CHƯƠNG 1. Tổng quan về cây lúa 1. Giới thiệu về cây lúa (Trần Thị Thu Trà, 2007, Công nghệ bảo quản và chế biến lương thực; Đỗ Huy Bích và cộng sự, 2003, Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam) Họ (Family): Poaceae/Gramineae Phân họ (Subfamily): Oryxoideae Tộc (Tribe): Oryzeae Chi (Genus): Oryza Loài (Species): Oryza Sativar L Cây lúa thuộc họ hòa thảo, rễ chùm, có hình dáng thân cỏ mềm do các lá lúa bọc lại, cao 0.5m, sống hàng năm ở đất (lúa nương – riz de montagne) hoặc ở nước (lúa nước – riz fluvial, riz aquatique). Cây lúa gồm có 5 bộ phận: Rễ lúa Rễ lúa gồm 3 phần (biểu bì, lớp vỏ, trung trụ) Ngoài lớp biểu bì có lông hút tự do, tế bào biểu bì kéo dài ra ngoài màng thành.
Trong biểu bì là ngoại bì đến các tế bào thành dày, tế bào mỏng, tiếp tới trung trụ là nội bì, trong cùng là nhân trung trụ có những ống dẫn nhựa. Số lượng rễ nhiều hay ít tùy theo vị trí các mắt thân khác nhau, biến động từ 5 – 6 đến 20 rễ một mắt, tất cả các rễ hợp lại thành chùm, có bụi rễ gồm 500 – 800 rễ. Lá lúa Thuộc đơn tử diệp, lá mọc ở hai bên thân lúa, mỗi vòng thân có hai lá, lá gồm nhiều phiến lá, bẹ lá, gối lá, tai lá, gân lá song song. Phiến lá gồm biểu bì mạch dẫn lớn, mạch dẫn nhỏ, mô đồng hóa, mô cơ giới, giữa là những khoảng trống.
Mặt ngoài có không khí và lông tơ. Nhánh lúa Nhánh lúa là cây lúa non mọc từ mầm nhánh trên thân cây mẹ, đó là nhánh lúa có đủ rễ, thân, lá và có thể sống độc lập, trổ bông kết hạt được. 1 do an Thân lúa Thân lúa có nhiệm vụ giữ cho thân đứng vững, tích lũy, vận chuyển các chất trong cây. Tuy vậy, thời kỳ đầu thân lúa nằm sát mặt đất, các mắt đối sít nhau nên thân bên trên chỉ là thân già.
Bông lúa Bông lúa gồm trục bông, gié cấp 1, gié cấp 2 và hoa. Trung bình một bông có 7 – 10 gié cấp 1, 15 – 20 gié cấp 2, 80 – 150 hao tức là những hạt lúa. Bông lúa có nhiều dạng: bông cong nhiều, bông cong ít, bông có nhiều gié, bông gié xòe, bông gié chụm, bông có mật độ dày, bông có mật độ thấp. Bông lúa thuộc loại hoa đỉnh, gồm vỏ trấu ngoài,vỏ trấu trong, mày hoa, 1 nhị cái có 2 vòi và 6 nhị đực, có bao phấn trên đầu.
Phân bố sinh thái (Đỗ Huy Bích và cộng sự, 2003, Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam) Hiện nay, lúa gạo là cây lương thực được trồng rộng rãi khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới từ Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ đến cả Châu Đại Dương. Người ta đã xác định lúa là nhóm cây có biên độ sinh thái rộng. Cây được trồng ở vành đai từ 530 vĩ tuyến Bắc (vùng Mohor Bắc Trung Quốc) đến 350 vĩ tuyến Nam (vùng New South Wales – Australia). Lúa được trồng chủ yếu ở các vùng đồng bằng và trung du, cũng có nhiều giống lúa được trồng ở vùng cao 1500m (ở Sa Pa, Lào Cai) hay 2300m ở vùng Himalaya thuộc Ấn Độ.
Ánh sáng là nhân tố sinh thái quan trọng nhất đối với cây lúa. Ngoài ra, với đặc điểm là lá rất nhiều, hình dài và mọc đứng, cây lúa có hiệu quả quang hợp tối ưu. Sau ánh sáng, nhiệt độ cũng là nhân tố sinh thái quan trọng đối với cây lúa. Nhiệt độ thích hợp cho mọi giống lúa sinh trưởng phát triển mạnh là 210C - 380C.
Ở thời kỳ ra hoa kết quả, cây đặc biệt nhạy cảm với điều kiện nhiệt độ thấp. Hơn nữa, nước cũng là một nhân tố không thể thiếu được trong đời sống của cây lúa. Đối với những giống lúa trồng cạn ở vùng núi, mặc dù có khả năng chịu hạn cao, nhưng vào thời kỳ sinh trưởng mạnh thì vẫn phải cần có mưa. Lúa thuộc nhóm cây trồng ngắn ngày nên có tốc độ sinh trưởng phát triển nhanh.
Hạt lúa ngâm trong nước sẽ nảy mầm sau 24 – 48h. Sau khi nảy mầm, cây mầm vẫn sống bằng dinh dưỡng của hạt khoảng gần 10 ngày, sau đó sẽ bắt đầu quá trình dinh dưỡng độc lập. Đối với tất cả các giống lúa được trồng ở vùng thấp hiện nay, có giai đoạn sinh trưởng kéo dài từ 2 do an 40 – 45 ngày kể từ khi cấy. Thời kì ra hoa kết quả từ 5 – 7 ngày và để hạt thóc chín cần thêm 30 – 40 ngày tùy theo giống lúa.
Hoa tự thụ phấn hoặc nhờ gió và côn trùng; thời gian thụ phấn thường từ 10 giờ sáng đến 2 giờ chiều hàng ngày. Nếu trong thời kỳ ra hoa kết quả, trời nhiều mây hoặc mưa sẽ ảnh hưởng đến năng suất lúa. Là một nước nhiệt đới nóng ẩm, Việt Nam có tiềm năng to lớn trong việc sản xuất lúa gạo. Từ hai vùng châu thổ chính là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, mỗi năm Việt Nam đã tạo ra hơn 30 triệu tấn, đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng trong nước và xuất khẩu.
Theo điều kiện sinh thái Lúa cánh: cây thấp, lá to màu xanh đậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dày, cho cơm dẻo và ít nở; phân bố ở các vùng vĩ độ cao như Nhật Bản, Triều Tiên, Bắc Trung Quốc và một số nước Châu Âu. Lúa cánh thích nghi với điều kiện thâm canh và cho năng suất cao. Lúa tiên: cây cao, lá nhỏ màu xanh nhạt, bông xòe, hạt dài, vỏ trấu mỏng. Gạo cho cơm khô và nở nhiều; phân bố ở các vùng vĩ độ thấp như Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Việt Nam, năng suất không cao.
Theo thời gian sinh trưởng Căn cứ theo thời điểm gieo trồng hay thời gian từ khi thu hoạch có thể phân loại các giống lúa như sau: Roxburg chia các giống lúa trồng ở Ấn Độ thành giống lúa chín sớm và giống lúa chín muộn. Ở Việt Nam thì chia thành lúa chim và lúa mùa. Các giống lúa lai ngắn ngày đang được lai tạo hay nhập khẩu để trồng tăng vụ, trái vụ và tăng năng suất của lúa. Theo điều kiện tưới và gieo cấy Qúa trình thuần hóa cây lúa diễn ra trong thời gian dài, cây lúa thích nghi dần từ môi trường nước lên môi trường cạn.
Lúa cạn là lúa trồng tại các vùng đồi nương, không cần nước trên mặt đất. Lúa có thể chịu nước với mức ngập là 1m, cũng có giống lúa chịu ngập từ 3 – 4m. Theo cấu tạo hạt Theo thành phần hóa học Lúa nếp có thành phần tinh bột chủ yếu là amylopectin (98%) Lúa tẻ có tỷ lệ amylose từ 13 – 15% Theo hình dạng hạt thóc Hạt rất dài: chiều dài hạt trên 7.5cm Hạt dài: chiều dài hạt từ 6.5cm Hạt trung bình: chiều dài hạt từ 5.5cm Hạt ngắn: chiều dài hạt ngắn hơn 5. Đặc điểm cấu tạo hạt (Trần Thị Thu Trà, 2007, Công nghệ bảo quản và chế biến lương thực) Hạt lúa là sản phẩm từ cây lúa sau quá trình sản xuất nông nghiệp, thường qua các khâu làm đất, gieo hạt giống, ươm mạ, cấy, chăm bón, gặt và tuốt.
Nhân hạt lúa sau khi tách vỏ bỏ trấu và cám được gọi là gạo. Gạo là một sản phẩm lương thực và chứa rất nhiều chất dinh dưỡng. Cấu tạo của hạt lúa, gồm 3 phần chính: vỏ, nội nhũ và phôi. Vỏ Vỏ là bộ phận bảo vệ cho nội nhũ và phôi tránh mọi tác động của môi trường ngoài.
Thành phần hoá học của vỏ chủ yếu là cellulose, hemicellulose, lignin và một ít chất khoáng. Vỏ trấu Là lớp bao ngoài cùng của hạt, gồm các tế bào rỗng có thành phần là cellulose. Các tế bào vỏ trấu được liên kết với nhau nhờ khoáng và lignin. Độ dày vỏ trấu tuỳ thuộc vào giống hạt, vào độ mẩy…và trong khoảng 0,12 – 0,15 mm, chiếm khoảng 18 – 19,6% so với toàn hạt.
Vỏ quả Vỏ quả được cấu tạo gồm nhiều lớp tế bào. Vỏ quả thường liên kết không bền với vỏ hạt. Trong thành phần vỏ quả thường chứa cellulose, pentosan, pectin và khoáng. Trong cùng một hạt, chiều dày lớp tế bào vỏ quả không giống nhau, ở gần phôi, lớp vỏ quả là mỏng nhất.
Vỏ hạt Phía trong vỏ quả là vỏ hạt. Vỏ hạt liên kết chặt chẽ với lớp aleurone. So với vỏ quả thì vỏ hạt chứa ít cellulose hơn nhưng nhiều protid và glucid hơn. Lớp aleurone và nội nhũ Lớp Aleurone Bên trong lớp vỏ là lớp aleurone bao bọc nội nhũ và phôi chiếm khoảng 6 – 12% khối lượng hạt.
Tế bào lớp aleurone là lớp các tế bào lớn, thành dày hình khối chữ nhật hay vuông có kích thước nhỏ dần về phía phôi. Trong tế bào lớp aleurone có chứa nhiều protid, tinh bột, cellulose, pentosan, các giọt lipid và phần lớn các vitamin và khoáng của hạt. Vì vậy trong quá trình chế biến hạt, không nên xay xát quá kỹ để giữ lại các vitamin và khoáng chất. Nội nhũ Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt.
Các tế bào nội nhũ khá lớn, thành mỏng và có hình dạng khác nhau tuỳ loại ngũ cốc. Thành phần hóa học của nội nhũ chủ yếu là tinh bột và protid, ngoài ra còn có một lượng nhỏ lipid, muối khoáng, cellulose và một số sản phẩm phân giải của tinh bột như dextrin, đường… 1. Phôi Khi hạt nảy mầm thì phôi sẽ phát triển lên thành cây con, vì vậy trong phôi chứa nhiều các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển ban đầu. Thành phần hóa học của phôi gồm có protid, glucid hoà tan, khá nhiều lipid, khoáng, cellulose và các vitamin.
Phôi cách nội nhũ bởi lớp ngoài là lớp trung gian chuyển các chất dinh dưỡng từ nội nhũ sang phôi khi hạt nảy mầm. Thành phần hóa học hạt gạo (Trần Thị Thu Trà, 2007, Công nghệ bảo quản và chế biến lương thực) Thành phần hóa học của lúa tùy thuộc vào giống cùng với các điều kiện trồng trọt và môi trường. Hàm lượng trung bình các chất có trong hạt thóc và các sản phẩm từ thóc Tên sản Nước Gluxid Protid Cellulose Vitamin Lipid (%) Tro (%) phẩm (%) (%) (%0 (%) B1 (%) Thóc 13. Tổng quan về gạo lứt 1.
Gạo lứt Gạo lứt (Brown rice), là gạo chỉ xay bỏ vỏ trấu tức là vỏ lúa chứ không bỏ mầm và cám của hạt gạo bên trong. Đây là loại gạo rất giàu dinh dưỡng đặc biệt là các vitamin và nguyên tố vi lượng.