1. SỰ NẨY MẦM CỦA HẠT.
Sự nảy mầm của hạt có thể xem là bắt đầu của quá trình sinh trưởng, phát triển của cây. Từ hạt đang ngủ nghỉ chuyển sang trạng thái nảy mầm là cả một quá trình biến đổi sâu sắc và nhanh chóng về hóa sinh và sinh lý xảy ra trong hạt.
Biến đổi hóa sinh
Đặc trưng nhất của các biến đổi hóa sinh trong khi nảy mầm là sự tăng đột ngột hoạt động thủy phân xảy ra trong hạt. Các hợp chất dự trữ dưới dạng các polyme bị phân giải thành các monome phục vụ cho sự nảy mầm. Chính vì vậy mà các enzym thủy phân, đặc biệt là α- amylaza được tổng hợp mạnh và hoạt tính cũng được tăng lên nhanh khi hạt phát động sinh trưởng.
Kết quả là tinh bột bị thủy phân thành đường làm nguyên liệu cho hô hấp và tăng hoạt tính của proteaza tăng lên mạnh hơn hoặc hạt chứa nhiều chất béo thì hoạt tính của lipaza chiếm ưu thế.
Biến đổi sinh lý
Biến đổi sinh lý đặc trưng nhất trong quá trình nảy mầm là hô hấp. Ngay sau khi hạt rút nước, hoạt tính các enzym hô hấp tăng lên mạnh, làm cường độ hô hấp của hạt tăng lên rất nhanh. Việc tăng hô hấp đã giúp cây có đủ năng lượng cần thiết cho sự nảy mầm.
1.1. Các giai đoạn của sự nảy mầm
Giai đoạn 1: sự hoạt hóa
Sự hút ẩm (quá trình vật lý): sự hấp thu nước của hạt khô làm tăng hàm lượng nước trong hạt, làm mềm vỏ hạt. Hạt trương phồng lên và vỏ hạt bị nứt ra. Sự tổng hợp các enzym: hoạt động enzym bắt đầu trong vòng vài giờ sau khi xảy ra sự hấp thu nước của hạt. Hoạt động của các enzym một phần từ sự tái hoạt hóa cac enzym dự trữ được hình thành từ sự phát triển của phôi và một phần từ sự tổng hợp các enzym mới khi hạt bắt đầu nảy mầm. Sự keo dài tế bào và xuất hiện rễ: những dấu hiệu đầu tiên của sự nảy mầm là sự xuất hiện rễ xảy ra vài giờ hoặc vài ngay sau khi sự nảy mầm bắt đầu.
Giai đoạn 2: sự phân giải các chất dự trữ và vận chuyển
Các chất dự trữ (chất béo, protein, hợp chất có carbon) được thủy phân thành các chất hữu cơ đơn giản và sau đó chuyển đến các vị trí tăng trưởng của trục phôi.
- Tinh bột Dextrin Maltose
- Protein acid amin
- Lipid glcerin + acid béo
Các hoạt động sinh tổng hợp của tế bào sẽ được kích hoạt. Sự hấp thụ nước và hô hấp tiếp tục diễn ra ở một tốc độ đều đặn. Khi xảy ra hiện tượng nảy mầm, hạt thóc xảy ra sự biến đổi sắc màu về thành phần hóa học:
- Hàm lượng tinh bột giảm đáng kể - Hàm lượng đường tăng cao - Enzyme amylase phát triể mạnh
Giai đoạn 3: sự tăng trưởng của cây mầm
Sự phân chia tế bào xảy ra ở hai đầu của trục phôi. Một đầu phát triển thành chồi mầm, một đầu phát triển thành rễ mầm trên trục phôi có mang một hoặc hai lá mầm được gọi là tử diệp. Khi cây mầm bắt đầu tăng trưởng, trọng lượng tươi và khô của cây mầm bắt đầu tăng trọng khi trọng lượng mỡ dự trữ giảm.
Hiện tượng: trong quá trình bảo quản thóc thường gặp hiện tượng lớp nhũ của hạt thóc bị biến màu, chuyển từ màu trắng sang màu vàng. Thóc bị biến vàng không được người tiêu dùng lựa chọn vì cơm nấu từ gạo đã biến vàng màu sắc kém, giảm độ dẻo và có thể ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của thóc gạo.
- Phơi sấy chưa tốt
- Điều kiện bảo quản không đảm bảo
2. SỰ CHÍN CỦA BỘT MÌ
Toàn bộ các quá trình xảy ra trong hạt khi bảo quản có tác dụng làm hoàn thiện chất lượng hạt giống và tính chất kĩ thuật của hạt được gọi là sự chín sau thu hoạch.
Độ ẩm, nhiệt độ, mức độ thoáng khí và thành phần không khí trong khối hạt có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả của quá trình chín sau. Độ ẩm là yếu tố có ảnh hưởng lớn trong quá trình chín sau. Muốn cho quá trình chín sau được tiến hành tốt, cần phải bảo quản khối hạt ở trạng thái độ ẩm dưới độ ẩm giới hạn.
Đối với bột mì, quá trình làm tăng chất lượng gluten và tăng chất lượng bánh nướng khi bảo quản được gọi là sự chín của bột mì. Vì sự chín chỉ xảy ra trong giai đoạn đầu bảo quản bột mì, nhất là 2 – 4 tuần đầu sau khi nghiền hạt thành bột, nên bột mì xuất xưởng bao giờ cũng có thời gian tàng trữ nhất định. Trong quá trình bảo quản bột vẫn xảy ra nhiều quá trình: quá trình có lợi và quá trình không có lợi.
2.1. Qúa trình không có lợi
Các quá trình không có lợi bao gồm tất cả các quá trình làm giảm chất lượng của bột như quá trình trao đổi khí, thay đổi chuẩn độ axit và chỉ số axit béo, quá trình gây đắng, quá trình tự bốc nóng, vón cục, ép chặt, đóng mảng,…
Quá trình trao đổi khí của khối bột
Cũng giống như khối hạt, bột thành phẩm trong quá trình bảo quản vẫn diễn ra các hoạt động sống của mình, khối bột vẫn trao đổi khí không ngừng. Quá trình trao đổi khí này bao gồm cả hô hấp của các phân tử bột, hô hấp của vi sinh vật và một loạt các quá trình oxy hóa khác như oxy hóa chất béo... Nếu độ thoáng không khí cao thì quá trình hô hấp của bột càng mạnh hơn hạt vì tổng số bề mặt hoạt động của khối bột lớn hơn khối hạt rất nhiều.
Thay đổi chuẩn độ axit và chỉ số axit béo của bột
Chỉ số axit béo đặc trưng cho sự thủy phân chất béo.
Trong bảo quản, dù chưa có dấu hiệu bị hư hỏng nhưng chuẩn độ axit và chỉ số axit béo của bột luôn luôn tăng lên. Nếu bột bảo quản càng lâu thì chuẩn độ axit và chỉ số axit béo càng cao. Dựa trên cơ sở đó có thể xác định được độ tươi của bột. Nguyên nhân làm tăng độ axit và chỉ số axit béo là do tác dụng của men và vi sinh vật phân hủy các chất trong thành phần của bột như phân hủy protein thành aminoaxit và các sản phẩm trung gian, phân hủy phitin thành axit photphoric, men lipaza phân hủy chất béo thành axit béo tự do và glixerin.
Chuẩn độ axit và chỉ số axit tăng nhanh hay chậm tùy thuộc vào độ ẩm của bột, nhiệt độ không khí và chất lượng bột ban đầu. Nếu nhiệt độ và độ ẩm cao thì quá trình phân hủy các chất của bột nhanh, bột càng chóng chua. Vì vậy trong bảo quản độ ẩm của bột càng thấp càng tốt, đặc biệt chú ý đến bột có chất lượng thấp.
Quá trình đắng của bột
Sau khi bảo quản từ 3-6 tháng sản phẩm thường có mùi hôi, và vị đắng. Do tác dụng của men lipaza, chất béo phân hủy thành axit béo và glixerin. Axit béo không bền đặc biệt là axit béo không no dễ dàng oxy hóa thành những chất có gốc xeton và aldehyt làm cho bột có mùi hôi, vị đắng. Quá trình đắng của sản phẩm xảy ra mạnh hay yếu tùy thuộc vào các yếu tố:
- Chất lượng hạt chế biến ra sản phẩm. Nếu là hạt xấu thì có chứa một lượng khá lớn axit béo tự do, enzyme lipaza và lipoxydaza ở dạng hoạt động. Chất béo của bột chế biến từ hạt đã bốc nóng hoặc nảy mầm có chỉ số axit cao và rất dễ bị oxy hóa.
- Mức độ thoáng khí của khối sản phẩm. Không khí xâm nhập vào khối bột làm oxy hóa và gây đắng chất béo trong bột.
- Độ ẩm của bột. Độ ẩm có tác dụng kìm hãm quá trình oxy hóa chất béo và gây đắng. Nhưng không nên quá lạm dụng độ ẩm để bảo quản vì nếu độ ẩm quá cao thì quá trình khác sẽ xảy ra mạnh mẽ hơn và vi sinh vật cũng sẽ phát triển mạnh mẽ hơn gây hư hỏng sản phẩm.
- Nhiệt độ của không khí trong kho (khoảng 300). Ở nhiệt độ này, vận tốc các phản ứng oxy hóa và thủy phân chất béo tăng nhanh.
- Ánh sáng mặt trời. Cung cấp nhiệt đẩy mạnh quá trình oxy hóa và gây đắng cho sản phẩm.
Trong quá trình bảo quản bột thường có hiện tượng vón cục và nén chặt lại, mất hẳn tính tan rời. Tùy theo tính chất, mức độ và vị trí của hiện tượng nén chặt mà có thể phân ra ba dạng:
- Ép chặt: Đây là hiện tượng vật lý tự nhiên do các lớp trên ép xuống làm lớp dưới nén chặt lại. Dạng bột bị ép chặt vẫn còn độ rời nhưng nếu không chú ý đảo bao hoặc không trộn lên thì sản phẩm dễ dàng bị nén chặt lại.
- Đóng cục: Hiện tượng này xảy ra khi độ rời của khối bột đã giảm xuống nhiều, lúc này bột thường vón cục lại thành những cục to nhỏ khác nhau. Hiện tượng đóng cục thường xảy ra trong khối bột bảo quản lâu ngày, chất quá cao hoặc không đảo bao thường xuyên. Hiện tượng này xảy ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào độ ẩm của bột, bột có độ ẩm cao sẽ chóng đóng cục.
- Đóng mảng: Khối bột đóng thành từng mảng rất lớn và rất chắc phải dùng cuốc mới xới lên được. Đó là kết quả phát triển của hiện tượng vón cục, bột thường có mùi mốc.
Quá trình tự bốc nóng của khối bột
Quá trình tự bốc nóng của khối bột tương tự của khối hạt. Thường thì bốc nóng trong khối bột nhanh hơn vì bề mặt hoạt động của khối bột lớn hơn hạt nên các quá trình sinh lý xảy ra mạnh mẽ, vi sinh vật dễ dàng xâm nhập và phát triển. Mặt khác, do mức độ thoáng trong khối bột ít nên nhiệt thoát ra chậm tích tụ lại làm cho khối bột tăng nhiệt độ nhanh.
2.2. Quá trình có lợi
Các quá trình có lợi bao gồm các quá trình làm tăng chất lượng của bột còn gọi là quá trình chín của bột. Đây là một quá trình phức tạp và quan trọng đối với bột mì, làm cho chất lượng sản phẩm chế biến từ bột mì tăng.
Sự làm trắng bột
Sau mấy tuần lễ bảo quản đầu tiên bột mì trở nên trắng hơn. Thành phần sắc tố có trong hạt chủ yếu là xantophin và caroten. Caroten rất dễ bị oxi hóa tạo thành các dẫn xuất không màu.
Khi không khí xâm nhập càng nhiều, quá trình oxi hoá xảy ra càng nhanh thì bột càng trắng, nhưng dễ gây hiện tượng đắng của bột.
Vì vậy cần điều chỉnh lượng không khí thích hợp để bột vừa trắng, vừa không bị đắng.
Trong bảo quản, gluten của bột biến đổi theo quy luật:
Gluten yếu --> Keo chặt hơn --> Dẻo --> Gluten mạnh.
Các axit béo chưa no (axit oleic, axit linoleic...) được tạo thành do kết quả thủy phân, có tác dụng mạnh mẽ đến protein gluten =>gluten dẻo và đàn hồi hơn trước.
3. Sự biến vàng của hạt thóc
Trong quá trình bảo quản thóc thường gặp hiện tượng lớp nội nhũ của hạt thóc bị biến màu, chuyển từ màu trắng sang màu vàng. Thóc bị biến vàng không được người tiêu dùng lựa chọn vì cơm nấu từ gạo đã bị biến vàng màu sắc kém, giảm độ dẻo và ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng. Trên thực tế, trong quá trình bảo quản, sự biến vàng của hạt thóc có thể xảy ra do: