CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về gạo lứt Gạo lứt (còn gọi là gạo rằn hay gạo lật) là loại gạo được xay bỏ lớp vỏ trấu, không xát bỏ lớp cám. Gạo lứt được đánh giá là nguồn thực phẩm có tác dụng rất tốt cho sức khỏe con người.
Thành phần của gạo lứt gồm có tinh bột, protein, lipit, giàu chất xơ, nhóm các vitamin B (B1, B2, B3, B5, B6), các thành phần khoáng như sắt, canxi, selen, magie, mangan, các nguyên tố vi lượng như paraaminobenzoic (PABA), gamaaminobutyric acid (GABA). Lớp cám của gạo lứt còn chứa chất dầu đặc biệt có tác dụng điều hòa huyết áp, giảm cholesterol xấu, ngăn ngừa các bệnh về tim. Tuy nhiên, gạo và các sản phẩm từ gạo của Việt Nam mặc dù xuất khẩu với số lượng lớn, nhưng giá thành xuất khẩu luôn đạt thấp hơn so với khu vực do chất lượng sản phẩm còn đạt thấp. Nguyên nhân chủ yếu là do chất lượng gạo của Việt Nam chưa cao, chưa có sự đa dạng hóa các sản phẩm từ gạo, các sản phẩm chế biến từ gạo chủ yếu được sản xuất dưới dạng tiểu thủ công nghiệp.
Trong các sản phẩm gạo của Việt Nam, gạo lứt được coi là loại gạo giàu chất dinh dưỡng nhất với nhiều công dụng khác nhau. Gạo lứt và các sản phẩm từ gạo lứt hiện đang được quan tâm nhiều tại thị trường Việt Nam và chủ yếu vẫn được sử dụng ở dạng gạo nấu, dùng cho nhóm đối tượng ăn thực dưỡng, ăn chay, nhóm người bệnh ăn kiêng, do đặc điểm khó sử dụng của chúng. Một số công ty đã nghiên cứu sản xuất một số sản phẩm từ gạo lứt như trà gạo lứt, bột gạo lứt nảy mầm, phở gạo lứt, bánh đa gạo lứt… nhằm đa dạng hóa sản phẩm từ gạo lứt. Tuy nhiên, phương pháp sử dụng gạo lứt để nấu cơm, hay sản xuất các sản phẩm đơn giản trên từ gạo lứt chưa 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thực sự nâng cao được giá trị sử dụng cũng như giá trị kinh tế của gạo lứt, nguồn nông sản có giá trị chức năng cao, tốt cho sức khỏe con người.
Thành phần hóa học và dinh dưỡng của hạt lúa - gạo lứt Bảng 1. Thành phần hóa học trong từng phần của hạt lúa [5] Thành Tinh Chất Các chất Protein Đường Cellulose Pentose Tro phần bột béo khác Hạt 10,07 59,00 4,43 2,76 8,10 2,24 2,18 1,22 Nội nhũ 12,91 79,56 3,54 0,15 2,72 0,67 0,45 - Phôi 41,30 Rất ít 25,12 2,46 9,74 15,04 6,31 0,03 Vỏ và lớp 21,70 Rất ít 4,18 16,20 32,56 7,78 10,51 0,07 aleurone (Nguồn: Lê Ngọc Tú và ctv, 2004) Thành phần dinh dưỡng của gạo lứt và gạo xát có sự thay đổi trong quá trình xay xát. So sánh thành phần của gạo lứt và gạo xát [5] Tên các chất Gạo lứt Gạo xát Protein (g/100g) 7,1 – 8,3 6,3 – 7,1 Chất béo (g/100g) 1,6 – 2,8 0,3 – 0,5 Chất xơ nguyên (g/100g) 0,6 – 1,0 0,2 – 0,5 Cacbonhydrate (g/100g) 73 – 87 77 – 89 Vitamin B1 (mg/100g) 2,9 – 3,9 0,7 – 2,3 Vitamin B2 (mg/100g) 0,29 – 0,61 0,02 – 0,11 Niacin (mg/100g) 0,04 – 0,14 0,02 – 0,06 Alpha-tocophral (mg/100g) 3,5 – 5,3 1,3 – 2,4 Calcium (mg/100g) 0,9 – 2,5 0,075 – 0,3 Phospho (g/100g) 10 – 50 10 – 30 Phytin (g/100g) 0,17 – 0,43 0,08 – 0,15 Fe (mg/100g) 0,2 – 5,2 0,2 – 2,8 Zn (mg/100g) 0,6 – 2,8 0,6 – 2,3 Thành phần hóa học của hạt thay đổi khá rõ rệt tùy theo giống lúa, chân ruộng, phân bón, kỹ thuật canh tác, điều kiện khí hậu, thời tiết từng vụ… Nhưng nhìn 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com chung, thóc gạo có các thành phần như nước, glucid, protein, cellulose, lipid, vitamin, khoáng vô cơ và các enzyme. Các thành phần hóa học của hạt lúa phân bố không đồng đều trong các phần của hạt nên khi chế biến cần tách những phần không có hoặc ít chất dinh dưỡng, đồng thời tận dụng hợp lý những sản phẩm phụ còn nhiều chất dinh dưỡng [5][6][7].
Nước Nước là một thành phần quan trọng của thóc gạo. Lượng nước trong hạt ở dạng: tự do và liên kết. Lượng nước tự do trong thóc gạo tính bằng phần trăm gọi là thủy phần của thóc gạo. Thóc gạo càng chín, thủy phần càng giảm dần.
Giai đoạn lúa bắt đầu chín, thủy phần chiếm khoảng 65- 70%, nhưng sang giai đoạn lúa chín hoàn toàn, thủy phần giảm xuống chỉ còn 16- 21%.[5] Thủy phần của thóc có liên quan chặt chẽ và ảnh hưởng trực tiếp đến sự thay đổi về chất lượng của thóc gạo trong quá trình bảo quản. Glucid Glucid hay còn gọi là carbonhydrate. Glucid là thành phần chủ yếu và chiếm tỷ lệ cao nhất trong thành phần hạt thóc. Glucid của hạt thóc gồm các monosaccharide (glucose, fructose) và disaccharide (saccharose).
Các chất đường này thường tập trung ở nội nhũ của hạt. Ngoài ra, glucid của thóc gạo còn có các polysaccharide tinh bột, cellulose và hemicellulose.[5] Tinh bột là thành phần chính của nội nhũ hạt gạo. Thành phần carbonhydrate không phải tinh bột trong cám và phôi cao hơn nội nhũ. Gạo lứt chứa khoảng 75% carbonhydrate và chiếm khoảng 85- 90% chất khô của gạo.
Hàm lượng amylose khoảng 12- 35% trong gạo thường. Gạo nếp có hàm lượng amylopectin cao nên khi nấu sẽ dẻo. Tinh bột của thóc gạo được tạo ra từ amylose và amylopectin. Tinh bột của gạo tẻ có khoảng 17% amylose và 83% amylopectin.
Thóc nếp chứa nhiều amylopectin hơn gạo tẻ, hạt gạo trong thường chứa nhiều amylospectin hơn hạt gạo dài. Tinh bột là một loại polysaccharide, cấu tạo bởi phân tử amylose, dây thẳng (gồm các gốc α-D-glucose liên kết với nhau nhờ liên kết 1,4-glucoside có phân tử 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com lượng khoảng 100.000 Da) và phân tử amylopectin, dây phân nhánh (α-D- glucose liên kết với nhau nhờ liên kết 1,4-glucoside và liên kết 1,6-glucoside có trọng lượng phân tử tới 400. [5] Tinh bột trong phôi nhũ có thể chia thành 2 vùng: vùng cận aleurone và vùng trung tâm. Có 3 dạng protein gắn ở trên màng, thuộc vùng cận aleurone nhưng chỉ có một dạng protein gắn ở vùng trung tâm.
Những tinh thể protein hình cầu cực bé trong vùng cận aleurone có đường kính 0,5-0,75µm. Những tinh thể protein lớn hơn, hình cầu trên cả hai vùng, có đường kính 1- 2µm. Tinh thể protein ở vùng cận aleurone bị phân giải bởi pepsin và protease. Loại hình thứ ba của protein ở vùng cận aleurone là “crytasalline”, có đường kính 2- 3,5µm, bị loại thải bởi pepsin nhưng đôi khi lại kháng lại protease trong những điều kiện về pH.
[12] Vùng trung tâm là những hạt tinh bột hình đa giác, có kích thước 3- 9µm. Độ cứng của phôi nhũ khác nhau tùy theo giống lúa. Độ cứng của tinh bột được đo bằng giá trị Vicker microhardness (kg/mm2). Tinh bột tự nhiên được giữ trong hạt tinh bột.
Hạt tinh bột có đa diện, đường kính khoảng 2- 10µm. Hạt tinh bột có cấu trúc lớp, trong mỗi lớp các phân tử amylose và amylopectin xếp xen kẽ với nhau theo hướng hướng tâm. Ở bề mặt hạt tinh bột còn có một ít protein, chủ yếu là các enzyme tổng hợp tinh bột. Cellulose và hemicellulose là hai hợp phần chủ yếu có trong vỏ trấu và một phần có trong lớp vỏ quả (lớp aleurone).
Chúng là những chất có liên quan chặt chẽ đến chỉ tiêu chất lượng thóc gạo. Vì đây là những phần mà con người không thể tiêu hóa được. Đường tự do trong hạt thóc chủ yếu là saccharose, ngoài ra còn có một ít rafinose, glucose, fructose. Protid Hàm lượng protid của thóc gạo thay đổi trong một khoảng khá rộng từ 5,6- 18,2%.
Thóc gạo ở Việt nam có hàm lượng protid chỉ chiếm khoảng 6- 12% nhưng lại chứa đầy đủ các acid amin cần thiết không thể thay thế được. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tỷ lệ các protein của các bộ phận trong hạt gạo [5] Đơn vị: % trong tổng số protein Thành phần Albumin Globulin Promalin Glutelin Gạo lứt 5- 10 6- 10 3- 6 70- 80 Phôi 24 14 8 54 Cám 37 39 5 22 Gạo xát 5 9 3 83 Trong lúa gạo, protid chủ yếu được chứa trong phôi (lớp aleurone). Còn trong nội nhũ, protid chỉ tồn tại ở dạng dự trữ.
Protid của lúa gạo gồm 4 nhóm prtotein, trong đó chủ yếu là nhóm glutelin (chiếm 75- 85%), còn các nhóm albumin, globulin, promalin chiếm tỷ lệ không đáng kể. Lipid Trong lúa gạo, hàm lượng chất béo rất nhỏ và tập trung ở lớp cám, aleurone và phôi hạt với hàm lượng chiếm trên 2%. Lipid tồn tại ở dạng các chất béo không no bao gồm acid oleic (43,2%), acid linoleic (30,6%) và acid béo no như palmitic (15,5%) và lượng nhỏ các acid béo khác như acid stearic, acid miristis, acid linostearic… Trong thành phần chất béo còn có lượng nhỏ photpho. Do đặc điểm trên nên trong quá trình bảo quản, nếu gặp điều kiện nhiệt độ cao kèm theo thủy phần của thóc gạo cao, quá trình oxy hóa chất béo vẫn dễ dàng xảy ra biến chất và làm hư hỏng thóc gạo.
Chất khoáng [16] Các chất khoáng vô cơ tập trung ở vỏ trấu, hạt và phôi. Chất khoáng nhiều nhất trong vỏ trấu là silic (Si), trong phôi hạt là photpho (P), kali (K), magie (Mg). Lượng photpho trong hạt lúa tồn tại chủ yếu dạng phytin (83%) và ở dạng nucleotic (13%). Vitamin [16] Trong lúa gạo, thành phần vitamin chủ yếu là các vitamin tan trong nước, còn các vitamin tan trong chất béo chỉ có một lượng không đáng kể.
Trong các nhóm 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tan trong nước, chứa nhiều nhất là B1, kế đến là vitamin B2 và B6, PP, B12… và vitamin H. Phần lớn lượng vitamin tập trung ở lớp vỏ hạt, lớp aleurone và phôi hạt. Phần nội nhũ hạt chứa lượng vitamin rất ít. Vitamin là thành phần dễ mất trong quá trình chế biến và bảo quản lúa hạt.
Phần nội nhũ hạt chứa rất ít vitamin. Vitamin là thành phần dễ mất trong quá trình chế biến và bảo quản lúa gạo. Thành phần vitamin trong các loại gạo [5] Đơn vị: mg/kg chất khô Các loại vitamin Gạo lứt Gạo xát Cám Caroten 0,13 Vết 4,2 Thiamin (B1) 2,4 0,35 11,5 Riboflavin (B2) 0,57 0,33 3,0 Niacin (PP) 51 13,7 52,3 Pyridixin (B6) 1,6 1,2 10,3 Pantothenic acid 6,6 3,4 45,0 Biotin 0,066 0,025 0,16 Vitamin B12 0,0005 0,0016 0,005 Vitamin E 13,1 Vết 149,2 1. Enzyme Hầu hết các quá trình xảy ra trong tế bào sống, kể cả trong hạt đều tiến hành dưới tác dụng của các enyme giữ một vai trò quan trọng trong mọi hoạt động sống.
Trong thóc gạo có nhiều loại enzyme như; catalase, amylase, lipase, oxidase, peroxidase và các loại enzyme khác.