LƢỢNG PHYTATE
Phƣơng pháp ủ và thời gian ủ ảnh hƣởng lớn đến quá trình nảy mầm của hạt gạo. Thời gian ủ ở 28 giờ với phƣơng pháp ủ ở nồng độ CO2 0% thì hoạt tính enzyme phytase cao nhất đƣợc thể hiện trong Bảng 4.6 và Bảng 4.7 ở cả hai giống nếp than và nếp trắng.
Bảng 4.6 Hoạt tính enzyme phytase của nếp than trong các điều kiện ủ CO2 và thời gian khác nhau. Thời gian (giờ) Nồng độ CO2 (%) Trung bình 0 3 5 7 9 16 299,34 267,45 275,51 294,94 298,94 287,24d 20 328,76 297,95 299,01 309,51 318,34 310,71c 24 355,62 313,72 324,96 338,27 335,40 333,59b 28 382,91 336,72 340,82 342,33 374,25 355,41a 32 345,20 292,75 300,91 314,82 323,73 315,48c Trung bình 342,37 a 301,72e 308,24d 319,97c 330,13b
Ghi chú: các chữ cái in thường a – e biểu thị cho sự khác biệt với mức ý nghĩa 5%.
Bảng 4.7 Hoạt tính enzyme phytase của nếp trắng trong các điều kiện ủ CO2 và thời gian khác nhau. Thời gian (giờ) Nồng độ CO2 (%) Trung bình 0 3 5 7 9 16 307,97 257,49 278,95 259,99 295,67 280,01e 20 318,78 279,44 287,80 284,70 311,42 296,43d 24 349,43 310,73 310,65 330,41 337,06 327,66b 28 379,38 325,44 331,99 349,18 368,12 350,82a 32 334,76 308,71 305,23 313,69 343,88 321,25c Trung bình 338,06 a 296,36d 302,93c 307,59c 331,23b
Ghi chú: các chữ cái in thường a – e biểu thị cho sự khác biệt với mức ý nghĩa 5%.
Theo nghiên cứu của Keqin et al. (2010), hoạt tính enzyme phytase sẽ thay đổi trong suốt quá trình nảy mầm của hạt gạo, hoạt tính enzyme phytase của hạt gạo chƣa nảy mầm là rất thấp vì hạt đang ở trạng thái ngủ vì vậy enzyme không đƣợc kích hoạt. Trong quá trình nảy mầm từ 0 đến 5 ngày thì hoạt tính enzyme ngày càng tăng.
Theo kết quả trong Bảng 4.6 và Bảng 4.7, trong khoảng thời gian từ 16 đến 20 giờ đầu, vận tốc phản ứng của enzyme phytase tăng vì đây là thời gian đầu hạt thích ứng với điều kiện nảy mầm và hàm lƣợng nƣớc trong hạt còn đầy đủ tạo điều kiện thích hợp cho sự nảy mầm, và enzyme cũng đƣợc hoạt hóa và tăng hoạt tính. Hoạt tính enzyme phytase tăng trong quá trình nảy mầm từ 0 giờ đến 28 giờ và hoạt tính đạt cao nhất ở 28 giờ. Tuy nhiên, sau 32 giờ ủ hạt trở nên nhớt, có mùi hôi, sậm màu, và hoạt tính của enzyme giảm. Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Palmiano and Juliano (1972), hoạt tính enzyme tăng sau 5 ngày nảy mầm ở ngoài sáng và 4 ngày trong tối khi kiểm soát đƣợc sự phát triển của vi sinh vật. Vì vậy, hoạt tính enzyme phytase có thể tăng trong suốt quá trình nảy mầm, tuy nhiên không thể kiểm soát đƣợc sự phát triển của vi sinh vật nên sau 32 giờ thì hoạt tính của enzyme giảm (Đoàn Phƣơng Linh, 2013).
Khi hạt ngậm đủ nƣớc, hàng loạt các phản ứng phức tạp xảy ra và hạt gạo có thể nảy mầm. Nhƣng để quá trình đó xảy ra một cách tự nhiên thì hạt sẽ nảy mầm không đồng đều. Nếu hạt gạo lứt đƣợc ủ tốt thì hạt nảy mầm khỏe và đồng đều. Trong thời gian ủ hạt, phôi phát triển và hoạt hóa hệ enzyme amylase, phytase, glutamate decarboxylase (GAD). Do đó việc kéo dài thời gian ủ hạt sẽ có thể ảnh hƣởng đến hoạt tính enzyme. Ngoài thời gian ủ thì hoạt tính enzyme phytase còn phụ thuộc vào nhiệt độ và pH dung dịch ngâm.
Bảng 4.8 Hàm lƣợng phytate của nếp than trong các điều kiện ủ CO2 và thời gian khác nhau. Thời gian (giờ) Nồng độ CO2 (%) Trung bình 0 3 5 7 9 16 572,10 630,49 622,93 605,74 579,89 602,23e 20 560,29 608,13 601,56 582,71 562,37 583,01d 24 538,56 589,53 591,26 557,81 543,60 564,15c 28 511,85 576,21 575,76 541,22 519,52 544,91b 32 501,49 568,41 570,40 533,02 510,53 536,77a Trung bình 536,86 a 594,56e 592,38d 564,10c 543,18b
Bảng 4.9 Hàm lƣợng phytate của nếp trắng trong các điều kiện ủ CO2 và thời gian khác nhau. Thời gian (giờ) Nồng độ CO2 (%) Trung bình 0 3 5 7 9 16 448.12 492.88 497.35 474.47 450.32 472.63d 20 426.16 484.30 478.28 465.77 429.49 456.80c 24 404.04 451.94 466.61 423.93 411.40 431.59b 28 385.03 439.54 462.44 401.70 377.87 413.31a 32 380.71 436.87 457.59 398.68 374.85 409.74a Trung bình 408.81 a 461.11c 472.46d 432.91b 408.79a
Ghi chú: các chữ cái in thường a – e biểu thị cho sự khác biệt với mức ý nghĩa 5%.
Hàm lƣợng phytate giảm nhiều nhất khi ủ ở các nồng độ CO2 khác nhau. Tuy nhiên, ở nồng độ CO2 0% và 9% thì hàm lƣợng phytate giảm đáng kể so với các nồng độ còn lại vì ở nồng độ CO2 0% và 9% hoạt tính enzyme phytase hoạt động tốt. Đối với nếp than, ở nồng độ 0% sau 32 giờ ủ thì hàm lƣợng phytate giảm còn 501,49 mg/100g. Đối với nếp trắng, hàm lƣợng phytate giảm còn 374,85 mg/100g sau 32 giờ ở nồng độ CO2 9%.
Hàm lƣợng phytate giảm trong hai giống nếp than và nếp trắng khi cho nảy mầm sau 32 giờ và trong các điều kiện nồng độ CO2 khác nhau, thời gian nảy mầm càng nhiều thì hàm lƣợng phytate càng giảm, vì trong quá trình nảy mầm thì enzyme phytase phản ứng với phytate giải phóng các chất khoáng cung cấp cho quá trình nảy mầm của hạt.
Quá trình nảy mầm hoạt tính enzyme GAD đạt cao nhất ở nồng độ CO2 5% với thời gian ủ 28 giờ. Tại mốc enzyme GAD cao nhất thì hoạt tính enzyme phytase ở nếp than là 340,82 (U/kg), nếp trắng là 331,99 (U/kg) và hàm lƣợng phytate ở nếp than là 575,76 (mg/100g), nếp trắng là 462,44 (mg/100g).
CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1 KẾT LUẬN
Qua quá trình khảo sát và thí nghiệm trên hai giống nếp than (DH6) và nếp trắng (CLN), kết quả cho thấy:
Enzyme phytase trong gạo mầm hoạt động tối thích ở nhiệt đô 370C và pH 5 ở cả hai giống nếp.
pH dịch ngâm hạt ảnh hƣởng rất lớn đến khả năng tổng hợp các hợp chất chức năng trong quá trình ngâm. Ngoài ra cũng ảnh hƣởng đến hoạt tính enzyme phytase trong gạo lứt, đối với nếp than sau khi ngâm ở pH 5 là 236,32 (U/kg) và đối với nếp trắng là 227,47 (U/kg). Trong quá trình ngâm hạt thì hàm lƣợng phytate khi ngâm ở pH 5 ở nếp than là 591,73 (mg/100g) và ở nếp trắng là 495,72 (mg/100g).
Trong suốt quá trình nảy mầm thì hàm lƣợng GABA tăng khi enzyme GAD hoạt động mạnh nhất. Sau quá trình nảy mầm thì hoạt tính GAD đạt cao nhất của hai giống lúa trong điều kiện nồng độ CO2 5% và thời gian ủ 28 giờ. Khi đó, hoạt tính enzyme phytase ở nếp than đạt đƣợc là 340,82 (U/kg) và ở nếp trắng là 331,99 (U/kg). Khi hoạt tính enzyme phytase phản ứng với phytate làm giảm hàm lƣợng phytate cung cấp khoáng chất cho quá trình nảy mầm. Đối với nếp than thì hàm lƣợng phytate giảm còn 575,76 (mg/100g) và ở nếp trắng giảm còn 462,44 (mg/100g).
5.2 ĐỀ NGHỊ
Đề tài có thể tiếp tục phát triển theo các hƣớng sau:
- Sử dụng phƣơng pháp nảy mầm để tăng cƣờng chất dinh dƣỡng và các hợp chất chức năng trong các loại ngũ cốc khác.
- Khảo sát thêm các chất có hoạt tính sinh học nhƣ: ferulic acid, gamma oryzanol,…
- Phát triển sản phẩm mới từ gạo mầm nhƣ thức uống chức năng, bột chức năng,…
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
Đoàn Phƣơng Linh. 2013. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình sản xuất gạo mầm có chứa gamma-aminobutyric acid (GABA). Luận văn cao học. Trƣờng Đại Học Cần Thơ Dƣơng Thị Phƣợng Liên, Hà Thanh Toàn, 2010. Công nghệ sau thu hoạch ngũ cốc. NXB Đại
Học Cần Thơ.
Huỳnh Thị Mỹ Duyên. 2009. Nghiên cứu ứng dụng enzyme α-amylase trong sản xuất rƣợu nếp trắng. Luận văn đại học. Trƣờng Đại Học Cần Thơ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lê Doãn Diên. 2004. Hoá sinh công nghiệp. NXB Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội.
Nguyễn Công Hà, Lê Nguyễn Đoan Duy. 2011. Kỹ thuật Thực phẩm 3. NXB Đại Học Cần Thơ. Nguyễn Đức Lƣợng, Cao Cƣờng, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh
Ngọc Oanh, Nguyễn Thúy Hƣơng, Phan Thị Huyền. 2004. Công nghệ enzyme. NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM.
Nguyễn Nhật Minh Phƣơng, 2010. Bài giảng Công nghệ chế biến lƣơng thực. Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng. Trƣờng Đại Học Cần Thơ.
Nguyễn Thị Hiền (chủ biên). 2006. Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ truyền. Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội. NXB Khoa học và Kỹ thuật.
Tiếng Anh
Attucci, S., Carde, J. P., Raymond, P., Saint Ges, V., Spiteri, A., and Pradet, A. 1991. Oxidative phosphorylation by mitochondria extracted from dry sunflower seeds. Plant Physiol. 95: 390-398.
Banchuen, J., Paiboon, T., Buncha, O., Phaisan, W. and Piyarat, S. 2010. Increasing the bio- active compounds contents by optimizing the germination conditions of Southern Thai Brown rice. Songklanakarin Journal of Science and Technology. 32(3): 219-230. Bewley, J. D. 1997. Seed germination and dormancy. The Plant Cell. 9:1055-1066.
Bewley, J. D. and Black, M., 1994. Seeds: Physiology of Development and Germination. Plenum Press: NewYork
Bouche, N. and Fromm, H. 2004. GABA in plants: just a metabolite? Trends Plant Sci. 9: 100- 115.
Brinch-Pedersen, H., Borg, S., Tauris, B. and Holm, P. B. 2007. Molecular genetic approaches to increasing mineral availability and vitamin content of cereals. J. Cereal Sci. 46: 308- 326.
Cheryan, M. 1980. Phytic acid interactions in food systems. CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 13: 297-355.
Christensen, H. N., Greene, A. A., Kakuda, D. K. and Macleod, C. L. 1994. Special transport and neurological significance of two acids in a configuration conventionally designated as D. J. Exp. Biol. 196: 297-305.
Crowe, J. H., and Crowe, L. M. 1992. Membrane integrity in anhydrobiotic organisms: Toward a mechanism for stabilizing dry seeds. In Water and Life (Somero, G. N., Osmond, C. B. and Bolis, C. L., eds). P. 87-103. Springer-Verlag. Berlin.
Dey, P. M. and Harborne, J. B. 1991. Methods in Plant Biochemistry Vol.7. Academic Press Inc. San Diego, CA.
Dinesh Babu P., Subhasree R. S., Bhakyaraj R. and Vidhyalakshmi R., 2009. Brown rice- Beyond the Color Reviving a Lost health Food-A review. American- Eurasian Journal of Agronomy.
Dvorakova, J. 1998. Phytase: sources, preparation and exploitation. Folia Microbiol. 43, 323- 338.
Englen, A. J., van der Heeft, F. C., Randsdorp, P. H. G., and Smitt, L. C. 1994. Simple and rapid determination of phytase activity. Journal of AOAC international 77, 760-764.
Fougere, F., Le Rudulier, D. and Streeter, J. G. 1991. Effects of salts stress on amino acid, organic acid, and carbohydrate composition of roots, bacteroids, and cytosol of alfalfa (medicago sativa L.). Plant Physiol. 96: 1228-1236.
Garcia-Estepa, R. M., Guerra-Hernandez., E. G. and Garcia-Villanova, B. 1999. Phytic acid content in milled cereal products and breads. Food Res Int. 32: 217-221.
Hagiwara, H., Seki, T. and Ariga, T. 2004. The effect of pre-germinated brown rice intake on blood glucose and PAI-1 levels in streptozotocin-induced diabetic rats. Biosci Biotechnol Biochem. 68: 444-447.
Harland, B. F. and Morris, E. R. 1995. Phytate: a good or a bad food component? Nutr. Res. 15: 733-754.
Heinonen, J. K. and Lahti, R. J. 1981. A new and convenient colorimetric determination of inorganic orthophosphate and its application to the assay of inorganic pyrophosphatase. Anal. Biochem, 113, pp 313-317.
Huang, C. J. 2003. Potential functionality and digestibility of oryzanol as determined using in vitro-cell culture models. PhD Dissertation. Louisiana State University.
Huang, J., Mei, L. H. and Wu, H. 2007. Biosynthesis of gamma-aminobutyric acid (GABA) using immobilized whole cells of Lactobacillus brevis. World J. Microbiol Biotechnol. 23: 865-871.
Ito, Y., Mizukuchi, A. Kise, M., Aoto, H., Yamamoto, S., Yoshihara, R. and Yokoyama, J. 2005. Postprandial blood glucose and insulin responses to pre-germinated brown rice in heathly subjects. J. Med Invest. 52: 159-164.
Jiamyangyuen S, Ooraikul B, 2008. The physico-chemical, eating and sensorial properties of germinated brown rice. J Food Agric Environ. 2008;6:119–124.
Juliano, B. O. and Bechtel, D. B. 1985. The rice grain and its gross composition. In Rice: Chemistry and Technology. (Juliano, B. O., ed.). p. 17-57. American Association of Cereal Chemists, Inc. St. Paul, Mn.
Katagiri, M. and Shimizu, S. 1989. Gamma-aminobutyric acid accumulation in bean sprouts (soybean, black gram, green gram) treated with carbon dioxide. Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi. 36: 916-919.
Kayahara, H. 2004. Germinated Brown Rice. Department of Sciences of Functional Foods. Shinshu Univerity, Japan. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kayahara, Hiroshi and Kikuichi Tsukahara, 2000: "Flavor, Health and Nutritional Quality of Pre-sprouted Brown Rice," presented at 2000 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies in Hawaii.
Keqin, O., Yongqiang, C., Ying, X. and Li, L. 2010. Phytase activity in brown rice during steeping and sprouting. J Food Sci Technol. 48(5): 598-603.
Khampang, E., Kerdchoechuen, O. and Laohaku, N. 2009. Change of chemical compositon of rice and cereals during germination. Agricultural Sci. J. (Suppl.). 40: 341-344.
Kim H.Y., Hwang I. G., Kim T. M., Woo K. S., Park D.S., Kim J. H., Kim D. J., Lee J., Lee Y. R and Jeong H. S., 2012, Chemical and functional components in different parts of rough rice (Oryza sativa L.) before and after germination. Food Chemistry 134, 288- 293.
Lin, F. H., Lin, J. Y., Gupta, R. D., Tournas, J. A., Burch, J. A. and Selim, M. A. 2005. Ferulic acid stabilizes a solution of vitamins C and E and doubles its photoprotection of skin. Invest. Dermatol. 125: 826-832.
Lott, J. N. A., Ockenden, I., Raboy, V. Batten, G.D. 2000. Phytic acid and phosphorus in crop seeds and fruits: a global estimate. Seed Sci. Res. 10: 11-33.
Mayer, A. M. and Poljakoff-Mayber, A. 1975. The Germination of Seed. Pergamin Press. Great Britain.
Miura, D., Ito, Y. and Mizukuchi, A. 2006. Hypercholesterolemic action of pre-germinated brown rice in hepatoma-bearing. Life Sci. 79: 259-264.
Moong-ngarm A. 2005. Phytate and its degradation products from germinated rice as antioxidant and anticancer agants. Mahasarakham University.
Nystrom, L., Achrenius, T., Lampi, A. M., Moreau, R. A. and Piironen, V. 2007. A comporison of the antioxidant properties of steryl ferulates with tocopherol at high temperatures. Food Chem. 101: 947-954.
Oh, B. C., Choi, W. C., Park, S., Kim, Y., and Oh, T. K. 2004. Biochemical properties and substate specificities of alkaline and histidine acid phytases. Korea Research Insitute of Bioscience and Biotechnology. Korea 63, pp 362-372.
Palmiano, E. P. and Juliano, B. O. 1972. Biochemical changes in the rice grain during germination. Plant Physiol. 49: 751-756.
Ridge, I., 1991. The regulation of plant growth, In I. Ridge (Ed). Plant Physiology pp. 282-333. London: Hodder and Stoughton.
Salon, C., Raymond, P., and Pradet, A. 1988. Quantification of carbon fluxes through the tricarboxylic acid cycle in early germinating lettuce embryos. J. Biol. Chem. 263: 12278-12287.
Sawai, Y., Yamaguchi, Y., Miyama, D. and Yoshitomi, H. 2001. Cycling treatment of anaerobic and aerobic incubation increases the content of gamma-aminobutyric acid in tea shoots. Amino Acids. 20: 331-334.
Shelp, B. J., Bown, A. W. and McLean, M. D. 1999. Metabolism and functions of gamma- aminobutyric acid. Trends Plant Sci. 4: 446-452.
Swati Bhauso P. and Khalid Khan Md., 2011. Germinated brown rice as a value added rice product: A review. J Food Sci Technol, 48(6): 661–667.
Tian, S., Nakamura, K. and Kayahara, H. 2004. Analysis phenolic compounds in white rice, brown rice, and germinated brown rice. J. Agric. Food Chem. 52: 4808-4813.
Toshio, N., Tsuneo, M., Kazuko, K., Takashi, K., Yotaro, A. and Masashi, O. 2004. Gamma- aminobutyric acid (GABA)-rich Chlorella depresses the elevation of blood pressure in spontaneously hypertensive rats (SHR). Nippon Nogeikagaku Kaishi. 74: 907-909. Van Niel, C. B. and Allen, M. B. 1952. A note on of Pseudomonas stutzeri. Bacteriol 64, pp
413-422.
Wheeler, E. L. and Ferrel, R. E. 1971. A method for phytic acid determination in wheat and wheat fractions. Cereal Chem. 48, 312-320.
William, P. J. and Taylor, T. G. 1985. Acomparative study of phytate hydrolysis in the gastrointestinal track of the golden hamster Mesocricetus auratus and laboratory rat. Br. J. Nutri. 54, 429-435.
Yasukawa, K., Akihisa, T., Kimura, Y., Tamura, T. and takido, M. 1998. Inhibitory effect of cycloartenol ferulate, a component of rice bran, on tumor promotion in two-stage carcinogenesis in mouse skin. Biological Pharm Bulletin. 21: 072-1076.
Website
PHỤ LỤC A – CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
Phụ lục A1 – Xác định ẩm bằng phƣơng pháp sấy khô đến khối lƣợng không đổi
Dùng nhiệt làm bay hết hơi nƣớc trong sản phẩm, cân khối lƣợng sản phẩm trƣớc khi sấy và sau khi sấy, từ đó tính ra % ẩm của sản phẩm.
Sấy khô cốc nhôm đến khối lƣợng không đổi cho vào cốc 5 g mẫu và đem sấy ở nhiệt độ 100 ÷ 1050C, thời gian tối thiểu là 6 giờ. Trong khoảng một giờ dùng đũa thủy tinh đảo trộn rồi tiếp tục sấy đến khi nào mẫu không thay đổi khối lƣợng. Mỗi lần đem mẫu đi cân phải sử dụng bình hút ẩm để tránh cho mẫu không bị hút