L ỜI CẢM Ơ N
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆ U
2.2.8. Cỏc chỉ tiờu về chất lượng và ủặc ủiểm di truyền
Chất lượng lỳa gạo là một trong những mục tiờu mà cụng tỏc cải tạo
giống ủặt ra. Chất lượng ủược ủỏnh giỏ thụng qua nhiều chỉ tiờu khỏc nhau
bao gồm: màu sắc vỏ trấu, kớch thước hạt, hỡnh dạng hạt, ủộ ủồng ủều của hạt, tỷ lệ gạo xay, tỷ lệ gạo xỏt, tỷ lệ gạo nguyờn, tỷ lệ bạc bụng, chất lượng nếm thử và ủặc ủiểm trong quỏ trỡnh chế biến.
Theo Juliano, 1985 [102] cú thể tổng hợp lại ủể ủỏnh giỏ chất lượng
gạo theo nhúm chỉ tiờu sau :
- Chất lượng thương trường (thương phẩm): là cỏc tiờu chuẩn liờn quan ủến giỏ cả mua bỏn, trao ủổi 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, ủộ bạc bụng, ủộ 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 ủỏnh giỏ bằng cảm quan nờn phụ thuộc vào tập quỏn của từng nhúm dõn cư: căn cứ chủ yếu vào hàm
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 26
lượng amyloza, nhiệt ủộ hoỏ hồ, ủộ bền thể gen, ủộ nở cơm, sức hỳt nước và hương thơmẦ
- Chất lượng dinh dưỡng: ủược thể hiện thụng qua hàm lượng protein,
hàm lượng lysineẦ
2.2.8.1. Chất lượng thương phẩm.
đỏnh giỏ của IRRI về phõn loại hạt chất lượng theo chỉ tiờu hỡnh dạng 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 ủược ủỏnh 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 ủa gen [114]
Hỡnh dạng hạt là kết quả của mối quan hệ giữa chiều dài, chiều rộng hạt và ủộ dầy hạt gạo. Những ủặc ủiểm này là thuộc tớnh của giống và ủược di truyền trung gian giữa hai bố mẹ (Virmani,1994)[118]. Khi nghiờn cứu về
hỡnh dạng hạt, Ramaiah (1933) ủó chứng minh rằng kiểu hạt ngắn, trũn trội
hơn kiểu hạt dài hỡnh ụvan. ễng ủem lai giống hạt dài (>10mm) với hạt ngắn
(<5,81mm) cho ra tỷ lệ phõn ly ở ủời F2 là 3 ngắn/1 dài. ễng cho rằng tớnh
trạng này ủược kiểm tra do 3 nhõn tố di truyền K1, K2, K3... mức ủộ liờn kết của cỏc nhõn tố này dẫn ủến chiều dài của hạt khỏc nhau.
Hỡnh dạng hạt gạo là ủặc tớnh của giống tương ủối ổn ủịnh, ớt bị thay
ủổi do ủiều kiện ngoại cảnh. Tuy nhiờn, nếu sau khi nở hoa, nhiệt ủộ hạ xuống cú thể làm giảm chiều dài nhưng khụng nhiều. Nếu những cỏ thể cú hỡnh dạng
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 27
hạt ủẹp ở F2 thỡ ớt biến ủổi ở cỏc thế hệ sau. Vỡ vậy, trong cỏc quần thể từ F3
hay cỏc dũng thuần khụng cú hy vọng chọn lọc ủược dạng hạt ủẹp hơn F2
hoặc nguyờn bản (Nguyễn Thị Trõm, 1998) [74].
Chiều dài và hỡnh dạng hạt di truyền ủộc lập nờn cú thể tổ hợp hai tớnh trạng ủú 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 ủộ trong, ủộ 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 ủương 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 ủược kiểm tra do hoạt ủộng của gen ủơn lặn (USDA,1963), do 1 gen trội kiểm soỏt (Nagai,1958) hay do ủa gen quy ủịnh (Nakatats và Jackson,1973) [110].
độ trong của gạo di truyền ủộc lập với cỏc tớnh trạng nụng sinh học khỏc nờn cú thể dựng cỏc phương phỏp lai hữu tớnh ủể 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 ủược 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 ủục [14].
Tỷ lệ gạo nguyờn là tớnh trạng di truyền bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi mụi
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 28
hoạch (Nagato K.Y Kono, 1963) [109]. Do ủặc tớnh nở hoa trờn một bụng lỳa
và giữa cỏc bụng trong một khúm khụng ủều nờn cỏc hạt chớn khụng ủều
(Ramaiah,1953; Matsubayashi,1969; Vergara,1980). Theo Mahadevappa, (1969) thời gian thu hoạch thường phải ước ủoỏn ủể thu hoạch nhằm ủạt 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 ủiểm 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 ủổi nhiều tuỳ theo bản chất giống và phụ thuộc nhiều vào ủiều kiện ngoại cảnh như nhiệt ủộ, ẩm ủộ khi lỳa chớn và ủiều 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 ủiểm tiờu nước và mật ủộ cấy [13].
Tỷ lệ gạo nguyờn cú mối quan hệ chặt chẽ với ủộ cứng của hạt và ủộ bạc bụng, chịu ảnh hưởng lớn bởi kỹ thuật sau thu hoạch (gặt ủập, phơi sấy, tồn trữ...) (Bựi Chớ Bửu, Nguyễn Thị Lang (2000)) [6]. Tỷ lệ gạo nguyờn cũn phụ thuộc vào thời ủiểm 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 ủều thấp.
Kớch thước, dạng hạt và ủộ bạc bụng của hạt là những yếu tố ảnh
hưởng nhiều ủến chất lượng xay xỏt và ủặc 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 ủộ bạc bụng càng cao thỡ tỷ lệ gạo nguyờn càng thấp (Lờ Doón Diờn, 1990) [12]. Cũng theo kết quả nghiờn cứu của
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 29
Bhattacharya (1980) cho thấy kớch thước hạt và hỡnh dạng hạt cú ảnh hưởng ủến 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 ủộ
bạc bụng với vết ủục 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 ủộ bạc bụng khụng ảnh
hưởng gỡ ủến phẩm chất cơm, nhưng ảnh hưởng ủến 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 ủiều kiện mụi trường cũng ảnh hưởng ủến ủặc tớnh này. điều kiện mụi trường
chủ yếu ảnh hưởng ủến ủộ bạc bụng là nhiệt ủộ sau khi lỳa trỗ, nhiệt ủộ cao
làm tăng ủộ bạc bụng, nhiệt ủộ thấp làm giảm hoặc mất ủộ bạc bụng (Bựi Chớ Bửu và cs, 1996) [7]. Tớnh trong của hạt gạo ủược di truyền ủộc lập với tất cả
cỏc tớnh trạng nụng học quan trọng khỏc, do ủú 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 ủoạn sau trỗ hoặc xuất hiện bệnh ủạo ụn cổ bụng, bọ xớt chớch hỳt giai ủoạn lỳa ngậm sữa ủều làm tăng tỷ lệ gạo bạc bụng (Del Rosario và CTV, 1968) [90].
Phơi thúc làm giảm ủộ ẩm từ từ hạt gạo sẽ trong hơn là làm giảm ủộ ẩm ủột ngột (Bựi Chớ Bửu và CTV, 1996) [7].
2.2.8.3. Chất lượng dinh dưỡng
Chất lượng dinh dưỡng của lỳa gạo ủược ủỏnh giỏ bằng cỏc chỉ tiờu sau:
hàm lượng protein ủặc biệt là 8 aminoacid khụng thể thay thế, hàm lượng
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 30
* Hàm lượng protein
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 ủược ủặc trưng bởi tớnh dễ ủồng hoỏ và tớnh cõn bằng của 8 aminoacid khụng thay thế ủối với sức khoẻ của con người [14].
Nghiờn cứu của Chang và Somrith (1979) cho biết di truyền tớnh trạng protein do ủa gen ủiều 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 ủạm thỡ cỏc giống cao sản chỉ chứa một lượng protein
tương ủương với lỳa ủịa 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 ủú hàm lượng protein của lỳa gạo tuy thấp khoảng 7 - 10% nhưng nú vẫn ủược
xem như là một protein cú phẩm chất cao nhất. Cỏc nhà chọn giống ủó 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 ủiều 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 ủổi theo mụi trường canh tỏc và yếu tố
phõn bún khỏ rừ. Phõn ủạm cú vai trũ làm tăng cường quỏ trỡnh tổng hợp
protein mà khụng làm thay ủổi ủặc 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].
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 31
Theo nghiờn cứu của A.Singh và cộng sự về mối quan hệ giữa hàm
lượng protein và ủộ búng của gạo xỏt trờn 4 giống Manhar, Govind, plant
dhan 4, type 3. Kết quả ủó cho thấy hàm lượng protein giảm ủi, cũn ủộ búng
của gạo lại tăng lờn theo thời gian xay xỏt từ 0 Ờ 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 ủổi nhiều. Gạo ủược bảo quản nhỡn
chung hàm lượng axit bộo tự do nhiều hơn gạo mới và vị ngon của gạo bảo quản cú thể ủược ủỏnh 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 ủịnh: 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 ủũng. Cũn trong vụ mưa thỡ hàm lượng protein khụng ảnh hưởng ủỏng kể ở cỏc giống.v.v... Theo kết quả nghiờn cứu của Nguyễn Văn Hiển trờn cỏc giống lỳa ủịa 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 ủạt 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 ủược ủỏnh giỏ qua cỏc
chỉ tiờu: ủộ dẻo, ủộ chớn, ủộ búng, ủộ rời, mức ủộ khụ lại khi ủể nguội, mựi
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 32
(Viện cụng nghệ sau thu hoạch,1998) [83].
Tinh bột chiếm tỷ lệ trờn 90% trong hạt gạo. Nú ủược hỡnh thành do hai ủại phõn tử amylose và amylopectin. Hàm lượng amylose cú thể ủược xem là hợp phần quan trọng nhất, bởi vỡ nú cú tớnh chất quyết ủịnh trong việc làm cho cơm dẻo, mềm hoặc cứng (Bựi Chớ Bửu, Nguyễn Thị Lang, 2000) [6].
Mụi trường gõy nờn sự biến ủộng hàm lượng amylose trong hạt gạo của cựng một giống lỳa, ủặc biệt là nhiệt ủộ trong thời gian lỳa vào chắc (Juliano, 1990) [103]. Nhưng sự biến ủộng này khụng chờnh lệch quỏ 6%. Hàm lượng
amylose vụ ủụng xuõn và vụ hố thu cú sự khỏc biệt giữa cỏc giống. Thường
vụ ủụng xuõn cú hàm lượng amylose thấp hơn vụ hố thu (Nguyễn Thị Lang, Bựi Chớ Bửu, 2005) [6].
Gạo ở vựng ủất phốn cú xu hướng amylose cao hơn (Bựi Chớ Bửu và cs, 1999) [8]. Do ủiều kiện khớ hậu cỏc giống lỳa gieo trồng ở vựng ủồng bằng sụng Cửu Long cú hàm lượng amylose trung bỡnh cao hơn cỏc giống ủược sử
dụng ở đồng bằng sụng Hồng (Nguyễn Thanh Thuỷ, Nguyễn Thị Hương
Thuỷ, 1999) [63].
Nghiờn cứu ảnh hưởng của nhiệt ủộ ủến sự biến ủổi của hàm lượng
amylose trong phạm vi nhiệt ủộ 22 - 310C, Paule cho biết: Với những giống
cú hàm lượng amylose cao và trung bỡnh thỡ hầu như khụng cú sự thay ủổi,
cũn những giống cú hàm lượng amylose thấp thỡ khi nhiệt ủộ tăng hàm lượng amylose thường giảm [49].
* Nhiệt ủộ hoỏ hồ
Nhiệt ủộ hoỏ hồ là một tớnh trạng biểu thị nhiệt ủộ cần thiết ủể gạo
thành cơm và khụng hoàn nguyờn. Gạo cú nhiệt ủộ hoỏ hồ cao khi nấu tốn
nhiệt, cơm khụng ngon, ủộ trở hồ trung bỡnh 70- 740C là tiờu chuẩn tối ưu cho