2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.2.8.Cỏc chỉ tiờu về chất lượng và đặc điểm di truyền
Chất lượng lỳa gạo là một trong những mục tiờu mà cụng tỏc cải tạo giống đặt ra. Chất lượng được đỏnh giỏ thụng qua nhiều chỉ tiờu khỏc nhau bao gồm: màu sắc vỏ trấu, kớch thước hạt, hỡnh dạng hạt, độ đồng đều của hạt, tỷ lệ gạo xay, tỷ lệ gạo xỏt, tỷ lệ gạo nguyờn, tỷ lệ bạc bụng, chất lượng nếm thử và đặc điểm trong quỏ trỡnh chế biến.
Theo Juliano, 1985 [102] cú thể tổng hợp lại để đỏnh giỏ chất lượng gạo theo nhúm chỉ tiờu sau :
- Chất lượng thương trường (thương phẩm): là cỏc tiờu chuẩn liờn quan đến giỏ cả mua bỏn, trao đổi trong nước và quốc tế. Cỏc chỉ tiờu chất lượng thương trường gồm cú: chiều dài, chiều rộng hạt gạo xỏt, màu sắc nội nhũ, độ bạc bụng, độ trong hạt gạo.
- Chất lượng xay xỏt hay chất lượng cơ lý gồm cỏc chỉ tiờu: Tỷ lệ gạo xỏt, tỷ lệ gạo nguyờn, tỷ lệ trắng trong... núi chung là hệ số thu hồi sản phẩm sau chế biến.
- Chất lượng nấu nướng, ăn uống hay nếm thử đỏnh giỏ bằng cảm quan nờn phụ thuộc vào tập quỏn của từng nhúm dõn cư: căn cứ chủ yếu vào hàm lượng amyloza, nhiệt độ hoỏ hồ, độ bền thể gen, độ nở cơm, sức hỳt nước và hương thơm…
- Chất lượng dinh dưỡng: được thể hiện thụng qua hàm lượng protein, hàm lượng lysine…
2.2.8.1. Chất lượng thương phẩm.
và kớch thước hạt theo hạt gạo xay: loại rất dài: > 7,5mm; loại dài: 6,61 - 7,5mm; loại trung bỡnh: 5,51 - 6,60mm; loại ngắn < 5,50mm. Dạng hạt được đỏnh giỏ theo tỉ lệ dài/rộng (D/R): hạt thon D/R > 3,0; trung bỡnh D/R khoảng 2,1-3,0; bầu D/R khoảng 1,1 - 2,0; trũn D/R < 1,1.
* Cơ sở di truyền của chất lượng thương phẩm
Theo Ramaiah (1933) cho rằng: chiều dài hạt gạo do 1 gen kiểm tra. Bolich (1957) cho chiều dài hạt gạo là 2 gen kiểm tra. Cũn Ramaiah và Parthasarthy (1933) lại cho rằng 3 cặp gen kiểm tra tớnh trạng này. Cỏc tỏc giả khỏc như Mitro (1962), Chang (1974)[88] , Nakatats và Jackson (1973), Somrith và cộng sự (1979) lại cho rằng tớnh trạng này là do nhiều gen kiểm tra và kớch thước, khối lượng hạt di truyền đa gen [114]
Hỡnh dạng hạt là kết quả của mối quan hệ giữa chiều dài, chiều rộng hạt và độ dầy hạt gạo. Những đặc điểm này là thuộc tớnh của giống và được di truyền trung gian giữa hai bố mẹ (Virmani,1994)[118]. Khi nghiờn cứu về hỡnh dạng hạt, Ramaiah (1933) đó chứng minh rằng kiểu hạt ngắn, trũn trội hơn kiểu hạt dài hỡnh ụvan. ễng đem lai giống hạt dài (>10mm) với hạt ngắn (<5,81mm) cho ra tỷ lệ phõn ly ở đời F2 là 3 ngắn/1 dài. ễng cho rằng tớnh trạng này được kiểm tra do 3 nhõn tố di truyền K1, K2, K3... mức độ liờn kết của cỏc nhõn tố này dẫn đến chiều dài của hạt khỏc nhau.
Hỡnh dạng hạt gạo là đặc tớnh của giống tương đối ổn định, ớt bị thay đổi do điều kiện ngoại cảnh. Tuy nhiờn, nếu sau khi nở hoa, nhiệt độ hạ xuống cú thể làm giảm chiều dài nhưng khụng nhiều. Nếu những cỏ thể cú hỡnh dạng hạt đẹp ở F2 thỡ ớt biến đổi ở cỏc thế hệ sau. Vỡ vậy, trong cỏc quần thể từ F3 hay cỏc dũng thuần khụng cú hy vọng chọn lọc được dạng hạt đẹp hơn F2 hoặc nguyờn bản (Nguyễn Thị Trõm, 1998) [74].
Chiều dài và hỡnh dạng hạt di truyền độc lập nờn cú thể tổ hợp hai tớnh trạng đú vào một giống. Khụng cú sự khỏc biệt di truyền nào gõy cản trở sự tỏi tổ hợp của tớnh trạng hạt thon dài với cỏc tớnh trạng độ trong, độ bạc bụng, hàm
lượng amylose trong nội nhũ, kiểu cõy, thời gian sinh trưởng và năng suất [35]. Khi theo dừi nhiều tổ hợp thấy rằng chiều dài, chiều rộng, trọng lượng hạt ở F2 tương đương nhau và bằng giỏ trị trung gian giữa hai bố mẹ. Vỡ thế muốn cho hạt F2 thon dài nờn chọn cả hai bố mẹ A và R thon dài [10].
Kết quả nghiờn cứu di truyền chỉ ra sự bạc bụng được kiểm tra do hoạt động của gen đơn lặn (USDA,1963), do 1 gen trội kiểm soỏt (Nagai,1958) hay do đa gen quy định (Nakatats và Jackson,1973) [110].
Độ trong của gạo di truyền độc lập với cỏc tớnh trạng nụng sinh học khỏc nờn cú thể dựng cỏc phương phỏp lai hữu tớnh để tạo nờn cỏc dạng tỏi tổ hợp vừa cú nhiều tớnh trạng nụng sinh học tốt, vừa cú năng suất cao lại vừa cú gạo trong [18].
2.2.8.2. Chất lượng xay xỏt
Chất lượng xay xỏt được xem xột ở 2 chỉ tiờu chủ yếu sau: tỷ lệ gạo xỏt và tỷ lệ gạo nguyờn. Xay xỏt thúc thực chất là quỏ trỡnh loại bỏ trấu, phụi và vỏ cỏm. Khi loại bỏ cỏc bộ phận này hàm lượng cellulose và lipip sẽ bị giảm rừ rệt. Loại bỏ cellulose sẽ làm tăng tỷ lệ tiờu hoỏ cũn khi loại bỏ lipid sẽ làm tăng khả năng bảo quản gạo. Sản phẩm xay xỏt gồm cú trấu, cỏm, tấm, gạo. Thúc cú chất lượng xay xỏt tốt là thúc sau khi xỏt cho tỷ lệ % tổng số gạo và gạo nguyờn hạt cao. Màu sắc của nội nhũ cũng phản ỏnh tớnh chất của gạo, gạo trong thường ngon hơn gạo đục [14].
Tỷ lệ gạo nguyờn là tớnh trạng di truyền bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi mụi trường, đặc biệt là nhiệt độ và ẩm độ trong suốt thời gian lỳa chớn đến thu hoạch (Nagato K.Y Kono, 1963) [109]. Do đặc tớnh nở hoa trờn một bụng lỳa và giữa cỏc bụng trong một khúm khụng đều nờn cỏc hạt chớn khụng đều (Ramaiah,1953; Matsubayashi,1969; Vergara,1980). Theo Mahadevappa, (1969) thời gian thu hoạch thường phải ước đoỏn để thu hoạch nhằm đạt năng suất cao và tỷ lệ gạo gẫy ớt vỡ lỳa chưa chớn. Nếu thu hoạch muộn, do cú nhiều hạt quỏ chớn sẽ bị rụng và nứt vỡ. Banguaek (1994) cho biết thời điểm tốt nhất
cho thu hoạch là sau khi hạt phơi màu 33-36 ngày [47]. Lờ Doón Diờn (1995) [13] cũng cú nhận xột tỷ lệ gạo nguyờn thay đổi nhiều tuỳ theo bản chất giống và phụ thuộc nhiều vào điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, ẩm độ khi lỳa chớn và điều kiện bảo quản phơi sấy sau thu hoạch. Cũng theo ụng tỷ lệ gạo nguyờn phụ thuộc vào kớch thước, hỡnh dạng hạt và hàm lượng protein trong hạt .
Ngoài ra cỏc nghiờn cứu của Dilay (1988), Hou (1988), A.Ali và cộng sự cho thấy tỷ lệ gạo nguyờn cũn chịu ảnh hưởng của cỏc yếu tố như mức phõn bún, thời điểm tiờu nước và mật độ cấy [13].
Tỷ lệ gạo nguyờn cú mối quan hệ chặt chẽ với độ cứng của hạt và độ bạc bụng, chịu ảnh hưởng lớn bởi kỹ thuật sau thu hoạch (gặt đập, phơi sấy, tồn trữ...) (Bựi Chớ Bửu, Nguyễn Thị Lang (2000)) [6]. Tỷ lệ gạo nguyờn cũn phụ thuộc vào thời điểm thu hoạch và tuốt lỳa khỏc nhau. Những nghiờn cứu của Bựi Chớ Bửu và CTV (1996) [7] cho thấy tỷ lệ gạo nguyờn cao nhất khi thu hoạch vào lỳc chớn 28- 30 ngày. Tiến hành thu sớm sau khi lỳa trổ 20 ngày hoặc thu muộn sau khi lỳa trỗ 35 ngày thỡ tỷ lệ gạo nguyờn đều thấp.
Kớch thước, dạng hạt và độ bạc bụng của hạt là những yếu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng xay xỏt và đặc biệt là tỷ lệ gaọ nguyờn. Nghiờn cứu của Yadav (1989) [119] cho thấy tỷ lệ gạo nguyờn tăng tương quan với sự giảm chỉ số dài/rộng hạt, hay núi cỏch khỏc hạt càng dài thỡ tỷ lệ gạo nguyờn càng thấp. Hạt càng mảnh dài và độ bạc bụng càng cao thỡ tỷ lệ gạo nguyờn càng thấp (Lờ Doón Diờn, 1990) [12]. Cũng theo kết quả nghiờn cứu của Bhattacharya (1980) cho thấy kớch thước hạt và hỡnh dạng hạt cú ảnh hưởng đến chất lượng xay xỏt. Với những giống cú tỷ lệ D/R thấp thỡ tỷ lệ gạo nguyờn cao, những giống cú tỷ lệ D/R cao thỡ tỷ lệ gạo nguyờn thấp.
Độ trong suốt của hạt gạo tuỳ thuộc vào tớnh chất của phụi nhũ, mức độ bạc bụng với vết đục xuất hiện ở trờn lưng, bụng hoặc ở trung tõm hạt gạo (gạo hạt lựu). Tinh bột ở vựng bạc bụng xuất hiện rời rạc cú cấu trỳc kộm chặt chẽ hơn vựng trong suốt nờn nú tạo ra cỏc khe hở chứa khụng khớ giữa cỏc hạt
trung bỡnh (Del Rosario và CTV, 1968) [90]. Mặc dự độ bạc bụng khụng ảnh hưởng gỡ đến phẩm chất cơm, nhưng ảnh hưởng đến thị hiếu của người tiờu thụ. Người tiờu thụ thớch hạt gạo cú nội nhũ trong và trả giỏ cao hơn cho những loại gạo này (Khush và CTV, 1979) [106].
Độ bạc bụng của nội nhũ một mặt do yếu tố di truyền, mặt khỏc cỏc điều kiện mụi trường cũng ảnh hưởng đến đặc tớnh này. Điều kiện mụi trường chủ yếu ảnh hưởng đến độ bạc bụng là nhiệt độ sau khi lỳa trỗ, nhiệt độ cao làm tăng độ bạc bụng, nhiệt độ thấp làm giảm hoặc mất độ bạc bụng (Bựi Chớ Bửu và cs, 1996) [7]. Tớnh trong của hạt gạo được di truyền độc lập với tất cả cỏc tớnh trạng nụng học quan trọng khỏc, do đú cú thể chọn lọc ở cỏc thế hệ sớm (Somrith, 1974) [114].
Quỏ trỡnh tạo ra bạc bụng chủ yếu trong quỏ trỡnh chớn (thời kỳ tớch luỹ chất khụ vào nội nhũ) nếu thiếu nước ở giai đoạn sau trỗ hoặc xuất hiện bệnh đạo ụn cổ bụng, bọ xớt chớch hỳt giai đoạn lỳa ngậm sữa đều làm tăng tỷ lệ gạo bạc bụng (Del Rosario và CTV, 1968) [90].
Phơi thúc làm giảm độ ẩm từ từ hạt gạo sẽ trong hơn là làm giảm độ ẩm đột ngột (Bựi Chớ Bửu và CTV, 1996) [7].
2.2.8.3. Chất lượng dinh dưỡng
Chất lượng dinh dưỡng của lỳa gạo được đỏnh giỏ bằng cỏc chỉ tiờu sau: hàm lượng protein đặc biệt là 8 aminoacid khụng thể thay thế, hàm lượng amylose, nhiệt độ hoỏ hồ, lượng của cỏc vitamin và cỏc nguyờn tố khỏc... của gạo.
* Hàm lượng protein (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Protein của lỳa gạo là loại dinh dưỡng cao, cao nhất trong tất cả cỏc loại protein của cỏc hạt ngũ cốc khỏc như lỳa mỡ, ngụ, cao lương....Protein của gạo được đặc trưng bởi tớnh dễ đồng hoỏ và tớnh cõn bằng của 8 aminoacid khụng thay thế đối với sức khoẻ của con người [14].
Nghiờn cứu của Chang và Somrith (1979) cho biết di truyền tớnh trạng protein do đa gen điều khiển cú hệ số di truyền khỏ thấp, cú thể do ảnh hưởng
tương tỏc mạnh mẽ của kiểu gen và mụi trường. Trong quỏ trỡnh canh tỏc nếu khụng bún hoặc bún ớt đạm thỡ cỏc giống cao sản chỉ chứa một lượng protein tương đương với lỳa địa phương. Nhưng khi bún phõn và ỏp dụng cỏc biện phỏp kỹ thuật canh tỏc hợp lý thỡ hàm lượng protein sẽ tăng từ 7-9% (theo Phạm Văn Phương, 2006) [49]
Hàm lượng protein là một thụng số quan trọng trong giỏ trị dinh dưỡng hạt gạo. Protein trong hạt gạo cú giỏ trị cao hơn so với cỏc loại hạt cốc khỏc, bởi vỡ hàm lượng lysin của nú khỏ cao (3,5- 4%) (Juliano, 1985) [102]. Do đú hàm lượng protein của lỳa gạo tuy thấp khoảng 7 - 10% nhưng nú vẫn được xem như là một protein cú phẩm chất cao nhất. Cỏc nhà chọn giống đó cố gắng nõng cao hàm lượng protein trong cỏc giống lỳa mới nhưng ớt thành cụng, bởi vỡ di truyền tớnh trạng protein trong hạt rất phức tạp và bị ảnh hưởng của điều kiện mụi trường khỏ mạnh mẽ (Juliano, 1993) [104].
Hàm lượng protein trong lỳa gạo phụ thuộc nhiều vào hàm lượng phõn bún. Người ta thấy hàm lượng protein tăng ở những dũng ỏp dụng lượng phõn bún cao [102]. Hàm lượng protein thay đổi theo mụi trường canh tỏc và yếu tố phõn bún khỏ rừ. Phõn đạm cú vai trũ làm tăng cường quỏ trỡnh tổng hợp protein mà khụng làm thay đổi đặc tớnh phẩm chất của giống. Hàm lượng protein của cỏc giống cú xu hướng tăng lờn tỷ lệ thuận với lượng N bún tới mức 120 kg/ha. Lượng N bún cao tới 150 kg/ha làm giảm lượng protein của tất cả cỏc giống (Vũ Tuyờn Hoàng và cs, 2001) [33].
Theo nghiờn cứu của A.Singh và cộng sự về mối quan hệ giữa hàm lượng protein và độ búng của gạo xỏt trờn 4 giống Manhar, Govind, plant dhan 4, type 3. Kết quả đó cho thấy hàm lượng protein giảm đi, cũn độ búng của gạo lại tăng lờn theo thời gian xay xỏt từ 0 – 11giõy . Cũn nghiờn cứu của Y.Wenchao và cộng sự trờn 7 giống lỳa Javponica cho thấy sự suy giảm chất lượng ăn uống khụng thể quy cho hàm lượng protein và amylose qua bảo quản vỡ hai hàm lượng này khụng thay đổi nhiều. Gạo được bảo quản nhỡn
chung hàm lượng axit bộo tự do nhiều hơn gạo mới và vị ngon của gạo bảo quản cú thể được đỏnh giỏ bởi hàm lượng axits bộo tự do [120]
Nõng cao hàm lượng và phẩm chất protein trong hạt gạo là mục tiờu chọn giống của khụng ớt cỏc chương trỡnh nghiờn cứu trờn thế giới. Năm 1970, bộ mụn trồng trọt thuộc IRRI khẳng định: trong vụ khụ hàm lượng protein của cỏc giống IR20, IR22 cao hơn hẳn giống IR8 khi bún ở mức 150kg N/ha làm nhiều lần và bún vào lỳc cấy, phõn hoỏ đũng. Cũn trong vụ mưa thỡ hàm lượng protein khụng ảnh hưởng đỏng kể ở cỏc giống.v.v... Theo kết quả nghiờn cứu của Nguyễn Văn Hiển trờn cỏc giống lỳa địa phương và nhập nội thỡ bún phõn phối hợp NPK cú hiệu lực làm tăng hàm lượng protein trong hạt hơn là bún riờng rẽ [25]
Tuy nhiờn, cú sự tương quan nghịch giữa năng suất hạt và hàm lượng protein trong hạt do sự phõn phối năng lượng trong quỏ trỡnh tổng hợp protein hoặc tổng hợp tinh bột trờn cơ sở sự ưu tiờn theo quỏ trỡnh nào của một giống lỳa. Giống lỳa năng suất cao thỡ protein trong gạo cú xu hướng thấp. Đú là thỏch thức cho nhà chọn giống lỳa cải tiến, vừa đạt năng suất cao, vừa cú hàm luợng protein cao (Bựi Chớ Bửu, 2005) [4].
* Hàm lượng amylose
Sản phẩm chớnh của gạo là cơm, chất lượng cơm được đỏnh giỏ qua cỏc chỉ tiờu: độ dẻo, độ chớn, độ búng, độ rời, mức độ khụ lại khi để nguội, mựi thơm, ...và chất lượng cơm phản ỏnh thị hiếu người tiờu dựng ở cỏc khu vực (Viện cụng nghệ sau thu hoạch,1998) [83].
Tinh bột chiếm tỷ lệ trờn 90% trong hạt gạo. Nú được hỡnh thành do hai đại phõn tử amylose và amylopectin. Hàm lượng amylose cú thể được xem là hợp phần quan trọng nhất, bởi vỡ nú cú tớnh chất quyết định trong việc làm cho cơm dẻo, mềm hoặc cứng (Bựi Chớ Bửu, Nguyễn Thị Lang, 2000) [6].
Mụi trường gõy nờn sự biến động hàm lượng amylose trong hạt gạo của cựng một giống lỳa, đặc biệt là nhiệt độ trong thời gian lỳa vào chắc (Juliano,
1990) [103]. Nhưng sự biến động này khụng chờnh lệch quỏ 6%. Hàm lượng amylose vụ đụng xuõn và vụ hố thu cú sự khỏc biệt giữa cỏc giống. Thường vụ đụng xuõn cú hàm lượng amylose thấp hơn vụ hố thu (Nguyễn Thị Lang, Bựi Chớ Bửu, 2005) [6].
Gạo ở vựng đất phốn cú xu hướng amylose cao hơn (Bựi Chớ Bửu và cs, 1999) [8]. Do điều kiện khớ hậu cỏc giống lỳa gieo trồng ở vựng đồng bằng sụng Cửu Long cú hàm lượng amylose trung bỡnh cao hơn cỏc giống được sử dụng ở Đồng bằng sụng Hồng (Nguyễn Thanh Thuỷ, Nguyễn Thị Hương Thuỷ, 1999) [63].
Nghiờn cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi của hàm lượng amylose trong phạm vi nhiệt độ 22 - 310C, Paule cho biết: Với những giống cú hàm lượng amylose cao và trung bỡnh thỡ hầu như khụng cú sự thay đổi, cũn những giống cú hàm lượng amylose thấp thỡ khi nhiệt độ tăng hàm lượng amylose thường giảm [49].
* Nhiệt độ hoỏ hồ
Nhiệt độ hoỏ hồ là một tớnh trạng biểu thị nhiệt độ cần thiết để gạo thành cơm và khụng hoàn nguyờn. Gạo cú nhiệt độ hoỏ hồ cao khi nấu tốn nhiệt, cơm khụng ngon, độ trở hồ trung bỡnh 70- 740C là tiờu chuẩn tối ưu cho phẩm chất gạo tốt (Lờ Cẩm Loan, Khush, 1998) [41]. Tương quan giữa độ trở hồ và amylose cũng chỉ ghi nhận tương quan õm ở mụi trường. Điều này cũng khẳng định 2 tớnh trạng amylose và độ trở hồ cú tương quan chặt với kiểu gen, kiểu hỡnh và mụi trường (Nguyễn Thị Lang, Bựi Chớ Bửu, 2006) [39].
Nghiờn cứu của Heu và CTV (1976) cho thấy độ hoỏ hồ cũn là tớnh trạng rất dễ thay đổi theo sự thay đổi trong giai đoạn hạt vào chắc. Nghiờn cứu của Lờ Doón Diờn (1995) [13] đó kết luận: Cỏc giống lỳa mựa ở nước ta đặc biệt là lỳa Tỏm đều cú độ hoỏ hồ thấp hoặc trung bỡnh. Nhiều giống lỳa chiờm và cỏc giống lỳa mới cú nhiệt độ hoỏ hồ cao.