Tài liệu Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa gạo lứt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA GẠO LỨT GVHD: ThS. NGUYỄN ĐẶNG MỸ DUYÊN SVTH: HỒ THỊ BÍCH TRÂM MSSV: 11116073 SKL 0 0 3 9 4 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Hồ Thị Bích Trâm MSSV: 11116073 Ngành: Công nghệ thực phẩm Lớp: 111160C 1. Tên đồ án: Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa gạo lứt 2. Mã số đồ án: 2015 - 11116073 3. Nhiệm vụ của đồ án: • Tổng quan, tham khảo tài liệu tìm hiểu nguồn tài liệu, các quá trình thiết bị và các vấn đề liên quan • Khảo sát nguyên liệu sản xuất sản phẩm và cách xử lý nguyên liệu • Khảo sát quá trình rang gạo • Khảo sát quá trình hồ hóa để tạo dịch hồ • Khảo sát tỷ lệ phối trộn đường, non-dairy creamer, dịch hồ, tỷ lệ và hàm lượng chất ổn định. Sau đó đánh giá chất lượng sản phẩm. 4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 20/01/2015 5. Ngày hoàn thành đồ án: 16/7/2015 6. Họ tên người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bởi Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày Trưởng Bộ môn tháng năm 2015 Người hướng dẫn i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn và được phía nhà trường tạo mọi điều kiện thuận lợi, tôi đã có một quá trình học tập và nghiên cứu nghiêm túc để hoàn thành đề tài. Kết quả thu được không chỉ do cố gắng của cá nhân tôi mà còn có sự giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Để hoàn thành tốt đẹp đồ án này, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên, đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Công nghệ hóa và thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM đã tận tình truyền đạt kiến thức, vốn kiến thức đó không chỉ là để hoàn thành đồ án tốt nghiệp mà còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè đã hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Trong quá trình thực hiện đồ án không thể tránh khỏi những sai sót và hạn chế, do vậy tôi rất mong nhận được nhận xét, góp ý của quý thầy cô và các bạn. Cuối cùng tôi xin kính chúc quý thầy cô, gia đình và các bạn nhiều sức khỏe và thành công. TP HCM, tháng 7/2015 Sinh viên thực hiện Hồ Thị Bích Trâm ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của riêng tôi. Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định. Ngày tháng Ký tên iii năm 2015 MỤC LỤC TÓM TẮT ĐỒ ÁN .................................................................................................................... x CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..................................................................................................... 1 1.1. Tổng quan về cây lúa ....................................................................................................... 1 1.1.1. Giới thiệu về cây lúa.................................................................................................. 1 1.1.2. Phân bố sinh thái ....................................................................................................... 2 1.1.3. Phân loại ................................................................................................................... 3 1.1.3.1. Theo điều kiện sinh thái ...................................................................................... 3 1.1.3.2. Theo thời gian sinh trưởng ................................................................................. 3 1.1.3.3. Theo điều kiện tưới và gieo cấy .......................................................................... 3 1.1.3.4. Theo cấu tạo hạt ................................................................................................. 4 1.1.4. Đặc điểm cấu tạo hạt ................................................................................................. 4 1.1.4.1. Vỏ ....................................................................................................................... 4 1.1.4.2. Lớp aleurone và nội nhũ ..................................................................................... 5 1.1.4.3. Phôi ..................................................................................................................... 5 1.1.5. Thành phần hóa học hạt gạo ................................................................................. 5 1.2. Tổng quan về gạo lứt........................................................................................................ 6 1.2.1. Gạo lứt ....................................................................................................................... 6 1.2.2. Thành phần hóa học của gạo lứt ............................................................................... 6 1.2.3. Lợi ích của gạo lứt..................................................................................................... 9 1.2.4. Một số sản phẩm từ gạo lứt trên thị trường ............................................................ 12 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .................................................................. 14 2.1. Vật liệu ........................................................................................................................... 14 2.1.1 Nguyên liệu chính ..................................................................................................... 14 iv 2.1.2 Nguyên liệu phụ ........................................................................................................ 14 2.1.2.1. Non dairy creamer (Bột kem không sữa) .......................................................... 14 2.1.2.2. Đường ............................................................................................................... 14 2.1.2.3. Nước .................................................................................................................. 15 2.1.2.4. Phụ gia .............................................................................................................. 15 2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng ............................................................................ 16 2.3. Sơ đồ nghiên cứu............................................................................................................ 17 2.4. Phương pháp phân tích ................................................................................................... 17 2.4.1. Phương pháp xác định độ ẩm .................................................................................. 17 2.4.2. Phương pháp xác định hàm lượng tro ..................................................................... 18 2.4.3. Phương pháp đánh giá cảm quan............................................................................ 19 2.4.4. Phương pháp đo độ nhớt ......................................................................................... 20 2.4.5. Phương pháp đo độ tách nước ................................................................................ 20 2.4.6. Xác định hàm lượng tinh bột bằng phương pháp hóa học ...................................... 21 2.4.7. Phương pháp bố trí thí nghiệm................................................................................ 22 2.4.7.1. Sơ đồ sản xuất dự kiến ...................................................................................... 22 2.4.7.2. Bố trí các thí nghiệm để xác định thông số....................................................... 25 2.4.8. Phương pháp xử lý số liệu ....................................................................................... 28 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................................ 29 3.1. Kết quả khảo sát thành phần hóa học của nguyên liệu .................................................. 29 3.2. Khảo sát quá trình xử lý gạo lứt ..................................................................................... 31 3.3. Khảo sát quá trình rang .................................................................................................. 34 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình hồ hóa ...................................................................... 35 3.5. Khảo sát tỷ lệ phối trộn .................................................................................................. 36 v 3.5.1. Kết quả thí nghiệm phối trộn đường ....................................................................... 36 3.5.2. Kết quả thí nghiệm phối trộn non-dairy creamer .................................................... 38 3.5.3. Kết quả thí nghiệm phối trộn dịch hồ ...................................................................... 39 3.5.4. Kết quả phối trộn phụ gia ........................................................................................ 39 3.6. Phân tích chất lượng sản phẩm ...................................................................................... 45 3.6.1. Phân tích thành phần dinh dưỡng, năng lượng ....................................................... 45 3.6.2. Phân tích chỉ tiêu vi sinh ......................................................................................... 46 3.6.3. Đánh giá cảm quan sản phẩm hoàn thiện ............................................................... 47 3.7. Chi phí nguyên liệu cho một chai sữa gạo lứt ................................................................ 47 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 49 4.1. Kết luận .......................................................................................................................... 49 4.2. Kiến nghị ........................................................................................................................ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... 52 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Hàm lượng trung bình các chất có trong hạt thóc và các sản phẩm từ thóc ............... 5 Bảng 1.2. Thành phần hóa học của các mẫu gạo thương mại..................................................... 7 Bảng 1.3. Thành phần khoáng chất của các mẫu gạo ................................................................. 8 Bảng 1.4. Thành phần khoáng chất của gạo lứt từ các nghiên cứu khác nhau, mg/100g ........... 8 Bảng 2.1. Thông số kỹ thuật của non-dairy creamer ................................................................ 14 Bảng 2.2. Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm đường Biên Hòa ........................................................ 15 Bảng 3.1. Cảm quan gạo và dịch hồ ......................................................................................... 30 Bảng 3.2. Bột gạo sau khi xử lý bằng 3 phương pháp .............................................................. 32 Bảng 3.3. Phân tích thành phần dinh dưỡng và năng lượng của sữa gạo lứt ............................ 45 Bảng 3.4. Phân tích chỉ tiêu vi sinh trong sữa gạo lứt .............................................................. 46 Bảng 3.5. Chi phí nguyên liệu một chai sữa ............................................................................. 47 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Hàm lượng khoáng cung cấp cho RDA ...................................................................... 9 Hình 1.2. Sản phẩm cơm gạo lứt .............................................................................................. 12 Hình 1.3. Sản phẩm bột sữa gạo lứt .......................................................................................... 12 Hình 1.4. Bột bánh canh gạo lứt ............................................................................................... 13 Hình 1.5. Bột gạo lứt ................................................................................................................ 13 Hình 1.6. Trà gạo lứt ................................................................................................................. 13 Hình 2.1. Sơ đồ sản xuất dự kiến .............................................................................................. 23 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch hồ ....................................................................................................................... 34 Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian hồ hóa đến hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch hồ ................................................................................................................ 35 Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của sản phẩm theo tỷ lệ đường............ 37 Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của sản phẩm theo tỷ lệ non-dairy creamer...................................................................................................................................... 38 Hình 3.6 . Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của sản phẩm theo tỷ lệ dịch hồ ......... 39 Hình 3.7 .Đồ thị biểu diễn độ tách nước phụ thuộc vào sự thay đổi tỷ lệ carrageenan : xanthan gum ........................................................................................................................................... 40 Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của độ nhớt .................................................................. 41 Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình về độ nhớt của sản phẩm theo tỷ lệ chất ổn định ...................................................................................................................................... 42 Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ tách nước khi thay đổi tổng hàm lượng chất ổn định .................................................................................................................................................. 43 Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt của sản phẩm theo tổng hàm lượng chất ổn định ........................................................................................................................................... 44 viii Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình về độ nhớt của sản phẩm theo tỷ lệ tổng hàm lượng chất ổn định ............................................................................................................ 45 Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của sản phẩm sữa gạo lứt .................. 47 Hình 3.14. Sản phẩm sữa gạo lứt .............................................................................................. 48 ix TÓM TẮT ĐỒ ÁN Cùng với các loại ngũ cốc, gạo lứt là một nguyên liệu rất tốt cho sức khỏe của con người. Hiện nay trên thị trường đã có một số sản phẩm từ gạo lứt như bánh gạo lứt, bánh canh gạo lứt, trà gạo lứt…Tuy nhiên, vẫn chưa có sản phẩm sữa gạo lứt. Do đó, với mong muốn mang đến cho người tiêu dùng một sản phẩm mới với nhiều lợi ích cho sức khỏe, đồng thời góp phần đa dạng hóa các sản phẩm từ gạo lứt, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất sữa gạo lứt. Sau khi hoàn thành đề tài, chúng tôi thu được một số kết quả để tạo ra sản phẩm sữa gạo lứt đạt chất lượng: lựa chọn nguyên liệu là gạo lứt Huyết Rồng, tiến hành xử lý gạo lứt bằng phương pháp rang ở nhiệt độ 1000C trong thời gian 15 phút, sau đó hồ hóa để tạo dịch hồ ở nhiệt độ 800C trong 10 phút, tiến hành quá trình phối trộn với tỷ lệ đường là 11%, non-dairy creamer 11%, dịch hồ 65%, tỷ lệ carrageenan : xanthan gum là 5 : 5 với tổng hàm lượng là 0.1%. Vì điều kiện phòng thí nghiệm nên chúng tôi chọn chế độ thanh trùng là 850C trong 15 phút. x CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cây lúa 1.1.1. 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 0.6 ÷ 1.5m, 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  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. 1.1.2. 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 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. 1.1.3. Phân loại 1.1.3.1. 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. 1.1.3.2. 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. 1.1.3.3. 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. 3 1.1.3.4. 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 6.5 – 7.5cm Hạt trung bình: chiều dài hạt từ 5.5 – 6.5cm Hạt ngắn: chiều dài hạt ngắn hơn 5.5cm 1.1.4. 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. 1.1.4.1. 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. 4 1.1.4.2. 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… 1.1.4.3. 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. 1.1.5. 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. Bảng 1.1. Hàm lượng trung bình các chất có trong hạt thóc và các sản phẩm từ thóc Tên sản Nước Gluxid Protid Lipid (%) Cellulose Vitamin phẩm (%) (%) (%0 Thóc 13.0 64.03 6.69 2.10 8.78 5.36 5.36 Gạo 13.9 74.46 7.88 2.02 0.57 1.18 1.18 Gạo lật 13.8 77.35 7.35 0.52 0.18 0.54 0.54 5 (%) Tro (%) B1 (%) Cám 11.0 43.47 14.91 8.07 14.58 14.58 11.0 Trấu 11.0 36.10 2.75 0.98 56.72 56.72 - 1.2. Tổng quan về gạo lứt Gạo lứt 1.2.1. 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. Thành phần cấu tạo của gạo lứt: Vỏ trấu: chiếm 15-20% gồm tế bào rỗng có thành phần cấu tạo là cellulose Vỏ quả: chiếm 5-6% khối lượng hạt, có thành phần chủ yếu là cellulose, pentose, pectin, tro… Vỏ hạt: chiếm 1-2% liên kết chặt với lớp aleurone, chứa nhiều sắt. Lớp aleurone chiếm 6-12% chứa nhiều protein, chất béo, tro và vitamin. Nội nhũ : tinh bột chiếm 60-80% tùy theo điều kiện canh tác giống. Nội nhũ có thể trắng trong, trắng đục hoặc bạc bụng. Phôi : nằm ở đầu nhọn của hạt lúa, chiếm 2.25 khối lượng hạt gạo lứt, trong phôi protein chiếm 30-40%, chất béo từ 15-35%, tro 5-10%, cellulose 2-3%, pentose, vitamin và khoáng, phôi chứa rất nhiều chất dinh dưỡng, nó dự trữ thức ăn cho phần hạt. Gạo lứt được chia thành 3 nhóm chủ yếu như sau: 1.2.2. • Gạo lứt tẻ hạt dài (long grain brown rice) • Gạo lứt tẻ hạt tròn (short-grain brown rice) • Gạo lứt nếp (sweet brown rice) Thành phần hóa học của gạo lứt Từ lâu, chúng ta quen dùng cơm gạo trắng không những mềm mà màu trắng của gạo cũng quen mắt, nên có cảm giác ngon miệng. Những năm gần đây, qua phân tích chất gạo, đặc biệt là gạo lứt, người ta nhận thấy không những gạo lứt có đủ những chất chủ yếu như là protein, chất béo, glucid mà còn có nhiều loại vitamin, các loại acid amin, chất xơ và nhiều chất khoáng. Vì vậy gạo lứt là loại thực phẩm bổ dưỡng, phòng và chữa bệnh tốt. 6 Bảng 1.2. Thành phần hóa học của các mẫu gạo thương mại (R.J.B. Heinemann, 2004) Qua bảng trên thì tất cả các mẫu gạo thương mại có độ ẩm trung bình từ 9.39% đến 13.5%, trong đó parboiled brown rice là gạo đồ, là gạo đã trải qua quá trình thủy nhiệt với các bước ngâm trong nước ấm, giữ nhiệt và sau đó sấy khô, các nguyên liệu thường dùng trong quá trình đồ gạo là lúa và gạo lứt (L. Lamberts, 2006), parboiled milled brown rice là gạo đồ đã được xay xát. Đây là độ ẩm thích hợp cho quá trình bảo quản gạo dùng trong chế biến và sản xuất. Trong đó 14% được cho là giá trị độ ẩm an toàn cho việc bảo quản (Brasil, 1988), và trong một số nghiên cứu thì cho rằng 12% có thể tránh được sự phá hoại của côn trùng và vi sinh vật (Cogburn, 1985). Gạo lứt có độ ẩm dao động trong khoảng từ 12.1% đến 13.5%, trung bình là khoảng 12.6%. Hàm lượng protein dao động từ 5,71% đến 7,42%, cho thấy một xu hướng giảm trong các mẫu gạo xay xát. Một số báo cáo trước đây cho thấy rằng hàm lượng protein đối với gạo lứt thương mại từ 7.02% đến 8.3% và từ 6.3% đến 7.3% đối với gạo xay xát. (Juliano and Bechtel, 1985; Scherz và cộng sự., 2000; USDA, 2004; USP, 2004). Hàm lượng chất béo thô trong gạo lứt và gạo đồ là tương tự nhau, với giá trị trung bình tương ứng là 2.65% và 2.69%. Hàm lượng chất béo thô trong gạo thấp hơn trong gạo lứt là vì gạo đã loại bỏ đi lớp cám, kết quả này cũng được tìm thấy trong một số nghiên cứu trước đó. (Scherz và cộng sự., 2000; USDA, 2004; USP, 2004), ( Juliano,1985). 7 Hàm lượng tro trong gạo lứt và gạo đồ là tương tự nhau, với giá trị trung bình tương ứng là 1.21% và 1.18%, điều này chỉ ra rằng quá trình thủy nhiệt không làm ảnh hưởng đến hàm lượng khoáng chất. ( Doesthale và cộng sự, 1979) Bảng 1.3. Thành phần khoáng chất của các mẫu gạo (R.J.B. Heinemann, 2004) Tổng số khoáng chất dinh dưỡng quan trọng trong bảng 1.3 lần lượt là 22,4%, 19,9%, 40,9% và 28,3% tương ứng tổng số hàm lượng tro trong gạo lứt, gạo đồ, gạo đồ xay xát và gạo xay xát,. Sự khác biệt giữa tổng các yếu tố và tổng hàm lượng tro là do sự hiện diện của S, Si, Cl và các yếu tố khác. (Villareal và cộng sự, 1991). Bảng 1.4. Thành phần khoáng chất của gạo lứt từ các nghiên cứu khác nhau, mg/100g (R.J.B. Heinemann, 2004) 8 Bảng 1.4 cho thấy thành phần khoáng chất của gạo lứt từ các dữ liệu của nhiều nước khác nhau như Úc, Ấn Độ, Mỹ, Mexico, Đức, Philippin và một số nước khác. Hình 1.1. Hàm lượng khoáng cung cấp cho RDA (khẩu phần dinh dưỡng được khuyến khích) của các loại gạo (R.J.B. Heinemann, 2004) Hình 1.1 cho thấy tỷ lệ khoáng cung cấp cho RDA (IOM, 2004) của một phần gạo (50 g gạo nguyên liệu), tương ứng với năng lượng thường được tiêu thụ trong mỗi bữa ăn (Brasil, 2003)  Chất màu trong gạo lứt Trong quá trình nghiên cứu các nhà khoa học đã xác định chất màu trong gạo lứt là anthocyanin, là chất màu thực vật thuộc nhóm flavonoid. Nhưng có điểm khác cơ bản so với flavonoid thông thường là không có nhóm cacbonyl ở C4. Có 3 nhóm anthocyanin chủ yếu là : • Pelargonidin (I): màu vàng cam hoặc hồng • Cyanidin (II): màu hồng xỉn • Delphinidin (III): màu đỏ hoặc tím Anthocyanin là một chất chống oxy hóa mạnh, có thể cắt đứt các cơn đau tim và ngăn cản sự tạo thành các cục máu đông trong long mạch máu. Thêm vào đó gạo lứt đỏ có chứa sắc tố có chứa hàm lượng vitamin B2 nhiều hơn gạo lứt trắng. 1.2.3. Lợi ích của gạo lứt Gạo lứt là một loại thực phẩm nhiều dinh dưỡng khi so sánh với gạo trắng. Tuy nhiên, nó còn gia tăng nhiều dinh dưỡng hơn nữa khi được đem ngâm trong nước ấm lâu khoảng 22 9