Theo Heu (1999) được trích dẫn bởi Nguyễn Thị Đoan Trang (2007) cho rằng, phẩm chất hạt gạo là một trong những đặc tính kinh tế quan trọng trong việc xuất và nhập khẩu của lúa, gạo. Phẩm chất hạt gạo được đánh giá thông qua nhiều chỉ tiêu.
1.8.1 Hàm lượng Amylose
Hàm lượng amylose có thể biến động khoảng 6% từ nơi này sang nơi khác hay từ
mùa vụ này sang mùa vụ khác, nhiệt độ cao ở giai đoạn chín làm giảm hàm
lượng amylose (Jennings và ctv., 1979).
Theo Jennings và ctv., 1979 cũng cho rằng hàm lượng amylose do một gen điều khiển. Tương tự, Huang và Li (1990), hàm lượng amylose được kiểm soát bởi một gen chủ yếu, hàm lượng amylose cao, trung bình hồn tồn trội so với hàm
lượng amylose thấp. Nhưng theo Singh và ctv. (2000), hàm lượng amylose được
kiểm soát bởi một gen và một gen phụ bổ sung, hai gen phụ bổ sung hoặc ảnh
hưởng nhiều alen. Tuy nhiên hàm lượng amylose cũng bị môi trường biến đổi
một phần theo những phương cách chưa được biết rõ.
Hàm lượng amylose là thành phần quan trọng của phẩm chất gạo vì nó có tính
chất quyết định chất lượng cơm dẻo, mềm hay cứng (Bùi Chí Bửu và ctv., 2000) Tinh bột trong gạo chiếm tỷ lệ trên 90% nó được hình thành do hai đại phân tử amylose và amylopectin. Dựa trên hàm lượng amylose gạo được phân làm hai loại nếp (1-2% amylose), gạo tẻ (>2% amylose).
Hàm lượng amylose là kết quả của kiểu gen và một vài thay đổi của môi trường. Cơ chế di truyền về hàm lượng amylose chưa được rõ.
Hàm lượng amylose ảnh hưởng chủ yếu lên đặc tính của cơm. Nó tương quan
nghịch với độ dẻo, độ mềm, màu và độ bóng của cơm. Các giống có hàm lượng amylose thấp (8-20%) cơm thường ướt, dẻo và bóng láng khi nấu chín. Hàm
lượng amylose càng thấp, tính dẻo của cơm càng cao và mềm khi để nguội. Gạo có hàm lượng amylose cao (>25%) thì khơ, xốp và cứng khi nguội lại.
1.8.2 Hàm lượng protein
Theo Jennings và ctv. (1979) hàm lượng protein trong hạt tùy thuộc vào sự chuyển vị đạm trong hạt đang phát triển. Chúng chịu ảnh hưởng trầm trọng bởi
điều kiện môi trường, mức độ bón phân và thời gian sinh trưởng. Hàm lượng
protein ở nhóm Japonica và Indica cũng có sự khác biệt. Ở nhóm Indica, hàm lượng protein biến động từ 4.9-19.3%. Ở nhóm Japonica, hàm lượng protein biến động từ 5.9-16.5% (Traore, 2005).
Hàm lượng protein di truyền rất phức tạp. Chỉ 25-50% sự biến thiên protein là do gene điều khiển. IRRI (1977) cho rằng hàm lượng protein thấp có tính trội cao hơn hàm lượng protein cao. Có ý kiến cho rằng, di truyền tính trạng protein do đa gene điều khiển, có hệ số di truyền rất thấp, có thể do tương tác mạnh mẽ giữa
kiểu gene và môi trường (Chang and Somrith, 1979). Yếu tố môi trường cũng
ảnh hưởng đến sự biến thiên hàm lượng protein như côn trùng, thời tiết, phân bón, nước tưới,….
Các thành phần protein trong hạt lúa được phân ra làm 4 loại: albumin, globulin, prolamin, glutelin.
* Albumin
Albumin tan trong nước, bị kết tủa ở nồng độ muối (NH4)2SO4 khá cao (70- 80%). Theo Yamagata và ctv., 1982 trong lúa thành phần albumin có hàm lượng lysine cao nhất, kế đến là glutelin và prolamin. Hai thành phần albumin và globulin tập trung ở lớp aleuron, không giữ được ở gạo xay chà trắng (Tecsol và ctv., 1971).
* Globulin
Globulin không tan hoặc tan rất ít trong nước, tan trong dung dịch muối trung hòa NaCl, KCl, Na2SO4, K2SO4. Thành phần globulin tập trung ở lớp aleuron của hạt (Juliano, 1972).
* Prolamin
Prolamin tan trong cồn 70-80%. Nó chiếm khoảng 18-20% protein tổng trong nội nhũ của hạt lúa và được tổng hợp ở mạng lưới nội chất (Juliano, 1972).
* Glutelin
Glutelin tan trong dung dịch kiềm và acide loãng. Đây là thành phần protein
chiếm tỷ lệ cao nhất trong tổng số protein trong nội nhũ (Juliano, 1972).
1.8.3 Độ trở hồ
Nghiên cứu của Heu và ctv. (1976), cho thấy độ hóa hồ cịn là tính trạng rất dễ bị
thay đổi bởi nhiệt độ trong giai đoạn hạt vào chắc. Nhiệt độ khơng khí cao sau
khi trổ làm tăng độ hóa hồ và ngược lại (Jennings và ctv., 1979).
Độ trở hồ có thể liên quan một phần đến hàm lượng amylose của tinh bột. Giống có độ trở hồ cao thì có hàm lượng amylose thấp, độ trở hồ trung bình có hàm lượng amylose cao hoặc trung bình, nhưng độ trở hồ thấp không liên hệ với hàm lượng amylose thấp, trung bình hay cao (Jennings và ctv., 1979).
Theo Jennings và ctv., 1979 người ta không được rõ tính di truyền của độ trở hồ
nhưng dường như khá đơn giản chỉ có một hay hai gen chính yếu. Nhưng theo
IRRI (1976) và Chen và ctv., 1992 độ trở hồ được điều khiển bởi hai gen.
Đặc tính vật lý của cơm nấu liên quan nhiều với độ trở hồ hơn là với hàm lượng
amylose. Gạo có độ trở hồ cao thành ra mềm và có khuynh hướng rã nhừ khi nấu chín. Nó cần nhiều nước và lâu chín hơn gạo có độ trở hồ thấp và trung bình (IRRI 1996).
Độ trở hồ là nhiệt độ, mà ở đó 90% hạt tinh bột bị hóa hồ hoặc phồng lên trong nước nóng khơng thể trở lại dạng củ được. Độ trở hồ được xếp loại thấp (55 –
69,50C), trung bình (70 – 740C) và cao (74,5 – 790C).
Độ trở hồ xác định thời gian cần thiết để nấu gạo thành cơm. Điều kiện mơi trường trong giai đoạn chín có ảnh hưởng đến độ trở hồ. Nhiệt độ cao trong giai đoạn tạo hạt sẽ làm cho hạt có độ trở hồ cao (Nguyễn Ngọc Đệ, 2008).
1.8.4 Độ bền thể gel
Ngoài hai yếu tố hàm lượng amylose và độ trở hồ, phẩm chất gạo còn phụ thuộc
vào đặc tính độ bền thể gel. Theo Jennings và ctv., 1979 lúa có hàm lượng
amylose thấp thường có thể gel mềm hơn. Trong cùng một nhóm có hàm lượng amylose giống nhau, giống lúa nào có độ bền thể gel mềm hơn, giống đó được ưa chuộng hơn (Khuhs và ctv., 1979).
Về quy luật di truyền độ bền thể gel vẫn còn nhiều ý kiến chưa thống nhất. Có ý kiến cho rằng, độ bền thể gel được điều khiển bởi một gen, gen cứng trội hơn gen mềm (Chang và Li, 1981). Nhưng theo Tang và ctv., 1991 độ bền thể gel được
điều khiển bởi đơn gen và nhiều gen phụ bổ sung ảnh hưởng đến việc thể hiện
tính trạng độ bền thể gel.
Ngồi ra, yếu tố mơi trường cũng ảnh hưởng đến độ bền thể gel, nó biến động rất lớn giữa hai vụ Đông –Xuân và Hè-Thu, giữa các điểm canh tác khác nhau (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang, 2000).
1.8.5 Tính thơm
Về di truyền của tính trạng mùi thơm cũng rất phức tạp. hiện có nhiều ý kiến khác nhau về số lượng gen mã hóa mùi thơm trên cây lúa. Theo Kadam và Patankar (1938) cho rằng tính trạng mùi thơm do một gen trội điều khiển
Gạo có mùi thơm là một đặc tính phẩm chất có giá trị thứ yếu nhưng được người dân ở một số vùng Châu Á ưa chuộng và được chấp nhận với giá cao (Jenning và ctv., 1979).
Nhưng nhiều ý kiến cho rằng tính trạng mùi thơm ở lúa do một gen lặn qui định (Hồng Văn Phần và Trần Đình Long, 1995; Huang và Ying, 1992). Nhưng theo Đỗ Khắc Thịnh (1994), nó do hai gen hay ba gen lặn kiểm soát. Ý kiến này tương
tự với Jennings và ctv., 1979.
Mùi thơm của gạo do 2-acetyl-1-pyrroline, được tìm thấy trong thành phần dầu
của gạo nấu, gây ra do một loại hóa chất có khả năng khuếch tán trong khơng
khí, đó là este-aceton-aldehyde; nó là chỉ số quan trọng có ảnh hưởng rất lớn đến
Theo tài liệu do Vương Đình Tuấn (2001) tổng hợp, 2-acetyl-1-pyrroline là một hợp chất quan trọng thành phầm mùi thơm của gạo; hợp chất này cũng hiện diện
trên lúa thường nhưng với hàm lượng thấp hơn 15 lần so với thơm; tuy nhiên
không chỉ đơn thuần hợp chất này quyết định tính thơm tren gạo, mà đó là sự nhào trộn của hơn 100 hợp chất bay hơi khác nhau trong nội nhủ.
Ảnh hưởng của mơi trường đến tính trạng mùi thơm cũng được ghi nhận, nhưng cơ chế này đến nay vẫn chưa biết rõ. Ví dụ, Khao Dawk Mali 105 của Thái Lan
có thể gieo trồng được ở khá nhiều loại đất khác nhau nhưng mùi thơm thì khác nhau giữa các vùng. Tương tự như các giống lúa đặc sản của Việt Nam như Tám
Xoan, Tám Thơm,Nàng Hương, Nàng Thơm Chợ Đào… chỉ cho mùi thơm trên vùng đất nhất định, nếu gieo trồng ở các vùng đất khác thì khơng có mùi thơm
hoặc thơm nhẹ. Có thể chúng ta phụ thuộc vào mùa gieo trồng, loại đất, địa điểm
và độ phì của đất (Vương Đình Tuấn, 2001).
1.8.6 Chiều dài hạt gạo
Chiều dài hạt gạo là tính ổn định nhất ít bị ảnh hưởng của môi trường được điều kiển bởi đơn gen (Ramiah và ctv., 1931) hay hai gen (Bollich và ctv.,1974). Tuy nhiên. Theo Sormith 1974, chiều dài hạt gạo do đa gen điều khiển.
Chiều dài hạt gạo là một thông số quan trọng để phân loại gạo xuất khẩu và phụ thuộc rất lớn vào thị hiếu người tiêu dùng của từng quốc gia. Ví dụ, thị trường gạo tại Nhật yêu cầu loại gạo tròn, hàm lượng amylase thấp, cơm dẻo, nhưng thị
trường gạo tại Thái Lan thích hạt gạo dài, hàm lượng amylose trung bình, cơm
mềm nhưng khơng dính. Chiều dài hạt gạo trung bình trên thế giới hiên nay lớn
hơn 7mm với yêu cầu chiều dài hạt gạo (Bùi Chí Bửu và Nguyễn Thị Lang,
2000).
Do tiêu chuẩn để đánh giá chiều dài và hình dạng hạt thay đổi theo từng nước
tiêu dùng nên đã gây khó khăn nhiều cho các nhà lai tạo giống, mặc dù giống lai
tạo có năng suất cao và kháng được sâu bệnh nhưng chiều dài và hình dạng hạt
khơng đạt theo thị hiếu trên thị trường của từng quốc gia thì cũng khơng đạt tiêu