Khảo sát, phân tích chất lượng mùi thơm của một số giống lúa

Khảo sát, phân tích chất lượng mùi thơm của một số giống lúa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA THƠM TRỒNG Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SPME - GC Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa : 2003 – 2007 Sinh viên thực hiện : PHẠM MAI THÙY TRANG Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ************************ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA THƠM TRỒNG Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SPME - GC Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2003 - 2007 Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU) PHẠM MAI THÙY TRANG TS. FRÉDERÍC GAY (CIRAD) Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8/2007 iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn: - Ban Giám Hiệu trƣờng Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập. - Các Thầy Cô trong Bộ môn Công nghệ Sinh học cùng các Thầy Cô khác đã luôn tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy và giúp đỡ tôi. - TS. Phan Phƣớc Hiền (NLU), TS. Frédéric Gay (CIRAD) đã trực tiếp hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp. - Cô Phùng Võ Cẩm Hồng cùng các anh chị phụ trách phòng Hóa Lý thuộc Trung tâm Phân tích Thí nghiệm Hóa Sinh trƣờng Đại học Nông Lâm. - Chị Nguyễn Thị Thu Hƣơng cùng toàn thể các bạn trong lớp CNSH29 đã hỗ trợ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đề tài. Con thành kính ghi ơn ba mẹ cùng những ngƣời thân trong gia đình luôn tạo điều kiện và động viên con trong suốt quá trình học tập tại trƣờng. Chân thành cảm ơn. Tháng 08 năm 2007 Phạm Mai Thùy Trang iv TÓM TẮT PHẠM MAI THÙY TRANG, Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. Tháng 8/2007. “KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƢỢNG MÙI THƠM CỦA MỘT SỐ GIỐNG LÚA THƠM TRỒNG Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG BẰNG PHƢƠNG PHÁP SPME – GC” Hội đồng hƣớng dẫn: TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU) TS. FRÉDÉRIC GAY (CIRAD) Hiện nay, các kết quả nghiên cứu về mô tả bản chất của các hợp chất thơm cũng nhƣ so sánh chất lƣợng mùi thơm của các giống lúa thơm ở Việt Nam hiện nay hầu nhƣ không có. Vì vậy, việc nghiên cứu bản chất các hợp chất thơm, sự hình thành các hợp chất thơm, so sánh chất lƣợng mùi thơm của một số giống lúa thơm sẽ hữu ích cho các nhà tạo giống trong việc phát triển các giống lúa thơm mới cũng nhƣ thiết lập nên những đặc điểm đặc trƣng cho các giống lúa thơm, chứng minh đƣợc chất lƣợng cao là công việc rất có ý nghĩa thiết thực. Với những lí do trên, chúng tôi tiến hành khảo sát, phân tích và so sánh chất lƣợng mùi thơm của 4 giống lúa Jasmine, OM3536, ST3, VD20. Đây là những giống đã đƣợc trồng phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long. Những kết quả đạt đƣợc: Xác định đƣợc hệ số phản hồi của hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline là 7834. Xác định đƣợc hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline xuất hiện ở thời điểm 9,8 phút trong điều kiện phòng thí nghiệm. Nồng độ 2 – AP có trong lá lúa tăng theo các giai đoạn phát triển của cây lúa và đạt cao nhất khi lúa ở giai đoạn nở hoa, sau đó giảm khi lúa bắt đầu tạo hạt nhƣng vẫn cao hơn so với các giai đoạn tăng trƣởng ban đầu. v Nồng độ 2 – AP có trong hạt lúa tăng theo các giai đoạn hình thành hạt, cao nhất khi hạt lúa ở giai đoạn chín. Giống lúa OM3536 có nồng độ 2 – AP trong lá cao nhất so với 3 giống lúa còn lại, kế đến lần lƣợt theo thứ tự là giống lúa VD20 và Jasmine, ST3 là giống lúa có nồng độ 2 – AP trong lá thấp nhất trong nhóm 4 giống lúa đƣợc phân tích. Jasmine có nồng độ 2 – AP trong hạt cao nhất, OM3536 và ST3 có nồng độ 2 – AP trong hạt xấp xỉ bằng nhau, VD20 có nồng độ 2 – AP trong hạt thấp nhất trong 4 giống lúa thử nghiệm. Nồng độ 2 – AP trong lá lúa thấp hơn rất nhiều (0,014%) so với trong lá dứa. vi ABSTRACT PHAM MAI THUY TRANG, Nong Lam University, HCMC, August, 2007. “STUDYING, ANALYZING AND COMPARING THE AROMATIC QUALITY OF 4 VARIETIES OF RICE: JASMINE, OM3536, ST3 AND VD20, WHICH ARE CULTURED IN CUU LONG RIVER DELTA, WITH EACH OTHER UTILIZING THE SOLID PHASE MICRO EXTRACTION (SPME) AND GAS CHROMATOGRAPHY (GC) METHODS ” Board of research advisers: TS. PHAN PHƢỚC HIỀN (NLU) TS. FRÉDÉRIC GAY (CIRAD) Recently, there are no many studies about the characteristics of aromatic compounds of scented varieties of rice in Viet Nam, as well as compare theirs aromatic quality with each other. So that, studying the characteristics and the generation of aromatic compounds of some aromatic varieties of rice and comparing theirs with each other will be helpful for culturists in developing new aromatic varieties of rice as well as resetting the characteristics and demonstrating the high quality of theirs. For reasons, we studied, analyzed and compared the aromatic quality of 4 varieties of rice: Jasmine, OM3536, ST3 and VD20, which are cultured commonly in Cuu Long River Delta. Results obtained from the study: Identifying the response factor of 2 – acetyl – 1 – pyrroline compound is 7834. Identifying the aromatic compound of 2 – acetyl – 1 – pyrroline appears at 9,8th minute in laboratory’s condition. vii The concentration of 2 – AP in leaves of rice increase as well as the development of rice and highest in the flowering stage of rice, then descends when grain is generate, but it is higher than the concentration of 2 – AP in the first development stage of rice. The increasing of 2 – AP in grain follows the grain’s generation stages, and is highest when grain is mature. OM3536 variety has the concentration of 2 – AP in leaves highest, comparing with 3 varieties others. ST3 is the variety of rice which has the concentration of 2 – AP in leaves smallest in 4 varieties of rice analyzed. The concentration of 2 – AP in grain is highest in Jasmine, comparing with 3 varieties others. OM3536 and ST3 varieties have 2 – AP concentration in grain is approximately. VD20 variety has 2 – AP concentration in grain is smallest in 4 varieties studied. 2 – AP concentration in leaves of rice is lower many times (0,014%) than 2 – AP concentration in leaves of pandanus. viii MỤC LỤC CHƢƠNG TRANG Trang tựa Lời cảm ơn . iii Tóm tắt . iv Mục lục . viii Danh sách các chữ viết tắt . xii Danh sách các bảng xiii Danh sách các hình xiv Danh sách các biểu đồ xvi Danh sách các sơ đồ xvii 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU . 2 1.2.1. Mục đích 2 1.2.2. Yêu cầu 2 2. TỔNG QUAN 3 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY LÚA 3 2.1.1. Hệ thống phân loại cây lúa 3 2.1.2. Đặc điểm sinh thái – sinh học cây lúa . 3 2.1.2.1. Hạt lúa và sự nảy mầm . 3 2.1.2.2. Lá lúa 5 2.1.2.3. Bông lúa 6 2.1.3. Đặc điểm sinh trƣởng và phát triển cây lúa . 8 2.1.3.1. Ba thời kì sinh trƣởng, phát triển của cây lúa 8 2.1.3.2. Các giai đoạn phát triển của cây lúa 8 2.2. LÚA THƠM ĐẶC SẢN VIỆT NAM 9 2.2.1. GIỚI THIỆU VỀ CÁC GIỐNG LÚA JASMINE, OM3536, ST3, VD20 ix . 10 2.2.1.1. Giống lúa OM3536 . 10 2.2.1.2. Giống lúa Jasmine 11 2.2.1.3. Giống lúa VD20 . 12 2.2.1.4. Giống lúa ST3 12 2.2.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ HÓA SINH CHẤT THƠM CỦA LÚA GẠO . . 13 2.2.2.1. Những hợp chất bay hơi có trong gạo thơm . 13 2.2.2.2. Hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline 16 2.3. PHƢƠNG PHÁP VI CHIẾT XUẤT TRÊN PHA RẮN (SPME) . 19 2.4. SẮC KÝ KHÍ 20 2.5. SẮC KÝ KHÍ GHÉP KHỐI PHỔ . 21 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM TIẾN HÀNH 22 3.2. VẬT LIỆU, HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 22 3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU . 23 3.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 23 3.4.1. Phƣơng pháp trồng lúa . 23 3.4.2. Chiết xuất hợp chất bay hơi trong gạo thơm bằng phƣơng pháp SPME 24 3.4.2.1. Dụng cụ sử dụng cho kĩ thuật SPME . 24 3.4.2.2. Các bƣớc thực hiện trong kĩ thuật vi chiết xuất trên pha rắn . 26 3.4.2.3. Ứng dụng phƣơng pháp SPME trong chiết xuất hợp chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline . 27 3.4.3. Định tính và định lƣợng hợp chất thơm 2 – AP có trong lá và hạt lúa bằng GC và GC/MS . 29 3.4.3.1. Sơ đồ thiết bị sắc kí khí 30 3.4.3.2. Detector 31 3.4.3.3. Cột mao quản . 32 3.4.4. Xác định hệ số phản hồi của 2 - AP 34 x 3.4.5. Xác định nồng độ hợp chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline trong lá lúa và trong hạt lúa . 34 3.4.6. Phƣơng pháp xử lý thống kê 34 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 4.1. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHẢN HỒI CỦA 2 - AP 35 4.2. ĐỊNH TÍNH HỢP CHẤT 2- ACETYL – 1 – PYRROLINE 40 4.3. KHẢO SÁT VÀ SO SÁNH HÀM LƢỢNG 2 – AP CÓ TRONG CÂY LÚA QUA CÁC THỜI KÌ PHÁT TRIỂN CỦA CÂY LÚA Ở 4 GIỐNG LÚA: JASMINE, OM3536, ST3, VD20 47 4.3.1. Khảo sát sự biến đổi hàm lƣợng 2 – AP ở cây lúa qua các thời kì tăng trƣởng 47 4.3.2. So sánh hàm lƣợng 2 – AP qua các thời kì sinh trƣởng, phát triển của cây lúa ở 4 giống Jasmine, OM3536, ST3, VD20 50 4.4. SO SÁNH HÀM LƢỢNG 2 – AP CÓ TRONG LÁ LÚA VÀ LÁ DỨA 51 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ . 54 5.1 KẾT LUẬN 54 5.1.1. Định tính 2 - AP . 54 5.1.2. Phân tích hàm lƣợng 2 – AP có trong lá và trong hạt của 4 giống lúa Jasmine, OM3536, ST3, VD20 54 5.2 ĐỀ NGHỊ . 55 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 7. PHỤ LỤC . 64 Phụ lục 1. Các hợp chất bay hơi có trong gạo thơm . 64 Phụ lục 2. Khống chế các yếu tố ảnh hƣởng . 65 Phụ lục 3. Sắc ký đồ phân tích hợp chất 2 – AP có trong lá của giống lúa Jasmine . 68 Phụ lục 4. Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất 2 – AP có trong lá của giống lúa OM3536 68 Phụ lục 5. Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất 2 – AP có trong lá của giống lúa ST3 . 69 [...]... tài: Khảo sát, phân tích và so sánh chất lƣợng mùi thơm của một số giống lúa thơm trồng ở Đồng bằng sông Cửu Long” 1.2 MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU 1.2.1 Mục đích - Nghiên cứu sự biến đổi của một số hợp chất bay hơi ở một vài loại lúa thơm - So sánh sự tạo thành và hàm lƣợng của các hợp chất thơm ở một vài loại lúa thơm 1.2.2 Yêu cầu - Khảo sát các điều kiện sinh trƣởng và phát triển của một số giống lúa thơm. ..Phụ lục 6 Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất thơm 2 – AP có trong lá của giống lúa VD20 69 Phụ lục 7 Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất thơm 2 – AP có trong hạt của giống lúa Jasmine 70 Phụ lục 8 Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất 2 – AP có trong hạt của giống lúa OM3536 70 Phụ lục 9 Sắc ký đồ GC phân tích hợp chất 2 – AP có trong hạt của giống lúa ST3 ... thành các hợp chất thơm, so sánh chất lƣợng mùi thơm của một số giống lúa thơm sẽ hữu ích cho các nhà tạo giống trong việc phát triển các giống lúa thơm mới cũng nhƣ thiết lập nên những đặc điểm đặc trƣng cho các giống lúa thơm, chứng minh đƣợc chất lƣợng cao là công việc rất có ý nghĩa thiết thực Với những lí do trên, đƣợc sự phân công của Bộ môn Công nghệ sinh học dƣới sự hƣớng dẫn của thầy TS Phan... tranh của lúa gạo Việt Nam Mùi thơm là một trong những yếu tố rất quan trọng quyết định chất lƣợng và thị hiếu của ngƣời tiêu dùng nhƣng các nghiên cứu về bản chất của các hợp chất thơm cũng nhƣ so sánh chất lƣợng mùi thơm của các giống lúa thơm khác nhau ở Việt Nam hiện nay chỉ mới bắt đầu trong thời gian rất gần đây và gần nhƣ chƣa có kết qủa đáng kể Vì vậy, việc nghiên cứu bản chất các hợp chất thơm, ... GC phân tích chất chuẩn hexanol (nồng độ 0,01 mg/ml) 37 Hình 4.5 Sắc kí đồ GC phân tích chất chuẩn nonanal (nồng độ 0,01 mg/ml) 38 Hình 4.6 Sắc kí đồ GC phân tích chất chuẩn octanol (nồng độ 0,01 mg/ml) 38 Hình 4.7 Sắc kí đồ GC phân tích chất chuẩn pentanol (nồng độ 0,01 mg/ml) 39 Hình 4.8 Sắc kí đồ GC phân tích chất chuẩn tetradecane (nồng độ 0,01 mg/ml) 39 Hình 4.9 Sắc ký đồ GC – MS phân tích. .. của mỗi giống [47] Hiện nay có 2 quan điểm về thành phần chất thơm của lúa gạo Quan điểm thứ nhất cho rằng chất thơm đƣợc tạo ra từ các hợp chất aldehyde (CHO) và keton (C=O) và các hợp chất với lƣu huỳnh (Ayano và Tsuzuki, 1976) [13] Quan điểm thứ 2 cho rằng chất thơm lúa gạo, do vòng pyrrol kiểm soát tính thơm của chất 2acetyl-1-pyrroline (Buttery và ctv, 1983a) [19] 15 16 2.2.2.2 Hợp chất thơm 2... mùi thơm nhƣ gạo thơm [68] Thí nghiệm phân tích của Trung tâm Nghiên cứu vùng của Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ và IRRI (1982) (trích dẫn bởi Đỗ Khắc Thịnh, 2003) [9] cũng cho kết quả về hàm lƣợng chất 2 – acetyl – 1 – pyrroline của 8 giống lúa thơm và 2 giống lúa không thơm Hàm lƣợng chất thơm 2 – acetyl – 1 – pyrroline của Khao Dawk Mali 105 và Basmati 370 là 0,07 và 0,06 ppm theo thứ tự, giống đối chứng... phèn Nhóm giống đặc sản có đặc tính quí là có phẩm chất tốt, gạo trắng, hạt thon dài, cơm dẻo, ngọt, thơm Nhiều giống lúa mùa có tỉ lệ gạo trắng, cũng nhƣ tỉ lệ gạo nguyên cao hơn các giống lúa cao sản [9] Mùi thơm của các giống lúa thơm thƣờng tùy thuộc vào điều kiện môi trƣờng nhƣ đất đai, khí hậu [4] 9 10 Hiện nay hầu hết các giống đã bị lẫn tạp nhiều, chất lƣợng cơm gạo, đặc biệt là độ thơm dẻo... tƣơng tự nhƣ mùi thơm của cơm Ngƣỡng mùi thơm của chất này trong nƣớc là 0,1μg/l và mùi thơm tích lũy tƣơng tự nhƣ loại bắp nổ 17 (pop corn) Theo Buttery và ctv (1982, 1983a) [18, 19], 2 – acetyl – 1 – pyrroline là thành phần chính trong hỗn hợp các chất thơm có trong gạo thơm, góp phần cấu thành nên hƣơng thơm của gạo Do đó, có thể cho rằng thành phần chính dùng để nhận biết sự khác biệt về mùi giữa gạo... Gạo dẻo và ngon cơm, giá lúa trên thị trƣờng khá cao so với các giống khác Hàm lƣợng protein: 10,5 - 10,8% trong cả hai vụ Đông Xuân và Hè Thu Giống này đƣợc tặng giải thƣởng bông lúa vàng 2003 và đƣợc công nhận giống Quốc gia năm 2004 2.2.1.2 Giống lúa Jasmine [2] Giống lúa Jasmine là giống lúa thơm có nguồn gốc từ giống IR841 của Viện Lúa Quốc tế do Bộ Nông Nghiệp Mỹ chọn lọc Giống này đƣợc du nhập . cứu bản chất các hợp chất thơm, sự hình thành các hợp chất thơm, so sánh chất lƣợng mùi thơm của một số giống lúa thơm sẽ hữu ích cho các nhà tạo giống trong. cứu bản chất các hợp chất thơm, sự hình thành các hợp chất thơm, so sánh chất lƣợng mùi thơm của một số giống lúa thơm sẽ hữu ích cho các nhà tạo giống trong