3.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện
Địa điểm: phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh học ứng dụng, trường Đại Học Cần Thơ.
Thời gian: từ tháng 8 đến tháng 11 năm 2013.
3.1.2 Nguyên liệu
Hai giống lúa được chọn để tiến hành thí nghiệm là giống IR 50404 và Jasmine 85 được thu mua tại Viện Nghiên cứu phát triển Đồng bằng sông Cửu Long thuộc trường Đại học Cần Thơ. Gạo lứt thu được sau quá trình xay sẽ được bảo quản trong bao bì plastic và tồn trữ ở nhiệt độ 4oC trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm để đảm bảo tính đồng nhất của nguyên liệu.
Gạo lứt Jasmine 85 Gạo lứt OM4900
3.1.3 Dụng cụ - thiết bị thí nghiệm
Cân điện tử 2 số lẻ (độ chính xác 0,01 gam), cân điện tử 3 số lẻ (độ chính xác 0,001), cân điện tử 4 số lẻ (độ chính xác 0,0001 gam).
Hệ thống phân tích đạm
Tủ sấy
Máy đo mật độ quang phổ Spectrophotometer (CECIL, UK)
Một số dụng cụ thủy tinh phòng thí nghiệm
19
3.1.4 Hóa chất
Chất chuẩn γ-Aminobutyric acid (GABA) (Zigma- Aldrich, Thụy Sĩ) Acid sulfosalicylic 3% (Merck)
NaHCO3 100mM
Dung dịch 4-dimethylaminoazobenzene-4-sulfonyl chloride (Trung Quốc) KH2PO4 (Trung Quốc)
K2HPO4 (Trung Quốc) Cồn tuyệt đối (Việt Nam) H2SO4 đậm đặc (Trung Quốc) HCL đậm đặc (Trung Quốc) NaOH (Trung Quốc)
Acid Gallic (Trung Quốc)
Acid tricloaxetic 0,5% (Trung Quốc) Nước cất (Việt Nam)
Dung dịch iode (Trung Quốc) Folin-Cialteau (1:10) (Trung Quốc)
3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.2.1 Phương pháp thí nghiệm
Đề tài sẽ tiến hành nghiên cứu quy trình sản xuất gạo mầm từ 2 giống lúa OM4900 và Jasmine 85. Chọn ra giống lúa nảy mầm tốt hơn và tiến hành phân tích thành phần chức năng trong hạt gạo mầm.
Các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của gạo mầm là: hàm lượng GABA, hàm lượng polyphenol, hàm lượng amylose và hàm lượng protein tổng số.
Nội dung thí nghiệm được thực hiện:
Các chỉ tiêu được đo đạc và phân tích bằng thiết bị xác định độ ẩm, thiết bị phân tích đạm tổng số, máy đo mật độ quang phổ Spectrophotometer (CECIL, UK)
20
3.2.2 Phương pháp phân tích
Chỉ tiêu Phương pháp
Độ ẩm Phương pháp sấy ẩm ở nhiệt độ 105oC Đạm tổng số Phương pháp Kjeldahl
Amylose Phương pháp iode
GABA Đo độ hấp thu quang phổ ở bước sóng 465nm Polyphenol Đo độ hấp thu quang phổ ở bước sóng 740nm
3.3 NỘI DUNG THÍ NGHIỆM 3.3.1 Quy trình thí nghiệm 3.3.1 Quy trình thí nghiệm
Các thí nghiệm sẽ được tiến hành theo quy trình tổng quát:
Hình 3.1 Quy trình thí nghiệm tổng quát
Gạo lứt (120g) (2 giống khác nhau)
Ngâm trong nước (480ml) Rửa sạch tạp chất
Làm ráo nước
Cho vào khăn và bao bì plastic
Ủ ở điều kiện yếm khí và hiếu khí
Sấy khô
21
Các thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên. Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Thông số tối ưu của thí nghiệm trước được chọn làm cơ sở để khảo sát cho thí nghiệm tiếp theo.
Thuyết minh quy trình
Hai giống lúa OM4900 và Jasmine 85 sẽ được chọn để thực hiện các thí nghiệm. Gạo lứt thu được sau quá trình xay sẽ được bảo quản trong bao bì plastic và tồn trữ ở nhiệt độ 4oC trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm để đảm bảo tính đồng nhất của nguyên liệu.
Gạo lứt được rửa trong nước để loại bỏ các tạp chất. Sau đó gạo được ngâm trong nước ở nhiệt độ phòng. Tiếp theo được làm ráo nước và cho vào khăn được làm ẩm và ủ ở 2 chế độ hiếu khí và yếm khí. Chế độ hiếu khí được ủ ở 25, 30, 37o
C. Chế độ yếm khí được ủ trong khăn ẩm và để trong túi nhựa được kép kính miệng. Gạo mầm sẽ được mang đi sấy khô ở 50oC đến độ ẩm bảo quản <13%.
3.3.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát quá trình tách vỏ theo khoảng cách giữa 2 rulô. Mục đích Mục đích
Xác định khoảng cách giữa 2 rulô để tỷ lệ hạt gạo lứt nguyên còn phôi là tối ưu nhất.
Cách tiến hành
Lúa giống mua về được loại bỏ tạp chất, cân 200 gram cho vào máy xay với các khoảng cách giữa hai rulô khác nhau. Kết thúc quá trình xát vỏ, thu được gạo nguyên còn phôi, gạo gãy, thóc. Tiến hành phân loại và tính tỷ lệ các loại.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm 1.1 Khảo sát quá trình tách vỏ theo khoảng cách giữa 2 rulô ở giống lúa Jasmine 85
Thí nghiệm được tiến hành theo phương thức kết hợp 2 nhân tố: giống lúa và khoảng cách giữa 2 rulô.
Nhân tố A : Giống lúa: Jasmine 85
Nhân tố B: Khoảng cách giữa 2 rulô (cm), có 3 khoảng cách: B1: 0,2 cm B2: 0,1 cm B3: 0,05 cm
22
Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1.1
Thí nghiệm 1.2 Khảo sát quá trình tách vỏ theo khoảng cách giữa 2 rulô ở giống lúa OM4900.
Thí nghiệm được tiến hành theo phương thức kết hợp 2 nhân tố: giống lúa và khoảng cách giữa 2 rulô.
Nhân tố A: Giống lúa: OM4900
Nhân tố B: Khoảng cách giữa 2 rulô (cm), có 3 khoảng cách: B1: 0,2 cm B4: 0,15 cm B5: 0,1 cm
Số lần lặp lại: 3. Tổng số đơn vị thí nghiệm: 1x3x3 = 9 (đvtn). B1 B2 B3
Lúa giống (200g) (A1)
Tách tạp chất
Cân khối lượng
Tách vỏ
Gạo lứt
(gạo nguyên, gạo gãy, lúa) Phân loại
23
Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1.2
Chỉ tiêu phân tích
Xác định tỷ lệ gạo nguyên còn phôi, tỷ lệ gạo gãy và tỷ lệ hạt lúa theo khoảng cách giữa 2 ru-lô. Chọn ra khoảng cách thích hợp cho giống lúa khảo sát.
3.3.2.2 Thí nghiệm 2: Xác định thời gian ngâm ở nhiệt độ phòng (Nhiệt độ ngâm:
30± 2oC)để gạo lứt hút nước đạt trạng thái bão hòa.
Mục đích
Xác định thời gian ngâm thích hợp nhất để gạo lứt hút nước đạt trạng thái bão hòa.
B1 B4 B5 Lúa giống (200g)
(A2)
Tách tạp chất
Cân khối lượng
Tách vỏ
Gạo lứt
(gạo nguyên, gạo gãy, lúa)
Phân loại
24
Cách tiến hành
Cân 120g gạo lứt thu được sau khi tách vỏ, rửa qua 1 lần với nước sạch để loại bỏ tạp chất. Cho 480ml nước vào ngâm và tiến hành lấy mẫu đo pH ở các khoảng thời gian 0, 3, 6, 9, 12 giờ.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành theo một nhân tố là giống lúa. Nhân tố A: Giống lúa, có hai giống:
A1: giống OM4900 A2: giống Jasmine 85 Số lần lặp lại: 3. Tổng số đơn vị thí nghiệm: 2x3 = 6 (đvtn).
Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
Chỉ tiêu phân tích
Xác định độ ẩm của hạt gạo và pH của dung dịch nước ngâm sau mỗi khoảng cách thời gian là 3 giờ.
Sau khi chọn được thời gian ngâm thích hợp nhất để gạo lứt hút nước đạt trạng thái bão hòa, sử dụng thời gian ngâm này cho thí nghiệm tiếp theo.
3.3.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát điều kiện ủ thích hợp cho quá trình nảy mầm của gạo lứt. gạo lứt.
Thí nghiệm 3.1 Khảo sát điều kiện ủ hiếu khí
Mục đích
Xác định điều kiện ủ thích hợp nhất đến quá trình nảy mầm của hạt. Rửa sạch tạp chất
Gạo lứt (120g)
Ngâm trong nước (480ml)
Xác định độ ẩm của hạt gạo
25
Cách tiến hành
Cân 120g gạo lứt, rửa sạch tạp chất, ngâm vào 480ml nước trong 6 giờ, vớt ra đem ủ trong điều kiện hiếu khí và yếm khí với các khoảng thời gian 16 giờ, 20 giờ và 24 giờ ở các nhiệt độ 25, 30, 37oC .
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành với phương thưc kết hợp 2 nhân tố là giống lúa và nhiệt độ ủ Nhân tố A: Giống lúa, có 2 giống lúa:
A1: OM4900 A2: Jasmine 85 Nhân tố D: Nhiệt độ ủ (oC):
D1: 25 oC D2: 30 oC D3: 37 oC
26
Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3.1
Chỉ tiêu phân tích
Xác định tỷ lệ nảy mầm ở từng nhiệt độ và thời gian ủ. Chọn ra nhiệt độ tốt nhất cho hạt gạo lứt nảy mầm và tiến hành phân tích các thành phần chức năng trong hạt gạo mầm ở khoảng nhiệt độ đó.
Thí nghiệm 3.2 Khảo sát điều kiện ủ yếm khí ở 37oC
Mục đích
Xác định điều kiện ủ thích hợp nhất đến quá trình nảy mầm của hạt.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành với sự thay đổi 2 nhân tố là giống lúa và thời gian ủ. Nhân tố A: Giống lúa, có 2 giống lúa:
A1: OM4900 A2: Jasmine 85 Nhân tố E: Thời gian ủ (giờ):
A1 A2
Rửa sạch tạp chất Gạo lứt (120g) (2 giống khác nhau)
Ngâm trong nước (480ml)
Xác định tỷ lệ nảy mầm
D1 D2 D3 D1 D2 D3
27 E1: 16 (giờ) E2: 20 (giờ) E3: 24 (giờ)
Số lần lặp lại: 3. Tổng số đơn vị thí nghiệm: 2x3x = 6 (đvtn) Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3.2
Chỉ tiêu phân tích
Xác định tỷ lệ nảy mầm của hạt gạo lứt và tiến hành phân tích các thành phần chức năng trong hạt gạo mầm.
Gạo lứt (2 giống khác nhau)
Ngâm trong nước Rửa sạch tạp chất
Ủ
A1 A2
F FF
28
CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH TÁCH VỎ THEO KHOẢNG CÁCH GIỮA 2 RULÔ RULÔ
Sử dụng thiết bị tách vỏ bằng máy xay đôi trục cao su (có lỗi bằng gang hoặc hợp kim nhôm). Hai trục cao su ( hai rulô) ngược chiều nhau với vận tốc khác nhau (một trục quay nhanh hơn trục kia từ 1,15÷1,25 lần). Khi cho hạt vào khe hở giữa hai rulô, nửa vỏ hạt tiếp xúc với trục quay chậm, nửa vỏ kia tiếp xúc với trục quay nhanh, làm sinh ra một lực dịch trượt xé rách vỏ trấu và tách rời khỏi nhân hạt. Quá trình tách vỏ xảy ra rất nhanh trong khe hở nhờ ma sát lớn giữa hạt và bề mặt cao su giúp giảm được hiện tượng trượt. Nhờ sự biến dạng của cao su nên những hạt có kích thước lớn có thể được tách vỏ mà vẫn không bị gãy. (Dương Thị Phượng Liên, Nhan Minh Trí, Nguyễn Chí Linh, 2013).
Hiệu suất quá trình tách vỏ chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như tính chất kỹ thuật của hạt, sự chênh lệch vận tốc giữa hai trục, độ cứng của cao su, khoảng cách giữa hai rulô.Tính chất kỹ thuật của hạt, hạt sau khi xay sẽ tăng tỷ lệ nứt do ảnh hưởng áp của hai trục xay, hiệu suất xay càng cao tỷ lệ hạt nứt sẽ tăng và tỷ lệ gãy nát càng lớn, hạt có độ ẩm cao, hạt non, hạt có độ trắng trong kém thì sau khi xay tỷ lệ gãy và nứt càng nhiều. Sự chênh lệch vận tốc giữa hai trục, chênh lệch vận tốc càng lớn hiệu suất tách vỏ càng lớn, tỷ lệ gãy nát lớn và trục cao su nhanh bị mài mòn. Độ cứng của cao su, trục có độ cứng thấp tỷ lệ hạt gãy ít, tỷ lệ tách vỏ không cao và dễ bị mòn, trục có độ cứng cao, tỷ lệ tách vỏ cao, tỷ lệ hạt gãy cao và trục lâu bị mài mòn. Khoảng cách giữa hai rulô, khoảng cách càng nhỏ, hiệu suất tách vỏ càng cao, tỷ lệ hạt gãy tăng, tuy nhiên đến một khoảng cách nào đó hiệu suất không tăng nữa do sự chênh lệch vận tốc giữa hai trục giảm. (Dương Thị Phượng Liên, Nhan Minh Trí, Nguyễn Chí Linh, 2013).
Sự khác nhau về kích thước của hai giống lúa Jasmine 85 và OM4900, khoảng cách giữa hai rulô khác nhau trong quá trình tách vỏ, ở mỗi khoảng cách tỷ lệ hạt gạo lứt nguyên còn phôi, gạo gãy và thóc khác nhau được thể hiện ở Bảng 4.1 và Bảng 4.2.
29
Bảng 4.1 Tỷ lệ gạo lứt nguyên còn phôi, gạo gãy và thóc sau quá trình tách vỏ của giống lúa Jasmine 85
Khoảng cách giữa hai rulô
(cm) Tỷ lệ (%) Gạo nguyên còn phôi Gạo gãy Thóc 0,2 55,17b 4,24c 40,67b 0,1 83,09a 9,84d 7,07e 0,05 83,58a 12,65d 3,77e
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột biểu thị tỷ lệ theo khoảng cách giữa hai rulô có sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Hình 4.1 Tỷ lệ gạo nguyên còn phôi, gạo gãy, thóc sau quá trình tách vỏ của giống lúa Jasmine 85 theo khoảng cách giữa hai rulô
Điều chỉnh khoảng cách khe hở ở 3 khoảng cách giảm dần 0,2 cm, 0,1 cm, 0,05 cm. Theo kết quả từ Bảng 4.1 và Hình 4.1, tỷ lệ gạo lứt nguyên còn phôi và gạo gãy tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai rulô, tỷ lệ thóc tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa hai rulô. Tỷ lệ gạo nguyên còn phôi cao khi khoảng cách giữa hai rulô nhỏ, tuy nhiên tỷ lệ gạo gãy tăng làm tổn thất nguyên liệu, ảnh hưởng đến giá trị kinh tế.
0 20 40 60 80 100 0.05 0.1 0.2 T ỷ l ệ (% )
Khoảng cách giữa hai rulô (cm)
Tỷ lệ gạo nguyên còn phôi, gạo gãy và thóc sau quá trình tách vỏ
Gạo nguyên còn phôi Gạo gãy
30
Khoảng cách 0,05 và 0,1cm, tỷ lệ gạo lứt nguyên còn phôi cao và không có sự khác biệt đạt 83,56%. Tỷ lệ gạo gãy tăng từ 9,84% đến 12,65% , thóc giảm từ 7,07% còn 3,77% nhưng không có sự khác biệt. Do đó, điều chỉnh khoảng cách khe hở giữa hai rulô trong khoảng 0,05 – 0,1cm cho quá trình tách vỏ giống lúa Jasmine 85.
Bảng 4.2 Tỷ lệ gạo lứt nguyên còn phôi, gạo gãy và thóc sau quá trình tách vỏ của giống lúa OM4900.
Khoảng cách giữa hai rulô
(cm)
Tỷ lệ (%)
Gạo nguyên còn phôi Gạo gãy Thóc
0,2 67,62b 0,96c 31,42b
0,15 92,90a 4,27b 1,94a
0,1 93,79a 6,82a 0,60a
Ghi chú: các chữ cái khác nhau trên cùng một cột biểu thị sự khác biệt ý nghĩa có thống kê ở mức ý nghĩa 5%.
Hình 4.2 Tỷ lệ gạo nguyên còn phôi, gạo gãy, thóc sau quá trình tách vỏ của giống OM4900 theo khoảng cách giữa hai rulô
Điều chỉnh khoảng cách khe hở ở 3 khoảng cách giảm dần 0,2 cm, 0,15 cm, 0,1 cm. Theo kết quả từ Bảng 4.2 và Hình 4.2, khoảng cách 0,15 cm và 0,1 cm, tỷ lệ gạo lứt nguyên còn phôi cao và không có sự khác biệt đạt 93,79%. Tỷ lệ thóc giảm không
0 20 40 60 80 100 0.1 0.15 0.2 Tỷ lệ ( % )
Khoảng cách giữa hai rulô (cm)
Tỷ lệ gạo nguyên còn phôi, gạo gãy, thóc sau quá trình tách vỏ
Gạo nguyên còn phôi Gạo gãy
31
đáng kể từ 1,94% đến 0,6%, tuy nhiên tỷ lệ gạo gãy có sự khác biệt, với khoảng cách 0,15 cm là 4,27%, và với 0,1 cm là 6,82%. Như vậy, khoảng cách 0,15 cm cho quá trình tách vỏ giống lúa OM4900.
4.2 XÁC ĐỊNH THỜI GIAN NGÂM Ở NHIỆT ĐỘ PHÒNG (NHIỆT ĐỘ NGÂM: 30± 2OC) ĐỂ GẠO LỨT HÚT NƯỚC ĐẠT TRẠNG THÁI BÃO NGÂM: 30± 2OC) ĐỂ GẠO LỨT HÚT NƯỚC ĐẠT TRẠNG THÁI BÃO HÒA
Gạo lứt thường có độ ẩm từ 10,5 – 13%. Ngâm gạo lứt để tạo điều kiện cho độ ẩm của gạo đạt trạng thái bão hòa, đảm bảo quá trình nảy mầm diễn ra tốt hơn.
Gạo lứt sau khi loại bỏ tạp chất được ngâm trong nước ở nhiệt độ thường, thời gian được bố trí là 0, 3, 6, 9, 12 giờ, mẫu được ngâm sau mỗi khoảng thời gian sẽ được tiến hành sấy để xác định hàm lượng ẩm gạo lứt đã hút vào.
Bảng 4. 3 Sự thay đổi hàm lượng ẩm của hai giống Jasmine 85 và OM4900 trong quá trình ngâm ở nhiệt độ phòng (30 ± 2 oC)
Thời gian ngâm (giờ)
Hàm lượng ẩm (%) Giá trị ẩm trung bình theo
thời gian ngâm
Jasmine 85 OM4900 0 12,46 11,72 12,09c 3 27,75 29,45 28,59b 6 29,42 33,77 31,60a 9 29,46 33,85 31,66a 12 29,53 34,01 31,77a Giá trị ẩm trung bình theo giống lúa 25,72b 28,56a
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%.
32
Hình 4.3 Hàm lượng ẩm của gạo lứt với giống Jasmine 85 và OM4900 trong quá trình ngâm ở nhiệt độ phòng
Ở giai đoạn đầu của quá trình ngâm gạo lứt từ 0 đến 3 giờ độ ẩm tăng rất nhanh, do lúc này chênh lệch giữa độ ẩm trong hạt và bên ngoài hạt cao nên độ ẩm được