Tài liệu Nghiên cứu điều kiện thủy phân tinh bột gạo và ứng dụng trong sản xuất sữa gạo lứt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ------------------------------------- ĐẶNG TIẾN THÀNH NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN TINH BỘT GẠO VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA GẠO LỨT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ------------------------------------- ĐẶNG TIẾN THÀNH NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN TINH BỘT GẠO VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SỮA GẠO LỨT Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ THỊ THU TRANG HÀ NỘI, NĂM 2017 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi tới PGS.TS Vũ Thu Trang với lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn của mình đến PGS.TS Lương Hồng Nga và TS. Nguyễn Tiến Cường đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện luận văn của tôi.. Tôi xin chân thành cảm ơn Th.S Nguyễn Thị Hoài Đức và phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã luôn tạo điều kiện cơ sở vật chất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy/Cô giáo trong Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm – Đại học Bách Khoa Hà Nội đã luôn nhiệt tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong thời gian qua. Đồng thời tôi cũng xin dành lời cảm ơn đến bạn bè, người thân trong gia đình đã nhiệt tình giúp đỡ, khích lệ tinh thần và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 19 tháng 9 năm 2017 Sinh viên thực hiện Đặng Tiến Thành 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày nay cùng với xu hướng phát triển của xã hôi hiện đại, bên cạnh các sản phẩm sữa từ động vật thì thức uống từ thực vật ngày càng được ưa chuộng bởi các ưu điểm đã được kiểm chứng về mặt lâm sàng như: không cholesterol, không dị ứng, giá trị sinh học cao và phù hợp với nhiều đối tượng người tiêu dùng đặc biệt cả những đối tượng bị các bệnh do rối loạn chuyển hóa như bệnh tiểu đường, cao huyết áp, tim mạch...Trong đócác sản phẩm đó,SữaGạo lứt được biết đến không chỉ làmột sản phẩm giàu dinh dưỡng, mà còn được coi là một thực phẩm chức năng cho con người. Thành phần γ-Aminobutyric axit (GABA) trong gạo lứt hay gạo lứt nảy mầm đã được chứng có hiệu quả điều hòa một số rối loạn thần kinh giốngnhư bệnh Parkinson, Huntington và bệnh Alzheimer; γ-Oryzanol trong dầu cám gạo có khả năng chống oxy hóa, giảm cholesterol trong máu. Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất đồ uống từ thực vật có thể gây hiện tượng kết lắng trong quá trình bảo quản mặc dù đã sử dụng các yếu tố công nghệ như đồng hóa, sử dụng phụ gia để giảm thiểu quá trình này. Một số nghiên cứu tại Việt Nam đã đề suất sản phẩm sữa thực vật sử dụng phương pháp thủy phân bằng enzyme để tăng hiệu suất thủy phân để tăng hiệu suất thu hồi và giảm hiện tượng kết lắng trong quá trình bảo quản, nhưng dịch thủy phân bằng sử dụng kết hợp enzyme alpha amylase và enzyme gamma amylase có hàm lượng đường khử cao dẫn tới nguy cơ biến đổi về màu sắc và chất lượng do phản ứng Mailard ở các quá trình chế biến nhiệt sau này. Hàm lượng đường đơn cao không phù hợp với những người mắc bệnh rối loạn chuyển hóa. Chế phẩm Spezyme alpha (bản chất là enzyme -amilase) được lựa chọn do chỉ thủy phân tinh bột tạo ra sản phẩm chủ yếu là các dextrin phân tử lượng thấp mà không thủy phân triệt để thành glucoza và fructoza. Nghiên cứu nàykhảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố tới quá trình dịch hóa gạo lứt bằng chế phẩm Spezyme alpha, nhằm tìm điều kiện thủy phân phù hợp để thu dịch gạo lứt hướng tới ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm đồ uống từ gạo lứt. 2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang Kết quả thu được cho thấy, điều kiện thủy phân dịch gạo lứt đỏvà dịch gạo lứt trắng phù hợp nhất ở nồng độ chất khô 80 g/L, nhiệt độ thủy phân 83°C, thời gian thủy phân 60 phút, nồng độ enzyme 0.024% w/w.Kết quả thu được dịch gạo lứt đỏ có hiệu suất dịch hóa 70.7%, chỉ số DE đạt 8 và hàm lượng tinh bột sót là 18 g/L còn dịch gạo lứt trắng cho hiệu suất cao hơn 78.9%, chỉ số DE đạt 5.18 và hàm lượng tinh bột sót là 16.2 g/L. Sản phẩm sau dịch hóa đã được sử dụng chế biến sữa gạo lứt quy mô phòng thí nghiệm đảm bảo yêu cầu dinh dưỡng, cảm quan và vi sinh vật, có triển vọng ứng dụng chế biến quy mô công nghiệp vừa và nhỏ. 3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................11 PHẦN I. TỔNG QUAN ..................................................................................................12 1.1.Gạo lứt, giá trị dinh dưỡng của gạo lứt ..................................................................12 1.1.1. Cấu tạo ..........................................................................................................12 1.1.2. Thành phần dinh dưỡng ................................................................................13 1.2.Các sản phẩm đồ uống từ thực vật: ý nghĩa và thực trạng sản xuất .......................16 1.2.1. Thực trạng nghiên cứu về gạo lứt và các sản phẩm đồ uống từ gạo lứt trên thế giới và việt nam ....................................................................................................19 1.2.2. Vấn đề cần giải quyết từ quy trình sản xuất thực tế tại nhá máy sữa gạo……23 PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................28 2.1. Nguyên vật liệu .......................................................................................................28 2.1.1.Nguyên liệu gạo lứt……………………………………………………………….......28 2.1.2 Chế phẩm enzyme Spezyme Alpha. ....................................................................28 2.1.3 Hóa chất và dụng cụ nghiên cứu ......................................................................29 2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................29 2.2.1. Các phương pháp hóa lý. ..................................................................................29 2.2.2. Các phương pháp hóa học ................................................................................30 2.2.3. Các phương pháp vi sinh…...………………………………………………..35 2.3. Bố trí thí nghiệm .....................................................................................................40 2.3.1. Chuẩn bị dịch gạo trước thủy phân. .................................................................40 2.3.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình dịch hóa gạo lứt bằng chế phẩm enzyme Spezym alpha. .....................................................................................40 PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................44 4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang 3.1. Đánh giá chất lượng nguyên liệu gạo lứt ban đầu .................................................44 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới quá trình dịch hóa bằng chế phẩm dịch hóa Spezyme Alpha. ...........................................................................................................45 3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng đường khử tạo thành sau quá trình dịch hóa. .............................................................................................................45 3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng tinh bột sót sau quá trình dịch hóa ..............................................................................................................................46 3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới chỉ số DE của dịch sau quá trình dịch hóa. .............................................................................................................................47 3.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hiệu suất của quá trình dịch hóa. ...........47 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình dịch hóa bằng chế phẩm enzyme Spezyme Alpha ...........................................................................................................................49 3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng đường khử trong dịch sau dịch hóa. ...............................................................................................................49 3.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng tinh bột sót sau dịch hóa. ...................50 3.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới đương lượng dextrose(DE ) của dịch gạo thu được. ...........................................................................................................................51 3.3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất dịch hóa. ................................................52 3.4 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá trình dịch hóa bột gạo lứt bằng chế phẩm Spezyme Alpha. ...........................................................................................................53 3.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng đường khử của dịch gạo. ......53 3.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng tinh bột sót saudịch hóa ........54 3.4.3 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới chỉ số DE của dịch sau dịch hóa .............55 3.4.4 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hiệu suất quá trình dịch hóa ....................56 3.5: Sản xuất sữa gạo lứt quy mô PTN. .........................................................................57 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang 3.5.1. Quy trình sản xuất sữa gạo lứt (Quy mô phòng thí nghiệm): ..........................58 3.5.2. Đánh giá chất lượng của sản phẩm: .................................................................59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................62 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................................64 PHỤ LỤC .........................................................................................................................66 PHỤ LỤC I: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô đến tới quá trình dịch hóa bằng chế phẩm enzyme Spezyme Alpha. ......................................................................................66 PHỤ LỤC II: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình dịch hóabằng chế phẩm enzyme Spezyme Alpha ..................................................................................................70 PHỤ LỤC III: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá trình dịch hóabằng chế phẩm Spezyme Alpha. ....................................................................................................75 DANH MỤC HÌNH ẢNH 6 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang Hình 3.1:Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng đường khử tạo thành sau quá trình dịch hóa ..................................................................................................... 42 Hình 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch sau dịch hóa .............................................................................................................. 43 Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới chỉ số DE của dịch sau quá trình dịch hóa .................................................................................................................... 44 Hình 3.4: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hiệu suất dịch hóa......................... 48 Hình 3.5:Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng đường khử trong dịch sau dịch hóa. ………………………………………………… .……………………………..49 Hình 3.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch sau dịch hóa……………………………………………………… .……………....................50 Hình 3.7:Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chỉ số DE trong dịch sau dịch hóa……………………………………………………… ……………………….…51 Hình 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất dịch hóa. ……… . ….…………...52 Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng đường khử sau dịch hóa. …………………………………………………………………… ………………...50 Hình 3.10: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng tinh bột sót sau dịch hóa …………………………………………………………………… . ………………..51 Hình 3.11: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới chỉ số DE của dịch sau dịch hóa........................................................................................................ . ....................52 Hình 3.12: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hiệu suất quá trình dịch hóa......... 53 Hình 3.13: Sản phẩm sữa gạo lứt đỏ, sữa gạo lứt trắng, sữa gạo trắng (từ trái qua phải. ........................................................................................................................... 59 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g gạo lứt đỏ và gạo lứt trắng ……………………………………………………………………………………..13 Bảng 1.2: So sánh hàm lượng dinh dưỡng của gạo lứt đỏ với gạo trắng và lứt trắng (FAO.1994) ............................................................................................................... 15 Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g gạo lứt ............................................ 41 Bảng 3.2: Một số thành phần của dịch sau dịch hóa ................................................ 57 Bảng 3.3: Một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm: ............................................... 60 Bảng 4.1a: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng đường khử tạo thành sau quá trình dịch hóa dịch gạo lứt đỏ ..................................................................... 65 Bảng 4.1b: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng đường khử tạo thành sau quá trình dịch hóa dịch gạo lứt trắng ................................................................. 65 Bảng 4.2a: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch gạo lứt đỏ sau dịch hóa .............................................................................................. 66 Bảng 4.2b: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch gạo lứt trắng sau dịch hóa ......................................................................................... 66 Bảng 4.3a: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới chỉ số DE của dịch gạo lứt đỏ sau quá trình dịch hóa ...................................................................................................... 67 Bảng 4.3b: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới chỉ số DE của dịch gạo lứt trắng sau quá trình dịch hóa ............................................................................................... 67 Bảng 4.4a: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hiệu suất dịch hóa dịch gạo lứt đỏ... 69 Bảng 4.4b: Ảnh hưởng của nồng độ chất khô tới hiệu suất dịch hóa dịch gạo lứt trắng ........................................................................................................................... 69 Bảng 4.5a: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân tới hàm lượng đường khử trong dịch gạo lứt đỏ sau dịch hóa ...................................................................................... 70 8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang Bảng 4.5b: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân tới hàm lượng đường khử trong dịch gạo lứt trắng sau dịch hóa ................................................................................. 70 Bảng 4.6a: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch gạo lứt đỏ sau dịch hóa ............................................................................................................... 71 Bảng 4.6b: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch gạo lứt trắng sau dịch hóa...................................................................................................... 71 Bảng 4.7a: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chỉ số DE trong dịch gạo lứt đỏ sau dịch hóa. ............................................................................................................................ 72 Bảng 4.7b: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới chỉ số DE trong dịch gạo lứt trắng sau dịch hóa. ............................................................................................................................ 72 Bảng 4.8a: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất dịch hóa dịch gạo lứt đỏ. ........... 73 Bảng 4.8b: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất dịch hóa dịch gạo lứt trắng. ....... 73 Bảng 4.9a: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng đường khử trong dịch gạo lứt đỏ sau dịch hóa.............................................................................................. 74 Bảng 4.9b: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng đường khử trong dịch gạo lứt trắng sau dịch hóa. ........................................................................................ 74 Bảng 4.10a: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch gạo lứt đỏ sau dịch hóa .............................................................................................. 75 Bảng 4.10b: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hàm lượng tinh bột sót trong dịch gạo lứt trắng sau dịch hóa ......................................................................................... 75 Bảng 4.11a: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới chỉ số DE của dịch gạo lứt đỏ sau dịch hóa .................................................................................................................... 76 Bảng 4.11b: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới chỉ số DE của dịch gạo lứt trắng sau dịch hóa .............................................................................................................. 76 Bảng 4.12a: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hiệu suất quá trình dịch hóa dịch gạo lứt đỏ ................................................................................................................... 77 9 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang Bảng 4.12b: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới hiệu suất quá trình dịch hóa dịch gạo lứt trắng .............................................................................................................. 77 10 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với xu hướng phát triển của xã hôi hiện đại, bên cạnh các sản phẩm sữa từ động vật thì thức uống từ thực vật ngày càng được ưa chuộng bởi các ưu điểm đã được kiểm chứng về mặt lâm sàng như: không cholesterol, không dị ứng, giá trị sinh học cao và phù hợp với nhiều đối tượng người tiêu dùng đặc biệt cả những đối tượng bị các bệnh do rối loạn chuyển hóa như bệnh tiểu đường, cao huyết áp, tim mạch... Một trong các sản phẩm đáng chú ý đó là thức uống từ gạo lứt.Sữa gạo lứt được chứng minh là có chứa γ-Aminobutyric axit (GABA) trong gạo lứt hay gạo lứt nảy mầm đã được kiểm chứng có hiệu quả điều hòa một số rối loạn thần kinh giốngnhư bệnh Parkinson, Huntington và bệnh Alzheimer; γ-Oryzanol trong dầu cám gạo có khả năng chống oxy hóa, giảm cholesterol trong máu. Sản phẩm sữa gạo lứt đã có mặt trên thị trường Việt Nam với các sản phẩm công nghiệp số lượng còn rất ít phần lớn là các sản phẩm thủ công truyền thống tại nhà đây là một sản phẩm còn mới với nhiều tiềm năng phát triển.Một số doanh nghiệp trong nước sản xuất và phát triển sản phẩm này, tuy nhiên chưa thực sự phổ biến đối với người tiêu dùng. Trong khi đó, các sản phẩm nhập ngoại như nước gạo rang Hàn Quốc hay sữa gạo Berief Reis của Đức lại được người tiêu dùng tin tưởng sử dụng mặc dù các sản phẩm này có giá thành cao gấp hai đến ba lần các sản phẩm trong nước. Vì vậy, sản xuất ra một sản phẩm đồ uống từ gạo gần gũi, thông dụng, phổ biến được người tiêu dùng trong nước tin tưởng sử dụng là một vấn đề cấp thiết. Trong đó, quá trình thủy phân sử dụng enzyme dịch hóa có thể là giải pháp quan trọng nhằm giảm hiện tượng lắng, phân lớp trong quá trình bảo quản, làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm đảm bảo chất lượng sữa gạo ổn định. Xuất phát từ những phân tích trên, chúng tôi đã chọn đề tài: “ Nghiên cứu điều kiện thủy phân tinh bột gạo và ứng dụng trong sản xuất sữa gạo lứt”. 11 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang PHẦN I. TỔNG QUAN 1.1. Gạo lứt và giá trị dinh dưỡng của gạo lứt : Gạo lứt hay còn được gọi là gạo rằn, gạo lật hay gạo lức. Gạolứtlàloạigạomàtrongquátrìnhxayxátchỉloạibỏlớpvỏtrấubênngoàivàgiữ lại lớp vỏ cám bên trong.Cũng chính vì vậy mà gạo lứt thường có mầu đậm hơn gạo trắngthôngthường.Đâylàloạigạorấtgiàudinhdưỡngđặcbiệtlàcácsinhtốvànguyên tố vilượng.  Gạo lứt đỏ ST  Tên tiếng anh: Red rice.  Tên khoa học: Oryza punctate  Màu sắc: Đỏ, đỏ nhạt, đỏ sẫm,ánh sáng màu hồng đỏ.  Hình dạng: hạt nhỏ dài  Gạo lứt trắng Bắc Hương  Tên tiếng anh: Brown rice  Tên khoa học: Oryza sativa L  Màu sắc: màu trắng hơi xanh  Hình dạng: hạt nhỏ dài 1.1.1. Cấu tạo: Gạo lứt được cấu tạo từ thành phần chính: lớp vỏ cám, phôi và nội nhũ.  Lớp cám đỏ chứa tới 95% lượng khoáng chất và chất xơ của hạt gạo bao gồm kẽm, sắt, mangan, kali, natri…  Phần nội nhũ là phần chứa chủ yếu là tinh bột và protein cung cấp chính năng lượng cho cơ thể và chiếm 90% khối lượng của hạt gạo. 12 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang  Phôi: Được xem như lõi của hạt gạo. Phôi rất giàu dinh dưỡng với các chất chống oxy hóa, vitamin E, vitamin nhóm B và các chất béo có lợi.  Phần cám và phôi tuy chỉ chiếm có 10% khối lượng nhưng lại mang đến 66% về giá trị dinh dưỡng. 1.1.2. Thành phần dinh dưỡng Gạo lứt là một thực phẩm giàu dinh dưỡng thuộc nhóm ngũ cốc nguyên hạt (whole grain). Thành phần của gạo lứt gồm tinh bột, chất đạm, chất béo, chấtxơ cùng các vitamin như B1, B2, B6; các axit như pantothenic (vitaminB5), folic (vitamin M), các nguyên tố vi lượng như canxi, sắt, magie, selen, natri vàkali. Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g gạo lứt (FAO.1994) Thành phần Gạo lứt đỏ Gạo lứt trắng Năng lượng 405 Kcal 370 Kcal Protein 7.0 g 7.94 g Chất béo tổng số 4.9 g 2.92 g Carbohydrate 86.7 g 77.24 g Chất xơ tiêu hóa 2.7 g 3.5 g Nước 10.6 g 10.37 g Tro 3.4 g 3.2 Sắt 5.5 mg 1.47 mg Kẽm 3.3 mg 2.02 mg Kali 256 mg 223 mg Natri 6 mg 7 mg Trong đó, nhiều thành phần của gạo lứt, đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng và chuyển hóa: 13 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang  Chất xơ: Theo nhiều nghiên cứu khoa học cho biết chất xơ trong gạo lứt giúp phòng ngừacácbệnhliênquanđếnđườngtiêuhóavàbệnhtimmạch.ViệnUngThưQuốcGia Hoa Kỳ (USDA) khuyến cáo nên dùng 25 grams chất xơ mỗi ngày. Với một phần tư cup gạo lứt đỏ cung cấp 2 g chất xơ, chiếm 8% nhu cầu xơ hàng ngày của cơ thể, một cup gạo lứt trắng cung cấp 3.5g chất xơ trong khi đó một bát cơm gạo trắng chỉ cho có 1 g.  Gạo lứt còn là một nguồn cung cấp tuyệt vời các nguyên tố vi lượng như Magie, Photpho,Selen,cácVitaminnhưThiamin(B1),Niacin(B3),VitaminB6… - Gạo lứt chứa nhiều magie và canxi là những chất cần thiết để duy trì sự bền vững hệ thốngxươngcủacơthể.Mộtchéngạolứtcungcấp21%lượngmagiecầnthiếtmỗing ày. Magie cũng là chất cần thiết cho việc hấp thụ canxi. Một số cuộc nghiên cứu đã chỉ ra, magiê có trong gạo lứt có thể làm giảm các triệu chứng bệnh của người bị hensuyễn. - Vitamin B6: Chỉ cần tiêu thụ một phần gạo lứt đỏ có thể đáp ứng 23% nhu cầu cho hoạt động của các cơ quan. Vitamin đặc biệt này là cần thiết giúp cân bằng sự phát triển của serotonin, tế bào hồng cầu giúp tạo ra ra các tế bào DNA. Mộtthànhphầnquantrọngkháclàdầu cám gạotrongvỏbọcngoàicủagạolứccótácdụng giảmcholesteroltrongmáu,mộtyếutốquantrọnggâynênbệnhtimmạch.Cácnhàkhoa họcđãtìmthấyởtrongchấtcámbọcngoàihạtgạolứtcóchấtdầutênlàtocotrienol factor (TRF) có tác dụng khử trừ những chất hóa học gây nên hiện tượng đông máu và đồng thời giảm cholesterol (Qureshi 2001). 14 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang Bảng 1.2 So sánh hàm lượng dinh dưỡng của gạo lứt đỏ với gạo trắng và lứt trắng (FAO.1994) Protein (g/100 g) Fe (mg/100 mg) Zn (mg/100 mg) Xơ (g/100 g) Gạo trắng 6,8 1,2 0,5 0,6 Gạo lứt trắng 7,9 2,2 0,5 2,8 Gạo lứt đỏ 7,0 5,5 3,3 2,0 Giátrịdinhdưỡngcủagạolứtcònđượctănglênnhờmộtsốbiệnphápcôngnghệ. Một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản đã tìm thấy gạo lức ngâm lâu 24 tiếng đồng hồ chứa rất nhiều chất bổ dưỡng vì gạo lức ở trạng thái nẩy mầm.“Các enzyme ngủ trong hạt gạo ở trạng thái này được kích thích hoạt động và cung cấp tối đa các chất dinh dưỡng”. Mầm gạo lức chứa nhiều chất xơ, vitamins và chất khoáng hơn là gạo lức chưa ngâmnước”Gạolứcđãngâmnướcchứagấpbalầnchấtlysine,mộtloạiaminoacidcần thiết cho sự tăng trưởng và bảo trì các mô tế bào cơ thể con người, và chứa gammaaminobutyric acid (GABA) cao hơn mười lần (Komatsuzaki, Tsukahara et al.2007). γAminobutyric axit (GABA) là một axít amin có chức năng quan trọng tronghệ thốngthầnkinh.GABAthựchiệnvaitròcơbảntrongquátrìnhtruyềntínhiệuthầnkinh qua khe xináp và giữ liên lạc các tế bào với nhau trong hệ thống thần kinh trung ương. Ngoài ra, GABA đã được biết có hiệu quả điều hòa một số rối loạn thần kinh giốngnhư bệnh Parkinson, Huntington và bệnh Alzheimer. Chính vì GABA có những năng chức sinhlýquantrọngnênrấtnhiềucôngtrìnhnghiêncứutrọngtâmvàosựpháttriểnGABA thànhthựcphẩmchứcnăng.Hiệnnay,quátrìnhsảnxuấtGABAcórấtnhiềuconđường khác nhau chẳng hạn: tách chiết từ các loại ngũ cốc, tạo điều kiện tối ưu để hạt gạo nảy mầm, hoặc lên men đậu tương bằng vi sinh vật (Tuyen2014). 15 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang Tuy gạo lứt chứa nhiều thành phần dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe nhưng chúng lại không được sử dụng phổ biến để ăn hằng ngày. Một trong số những nguyên nhân quan trọng là:  Bảo quản: Gạo lứt khó bảo quản do nó là loại ngũ cốc nguyên hạt, phần mầm gạo còn nguyên vì thế mà chất dầu trong lớp cám dễ bị oxy hóa và làmcho gạo có mùi khó chịu không thể sử dụngđược.  Khó sử dụng: Do có lớp vỏ bao bọc bên ngoài nên trước khi nấu chúng ta phải ngâm gạo trong nước khoảng 25-30 phút. Điều này gây ra sự bất tiện trong quá trình sửdụng. Thời gian nấu chín thành cơm của loại gạo này cũng kéo dài hàng tiếng đồng hồ.  Khó sản xuất: Việc xay xát chỉ loại bỏ lớp trấu mà không làm mất lớp cám sẽ khó hơn là xay xát gạo trắng. Lớp vỏ màu còn phải giữ được nguyên vẹn. Đồng thời với việc loại gạo lứt đỏ này khó trồng và cho năng suất không cao nên sản lượng hàng năm không cao và chúng cũng chỉ được trồng ở một số ít nơi tại Việt Nam cũng như trên thế giới.  Ít người biết: Thật sự là không phải ai cũng biết được những tác dụng chữa bệnhtuyệt vời của gạolứt. Việc chế biến gạo lứt thành các dạng đồ uống không những đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng và thị hiếu cho con người, đồng thời đa dạng hóa sản phẩm và nâng cao giá trị thương phẩm của gạo lứt.. Do đó nếu sử dụng các biện pháp công nghệ tiên tiến vào quy trình sản xuất sữa gạo và phối trộn công thức hợp lý sẽ không chỉ đưa đến một sản phẩm thơm ngon mà nó còn thật sự bổ dưỡng như công dụng mà gạo lứt vốn có. 1.2. Các sản phẩm đồ uống từ thực vật : ý nghĩa và thực trạng sản xuất.  Khái niệm:Thức uốngtừ thực vật (plant-based milk) làthức uống được làm từ các loại thực vật trong tự nhiên như sữa đậu nành, sữa hạnh nhân, sữa gạo, sữa dừa… Thức uống từ thực vật là nguồn thay thế tuyệt vời cho các loại sữa bò thông thường. 16 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang  .Ưu điểm của thức uốngthực vật:  Thức uồng từ thực vật cung cấp cho cơ thể một lượng chất béo thực vật giữ vai trò quan trọng đối với cơ thề con người, trong đó quan trọng hơn cả là sterol và stanol. Sterol và stanol thực vật có khả năng làm giảm các LDL cholesterol trong máu bằng cách cạnh tranh và ngăn chặn sự hấp thụ của chất này ở đường ruột.  Thức uống từ thực vật khắc phục được hội chứng không dung nạp lactose: sữa từ thực vật hoàn toàn không chứa lactose nên có thể khắc phục được nhược điểm này so với sữa có nguồn gốc từ động vật.  Thức uống từ thực vật là nguồn cung cấp tuyệt vời các vitamin A, B, C và E, các khoáng chất ( canxi, photpho, kali, magie…) và các axit béo không bão hòa. Thức uống thực vật còn là nguồn rất giàu chất xơ, giúp cơ thể dễ tiêu hóa.  Ngoài ra việc sử dụng thức uống nguồn gốc thực vật còn có một số tiện ích như: Chủ động được nguồn nguyên liệu sạch, có thể chọn mua các loại hạt hoặc quả trồng theo phương pháp hữucơ. Có thể tự làm tại nhà một cách dễ dàng, tiện lợi, không cần đến những hóa chất bảoquản.  .Một số sản phẩm thức uống phổ biến từ thực vật:  Sữa đậu nành: là sản phẩm thay thế sữa phổ biến nhất, được chiết xuất từ đậu nành. Sữađậu nành có chứa hàm lượng protein cao tương đương sữa bò. Protein trong đậu nành cũng được coi là “hoàn hảo” do chứa tất cả các loại acid amin thiết yếu cho cơ thể. Đã có nghiên cứu chỉ ra rằng sữa đậu nành như một phần của chế dộ ăn giảm lipid có tác dụng có lợi trong việc cải thiện chuyển hóa lipid và giảm lipid peroxide ở bệnh nhân có hàm lượng cholesterol cao trong máu (Bricarello, Kasinski et al.2004). 17 Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS. Vũ Thu Trang  Sữa hạnh nhân:Sữa hạnh nhân được làm từ hạnh nhân, nước và chất làm ngọt. Một cốc sữa hạnh nhân chứa 60 calo, cung cấp 25% nhu cầu vitamin D và gần 50% nhu cầu vitamin E mà cơ thể cần mỗi ngày (Mandalari, Faulks et al. 2008).  Sữa dừa: có kết cấu mịn, nhẹ, vị ngọt tự nhiên và hương thơm của dừa. Sữa dừa được làm bằng cách xay nhuyễn phần cùi dừa và vắt lấy nước cốt. Nócólượngchấtbéotương đối cao, với khoảng 5 gram chất béo bão hòa trong mỗi khẩu phần.Sữa dừa chứa hàm lượngchấtbéolànhmạnh,đặcbiệtgiàuacidlauric– acidbéocótínhkhángkhuẩnmạnh (Lieberman, Enig et al. 2006).  Sữa gạo: Là loại thức uống khá quen thuộc trong sinh hoạt của một số quốc gia châu Á như: Hàn Quốc, Nhật Bản… Tại Việt Nam, sản phẩm này cũng mới được sử dụng phổ biến trong thời gian gần đây và dần được mọi người yêu thích. Sữa gạo ít gây dị ứng nhất trong bất kỳ lựa chọn thay thế sữa thông thường. Sữa gạo cũng chứa nhiều chất dinh dưỡng, ít chất béo, nhiều niacin, vitamin B6 và các vi chất dinh dưỡng cần thết như: sắt, đồng, magie, mangan…Sữa gạo cũng không chứa lactose và cholesterol vốn là những chất được tìm thấy trong sữa bò.Với các đặc tính quý giá như vậy đã có không ít các nghiên cứu đã đi sâu tìm hiểu về vấn đề này. Điều này chứng tỏ rằng sản phẩm sữa gạo tuy còn mới mẻ nhưng mối quan tâm về dòng sản phẩm này và sức hút của nó với thị trường lại vô cùng lớn. Trong đó, với những lợi ích đã nêu ra từ phần trước thì gạo lứt thật sự là một nguồn nguyên liệu tuyệt vời để sản xuất loại nước uống dinh dưỡng này. Tuy nhiên trên thế giới các nghiên cứu về gạo lứt nói chung và sản phẩm sữa gạo lứt thì còn rất hạn chế. Các nghiên cứu này chủ yếu vẫn chỉ tập trung về sản phẩm sữa gạo trắng hay lứt trắng. Điều này sẽ được thấy rõ hơn dựa vào một số thực trạng nghiên cứu trên thế giới cũng như tại Việt Nam được trình bày ở phần sau này. 18