Phần 2 Tổng quan tài liệu
2.4.7.Các chỉ tiêu nghiên cứu chất lượng lúa gạo
2.4. Nghiên cứu về các tính trạng đặc trưng của cây lúa
2.4.7.Các chỉ tiêu nghiên cứu chất lượng lúa gạo
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gạo nhưng nổi bật nhất là: ảnh hưởng của yếu tố giống, điều kiện môi trường sinh thái, kỹ thuật canh tác và các công đoạn sau thu hoạch, bảo quản. Trong các yếu tố trên thì giống là yếu tố tiên quyết, ảnh hưởng nhiều nhất.
a, Chất lượng xay xát
Chất lượng xay xát gồm các chỉ tiêu: tỷ lệ gạo xát, tỷ lệ gạo nguyên, tỷ lệ trắng trong... nói chung là hệ số thu hồi sản phẩm sau chế biến.
Tỷ lệ gạo nguyên là tính trạng di truyền bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi môi trường, đặc biệt là nhiệt độ và ẩm độ trong suốt thời gian lúa chín đến thu hoạch Theo Lê Doãn Diên (1995), tỷ lệ gạo nguyên thay đổi nhiều tùy theo bản
chất giống và điều kiện bảo quản phơi sấy sau thu hoạch. Cũng theo ông tỷ lệ gạo ngun phụ thuộc vào kích thước, hình dạng hạt và hàm lượng protein trong hạt.
Theo Nguyễn Thị Lang và cs. (2006), tỷ lệ gạo nguyên có 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...). Tỷ lệ gạo nguyên còn phụ thuộc và thời điểm thu hoạch và tuốt lúa khác nhau. Những nghiên cứu của Bùi Chí Bửu và cs. (1995) cho thấy: tỷ lệ gạo nguyên cao nhất khi thu hoạch vào lúc chín 28-30 ngày. Tiến hành thu sớm sau khi lúa trỗ 20 ngày hoặc thu muộn sau khi lúa trỗ 35 ngày thì tỷ lệ gạo nguyên đều thấp.
Kích thước, dạng hạt và độ bạc bụng của hạt là những yếu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng xay xát và đặc biệt là tỷ lệ gạo nguyên. Theo Yadav et al. (1989) cho thấy tỷ lệ gạo nguyên tăng tương quan với sự giảm chỉ số dài/rộng hạt, hay nói cách khác hạt càng dài thì tỷ lệ gạo nguyên càng thấp.
Kích thước hạt:
Theo Nguyễn Văn Hiển (1992) cho biết, tỷ lệ gạo nguyên có mối tương quan nghịch với chỉ số dài/rộng hạt gạo. Hạt càng nhỏ, dài và độ bạc bụng càng cao thì tỷ lệ gạo ngun càng thấp. Chiều dài và đặc tính hình thái hạt di truyền độc lập với nhau và có thể được kết hợp với các tính trạng phẩm chất như hàm lượng amylose, hoặc kiểu cây, hoặc thời gian sinh trưởng.
Thị hiếu người tiêu dùng về hình dạng hạt rất khác nhau, có nơi thích hạt hạt trọng, có nơi thích dạt trung bình nhưng có nơi thích hạt thon dài. Nhưng nhìn chung hạt thon dài là được ưa chuộng nhiều nhất trên thị trường quốc tế (Trần Văn Đạt, 2007).
Độ bạc bụng
Độ bạc bụng của nội nhũ một mặt do yếu tố di truyền, mặt khác các điều kiện mơi trường cũng ảnh hưởng đến đặc tính này. Điều kiện mơi trường chủ yếu ảnh hưởng đến độ bạc bụng là nhiệt độ sau khi lúa trỗ, nhiệt độ cao làm tăng độ bạc bụng, nhiệt độ thấp làm giảm hoặc mất độ bạc bụng (Bùi Chí Bửu và cs., 1996).
Theo Somrith (1979), tính trong của hạt gạo được di truyền độc lập với tất cả các tính trạng nơng học quan trọng khác, do đó có thể chọn lọc ở các thế hệ sớm.
Quá trình tạo ra bạc bụng chủ yếu trong q trình chín (thời kỳ tích lũy chất khô vào nội nhũ) nếu thiếu nước ở giai đoạn sau trỗ hoặc xuất hiện bệnh đạo
ơn cổ bơng, bọ xít chích hút giai đoạn lúa ngậm sữa đều làm tăng tỷ lệ gạo bạc bụng (Del Rosario et al., 1968).
Độ bạc bụng là một tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng gạo của một giống, nó khơng ảnh hưởng đến chất lượng cơm nhưng ảnh hưởng lớn đến thị hiếu của người tiêu dùng. Người tiêu thụ thích hạt gạo có nội nhũ trong và trả giá cao hơn những loại gạo này (Khush el al., 1979). Thông thường gạo xuất
khẩu chỉ cho phép độ bạc bụng ở điểm 0-1. Vết bạc bụng thường xuất hiện ở trên lưng, bụng hoặc ở trung tâm hạt gạo và các vết gãy của hạt gạo cũng xuất phát từ những điểm bạc bụng này (Lê Doãn Diên, 1990).
Theo Nguyễn Văn Hiển (1992), độ trong suốt của gạo Việt Nam ở dải rộng từ gần trong suốt đến bạc bụng. Các giống lúa miền Nam có tỷ lệ gạo trong suốt cao và tương đối đồng đều, các giống lúa miền Bắc chủ yếu có độ trong suốt trung bình đến bạc bụng (1-9 điểm). Các giống lúa gieo trồng vụ hè thường có độ trong suốt thấp hơn các giống trồng trong vụ thu, đông xuân
b, Chất lượng thương phẩm
Chất lượng thương phẩm là tiêu chuẩn dùng để mua bán, trao đổi trong nước và quốc tế. Chất lượng thương phẩm căn cứ vào hình dạng, chiều dài, chiều rộng, độ bóng, độ trong độ bạc bụng và màu sắc hạt gạo. Hạt gạo càng dài, càng trong (độ bạc phấn càng thấp) thì càng được ưa chuộng trên thị trường.
Theo đánh giá của IRRI về phân loại chất lượng theo chỉ tiêu hình dạng và kích thước hạt theo hạt gạo xay: loại rất dài >7,5mm; loại dài từ 6,61-7,5mm; loại trung bình: 5,51-6,60; loại ngắn <5,50mm. Dạng hạt được đánh giá theo tỷ lệ dài/rộng (D/R): hạt thon D/R >3,0; trung bình có D/R khoảng 2,1-3,0; hạt bầu có D/R khoảng 1,1-2,0; hạt trịn có D/R<1,1.
Hình dạng hạt là kết quả của mối quan hệ giữa chiều dài, chiều rộng và độ dày hạt gạo. Những đặc điểm này là thuộc tính của giống và được di truyền trung gian giữa bố và mẹ, hình dạng hạt gạo là đặc tính của giống tương đối ổn định, ít bị thay đổi do điều kiện ngoại cảnh. Tuy nhiên, nếu sau khi nở hoa mà nhiệt độ hạ xuống có thể làm giảm chiều dài nhưng khơng nhiều. Nếu những cá thể có hình dạng hạt đẹp ở F2 thì ít biến đổi ở các thế hệ sau. Vì vậy, trong các quần thể từ F3 hay các dịng thuần khơng có hy vọng chọn lọc được dạng hạt đẹp hơn F2 hoặc nguyên bản (Nguyễn Thị Trâm et al., 2006)
đó vào một giống. Khơng có sự khác biệt di truyền nào gây cản trở sự tái tổ hợp của tính trạng hạt thon dài với các tính trạng độ trong, độ bạc bụng, hàm lượng amylose trong nội nhũ, kiểu cây, thời gian sinh trưởng và năng suất.
Độ trong của gạo di truyền độc lập với các tính trạng nơng sinh học khác nên có thể dùng các phương pháp lai hữu tính để tạo năng suất cao lại vừa có hạt gạo trong (Lê Dỗn Diên, 2003).
Sở thích của người tiêu dùng khác nhau khá rõ giữa các vùng, các quốc gia cho nên tiêu chuẩn đánh giá chiều dài và hình dạng hạt thay đổi giữa các quốc gia và dân tộc. Nhóm dân cư ở vùng trồng lúa Japonica hạt dài trung bình, các nước Châu Á thích hạt gạo dài và rất dài như Thái Lan, Hông Kông và một số nước Châu Mỹ. Những vùng trồng lúa cạn như miền núi phía Bắc, Tây Nguyên Việt Nam thì người tiêu dùng lại thích hạt gạo to, bầu (Lê Dỗn Diên, 2003).
c) Chất lượng dinh dưỡng
Protein của lúa gạo là loại dinh dưỡng cao, cao nhất trong tất cả các loại protein của các hạt ngũ cốc khác nhe lúa mì, ngơ, cao lương... Protein của gạo được đặc trưng bơi tính dễ đồng hóa và tính cân bằng của 8 aminoacid không thay thế đối với sức khỏe của con người.
Hàm lượng protein là một thông số quan trọng trong giá trị dinh dưỡng hạt gạo. Protein trong hạt gạo có giá trị cao hơn so với các loại hạt cốc khác, bởi vì hàm lượng lysin của nó khá cao (3,5-4%). Do đó hàm lượng protein của lúa gạo tuy thấp khoảng 7-10% nhưng nó vẫn được xem như là một protein có phẩm chất cao nhất (Juliano, 1985).
Theo Somrith (1979), di truyền tính trạng protein do đa gen điều khiển có hệ số di truyền khá thấp, có thể do ảnh hưởng tương tác mạnh mẽ của kiểu gen và mơi trường. Trong q trình canh tác nếu khơng bón hoặc bón ít đạm thì các giống lúa cao sản chỉ chứa một lượng protein tương đương với lúa địa 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 Lã Tuấn Nghĩa và Nguyễn Kiến Quốc (2013). Tính trạng hàm lượng protein chủ yếu là do nhân tố (gen) di truyền qui định. Gen qui định tính trạng protein là trội khơng hồn tồn và có sự tham gia cộng hưởng của các gen. Sự di truyền về hàm lượng protein ở hạt gạo có thể có sự góp phần của sự di truyền truyền qua tế bào chất.
Theo Vũ Tuyên Hoàng (2001), hàm lượng protein trong lúa gạo phụ thuộc nhiều vào hàm lượng phân bón. Người ta thấy hàm lượng protein tăng ở những dịng áp dụng lượng phân bón cao . Hàm lượng protein thay đổi theo môi trường canh tác và yếu tố phân bón khá rõ. Phân đạm có vai trị làm tăng cường q trình tổng hợp protein mà khơng làm thay đổi đặc tính phẩm chất của giống. Hàm lượng protein của các giống có xu hướng tăng lên tỷ lệ thuận với lượng N bón tới mức 120kg/ha. Lượng N bón cao tới 150 kg/ha làm giảm lượng protein của tất cả các giống.
Theo Bùi Chí Bửu (2005), có sự tương quan nghịch giữa năng suất hạt và hàm lượng protein trong hạt do sự phân phối năng lượng trong quá trình tổng hợp protein hoặc tổng hợp tinh bột trên cơ sở sự ưu tiên theo quá trình nào của một giống lúa. Giống lúa năng suất cao thì protein trong gạo có xu hướng thấp. Đó là thách thức cho nhà chọn giống lúa cải tiến, vừa đạt năng suất cao, vừa có hàm lượng protein cao.
Nâng cao hàm lượng và phẩm chất protein trong hạt gạo là mục tiêu chọn giống của khơng ít các chương trình nghiên cứu trên thế giới. Năm 1970, bộ môn trồng trọt thuộc IRRI khẳng định: trong vụ khô hàm lượng protein của các giống IR20, IR22 cao hơn hẳn giống IR8 khi bón ở mức 150 kg N/ha làm nhiều lần và bón vào lúc cấy, phân hóa địng. Cịn trong vụ mưa thì hàm lượng protein khơng ảnh hưởng đáng kể ở các giống (Vũ Bình Hải, 2002). Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Văn Hiển (1992) trên các giống lúa địa phương và nhập nội thì bón phân phối hợp NPK có hiệu lực làm tăng hàm lượng protein trong hạt hơn là bón riêng rẽ.
Tuy nhiên, có sự tương quan nghịch giữa năng suất hạt và hàm lượng protein trong hạt do sự phân phối năng lượng trong quá trình tổng hợp protein hoặc tổng hợp tinh bột trên cơ sở sự ưu tiên theo quá trình nào của một giống lúa. Giống lúa năng suất cao thì protein trong hạt có xu hướng thấp. Đó là thách thức cho nhà chọn giống lúa cải tiến, vừa đạt năng suất cao, vừa có hàm lượng protein cao (Bùi Chí Bửu, 2005).
d) Chất lượng nấu nướng và ăn uống
Bên cạnh những chỉ tiêu về xay xát, thương phẩm thì các chỉ tiêu về chất lượng ăn uống và nấu nướng cũng rất cần thiết trong kinh doanh và sử dụng. Chất lượng nấu nướng và ăn uống được đánh giá thơng qua các chỉ tiêu về nhiệt độ hóa hồ, hàm lượng amylose, hương thơm và các chỉ tiêu phẩm chất cơm như độ dính, độ dẻo, độ mềm...
Sản phẩm chính của lúa gạo là cơm, tính ngon miệng của cơm được quyết định do yếu tố vật lý là dẻo, độ mềm của cơm và yếu tố hóa học là mùi thơm (Nguyễn Văn Hiển, 1992).
Mùi thơm
Mùi thơm là một chỉ tiêu rất quan trọng khi đánh giá chất lượng gạo. Khi nấu cơm mùi thơm bốc lên cho thấy một hợp chất chính của formaldehydes và hydrogen sulffide. Mùi thơm có thể được đánh giá tại 3 thời điểm: trên lá,trên hạt gạo lật và trên cơm khi nấu. Theo đó người ta chia thành 3 nhóm giống theo mức khác nhau là không thơm, hơi thơm và thơm (Lê Dỗn Diên, 2003).
Tính trạng mùi thơm rất dễ bị thay đổi bởi điều kiện môi trường. Mùi thơm của Basmati (Ấn Độ) cần nhiệt độ lạnh của môi trường gieo trồng (Gupta.P.C, 1976). Mùi thơm của các giống lúa thơm cổ truyền Việt Nam có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện đất đai như Nàng thơm chợ Đào chỉ duy trì mùi thơm khi trồng ở chợ Đào (Long An), Tám thơm chỉ thích hợp khi trồng ở đồng bằng sơng Hồng và sẽ mất mùi khi trồng ở đồng bằng sông Cửu Long (Trần Đình Long, 1997).
Amylose
Hàm lượng amylose được coi là chỉ tiêu quan trọng bậc nhất để xác định chất lượng nấu nướng và ăn uống của gạo. Dựa vào hàm lượng amylose trong nội nhũ. Các giống lúa được phân thành 2 nhóm waxy (gạo nếp) và nonwaxy (gạo tẻ). Trong nhóm nonwaxy chia thành 3 nhóm nhỏ: hàm lượng amylose thấp (10- 20%), hàm lượng amylose trung bình (20-25%) và hàm lượng amylose cao (>25%). Hàm lượng amylose cao hay thấp quyết định đến chất lượng cơm dẻo, mềm hay cứng. Các giống có hàm lượng amylose trung bình cho cơm mềm, các giống có hàm lượng amylose cao thì cơm cứng hoặc rất cứng (Vũ Văn Liết, 1995) Hàm lượng amylose có tương quan chặt chẽ với đặc điểm nơng sinh học của giống lúa như: chiều cao cây, chiều dài bông, khối lượng 1000 hạt. Hàm lượng amylose thấp có tỷ lệ gạo gẫy tăng, độ nở thấp, độ chín và độ dẻo cao. Những giống lúa có tỷ lệ dài/rộng cao thì hàm lượng amylose 20% và gạo gẫy cao (Vũ Văn Liết và cs., 1995).
Nhiệt hóa hồ
Nhiệt độ hóa hồ là một tính trạng là một tính trạng biểu thị nhiệt độ cần thiết để gạo thành cơm và khơng hồn ngun. Gạo có nhiệt độ hóa hồ cao khi
nấu tốn nhiệt, cơm không ngon, độ trở hồ trung bình 70-740C là tiêu chuẩn tối ưu cho phẩm chất gạo tốt (Lê Cẩm Loan và cs., 1998)
Theo Nguyễn Thị Lang và Bùi Chí Bửu (2006), tương quan giữa nhiệt độ trở hồ và amylose cũng chỉ ghi nhận tương quan âm ở môi trường. Điều này cũng khẳng định 2 tính trạng amylose và độ trở hồ có tương quan chặt với kiểu gen, kiểu hình và mơi trường.
Nhiệt độ hóa hồ liên quan một phần với hàm lượng amylose của tinh bột. Gạo có nhiệt độ trở hồ cao thì có phẩm chất nấu kém (Gupta và cs., 1976). Trong các giống lúa có cùng hàm lượng amylose, hình dạng và kích thước thì giống nào có nhiệt độ trở hồ trung bình được ưa thích hơn. Dựa trên nhiệt độ hóa hồ người ta có thể chia gạo của các giống lúa khác nhau thành các loại sau đây: giống có nhiệt độ hóa hồ thấp (<69oC), giống có nhiệt độ hóa hồ trung bình (70-74oC) và giống có nhiệt độ hóa hồ cao (>74oC). Các giống thuộc nhóm Japonica thì thường có nhiệt độ hóa hồ từ thấp đến trung bình. Cịn các giống lúa Indica, con lai giữa Indica và Japonica thường có nhiệt độ hóa hồ cao (Gupta và cs., 1976)