Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất gạo lứt giàu GABA (Gamma Aminobutyric Acid) từ giống lúa: OM 5451, OM 6979 và OM 1532 nảy mầm

Nảy mầm là sự phát triển của phôi bên trong hạt khi gặp những điều kiện thuận lợi. Quá trình nảy mầm của gạo lứt làm tăng hàm lượng gamma aminobutyric acid (GABA) và tạo điều kiện cho quá trình tiêu hóa các chất trong gạo lứt trở nên dễ dàng hơn.

TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN HIẾN TẬP SỐ NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT GẠO LỨT GIÀU GABA (GAMMA AMINOBUTYRIC ACID) TỪ CÁC GIỐNG LÚA: 0M 5451, OM 6979 VÀ OM 1532 NẢY MẦM Trần Thị Thu Hương1, Trần Thị Hồng Châu1, Hồng Đình Bằng1, Lê Thị Trúc hương1 Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh; huongttt@cntp.edu.vn Ngày nhận 19/6/2017 ; Ngày duyệt đăng: 5/7/2017 2017 TÓM TẮT Nảy mầm phát triển phôi bên hạt gặp điều kiện thuận lợi Quá trình nảy mầm gạo lứt làm tăng hàm lượng gamma aminobutyric acid (GABA) tạo điều kiện cho trình tiêu hóa chất gạo lứt trở nên dễ dàng Qua khảo sát thành phần dinh dưỡng loại gạo lứt nâu xay xát từ giống lúa OM5451 cho thấy, ngâm gạo lứt pH7 nhiệt độ phòng ủ nhiệt độ 30oC 24 hàm lượng GABA đạt 34,8 ± 1,8 mg/100g tăng gấp 27,43 lần so với nguyên liệu ban đầu (1.57 ± 0,19 mg/100g với mức tăng khối lượng 1,26 lần sau ngâm) Quá trình xay xát lúa thực mức khoảng cách rulo khác máy Shatake từ 0,5 đến 1,5mm, qua xác định khoảng cách rulo 1mm tỷ lệ hạt gạo ngun phơi cao đạt 69,73% tỷ lệ hạt nảy mầm loại gạo (OM5451, OM6979, OM1532) xay xát chế độ cao từ 96,72 – 97,44% Chế độ sấy gạo nhiệt độ 50oC thời gian 120 phút hạt gạo đạt độ ẩm 13,45 ± 0,03% phù hợp để bảo quản gạo Từ khóa: GABA, nảy mầm, gạo lứt, chế độ xay xát lúa, chế độ sấy ABSTRACT Study of processing technology of brown rice production that has rich gamma aminobutyric acid (gaba) from rice seeds om 5451, om 6979 and om 1532 germination Germination is the development of the embryo seed when has good condition Germination increase gamma aminobutyric acid (GABA) and facilitates easy digestion [1] Through survey of the nutrient content of brown rice from Viet Nam rice seed OM5451 show that GABA content increase 27,43 times compare to raw materials, when the brown rice are soaked in water (pH7) hours at room temperature and germinated at 30oC in 24 hours The process of milling rice be done in levels at 0,5mm to 1,5mm by Shatake machine At level 1mm, the rate of intact embryo rice is 69,73% and the rate of 140 VAN HIEN UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE VOLUME NUMBER seed germination of OM5451, OM6979 and OM1532 are from 96,72 – 97,44% Germinated brown rice are dried at 50oC in 120 seconds that the moisture of germinated brown rice will be at l3,45 ± 0,03%.It is suitable for preserving germinated brown rice Keywords: GABA, germination, milling rice, drying rice Mở đầu Gạo lứt nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng so với gạo tẻ chất xơ, acid amin thiết yếu, khoáng chất, protein vitamin B Tuy nhiên, gạo lứt đòi hỏi thời gian chế biến lâu hơn; cơm gạo lứt có cấu trúc cứng có vị khơng hấp dẫn cơm gạo tẻ Điều làm cho gạo lứt không sử dụng thường xuyên sống ngày Để tăng giá trị sử dụng, giá trị kinh tế đặc biệt giá trị dinh dưỡng gạo lứt nâu thành phần GABA, nhiều sản phẩm từ gạo lứt nâu nảy mầm nghiên cứu phát triển thị trường nước Tuy nhiên, tùy thuộc vào điều kiện nảy mầm, tùy theo giống lúa mà trình nảy mầm cho hàm lượng GABA tối ưu GABA chất dẫn truyền thần kinh có tác dụng giảm stress, an thần, ngủ ngon, thư giãn bắp Chúng đóng vai trò quan trọng ngăn chặn bệnh tai biến mạch máu giảm đau mãn tính [1], ngăn chặn bệnh Alzheimer’s [2], làm giảm bệnh cao huyết áp [3], ức chế tăng nhanh tế bào ung thư [4]… Quá trình nảy mầm gạo lứt giúp enzyme nội bào bên hạt gạo hoạt động phân cắt thành chất có khối lượng phân tử lớn (protein, tinh bột,…) chất có khối lượng phân tử nhỏ Hơn nữa, tinh bột hạt sau nảy mầm dễ dàng bị thủy phân enzyme amylase tạo thành đường đơn, giúp q trình tiêu hóa tốt [1] Ali cộng (2013) chứng minh trình nảy mầm hàm lượng GABA tăng 27,9 lần so với nguyên liệu chưa nảy mầm Nhằm cải thiện giá trị dinh dưỡng gạo lứt, gia tăng giá trị sử dụng đa dạng hóa sản phẩm gạo lứt mầm, tiến hành nghiên cứu quy trình sản xuất gạo lứt mầm giàu GABA, với điều kiện nảy mầm chọn gạo ngâm dung dịch pH7 nhiệt độ phòng ủ nhiệt độ 30oC 24 [5] Vật liệu phương pháp 2.1 Vật liệu Nghiên cứu tiến hành thí nghiệm giống lúa lứt OM5451, OM6979 OM1532 thu mua Công ty Cổ Phần Hóc Mơn 2.2 Thiết bị, dụng cụ Các thiết bị dùng nghiên cứu trình bày Bảng 141 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN HIẾN TẬP SỐ Bảng Danh mục thiết bị, dụng cụ dùng nghiên cứu STT Tên thiết bị Model Hãng sản xuất Hệ thống sắc ký lỏng cao áp LC – MSD Agilent 1100 Series USA Máy tách vỏ trấu Shatake Nhật Máy sấy đối lưu Máy phá mẫu Trung Quốc Bộ chiết Soxhket Trung Quốc Bộ cất đạm Kjeldahl Trung Quốc Tủ ấm WIG-105 WiseCube Cân số TXB622L Shimadzu Tủ ủ Nhật Trung Quốc 2.3 Hóa chất sử dụng nghiên cứu Các hóa chất sử dụng nghiên cứu trình bày Bảng Bảng Hóa chất dùng nghiên cứu STT Tên hóa chất STT Tên hóa chất Nước cất 13 Na2SO4 Na2HPO4 bão hòa axit sulfosalicylic 3% 14 KMnO4 NaHCO3 nồng độ 100mM 15 H2SO4 đậm đặc H2SO4 0,1N 4 dimethylaminoazobenzene – sulfonyl chloride acetonitrile 4mM 16 K2SO4 đệm phosphate nồng độ 25mM (pH 6,8) 17 CuSO4 đệm acetate nồng độ 25mM 18 Se acetonitrile 19 acid boric 2% GABA chuẩn 20 C6H8O7.H2O 0,1M eter 21 C6H5O7Na3.2H2O 0,1M 10 HCl 5% 22 NaH2PO4 0,2M 11 NaOH 5%, 30% 23 Na2HPO4.7H2O 0,2M 12 Pb(CH3COO)2 10% Pb(NO3)2 10% 24 Glycine 0,2M 142 - VAN HIEN UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE VOLUME NUMBER 2.4 Phương pháp 2.4.1 Khảo sát chế độ xay xát (tách vỏ thóc) Mục đích: Xác định khoảng cách rulo thích hợp để q trình tách vỏ tốt nhất, hạn chế thấp đứt gãy hạt gạo lớp cám, ngun phơi Cách tiến hành: Giống lúa OM5451 chọn làm nguyên liệu đại diện để khảo sát chế độ xay sát, cân 300g mẫu lúa, tiến hành xát vỏ trấu máy xay xát hiệu Shatake 03 mức khoảng cách rulo từ 0,5 mm đến 1,5 mm Sau trình tách vỏ hỗn hợp lúa, gạo gãy, gạo nguyên phôi lựa cân khối lượng Thí nghiệm bố trí theo bảng Bảng Bố trí thí nghiệm khảo sát chế độ xay xát h t lúa Yếu tố khảo sát Mức khảo sát (mm) Khoảng cách rulo 0,5 1,0 Chỉ tiêu theo dõi Sự nứt gãy hạt, tỷ lệ hạt ngun phơi 1,5 2.4.2 Lựa chọn nguyên liệu cho trình sản xuất gạo lứt nâu nảy mầm Mục đích: Xác định giống lúa loại gạo nảy mầm có hàm GABA cao làm nguyên liệu cho trình sản xuất gạo lứt nâu nảy mầm Cách tiến hành: Kiểm tra thành phần dinh dưỡng (P, L, G GABA) loại gạo lứt xay xát từ giống lúa OM5451, OM6976 OM1352 Sau đó, gạo ủ nảy mầm điều kiện: dung dịch nước ngâm có pH 7, thời gian ngâm nhiệt độ phòng thời gian ủ 24 nhiệt độ 30oC Tỷ lệ gạo lứt với dung dịch ngâm 1:2 Sau đó, tiến hành kiểm tra hàm lượng GABA 03 loại gạo lứt nâu phương pháp HPLC Bố trí thí nghiệm trình bày bảng Bảng Bố trí thí nghiệm lựa ch n nguyên liệu cho trình sản xuất g o lứt nâu nảy mầm ếu tố khảo sát Gạo lứt nâu xay xát từ giống lúa OM6979 Gạo lứt nâu xay xát từ giống lúa OM5451 Gạo lứt nâu xay xát từ giống lúa OM1352 ếu tố cố định Chế độ xay xát: chọn thí nghiệm 2.3.1 Tỷ lệ gạo lứt: dung dịch ngâm 1:2 Thời gian ngâm: Thời gian ủ: 24 Nhiệt độ ngâm : Nhiệt độ ủ : Khối lượng gạo lứt cho mẻ ngâm: 100g Chỉ tiêu theo dõi Hàm lượng P, L,G, ẩm, GABA 143 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN HIẾN TẬP SỐ 2.4.3 Khảo sát trình xử lý nhiệt sản phẩm gạo lứt mầm Mục đích: Xác định nhiệt độ sấy thời gian sấy phù hợp để gạo mầm đạt độ ẩm khoảng 13 ÷ 14% phù hợp với điều kiện bảo quản gạo theo TCVN Cách tiến hành: Cân 400g gạo mầm đem sấy thiết bị sấy đối lưu chế độ nhiệt 40oC thời gian từ 200 – 340 phút; chế độ nhiệt 50oC thời gian từ 70 – 130 phút chế độ nhiệt 60oC thời gian từ 30 – 90 phút Sau bước nhảy 10 phút, tiến hành kiểm tra độ ẩm hạt gạo để đảm bảo đạt đến độ ẩm 14% quan sát màu sắc, trạng thái, tỷ lệ hạt bị nứt gãy để chọn chế độ sấy phù hợp cho sản phẩm gạo lứt mầm Thí nghiệm bố trí theo bảng Bảng Bố trí thí nghiệm khảo sát chế độ sấy cho sản phẩm g o lứt mầm Mức khảo sát ếu tố khảo sát Nhiệt độ (oC) 40oC Nhiệt độ thời gian sấy gạo lứt mầm 144 Chỉ tiêu theo dõi Thời gian (phút) 200 210 220 230 240 …… 340 50 C 70 80 90 100 110 120 130 60oC 30 40 50 60 70 80 90 o ếu tố cố định - Chế độ xay xát: chọn thí nghiệm 2.3.1 - Loại gạo nguyên liệu chọn thí nghiệm 2.3.2 - Khối lượng gạo cho mẻ sấy: 400g - Độ ẩm sản phẩm cần đạt