2.2.1 Giới thiệu về gạo
Gạo là một sản phẩm lƣơng thực thu đƣợc từ cây lúa. Hạt gạo thƣờng có màu trắng, đỏ thẫm hoặc màu nâu, chứa nhiều chất dinh dƣỡng. Hạt gạo chính là nhân của thóc sau khi tách bỏ vỏ trấu và cám.
Gạo là nguồn cung cấp năng lƣợng chính trong bữa ăn hằng ngày. Ngoài ra, gạo cũng là nguồn protein thực vật và vitamin B1 của khẩu phần ăn (Vũ Quốc Trung và Lê Thế Ngọc, 2006).
Hình 2.2. Gạo trắng
(Nguồn http://kigimex.com.vn)
Gạo trắng là phần còn lại của gạo lức sau khi đã tách bỏ hết hoặc một phần cám và phôi.
Gạo lức là phần còn lại của hạt thóc sau khi đã tách bỏ vỏ trấu.
a. Giới thiệu gạo lức
Gạo lức là loại gạo nguyên liệu phổ biến và thƣờng đƣợc sử dụng ở hầu hết các nhà máy chế biến gạo và thƣờng đƣợc quan tâm nhiều trong chế biến gạo.
Hình 2.3. Gạo lức
(Nguồn http://oes.edu.vn)
Cấu tạo gạo lức: Hạt gạo lức đƣợc bọc một màng chất xơ gọi là vỏ quả, bên trong là nội nhũ và cuối cùng là phôi.
- Vỏ quả: có màu trắng đục hoặc đỏ cua, dễ bị bóc đi trong quá trình xát trắng gạo. Lớp mỏng ngoài cùng có cấu trúc rất cứng, không cho phép sự di chuyển của O2, CO2 và hơi nƣớc. Vì thế, vỏ quả có tác dụng bảo vệ hạt chống sự oxy hóa và tác động của enzyme. Trong thực tế đi từ ngoài vào vỏ quả gồm 3 lớp: quả bì, chủng bì và tầng alơron.
- Quả bì: có nội quả bì chứa diệp lục tố khi hạt còn xanh non. - Chủng bì: quyết định màu sắc chủng gạo khi trƣởng thành. - Tầng alơron: protid, lipid dễ bị oxy hóa và biến chất.
Tùy theo giống và độ chín mà lớp vỏ hạt này dày hay mỏng, trung bình lớp vỏ hạt chiếm từ 5,6 đến 6,1% khối lƣợng hạt gạo lức.
Khi xay xát, lớp vỏ hạt chủ yếu là tầng alơron bị vụn nát ra thành cám. Trong quá trình bảo quản nếu còn sót nhiều trong gạo thì dễ bị oxy hóa làm cho gạo bị chua (độ acid tăng) và ôi khét (do lipid bị oxy hóa). Tế bào của alơron giàu vitamin, khoáng chất, protein dầu và có tỉ lệ tinh bột thấp.
- Nội nhũ: là hạt gạo lức đã đƣợc tách bỏ lớp vỏ cám với thành phần chủ yếu của nội nhũ là tinh bột (chiếm đến 90%). Tùy theo giống và điều kiện canh tác mà nội nhũ có thể trắng trong (giống hạt dài) hay trắng đục (giống hạt ngắn, hạt bầu). Ngoài ra, kỹ thuật phơi sấy thóc cũng ảnh hƣởng đến độ trong và độ đục của nội nhũ, thóc phơi nắng quá gắt thì hạt gạo sẽ đục hơn so với thóc phơi trong nắng vừa.
- Phôi: là thành phần riêng rẽ nằm trong nội nhũ, bên góc dƣới hạt gạo. Phôi là nơi dự trữ chất dinh dƣỡng của hạt và nảy mầm tạo cây mới trong điều kiện thích hợp. Phôi có cấu tạo xốp, nhiều dinh dƣỡng, hoạt động sinh lý mạnh nên trong quá trình bảo quản dễ bị vi sinh vật và côn trùng tấn công, phá hoại. Khi xay xát phôi thƣờng vụn ra thành cám nên tạo một vết lõm trên đầu hạt gạo.
b. Thành phần dinh dưỡng của gạo
Trong gạo glucid chiếm 70 đến 80%, glucid gạo chủ yếu là polysaccharid, một ít đƣờng đơn và đƣờng kép.
Protein gạo chiếm từ 7 đến 7,5%, gạo giã càng trắng thì lƣợng protein càng giảm. So với protein của trứng thì protein của gạo thiếu lysin, vì vậy khi dùng nên phối hợp gạo với thức ăn là động vật và đậu đỗ.
Lớp ngoài cùng của hạt và mầm hạt gạo đều chứa các chất dinh dƣỡng quý nhƣ đạm, lipid, canxi và vitamin nhóm B. Không nên xay xát gạo trắng quá sẽ làm mất chất dinh dƣỡng (Bùi Đức Hợi, 2009).
2.2.2 Các chỉ tiêu cần kiểm tra
a. Màu sắc
Màu sắc thƣờng đƣợc xác định bằng phƣơng pháp cảm quan: Gạo trắng thƣờng có màu trắng trong, trắng đục. Gạo lức thƣờng có màu xám ngà.
Để xác định màu sắc của mẫu: trải mỏng 100g mẫu trên tấm kính đen. Quan sát dƣới ánh sáng.
Trong điều kiện bảo quản tốt gạo sẽ không sinh ra mùi vị lạ. Tuy nhiên, trong quá trình bảo quản khối nguyên liệu có thể có nhiều mùi khác nhau. Chia thành hai loại:
Mùi do hạt hấp thụ: do hạt hấp thụ các mùi lạ trong kho bảo quản.
Mùi do điều kiện bảo quản không tốt: do các hoạt động sinh lý của hạt sinh ra các hợp chất mùi nhƣ aldehyde, este,…Bên cạnh đó, sự phát triển của vi sinh vật, nấm mốc cũng sinh ra mùi lạ.
Có thể ngửi trực tiếp để xác định mùi của gạo hoặc có thể nhai khoảng 1 – 2g mẫu.
c. Độ ẩm
Độ ẩm là yếu tố quan trọng nhất trong việc đánh giá chất lƣợng gạo. Nếu độ ẩm của gạo cao sẽ khó bảo quản, dễ bị ẩm vàng, mốc,…làm giảm chất lƣợng gạo. Nếu độ ẩm của gạo quá thấp gạo sẽ khô, dễ gãy trong quá trình xát.
d. Chiều dài hạt
Dựa trên chiều dài và chiều rộng hạt, các giống lúa đƣợc chia làm 5 nhóm.
Bảng 2.1. Phân loại hạt gạo theo chuẩn thƣơng mại
Loại Chiều dài hạt (mm) Tỉ số chiều dài/chiều rộng
Hạt dài > 6 -
Hạt trung bình 5 – 6 -
Hạt ngắn < 5 -
Hạt mảnh - > 3
Hạt tròn - < 3
e. Hạt nguyên
Là hạt có chiều dài > 7,5/10 chiều dài trung bình hạt. Trong đó, những hạt gạo còn đầy đủ không gãy, vỡ hoặc bị gãy, mẽ đầu nhƣng có chiều dài ≥ 9/10 chiều dài trung bình của hạt gạo.
Để xác định hạt nguyên, từ mẫu xác định kích thƣớc trung bình hạt, nhặt ra các hạt gạo gãy có kích thƣớc > 7,5/10 gộp chung với những hạt nguyên vẹn đem cân tính tỉ lệ phần trăm theo khối lƣợng mẫu.
f. Tấm
Là phần gạo gãy có chiều dài ≤ 7,5/10 chiều dài trung bình của hạt gạo nguyên vẹn tƣơng ứng. Tùy theo từng loại gạo mà quy định tấm có kích thƣớc cho phù hợp.
Nếu dựa vào chiều dài trung bình của gạo, chia tấm thành các loại: tấm lớn, tấm trung bình, tấm nhỏ, tấm mẳn.
Nếu dựa vào tỉ lệ tấm có trong gạo dự định sản xuất thì có tấm lớn và tấm nhỏ. Xác định tấm bằng cách: Cân 25g mẫu cho vào bộ sàng lõm tách sơ bộ hai phần gạo nguyên và tấm, sau đó lựa những hạt sai kích thƣớc của phần này bổ sung cho phần kia. Cân rồi tính tỉ lệ phần trăm.
g. Các hạt khác
Hạt xanh non: hình dạng hạt mỏng, nhỏ do hạt lúa chƣa chín hoàn toàn, nội nhủ thƣờng có màu trắng đục, kết cấu xốp, kém bền vững.
Hạt ẩm vàng: Hạt gạo có một phần hay toàn bộ có màu vàng chanh, vàng cam. Hạt bạc bụng: hạt gạo có phần đục ≥ 3/4 diện tích, hạt có màu trắng đục. Hạt sọc đỏ: hạt gạo có lớp cám màu đỏ ≥ 1/4 diện tích bề mặt của hạt.
2.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG GẠO 2.3.1 Nguyên liệu đầu vào 2.3.1 Nguyên liệu đầu vào
Nguyên liệu đầu vào có ảnh hƣởng trực tiếp tới chất lƣợng gạo thành phẩm. Do đó, trong thực tế sản xuất phải quan tâm đến các chỉ tiêu về độ ẩm, tạp chất, hạt đỏ, hạt xanh hƣ, hạt rạn nứt, mức xát trắng,…Nếu tiêu chuẩn này không đạt yêu
cầu thì gặp nhiều khó khăn trong quá trình sản xuất hoặc giảm tỉ lệ thu hồi thành phẩm và làm cho gạo thành phẩm không đáp ứng đƣợc chất lƣợng theo yêu cầu. Ảnh hƣởng của độ ẩm
- Độ ẩm của hạt là hàm lƣợng nƣớc có trong hạt đƣợc tính bằng % khối lƣợng bị mất đi.
- Nếu nguyên liệu có độ ẩm cao so với độ ẩm chế biến thì độ tan rời của khối hạt kém, ảnh hƣởng đến khả năng làm việc của thiết bị về năng suất, hiệu suất cũng nhƣ tốn nhiều thời gian và nhiên liệu.
- Bên cạnh đó, khi độ ẩm của hạt cao kết cấu của hạt mềm do vậy qua quá trình xát trắng hạt dễ gãy làm tăng tỉ lệ tấm, ảnh hƣởng đến tỉ lệ thu hồi gạo thành phẩm. Trong công đoạn lau bóng, độ ẩm cao dễ sinh ra hiện tƣợng bóc cám nên bề mặt của gạo thƣờng không bóng, nếu độ ẩm quá cao phải qua công đoạn sấy. Đây cũng là nguyên nhân làm cho tỉ lệ tấm tăng.
- Nếu độ ẩm của gạo nguyên liệu thấp hơn so với độ ẩm chế biến thì hạt quá khô nên kết cấu của hạt giòn, lớp cám sẽ bám chặt vào nội nhũ nên khó xát trắng gạo theo yêu cầu. Do đó, muốn xát trắng phải tăng áp lực xát mà khi tăng áp lực xát thì tỉ lệ tấm tăng. Độ ẩm thấp cũng khó điều chỉnh độ bóng theo yêu cầu.
Ảnh hƣởng của tạp chất
- Khi đƣa nguyên liệu vào chế biến tạp chất bao gồm các loại: cát, bụi, cám lẫn, vỏ trấu, dây bao và một ít đá sỏi, kim loại,…
- Nếu nguyên liệu có lẫn những tạp chất trên trƣớc tiên ảnh hƣởng đến cảm quan, quan trọng hơn nó ảnh hƣởng đến quá trình xay xát chế biến gạo. Khi xay xát dễ phát ra tiếng kêu khác thƣờng làm mẽ cối đá, cao su mau mòn. Ngoài ra còn dễ làm rách lƣới xát nếu sàng tạp chất hoạt động không tốt sẽ gây nên hai tác động trong dây chuyền sản xuất:
- Làm giảm năng suất và hiệu suất làm việc của thiết bị trong dây chuyền. - Làm hƣ hao máy móc, thiết bị, không đảm bảo an toàn cho ngƣời lao động. - Ảnh hƣởng của hạt xanh non, hạt đỏ, hạt hƣ hỏng, hạt rạn nứt,…chiếm tỉ lệ càng cao thì cũng làm tăng phụ phẩm, giảm hiệu suất thu hồi.
Nguyên liệu nhập kho đƣợc chế biến ngay nhƣng khi vào vụ sản xuất nguồn nguyên liệu quá nhiều không thể sản xuất kịp nhà máy thƣờng phải chất nguyên liệu thành cây bảo quản để chờ chế biến. Trong quá trình bảo quản gạo thƣờng bị hƣ hỏng làm giảm chất lƣợng và giá trị thƣơng phẩm.
Hiện tƣợng men mốc:
- Khi nguyên liệu có độ ẩm cao trong quá trình bảo quản men mốc sẽ xuất hiện gây hại vì gạo có thủy phần cao và đƣợc tách đi lớp vỏ trấu nên vi sinh vật sẽ tấn công dễ dàng, bào tử nấm phát triển, sinh sản.
- Nguyên nhân: trên bề mặt hạt thóc ngay từ khi thu hoạch hoặc từ ngoài đồng đã có bào tử nấm. Trong quá trình bảo quản, hạt thực hiện quá trình hô hấp làm cho thủy phần hạt tăng, mốc sẽ phát triển chúng sinh sản rất mạnh và hô hấp rất mãnh liệt làm tăng thêm độ ẩm cho hạt, nên vi sinh vật càng phát triển mạnh (tạo điều kiện cho vi khuẩn và nấm men phát triển có thể làm cho hạt bị thối, nhũn, đen, làm mất giá trị dinh dƣỡng, giá trị sử dụng của hạt).
- Ngoài yếu tố độ ẩm, nhiệt độ thì sự phát triển của nấm men, mốc còn do nguyên liệu có nhiều hạt xanh non, lép lửng. Những hạt này dễ bị nhiễm ẩm hơn, khả năng chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật cũng yếu hơn.
Sự phát triển của nấm mốc làm giảm chất lƣợng của hạt một cách nghiêm trọng: - Có mùi hôi, chua, mốc, có vị đắng của mốc.
- Tiết ra enzyme làm phân hủy các chất dinh dƣỡng nhƣ protein, lipid, tinh bột, sinh tố làm giảm giá trị hạt gạo.
- Nấm mốc phát triển còn ảnh hƣởng xấu đến cấu tạo bên trong của hạt, làm cho hạt bở mục, khi xay xát hạt bị nát và tỉ lệ thành phẩm giảm.
- Nấm mốc phát triển hô hấp rất mạnh làm tiêu hao vật chất khô của hạt. Hiện tƣợng tự bốc nóng:
- Trong quá trình bảo quản hạt gạo vi sinh vật, sâu mọt gặp điều kiện thuận lợi sẽ hô hấp rất mạnh tạo ra một lƣợng nhiệt rất lớn.
- Quá trình bốc nóng chủ yếu là do khối hạt và vi sinh vật hô hấp tạo ra. Gạo đƣợc chất thành từng cây nên khối hạt bên trong sẽ diễn ra quá trình hô hấp hiếu khí sinh ra ethanol, CO2 và một lƣợng nhiệt do gạo đã đƣợc bóc vỏ đi nên trong quá
trình hô hấp diễn ra rất mạnh nên lƣợng nhiệt, lƣợng nƣớc và CO2 thoát ra càng nhiều, gạo có tính chất hấp thụ nƣớc. Do đó, độ ẩm tăng cao, quá trình hô hấp càng mạnh vi sinh vật càng phát triển mạnh và do khối hạt có tính dẫn nhiệt kém, tính ủ nhiệt lớn nên nhiệt không thoát ra ngoài đƣợc tích tụ lại gây ra sự bốc nóng. - Sự bốc nóng còn do khối hạt có lẫn nhiều hạt xanh, hạt lép, hạt hƣ,…các hạt này có cƣờng độ hô hấp rất mạnh và vi sinh vật cũng dễ tấn công hơn hạt chắc tạo ra lƣợng nhiệt lớn và hơi ẩm, hạt càng bị ẩm và có nhiệt độ càng cao thúc đẩy các hoạt động sống diễn ra mạnh hơn và lây lan ra các hạt xung quanh.
- Khối hạt khi bị bốc nóng gây ra ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng hạt gạo sau này làm cho hạt bị sẩm màu, hạt có mùi bị chua, hôi, lõi hạt bị biến vàng hạt nấu chín bị mất đi tính dẻo.
Hiện tƣợng ẩm vàng:
- Hiện tƣợng nội nhũ của hạt chuyển từ trắng sang vàng. Gạo bị ẩm vàng không đƣợc ngƣời tiêu dùng ƣa thích vì màu sắc kém, cơm kém dẻo và giá trị dinh dƣỡng cũng giảm.
- Gạo bị biến vàng thành phần glucid bị thay đổi, hàm lƣợng saccharose giảm gần 10lần, đƣờng khử tăng đến 2 – 3lần. Thành phần tinh bột cũng bị thay đổi, amylopectin bị giảm.
Nguyên nhân sinh màu vàng:
- Nguyên nhân sinh màu vàng do phản ứng tạo thành melanoidin, sản phẩm có màu vàng sẫm là do phản ứng giữa amino acid và đƣờng khử phản ứng thƣờng gặp khi nguyên liệu có độ ẩm cao đặc biệt nhiệt độ càng cao thì càng thúc đẩy phản ứng tạo thành chất có màu melanoid.
- Ngoài ra, xuất hiện màu vàng còn do sự phát triển của nhiều nhóm nấm (màu sắc thay đổi do hoạt động trao đổi chất của nấm trong hạt hoặc có thể do tác dụng của nấm lên sắc tố của vỏ hoặc trực tiếp tổng hợp các sắc tố trong điều kiện thuận lợi). Côn trùng:
- Côn trùng gây hại chủ yếu là mọt, chim, chuột,…chúng có thể ẩn náo trong hạt nguyên liệu từ lúc thu hoạch, trong các kho bảo quản do vệ sinh không kĩ ở các vụ
trƣớc, các phƣơng tiện vận chuyển…khi gặp điều kiện thuận lợi chúng sẽ phát triển và gây hại.
- Phƣơng thức gây hại: ăn từ ngoài vào trong, từ trong ra ngoài, ăn theo cách gặm cắn,…
- Côn trùng là những sinh vật gây ra tổn thất lớn về chất lƣợng và số lƣợng.
(Nguồn Hà Thanh Toàn, Dương Thị Phượng Liên, 2012)
2.3.3 Yếu tố thuộc về mặt kỹ thuật
Quá trình xát trắng
- Số lần xát: muốn bóc đƣợc vỏ hạt phải tạo ra trong buồng xát áp lực tƣơng đối lớn. Gạo xát càng trắng thì áp lực xát càng lớn. Gạo xát một lần thƣờng có tỉ lệ gãy nát cao do chịu áp lực trong buồn xát quá lớn. Thƣờng trong nhà máy chọn phƣơng pháp xát nhiều lần để giảm tỉ lệ gạo gãy nát tuy nhiên việc xát nhiều lần cũng làm cho gạo bị tách cám nhiều khối lƣợng hạt gạo sẽ bị giảm.
- Vận tốc trục xát: vận tốc trục xát có liên quan đến tốc độ dịch chuyển của gạo trong buồng xát. Vận tốc trục xát càng lớn thì tốc độ dịch chuyển của gạo trong buồng xát cũng tăng, thời gian gạo lƣu lại trong buồng xát cũng ngắn đi, năng suất của thiết bị tăng lên. Nhƣng nếu vận tốc trục xát tăng quá một giới hạn nào đó thì mức bóc cám giảm, gạo không đạt độ trắng theo yêu cầu. Hơn nữa vận tốc trục xát cao sẽ gây lực ly tâm lớn, lực va đập lớn làm cho gạo bị gãy nhiều. Nếu vận tốc trục xát nhỏ thì tốc độ dịch chuyển của gạo trong buồng xát cũng nhỏ, do đó năng suất của thiết bị giảm, thời gian chà xát lâu làm nội nhủ mài mòn trọng lƣợng hạt