị Cúc, Hoàng Thị Ngọc Châu, Lê Ngọc Tú, Lương Hồng Nga (2009), Kỹ Thuật Chế biến lương thực, tập 1 (phần 1, 2, 3), NXB Khoa học và Kỹ Thuật, Hà Nội. 6. Bùi Đức Hợi, Lê Hồng Kanh, Mai Văn Lề, Lê Thị Cúc, Hoàng Thị Ngọc Châu, Lê Ngọc Tú, Lương Hồng Nga (2009), Kỹ Thuật Chế biến lương thực, tập 2 (phần 4, 5, 6), NXB Khoa học và Kỹ Thuật, Hà Nội. 7. Mai Lề, Bùi Đức Hợi, Lương Hồng Nga, Phạm Văn Hùng (2009), Công nghệ bảo quản lương thực, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 8. Trần Minh Tâm (2002), Bảo quản và chế biến nông sản sau thu hoạch, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. 9. Tiêu chuẩn TCVN 1643: 1992 Gạo – Phương pháp thử. 10. Tiêu chuẩn TCVN 3215-79 Đánh giá cảm quan thực phẩm bằng phương pháp cho điểm. 11. Tiêu chuẩn TCVN 5451:2008 Ngũ cốc, đậu đỗ và sản phẩm nghiền – Lấy mẫu từ khối hàng tĩnh. 12. Tiêu chuẩn TCVN 5643: 1999 Gạo – Thuật ngữ và định nghĩa. 13. Tiêu chuẩn TCVN 5644: 2008 Gạo trắng – Yêu cầu kĩ thuật. 14. Tổng Cục Dự trữ Nhà nước (2010), Tài liệu bồi dưỡng nghiệp vụ kỹ thuật viên kiểm nghiệm, phần 1, Hà Nội. 54 15. Vũ Quốc Trung, Lê Thế Ngọc (1999), Sổ tay kỹ thuật bảo quản lương thực, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 16. Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lê Doãn Diên (2010), Hóa sinh công nghiệp, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. TÀI LIỆU TIẾNG ANH 17. Calderon, M. and Navarro, S. (1980) Synergistic effect of CO2 and O2 mixture on stored grain insects. Pages 79-84. in: Controlled.Atmosphere and Fumigation in Stored Products, 21. 18. Navarro S. and Calderon M. (1973) Carbon dioxyde and relative humidity: interrelated factors affecting the loss of water and mortality of Ephestia cautella (WLK) (Lepidoptera, phycitidae) Israel journal of entomology.8,143-152. 19. FAO China Post – Harvest Grain Technology (1982). 20. UNIDO (1987) The use of neutral gas atmosphere for preservation through rice in strorage. PHỤ LỤC 1. Cảm quan cơm bằng phương pháp cho điểm Theo tiêu chuẩn 10TCN 590-2004 Gạo xát – Đánh giá chất lượng cảm quan dựa trên phương pháp cho điểm và TCVN 8373:2010 Gạo trắng đánh giá chất lượng cảm quan cơm bằng phương pháp cho điểm. - Nấu cơm: Cân 200g gạo với độ chính xác 0,01g cho vào hộp hoặc nồi nhôm nhỏ đã biết trước khối lượng. Vo nhanh hai lần bằng nước sạch trong khoảng 4-5 phút. Cho hộp nhôm có chứa gạo đã vo sạch lên cân và thêm tiếp một lượng nước cho đủ khối lượng để đạt tỷ lệ đã tính. Đặt hộp nhôm có chứa gạo và nước vào trong nồi cơm điện đã có sẵn 100ml nước, đậy lại và bật công tắc. Tiến hành nấu cách thuỷ đến khi rơle tự ngắt (khoảng 20phút) và tiếp tục giữ ấm 20 phút sau khi rơle ngắt. - Chuẩn bị mẫu cơm: Cơm thuộc nhóm gạo tẻ thường được thử nếm đánh giá chất lượng cảm quan 30 phút hoặc 1 giờ sau khi nấu chín. Xới cơm vào các cốc thuỷ tinh đậy kín và đặt vào khay nhôm. Trên mỗi khay có 3-6 cốc mẫu cơm khác nhau đã được mã hoá và được xếp một cách ngẫu nhiên. - Tiến hành thử nếm: Mỗi thành viên trong hội đồng đánh giá cảm quan được nhận một khay đựng các mẫu cơm cần đánh giá, thìa xúc và cốc nước đun sôi để nguội không có mùi vị lạ để tráng miệng. Các thành viên tiến hành đánh giá cẩn thận chất lượng cảm quan của cơm bằng cách ngửi, nhìn, nếm mỗi mẫu theo các chỉ tiêu, cho điểm theo bảng điểm và sau đó ghi kết quả vào phiếu đánh giá cảm quan cho từng mẫu với từng chỉ tiêu sau một lần thử. Các chỉ tiêu đánh giá và thang điểm: + Mùi: Nhận biết bằng ngửi. + Độ trắng, độ bóng. Quan sát bằng mắt qua bề ngoài của cơm sau khi nấu. + Độ mềm, độ dính: Nhận biết khi miết bằng tay và trong khi nhai. + Vị ngon: Là những cảm giác tổng hợp của từng người nhận được trong khi ăn. - Thang điểm: Các chỉ tiêu được đánh giá riêng lẻ bằng cách sử dụng thang 5 điểm từ 1-5, điểm cao nhất là điểm 5, điểm thấp nhất là điểm 1. Ghi chú: Tổng hệ số trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu được đánh giá cho một chỉ tiêu sản phẩm bằng 4. Chất lượng sản phẩm được tính là điểm trung bình của tất cả các chỉ tiêu nhân với hệ số trọng lượng của nó. Theo tiêu chuẩn đó chất lượng của sản phẩm được phân làm 6 mức có giá trị từ 0 đến 20 như sau: Tốt: 18,6 - 20 Khá: 15,2 – 18,5 Trung bình: 11,3 - 15,1 Kém: 7,2-11,2 Rất kém: 4,0 – 7,1 Hỏng: 0 – 3,9 2. Cách xác định khối lượng riêng ρ Thực hiện: Để xác định, nếu ta dùng ống đong loại 250 ml, được làm khô và sạch thì cho vào ống đong đúng 100 ml Toluen. Cân đúng 1000 hạt bằng cân kỹ thuật hoặc cân điển tử, rồi cho vào ống đong có chứa Toluen nói trên. Đọc nhanh thể tích Toluen tăng thêm trong ống đong so với thể tích Toluen ban đầu, ví dụ là V tính bằng ml hay cm3. Tính toán: Khối lượng riêng của khối hạt được xác định theo biểu thức sau đây: ρ = Trong đó: G V (Tính theo g/cm3 hoặc kg/m3) G – Khối lượng 1000 hạt cho vào ống đong thí nghiệm tính bằng gam. V – Thể tích Toluen tăng thêm so với thể tích dung môi ban đầu do khối lượng hạt chiếm chỗ trong ống đong, tính bằng cm3 cũng chính là thể tích của 1000 hạt. Lặp lại thí nghiệm trên, kết quả sai số trung bình cho phép các lần thí nghiệm ≤ 0,5 %. 3. Cách xác định độ rỗng của khối hạt ε Độ rỗng được tính bằng phần (%) thể tích khoảng không gian của khe hở giữa các hạt với thể tích toàn bộ khối hạt chiếm chỗ. Tính toán: Cách tính độ rỗng của khối hạt: + Ta chuyển đơn vị khối lượng riêng của khối hạt cùng với đơn vị của dung dịch khối hạt, ví dụ: cùng kg/dm3. + Độ rỗng của khối hạt được tính theo công thức sau: ε = V1 − d x100 % V Trong đó: V1 – Thể tích hạt tính bằng cm3, V1 = Gx 1000 d V – Thể tích của 1000 hạt d – Dung dịch của 1000 hạt tính bằng gam/lít 4. Xác định độ ẩm w Tại địa điểm nhập kho kiểm tra: Bằng phương pháp đo nhanh sử dụng máy Kett, ghi độ ẩm trung bình của thóc hiện trên màn hình máy Kett. Sau khi đầy lô thì tiến hành lấy mẫu của lô hàng và phân tích bằng phương pháp sấy theo tiêu chuẩn ISO 712:2008 (Ngũ cốc và các sản phẩm ngũ cốc. Xác định độ ẩm - Phương pháp chuẩn): Điều chỉnh máy (cối) nghiền để nhận được hạt sau khi nghiền lọt hết qua sàng lỗ vuông có kích thưóc 1,7 mm x 1,7 mm. Nghiền 1 lượng mẫu nhỏ và bỏ đi. Sau đó tiến hành nghiền nhanh và cân ngay khoảng 5 g mẫu thử. Cân lượng mẫu đã nghiền với độ chính xác đến 0,001 g. Cho vào chén cân có nắp (chén cân và nắp đã được sấy trước đến khối lượng không đổi và cân với độ chính xác đến 0,001 g). Mở nắp chén cân rồi đặt chén cân vào trong tủ sấy, (nắp để bên cạnh trong tủ sấy). Tiến hành sấy mẫu ở nhiệt độ 130 oC ± 3 oC trong vòng 120 phút ± 5 phút kể từ khi tủ sấy đạt được 130 oC ± 3 oC. Lấy nhanh chén cân ra khỏi tủ sấy, đậy nắp và đặt vào bình hút ẩm. Sau khoảng 30 phút đến 45 phút khi chén nguội đến nhiệt độ phòng thì đem cân với độ chính xác đến 0,001 g. w (%) = m1 − m 2 x100 m1 Độ ẩm của gạo (w) tính bằng phần trăm, được xác định theo công thức: Trong đó: m1: là khối lượng mẫu trước khi sấy, tính bằng gam. m2: là khối lượng mẫu sau khi sấy, tính bằng gam. Kết quả phép thử có sai số cho phép Nếu chênh lệch kết quả độ ẩm của hai lần nhắc lại không vượt quá 0,2 % thì kết quả trung bình của hai lần nhắc lại được báo cáo. Nếu kết quả của hai lần nhắc lại vượt quá sai số cho phép này thì phải thực hiện lại phép thử. + Nếu kết quả hai lần nhắc lại của phép thử thứ hai nằm trong sai số cho phép thì kết quả trung bình của hai lần nhắc lại này được báo cáo. + Nếu kết quả của hai lần nhắc lại này vẫn vượt quá sai số cho phép thì kiểm tra xem kết quả trung bình của hai phép thử có nằm trong sai số cho phép (0,2 %) hay không. Nếu hai kết quả trung bình của hai phép thử nằm trong sai số cho phép thì báo cáo kết quả trung bình này, nếu không thì phải kiểm tra lại thiết bị, các thủ tục tiến hành và thực hiện lại từ đầu. 5. Xác định hoạt độ nước aw Hoạt độ nước aw là lượng nước tự do tồn tại trong sản phẩm hoặc vật chất. Nó được xác định như là tỷ lệ giữa áp suất bay hơi của nước trong vật chất chia cho áp suất bay hơi của nước tinh khiết ở cùng điều kiện nhiệt độ. Nước cất có hoạt độ nước bằng 1,0. Khi nhiệt độ tăng thì aw tăng, ngoại trừ một số sản phẩm tinh luyện với muối hoặc đường. Hoạt độ nước aw được xác định theo công thức: aw = P P0 Trong đó: P: là áp suất bay hơi của nước trong vật chất. P0: là áp suất bay hơi của nước tinh khiết ở cùng điều kiện nhiệt độ. 6. Xác định tỷ lệ hạt vàng, hạt bạc phấn Cân khoảng 100g mẫu gạo với độ chính xác đến 0,01 g, đưa lên khay men trắng quan sát, phân loại hạt bằng cách nhặt vào các cốc thủy tinh sạch đã biết khối lượng từng loại hạt: Hạt vàng, hạt bạc phấn. Cân riêng từng loại hạt với độ chính xác đến 0,01 g. 7. Bảng cho điểm chất lượng cảm quan của cơm Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) 0 tbq ( C) τkk (%) 21 26 23 30 33 27 27 32 25 23 27 22 16 23 15 15 20 16 21 26 23 98 76 96 95 72 93 97 75 96 86 70 84 86 70 84 95 74 94 97 73 95 Màu 4,85 4,85 4,85 3,84 3,84 3,84 3,84 3,84 3,84 3,43 3,43 3,43 3,43 3,43 3,43 3,43 3,43 3,43 3,43 3,43 3,43 Chất lượng cảm quan của cơm Bảo quản yếm khí Bảo quản CO2 Mùi Vị Độ mềm dẻo Màu Mùi Vị Độ mềm dẻo Màu 4,85 4,87 4,82 4,85 4,85 4,87 4,82 4,85 4,85 4,87 4,82 4,85 4,85 4,87 4,82 4,85 4,85 4,87 4,82 4,85 4,85 4,87 4,82 4,85 3,84 3,85 3,85 4,85 4,85 4,87 4,82 4,85 3,84 3,85 3,85 4,85 4,85 4,87 4,82 4,85 3,84 3,85 3,86 4,85 4,85 4,87 4,82 4,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,84 3,85 3,85 4,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,84 3,85 3,85 4,85 3,84 3,85 3,86 3,84 3,84 3,85 3,85 4,85 3,43 3,87 3,43 3,84 3,84 3,85 3,85 4,85 3,43 3,87 3,43 3,84 3,84 3,85 3,85 4,85 3,43 3,87 3,43 3,84 3,84 3,85 3,85 4,85 3,43 3,87 3,43 3,84 3,84 3,85 3,85 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,84 3,85 3,85 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,84 3,85 3,85 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 3,43 3,87 3,43 3,84 Bảo quản N2 Mùi Vị Độ mềm dẻo 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 4,85 4,87 4,82 3,84 3,85 3,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,85 3,85 3,84 3,85 3,85 8. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến khối lượng riêng ρ Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) 0 tbq ( C) τkk (%) 21 26 23 30 33 27 27 32 25 23 27 22 16 23 15 15 20 16 21 26 23 98 76 96 95 72 93 97 75 96 86 70 84 86 70 84 95 74 94 97 73 95 Bảo quản yếm khí 708 710 709 711 712 713 713 714 715 716 716 716 717 716 717 717 718 719 720 720 720 Khối lượng riêng ρ (g/cm3) Bảo quản CO2 708 710 709 711 711 711 712 712 712 713 714 715 715 715 715 716 717 716 716 717 716 Bảo quản N2 708 710 709 710 710 710 710 712 711 711 712 711 712 712 711 712 713 712 713 713 713 Chia thành 3 nhóm: Khối lượng riêng (bảo quản yếm khí) theo thời gian - ρ1 Khối lượng riêng (bảo quản CO2) theo thời gian - ρ2 Khối lượng riêng (bảo quản N2) theo thời gian - ρ3 GTTB (Giá trị trung bình) Thời gian ρ1 ρ2 709,00 709,00 τ0 712,00 711,00 τ1 714,00 712,00 τ2 716,00 714,00 τ3 716,67 715,00 τ4 718,00 716,33 τ5 720,00 716,33 τ6 ĐLC (Độ lệch chuẩn) Thời gian ρ1 ρ2 1,00 1,00 τ0 1,00 0,00 τ1 1,00 0,00 τ2 0,00 1,00 τ3 0,58 0,00 τ4 1,00 0,58 τ5 τ6 0,00 0,58 ρ3 709,00 710,00 711,00 711,33 711,67 712,33 713,00 Nhiệt độ trung bình 23,33 30,00 28,00 24,00 18,00 17,00 23,33 Độ ẩm không khí trung bình 90,00 86,67 89,33 80,00 80,00 87,67 88,33 ρ3 Nhiệt độ trung bình 2,52 3,00 3,61 2,65 4,36 2,65 2,52 Độ ẩm không khí trung bình 12,17 12,74 12,42 8,72 8,72 11,85 13,32 1,00 0,00 1,00 0,58 0,58 0,58 0,00 Bảng tổng hợp Thời gian ρ1 ρ2 ρ3 Nhiệt độ Độ ẩm không khí τ0 709±1,00 709±1,00 709±1,00 23,33±2,52 90,00±12,17 τ1 712±1,00 711±0 710±0 30,00±3,00 86,67±12,74 τ2 714±1,00 712±0 711±1,00 28,00±3,61 89,33±12,42 τ3 716±0 714±1,00 711,33±0,58 24,00±2,65 80,00±8,72 τ4 716,67±0,58 715±0 711,67±0,58 18,00±4,36 80,00±8,72 τ5 718±1,00 716,33±0,58 712,33±0,58 17,00±2,65 87,67±11,85 τ6 720±0 716,33±0,58 713±0 23,33±2,52 88,33±13,32 9. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến độ rỗng ε của hạt Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) 0 tbq ( C) τkk (%) 21 26 23 30 33 27 27 32 25 23 27 22 16 23 15 15 20 16 21 26 23 98 76 96 95 72 93 97 75 96 86 70 84 86 70 84 95 74 94 97 73 95 Độ rỗng ε của hạt (%/cm3) Bảo quản yếm khí Bảo quản CO2 35,0 35,0 34,0 34,0 35,0 35,0 33,0 34,5 33,0 34,3 32,0 34,4 32,0 33,9 31,0 33,9 32,0 33,8 32,0 33,7 32,0 33,7 32,0 33,7 31,0 33,5 32,0 33,6 31,0 33,6 31,0 33,4 31,0 33,5 31,0 33,4 30,0 33,2 31,0 33,3 30,0 33,3 Bảo quản N2 35,0 34,0 35,0 34,5 34,5 34,5 34,2 34,3 34,4 34,1 34,0 34,2 33,8 33,9 33,8 33,7 33,8 33,7 33,5 33,5 33,5 Chia thành 3 nhóm Độ rỗng ε của hạt (bảo quản yếm khí) theo thời gian - ε1 Độ rỗng ε của hạt (bảo quản CO2) theo thời gian - ε2 Độ rỗng ε của hạt (bảo quản N2) theo thời gian - ε3 GTTB (Giá trị trung bình) Thời gian ε1 ε2 ε3 Nhiệt độ trung bình 34,67 34,67 34,67 23,33 τ0 32,67 34,40 34,50 30,00 τ1 31,67 33,87 34,30 28,00 τ2 32,00 33,70 34,10 24,00 τ3 31,33 33,57 33,83 18,00 τ4 31,00 33,43 33,73 17,00 τ5 30,33 33,27 33,50 23,33 τ6 ĐLC (Độ lệch chuẩn) Thời gian ε1 ε2 ε3 Nhiệt độ trung bình 0,58 0,58 0,58 2,52 τ0 0,58 0,10 0,00 3,00 τ1 0,58 0,06 0,10 3,61 τ2 0,00 0,00 0,10 2,65 τ3 0,58 0,06 0,06 4,36 τ4 0,00 0,06 0,06 2,65 τ5 0,58 0,06 0,00 2,52 τ6 Độ ẩm không khí trung bình 90,00 86,67 89,33 80,00 80,00 87,67 88,33 Độ ẩm không khí trung bình 12,17 12,74 12,42 8,72 8,72 11,85 13,32 Bảng tổng hợp Thời gian ε1 ε2 ε3 Nhiệt độ Độ ẩm không khí τ0 34,67±0,58 34,67±0,58 34,67±0,58 23,33±2,52 90,00±12,17 τ1 32,67±0,58 34,40±0,10 34,50±0 30,00±3,00 86,67±12,74 τ2 31,67±0,58 33,87±0,06 34,30±0,10 28,00±3,61 89,33±12,42 τ3 32,00±0 33,70±0 34,10±0,10 24,00±2,65 80,00±8,72 τ4 31,33±0,58 33,57±0,06 33,83±0,06 18,00±4,36 80,00±8,72 τ5 31,00±0 33,43±0,06 33,73±0,06 17,00±2,65 87,67±11,85 τ6 30,33±0,58 33,27±0,06 33,50±0 23,33±2,52 88,33±13,32 10. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến khả năng trương nở của hạt Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) 0 tbq ( C) τkk (%) 21 26 23 30 33 27 27 32 25 23 27 22 16 23 15 15 20 16 21 26 23 98 76 96 95 72 93 97 75 96 86 70 84 86 70 84 95 74 94 97 73 95 Khả năng trương nở (cm3/g) Bảo quản yếm khí Bảo quản CO2 19,0 19,0 18,9 18,9 19,1 19,1 18,6 18,8 18,6 18,8 18,7 18,8 18,5 18,7 18,4 18,6 18,4 18,7 18,3 18,6 18,2 18,5 18,3 18,6 18,1 18,4 18,0 18,4 18,1 18,3 17,8 18,2 17,9 18,1 17,9 18,0 17,7 17,9 17,6 18,1 17,7 17,9 Bảo quản N2 19,0 18,9 19,1 18,9 18,9 18,9 18,8 18,8 18,7 18,8 18,7 18,7 18,6 18,6 18,7 18,5 18,5 18,5 18,4 18,3 18,4 Chia thành 3 nhóm Khả năng trương nở (bảo quản yếm khí) theo thời gian - TN1 Khả năng trương nở (bảo quản CO2) theo thời gian - TN2 Khả năng trương nở (bảo quản N2) theo thời gian - TN3 GTTB (Giá trị trung bình) Thời gian TN1 TN2 TN3 19,00 19,00 τ0 18,63 18,80 τ1 18,43 18,67 τ2 18,27 18,57 τ3 18,07 18,37 τ4 17,87 18,10 τ5 17,97 17,67 τ6 ĐLC (Độ lệch chuẩn) Thời gian TN1 TN2 TN3 0,10 0,10 τ0 0,00 0,06 τ1 0,06 0,06 τ2 0,06 0,06 τ3 0,06 0,06 τ4 0,06 0,10 τ5 0,06 0,12 τ6 19,00 18,90 18,77 18,73 18,63 18,50 18,37 Nhiệt độ trung bình 23,33 30,00 28,00 24,00 18,00 17,00 23,33 Độ ẩm không khí trung bình 90,00 86,67 89,33 80,00 80,00 87,67 88,33 0,10 0,00 0,06 0,06 0,06 0,00 0,06 Nhiệt độ trung bình 2,52 3,00 3,61 2,65 4,36 2,65 2,52 Độ ẩm không khí trung bình 12,17 12,74 12,42 8,72 8,72 11,85 13,32 Bảng tổng hợp Thời gian TN1 TN2 TN3 Nhiệt độ Độ ẩm không khí τ0 19,00±0,10 19,00±0,10 19,00±0,10 23,33±2,52 90,00±12,17 τ1 18,63±0,06 18,80±0 18,90±0 30,00±3,00 86,67±12,74 τ2 18,43±0,06 18,67±0,06 18,77±0,06 28,00±3,61 89,33±12,42 τ3 18,27±0,06 18,57±0,06 18,73±0,06 24,00±2,65 80,00±8,72 τ4 18,07±0,06 18,37±0,06 18,63±0,06 18,00±4,36 80,00±8,72 τ5 17,87±0,06 18,10±0,10 18,50±0 17,00±2,65 87,67±11,85 τ6 17,67±0,06 17,97±0,12 18,37±0,06 23,33±2,52 88,33±13,32 11. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến hàm lượng ẩm w Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) tbq (0C) τkk (%) 21,00 26,00 23,00 30,00 33,00 27,00 27,00 32,00 25,00 23,00 27,00 22,00 16,00 23,00 15,00 15,00 20,00 16,00 21,00 26,00 23,00 98,00 76,00 96,00 95,00 72,00 93,00 97,00 75,00 96,00 86,00 70,00 84,00 86,00 70,00 84,00 95,00 74,00 94,00 97,00 73,00 95,00 Bảo quản yếm khí 13,70 13,69 13,71 13,75 13,73 13,74 13,81 13,79 13,80 13,75 13,75 13,75 13,75 13,74 13,74 13,76 13,75 13,76 13,78 13,76 13,78 Hàm lượng ẩm w (%) Bảo quản CO2 13,69 13,69 13,71 13,69 13,69 13,69 13,68 13,65 13,68 13,64 13,62 13,64 13,62 13,62 13,62 13,61 13,61 13,61 13,60 13,60 13,60 Bảo quản N2 13,70 13,70 13,70 13,70 13,69 13,70 13,66 13,64 13,66 13,62 13,62 13,62 13,61 13,58 13,61 13,57 13,55 13,57 13,50 13,50 13,50 Chia thành 3 nhóm Hàm lượng ẩm w (bảo quản yếm khí) theo thời gian - w1 Hàm lượng ẩm w (bảo quản CO2) theo thời gian - w2 Hàm lượng ẩm w (bảo quản N2) theo thời gian - w3 GTTB (Giá trị trung bình) Thời gian w1 w2 13,70 13,70 τ0 13,74 13,69 τ1 13,80 13,67 τ2 13,75 13,63 τ3 13,74 13,62 τ4 13,76 13,61 τ5 13,60 13,77 τ6 ĐLC (Độ lệch chuẩn) Thời gian w1 w2 τ0 0,01 0,01 0,00 0,01 τ1 0,01 0,02 τ2 0,00 0,01 τ3 0,01 0,00 τ4 0,01 0,00 τ5 0,01 0,00 τ6 w3 13,70 13,70 13,65 13,62 13,60 13,56 13,50 Nhiệt độ trung bình 23,33 30,00 28,00 24,00 18,00 17,00 23,33 Độ ẩm không khí trung bình 90,00 86,67 89,33 80,00 80,00 87,67 88,33 0,00 0,01 0,01 0,00 0,02 0,01 0,00 Nhiệt độ trung bình 2,52 3,00 3,61 2,65 4,36 2,65 2,52 Độ ẩm không khí trung bình 12,17 12,74 12,42 8,72 8,72 11,85 13,32 w3 Bảng tổng hợp Thời gian w1 w2 w3 Nhiệt độ Độ ẩm không khí τ0 13,70±0,01 13,70±0,01 13,70±0 23,33±2,52 90,00±12,17 τ1 13,74±0,01 13,69±0 13,70±0,01 30,00±3,00 86,67±12,74 τ2 13,80±0,01 13,67±0,02 13,65±0,01 28,00±3,61 89,33±12,42 τ3 13,75±0,01 13,63±0,01 13,62±0 24,00±2,65 80,00±8,72 τ4 13,74±0,01 13,62±0 13,60±0,02 18,00±4,36 80,00±8,72 τ5 13,76±0,01 13,61±0 13,56±0,01 17,00±2,65 87,67±11,85 τ6 13,77±0,01 13,60±0 13,50±0 23,33±2,52 88,33±13,32 12. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến hoạt độ của nước aw Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) tbq (0C) τkk (%) 21 26 23 30 33 27 27 32 25 23 27 22 16 23 15 15 20 16 21 26 23 98 76 96 95 72 93 97 75 96 86 70 84 86 70 84 95 74 94 97 73 95 Bảo quản yếm khí 0,60 0,60 0,60 0,62 0,61 0,63 0,66 0,64 0,65 0,63 0,63 0,63 0,61 0,61 0,61 0,65 0,64 0,65 0,66 0,65 0,66 Hoạt độ nước aw Bảo quản CO2 0,60 0,60 0,60 0,59 0,57 0,59 0,56 0,56 0,56 0,54 0,53 0,53 0,52 0,52 0,52 0,51 0,50 0,52 0,50 0,50 0,50 Bảo quản N2 0,60 0,60 0,60 0,58 0,56 0,57 0,53 0,53 0,53 0,52 0,50 0,51 0,50 0,49 0,49 0,48 0,48 0,48 0,47 0,46 0,47 Chia thành 3 nhóm Hoạt độ nước aw (bảo quản yếm khí) theo thời gian - aw1 Hoạt độ nước aw (bảo quản CO2) theo thời gian - aw2 Hoạt độ nước aw (bảo quản N2) theo thời gian - aw3 GTTB (Giá trị trung bình) Thời gian aw1 aw2 0,60 0,60 τ0 0,62 0,58 τ1 0,65 0,56 τ2 0,63 0,53 τ3 0,61 0,52 τ4 0,65 0,51 τ5 0,50 0,66 τ6 ĐLC (Độ lệch chuẩn) Thời gian aw1 aw2 0,00 0,00 τ0 0,01 0,01 τ1 0,01 0,00 τ2 0,00 0,01 τ3 0,00 0,00 τ4 0,01 0,01 τ5 0,01 0,00 τ6 aw3 0,60 0,57 0,53 0,51 0,49 0,48 0,47 Nhiệt độ trung bình Độ ẩm không khí trung bình 23,33 90,00 30,00 86,67 28,00 89,33 24,00 80,00 18,00 80,00 17,00 87,67 23,33 88,33 0,00 0,01 0,00 0,01 0,01 0,00 0,01 Nhiệt độ trung bình Độ ẩm không khí trung bình 2,52 12,17 3,00 12,74 3,61 12,42 2,65 8,72 4,36 8,72 2,65 11,85 2,52 13,32 aw3 Bảng tổng hợp Thời gian aw1 aw2 aw3 Nhiệt độ Độ ẩm không khí τ0 0,60±0 0,60±0 0,60±0 23,33±2,52 90,00±12,17 τ1 0,62±0,01 0,58±0,01 0,57±0,01 30,00±3,00 86,67±12,74 τ2 0,65±0,01 0,56±0 0,53±0 28,00±3,61 89,33±12,42 τ3 0,63±0 0,53±0,01 0,51±0,01 24,00±2,65 80,00±8,72 τ4 0,61±0 0,52±0 0,49±0,01 18,00±4,36 80,00±8,72 τ5 0,65±0,01 0,51±0,01 0,48±0 17,00±2,65 87,67±11,85 τ6 0,66±0,01 0,50±0 0,47±0,01 23,33±2,52 88,33±13,32 13. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt vàng Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) tbq (0C) τkk (%) 21 26 23 30 33 27 27 32 25 23 27 22 16 23 15 15 20 16 21 26 23 98 76 96 95 72 93 97 75 96 86 70 84 86 70 84 95 74 94 97 73 95 Bảo quản yếm khí 0,15 0,14 0,16 0,16 0,16 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,19 0,21 0,21 0,21 0,21 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 Tỷ lệ hạt vàng (%) Bảo quản CO2 0,16 0,14 0,15 0,16 0,16 0,16 0,17 0,18 0,17 0,19 0,19 0,19 0,2 0,2 0,2 0,21 0,22 0,22 0,24 0,23 0,25 Bảo quản N2 0,15 0,15 0,15 0,15 0,14 0,16 0,16 0,17 0,17 0,17 0,19 0,18 0,19 0,2 0,19 0,2 0,21 0,21 0,22 0,22 0,22 Chia thành 3 nhóm Tỷ lệ hạt vàng (bảo quản yếm khí) theo thời gian - HV1 Tỷ lệ hạt vàng (bảo quản CO2) theo thời gian - HV2 Tỷ lệ hạt vàng (bảo quản N2) theo thời gian - HV3 GTTB (Giá trị trung bình) Thời gian HV1 HV2 0,15 0,15 τ0 0,16 0,16 τ1 0,18 0,17 τ2 0,20 0,19 τ3 0,21 0,20 τ4 0,25 0,22 τ5 0,24 0,28 τ6 ĐLC (Độ lệch chuẩn) Thời gian HV1 HV2 0,01 0,01 τ0 0,00 0,00 τ1 0,01 0,01 τ2 0,01 0,00 τ3 0,00 0,00 τ4 0,01 0,01 τ5 0,01 0,01 τ6 HV3 0,15 0,15 0,17 0,18 0,19 0,21 0,22 Nhiệt độ trung bình 23,33 30,00 28,00 24,00 18,00 17,00 23,33 Độ ẩm không khí trung bình 90,00 86,67 89,33 80,00 80,00 87,67 88,33 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00 Nhiệt độ trung bình 2,52 3,00 3,61 2,65 4,36 2,65 2,52 Độ ẩm không khí trung bình 12,17 12,74 12,42 8,72 8,72 11,85 13,32 HV3 Bảng tổng hợp Thời gian HV1 HV2 HV3 Nhiệt độ Độ ẩm không khí τ0 0,15±0,01 0,15±0,01 0,15±0 23,33±2,52 90,00±12,17 τ1 0,16±0 0,16±0 0,15±0,01 30,00±3,00 86,67±12,74 τ2 0,18±0,01 0,17±0,01 0,17±0,01 28,00±3,61 89,33±12,42 τ3 0,20±0,01 0,19±0 0,18±0,01 24,00±2,65 80,00±8,72 τ4 0,21±0 0,20±0 0,19±0,01 18,00±4,36 80,00±8,72 τ5 0,25±0,01 0,22±0,01 0,21±0,01 17,00±2,65 87,67±11,85 τ6 0,28±0,01 0,24±0,01 0,22±0 23,33±2,52 88,33±13,32 14. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản τ đến tỷ lệ hạt bạc phấn Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) tbq (0C) τkk (%) 21 26 23 30 33 27 27 32 25 23 27 22 16 23 15 15 20 16 21 26 23 98 76 96 95 72 93 97 75 96 86 70 84 86 70 84 95 74 94 97 73 95 Bảo quản yếm khí 6,4 6,4 6,3 6,5 6,5 6,3 6,5 6,5 6,3 6,5 6,5 6,4 6,5 6,5 6,4 6,6 6,6 6,4 6,6 6,7 6,6 Tỷ lệ hạt bạc phấn (%) Bảo quản CO2 6,4 6,4 6,3 6,4 6,4 6,3 6,4 6,5 6,3 6,4 6,5 6,3 6,4 6,5 6,3 6,4 6,6 6,3 6,5 6,6 6,3 Bảo quản N2 6,4 6,4 6,3 6,4 6,4 6,3 6,4 6,4 6,3 6,4 6,4 6,3 6,4 6,4 6,3 6,4 6,4 6,3 6,4 6,5 6,3 Chia thành 3 nhóm Tỷ lệ hạt bạc phấn (bảo quản yếm khí) theo thời gian - BP1 Tỷ lệ hạt bạc phấn (bảo quản CO2) theo thời gian - BP2 Tỷ lệ hạt bạc phấn (bảo quản N2) theo thời gian - BP3 GTTB (Giá trị trung bình) BP1 Thời gian BP3 BP2 6,37 6,37 τ0 6,43 6,37 τ1 6,43 6,40 τ2 6,47 6,40 τ3 6,47 6,40 τ4 6,53 6,43 τ5 6,47 6,63 τ6 ĐLC (Độ lệch chuẩn) Thời gian BP1 BP2 BP3 0,06 0,06 τ0 0,06 0,12 τ1 0,12 0,10 τ2 0,06 0,10 τ3 0,06 0,10 τ4 0,12 0,15 τ5 0,06 0,15 τ6 6,37 6,37 6,37 6,37 6,37 6,37 6,40 Nhiệt độ trung bình 23,33 30,00 28,00 24,00 18,00 17,00 23,33 Độ ẩm không khí trung bình 90,00 86,67 89,33 80,00 80,00 87,67 88,33 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,10 Nhiệt độ trung bình 2,52 3,00 3,61 2,65 4,36 2,65 2,52 Độ ẩm không khí trung bình 12,17 12,74 12,42 8,72 8,72 11,85 13,32 Bảng tổng hợp Thời gian BP1 BP2 BP3 Nhiệt độ Độ ẩm không khí τ0 6,37±0,06 6,37±0,06 6,37±0,06 23,33±2,52 90,00±12,17 τ1 6,43±0,12 6,37±0,06 6,37±0,06 30,00±3,00 86,67±12,74 τ2 6,43±0,12 6,40±0,10 6,37±0,06 28,00±3,61 89,33±12,42 τ3 6,47±0,06 6,40±0,10 6,37±0,06 24,00±2,65 80,00±8,72 τ4 6,47±0,06 6,40±0,10 6,37±0,06 18,00±4,36 80,00±8,72 τ5 6,53±0,12 6,43±0,15 6,37±0,06 17,00±2,65 87,67±11,85 τ6 6,63±0,06 6,47±0,15 6,40±0,10 23,33±2,52 88,33±13,32 15. Ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản tbq và độ ẩm tương đối của không khí τkk đến hàm lượng aflatoxin theo thời gian Thời gian bảo quản τ0 (tháng 4/2013) τ1 (tháng 6/2013) τ2 (tháng 8/2013) τ3 (tháng 10/2013) τ4 (tháng 12/2013) τ5 (tháng 2/2014) τ6 (tháng 4/2014) tbq (0C) τkk (%) 21 26 23 30 33 27 27 32 25 23 27 22 16 23 15 15 20 16 21 26 23 98 76 96 95 72 93 97 75 96 86 70 84 86 70 84 95 74 94 97 73 95 Hàm lượng aflatoxin (µg/kg) Bảo quản yếm khí Bảo quản CO2 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND 0,12 ND 0,11 ND 0,11 ND Bảo quản N2 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Ghi chú: ND không phát hiện Chia thành 3 nhóm Hàm lượng aflatoxin (bảo quản yếm khí) theo thời gian - AF1 Hàm lượng aflatoxin (bảo quản CO2) theo thời gian - AF2 Hàm lượng aflatoxin (bảo quản N2) theo thời gian - AF3 GTTB (Giá trị trung bình) Thời gian AF1 AF2 AF3 0,00 0,00 τ0 0,00 0,00 τ1 0,00 0,00 τ2 0,00 0,00 τ3 0,00 0,00 τ4 0,00 0,00 τ5 0,00 0,11 τ6 ĐLC (Độ lệch chuẩn) Thời gian AF1 AF2 AF3 0,00 0,00 τ0 0,00 0,00 τ1 0,00 0,00 τ2 0,00 0,00 τ3 0,00 0,00 τ4 0,00 0,00 τ5 0,01 0,00 τ6 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Nhiệt độ trung bình 23,33 30,00 28,00 24,00 18,00 17,00 23,33 Độ ẩm không khí trung bình 90,00 86,67 89,33 80,00 80,00 87,67 88,33 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Nhiệt độ trung bình 2,52 3,00 3,61 2,65 4,36 2,65 2,52 Độ ẩm không khí trung bình 12,17 12,74 12,42 8,72 8,72 11,85 13,32 Bảng tổng hợp Thời gian AF1 AF2 AF3 Nhiệt độ Độ ẩm không khí τ0 0 0 0 23,33±2,52 90,00±12,17 τ1 0 0 0 30,00±3,00 86,67±12,74 τ2 0 0 0 28,00±3,61 89,33±12,42 τ3 0 0 0 24,00±2,65 80,00±8,72 τ4 0 0 0 18,00±4,36 80,00±8,72 τ5 0 0 0 17,00±2,65 87,67±11,85 τ6 0,11±0,01 0 0 23,33±2,52 88,33±13,32 [...]... Đông Bắc là cần thiết 2 * Mục tiêu của đề tài: - Xác định sự biến đổi cảm quan của gạo theo điều kiện bảo quản khác nhau ( bảo quản yếm khí, bổ sung khí CO2, bổ xung khí N2) và thời gian bảo quản - Xác định sự biến đổi chất lượng của gạo theo các điều kiện bảo quản khác nhau - Đề xuất điều kiện bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc * Ý nghĩa khoa... Hoạt độ của nước (aw) - Hàm lượng aflatoxin 3 3 Đề xuất điều kiện bảo quản và thời hạn bảo quản gạo thích hợp với hệ thống kho dự trữ gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc, góp phần đảm bảo chất lượng an toàn và giảm tổn thất cho quá trình bảo quản gạo 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Gạo bảo quản dự trữ quốc gia 1.1.1 Thành phần hóa học gạo dự trữ Gạo trắng (white rice) theo định nghĩa của TCVN... xuyên nghiên cứu hoàn thiện thay đổi công nghệ đảm bảo chất lượng tốt hơn, giảm hao hụt về số lượng , giảm giá thành bảo quản và phù hợp với vùng sâu, vùng xa, vùng núi hải đảo, xa khu công nghiệp sản xuất khí CO2 và N2 Cho đến nay ở Việt nam chưa thấy công bố sự biến đổi của gạo trong thời gian bảo quản Chính vì vậy việc Nghiên cứu biến đổi của gạo trong kho bảo quản của Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông. .. của đề tài: Kết quả nghiên cứu đưa ra số liệu khoa học có giá trị tham khảo về bảo quản gạo, đồng thời làm cơ sở để điều chỉnh các thông số của quy trình bảo quản và xác định thời gian cho phép bảo quản gạo tại kho dự trữ Quốc gia khu vực Đông Bắc * Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Góp phần bảo đảm chất lượng, an toàn thực phẩm và hạn chế tổn thất trong quá trình bảo quản gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu. .. quả của công tác bảo quản lương thực Những năm qua, Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc tại Hải Phòng và Quảng Ninh đã bảo quản hàng triệu tấn lương thực trong đó có gạo Cục dự trữ nhà nước khu vực Đông Bắc luôn áp dụng các phương pháp nhằm đảm bảo an toàn về chất lượng, số lượng, đáp ứng nhu cầu an sinh xã hội, cứu đói (do thiên tai địch họa và bình ổn thị trường) Việc bảo quản lương thực dự trữ. .. nghiệm tại các ngăn kho bảo quản gạo tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Bố trí thí nghiệm 2.2.1 Bố trí thực hiện nội dung 1 và 2: (Xác định biến đổi vật lý và cảm quan; biến đổi hóa học của gạo theo điều kiện bảo quản và thời gian bảo quản) 26 Gạo Nhập kho C1/1 (yếm khí, tbq, ϕkk) - Kiểm tra chỉ tiêu vật lý và cảm quan - Kiểm tra các chỉ tiêu hóa học Nhập kho C1/2 (Bổ sung... Kết luận Sơ đồ 2.1: Bố trí thí nghiệm xác định biến đổi của gạo theo điều kiện và thời gian bảo quản + Tiến hành thí nghiệm: Gạo được thực nghiệm đưa vào bảo quản tại Cục Dự trữ Nhà nước khu vực Đông Bắc trong 03 ngăn kho với môi trường bảo quản khác nhau: - C1/1 tích lượng 150 tấn: Bảo quản trong môi trường yếm khí; - C1/2 tích lượng 150 tấn: Bảo quản trong môi trường kín có bổ sung khí CO2; ... nước khu vực Đông Bắc * Nội dung của đề tài: Để đạt được mục tiêu trên, nội dung nghiên cứu gồm: 1 Nghiên cứu biến đổi vật lý và cảm quan của gạo theo điều kiện bảo quản (nhiệt độ tbq, độ ẩm tương đối của không khí trong kho ϕkk, môi trường bảo quản: CO2/ N2/ yếm khí) và thời gian bảo quản (τ), gồm: - Khối lượng riêng ρ (g/cm3 hoặc số hạt/100g) - Độ rỗng của hạt ε (% không khí chứa trong 1 m3 gạo) -... vitamin ) đều giảm ít hơn so với lô đối chứng (bảo quản đổ rời tự nhiên) 1.4.3 Các phương pháp bảo quản gạo a Bảo quản gạo trong môi trường khí CO2 [7, 8, 14] Trên cơ sở kết quả bảo quản thóc trong môi trường kín có nạp khí CO2 thành công và các kinh nghiệm của các nước trên thế giới, tháng 4/1993 Cục Dự trữ quốc gia đã tiến hành nghiên cứu thí điểm bảo quản gạo trong môi trường kín có nạp khí CO2 Dùng khí... CO2 hóa lỏng sđóng tỏng bình thép chịu lực phun vào lô gạo, sau khi nạp xong, nồng độ CO2 trong gạo phải đạt trên 50% b Bảo quản gạo trong môi trường khí N2 Xuất phát từ những ảnh hưởng trong quá trình gạo bằng khí CO2 năm 2001 Cục Dự trữ quốc gia tiếp tục Nghiên cứu bảo quản gạo trong môi trường khí nitơ” Về nguyên lý, bảo quản gạo phủ kín trong trong môi trường N2 và CO2 không khác nhau về tiêu chuẩn