Theo tiêu chuẩn quốc tế (ISO) ñã phân chia chất lượng lúa gạo thành bốn nhóm: chất lượng xay xát, chất lượng thượng phẩm, chất lượng nấu nướng và ăn uống, chất lượng dinh dưỡng
2.2.3.1. Chất lượng xay xát
Chất lượng xay xát ñược xem xét ở 2 chỉ tiêu:
* Tỷ lệ gạo lật và gạo xát tính theo % khối lượng thóc. * Tỷ lệ gạo nguyên tính theo % khối lượng gạo xát.
Tỷ lệ gạo nguyên là tính trạng di truyền bịảnh hưởng mạnh mẽ bởi môi trường, ñặc biệt là nhiệt ñộ và ẩm ñộ trong suốt thời gian lúa chín ñến thu hoạch (Nagato K.Y Kono, 1963). Tỷ lệ gạo nguyên có mối quan hệ chặt chẽ với ñộ cứng của hạt và ñộ bạc bụng, chịu ảnh hưởng lớn bởi kỹ thuật sau thu hoạch (gặt ñập, phơi sấy, tồn trữ...). Tỷ lệ gạo nguyên còn phụ thuộc vào thời ñiểm thu hoạch và tuốt lúa khác nhau. Những nghiên cứu của Bùi Chí Bửu và cộng tác viên (1996) cho thấy tỷ lệ gạo nguyên cao nhất khi thu hoạch vào lúc chín 28 - 30 ngày. Tiến hành thu sớm sau khi lúa trổ 20 ngày hoặc thu muộn sau khi lúa trỗ 35 ngày thì tỷ lệ gạo nguyên ñều thấp. [6] [8] [53]
2.2.3.2. Chất lượng thương phẩm
dáng, ñộ bóng và ñộ trong của hạt gạo. Hạt gạo càng dài, càng trong (tỷ lệ bạc bụng thấp) thì càng ñược ưa chuộng theo thị hiếu của thị trường quốc tế (chủ yếu theo tiêu chuẩn gạo Thái Lan). Hình dạng, kích thước của gạo lật của các dòng lúa khác nhau có sự khác nhau rất lớn.
Loại hạt ngắn ñặc trưng cho lúa Japonica, loại hạt dài ñặc trưng cho lúa Indica. Theo William và cộng sự (1990) thì hạt gạo dài thường có hàm lượng amylase cao hơn loại hạt ngắn. Về thương phẩm cũng như về mặt sử dụng, gạo gãy ñược xếp sau gạo nguyên. Gạo gãy không khác gạo nguyên về giá trị dinh dưỡng nhưng khác nhau về khả năng hút nước và lượng chất rắn khếch tán vào nước nấu. Tấm là phần hạt gạo bị gãy vụ, bé hơn một nửa gạo nguyên. Trong tấm còn có phôi và dính một ít lớp cám. Cám chủ yếu là phần vỏ cám ngoài của gạo lật cùng với phôi và bột từ nhũ tách ra khi xát. Trong các sản phẩm xay xát, cám là phần giầu protein, lipid, chất khoáng, vitamin. Nhược ñiểm của cám là chứa các acid béo không no (ở trạng thái tự do và trong lipid ) dễ bị oxy hoá tạo thành các sản phẩm có mùi ôi khét. Cám chứa nhiều cellulose gây khó khăn cho việc tiêu hóa. [11]
Cơ sở di truyền của chất lượng thương phẩm
Ramaiah cho rằng: chiều hài hạt gạo do 1 gen kiểm tra. Bolich (1957) cho là 2 gen kiểm tra. Còn Ramaiah và Parthasarthy (1933) lại cho rằng 3 cặp gen kiểm tra. Các tác giả khác như Mitro (1962), Chang (1974), Nakatats và Jackson (1973), Somrith và cộng sự (1979) lại cho rằng tính trạng này là do nhiều gen kiểm tra và kích thước, khối lượng hạt di truyền ña gen. [45] [54]
Khi nghiên cứu về hình dạng hạt, Ramaiah (1933) ñã chứng minh rằng kiểu hạt ngắn, tròn trội hơn kiểu hạt dài hình ôvan. Ông ñem lai dòng hạt dài (>10mm) với hạt ngắn (<5,81mm) cho ra tỷ lệ phân ly ởñời F2 là 3 ngắn: 1 dài. Ông cho rằng tính trạng này ñược kiểm tra do 3 nhân tố di truyền K1, K2, K3... mức ñộ liên kết của các nhân tố này dẫn ñến chiều dài của hạt khác nhau. [60]
Kết quả nghiên cứu di truyền chỉ ra sự bạc bụng ñược kiểm tra do hoạt ñộng của gen ñơn lặn (USDA,1963), do 1 gen trội kiểm soát (Nagai,1958) hay ña gen (Nakatats và Jackson,1973). [54]
2.3.3.3. Chất lượng nấu nướng
Nhiệt ñộ hoá hồ và hàm lượng amylase của tinh bột ñều là hai ñặc tính hóa quan trọng nhất có liên quan ñến chất lượng nấu nướng của gạo. Nhiệt ñộ hoá hồ có liên quan ñến thời gian nấu cơm, thường thì người ta ưu chuộng loại gạo có nhiệt ñộ hồ hóa từ trung bình ñến thấp.
Tinh bột của ña số dòng lúa Japonica có nhiệt ñộ hóa hồ từ thấp ñến trung bình. Nhiệt ñộ hoá hồ cao ñược quan sát ở tinh bột các dòng lúa Indica và ở gạo của các con lai giữa Indica và Japonica và các dòng có hàm lượng amylase thấp < 25%. Nhiệt ñộ hóa hồ cũng chịu ảnh hưởng của môi trường, Beachell và Stansel (1963) ñã ghi nhận rằng ở các nhiệt ñộ lạnh hơn, ñặc biệt trong thời kỳ lúa chín sẽ tạo thành loại tinh bột có nhiệt ñộ hoá hồ thấp. Hay Kihara và Kạikawa cũng ñã chứng minh ñược nhiệt ñộ cao trong thời kỳ lúa chín ñã làm cho tốc ñộ phân huỷ nội nhũ bằng kiềm chậm hơn, ñiều ñó chứng tỏ tinh bột có nhiệt ñộ hoá hồ cao.
Việc xác ñịnh hàm lượng amylase và nhiệt ñộ hóa hồ cũng như mối liên quan giữa hai yếu tố này là biện pháp gián tiếp chủ yếu trong chương trình chọn dòng lúa nhằm kiến tạo nên các dòng lúa có chất lượng nấu nướng tốt.
Khi các hạt tinh bột trương nở, một số phân tử amylase bé nhất sẽ chuyển ra bên ngoài hạt, rồi chúng lại liên hợp với nhau thành các chùm dày ñặc, các chùm này sẽ tạo thành gel, tính chất của các gel này phụ thuộc vào hàm lượng tinh bột và ñặc biệt là hàm lượng amylase. Xác ñịnh ñộ bền của gel ñể phân biệt các loại gạo có hàm lượng amylase cao với các chất lượng chế biến khác nhau.
2.2.3.4. Chất lượng dinh dưỡng
Chất lượng dinh dưỡng của lúa gaọ ñược ñánh giá bằng các chỉ tiêu sau: Hàm lượng protein, hàm lượng các aminoacid tự do và kết hợp với phân tử protein, hàm lượng các loại vitamin và nguyên tố khoáng…
2.2.3.5. Hàm lượng protein
Nghiên cứu của Chang và Somrith (1979) cho biết di truyền tính trạng protein do ña gen ñiều khiển có hệ số di truyền khá thấp, có thể do ảnh hưởng tương tác mạnh mẽ của kiểu gen và môi trường. Trong quá trình canh tác nếu không bón hoặc bón ít ñạm thì các dòng cao sản chỉ chứa một lượng protein tương ñương với lúa ñịa phương. Nhưng khi bón phân và áp dụng các biện pháp kỹ thuật canh tác hợp lý thì hàm lượng protein sẽ tăng từ 7-9% (theo Phạm Văn Phương, 2006). [28]
Tinh bột chiếm tỷ lệ trên 90% trong hạt gạo. Nó ñược hình thành do hai ñại phân tử amylose và amylosepectin. Hàm lượng amylose có thểñược xem là hợp phần quan trọng nhất, bởi vì nó có tính chất quyết ñịnh trong việc làm cho cơm dẻo, mềm hoặc cứng (Bùi Chí Bửu, Nguyễn Thị Lang, 2000). [8]
Môi trường gây nên sự biến ñộng hàm lượng amylose trong hạt gạo của cùng một dòng lúa, ñặc biệt là nhiệt ñộ trong thời gian lúa vào chắc (Juliano, 1990). Nhưng sự biến ñộng này không chênh lệch quá 6%. Hàm lượng amylose vụñông xuân và vụ hè thu có sự khác biệt giữa các dòng. Thường vụ ñông xuân có hàm lượng amylose thấp hơn vụ hè thu. [50]