Tải bản đầy đủ

KHẢO sát PHƯƠNG PHÁP xác ĐỊNH AMYLOZA TRÊN các LOẠI gạo KHÁC NHAU

A-PDF OFFICE TO PDF DEMO: Purchase from www.A-PDF.com to remove the watermark

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
-----------

NGUYỄN VĂN ĐỊNH

KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP
XÁC ĐỊNH AMYLOZA TRÊN CÁC LOẠI
GẠO KHÁC NHAU
LUẬN VĂN ĐẠI HỌC
Chuyên Ngành: HÓA HỌC
Mã số: 2064710

CẦN THƠ − 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN


Năm học 2006 – 2010
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
AMYLOZA TRÊN CÁC LOẠI GẠO KHÁC NHAU
Lời Cam ñoan: : Tôi tên là: Nguyễn Văn Định, tác giả của Luận văn xin xác nhận Luận
văn ñã ñược chỉnh sửa hoàn chỉnh theo những ý kiến và góp ý của các Phản biện và các
thành viên Hội ñồng chấm Bảo vệ Luận văn.
Cần thơ ngày 06 tháng 06 năm 2010
Ký tên:

Luận văn ñại học
Chuyên ngành Hóa Học
Mã số: 2064710
Đã bảo vệ và ñược duyệt
Hiệu trưởng:………………………….

Trưởng Khoa:………………………….
Trưởng Chuyên ngành
……………………
……………………

Cán bộ hướng dẫn
………………….
…………………..

Trang i


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn ñến :
Quý thầy, cô trong bộ môn Hóa cũng như quý thầy cô trong Khoa Khoa Học Tự
Nhiên ñã tạo ñiều kiện cho em hoàn thành tốt khóa học vừa qua.
Xin chân thành gửi lời cảm ơn ñến Cô chủ nhiệm : Ngô Kim Liên cùng với các bạn
trong lớp ñã hết lòng giúp ñỡ em trong học tập cũng như trong các hoạt ñộng khác.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc ñến Cô Phan Thị Bích Trâm ñã tận tình
hướng dẫn và hết lòng chỉ dạy em trong quá trình hoàn thành ñề tài luận văn tốt
nghiệp của mình.
Các thầy cô phòng thí nghiệm Sinh Hóa, Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng


Dụng, ñặc biệt là thầy Nhẫn, cô Loan, cô Hồng và anh Cần ñã tạo ñiều kiện thuận
lợi cho em hoàn thành tốt luận văn này.

Trang ii


DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH
Hình 1. Cấu tạo của tinh bột .............................................................................. 5
Hình 2. Cấu trúc amyloza .................................................................................. 6
Hình 3. Cấu trúc amylopectin ............................................................................ 6
Hình 4. Máy quang phổ.................................................................................... 29
Hình 5 – Hình 14. Hình ảnh mẫu gạo trước và sau xử lý KOH 1.7% ........... 33
Hình 15 – Hình 24. Hình ảnh chiều dài thẻ gel của gạo khảo sát ................... 39
Hình 25. Đồ thị chuẩn biểu diễn ñộ hấp thụ theo nồng ñộ amyloza (%)......... 42
Bảng 1. Mối quan hệ giữa ñộ phân hủy kiềm và nhiệt ñộ hồ hóa.................... 15
Bảng 2. Các loại gạo dùng ñể phân tích trong ñề tài

................................... 21

Bảng 3. Pha dãy các dung dịch chuẩn trong ñường chuẩn .............................. 28
Bảng 4. Độ ẩm của các mẫu gạo ..................................................................... 32
Bảng 5. Điểm ñánh giá nhiệt ñộ ñông hồ của các mẫu gạo phân tích ............. 38
Bảng 6. Chiều dài gel các mẫu gạo phân tích .................................................. 41
Bảng 7. Hàm lượng amyloza của mẫu khử béo và chưa khử béo.................... 43
Bảng 8. Hiệu suất thu hồi của quá trình khử béo ............................................. 44
Bảng 9. Hàm lượng amyloza thực tính theo chất khô của từng loại gạo ......... 44
Bảng 10. So sánh kết quả ñánh giá hàm lượng amyloza các mẫu gạo............. 45

Trang iii


MỤC LỤC
Lời cảm ơn .........................................................................................................
Mục lục ..............................................................................................................
Danh sách các bảng và hình ảnh ........................................................................
Lời mở ñầu ....................................................................................................... 1
Lý do chọn ñề tài.............................................................................................. 3
PHẦN I: TỔNG QUAN................................................................................. 4
1. Giới thiệu chung về tinh bột ....................................................................... 4
1.1 Thành phần hóa học của tinh bột ............................................................... 4
1.1.1. Thành phần cấu trúc amyloza .......................................................... 5
1.1.2. Thành phần cấu trúc amylopectin .................................................... 6
1.2. Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột......................................................... 7
1.2.1. Phản ứng thủy phân ......................................................................... 7
1.2.2. Phản ứng tạo phức màu với Iod ....................................................... 7
1.2.3. Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể ................................................ 7
1.3. Những tính chất vật lý của huyền phù tinh bột........................................ 8
1.3.1. Độ tan của tinh bột ........................................................................... 8
1.3.2. Sự trương nở của tinh bột ................................................................ 8
1.3.3. Tính chất hồ hóa của tinh bột........................................................... 8
1.3.4. Độ nhớt của tinh bột......................................................................... 8
1.3.5. Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel ............................................... 9
1.4. Ứng dụng của tinh bột.............................................................................. 9
2. Các tiêu chí ñánh giá và phân biệt các loại gạo ........................................ 10
3. Vai trò của amyloza trong chất lượng gạo ................................................ 13
4. Các phương pháp xác ñịnh hàm lượng amyloza hiện nay ........................ 14
4.1 Phương pháp xác ñịnh nhiệt ñộ ñông hồ............................................... 14
4.2 Phương pháp ñộ bền gel........................................................................ 15
4.3 Phương pháp trắc quang ....................................................................... 15
4.3.1 Nguyên tắc – Cơ sở lý thuyết của phương pháp trắc quang ........... 16
Trang iv


4.3.1.1 Sự hiện màu của dung dịch ......................................................... 16
4.3.1.2 Sự hấp thụ ánh sáng .................................................................... 16
4.3.1.3 Định luật hấp thụ ánh sáng.......................................................... 17
4.3.1.4 Các yếu tố gây sai lệch ñịnh luật Bugher – Lambert – Beer ...... 18
4.3.1.5. Mật ñộ quang A ......................................................................... 18
4.3.1.6 Phương pháp ñồ thị ñường chuẩn ............................................... 19
4.3.1.7 Các ñặc ñiểm cần lưu ý khi ño mật ñộ quang ............................. 19
PHẦN II: THỰC NGHIỆM........................................................................ 21
Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của ñề tài .................................................. 21
1. Phương pháp nghiên cứu: ......................................................................... 21
2. Kết quả, thảo luận ..................................................................................... 22
3. Phương pháp thí nghiệm ........................................................................... 22
3.1 Phương pháp xác ñịnh amylose dựa vào nhiệt ñộ hồ hóa..................... 23
3.1.1 Lấy mẫu : ......................................................................................... 23
3.1.2 Dụng cụ - Hóa chất .......................................................................... 23
3.1.3 Cách xác ñịnh ñộ phân hủy kiềm của mẫu thử ................................ 23
3.1.4 Xác ñịnh nhiệt ñộ hồ hóa của mẫu thử ............................................ 24
3.2 Thử ñộ bền gel ...................................................................................... 24
3.2.1 Dụng cụ - Hóa chất .......................................................................... 24
3.2.2 Cách tiến hành.................................................................................. 24
3.2.3.1 Nghiền mẫu ................................................................................ 24
3.2.3.2 Cân mẫu ..................................................................................... 24
3.2.3.3 Hòa tan mẫu ............................................................................... 25
3.2.3.4 Chuẩn bị ống nghiệm ñể ñọc chỉ số ........................................... 25
3.2.3.5 Ghi ñộ bền gel ............................................................................ 25
3.3 Phương pháp so màu :.......................................................................... 26
3.3.1 Dụng cụ - hóa chất – thiết bị........................................................... 26
3.3.2 Cách tiến hành................................................................................. 27
3.3.2.1 Chuẩn bị mẫu thử........................................................................ 27
3.3.2.2 Phần mẫu thử và chuẩn bị dung dịch thử................................... 27
Trang v


3.3.2.3 Chuẩn bị dung dịch ñối chiếu (mẫu trắng) ................................ 28
3.3.2.4 Chuẩn bị ñường chuẩn ............................................................... 28
a) Chuẩn bị dãy các dung dịch hiệu chuẩn .......................................... 28
b) Hiện màu và ño quang phổ .............................................................. 28
c) Dựng ñường chuẩn........................................................................... 29
d) Xác ñịnh hàm lượng amylose trong mẫu.......................................... 29
Phương pháp trắc quang có nội chuẩn ...................................................... 30
PHẦN III: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ...................................................... 32
Xác ñịnh ñộ ẩm các loại gạo nghiên cứu ..................................................... 32
1. Phương pháp xác ñịnh nhiệt ñộ ñông hồ................................................... 32
2. Phương pháp thử ñộ bền gel ..................................................................... 38
3. Phương pháp trắc quang ........................................................................... 42
4. Phương pháp trắc quang có nội chuẩn ...................................................... 43
5. Đánh giá chung ......................................................................................... 45
PHẦN IV: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ .......................................................... 47
1. Kết luận ..................................................................................................... 47
2. Đề nghị ...................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 48
PHỤ LỤC

Trang vi


LỜI MỞ ĐẦU
Theo thống kê của Cơ Quan Thực Phẩm Liên Hiệp Quốc, trên thế giới có khoảng 147,5
triệu ha ñất dùng cho việc trồng lúa, và 90% diện tích này là thuộc các nước Châu Á. Các
nước Châu Á cũng sản xuất khoảng 92% tổng sản lượng lúa gạo trên thế giới. Sản xuất
gạo toàn cầu ñã tăng lên từ khoảng 200 triệu tấn vào năm 1960 tới hơn 600 triệu tấn vào
năm 2007. Mặc dù vậy lượng lương thực ñặc biệt là lúa gạo vẫn không ñáp ứng ñủ nhu
cầu cần thiết. Điển hình cho thực trạng ñó là khủng hoảng lương thực - ñặc biệt là gạo trên toàn thế giới diễn ra hết sức nhanh chóng vào cuối tháng 3/2008.
Theo dự ñoán của bộ Nông nghiệp Mỹ, trong năm 2008 trữ lượng gạo toàn cầu sẽ giảm
xuống tới mức thấp nhất trong 25 năm qua, có thể gây ra “cơn ñói” mới. Giá gạo liên tục
tăng gấp nhiều lần chỉ trong vài tháng, mặc dù theo thông báo sản lượng gạo của các nước
xuất khẩu gạo vẫn liên tục tăng.
Với những thành tựu của cuộc Cách mạng Xanh và áp dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật vào
trong sản xuất mà ngày càng có nhiều giống lúa mới ñược lai tạo góp phần tăng năng suất
và phẩm chất hạt gạo. Trên thị trường ngày càng có nhiều loại gạo khác nhau có giá khá
cao nhưng vẫn ñược không ít người tiêu dùng chọn mua. Trong khi gạo Nàng thơm chợ
Đào có giá bán 7.500 ñồng/kg thì Thái Lan AAA có giá 8.000 ñồng/kg, thơm Nhật 8.200,
thơm Hà Lan mới 9.700 và Hàn Quốc lên ñến 18.000 ñồng/kg.
Thực trạng trên cho thấy xu thế của người tiêu dùng hiện nay ñòi hỏi không những phải
ñủ về lượng mà còn cả về chất lượng, phẩm chất gạo ñược ñánh giá bởi nhiều yếu tố khác
nhau như: chiều dài, hình dạng, phẩm chất hạt khi chà; hàm lượng amyloza; hàm lượng
protein và cả mùi thơm nữa…Trong ñó vai trò của hàm lượng amyloza là quan trọng hơn
cả. Hàm lượng amyloza ảnh hưởng chủ yếu trên ñặc tính của cơm, nó tương quan tỉ lệ
nghịch với ñộ dẻo, ñộ mềm, và ñộ bóng của cơm.
Ngày nay có nhiều phương pháp khác nhau ñể xác ñịnh hàm lượng amyloza trong gạo,
nhưng việc xác ñịnh trực tiếp hàm lượng amyloza thì khó vì các phương pháp tốn kém,
chậm, ñòi hỏi khéo léo và cần thiết bị phân tích hóa học ñắt tiền. Với thực trạng ñó thì
Trang 1


việc xác ñịnh hàm lượng amyloza bằng phương pháp trắc quang, hay dựa vào nhiệt ñộ hồ
hóa hoặc thử ñộ bền gel phần nào ñã khắc phục ñược các nhược ñiểm nêu trên.
Với mục ñích tìm ra phương pháp tối ưu ñể xác ñịnh các hàm lượng amyloza khác nhau
trong gạo mà ñề tài ñi sâu khảo sát các ưu nhược ñiểm của các phương pháp ñịnh lượng
amyloza ñể có thể tìm ra phương pháp áp dụng ñặc trưng cho từng hàm lượng amyloza
cao, thấp và trung bình.

Trang 2


LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Lương thực giữ vai trò rất quan trọng trong ñời sống con người, lúa gạo là một trong ba
loại lương thực chính nuôi sống dân số thế giới.
Việt Nam có dân số trên 80 triệu người với nông nghiệp là một ngành mũi nhọn hàng ñầu,
sản lượng lúa mang lại giá trị 10% xuất khẩu cả nước. Nhưng ñể có thể cạnh tranh với các
nước khác trong khu vực ta còn phải cố gắng phấn ñấu học hỏi, áp dụng những khoa học
kĩ thuật tiên tiến vào trong canh tác cũng như tạo ra ngày càng nhiều giống lúa mới có
phẩm chất tốt phục vụ trong sản xuất, trong ñó việc xác ñịnh thành phần amyloza và
amylopectin trong tinh bột là một trong những phương pháp ñể cải tạo giống lúa, vì
amyloza quyết ñịnh ñộ dẻo của gạo nên khi biết ñược hàm lượng amyloza ta có thể có
những khuynh hướng cải tạo giống lúa thích hợp.
Mặt khác nhằm giúp các doanh nghiệp thu mua lúa gạo xuất khẩu có thể xác ñịnh nhanh
hàm lượng amyloza, ñồng thời nhận biết ñược mức ñộ lai tạp của các giống gạo.
Hiện nay có nhiều phương pháp xác ñịnh hàm lượng amyloza bằng việc thông qua xác
ñịnh nhiệt ñộ ñông hồ, thử ñộ bền gel, hay bằng phương pháp trắc quang. Trong ñó
phương pháp so màu ñược sử dụng nhiều nhưng ñộ chính xác, ñộ lặp lại chưa cao, không
chắc chắn (Morison, 1983). Gần ñây theo Joseph Chrastil (1987) sử dụng phương pháp
xác ñịnh hàm lượng amyloza bằng cách so màu có chiết tách béo và sử dụng axit làm môi
trường cho kết quả tương ñối ổn ñịnh. Vì vậy việc nghiên cứu phương pháp xác ñịnh hàm
lượng amyloza là phù hợp với thực tiễn ở nước ta và rất cần thiết ñể góp phần vào việc cải
tiến kĩ thuật, nâng cao chất lượng gạo xuất khẩu.

Trang 3


PHẦN I : TỔNG QUAN
1. Giới thiệu chung về tinh bột
Tinh bột là một loại polysaccarit có khối lượng phân tử cao gồm các ñơn vị glucoza ñược
nối nhau bởi các liên kết α - glicozit, có công thức phân tử là (C H O ) , ở ñây n có thể
6

10

5 n

từ vài trăm ñến hơn một triệu. Tinh bột bao gồm hai thành phần là amyloza và
amylopectin. Hai chất này khác nhau về nhiều tính chất lí học và hóa học. Tinh bột có
nguồn gốc từ các loại cây khác nhau có tính chất vật lí và thành phần hóa học khác nhau.
Dựa vào sự khác nhau ñó có thể phân chia ñược hai thành phần trên ñể ñiều chế dạng tinh
khiết. Các phương pháp ñể tách và xác ñịnh hàm lượng amyloza và amylopectin là:
- Chiết rút amyloza bằng nước nóng.
- Kết tủa amyloza bằng rượu.
- Hấp thụ chọn lọc amyloza trên xenluloza.
Tinh bột có nhiều ở các loại củ như: khoai tây, sắn, củ mài. Một lượng ñáng kể tinh bột
cũng có trong các loại quả như: chuối và nhiều loại rau. Tinh bột có nhiều trong các loại
lương thực, do ñó các loại lương thực ñược coi là nguồn nguyên liệu chủ yếu ñể sản xuất
tinh bột. 12, 15

1.1 Thành phần hóa học của tinh bột
Tinh bột không phải một hợp chất ñồng thể mà gồm hai polysaccarit khác nhau là:
amyloza và amylopectin. Tỉ lệ amyloza/amylopectin xấp xỉ ¼. Trong tinh bột loại nếp
(gạo nếp hoặc ngô nếp) gần như 100% là amylopectin. Trong tinh bột ñậu xanh, dong
riềng hàm lượng amyloza chiếm trên dưới 50%.

Trang 4


Hình 1. Cấu tạo của tinh bột

1.1.1. Thành phần cấu trúc amyloza
Amyloza là loại mạch thẳng, chuỗi dài từ 500-2000 ñơn vị glucoza, liên kết nhau bởi liên
kết α −1,4 glicozit. Amyloza “nguyên thủy” có mức ñộ trùng hợp không phải hàng trăm
mà là hàng ngàn. Có hai loại amyloza:
Amyloza có mức ñộ trùng hợp tương ñối thấp (Khoảng 2000) thường không có cấu
trúc bất thường và bị phân ly hoàn toàn bởi β-amylaze.
Amyloza có mức ñộ trùng hợp lớn hơn, có cấu trúc án ngữ ñối với β−amylaze nên
chỉ bị phân hủy 60%.
Trong hạt tinh bột hoặc trong dung dịch hoặc ở trạng thái thoái hóa, amyloza thường có
cấu hình mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào, amyloza mới chuyển thành dạng xoắn
0

ốc. Mỗi vòng xoắn ốc gồm 6 ñơn vị glucoze. Đường kính của xoắn ốc là 12,97 A , chiều
0

cao của vòng xoắn là 7,91 A . Các nhóm hydroxyl của các gốc glucoza ñược bố trí ở phía
ngoài xoắn ốc, bên trong là các nhóm C-H. 15

Trang 5


Hình 2. Cấu trúc amyloza
1.1.2. Thành phần cấu trúc amylopectin
Amylopectin là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết α-1,4 glicozit còn có
nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết α-1,6 glicozit.

Hình 3. Cấu trúc amylopectin
Trang 6


Phân tử amylopectin có thể chứa tới 100.000 ñơn vị glucoza. Sự khác biệt giữa amyloza
và amylopectin không phải luôn luôn rõ nét. Bởi lẽ ở các phân tử amyloza cũng thường có
một phần nhỏ phân nhánh do ñó cũng có những tính chất giống như amylopectin. 15

1.2. Các phản ứng tiêu biểu của tinh bột
1.2.1. Phản ứng thuỷ phân
Một tính chất quan trọng của tinh bột là quá trình thủy phân liên kết giữa các ñơn vị
glucoza bằng axít hoặc bằng enzym.

Axit và enzym giống nhau là ñều thủy phân các phân tử tinh bột bằng cách thủy phân liên
kết α-D (1,4) glicozit. Đặc trưng của phản ứng này là sự giảm nhanh ñộ nhớt và sinh ra
ñường. 15, 17
1.2.2. Phản ứng tạo phức màu với Iod
Phản ứng rất ñặc trưng của tinh bột là phản ứng với iod. Khi tương tác với iod, amyloza
sẽ cho phức màu xanh ñặc trưng. Đun nóng, màu xanh biến mất ñể nguội lại hiện ra. Vì
vậy, iod có thể coi là thuốc thử ñặc trưng ñể xác ñịnh hàm lượng amyloza trong tinh bột
bằng phương pháp trắc quang. Để phản ứng ñược thì các phân tử amyloza phải có dạng
xoắn ốc ñể hình thành ñường xoắn ốc ñơn của amyloza bao quanh phân tử iod. 15
1.2.3. Sự chuyển hóa tinh bột trong cơ thể
Khi ñi qua miệng, tinh bột bị thủy phân nhờ men (Men amylaza) có trong nước bọt. Sự
thủy phân tiếp tục xảy ra nhờ men (Men mantaza) có trong ruột, vào máu qua mao trạng
ruột rồi theo máu về gan. Từ gan, glucoza ñược phân phối ñi tới các mô trong cơ thể. Tại
các tế bào và mô, glucoza ñược oxi hóa chậm biến thành khí cacbonic và hơi nước ñồng
thời giải phóng năng lượng cho cơ thể hoạt ñộng:
C6H12O6 +

6O2

6CO2

Trang 7

+

6H2O


Phần glucoza còn dư ở trong gan, ñược tổng hợp lại thành một loại gluxit có khối lượng
phân tử lớn gọi là glicogen (hay còn gọi là tinh bột ñộng vật). Glicogen ñược dự trữ trong
gan, khi cần lại thủy phân thành glucoza và chuyển tới các mô trong cơ thể. 18

1.3. Những tính chất vật lý của huyền phù tinh bột
1.3.1. Độ tan của tinh bột
Amyloza mới tách từ tinh bột có ñộ tan cao hơn song không bền nên nhanh chóng bị thoái
hóa trở nên không hòa tan trong nước. Amylopectin khó tan trong nước ở nhiệt ñộ thường
mà chỉ tan trong nước nóng. Tinh bột bị kết tủa trong cồn, vì vậy cồn là một tác nhân tốt
ñể tăng hiệu quả thu hồi tinh bột.
1.3.2. Sự trương nở của tinh bột
Khi ngâm tinh bột vào nước thì thể tích hạt tăng do sự hấp thụ nước, làm cho hạt tinh bột
trương phồng lên. Hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở của hạt tinh bột.
1.3.3. Tính chất hồ hóa của tinh bột
Nhiệt ñộ ñể phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái ñầu có mức ñộ oxi hóa khác nhau
thành dung dịch keo gọi là nhiệt ñộ hồ hóa. Các biến ñổi hóa lí khi hồ hóa như sau: hạt
tinh bột trương lên, tăng ñộ trong suốt và ñộ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa
tan và sau ñó tự liên hợp với nhau ñể tạo thành gel. Nhiệt ñộ hồ hóa không phải là một
ñiểm mà là một khoảng nhiệt ñộ nhất ñịnh.
1.3.4. Độ nhớt của tinh bột
Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng ñến chất lượng và kết
cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm ñó là ñộ nhớt và ñộ dẻo. Yếu tố chính ảnh hưởng ñến
ñộ nhớt của dung dịch tinh bột là ñường kính biểu kiến của các phân tử hoặc của các hạt
phân tán, ñặc tính bên trong của tinh bột như kích thước, thể tích, cấu trúc và sự bất ñối
xứng của phân tử. Nồng ñộ tinh bột, pH, nhiệt ñộ, tác nhân oxi hóa, các thuốc thử phá hủy
liên kết hydro ñều làm cho tương tác của các phân tử tinh bột thay ñổi do ñó làm thay ñổi
ñộ nhớt của dung dịch tinh bột.

Trang 8


1.3.5. Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel
Tinh bột sau khi hồ hóa và ñể nguội, các phân tử sẽ tương tác nhau và sắp xếp lại một
cách có trật tự ñể tạo thành gel tinh bột với cấu trúc mạng 3 chiều. Để tạo ñược gel thì
dung dịch tinh bột phải có nồng ñộ ñậm ñặc vừa phải, phải ñược hồ hóa ñể chuyển tinh
bột thành trạng thái hòa tan và sau ñó ñược ñể nguội ở trạng thái yên tĩnh.
Khi gel tinh bột ñể nguội một thời gian dài sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thoát ra, gọi là sự
thoái hóa. Quá trình này sẽ càng tăng mạnh nếu gel ñể ở lạnh ñông rồi sau ñó cho tan. 15

1.4. Ứng dụng của tinh bột
Tinh bột là nguồn cung cấp lương thực chủ yếu trong cuộc sống, bên cạnh ñó tinh bột còn
là nguồn nguyên liệu vô tận cho các ngành kỹ nghệ hóa học nếu xem dầu mỏ là nguồn
nguyên liệu có giới hạn. Tinh bột có thể sử dụng ở dạng nguyên thủy hay ở dạng biến
tính. Nó ñược ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp dệt; công nghiệp giấy; kỹ nghệ chế
vật liệu mỏng và dợn sóng; kỹ nghệ keo dán; bao bì; công nghiệp thức ăn gia súc; công
nghiệp lên men cồn và sản xuất các axit hữu cơ như: axit citric, axit itacomic; trong sản
xuất dược phẩm như: kháng sinh từ dịch tinh bột thủy phân…
Tinh bột còn ñược ứng dụng rộng rãi trong các ngành như: kỹ nghệ mỏ và kỹ nghệ
amiang, luyện kim, bản thạch cao, tinh bột và những dẫn xuất của tinh bột hoạt ñộng như
những chất ức chế chọn lọc khi ñược bổ sung chất sắt nào ñó hay bột nhão tuyển nổi sẽ
ñẩy nhanh quá trình tách.
Trong công nghiệp thực phẩm người ta dùng tinh bột ñể tạo kết cấu, tạo trạng thái, tạo
dáng bề ngoài, tạo ñộ ẩm, ñộ chắc và ñộ bền cho sản phẩm. Ngoài ra trong những năm
gần ñây tinh bột ñược dùng như là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất ra các sản phẩm
tiêu dùng mà sau khi sử dụng có khả năng phân hủy rất nhanh như polymer phân hủy trên
cơ sở nhựa LDPE và các loại tinh bột sử dụng chất trợ tương hợp, người ta có thể dùng
tinh bột ñể nhũ hóa hoặc ñể tạo ra các màng bao không thấm dầu,…
Giá xăng tăng nhanh dẫn ñến việc phát triển các loại xe chạy bằng cồn ở nhiều nước trên
thế giới. Sắn ñang ñược coi là một trong những nguyên liệu ñể sản xuất cồn nguyên liệu.
Ngoài ra cồn có nhu cầu rất lớn ñể dùng trong sản xuất một số loại hóa chất khác nhau
Trang 9


như: xenluloza triacetate, vinyl acetate, PVC, styrene, polystyrene. Do ñó cồn ñược sản
xuất từ cây sắn sẽ giải quyết vấn ñề nạn thiếu xăng ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Sản xuất ñường trên thế giới từ trước ñến nay vẫn dựa vào cây mía là chủ yếu. Sự phụ
thuộc vào ñường mía có thể ñược giảm bớt bằng một loại ñường ngọt, xiro giàu fructoza
với DE (Dextroza Equivalent). Với một qui trình công nghệ thích hợp, tinh bột sắn sẽ là
nguyên liệu thay thế ñầy hứa hẹn cho tinh bột bắp ñể sản xuất xiro giàu fructoza.

2. Các tiêu chí ñánh giá và phân biệt các loại gạo
Với sự ña dạng trong tiêu dùng gạo nội ñịa và xuất khẩu ñòi hỏi chúng ta ñánh giá cụ thể
chất lượng gạo. Nó ñược dựa vào nhân tố khách quan và chủ quan. Gạo ñược chấp nhận
bởi tiêu chuẩn chất lượng và ñược ñánh giá chủ yếu dựa vào sở thích của người tiêu dùng.
Gạo không giống ña số các ngũ cốc khác là hạt ñược tiêu thụ toàn bộ. Bởi vậy những tính
chất vật lý như kích thước, hình dạng, sự ñồng ñều và diện mạo chung là vô cùng quan
trọng. Hơn nữa, ña số gạo trước khi sử dụng phải qua xay chà, do ñó thuộc tính vật lý
quan trọng xác ñịnh chủ yếu bởi nội phôi nhũ (Mutters, 1998). Mutter nói thêm rằng trong
trường hợp ñộ thuần khiết, chất lượng gạo ảnh hưởng bởi ñặc tính do gen ñiều khiển, các
ñiều kiện môi trường và các công nghệ chế biến. Trong trường hợp ảnh hưởng do chế
biến, các ñặc tính chi phối ñó là tồn trữ và phân phối. Kiểu gen của một giống cụ thể ức
chế mức ñộ lớn các ñặc ñiểm chất lượng hạt. Những nhà lai tạo giống và di truyền học
tiếp tục cải thiện gen của các giống mới ñể tạo ra sản phẩm mong muốn. Sự chọn lọc chú
trọng cải thiện chất lượng xay chà, nấu, ăn và chế biến là những thành phần chủ yếu của
chương trình tạo giống dựa trên nền tảng của các tiêu chuẩn công nghiệp. Quan tâm gần
ñây trong việc tạo ra giống chất lượng cho thị trường xuất khẩu là kết quả trong sự lựa
chọn hương vị ñặc biệt và các ñặc ñiểm nấu ăn ñược ưa thích bởi người tiêu thụ.

Trang 10


Chất lượng hạt gạo và các tiêu chuẩn ñánh giá
Sau năng suất hạt, chất lượng quan trọng nhất. Nếu một giống lúa có diện mạo xấu, có
năng suất xay chà thấp, có kết cấu và hương vị không ñược người tiêu thụ chấp nhận, nó
sẽ không ñược phát triển. Gạo xay với hạt trông mờ, nguyên hạt sẽ ñược ưa thích. Vùng
bị mờ ñục trong một nội nhũ trông mờ ñược gọi là bạc bụng.
Hạt gạo hơi thon, hơi tròn, và tròn, không bạc bụng khi chà với ẩm ñộ 14% không dễ gãy
và có năng suất gạo nguyên cao. Tỷ lệ gạo xay cao và màu sắc của gạo rất quan trọng.
Các giống khác nhau có kiểu và cường ñộ mùi thơm khác nhau. Hương thơm trong gạo là
do chất hóa học diacetyl- 1 pyroproline tạo nên. Chất lượng gạo nấu và ăn thay ñổi theo
vùng. Gạo xay có hạt trông mờ, thon dài có hoặc không có mùi thơm, có ñộ nở nhiều khi
nấu (do sự kéo dài nhân hạt), có tính mịn (không dính và mềm), cấu trúc hạt chắc, mùi vị
hấp dẫn và thời hạn sử dụng kéo dài ñược ưa chuộng trong thị trường nội ñịa cũng như thị
trường quốc tế (Prasad, 2002).

Màu của vỏ cám: Theo Bùi và Nguyên (2000) màu vỏ cám bao gồm màu trắng nâu
sáng, nâu tối, nâu, ñỏ, tím sáng và tím.

Mức ñộ bạc bụng: Mức ñộ bạc bụng của hạt gạo ñược chia như sau: (cấp 0): không
bạc bụng; (Cấp 1): vùng bạc bụng ít hơn 10% ở trong hạt gạo; (Cấp 5): diện tích bạc bụng
trung bình 11- 20%; (Cấp 9): hơn 20%.

Thành phần hạt gạo sau khi xay chà: Nó gồm có vỏ trấu; cám, gạo lức; gạo chà
(head rice) và chiếm 67 - 70% trọng lượng của hạt gạo. Gạo trắng chia thành hai phần:
gạo nguyên và tấm (gạo bị gãy). Gạo nguyên chiếm từ 40% - 60% trọng lượng lúa ñem
chà và nó phụ thuộc ñiều kiện và kỹ thuật sau thu hoạch. Đôi khi tỷ lệ này dưới 40%.
Phần trăm gạo gãy thay ñổi tương ứng với tỷ lệ gạo nguyên.

Trang 11


Chất lượng xay chà: Yếu tố này bao gồm phần trăm gạo lức, gạo trắng và gạo
nguyên.

Trọng lượng hạt lúa không vỏ x 100

Gạo lức (%) =
Trọng lượng lúa

Trọng lượng gạo sau khi chà và ñánh bóng x 100
Gạo trắng (%) =
Trọng lượng lúa

Trọng lượng gạo nguyên không gãy x 100
Gạo nguyên (%) =
Trọng lượng lúa
Trung bình phần trăm vỏ hạt từ 18 tới 26% trọng lượng lúa phụ thuộc vào giống có vỏ
dày hay mỏng. Gạo trắng chiếm khoảng 70% nhưng thay ñổi do nhiều ñiều kiện như:
giống, môi trường và công nghệ sau thu hoạch. Trên thị trường yếu tố quan trọng là phần
trăm gạo nguyên, nó thay ñổi từ 25% tới 65%.

Nhiệt ñộ trở hồ (GT): là ñặc tính chỉ nhiệt ñộ nấu gạo thành cơm và không thể trở lại
trạng thái ban ñầu. GT thay ñổi từ 55 ñến 79°C. GT trung bình là ñiều kiện tối ưu cho
chất lượng gạo tốt.
GT thấp

55 – 69°C

GT trung bình

75- 79°C

GT cao

75 – 79°C.

Độ bền gel: Tiêu chuẩn Quốc tế cho ñộ bền gel dựa vào chiều dài gel. Trong cùng
nhóm gạo, các giống có cùng hàm lượng amyloza nhưng ñộ bền gel cao hơn ñược ưa
chuộng hơn.
1

80 – 100 mm

mềm

3

61 – 80 mm

mềm

5

41 – 60 mm

trung bình
Trang 12


7

36 – 40 mm

cứng

9

< 35 mm

cứng

Chất lượng dinh dưỡng và hương vị
Hương vị: vị ngon hoặc hương thơm trong gạo ñược tạo bởi hóa chất diacetyl-1pyroproline. Theo Bùi và Nguyễn (2000) ñánh giá tiêu chuẩn theo Viện Nghiên cứu lúa
gạo Quốc tế (IRRI) ñược chia làm 3 mức ñộ:
0

không thơm

1

ít thơm

2

thơm nhiều

Chất dinh dưỡng: Tinh bột cao nhất ở lúa mì 81,1%, tiếp ñó là gạo 74,8% và thấp
nhất trong cây lúa miến 67,4%. Thành phần quan trọng thứ hai trong gạo là protein với
8,5% trong khi trong cây kê nó cao nhất với 13,4%. Nói chung, dinh dưỡng trong ngũ
cốc nghèo lysine và threomine. Chất lượng protein trong gạo cao nhất bởi nó có lysine
cao 3,5 – 4% hơn ngũ cốc. Trong những năm gần ñây, viện nghiên cứu cây lương thực và
thực phẩm Việt Nam thành công trong việc phát triển giống có hàm lượng protein cao
10% như các giống P4 và P6.
Sắt và vitamin thiếu nghiêm trọng ở những vùng người ta chủ yếu tiêu thụ gạo. Sắt có rất
ít trong gạo. FAO nói rằng 24% dân số ở những nước ñang phát triển và 1,4 tỉ phụ nữ ñối
mặt với vấn ñề thiếu sắt và vitamin. Nó ảnh hưởng tới 400 triệu trẻ em (7% dân số thế
giới). Ngày nay, những nhà khoa học nổ lực lớn nhất tìm ra giải pháp ñể khắc phục vấn ñề
này thông qua các phương pháp công nghệ sinh học. 19

3. Vai trò của amyloza trong chất lượng gạo
Amyloza là ñặc ñiểm quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp ñến việc chế biến, sử dụng và
tiêu thụ, ñặc biệt là phẩm chất hay chất lượng cơm khi nấu.
Amyloza là phần tinh bột không phân nhánh có trong gạo tẻ. Amylopectin là phần tinh
bột phân nhánh. Hàm lượng amyloza ảnh hưởng trực tiếp trên ñặc tính của cơm. Nó tương
quan nghịch với ñộ dẻo, ñộ mềm, màu, và ñộ bóng của cơm. Tùy theo hàm lượng
Trang 13


amyloza mà các giống lúa có thể phân nhóm thành nếp (chiếm 1 ñến 2 % amyloza),
amyloza thấp (8 ñến 20%), trung bình (21 ñến 25%) và hàm lượng amyloza cao (hơn
25%).
Gạo tẻ, gạo không dẻo chiếm phần lớn các giống lúa trên thế giới, có tỉ lệ amyloza từ 8
ñến 37%, trung bình từ 13 ñến 32%. Các giống lúa có hàm lượng amyloza thấp thường
ướt, dẻo và bóng láng khi nấu chín. Gạo có hàm lượng amyloza cao như IR8 khi nấu chín
thì khô và xốp, nhưng trở nên cứng khi nguội lại, loại có hàm lượng amyloza trung bình
cũng xốp như gạo có hàm lượng amyloza cao nhưng khi nguội lại thì vẫn còn mềm, khác
với gạo có hàm lượng amyloza cao thì cứng.
Các giống Japonica có hàm lượng amyloza thấp, dẻo khi nấu chín. Phần lớn người tiêu
dùng chuộng các loại gạo có hàm lượng amyloza trung bình. Sở thích này còn tùy thuộc
vào thị hiếu của từng vùng.
Lượng amyloza bị môi trường biến ñổi một phần theo những phương cách chưa ñược biết
rõ. Nhiệt ñộ cao lúc lúa chín làm giảm hàm lượng amyloza. Lượng amyloza của một số
giống lúa có thể khác ñến 6% từ mùa này sang mùa khác.

4. Các phương pháp xác ñịnh hàm lượng amyloza hiện nay:
4.1. Phương pháp xác ñịnh nhiệt ñộ ñông hồ:
Phương pháp này dùng ñể ước lượng hàm lượng amyloza chứ không ño trực tiếp. Nhiệt
ñộ ñông hồ ước lượng bằng mức ñộ lan rộng và ñộ trông suốt của gạo xử lý với dung dịch
KOH 1,7% trong 23 giờ ở 30°C. Gạo có nhiệt ñộ ñông hồ thấp sẽ hòa tan hoàn toàn, nội
nhũ loại trung bình sẽ rã lan một phần và gạo có nhiệt ñộ ñông hồ cao hầu như không bị
ảnh hưởng bởi chất kiềm.
Các giống lúa có nhiệt ñộ ñông hồ cao dường như có hàm lượng amyloza thấp nhưng ñiều
ngược lại thì không ñúng, lúa có hàm lượng amyloza thấp có thể có nhiệt ñộ ñông hồ thấp
hoặc cao. Người ta chưa thấy có giống lúa nào vừa có nhiệt ñộ ñông hồ cao và hàm lượng
amyloza cao. Nhiệt ñộ hồ hóa cuối cùng của tinh bột gạo ñược phân chia như sau :

Trang 14


Thấp

- nhỏ hơn 70°C

Trung bình

- từ 70 – 74°C

Cao

- trên 74°C

Độ phân hủy kiềm của hạt gạo xát ñược ñánh giá theo thang ñiểm từ 1 ñến 7 và tỉ lệ
nghịch với nhiệt ñộ hồ hóa theo mối tương quan sau:
Bảng 1. Mối quan hệ giữa ñộ phân hủy kiềm và nhiệt ñộ hồ hóa
Độ phân hủy kiềm

Nhiệt ñộ hồ hóa

1,2,3

Cao

4,5

Trung bình

6,7

Thấp

4.2 Phương pháp ñộ bền gel:
Lượng amyloza là yếu tố chính quyết ñịnh ñến tính dẻo, ñộ mềm, màu sắc và ñộ bóng của
hạt cơm gạo tẻ. Các giống lúa có hàm lượng amyloza gần như nhau (trên 25%) có thể
khác nhau về ñộ bền của gel. Gạo có lượng amyloza dưới 24% thường có gel mềm.
Phương pháp thử ñộ bền của gel căn cứ trên ñộ bền của hồ làm từ bột gạo và dùng ñể
phân biệt giữa các giống có lượng amyloza cao. Phương pháp này ñược ñưa ra ñể bổ
khuyết phương pháp ño lượng amyloza dùng trong các chương trình lai tạo giống có
phẩm chất gạo tốt. Phương pháp này phân biệt lúa có amyloza cao thành ba nhóm sau:
-

Rất cứng cơm: với tính gel cứng (chiều dài gel 40 mm hay nhỏ hơn)

-

Cứng cơm: với tính gel trung bình (chiều dài gel từ 41 mm ñến dưới 60 mm)

-

Mềm cơm: với tính gel mềm (chiều dài gel lớn hơn 61 mm).

4.3 Phương pháp trắc quang:
Đây là phương pháp ñược sử dụng phổ biến ñể xác ñịnh hàm lượng amyloza. Phương
pháp dựa trên sự tạo phức màu xanh của amyloza với Iod trong môi trường axit. Có nhiều
cách:
-

Theo IRRI dùng phương pháp so màu nhanh không tách béo sử dụng axit acetic làm

môi trường.
Trang 15


-

Phương pháp Cagampang và Rodriguez, 1980 không tách béo sử dụng axit clohidric

làm môi trường.
-

Theo Joseph Chrastil sử dụng dung môi hữu cơ ñể ly trích béo và axit tricloroacetic

(TCA) làm môi trường.
Phạm vi áp dụng 3
Phương pháp này dùng ñể xác ñịnh hàm lượng amyloza của gạo xát, áp dụng cho gạo có
hàm lượng amyloza lớn hơn 5%.
Phương pháp này cũng có thể áp dụng cho gạo lật, ngô, kê và các loại ngũ cốc khác.
4.3.1 Nguyên tắc – Cơ sở lý thuyết của phương pháp trắc quang
4.3.1.1. Sự hiện màu của dung dịch
Màu là kết quả của sự hấp thụ một phần ánh sáng trắng. Bức xạ không bị hấp thụ ñược
phản chiếu hoặc truyền qua chất ñến mắt gây cảm giác màu. Như vậy màu của dung dịch
là màu của ánh sáng ñơn sắc không bị hấp thụ. Chất hấp thụ hoàn toàn ánh sáng có màu
ñen, chất không hấp thụ ánh sáng trắng có màu trắng hoặc trong suốt.
4.3.1.2. Sự hấp thụ ánh sáng
Khi chiếu chùm sáng ñơn sắc ñi qua một dung dịch thì cường ñộ tia sáng ban ñầu Io sẽ bị
giảm ñi chỉ còn I.

Io

I

Ta không thể ño trực tiếp cường ñộ bức xạ bị hấp thụ, thường ta ño cường ñộ chùm sáng
ban ñầu Io và cường ñộ chùm sáng tia ló ra I. Từ ñó ta tính ra ñược cường ñộ bức xạ bị
hấp thụ.

Trang 16


4.3.1.3. Định luật hấp thụ ánh sáng
Định luật Bugher – Lambert:
“Những lớp dung dịch ñồng nhất có chiều dày như nhau luôn hấp thụ một tỉ lệ như nhau
cường ñộ dòng sáng rọi vào”.
Sự hấp thụ giữa tia ló và tia tới ñược hai nhà bác học biểu diễn bởi phương trình:

I = Io . e –

αl

I
= e −αl
I0
Lấy ln hai vế

Đặt

ln

I
= −α l
I0

lg

I
αl
= −
I0
2 , 203

k =

α
2 , 203

⇔ lg

I
= − kl
I0



I
= 10
I0

− kl

⇔ I = I 0 × 10−kl (1)
Io cường ñộ chùm sáng ban ñầu.
I cường ñộ chùm sáng qua dung dịch.
l chiều dày lớp dung dịch.
k hệ số tắt.
Hệ số tắt k là ñại lượng ñặc trưng cho khả năng hấp thụ ánh sáng của mỗi dung dịch, k
phụ thuộc vào bản chất của mỗi dung dịch và bước sóng ánh sáng tới.
Trang 17


Định luật Bugher – Lambert – Beer
Beer trên cơ sở khảo sát sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch cùng ñiều kiện (nhiệt ñộ,
pH,…) chiều dày lớp dung dịch không thay ñổi với các dung dịch khác nhau. Ông ñã thiết
lập ñược mối liên hệ giữa hệ số tắt k và nồng ñộ C.
K=εC
ε hệ số tắt phân tử gam
Từ (1) ta có: I = Io10 –εlC phương trình ñịnh luật.
4.3.1.4. Các yếu tố gây sai lệch của ñịnh luật Bugher – Lambert – Beer
-

Ánh sáng qua mẫu không hoàn toàn ñơn sắc.

-

Ảnh hưởng của dung dịch khảo sát: do sự hiện diện của chất ñiện li hay do pha loãng.

-

Do ñộ bền của phức tuỳ thuộc vào môi trường, thời gian, hóa chất.

-

Nồng ñộ dung dịch quá thấp hay quá cao.

-

Do ảnh hưởng của nhiệt ñộ, pH.

-

Do sự hiện diện của cấu tử lạ.

4.3.1.5. Mật ñộ quang A
Lograrit thập phân của nghịch ñảo ñộ truyền quang T ñược gọi là mật ñộ quang A hay hệ
số hấp thụ.
⇒ A = - lg T = - lg 10

- εlc

Đây là một cách viết của phương trình ñịnh luật.
A phụ thuộc vào bước sóng λ và biến thiên từ 0 ñến ∞
Khi I = Io thì T = 100%
Khi I << Io thì T tiến về 0 và A tiến về ∞
Trong ñiều kiện tối ưu không có yếu tố làm sai lệch mối quan hệ giữa A và C thì sự phụ
thuộc của A và C là tuyến tính khi chiều dày l = const, λ = const. Đường biểu diễn sự phụ
thuộc A = f(C) là ñường thẳng ñi qua gốc toạ ñộ.
A có tính cộng tính.

Trang 18


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×