Hỡnh 5.2: Sơ đồ cường độ hụ hấp qua cỏc thời ký phỏt triển của rau quả
5.2 Quỏ trỡnh sinh tổng hợp amylaza từ thúc mầm 1 Làm sạch, phõn loại, ươm mầm
5.2.1. Làm sạch, phõn loại, ươm mầm
Làm sạch là tỏch cỏc tạp chất khỏi khối hạt và được thực hiện trờn mỏy tỏch tạp chất. Phõn loại nhằm chia thành từng loại cú kớch thước giống nhau để khi ngõm hạt hỳt nước đều.
Ngõm hạt là giai đoạn quan trọng đầu tiờn của ươm mầm, vỡ nú ảnh hưởng đến độ nảy mầm, thời gian ươm mầm cũng như tổn thất chất khụ và chất lượng sản phẩm. Khi ngõm phải tỡm biện phỏp cấp oxy, bảo đảm cho hụ hấp của hạt được bỡnh thường. Ngược lại, hạt sẽ tiờu hao nhiều chất dự trữ để bự vào năng lượng thiếu hụt do oxy húa gluxit khụng hoàn toàn. Mặt khỏc nếu thiếu oxy hạt sẽ hụ hấp yếm khớ và thải ra cỏc sản phẩm trung gian như andehyt, ete, rượu và cỏc axit hữu cơ. Cỏc chất này nếu khụng kịp thời loại bỏ khỏi khối hạt sẽ ảnh hưởng xấu tới nẩy mầm của hạt làm giảm chất lượng malt sau này.
Ngõm hạt cú thể tiến hành theo nhiều phương phỏp khỏc nhau nhưng cần đảm bảo cỏc yờu cầu sau:
- Sau khi ngõm hạt phải cú độ ẩm 40 ữ 46%
- Cung cấp oxy và thải khớ cacbonic cựng cỏc chất khỏc để khụng ảnh hưởng tới sự mọc mầm của hạt.
Hạt nẩy mầm bỡnh thường ở độ ẩm 40 ữ 46%. Nếu nhiệt độ thấp, hoạt động sống của hạt xảy ra chậm, enzim được tớch tụ ớt. Ngược lại khi độ ẩm quỏ lớn mầm cũng chậm phỏt triển, cũn rễ lại mọc nhanh và nhiều dẫn đến tiờu hao chất dinh dưỡng và tỏa nhiệt mạnh.
Quỏ trỡnh nước thấm vào hạt tuõn theo định luật khuếch tỏn và thẩm thấu. Khi ngõm hạt trong nước sẽ tạo ra chờnh lệch nồng độ giữa bờn trong và bờn ngoài hạt. Nhờ đú nước bắt đầu thấm qua lớp vỏ. Ngoài cựng là vỏ trấu cấu tạo từ những tế bào dày khụng thấm nước. Do
147 đú lỳc đầu nước thấm vào hạt chỉ thụng qua hai đầu (nhất là đầu hạt cú rõu) nơi khụng cú vỏ trấu bao bọc, tiếp đú nước được vỏ quả và vỏ hạt hấp thụ, dần dần lan khắp phụi và nội nhũ.
Lớp vỏ quả và vỏ hạt cú tớnh chất như màng bỏn thấm, cú nhiệm vụ cho nước thấm qua và giữ lại cỏc chất khoỏng trong hạt. Theo thời gian ngõm, một phần cỏc chất cấu thành vỏ trấu hũa tan dần, làm cho vỏ trấu cú khả năng cho nước thấm qua. Nhờ đú nước thấm qua toàn bộ bề mặt chứ khụng khụng chỉ dọc theo hạt như ban đầu.
Vỏ hạt càng mỏng hạt hỳt nước càng nhanh nhưng sự phõn bố nước trong hạt khụng đồng đều. ở nội nhũ độ ẩm luụn cao hơn so với vỏ hạt. Ngay trong cỏc phần của nội nhũ, độ ẩm cũng khụng giống nhau. Vớ dụ đối với đại mạch độ ẩm 47,1% thỡ độ ẩm ở phần giữa là 38,3%, ở đầu xa phụi là 39,1% cũn ở gần và bờn trong phụi độ ẩm đạt tới 68 ữ 75%.
Tốc độ hỳt ẩm của hạt phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ ngõm. Điều đú thể hiện ở bảng sau:
Thời gian ngõm (giờ) % độ ẩm đạt ở nhiệt độ ngõm 10oC 15,6oC 21,5oC 0 16 40 68 87 112 13,1 29,5 36,4 39,2 41,4 43,3 13,1 32,8 39,3 42,5 44,0 46,0 13,1 34,2 42,1 44,9 46,7 48,2
Ngõm ở nhiệt độ cao thỡ rỳt ngắn được thời gian nhưng nhiệt độ nước ngõm khụng nờn quỏ cao vỡ sẽ ảnh hưởng xấu đến đời sống của hạt nhất là nội nhũ. Nhiệt độ càng cao thỡ độ hũa tan của oxy càng kộm. Mặt khỏc ở nhiệt độ cao hoạt động của tạp khuẩn trong khối hạt sẽ mạnh mẽ và càng tiờu tốn oxy. Kết quả là dẫn đến thiếu oxy cho hụ hấp của hạt. Điều này đó được chứng minh bằng thực nghiệm của Ca-u-e
Thời gian ngõm (phỳt) Lượng oxy trong một lớt nước (mg) ở ngày đầu ở ngày 2 - sau thay nước 0 15 30 45 60 9,12 5,12 4,00 3,36 1,12 9,65 5,96 2,60 1,16 0,54
ở cỏc nước chõu Âu dựng đại mạch để sản xuất malt (chế phẩm amylaza) người ta thường ngõm ở nhiệt độ 12 ữ 180C. khi ngõm ở nhiệt độ cao cần thay nước liờn tục đồng thời sục khớ liờn tục. Đối với hạt khú thấm nước như kờ, người ta tiến hành ngõm ở nhiệt độ 25 ữ35oC. trong thời gian ngõm do hỳt nước và trương nở thể tớch khối hạt tăng khoảng 40 ữ 45%. Từ trạng thỏi cứng và giũn hạt trở nờn mềm và dẻo hơn.
Sự tăng độ ẩm làm cho hoạt động sống của hạt mạnh hơn trước hết là hụ hấp tăng nhanh. Theo số liệu của giỏo sư Vờxờlụp 1kg đại mạch khi ngõm ở 20oC sẽ thải ra lượng CO2 như sau:
Thờ gian ngõm (giờ) Lượng CO2 thải ra (mg) 5 10 15 20 50 240 460 710
25 30 35 40 960 1300 1640 2010
Trong 5 giờ đầu, lượng CO2 thải ra là 50mg, đũi hỏi lượng oxy tương ứng là 36,6mg hay 7,3mg/giờ. Từ giờ thứ 20 đến giờ thứ 25 lượng CO2 thải ra là (960-710) = 250mg, do đú cần lượng oxy tương ứng là 183mg hay 36,6mg/giờ. ở điều kiện thớ nghiệm, 1 lớt nước chứa 9,17mg oxy. Nếu khụng thay nước liờn tục thỡ hạt sẽ chuyển sang hụ hấp yếm khớ và thải ra rượu, anđehyt, ete và axit hữu cơ làm ảnh hưởng xấu đến đời sống nội nhũ và cú thể dẫn đến làm hỏng hạt, mất khả năng nẩy mầm. Vỡ thế ngay khi lỳc bắt đầu ngõm hạt cần tạo điều kiện cho hụ hấp của hạt được bỡnh thường. Một trong những sản phẩm thải ra trong hụ hấp yếm khớ là rượu etylic, ngay ở nồng độ rất thấp đó ảnh hưởng xấu đến nẩy mầm của hạt. Theo số liệu của U-ri-o và sapụn, trong nước ngõm chứa 0,1% rượu đó ảnh hưởng xấu đến phỏt triển sinh lớ của hạt và khi nồng độ đạt 0,8% sẽ kỡm hóm hoàn toàn đời sống của hạt. Trong nước ngõm luụn cú một lượng rượu thường vào khoảng 0,01 ữ 0,02 g/100g hạt. Để hạn chế những biến đổi cú hại trong quỏ trỡnh ngõm, tạo điều kiện tốt cho quỏ trỡnh nảy mầm và tớch tụ enzim, hiện nay người ta thường ngõm hạt trong dũng khụng khớ và nước liờn tục. Theo phương phỏp này khối hạt đang ngõm luụn luụn được đảo trộn bằng ỏp lực khụng khớ, cỏc sản phẩm thải ra do hụ hấp của hạt theo nước ra khỏi thựng ngõm liờn tục. Kết quả nghiờn cứu ngõm theo phương phỏp này khụng những nõng cao hoạt độ amylaza của thúc mầm mà cũn rỳt ngắn được thời gian ngõm (từ 76 cũn 56 giờ) và ươm mầm (7 ữ 8 ngày cũn 5 ữ 6 ngày).
Tựy thuộc chế độ ngõm và độ cứng của nước trong thời gian ngõm cú khoảng 0,5 ữ 1% chất khụ của hạt hũa tan vào nước. Trong đú 1/3 là muối khoỏng và 2/3 là chất hữu cơ (đường, pentozan, nitơ, tanin và chất đắng của hạt).
Ươm mầm nhằm mục đớch tớch tụ và giải phúng enzim, biến chỳng từ trạng thỏi nằm yờn sang trạng thỏi hoạt động, hũa tan cỏc chất màng ngăn cỏch giữa và thành tế bào nội nhũ, cung cấp chất dinh dưỡng cho phỏt triển của phụi và cõy non, đồng thời hạn chế đến mức thấp nhất tổn thất chất khụ do hụ hấp của hạt.