4.3.1 Trong điều kiện ủ hiếu khí
Từ kết quả thí nghiệm 2, chọn ra đƣợc thời gian ngâm gạo thích hợp là 6 giờ cho cả hai giống lúa.
Khảo sát sơ bộ cho thấy, hạt khi đạt độ ẩm bão hòa sẽ nảy mầm tốt nhất. Trong quá trình hút ẩm, hàng loạt các enzyme thúc đẩy quá trình nảy mầm trong hạt đƣợc kích hoạt.
Kết quả khảo sát đƣợc trình bày ở các bảng 4.2, 4.3 và 4.4:
Biểu đồ thể hiện sự thay đổi pH dịch ngâm
6.15 6.2 6.25 6.3 6.35 6.4 6.45 0h 3h 6h
Thời gian (giờ)
pH
OM2517 MTL372
Ngành: Công nghệ thực phẩm
21
Bảng 4.2 Kết quả nảy mầm theo thời gian và nhiệt độ của giống OM2517 Nhiệt độ ủ Tỉ lệ nảy mầm theo thời gian (%)
16 giờ 20 giờ 24 giờ
25 oC 26,1a 61,26ab 87.13b
30 oC 86,26c 92,5cd 94,13d
37 oC 90,32c 92,34cd 95,62d
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Bảng 4.3 Kết quả nảy mầm theo thời gian và nhiệt độ của giống MTL372 Nhiệt độ ủ Tỉ lệ nảy mầm theo thời gian (%)
16 giờ 20 giờ 24 giờ 25 oC 22,93a 72,23ab 84,73b
30 oC 87,46c 81,17cd 87,73d
37 oC 82,33c 86,67cd 90,33d
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Bảng 4.4 So sánh tỉ lệ nảy mầm của hai giống theo thời gian Thời gian ủ (giờ) Tỉ lệ nảy mầm theo thời gian (%)
OM2517 MTL372
16 67,67b 61,24a
20 82,03d 80,02c
24 92,29d 87,6c
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Theo kết quả từ bảng 4.2, 4.3 và 4.4 thì thời gian và nhiệt độ ảnh hƣởng đến tỉ lệ nảy mầm. Theo kết quả thống kê thì ở 37oC tỉ lệ nảy mầm nhanh hơn và cao hơn ở 25 và 30oC. Tỉ lệ nảy mầm ở 37oC cao nhƣng tƣơng ứng với cùng thời gian mẫu gạo ủ ở nhiệt độ này kém đẹp hơn so vớicác mẫu ở 25 và 30oC.
Sau 16 giờ tỉ lệ nảy mầm tăng nhanh từ 0 – 67,67% đối với giống OM2517 và từ 0 – 61,24% đối với giống MTL372 (trung bình ở các mức nhiệt độ ủ), vì đây là thời
Ngành: Công nghệ thực phẩm
22
gian đầu hạt thích ứng với điều kiện nảy mầm nên mầm phát triển nhanh. Tới 20, 24 giờ thì tỉ lệ nảy mầm tăng chậm, vì lúc này điều kiện ủ không còn ảnh hƣởng nhiều đến hạt, môi trƣờng ủ lúc này cũng khô hơn nhiều so với ban đầu và hầu hết các hạt còn lại không nảy mầm do phôi trong hạt không có khả năng nảy mầm và sau 24 giờ đạt tỉ lệ nảy mầm cao nhất. Tuy nhiên sau 24 giờ thì tỉ lệ nảy mầm sẽ tăng cao hơn, nhƣng lúc này gạo có màu sậm, không trắng là do sự phát triển của vi sinh vật, đặc biệt là sự phát triển của nấm mốc. Chung et al. (2009) cũng nhận thấy rằng, tỉ lệ nảy mầm của hạt lúa mạch càng tăng theo thời gian ủ và tỉ lệ đạt đƣợc cao nhất là 95,5 % sau 72 giờ. Do đó khi ức chế đƣợc sự phát triển của vi sinh vật thì hạt có thể nảy mầm với thời gian dài hơn và tỉ lệ nảy mầm có thể đạt gần 100%. Kết quả này phù hợp với thí nghiệm trên.
Từ kết quả thống kê thể hiện ở bảng 4.4 cho thấy, giống lúa có ảnh hƣởng đến tỷ lệ nảy mầm. Sau 24 giờ, giống lúa OM2517 (92,29%) cho tỉ lệ nảy mầm cao hơn giống lúa MTL372 (87,6%). Khả năng nảy mầm của hạt phụ thuộc rất nhiều vào quá trình chín và bảo quản hạt.
Quá trình nảy mầm của hạt phụ thuộc vào điều kiện bên trong và bên ngoài. Thời gian mà hạt giống có thể sống sót rất khác nhau và phụ thuộc vào điều kiện tồn trữ và loại giống (Mayer and Poliakoff-Mayber, 1975). Nếu bảo quản không tốt, sức nảy mầm của hạt có thể giảm nhiều chỉ trong vài tháng sau khi thu hoạch.
4.3.2 Trong điều kiện yếm khí
Từ kết quả thống kê trên sau quá trình ủ trong điều kiện hiếu khí ở 37oC thì giống OM2517 cho tỉ lệ nảy mầm cao hơn giống MTL372. Vì vậy giống OM2517 đƣợc chọn cho thí nghiệm ủ trong điều kiện yếm khí. Kết quả đƣợc trình bày ở bảng 4.5:
Bảng 4.5 Kết quả nảy mầm theo thời gian ủ trong điều kiện yếm khí của giống OM2517
Theo kết quả từ bảng 4.5 thì tỉ lệ nảy mầm ở các khoảng thời gian thấp hơn so với ủ trong điều kiện hiếu khí, vì nảy mầm là một quá trình hô hấp vì vậy khi ủ trong điều kiện yếm khí thì lƣợng oxy không đủ cho quá trình nảy mầm nên sau 24 giờ thì tỉ lệ nảy mầm chỉ còn 82,3%.
Thời gian ủ (giờ) Tỉ lệ nảy mầm (%)
16h 61,27a
20h 69,13b
Ngành: Công nghệ thực phẩm
23
Để hạt gạo có thể nảy mầm nó phải đƣợc đặt trong môi trƣờng thuận lợi nhƣ: cung cấp đầy đủ nƣớc, nhiệt độ thích hợp, thành phần không khí trong khí quyển, ánh sáng…(Mayer and Poliakoff-Mayber,1975).
4.4 SỰ BIẾN ĐỔI CÁC THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ CHỨC NĂNG TRONG GẠO MẦM TRONG GẠO MẦM
Do chỉ tách bỏ phần vỏ trấu và còn giữ nguyên phần vỏ cám nên gạo lứt rất giàu dinh dƣỡng. Ngoài phần tinh bột chiếm chủ yếu thì gạo lứt còn chứa một lƣợng lớn chất đạm, chất béo, polyphenol, GABA và các vitamin đặc biệt là vitamin nhóm B. Tuy nhiên các thành phần trên có sự biến đổi sau quá trình nảy mầm, tùy vào từng điều kiện mà hàm lƣợng có sự thay đổi khác nhau. Kết quả đƣợc trình bày ở các bảng 4.6, 4.7, 4.8 và 4.9:
Bảng 4.6 Sự biến đổi hàm lƣợng amylose gạo mầm của giống OM2517 trong các điều kiện ủ khavs nhau (tính trên căn bản khô)
Phƣơng pháp ủ Hàm lƣợng amylose (%) 16 giờ 20 giờ 24 giờ
Hiếu khí 24,75d 24,13bc 23,5ab Yếm khí 24,92d 24,55cd 23,45a
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Theo kết quả thống kê từ bảng 4.6 cho thấy hàm lƣợng amylose của gạo giảm sau quá trình nảy mầm và giảm dần theo thời gian ủ và không có sự khác biệt giữa hai phƣơng pháp ủ. Hàm lƣợng amylose của gạo lứt ban đầu là 25,45% giảm xuống còn 24,75%, 24,13%, 23,85% theo các khoảng thời gian ủ là 16, 20, 24 giờ trong điều kiện hiếu khí và giảm còn 24,92%, 24,55%, 23,71% cùng các khoảng thời gian ủ trên trong điều kiện yếm khí. Hàm lƣợng amylase giảm không đáng kể sau quá trình nảy mầm nguyên nhân là do trong quá trình nảy mầm có sự hoạt động của hai enzyme α-amylase và -amylase chúng sẽ thủy phân amylase tạo ra sản phẩm cuối cùng là đƣờng maltose và glucose (Nguyễn Đức Lƣợng và cộng sự, 2004).
Ngành: Công nghệ thực phẩm
24
Bảng 4.7 Sự biến đổi hàm lƣợng protein gạo mầm của giống OM2517 trong các điều kiện ủ khác nhau (tính trên căn bản khô)
Phƣơng pháp ủ
Hàm lƣợng protein trong gạo mầm (%) 16 giờ 20 giờ 24 giờ
Hiếu khí 6,67a 6,82b 7,66d
Yếm khí 6,67a 6,95c 7,78e
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Hàm lƣợng protein của gạo lứt OM2517 là 6,78%. Kết quả thống kê từ bảng 4.7 cho thấy sau 24 giờ hàm lƣợng protein của gạo mầm OM2517 đƣợc ủ trong điều kiện yếm khí là 7,78% cao hơn ở điều kiện hiếu khí (7,66%). Hàm lƣợng protein tăng sau quá trình nảy mầm, trong quá trình nảy mầm một số hợp chất sinh học đƣợc tổng hợp cụ thể là các amino acid (Jung et al., 2005; Lee et al., 2007; Sawaddiwong, 2009). Wichamanee et al. (2012) đã giải thích rằng hàm lƣợng protein của quá trình nảy mầm gạo Jasmine hồng tăng (từ 7,98% tăng lên đến 8,34%) là do một số enzyme tổng hợp chuyển hóa acid amine thành các hợp chất protein mới. Kết quả nghiên cứu của Jiraporn Banchuen (2009) cũng cho thấy hàm lƣợng protein của giống Chiang Phatthalung tăng lên từ 7,37% lên 9,2% sau 36 giờ ủ. Kết quả này phù hợp với kết quả khảo sát đƣợc.
Bảng 4.8 Sự biến đổi hàm lƣợng polyphenol gạo mầm của giống OM2517 trong các điều kiện ủ khác nhau (tính trên căn bản khô)
Phƣơng pháp ủ Hàm lƣợng polyphenol (mg/100g) 16 giờ 20 giờ 24 giờ
Hiếu khí 6,117b 9,519c 11,507e
Yếm khí 4,356a 11,076d 15,537f
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Hàm lƣợng polyphenol của nguyên liệu gạo lứt ban đầu là 3,388 mg/100g sau quá trình nảy mầm thì hàm lƣợng polyphenol tăng dần theo thời gian ủ. Theo kết quả thống kê từ bảng 4.8 thì hàm lƣợng polyphenol cao nhất sau khi ủ 24 giờ và trong điều kiện yếm khí (15,537 mg/100g) và trong điều kiện hiếu khí là 11,507 mg/100g. Hàm lƣợng polyphenol tăng là do các phản ứng làm biến đổi màu của hạt gạo lứt dƣới xúc tác của enzyme, sau quá trình ngâm một phần polyphenol hòa tan trong
Ngành: Công nghệ thực phẩm
25
nƣớc và do polyphenol nhạy cảm với oxy nên hàm lƣợng polyphenol sinh ra trong điều kiện yếm khí nhiều hơn. Theo Di wei-wei (2012) trong gạo lứt nảy mầm chứa (6,03 ± 0,03) mg/100g polyphenol hòa tan, (32,35 ± 0,05) mg/100g polyphenol không hòa tan.
Bảng 4.9 Sự biến đổi hàm lƣợng GABA gạo mầm của giống OM2517 trong các điều kiện ủ khác nhau (tính trên căn bản khô)
Phƣơng pháp ủ Hàm lƣợng GABA trong gạo mầm (mg/100g) 16 giờ 20 giờ 24 giờ
Hiếu khí 11,79b 12,3c 13,58f
Yếm khí 10,39a 12,50d 13,10e
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột (hoặc một hàng) biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Hàm lƣợng GABA của nguyên liệu gạo lứt ban đầu là 4,072 mg/100g. Kết quả cho thấy sau 16- 24 giờ ủ giống trong điều kiện hiếu khí thì hàm lƣợng GABA sinh ra nhiều hơn (từ 2,89- 3,33 lần) so với ủ trong điều kiện yếm khí (từ 2,58- 3,23lần) trong cùng khoảng thời gian ủ. Khi ủ giống trong điều kiện yếm khí thì khả năng nảy mầm của gạo lứt giảm đáng kể và mầm yếu hơn nên khả năng tổng hợp GABA ít vì vậy hàm lƣợng GABA tăng lên không nhiều so với ủ trong điều kiện hiếu khí. Chung et al. (2009) đã nghiên cứu sự nảy mầm của lúa mạch khi ngâm trong dung dịch đệm có pH = 6 sau 12 giờ thì hàm lƣợng GABA tăng 4 lần so với nguyên liệu ban đầu (3,7 – 14,3 mg/100g). Từ các kết quả nghiên cứu từ các tác giả nƣớc ngoài cho thấy hàm lƣợng GABA tăng so với nguyên liệu ban đầu, tùy vào giống lúa, dung dịch ngâm và điều kiện ủ mà hàm lƣợng GABA tăng ít hay nhiều. Theo nghiên cứu của Chung et al. (2009), hàm lƣợng GABA trong hạt đại mạch nảy mầm cao hơn khi ngâm trong dung dịch đệm có pH = 6. Từ các kết quả nghiên cứu này cho thấy quá trình ngâm sẽ ảnh hƣởng đến hàm lƣợng GABA sinh ra. Kết quả này phù hợp với kết quả khảo sát đƣợc.
Ngành: Công nghệ thực phẩm
26
Hình 4.3 Một số hình ảnh về gạo mầm
OM2517 hiếu khí 16 giờ
OM2517 yếm khí 20 giờ OM2517 hiếu khí 20 giờ
OM2517 yếm khí 16 giờ OM2517 yếm khí 24 giờ OM2517 hiếu khí 24 giờ
Ngành: Công nghệ thực phẩm
27
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN
Khoảng cách của rulo ảnh hƣởng đến quá trình tách vỏ hạt, không có sự khác biệt về tỉ lệ hạt nguyên phôi đối với giống lúa OM2517, đối với giống MTL372 thì khoảng cách 1,7 mm cho hiệu quả cao nhất.
Thời gian ngâm ảnh hƣởng đến khả năng hút nƣớc đạt trạng thái bão hòa, không có sự khác biệt cho cả hai giống lúa, sau 6 giờ ngâm hạt đạt trạng thái bão hòa.
Giống lúa OM2517 cho tỉ lệ nảy mầm cao hơn so với MTL372 ở các điều kiện ủ. Sau quá trình nảy mầm, các hợp chất nhƣ protein, polyphenol, GABA đều tăng, hàm lƣợng amylase giảm và ở điều kiện hiếu khí cho kết quả tốt hơn so với yếm khí.
5.2 ĐỀ NGHỊ
Khảo sát thêm một vài mức nhiệt độ và thời gian ủ khác nhau.
Khảo sát các thành phần khác nhƣ gamma oryzanol, ferulic acid, phytic acid, các chất chống oxy hóa...
Ngành: Công nghệ thực phẩm
28
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu Tiếng Việt:
Dƣơng Thị Phƣợng Liên, Hà Thanh Toàn, 2010. Công nghệ sau thu hoạch ngũ cốc.
Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lê Doãn Diên. 2005. Hóa sinh công nghệp. Nxb Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội.
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 Đức Lƣợng (chủ biên), Cao Cƣờng. Thí nghiệm công nghệ sinh học tập 1 thí nghiệm hóa sinh học. Nxb Đại Học Quốc Gia TP.HCM.
Nguyễn Thị Thu Thủy, Nguyễn Công Hà, 2009. Giáo trình thực tập hóa học thực phẩm. Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng. Trƣờng Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011. Bài giảng hóa học thực phẩm. Khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng. Ttrƣờng Đại học Cần Thơ.
Tài liệu Tiếng Anh:
Anuchita, M, Nt S., 2010. Comparison of chemical compositions and bioactive compounds of germinated rough rice and drown rice. Food chemistry ,122: 782 - 788.
Bello, M., Tolaba, M, P, and Suarez, C., 2004. Factors affecting water uptake of rice grain during soaking. Lebensm wiss Technol, 37: 811 – 816.
Bewley, J. D. and Black, M., 1994. Seads: Physiology of Development and Germination. Plenum Press: NewYork.
Bureau of Science and Technology., 1963. Standard table of chemical composition in Japanese foods, pp 118. Board of Resources Survey: Tokyo.
Chung, H, J., Ang, S. H., Cho, H. Y. and Lim, S. T., 2009. Effects of steeping and anaerobic treatment on γ- aminobutyric acid content in germinated waxy hull – less barley. Lebensm Wiss Technol. 42: 1712 – 1716.
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.
Fujino, Y., 1978. Rice Lipids. The American Asociation of Cereal Chemists. Inc.
Jiraporn Banchuen,2009, Bio-active Compounds in Germinated Brown Rice ang Íts Application.
Juliano, O.,1872. Rice: Chemistry and Technology. The American association of cereal chemists. Inc, St. Paul. Minnesota. USA.
Ngành: Công nghệ thực phẩm
29 Kim, H.Y. et al., 2012, Chemical and functional components in different parts of rough rice (Oryza sativa L.) before and after germination. Food Chemistry 134, 288-293.
Mayer, A. M. and Poljakoff-Mayber, A., 1975. The Germination of Seed. Pergamin Press. Great Britain.
Ridge, I., 1991. The regulation of plant growth, In I. Ridge (Ed). Plant Physiology pp. 282-333. London: Hodder and Stoughton.
Srisang, N. et al. 2011. Effects of heating media and operating conditions on drying kinetics and quality of germinated brown rice. Journal of Food Engineering 107. 385-392. Veluppillai, S., Nithyanantharajah, K., Vasantharuba, S., Balakumar, S., and Arasacatnam, V., 2009, Biochemical changes associated with germinating rice grains and germination improvement. Rice Science, 16(3),240-242.
Wijngaard, H. H., Ulmer, H.. M., Neunamn, M. and Arendt, E. K. 2005. The effect of steeping time on the final malt quality of buck wheat. J. Inst.Brew. 111: 275 – 281.
Zhimin, X., Na, H., & Samuel, G. J., 2001. Antioxidant activity of tocopherols, tocotrienols, and γ-oryzanol components from rice bran against cholesterol oxidation accelerated by 2,20-azobis(2-methylpropionnamidine) dihydrochloride. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 49, 2077-2081.
Các trang wed sử dụng: http://niengiamnongnghiep.vn/index.php?self=article&id=15006. http://www.vatgia.com/6977/1817384/thong_so_ky_thuat/giống-1úa-vd-20.html. http://www.gaomam.com/cong-dung-cua-gao-mam/gaba-la-chat-gi.html. http://www.gravimax.vn/view/1555_gamma-amino-butyric-acid-gaba.himl. http://www.baovecaytrong.com/thacmacchitiet.php?Idtin=51 http://www.vaas.org.vn/images/caylua/08/28_giongomcs2517.htm http://www.drugs.com/npc/gamma-oryzanol.html. http://chemistry.about.com/od/factsstructures/ig/Chemical-Structures---P/Phytic-Acid.htm. http://www.phytochemicals.info/phytochemicals/phytic-acid.php. http://www.sunrice.com.au/index.php?nodeId=307. http://greenlifevn.com/vi/bvct/id35/Su-can-thiet-cua-GABA-doi-voi-phat-trien-va-tri-tue/. http://phamha.over-blog.com/article-kham-pha-v-g-o-l-c-112945017.html.
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC A – CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
Phụ lục A1: Xác định độ ẩm của hạt bằng phƣơng pháp sấy khô đến khối lƣợng không đổi
1 Nguyên tắc
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.
2 Tiến hành
Sấy khô cốc nhôm đến khối lƣợng không đổi cho vào cốc 2g mẫu và đem sấy ở nhiệt độ 100 ÷ 105oC, thời gian tối thiểu là 6 giờ. Trong khoảng một giờ dùng đũa