Đặt vấn đề Lương thực giữ một vai trò quan trọng trong đời sống con người và trong chăn nuôi gia súc. Tổng sản lượng lương thực của toàn thế giới hiện nay vào khoảng 513 triệu tấn/năm. Trong đó tổng sản lượng gạo toàn cầu năm 2017-2018 khoảng 481,3 triệu tấn [2]. Lương thực cung cấp trên 75% năng lượng dùng cho hoạt động sống của con người và gia súc.
Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lương thực chủ yếu. Theo tổng cục thống kê sản lượng lúa gạo năm 2016-2017 đạt 27,55 triệu tấn, giảm 421 nghìn tấn [2]. Về xuất khẩu, trong năm 2017 đã xuất khẩu 5,83 triệu tấn gạo, thu về 2,63 tỷ USD [2]. Bên cạnh sự gia tăng sản lượng lúa của cả nước , nhu cầu cung cấp lúa cho sinh hoạt, sản xuất cũng tăng cao.
Việc bảo quản và chế biến lúa càng cần phải quan tâm và phát triển hơn nữa để đảm bảo cung cấp đủ cho nhu cầu con người đồng thời cung cấp đủ cho mạng lưới sản xuất. Với nước ta hiện nay, công tác bảo quản và chế biến nông sản sau thu hoạch đã và đang được nghiên cứu ứng dụng. Nhưng do những mặt hạn chế về kinh tế, nhân lực, cơ sở vật chất kỹ thuật., nên sự thiệt hại trong quá trình bảo quản dự trữ cũng là một con số đáng kể. Đối với ngũ cốc, tổn thất sau thu hoạch ở các nước phát triển ước tính khoảng 25%, có nghĩa là ¼ lượng lương thực sản xuất đã không bao giờ tới được đích là người tiêu dùng, cũng có nghĩa là ngần đó công sức và tiền của đã vĩnh viễn mất đi [6].
Năm 1995, Tổ chức Nông nghiệp và Lương thực Thế giới (FAO) đã thống kê thiệt hại toàn cầu về lương thực chiếm từ 15-20% sản lượng, giá trị khoảng 130 tỷ USD ở thời điểm đó [6]. Dự trữ gạo đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc dự trữ mặt hàng chiến lược của đất nước, có nhiệm vụ dự trữ lương thực để cứu hộ khi đất h 2 nước gặp khó khăn như thiên tai, lũ lụt, mất mùa., bảo đảm an ninh quốc phòng, tham gia bình ổn giá cả và làm nghĩa vụ quốc tế khi cần thiết. Trong nhiều năm qua công ty cổ phần lương thực Thái Nguyên thường bảo quản thóc theo phương pháp cổ truyền là thóc đổ rời trong các kho được kê lót bằng tre, trấu, cót. Tuy nhiên phương pháp này có nhiều hạn chế: chất lượng hạt thóc giảm, dễ bị các côn trùng, vi sinh vật ăn hại và các chất thải của chúng làm giảm chất lượng, số lượng và giá trị thương phẩm của hạt, tỷ lệ hao hụt lớn, trong quá trình bảo quản người thủ kho thường xuyên phải cào, đảo vất vả và rất tốn công sức, ngoài ra việc sử dụng hóa chất diệt côn trùng gây ô nhiễm môi trường và độc hại với người lao động.
Trong những năm gần đây công ty cổ phần lương thực Thái Nguyên đã áp dụng phương pháp bảo quản thóc đổ rời trong điều kiện áp suất thấp để hạn chế đến mức thấp nhất các nhược điểm của phương pháp cổ truyền. Tuy nhiên trong quá trình bảo quản không tránh khỏi những biến đổi về cảm quan, sinh hóa và sinh lý. Để tăng thời gian bảo quản gạo và nâng cao chất lượng gạo sau bảo quản, tôi nghiên cứu đề tài: “Hoàn thiện quy trình bảo quản gạo bằng phương pháp bảo quản kín có nạp khí N2 tại Công ty cổ phần lương thực Thái Nguyên” 1. Mục đích nghiên cứu Hoàn thiện được quy trình bảo quản gạo bằng phương pháp bảo quản kín có nạp khí N2 để kéo dài thời gian bảo quản.
Yêu cầu - Xác định được chất lượng gạo trước khi bảo quản - Xác định được chất lượng gạo sau khi bảo quản bằng phương pháp nạp khí N2 - Hoàn thiện quy trình bảo quản gạo nạp khí N2 h 3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Nguồn gốc, cấu tạo của hạt gạo 2. Nguồn gốc và phân loại của lúa gạo Lúa là nguồn lương thực chính của gần một nửa số dân trên trái đất. Lúa được trồng nhiều ở Đông Nam Châu Á.
Về diện tích canh tác, lúa đứng hàng thứ hai sau lúa mì, nhưng năng suất của lúa nước lại cao nhất. Theo nhiều nguồn tài liệu thì cây lúa có nguồn gốc ở vùng Đông Nam Châu Á từ hơn 3.000 năm trước công nguyên [5]. Đến nay, rất nhiều nước trên khắp các châu lục đều trồng lúa, đặc biệt ở châu thổ các sông lớn thuộc các vùng khí hậu ôn đới và nhiệt đới. Cấy lúa thuộc họ cây thân thảo (graminae) và có tới trên 20 loại khác nhau.
Phổ biến nhất và có ý nghĩa kinh tế lớn hơn cả là loại lúa nước (Oriza sativa). Lúa nước lại được chia làm hai loại là lúa ngắn hạt (O.S brevis) và lúa hạt bình thường (O. Lúa nước hạt bình thường là loại phổ biến hơn cả và đã tồn tại đến ngày nay. Lúa nước hạt bình thường gồm có 2 nhánh.
Thứ nhất là nhánh Ấn Độ (O.C Indica) có dạng hình hạt thon dài, tỉ lệ chiều dài so với chiều rộng hạt vào khoảng từ 3. Loại thứ hai là nhánh Nhật Bản (O.Japonica) có dạng hình hạt hơi bầu, tỉ lệ chiều dài so với chiều rộng hạt vào khoảng từ 1,4/1,0 đến 1,9/1,0 (hình 2. Theo đặc điểm sinh vật học và quá trình diễn biến thì lúa thuộc họ Poaceae, chi Oryza, loài Oryza-sativa L. Chi Oryza có 23 loài trong đó có hai loài lúa trồng là Oryza phổ biến ở Châu Á và Oryza glaerrima phổ biến ở Tây Phi (Oka, 1958).
Oryza sativa có 3 loài phụ là Indica (lúa tiên), Japonica (lúa cánh), và Jivanica (lúa bù lu). Indica là loại hình lúa được trồng ở các vùng h 4 nhiệt đới, Japonica là lúa được trồng ở vùng ôn đới, còn loại hình trung gian Javanica là Japonica nhiệt đợi (Glaszman, 1987) [8]. Sơ đồ phân loại lúa nước Cây lúa Việt Nam (Oryza-sativa L) còn được gọi là lúa Châu Á vì nó được thuần hóa từ lúa dại từ 3 trung tâm đầu tiên ở Châu Á: Assam (Ấn Độ), biên giới Thái Lan – Myanma. Và Trung Du tây bắc Việt Nam.
Theo đặc điểm lúa trồng Việt Nam thì chủ yếu là các giống Indica [1]. Cấu tạo của hạt lúa Lúa là loại hạt lương thực có vỏ trấu bao bọc, đầu của vỏ trấu có râu. Râu lúa có thẻ dài hoặc ngắn tùy theo giống và điều kiện sinh trưởng của cây. Ở cuống của vỏ trấu có mày.
Màu sắc của vỏ trấu cũng khác nhau tùy theo giống lúa và điều kiện môi trường, thường có màu vàng nhạt, vàng nâu hoặc nâu đen. Tỉ lệ của vỏ trấu so với khối lượng toàn hạt dao động trong phạm vi khoảng từ 10 đến 35%, thông thường là 17 – 23% [5]. Tiếp theo lớp vỏ trấu đến lớp vỏ hạt. Vỏ hạt là lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, có màu trắng đục hoặc đỏ cua.
Cấu tạo từ ngoài vào gồm có quả bì, h 5 chủng bì và tầng alơron. Trung bình lớp vỏ hạt chiếm 5,6 – 6,1% khối lượng hạt gạo lật (hạt thóc sau khi tách lớp vỏ trấu) [17]. Lớp alơron có thành phần cấu tạo chủ yếu là protit và lipit. Khi xay xát nếu còn sót lại nhiều trong gạo sẽ làm cho gạo dễ bị oxy hóa gây chua gạo hoặc ôi khét do lipit bị oxy hóa.
Sau lớp vỏ hạt là nội nhũ chiếm tỉ lệ 65 -67%. Đây là thành phần chính và chủ yếu nhất của hạt thóc. Trong nội nhũ chủ yếu là gluxit, chiếm tới 90% lượng gluxit toàn hạt [17]. Phôi nằm ở góc dưới nội nhũ, nó chiếm tỉ lệ 2,2 – 3%.
Phôi chứa nhiều protit, lipit, vitamin (vitamin B1 trong phôi chiếm tói 66% lượng vitamin B1 của toàn hạt thóc) [17]. Hạt lúa có kích thước chiều dài khoảng từ 4,5 đến 10,0mm (không kể râu). Chiều rộng từ 1,2 đến 3,5mm. Chiều dày từ 1,0 đến 3,0mm.
Khối lượng của 1000 hạt vào khoảng 16 – 38g [5]. Thành phần hóa học của hạt lúa Thành phần hóa học của hạt lúa gồm chủ yếu là tinh bột, protein, xeluloza. Ngoài ra trong hạt lúa còn chứa một số chất khác với hàm lượng ít hơn so với ba chất kể trên như đường, tro, lipit, vitamin…. Thành phần hóa học của hạt lúa phụ thuộc vào giống, đất đau trồng trọt, khí hậu và độ lớn của bản thân hạt lúa.
Cùng chung điều kiện trồng trọt và sinh trưởng, cùng một giống thóc nhưng trồng ở các địa phương khác nhau thì thành phần hóa học cũng không giống nhau (bảng 2. Thành phần hóa học của hạt lúa Hàm lượng các chất (%) Thành phần hóa học Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Protein* 6,66 10,43 8,74 Tinh bột 47,70 68,00 56,20 Xenluloza 8,74 12,22 9,41 Tro 4,68 6,90 5,80 Đường 0,10 4,50 3,20 Chất béo 1,60 2,50 1,90 Dextrin 0,80 3,20 1,30 (Nguồn: Theo vi.org/lúa) Các gluxit Các gluxit của lúa ngoài tinh bột là thành phần chủ yếu còn có đường xenluloza, hemixenluloza, dextrin. Tinh bột lúa thuộc loại tinh bột phức tạp, qua kính hiển vi thấy mỗi hạt tinh bột lại gồm nhiều hạt nhỏ. Kích thước rất nhỏ, có thể nói là nhỏ nhất trong các tinh bột lương thược (3 - 8µm).
Thành phần cấu tạo tinh bột lúa tẻ khoảng 17% amiloza và 83% amylopectin, do đó khi nấu chín gạo nếp dẻo và dính hơn gạo tẻ. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bộ lúa khoảng 65 - 70ºC [5]. Protein Protein của lúa gồm chủ yếu là globulin và glutelin (orizein), ngoài ra còn có một ít lowcozin và prolamin (xem bảng 2. Glutein tập trung nhiều ở nội nhũ, còn trong cám thì chứa nhiều globulin và lơcozin hơn trong gạo, nghĩa là globulin và lơcozin chủ yếu phân bố ở các lớp vỏ trong, vỏ ngoài, lớp alơron và phôi hạt.
Hàm lượng các loại protein của lúa [5] Loại Hàm lượng nitơ (%) Dung môi hòa tan protein Lúa Gạo xát Cám Nước cất Dung dịch NaCl Lơcozin 10,00 5,84 17,45 10% Globulin 22,10 14,17 36,85 Rượu 60 – 80% Prolamin 4,30 9,17 4,38 Dung dịch NaOH Glutelin 63,80 79,90 40,59 2% (Nguồn: vaas.vn/Kien_thuc/Caylua/01/02_giatridinhduong) Trong protein của lúa có chứa hầu hết các axit amin không thay thế.3 Thành phần các axit amintrong protein của gạo xay (gạo lật) (theo % protein) [5] Axit amin Hàm lượng Axit amin Hàm lượng Triptophan 1,08 Valin 6,99 Treomin 3,92 Acginin 5,76 Izolơxin 4,69 Histidin 1,68 Lizin 3,95 A.glutamic 13,69 Xictin 1,36 Glyxin 6,84 Penylalanin 5,03 Prolin 4,84 Tỉozin 4,57 Xerin 5,08 Lơxin 8,61 Alanin 3,56 (Nguồn: Giáo trình công nghệ bảo quản và chế biến lương thực – NXB Hà Nội) Chất béo Chất béo trong hạt lúa chủ yếu tập trung ở phôi và lớp alơron. Trong thành phần chất béo của lúa có 3 axit chính, đó là axit oleic, axit linoleic và h 8 axit palmitic (xem bảng 2. Các axit béo khác như axit stearic, axit meristic, axit arakhic, axit linosteric có với hàm lượng rất nhỏ.