CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HẠT LƯƠNG THỰC

Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HẠT LƯƠNG THỰC 1.1 Giới thiệu chung lương thực 1.1.1 Sự khác lương thực thực phẩm “Thực phẩm” tên gọi chung loại đồ ăn thức uống mà người đưa vào thể qua đường miệng nhằm mục đích cung cấp chất dinh dưỡng Các chất dinh dưỡng thể tham gia q trình đồng hóa dị hố nhằm: Tạo lượng để trì hoạt động sống thể, lượng cần cho vận động, phát triển Xây dựng thể, tái tạo mơ tạo dịch thể Tạo enzyme, nội tiết tố, kháng thể,… kiểm sốt q trình hoạt động phát triển bình thường, tiêu diệt số vi sinh vật lạ xâm nhập thể Thành phần thực phẩm đa dạng nói chung chứa nhóm chất nước, glucid, protid, lipid, vitamin chất khống Ngồi kể đến nhóm chất tạo màu, mùi, vị, hay số tính chất đặc biệt khác thực phẩm acid, terpen, phytolcid… Glucid: bao gồm chất đường bột chất xơ Là nhóm chất sinh lượng chủ yếu cho thể Các nguồn thức ăn thực vật nguồn chủ yếu cung cấp glucid trái cây, mía, củ cải đường, hạt ngũ cốc, khoai củ, đậu đỗ… Các thực phẩm có nguồn gốc động vật vai trò cung cấp glucid đáng kể Ở động vật, glucid tồn dạng glycogen (có cơ, gan…) lactose sữa Cơ thể người hấp thu glucid dạng loại đường đơn giản tinh bột Tuy nhiên cần chất xơ để giúp cho tiết dễ dàng Protid: nhóm chất góp phần xây dựng bảo vệ thể, tham gia vào trình cân lượng cho thể trình tái tạo mô Protid thành phần tạo nên nguyên sinh chất cho tế bào, enzyme, hormon, kháng thể…và chất kích thích ngon miệng Protid có nhiều thực phẩm có nguồn gốc động vật thực vật hạt họ đậu Lipid: nguồn dự trữ lượng cho thể tham gia vào thành phần màng tế bào, tế bào thần kinh Lipid giúp nâng cao giá trò cảm quan cho thức ăn Lipid có nhiều mô mỡ động vật hạt thực vật dừa, mè, đậu nành, hướng dương… Vitamin chất khoáng: cần thiết cho trình chuyển hoá thể chúng tham gia vào thành phần enzyme Các chất khoáng giúp cân điện giải cân kiềm toan thể Nước: Là dung môi cần thiết cho chất vận chuyển, tuần hoàn thể sinh vật Dựa vào thành phần hoá học, người ta chia thực phẩm thành nhóm: thực phẩm giàu glucid, thực phẩm giàu protid, thực phẩm giàu lipid, thực phẩm giàu chất khống, xơ vitamin Lương thực thuộc nhóm thực phẩm giàu tinh bột (glucid) hay nói cách khác lương thực tên gọi nhóm thực phẩm chuyên cung cấp tinh bột cho thể Do ta xem thức ăn sau thuộc nhóm lương thực Nhóm hạt cốc: bao gồm loại hạt lúa mì, thóc, ngô, cao lương, kê, đại mạch, yến mạch, mạch đen… Nhóm củ bao gồm củ khoai tây, khoai mì, khoai lang, khoai mỡ, khoai từ… Đặc biệt số dân tộc tinh bột thu nhận từ số hạt họ đậu, chuối xanh (ở Uganda), thân cọ… 1.1.2 Phân loại thực vật loại lương thực lấy hạt Theo hệ thống phân loại sinh vật lương thực lấy hạt nói chung thuộc họ hoà thảo (Gramineae) mầm Họ hoà thảo chia thành phân họ (Subfamily), phân họ chia nhỏ thành nhiều tộc (tribe), tộc lại chia thành nhiều giống (genus) Trong giống lại chia thành nhiều loài (species) Dưới loài người ta phân chia thành nòi (cultivars) đặt tên tuỳ theo tên người phát hay theo mục đích thương mại Theo hệ thống phân loại tên kép (giống – loài) tên khoa học sinh vật chia làm phần viết chữ nghiêng hay gạch Phần đầu tên giống viết hoa phần sau tên loài hay tên thông thường viết chữ thường Ngoài có phần đuôi phía sau tên biểu thò cho tên loài theo cách phân loại nhà sinh vật học người Thụy điển Linnaleus, thường viết tắt L Thí dụ với lúa viết Oryza sativa L Hình 1.1 bảng 1.1 biểu nguồn gốc thực vật số giống lương thực thông dụng Trong giống lại có ngàn loài (species) khác Trong C3 C4 ký hiệu giống thích hợp với khí hậu nhiệt đới hay với khí hậu ôn đới Hình 1.1: Phân loại thực vật hạt lương thực theo Gould Shaw, 1983 Bảng1.1: Phân loại hạt lương thực 1.1.3 Nguồn gốc lương thực Hạt lương thực, theo tiếng Anh đựơc gọi “cereal” Từ “cereal” bắt nguồn từ tên nữ thần thần thoại Hy lạp – thần bảo trợ cho mùa màng (Demeter), gọi theo tiếng Latin thần “Ceres” Điều nói lên lương thực xuất giới từ lâu Tuỳ vùng khí hậu mà dân tộc khác lựa chọn loại khác để trồng trọt, hoá làm lương thực Câu hỏi “thật hạt lương thực sử dụng làm thức ăn cho người từ nào?” “thời điểm người cổ đại bắt đầu chủ động trồng để lấy hạt?” chưa có câu trả lời xác Câu trả lời câu hỏi phụ thuộc vào thành tựu ngành khảo cổ học Theo Fast & Caldwell đại mạch (Hordeum vulgare) có khả loại ngũ cốc trồng sớm nhất, từ 15000 năm trước công nguyên Ai cập Babylon Đại mạch xem nguồn lương thực người Hy lạp cổ đại người Hindu cổ Tuy nhiên lúa mì lại ứng dụng để làm bánh sớm Song song với lúa mì đại mạch nước vùng châu Âu, lúa gạo (Oryza sativa) trồng khoảng 5000 năm trước công nguyên, nước nhiệt đới Đông Nam Á, sau đến nước vùng Trung Nam Mỹ Các dấu vết cổ bắp tìm thấy Trung Mỹ cách khoảng 3600 trứơc cơng ngun Các giống kê từ xa xưa đóng vai trò quan trọng dân vùng nhiệt đới nhiệt đới chấu Á châu Phi Loài kê thực thụ có nguồn gốc từ phân họ Eragrostoideae Panicoideae, với nhiều loài quan trọng (thí dụ Eragrostistef, Eleusine coracan, Echinochloa frumentacea, Pennisetum glaucum, Setaria italica) Cây cao lương (lúa miến) có nguồn gốc từ phân họ Andropogonoideae trồng rộng rãi giới Lúa mạch đen (Secale cereale) yến mạch (Avena sativa) xem loại lương thực phổ biến loại hạt lương thực Nhưng nhờ khả chòu đựng điều kiện khí hậu khắc nghiệt vùng khí hậu phía bắc bán cầu nên hai loại lương thực trồng trọt từ lâu Các nhà lai tạo giống cố gắng lai tạo phối hợp khả tạo bánh ngon lúa mì khả thích ứng cao lúa mạch đen Tritical loài nhân tạo lai loại Các kết khảo cổ thời điểm thời gian bắt đầu trồng trọt hạt lương thực trình bày bảng 1.2 Bảng1.2: Thời điểm bắt đầu trồng trọt số loại lương thực Trung tâm phát Thời gian bắt đầu Tộc Loài triển trồng trọt Lúa mì Trung Á, Hy Lạp, 7000 năm trước Hordeae Đại mạch Israel công nguyên (BC) Mạch đen Châu Mỹ, vùng Maydeae Ngô 3500 BC Andes Oryzeae Gạo Trung Quốc, n độ 5000 BC Aveneae Yến mạch Ai cập 3000 BC Cao lương (lúa Andropogoneae Nam Phi 3000 BC miến) 1.1.4 Vai trò hạt lương thực dinh dưỡng người Như trình bày trên, lương thực nguồn chủ yếu cung cấp tinh bột cho người Nhưng giới, có khoảng 5% tinh bột cung cấp loại củ, lại 95% nguồn tinh bột giới hạt lương thực cung cấp Các hạt lương thực chứa khoảng 60 – 70% tinh bột nguồn cung cấp lượng tốt cho thể Ngoài hạt lương thực cung cấp phần protein thực vật cho thể Chúng ta nên sử dụng lương thực dạng chế phẩm thơ, chế biến tốt Khi xay xát thô, lương cám hạt lương thực nguồn cung cấp đáng kể vitamin nhóm B khoáng chất selen, calxi, kẽm đồng Các bác sỹ dinh dưỡng khuyên thức ăn dành cho trẻ tập ăn dặm ngũ cốc, nguồn thức ăn tốt để trì sức khoẻ cho người già Đối với người bình thường ngày phải sử dụng 300 – 500g sản phẩm làm từ hạt lương thực Từ hạt lương thực chế biến nhiều ăn truyền thống nhiều dạng sản phẩm công nghiệp (bảng 1.3) Giá trò dinh dưỡng hạt lương thực phụ thuộc nhiều vào phương thức bảo quản chế biến Nếu bảo quản không cách hạt bò hư hỏng, giảm giá trò dinh dưỡng Trong trình chế biến, hàm lượng chất dinh dưỡng tổn thất phần, ngược lại làm tăng khả tiêu hoá cho sản phẩm Bảng1.3: Một số dạng sản phẩm từ hạt lương thực Hạt Nguyê Cháo, Bánh Bánh Bia, snack Tinh bột, n hạt bột, nướng nướng rượu glucose bánh có lên không hấp men lên men        Lúa mì      Lúa gạo       Ngô     Đại mạch     Cao lương     Kê    Mạch đen     Yến mạch 1.1.5 Tình hình lương thực giới a Tình hình chung sản xuất lương thực giới Vấn đề lương thực vấn đề sống lồi người Khơng dân tộc giới khơng quan tâm tới Song song với tăng nhanh dân số (hình 1.2) diện tích trồng hạt củ tăng năm 1965 – 1981 Nhưng kể từ năm 1981 đến với phát triển vũ bão khoa học dân số giới, diện tích trồng trọt giảm dần suất hạt củ tăng dẫn đến tổng sản lượng lương thực tăng nhanh (bảng 1.4) Tuy nhiên tốc độ tăng không giống lương thực khác Trong số loại hạt tập trung tăng nhanh hạt lúa mì, lúa gạo ngô Trong số loại củ củ khoai tây khoai mì ưu tiên phát triển mạnh (hình 1.3 1.4) Hình 1.2: Tốc độ phát triển dân số giới số châu lục Bảng1.4: Sản xuất lương thực giới năm 2004 (nguồn FAOSTAT) Hạt Tổng hạt Lúa mì Lúa gạo Ngô Đại mạch Cao lương Kê Mạch đen Yến mạch Tổng củ Khoai tây Khoai lang Khoai mì Khoai sọ Khoai mỡ Hình 1.3: Diện tích trồng trọt Triệu Ha % 679,9 100 215,77 31.74 151,295 22.25 147,022 21.62 57,313 8.43 43,727 6.43 34,600 5.09 7,065 1.04 11,666 1.72 52,99 100 18,63 35.16 8,62 16.27 18,51 34.93 1,83 3.45 4,43 8.36 Sản lượng Triệu % 264 100 627,13 27.70 605,76 26.76 721,379 31.86 153,62 6.79 2,863 0.13 58,884 2.60 17,820 0.79 25,899 1.14 715,383 100 327,624 45.80 127,139 17.77 202,648 28.33 10,642 1.49 40,048 5.60 Năng suất (Tấn/Ha) 3,33 2,91 4,00 4,91 2,68 1,35 0,83 2,52 2,22 13,50 17,59 14,75 10,95 5,81 9,05 Diện tích trồng trọt tổng sản lương nguồn lương thực giới Hình 1.4: Tình hình trồng trọt tổng sản lương nguồn lương thực giới Các loại hạt lương thực sản xuất tiêu thụ trên giới bao gồm : Lúa gạo, lúa mì, ngô, hạt kê lúa mạch Trong số loại hạt kể trên, lúa mì lúa gạo hai loại lương thực mà người sử dụng (i) Lúa nước Theo số liệu thống kê, thóc chiếm đến 1/3 sản lượng lương thực dự trữ giới Đặc biệt, nước Châu Á, lượng lúa sử dụng chiếm 55% tổng sản lượng lương thực Khoảng 40% dân số giới xem lúa gạo nguồn lương thực chính, 25% sử dụng lúa gạo 50% phần lương thực hàng ngày Như lúa gạo có ảnh hưởng đến đời sống 65% dân số giới Trong cấu phân bố loại lương thực sử dụng giới, lúa gạo tiêu thụ nhiều nước Châu Á, chiếm tới 90% sản lượng lúa gạo toàn giới, phần lại chủ yếu phân bố quốc gia Châu Phi Châu Mỹ Latin Cùng với gia tăng dân số, sản lượng gạo giới ngày tăng đạt gần 400 triệu vào năm 2004 Nước có sản lượng gạo cao giới Trung Quốc với 112 triệu n Độ với 87 triệu (năm 2004) Bảng1.5: Tình hình sản xuất gạo giới năm 2003 – 2004 (triệu tấn) Thế giới/Vùng Sản lượng Nhập Xuất Thế giới 389.40 24.78 26.78 Những nước xuất 131.99 0.04 19.21 n Độ 87 Pakistan 4.8 1.78 Thái Lan 18.1 10.14 Việt Nam 22.08 0.04 4.3 Những nước nhập 59.22 9.59 0.34 Braxin 8.71 0.7 0.05 EU – 25 1.72 1.02 0.23 Indonesia 35.02 0.7 Nigeria 2.2 1.6 Philippin 1.29 Trung Đông 2.28 3.1 0.06 Một số nước khác Myanma 10.73 0.13 Trung Mỹ 0.09 0.35 Trung Quốc 112.46 1.12 0.88 Nhật 7.09 0.7 0.2 Hàn Quốc 4.45 0.18 0.2 Nước xuất gạo Thái Lan, Việt Nam, n Độ, Pakistan Những nước nhập gạo Braxin, nước châu u, Indonesia, Nigeria, Philippin khu vực Trung Đông (ii) Lúa mì Lúa mì cung cấp khoảng 1/15 tổng lượng bữa ăn loài người Số lượng lúa mì trồng chiếm khoảng 30% số lượng hạt sản xuất chiếm đến 50% lượng hạt tham gia thò trường lương thực toàn giới Lượng lúa mì sản xuất từ năm 1950 đến 1972 tăng gấp đôi (từ 172 đến 382 triệu tấn) năm 1981 450 triệu đến khoảng 600 triệu Lúa mì trồng khắp vùng gần quanh năm vùng có khí hậu lạnh, độ ẩm thấp Trên giới, lúa mì trồng Trung Quốc, Nga, Mỹ, Canada, c, n Độ, Pháp, Đức số nước hàn đới Bảng1.6: Thống kê dự đoán sản lượng lúa mì giới niên vụ 2003 – 2005 (triệu tấn) Thế giới/quốc gia 2003 – 2004 2004 – 2005 Thế giới 552.8 622.2 Mỹ 63.8 58.7 Canada 23.6 25.9 Mehico 2.9 2.5 Achentina 13.5 16 Braxin 5.9 5.8 Pháp 30.6 39.6 Vương quốc Anh 14.3 15.7 Đức 19.3 25.4 Ba Lan 7.9 9.9 Hungary 2.9 5.8 Bulgaria 1.7 3.5 Rumani 6.5 Nga 34.1 45.3 Ucraina 3.6 17.5 Kazaskan 11.5 10 c 26.2 21.5 Trung Quốc 86.5 90 n Độ 65.1 72.1 Iran 12.4 13.5 Pakistan 19.2 19 Thỗ Nhó Kỳ 16.8 17.7 Maroc 5.1 5.5 Nam Phi 1.5 1.8 Ai Cập 6.5 6.6 Sản lượng lúa mì giới không ngừng tăng qua năm, đến niên vụ 2004 – 2005 sản lượng lúa mì giới đạt 622,2 triệu Các nước trồng nhiều lúa mì Trung Quốc, n Độ, Mỹ, Nga Pháp với sản lượng 40 triệu tấn/năm nước Bảng1.7: Tình hình cung cầu lúa mì giới niên vụ 2004 – 2005 (triệu tấn) Thế giới/quốc gia Sản lượng Nhập Xuất Thế giới 622,19 105,06 108,39 Các nước xuất 200,07 5,79 58 Achentina 16 0,01 10,5 c 21,5 0,08 17 Canada 25,85 0,2 15,5 EU - 25 136,73 5,5 15 Các nước nhập 152,25 60,2 3,18 Braxin 5,8 0,2 Trung Quốc 90 Trung Đông 17,66 9,95 0,6 Bắc phi 16,48 16,4 0,26 Pakistan 19 1,5 0,5 Đông Nam Á 9,75 0,32 Một số nước khác n Độ 72,06 0,02 1,5 Nga 45,3 1,5 Ucraina 17,5 0,5 3,5 Hiện nay, nước xuất lúa mì giới Achentina, c, Canada, Khu vực châu u Các nước nhập lúa mì Brrãin, Trung Quốc, Trung Đông, Bắc Phi, Pakistan khu vực Đông Nam Á Tuy nhiên, lượng lúa mì xuất không nhiều, tổng lượng xuất niên vụ 2004 – 2005 1/6 tổng sản lượng giới (iii) Ngô Cây ngô tiêu thụ giới khả thích nghi với nhiều vùng khí hậu Cây ngô tiêu thụ làm lương thực sau gạo lúa mì, đứng hàng thứ diện tích trồng Ở số vùng châu Mỹ La tinh châu Phi, ngô lương thực quan Trên giới, hạt ngô dùng chủ yếu để làm thức ăn cho người (19%) gia súc (65%) Một phần khác dùng sản xuất công nghiệp (8%), hay mục đích khác (3%), làm giống (1%) Còn lại khoảng 4% hạt thất thoát trình thu hoạch bảo quản sử dụng Hạt ngô góp phần quan trọng bữa ăn người dân nước vùng Nam trung Mỹ, Mexico, Caribbean, châu Phi, Nam đông nam châu Á Khoảng 15% lượng bữa ăn hàng ngày 28 nước phát triển ngô cung cấp Tuy nhiên ngô đóng vai trò quan trọng công nghiệp không nước phát triển mà nước phát triển Thí dụ Mỹ sản lượng ngô gấp đôi sản lượng tổng hạt lương thực khác Hạt ngô không làm thức ăn mà thấy ngành công nghiệp khác sản xuất cao su, chất dẻo, chất đốt, may mặc… Nhờ khả sử dụng đa dạng việc áp dụng kỹ thuật canh tác tiến kết hợp với giống tốt mà diện tích sản lượng ngô giới tăng nhanh chóng Bảng1.8: Sản lượng ngô giới niên vụ 2003 – 2005 (triệu tấn) Quốc gia 2003 - 2004 2004 - 2005 Thế giới 623,3 706,4 Mỹ 256,3 299,9 Canada 9,6 8,9 Mehico 21,8 22 Argentina 15 19,5 Braxin 42 39,5 Pháp 12 16 Ý 8,2 10,9 Hungari 4,6 Rumani 6,5 12 Serbia 3,8 6,3 Nga 2,1 3,5 Ucraina 6,9 8,8 Trung Quốc 115,8 128 Thái Lan 4,1 4,3 n Độ 14,7 13,6 Indonesia 6,4 6,5 Philippin 4,8 5,3 Nam Phi 9,7 11 Ai Cập 6,2 6,2 Sản lượng ngô giới không ngừng tăng qua năm, niên vụ 2004 – 2005 đạt 706.4 triệu Châu Mỹ chiếm 40% diện tích trồng ngô giới, chủ yếu Mỹ, Mexico, Braxin Argentina Nước trồng nhiều ngô Mỹ với 299.9 triệu tấn, chiếm gần 1/2 tổng lượng ngô toàn giới Khu vực châu Á, Trung Quốc nước trồng nhiều ngô đứng hàng thứ giới sau Mỹ Tại đây, ngô trồng chủ yếu bình nguyên Hoàng Hà, tây nam Hồ Nam, phía bắc Giang Tô, phía tây Tứ Xuyên Mãn Châu Châu Phi, ngô trồng nhiều Nam Phi Ngoài vùng Bắc Phi Đông Phi cho suất cao nhờ hệ thống thủy nông tốt, nơi khác cho suất trung bình, ngô sử dụng chủ yếu gia đình châu u, ngô trồng nhiều Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha Pháp Độ màu mỡ đất, nước yếu tố giới hạn việc trồng ngô Bảng1.9: Tình hình cung cầu ngô giới niên vụ 2003 – 2004 (triệu tấn) 10 Hình chụp kính hiển vi điện tử quét (SEM) tế bào nội nhũ hạt lúa mì chín thành thục Tế bào lấy từ phần mô làm lạnh đông, trước tiên xử lý để “nhuộm vàng” màng protein, sau “nhuộm bạc” ạht tinh bột Kí hiệu: SA– hạt tinh bột lớn, SB– hạt tinh bột nhỏ, P–màng lưới protein Hình 1a Hình chụp màng gliadin bao xung quanh hạt tinh bột hình 1b phóng to màng gliadin bao quanh hạt tinh bột loại B Hình Hình chụp màng gluten (gliadins and glutenins) 2a: phần vỏ ngoàigiàu protein (lớp subaleurone) 2b: phần nội nhũ gần tâm hạt giàu tinh bột Hình Hình chụp màng glutenin 3a: phần vỏ ngoàigiàu protein (lớp subaleurone) 3b: phần nội nhũ gần tâm hạt giàu tinh bột b Thành phần hố học protein hạt lương thực Protein loại hạt khác có thành phần acid amin khác nhau, nhiên chúng có đặc điểm chung hàm lượng Lysine Methionine thường thấp nhiều so với protein sữa, trứng hay thòt, nhóm hạt mạch bắp Do sử dụng hạt lương thực làm thức ăn cho người gia súc, cần thiết phải phối hợp với loại thực phẩm khác Ngày nay, với tiến công nghệ sinh học, người lai tạo số giống lúa mạch bắp có hàm lượng Lysine cao Bảng1.28: Thành phần amino acid so với lượng protein tổng (% mole) bột vài loại ngũ cốc Lúa Acid Lúa Lúa Yến Lúa mì Bắp mạch Kê amin gạo mạch mạch đen Asx 4,2 8,8 5,9 4,9 6,9 8,1 7,7 Thr 3,2 4,1 3,7 3,8 4,0 3,9 4,5 Ser 6,6 6,8 6,4 6,0 6,4 6,6 6,6 Glx 31,1 15,4 17,7 24,8 23,6 19,5 17,1 Pro 12,6 5,2 10,8 14,3 12,2 6,2 7,5 Gly 6,1 7,8 4,9 6,0 7,0 8,2 5,7 Ala 4,3 8,1 11,2 5,1 6,0 6,7 11,2 Hình 1.31: 37 Cys Val Met Ile Leu Tyr Phe His Lys Arg Trp 1,8 4,9 1,4 3,8 6,8 2,3 3,8 1,8 1,8 2,8 0,7 1,6 6,7 2,6 4,2 8,1 3,8 4,1 2,2 3,3 6,4 0,8 1,6 5,0 1,8 3,6 14,1 3,1 4,0 2,2 1,4 2,4 0,2 1,5 6,1 1,6 3,7 6,8 2,7 4,3 1,8 2,6 3,3 0,7 1,6 5,5 1,3 3,6 6,6 2,2 3,9 1,9 3,1 3,7 0,5 2,6 6,2 1,7 4,0 7,6 2,8 4,4 2,0 3,3 5,4 0,8 1,2 6,7 2,9 3,9 9,6 2,7 4,0 2,1 2,5 3,1 1,0 c Phân loại protein hạt lương thực: Hiện nay, cách phân loại protein theo T B Osborne chấp nhận rộng rãi Osborn phân loại protein hạt lương thực dựa tính tan chúng vào dung môi khác thành bốn nhóm Albumins nhóm protein tan nước dung dòch muối có nồng độ loãng Albumin bò đông tụ tác dụng nhiệt Một thí dụ điển hình cho protein thuộc nhóm ovalbumin lòng trắng trứng Globulin nhóm protein không tan nước tinh khiết tan dung dòch muối loãng Prolamin nhóm protein tan tốt dung dòch rượu ethanol 70% Glutelin protein tan acid base Cách phân loại không xác phân chia nhóm không rõ ràng Thí dụ prolamin tan nước hay dung dòch muối loãng có lực ion nhỏ Nói chung, nhóm lớn lại phân thành nhóm nhỏ phân nhóm nhỏ thực chất lại hỗn hợp nhiều loại protein Thành phần loại protein thay đổi nhiều phụ thuộc vào giống loài Trong ngũ cốc (trừ yến mạch) prolamin glutelin hai nhóm protein chiếm 75-95% tổng lượng protein hạt Ứng với loại hạt protein có tên riêng Chẳng hạn, phần prolamin ngõ có tên zein, kê có tên penisetin, lúa mì có tên gliadin, đại mạch có tên hocdein, mạch đen có tên secalin Hoặc phần glutelin lúa mì có tên glutenin, đại mạch có tên hocđecnin; ngô, mạch đen thóc có tên glutelin, yến mạch lại có tên avenin (Bảng) Bảng1.29: tên riêng số loại protein hạt lương thực thành phần chúng Loại Lúa mì Lúa gạo Bắp Đại mạch Mạch đen Yến mạch Kê protid Leukosin Albumins 2-5 2-10 3-10 20 -30 5-10 5-10 – 15 Globulins Edestin Avenalin 2-10 2-20 10-20 5-10 0-5 – 10 50-60 38 Prolamins Gliadin Oryzin Zein Hordein Secalin Avenin Cafirin 40 – 50 1-5 50-55 35-50 20-30 10-16 50-60 Glutenin Oryzenin Zeanin Hordenin Secalinin Glutenlins 5-20 30-40 30 – 45 75-90 30-45 25-45 30-40 Cũng có số loại protein không thuộc vào nhóm Thí dụ lúa mì, đại mạch mạch đen chứa glucoprotein tan tốt nước lại không đông tụ nhiệt Trong gạo, bắp cao lương lại chứa protein không tan dung dòch acid base Các loại protein đưa vào nhóm riêng gọi protein cặn Như rõ ràng cách phân loại Osborne chưa đựơc xác nhiều nhà khoa học đề nghò có cách phân loại khác sắc ký điện di, lọc gel Tuy nhiên bây giờ, cách phân loại protein Osborne chấp nhận thực nhanh, đơn giản đáp ứng nhu cầu phân loại phục vụ cho công nghệ chế biến Các nhóm protein riêng biệt tương đối khác thành phần acid amin, acid amin không thay Các nhóm glutelin prolamin chứa nhiều acid glutamic proline, hàm lượng acid amin không thay lysine tryptophan lại Thành phần hàm lượng acid amin protein giống khác tỉ lệ nhóm protein chúng khác Bảng1.30: Thành phần acid amin nhóm protein protein hạt cốc (g acid amin/16g N2) Đại Lúa mì Gạo Ngô Yến mạch Kê mạch Acid amin Albumin Threonine 3.8 4.6 4.4 4.4 4.7 5.0 Valine 6.0 6.3 4.8 4.7 6.3 6.4 Methionine 1.6 1.7 1.1 1.2 2.0 2.0 Isoleusine 3.3 3.7 3.0 2.7 3.3 3.3 Leusine 6.4 6.9 5.1 5.5 5.9 6.5 Phenylalanine 3.1 3.2 3.0 2.7 2.6 3.1 Lysine 3.0 5.0 3.9 4.5 4.3 5.6 Tryptophan 1.1 0.8 0.5 1.2 1.8 0.7 Histidine 1.8 2.3 2.1 2.3 1.7 2.3 Arginine 4.0 6.1 3.9 6.1 4.5 5.7 Serine 6.2 6.5 6.2 6.5 6.4 6.3 Proline 9.3 4.6 8.6 4.6 7.4 5.1 Glycine 6.9 9.8 9.7 9.8 9.7 10.0 Alanine 6.9 9.4 10.0 9.4 8.2 10.5 Cystine 3.2 1.9 1.8 1.9 3.8 1.4 Tyrosine 2.8 3.1 3.9 3.2 3.4 3.0 Globulin Threonine 4.6 2.9 5.2 4.3 4.8 4.5 Valine 6.8 6.1 6.2 6.5 6.8 6.3 Methionine 2.0 4.4 1.5 1.3 1.4 0.9 39 Isoleusine Leusine Phenylalanine Lysine Tryptophan Histidine Arginine Serine Proline Glycine Alanine Cystine Tyrosine 3.8 7.3 3.1 4.0 0.9 2.4 6.4 6.6 6.9 8.3 7.5 3.6 2.9 2.6 6.2 2.8 2.4 0.9 2.2 9.8 7.0 5.6 10.2 8.0 4.1 3.7 Threonine Valine Methionine Isoleusine Leusine Phenylalanine Lysine Tryptophan Histidine Arginine Serine Proline Glycine Alanine Cystine Tyrosine 2.3 4.2 1.1 4.1 6.9 4.6 0.8 0.4 1.2 1.9 5.9 16.6 2.9 2.8 2.2 2.0 2.9 6.9 0.5 4.6 11.8 4.8 0.5 0.5 1.5 4.7 7.5 5.1 5.8 9.1 0.8 6.1 Threonine Valine Methionine Isoleusine Leusine Phenylalanine Lysine Tryptophan Histidine Arginine Serine Proline 3.6 4.8 1.3 3.5 6.9 3.6 2.1 0.6 1.8 2.7 7.3 11.9 4.2 7.0 2.4 4.5 8.4 4.3 3.3 0.8 2.1 6.1 6.7 5.1 4.1 6.5 3.2 4.6 0.7 2.3 6.0 7.5 5.6 10.3 10.7 3.2 2.6 4.1 7.0 4.0 4.4 0.7 2.4 7.3 6.9 5.3 9.4 7.4 2.4 2.7 Prolamin 3.1 2.3 4.0 7.7 1.1 2.1 3.9 3.3 18.5 10.6 4.9 5.3 0.0 1.0 0.0 0.3 1.1 1.1 1.2 2.7 6.9 3.8 10.2 10.2 2.6 2.7 13.6 5.5 1.0 3.3 3.6 1.7 Glutelin 4.2 4.2 6.1 6.2 2.8 1.3 3.4 4.6 10.9 7.8 3.3 4.8 2.4 3.2 0.3 0.7 3.3 2.4 3.2 6.0 6.1 6.6 11.1 5.5 3.1 7.5 3.3 4.7 0.9 2.2 7.0 6.5 6.8 9.5 8.3 3.0 2.7 3.6 6.8 3.3 4.0 0.8 2.9 8.2 8.1 5.2 9.3 9.7 3.5 3.0 2.1 3.9 0.9 3.6 6.1 5.8 0.5 0.6 1.2 2.0 4.6 23.0 2.2 2.3 1.9 2.3 3.8 6.4 1.7 5.2 13.4 4.9 0.0 1.5 1.3 0.8 6.4 7.8 1.5 13.5 1.1 2.1 4.2 7.2 1.3 4.0 7.5 4.0 2.8 0.3 2.0 2.5 6.7 14.2 5.1 6.6 1.6 4.1 9.1 3.7 3.1 0.6 2.3 3.5 5.9 8.4 40 Glycine 7.9 7.4 6.9 7.9 6.4 6.9 Alanine 4.4 7.9 9.4 6.5 5.6 10.1 Cystine 1.4 1.2 1.8 1.2 0.5 1.7 Tyrosine 2.4 3.6 2.9 2.8 1.7 2.9 Thành phần nhóm protein (tỉ lệ nhóm) thay đổi phụ thuộc vào loại hạt cốc điều kiện gieo trồng Tỉ lệ ảnh hưởng lớn đến chất lượng dinh dưỡng hạt vì, nhóm protein có thành phần acid amin khác Đặc biệt hàm lượng acid amin không thay Thành phần acid amin nhóm protein yếu tố di truyền đònh, không phụ thuộc vào điều kiện trồng trọt Do đó, dùng cách hay cách khác làm thay đổi tỉ lệ nhóm protein, tăng tỉ lệ nhóm protein vốn có thành phần acid amin cân đối hơn, sở tăng chất lượng dinh dưỡng hạt, làm thay đổi thành phần acid amin nhóm Trong nhóm protein albumin globulin có thành phần acid amin cân đối hơn, chứa nhiều acid amin không thay quan trọng, nhóm glutelin prolamin có thành phần acid amin không cân đối, chúng nghèo acid amin không thay quan trọng lysine, tryptophan, methionine… Đặc điểm protein hạt cốc có thành phần nhóm glutelin prolamin cao Phần lớn protein chức (enzymes) thuộc nhóm albumin globulin Xét mặt dinh dưỡng albumin globulin cân đối thành phần acid amin không thay Các protein thuộc hai nhóm có nhiều cám phôi, chúng có nhiều lysine, tryptophane methionie nội nhũ lại có hàm lượng thấp ba acid amin Ngược lại, protein dự trữ hạt lương thực thuộc nhóm prolamin glutelin Thành phần acid amin prolamin glutelin giống khác loại cây, nhìn chung chúng thiếu lysine, tryptophane methionie Riêng glutelin ngô (zeanin) có hàm lượng lysine cao prolamin (zein) Khi hàm lượng protein hạt lương thực thành đổi tỷ lệ khối lượng nhóm protein thay đổi Ta thấy điều hình Biến đổi protein hạt Ở hạt có hàm lương protein thấp, tỷ lệ albumins globulins protein cao hạt có hàm lượng protein cao d Gluten: Hình 1.32: Khi đem bột nhào với nước, nhóm protein không tan nước bột prolamins glutenlins hấp thụ nước, duỗi mạch, đònh hướng, xếp lại thành hàng làm phát sinh tương tác ưa béo hình thành cầu đisunfua (qua phản ứng trao 41 đổi –SH/-SS) Kết tạo thành mạng protein chiều có tính nhớt, dẻo, dính đàn hồi bao xung quanh hạt tinh bột hợp phần khác Hỗn hợp gọi bột nhào Rửa bột nhào cho tinh bột trôi lại khối dẻo không tan gọi gluten ướt Trong gluten ướt có chứa khoảng 60 ÷70% nước Trong chất khô gluten ướt có đến 90% protein lại tinh bột chất béo chưa rửa trôi hết Thí dụ Xmirnop phân tích thành phần chất khô gluten bột mì có chứa 88% protein, 2,12% lipit, 1,2% đường, 6,72% tinh bột, 0,92% tro Như gluten chất hóa học xác đònh mà hỗn hợp chất gồm protein nhiều chất khác Hình 1.33: Thành phần nhóm protein tham gia tạo mạng gluten Không phải hạt lương thực có khả tạo khối gluten ướt có tính dẻo, dai đàn hồi Một số loại hạt có khả tạo màng gluten có chất lượng cao lúa mì, mạch đen, đại mạch Chất lượng gluten lúa mì cao gluten từ hạt mạch đen đại mạch Hàm lượng gluten ướt bột lúa mì dao động từ 15-50%, gluten khô chiếm từ 5-18% Thông thường, lúa mì có hàm lượng protein cao chứa 3540% gluten ướt, hàm lượng protein thấp chứa 15-20% Gluten bột nhiều chất lượng bột cao Do tính chất vừa dai, vừa đàn hồi nên gluten ướt góp phần tạo hình dạng, tạo khung, cấu trúc tính chất độ cứng, độ đặc, độ dai, độ đàn hồi hay khả tạo gel cho sản phẩm thực phẩm Gluten ướt có tính cố kết, dẻõo giữ khí nên gia nhiệt khí nở hình thành cấu trúc xốp Hình ảnh mạng gluten (bên trái), mạng gliadin (giữa) mạng glutenin (phải) bột mì Chất lượng gluten ướt đánh giá dựa tiêu cảm quan số vật lý như: màu sắc, độ dai, độ căng đứt, độ đàn hồi Càng nhóm -SH nhiều nhóm –S-S- gluten tốt Vì chất oxy hóa chuyển liên kết -SH thành liên Hình 1.34: 42 kết –S-S- nên để cải thiện chất lượng gluten ta bổ sung chất oxy hóa kali bromat, kali iodat, acid ascorbic e Các hợp chất có chứa Nitơ khác: Ngoài protein, hạt cốc có chất hữu chứa Nitơ khác acid amin tự amin, acid nucleic tự do, số peptit hàng loạt chất khác Hàm lượng chung chất nitơ hữu phi protein thường thấp protein nhiều, vượt 1% trọng lượng hạt Khi phân tích hạt, người ta thấy hầu hết acid amin vốn có protein trạng thái tự Trong hạt có cholin, glutation, bazơ purin pirimidin Chủ yếu chúng có phôi hạt, nội nhũ vỏ hạt 1.3.3 Lipid hạt lương thực: a Phân bố chất béo hạt Hàm lượng lipid hạt cốc không nhiều: hạt lúa mì, mạch đen, đại mạch lúa gạo… thường khoảng 1,6-3,2%, yến mạch 3-8%, kê 3-5,2%, ngô 3-8% Trong hạt, lipid tập trung lớp aleurone phôi hạt dạng hạt lipid hình cầu gọi “spherosomes” Chính vậy, xay xát hạt gạo, yến mạch …, lipid chủ yếu nằm cám Có thể sản xuất dầu thực vật từ cám lương thực Đặc biệt phôi hạt ngô lipid có hàm lượng khoảng 31,1 – 38,9% khối lượng phôi, nên phơi ngơ nguồn quan trọng để sản xuất dầu bắp Lipid có nội nhũ khơng nhiều hàm lượng giảm dần theo chiều từ vỏ vào tâm hạt Trong nội nhũ, lipid thường kết hợp với tinh bột tạo nên phức chất tinh bột – chất béo hạt tinh bột Thí dụ ngơ đường, đại mạch, gạo chứa khoảng 0,6 – 1% lipid so với tổng khối lượng chất khơ hạt tinh bột Các chất béo phân bố bên hay bề mặt hạt tinh bột Lượng chất béo có tinh bột làm ảnh hưởng tới tính chất vật lý tinh bột độ nhớt hồ tinh bột, làm tăng khả bị thủy phân tinh bột tác dụng enzyme, kiềm hay acid Galliard (1983) nhận thấy chất béo nguồn củ hay đậu đỗ tập trung chủ yếu bề mặt hạt tinh bột hạt lương thực, chất béo lại có nhiều bên hạt tinh bột Bảng1.31: Phân bố hàm lượng lipid tự phần khác số loại hạt 43 b Phân loại chất béo hạt lương thực: (i) Phân loại theo vị trí lipid hạt: Đối với hạt lương thực lipid phân loại thành nhóm: nhóm lipid hạt tinh bột gọi lipid kết hợp với tinh bột nhóm lipid nằm ngồi hạt tinh bột gọi lipid khơng kết hợp với tinh bột (ii) Phân loại theo cấu tạo lipid: Theo ta có lipid đơn giản lipid phức tạp • Lipid đơn giản ester rượu acid béo, gồm triacylglycerols, sterid… • Lipid phức tạp : phân tử acid béo rượu có thành phần khác acid phosphoric , base nitơ , đường Thuộc nhóm kể đến Glycerophospholipid – phân tử có thêm acid phosphoric Glyceroglucolipid – phân tử có mono oligo saccharide Các acid phosphoric esther hoá với aminalcol cholin cholamin (iii) Phân loại dựa khả xà phòng hố • Lipid xà phòng hoá được: gồm glyceride, glycerophospholipid, sáp (cerid) nghóa lipid mà phân tử có chứa esther acid béo cao phân tử • Lipid không xà phòng hoá được, tức lipid mà phân tử không chứa chức esther, gồm carotenoids sterol 44 (iv) Phân loại theo khả hồ tan lipid dung mơi khác nhau: Ta phân thành nhóm chất béo khơng cực chất béo có cực • Nhóm lipid khơng phân cực tách chloroform bao gồm acid béo tự do, monoglyceride, diglyceride, triglyceride steryl esthers • Nhóm lipid có cực glycolipid (tách acetone), phospholipids (tách methanol)… c Thành phần lipid (i) Nhóm lipid kết hợp với tinh bột Lipids phức tinh bột – chất béo khơng thể tách trực tiếp dung mơi hữu ngun chất ether, trích dung dịch nóng rượu no nước butanol hay n-propanol…Thành phần chất béo liên kết với tinh bột thay đổi tuỳ theo loại hạt Đối với tinh bột ngơ, hàm lượng acid béo tự cao (51 – 62%) lysophosphlipids có hàm lượng thấp (24 – 46%) Chất béo tinh bột gạo tẻ khoảng 0,5 – 0,7% tinh bột gạo nếp 0,2% Thành phần chất béo thu từ gạo phospholipids, tiếp đến lipids khơng cực cuối glycolipids Nếu xét theo acids béo tự gạo palmitic linoleic có hàm lượng cao nhất, sau đến acid oleic (Choudhury & Juliano, 1980a; Choudhury & Juliano, 1980b) Trong tinh bột lúa mì lysophosphatidyl chiếm khoảng 86 – 94 % lượng lipid 2-6% acid béo tự (ii) Nhóm chất béo khơng liên kết với tinh bột (1) Lipid đơn giản lipid phức tạp Phần lipid khơng kết hợp với tinh bột gồm chất béo đơn giản chất béo phức tạp Chất béo đơn giản tách dễ dàng dung mơi khơng cực ether dầu hoả, hexane, diethylether…nhờ trích Soxhlet, trích Goldfish hay cách ngâm trích dung mơi Sau đó, dùng dung mơi phân cực rượu methanol, n – propanol, n – butanol…ta trích phần chất béo phức tạp từ hỗn hợp dịch trích Tỷ lệ chất béo đơn giản chất bép phức tạp hạt lương thực cho bảng Bảng1.32: Phân bố thành phần lipid đơn giản lipid phức tạp số loại hạt lương thực 45 (2) Lipid có cực lipid khơng cực Tất loại hạt lương thực giàu chất béo khơng phân cực Tỷ số chất béo có cực khơng cực hạt thấp 1,1 hạt mạch Tritical lên đến 57,8% hạt kê Hạt lúa mì hạt mạch Tritical giàu glycolipid phospholipid góp phần làm cho bột làm từ loại hạt có khả nở tốt làm bánh nướng Bảng1.33: Phân bố thành phần lipid có cực lipid khơng cực số loại hạt lương thực 46 (3) Các acid béo tạo nên lipid Trong số acid béo tạo nên lipid hạt lương thực gồm nhiều acid béo no không no khơng thay quan trọng như: palmitic, oleic, linoleic, linolenic Trong số acid linoleic oleic chiếm từ 70-85% tổng số lượng acid béo Chính lý chất béo thu từ hạt ngũ cốc có giá trị dinh dưỡng cao Tuy nhiên nhiều acid béo chưa no nhiều nối đơi, trình bảo quản, lipid bò thủy phân tạo acid béo làm tăng độ chua Các acid béo bò oxy hóa làm bột có mùi khó chòu Bảng1.34: Thành phần acid béo tạo nên lipid số loại hạt lương thực Các lipid đơn giản hạt ngồi glyceride có chất béo tạo thành liên kết acid béo với loại rượu khác tocol, sterol… (4) Các dẫn xuất tocol Các dẫn xuất tocol hạt tocopherol tocotrienol có hoạt tính vitamin E Có tất dẫn xuất tocol hạt lương thực Trong dạng α - tocol chiếm số lượng lớn chứa hầu hết tất loại hạt Trong hạt chứa chủ yếu phơi hạt có nội nhũ Bảng1.35: Thành phần dẫn xuất Tocol số loại hạt lương thực 47 (5) Các carotenoids Carotenoids hợp chất polyisoprenoid xem tiền chất vitamin A Các carotenoid thường có màu vàng, cam hay đỏ nên hạt chứa nhiều carotenoid thừơng có màu thí dụ ngơ vàng, cao lương vàng Lutein carotenoid hạt lúa mì, β-caroten chứa nhiều đại mạch Trong hạt bắp, carotenoid chứa nội nhũ, đặc biệt nội nhũ sừng Bảng1.36: Thành phần Carotenoid số loại hạt lương thực (6) Các sterol Có nhóm sterol hạt lương thực bao gồm – demethylsterols, – monomethylsterols 4,4 – dimethylsterols Trong nhóm – demethylsterols chủ yếu gọi chung sterol Trong số sterol, β–Sitosterol sterol có tất phần tất hạt lương thực Campasterol loại sterol nhiều thứ hai chứa nhiều bắp, gạo, lúa mì lúa mạch đen Trong phơi nội nhũ hạt lúa mì chứa lương stigmasterol cholesterol cao Bảng1.37: Thành phần dẫn xuấ Sterol số loại hạt lương thực 48 1.3.4 Khoáng: Hàm lượng khoáng hạt cốc thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố Trong hạt ngô tương đối tro: 0.9-2.1% chất khô, lúa mì: 1.3-3%, mạch đen: 1.72.1% Trong lúa gạo, đại mạch, kê, yến mạch có hàm lượng khoáng cao Tùy thuộc vào loài điều kiện canh tác, hàm lượng khoáng hay đại mạch dao động từ 1.8-4.5%, yến mạch 2.2-5.9%, kê 2.3-5%, lúa gạo 3.6-8.1% Thành phần nguyên tố khoáng lúa mì, ngô, mạch đen gồm P K chiếm 70-80%, Mg chiếm 11-13% Ca, S, Cl, Si… tương đối Trong khoáng đại mạch, lúa gạo, kê… có hàm lượng Si chiếm 30-50%, K, P, Ca hạt cốc khác Ngoài nguyên tố trên, hạt cốc có Mn, Cu, Zn,B, Co, Mo… chúng có vai trò quan trọng hoạt động sống loại cốc vai trò cần thiết cho nhu cầu dinh dưỡng người gia súc 49 Bảng1.38: Thành phần chất khoáng ngũ cốc (mg/100g) Nguyên tố khoáng Ca Cl K Mg Na P S Si Cu Fe Mn Zn Lúa mì 48 61 441 152 387 176 10 0.6 4.6 4.0 3.3 Gạ Ngo o â 12 20 19 55 100 342 31 143 40 116 294 88 145 10 0.2 0.4 0.9 3.1 1.2 0.6 1.0 2.0 Yến mạch 94 82 450 138 28 385 178 639 0.5 6.2 4.9 3.0 Đại mạch 52 137 534 145 49 356 240 420 0.7 4.6 2.0 3.1 Cao lương 30 52 277 148 11 305 116 200 1.0 7.0 2.6 3.0 1.3.5 Các vitamin: Trong hạt cốc đặc biệt có nhiều vitamin nhóm B, trước hết B1 Có thể nói, hạt cốc nguồn B1 chủ yếu cho người (có khoảng 0.5mg/100g hạt) Nhu cầu hàng ngày người khoảng 2-3mg B1, nên việc sử dụng 400-500g hạt cốc hoàn toàn bảo đảm cho nhu cầu Trong hạt, B1 tập trung chủ yếu phôi lớp aleuron, phần nội nhũ B1 Hàm lượng B1 phụ thuộc nhiều yếu tố, thay đổi nhiều Cùng với B1, hạt cốc chứa vitamin B2, B6, PP… Ngoài ra, hạt cốc có vitamin E, vốn có nhiều phôi hạt (đặc biệt phôi hạt lúa mì, phôi ngô) hạt nảy mầm Bảng1.39: Hàm lượng vitamin loại ngũ cốc (µg/g) Vitamin Lúa Gạ Ngo Yến Đại Cao lương mì o â mạch mạch Thiamine (B1) 4.3 3.3 4.0 5.8 4.4 3.5 Riboflavin (B2) 1.3 0.7 1.1 1.3 1.5 1.4 Niacin (PP) 54 46 19 11 72 41 Pantothenic acid 10 5.3 10 5.7 11 Biotin 0.1 0.1 0.1 0.17 0.13 0.19 Pyridoxin (B6) 4.5 4.0 5.3 2.1 4.4 4.8 Folic acid 0.5 0.5 0.4 0.5 0.4 0.2 Choline 1100 900 445 940 1000 600 Inositol 2800 2500 p-aminobenzoic 2.4 acid 1.3.6 Enzym: 50 Trong ngũ cốc có chứa lượng lớn enzym amylase, đặc biệt hạt nảy mầm Ngoài ra, có enzym protease, lipase, phytase, lipoxygenase, peroxydase, catalase, glutathione dehydrogenase, polyphenoloxydase… Các hệ enzym có ảnh hưởng lớn trình bảo quản có vai trò quan trọng chế biến Tùy loại sản phẩm mà ta tạo điều kiện thuận lợi hay gây bất lợi cho hoạt động hệ enzym thủy phân Đối với hệ enzym oxy hóa khử cần ức chế hoạt động chúng a Amylase: Tất hạt lấy lượng chủ yếu từ tinh bột nên hạt chứa hai dạng enzymes thủy phân tinh bột α – amylase β – amylase α – amylase endoenzyme cắt đứt liên kết α(1,4) – glucoside vò trí β – amylase exoenzyme chuyên cắt đứt liên kết α(1,4) – glucoside đầu không khử mạch tinh bột Do tinh bột hạt lương thực có chứa liên kết α(1,6) – glucoside nên α – amylase β – amylase khả thủy phân hoàn toàn tinh bột thành đường đơn Hàm lượng enzyme α – amylase β – amylase chứa nhiều lúa mì, đại mạch mạch đen loại hạt khác Khi hạt nẩy mầm, hàm lượng amylase tăng đáng kể Do đó, cơng nghiệp, đại mạch nẩy mầm ngun liệu để thuỷ phân tinh bột sản xuất bia b Protease: Protease tên gọi chung proteinase peptidases Cả hai hệ enzymes tìm thấy hạt với hoạt tính thấp Các protease thủy phân làm cho mạch protein bị cắt ngắn ảnh hưởng đến tính chất cơng nghệ sản phẩm từ bột làm từ hạt lương thực c Lipase: Tất hạt có chứa enzyme lipase hoạt tinh enzyme thay đổi khoảng lớn Lipase yến mạch kê có hoạt tính cao Hoạt tính lipase lúa mì đại mạch mức độ trung bình d Lipoxygenase: Các lipoxygenase xúc tác cho phản ứng oxyhố acid béo khơng no nhiều nối đơi thành peroxide Đặc biệt vị trí cis- penta-1,4-dien (– CH= CH–CH 2– CH=CH–) e Phytase: Phytase enzyme thuỷ phân acid phytic (myoinositol hexaphosphoric acid) thành inositol acid phosphoric tự Bởi acid phytic tạo hợp chất với kim loại calcium, magnesium, sắt kẽm làm giảm khả tiêu hố khống chất nên phytase enzyme quan trọng để tăng khả tiêu hố f Các ezyme khác: Ngồi enzyme kể hạt lương thực chứa số hệ enzyme khác vai trò chúng chưa thật rõ ràng peroxidase, catalase… 51 [...]... Protein của hạt lương thực: Hàm lượng protein trong hạt lương thực thay đ i rấât nhiều phụ thuộc vào cả giống và i u kiện phát triển Quá trình sinh tổng hợp protein hạt xảy ra ngay từ giai đoạn đầu của quá trình sinh quả trong khi quá trình sinh tổng hợp tinh bột bắt đầu muộn hơn Đ i v i hạt lương thực, protein không chỉ có giá trò dinh dưỡng mà còn góp phần lớn để tạo cấu trúc cho các sản phẩm lương thực. .. – hạt tinh bột bé dư i kinh hiển vi i n tử (hình của Marko Jăăskelăinen, đ i học Helsinki 1.2.3 Ph i: Khi hạt nẩy mầm thì ph i sẽ phát triển lên thành cây con, vì vậy trong ph i chứa nhiều các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển ban đầu Ph i cách n i nhũ b i một lớp tế bào g i là lớp ngù Trong đ i sống của cây non, lớp ngù đóng vai trò rất quan trọng vì chất dinh dưỡng muốn chuyển từ n i nhũ... đa số lo i hạt protein dự trữ tồn t i dư i dạng các thể protein hình cầu có màng bao Các hạt protein này có thể nằm riêng biệt hay kết dính v i nhau tạo thành mạng lư i hạt protein (protein matrix) bao bọc các hạt tinh bột (hình 1.29) Các mạng lư i hạt protein này tập trung nhiều ở gần thành tế bào của hạt và góp phần trong việc tạo nên độ cứng cho hạt (hình 1.30) Riêng v i lúa mì ban đầu khi hạt còn... trong toàn hạt Tinh bột tập trung nhiều ở n i nhũ, trong khi các chất còn l i l i tập trung nhiều ở vỏ hạt (hình 1.10) Phân bố thành phần dinh dưỡng trong hạt thóc 1.3.1 Glucid của hạt lương thực: Trong hạt lương thực, glucid chiếm khoảng từ 70 – 80% phần kh i lượng Thành phần chủ yếu của glucid là tinh bột, còn l i là các đường đơn giản, cellulose, hemicellulose và pentosan Tất cả các glucid của hạt, chỉ... d i dào, Việt Nam đã xuất khẩu lúa gạo Theo các nhà thống kê, nhu cầu lúa gạo trên thế gi i này càng tăng, kh i lượng giao dòch của lúa gạo đã đạt ở mức 25 đến 29 triệu tấn/năm V i i u kiện khắc nghiệt và những biến đ i bất l i của th i tiết ở khắp n i trên thế gi i, cùng sự bùng nổ dân số, hay do sự thay đ i cơ cấu kinh tế, một số quốc gia không thể tự sản xuất nguồn lương thực Do đó, nhu cầu về. .. thực Hàm lượng protein, tỷ lệ các acid amin, cấu trúc của protein ảnh hưởng nhiều đến tính chất công nghệ của các lo i bột từ hạt, thí dụ tạo độ nở cho bánh mì, độ dai cho mì s i a Cấu trúc protein trong hạt lương thực Trong hạt lương thực, protein tồn t i dư i 2 dạng: protein dự trữ tồn t i chủ yếu trong n i nhũ và protein chức năng phân bố trong ph i và lớp aleurone Hạt dự trữ protein để dành cho quá... lo i hạt, phụ thuộc nhiều vào i u kiện canh tác, th i tiết, th i i m thu hoạch, độ chín của hạt Bảng 1.17 trình bày tỷ lệ về trọng lương giữa vỏ, n i nhũ và ph i của một số lo i hạt ngũ cốc Bảng1.17: Tỷ lệ trong lượng vỏ, ph i và n i nhũ tính theo % 16 1.2.1 Vỏ: Vỏ là bộ phận bảo vệ cho n i nhũ và ph i tránh m i tác động của m i trường ngo i Thành phần hoá học của vỏ chủ yếu là cellulose, hemicellulose,... Diện tích bề mặt riêng 0.256 ± 0.011 0.788 ± 0.058 2 ( m /g ) Nhiệt độ hồ hóa ( oC ) Bắt đầu 54.8 55.9 Giữa 58.4 61.4 Cu i 62 64.8 Hình 1.14: Hình 1.15: Hình chụp kính hiển vi i n tử của một số hạt tinh bột (iii) Thành phần hố học hạt tinh bột 24 Hạt tinh bột của hạt lương thực bao gồm 2 thành phần chính là amylose và amylopectin Ng i ra trong hạt tinh bột có chứa khoảng 0,5 – 1% lipid và một ít các... trúc của hạt Hình 1.20 : Cấu tạo hạt tinh bột cao lương đã được xử tinh bột cao lương khi đã được lý thủy phân (a) và hạt tinh bột khoai tây dư i kính hiển xử lý bằng enzyme để có thể vi (b) nhìn thấy cấu trúc dạng vòng của hạt tinh bột Riêng v i tinh bột củ khoai tây thì cấu trúc dạng vòng này có thể được thấy rõ ràng dư i kinh hiển vi quanh học bình thường (hình 1.20b) Các lớp của hạt tinh bột có... chế biến hạt, không nên xay xát quá kỹ để giữ l i các vitamin và khoáng chất Chiều dày của lớp aleurone cũng phụ thuộc vào lo i và giống hạt và i u kiện canh tác b N i nhũ : N i nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt Các tế bào n i nhũ khá lớn, thành mỏng và có hình dạng khác nhau tuỳ lo i ngũ cốc Thành phần hóa học của n i nhũ chủ yếu là tinh bột và protid, ngo i ra còn chứa một lượng nhỏ lipid,