TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO MÔN CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

HẠT LƯƠNG THỰC

(HẠT THÓC)

GVHD: Cô TRẦN THỊ THU TRÀ

Nhóm SVTH:

Trần Thúy An 60900035

Vũ Quang Phú 60901991

Nguyễn Ngọc Tú 60903170

Thành phố Hồ Chí Minh, 12/2011

1

MỤC LỤC

A. GIỚI THIỆU CHUNG.........................................................................................................................4

I. Giới thiệu chung về cây lương thực.................................................................................................4

II. Tình hình sản xuất lương thực của Việt Nam..................................................................................6

B. GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA...............................................................................................................8

I. Cấu tạo hạt thóc...............................................................................................................................9

II. Thành phần hóa học của hạt thóc..................................................................................................10

III. Ảnh hưởng của các thành phần dinh dưỡng chính đến tính chất công nghệ của hạt và sản phẩm làm từ hạt...............................................................................................................................................13

C. CÁC BIẾN ĐỔI KHỐI HẠT............................................................................................................14

I. Các quá trình hạt trải qua trước khi bảo quản................................................................................14

1) Trồng trọt trên đồng....................................................................................................................14

2) Thu hoạch...................................................................................................................................15

3) Chế biến và vận chuyển..............................................................................................................15

II. Một số tính chất của khối hạt liên quan đến công tác bảo quản...................................................15

1) Thành phần khối hạt...................................................................................................................15

2) Tính chất vật lí ảnh hưởng đến công tác bảo quản.....................................................................16

3) Tính chất hóa lý – hấp phụ và nhả hấp các chất khí và hơi ẩm..................................................20

4) Những biến đổi hóa học xảy ra trong quá trình bảo quản...........................................................23

5) Những biến đổi sinh hóa trong bản thân hạt thóc.......................................................................25

6) Những biến đổi sinh học diễn ra trong hạt..................................................................................31

7) Quá trình tự bốc nóng.................................................................................................................40

D. QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN...............................................................................................................43

I. Mục đích của việc bảo quản..........................................................................................................43

II. Vai trò của việc bảo quản.............................................................................................................44

III. Những lưu ý trước khi bảo quản....................................................................................................45

1) Phân loại và làm sạch.................................................................................................................45

2) Phơi sấy sơ bộ.............................................................................................................................45

IV. Phương thức bảo quản...................................................................................................................45

2

1) Bảo quản thóc đổ rời...................................................................................................................45

2) Bảo quản lúa trong bao...............................................................................................................45

V. Các phương pháp bảo quản thóc thường sử dụng..........................................................................47

1) Bảo quản khô..............................................................................................................................47

2) Bảo quản kín...............................................................................................................................51

3) Bảo quản lạnh.............................................................................................................................53

4) Bảo quản thóc bằng chất hoạt động bề mặt (silicagel)...............................................................55

3

A. GIỚI THIỆU CHUNG:

I. Giới thiệu chung về cây lương thực:

Cây lương thực được biết đến như là nguồn cung cấp năng lượng và tinh bột chính trong khẩu phần ăn

của con người.

Lương thực thuộc nhóm thực phẩm giàu glucid, được chia thành hai loại chính:

+ Nhóm hạt cốc: bao gồm các loại hạt như lúa mì, thóc, ngô, cao lương, đại mạch,...

Hình 1. Nhóm hạt cốc

4

+ Nhóm củ: bao gồm củ khoai tây, khoai lang, khoai mì (sắn)…

Hình 2. Nhóm củ

Trong đó, nhóm các loại hạt lương thực chiếm đến 95% tổng lượng tinh bột cung cấp trên toàn thế giới.

Hiện nay, có năm loại cây lương thực được sản xuất và tiêu thụ chủ yếu là: ngô, lúa gạo, lúa mì, củ sắn

(khoai mì) và khoai tây. Trong đó, chỉ riêng ba loại hạt: ngô, lúa gạo và lúa mì đã chiếm đến 87% tổng

sản lượng lương thực toàn cầu và cung cấp khoảng 43% tổng lượng calories cần thiết cho cơ thể.

5

Thông thường, tùy thuộc vào đặc trưng khí hậu, cũng như thói quen sinh hoạt, mà mỗi một quốc gia

(một vùng lãnh thổ) sẽ tiêu thụ một (hay một vài) dạng lương thực chủ yếu, ví dụ như:

Loại cây lương thực Vùng tiêu thụ chủ yếu

Ngô Bắc Mỹ, Nam Mỹ, Châu Phi

Lúa gạoKhu vực nhiệt đới, cận nhiệt đới ở châu Á,

châu Phi, Bắc Mỹ, Nam Mỹ

Lúa mì Khu vực ôn đới

Củ sắn (khoai mì) Nhiều nước châu Phi

Khoai tâyVùng ôn đới và cận nhiệt đới tại châu Âu,

Bắc Mỹ, Nam Mỹ, Châu Á và châu Đại Dương

Bảng 1.Vùng tiêu thụ chủ yếu các loại lương thực chính trên thế giới

Ở châu Á nói chung và Việt Nam nói riêng, lúa gạo đóng vai trò đặc biệt quan trọng – là nguồn lương

thực chính trong khẩu phần ăn hằng ngày của con người. Theo một con số thống kê cho thấy, trên thế

giới có ít nhất 65% dân số sống phụ thuộc vào lúa gạo.

II. Tình hình sản xuất lương thực của Việt Nam:

Việt Nam may mắn nhận được sự ưu đãi của thiên nhiên khi nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió

mùa, nóng ẩm quanh năm, rất thuận lợi trong việc canh tác các loại cây lương thực với năng suất cao,

đặc biệt là lúa gạo. Có thể nói, Việt Nam là một trong những chiếc nôi của nền văn minh lúa nước.

Hình 3. Cánh đồng lúa ở Việt Nam

6

Theo niên giám thống kê 2010, tình hình sản xuất lương thực ở nước ta đang có những dấu hiệu khả

quan. Với những thành tựu trong việc cải tạo giống, cải tiến phương thức trồng trọt và kỹ thuật canh

tác… sản lượng lúa gạo ở nước ta đang tăng dần qua các năm.

NămDiện tích gieo trồng

(nghìn ha)

Năng suất

(tạ/ha)

Sản lượng

(nghìn tấn)

2005 7329,2 48,9 35832,9

2006 7324,8 48,9 35849,5

2007 7207,4 49,9 35942,7

2008 7400,2 52,3 38729,8

2009 7437,2 52,4 38950,2

Sơ bộ 2010 7513,7 53,2 39988,9

Bảng 2. Thống kê diện tích gieo trồng, năng suất

và sản lượng lúa gạo ở nước ta từ năm 2005 – 2010

Trong đó, sản lượng lúa chủ yếu tập trung ở hai vùng đồng bằng lớn, là đồng bằng sông Hồng và đồng

bằng sông Cửu Long.

VÙNG 2005 2006 2007 2008 2009 Sơ bộ 2010

Đồng bằng sông Cửu Long 19298,5 18229,2 18678,9 20669,5 20523,2 21569,8

Đồng bằng sông Hồng 6398,4 6725,2 6500,7 6790,2 6796,8 6803,4

Bắc Trung Bộ

Và Duyên hải miền Trung5342,5 5951,1 5764,3 6114,9 6243,2 6154,1

Trung du và miền núi phía Bắc 2864,6 2904,1 2891,9 2903,9 3053,6 3081,0

Đông Nam Bộ 1211,6 1159,5 1240,6 1316,1 1334,3 1333,3

Tây Nguyên 717,3 880,4 866,3 935,2 999,1 1047,3

CẢ NƯỚC 35832,9 35849,5 35942,7 38729,8 38950,2 39988,9

Bảng 3. Sản lượng lúa của các vùng trong cả nước (đơn vị tính: nghìn tấn)

7

Trong tình hình dân số ngày càng tăng kéo theo nhu cầu lương thực, nước ta vẫn thu về sản lượng lúa

gạo tăng dần qua các năm, không những đảm bảo được nhu cầu lương thực phục vụ trong nước mà còn

có thể xuất khẩu ra nước ngoài để thu về một nguồn ngoại tệ không nhỏ.

NămSản lượng xuất khẩu

(nghìn tấn)

2004 4063,1

2005 5254,8

2006 4642,0

2007 4580,0

Sơ bộ 2008 4741,9

Bảng 4. Tình hình xuất khẩu lúa gạo của nước ta từ năm 2004 – 2008

Việt Nam hiện là nước xuất khẩu gạo lớn thứ hai trên thế giới (sau Thái Lan). Thị trường xuất khẩu lúa

gạo của nước ta tập trung chủ yếu ở các nước châu Á và vùng Trung Đông.

B. GIỚI THIỆU VỀ CÂY LÚA:

Họ: Poaceae/Grymineae

Phân họ: Oryzoideae

Tộc: Oryzeae

Chi: Oryza

Loài: Oryza sativar L.

Hình 4. Cây lúa

8

Người ta tin rằng lúa gạo có nguồn gốc từ một loại lúa hoang phổ biến ở Đông Nam Á cách đây khoảng

10000 năm. Lúa gạo là một trong những cây trồng lâu đời nhất trên thế giới và là cây lương thực chính ở

nước ta.

I. Cấu tạo hạt thóc:

Hình 5. Cấu tạo của hạt thóc

- Mày thóc: có độ dài ngắn khác nhau phụ thuộc vào từng giống lúa và điều kiện canh tác. Trong

quá trình bảo quản, mày thóc dễ rụng ra do quá trình cào đảo. Điều này làm tăng lượng tạp chất có trong

khối hạt.

- Lớp vỏ: bảo vệ phôi và nội nhũ tránh khỏi những tác động cơ học bên ngoài.

+ Vỏ trấu (Husk): thường có màu vàng hay nâu sẫm. Là lớp bao ngoài cùng của hạt, có vai trò bảo vệ

hạt thóc chống lại những điều kiện thời tiết khắc nghiệt bên ngoài cũng như tránh khỏi một số vi sinh vật

9

gây hại. Vỏ trấu chiếm từ 18 – 20% khối lượng toàn hạt; được cấu tạo từ nhiều lớp tế bào mà thành phần

chính là cellulose và hemicellulose.

+ Vỏ quả (Pericarp): cấu tạo gồm nhiều lớp tế bào:

o Lớp biểu bì ở ngoài cùng.

o Lớp vỏ quả ngoài: gồm 2 – 3 dãy tế bào dài hướng dọc theo hạt.

o Lớp vỏ quả giữa: là các tế bào dài hướng ngang hạt.

o Lớp vỏ quả trong: là các tế bào hình ống hướng dọc hạt.

+ Vỏ hạt (Seed coat): lớp vỏ mỏng bao bọc nội nhũ, thường có màu trắng đục. Đây là màn bảo vệ tốt

nhất trong việc chống nấm mốc và giữ được giá trị dinh dưỡng của hạt thóc, giảm thiểu các mất mát do

oxy hóa và enzyme. Tuy vậy, vỏ hạt dễ mất đi trong quá trình xát gạo.

- Lớp aleurone: là lớp bao bọc nội nhũ và phôi, chiếm khoảng 6 – 12% khối lượng hạt. Khi xay

xát sẽ bị loại bỏ cùng với lớp biểu bì phôi, vỏ hạt và vỏ quả tạo thành cám. Đây là lớp rất giàu dinh

dưỡng; chứa nhiều protid, tinh bột, cellulose, pentosan, các giọt lipid, các acid béo không no và phần lớn

các vitamin và khoáng của hạt. Vì vậy trong quá trình chế biến, không nên xay xát quá kĩ để giữ lại các

vitamin và khoáng chất này.

- Nội nhũ (Endosperm): là phần chiếm tỉ lệ khối lượng lớn nhất trong toàn hạt và là nơi dự trữ

chất dinh dưỡng của hạt. Ở nội nhũ, 90% khối lượng là tinh bột. Hàm lượng các chất dinh dưỡng khác

như protein, lipid và khoáng không đáng kể.

- Phôi (Germ): thường nằm ở góc dưới nội nhũ, được bảo vệ bởi một lá mầm (Scutellum). Tuy chỉ

chiếm từ 2,2 - 3 % khối lượng hạt gạo nhưng phôi lại là nơi rất quan trọng. Nó chứa nhiều protein, lipid

và các vitamin cần thiết cho sự nảy mầm. Tuy nhiên, phôi dễ bị ẩm nên là đối tượng tấn công của các

loại côn trùng và vi sinh vật gây hại. Do vậy, trong quá trình bảo quản thóc để làm giống cần đặc biệt

lưu ý đến vấn đề này.

II. Thành phần hóa học của hạt thóc:

Tùy từng loại giống lúa cũng như điều kiện canh tác và chăm bón, thành phần hóa học của hạt có thể

thay đổi. Nhưng nhìn chung, hạt thóc bao gồm:

- Nước: là thành phần quan trọng của lúa, bao gồm hai dạng: nước tự do và nước liên kết. Lúa

càng chín vàng thì độ ẩm càng giảm. Nếu ở giai đoạn chín sữa hàm lượng nước chiếm đến 70% khối

lượng hạt thì khi ở giai đoạn thu hoạch độ ẩm đã giảm xuống chỉ còn 16 – 28%. Đây là một thông số

quan trọng ảnh hưởng đến công nghệ bảo quản và chế biến lúa gạo.

10

- Glucid: chủ yếu là tinh bột. Ngoài ra còn có các loại đường đơn giản, cellulose, hemicellulose và

pentosan.

Tinh bột Cellulose Đường tan Glucid khác

63% 12,0% 3,6% 2%

Bảng 5. Thành phần các loại glucid khác nhau trong hạt thóc

Tinh bột: là thành phần chủ yếu của hạt thóc, tập trung chủ yếu ở nội nhũ. Tinh bột chiếm 90% lượng

chất khô của hạt gạo đã xay xát. Hai thành phần chính cấu tạo nên tinh bột gạo là amylose và

amylopectin, có tỷ lệ thay đổi tùy thuộc vào giống lúa và quyết định giá trị cảm quan của gạo. Nếu thành

phần tinh bột trong gạo có 10 – 18% amylose thì cơm được xem là mềm dẻo; còn từ 25 – 30% thì cơm

sẽ cứng. Các loại gạo Việt Nam có hàm lượng amylose thay đổi từ 18 – 45% amylose. Riêng gạo nếp có

hàm lượng amylopectin cao (xấp xỉ 100%), khi nấu lên sẽ rất dẻo và ít nở. Tinh bột được biết đến là

nguồn cung cấp năng lượng chủ yếu trong khẩu phần ăn của con người. Con người có thể đồng hóa đến

95,9% lượng tinh bột lúa gạo.

- Protein: hàm lượng protein trong gạo không cao, dao động trong khoảng 12 – 15%. Thông

thường, các giống lúa ở VN có hàm lượng protein chỉ từ 5,26 – 10%. Tuy vậy, protein của lúa gạo tương

đối tốt hơn các loại lương thực khác vì nó có đủ 20 loại acid amin cần thiết cho con người. Mặt khác,

khả năng tiêu hóa protein lúa gạo trong cơ thể là 84 – 92%, cao hơn so lúa mì (81 – 91%); ngô (89 –

90%)… Protein trong gạo chủ yếu là glutelin, còn lại là albumin, globulin và prolamin. Tuy nhiên, các

thành phần này chiếm tỉ lệ không cao.

- Lipid: trong thành phần hóa học của hạt thóc, hàm lượng chất béo rất nhỏ chỉ khoảng 1,5 - 2,5%

và thường tồn tại ở dạng các giọt chất béo có kích thước nhỏ trong lớp aleurone, trong phôi và các thành

phần khác của hạt. Lipid trong hạt gồm nhiều acid béo no và không no không thay thế quan trọng như

palmitic, linoleic và linolenic… có giá trị dinh dưỡng cao. Nhưng, lượng lipid này cũng gây không ít

khó khăn cho công tác bảo quản vì các acid béo chưa no có nhiều nối đôi dễ bị oxy hóa tạo ra mùi ôi khó

chịu. Bên cạnh đó, các lipid có thể bị thủy phân tạo ra các acid béo làm tăng độ chua, ảnh hưởng nhiều

đến chất lượng cảm quan.

- Chất khoáng: trong hạt lúa có chứa nhiều loại khoáng vô cơ. Tuy nhiên, hàm lượng rất khác

nhau tùy vào vị trí được xét. Ở lớp vỏ của hạt thóc, khoáng chiếm tỉ lệ lớn nhất là Photpho. Trong khi

đó, ở lớp vỏ trấu, Silic lại là khoáng chiếm hàm lượng cao nhất. Ở phôi, chứa nhiều loại khoáng có hàm

lượng cao, như: P, K, Mg….

11

- Vitamin: lúa gạo là thực phẩm rất giàu vitamin B (các dạng B1, B2, B5, PP, B12….) và vitamin

E. Hầu hết vitamin tập trung ở lớp vỏ hạt, lớp aleurone và phôi. Tuy nhiên, vitamin ở lúa gạo dễ mất đi

trong quá trình bảo quản và chế biến.

Thành phần Lượng Thành phần Lượng

Năng lượng 360 kcal

Glucid 73 – 75 g

Protid 7,5 – 10 g Phospho 285 mg

Lipid 1,3 – 2,1 g Kali 340 mg

Cellulose 0,9 g Canci 68 mg

Vitamin B1 0,33 mg Magie 90 mg

Vitamin B2 0,09 mg Sắt 1,2 mg

Vitamin PP 4,9 mg Đồng 0,3 mg

Vitamin B3 1,2 mg Mangan 6 mg

Vitamin B6 0,79 mg Kẽm 2,2 mg

Bảng 6. Thành phần dinh dưỡng trung bình trong lúa gạo

(xét trên 100g phần ăn được)

- Các thành phần khác: ngoài những thành phần dinh dưỡng đã kể trên, trong lúa gạo còn chứa

những hợp chất dễ bay hơi như NH3, H2S, các acetaldehyde. Đặc biệt, hợp chất 2 – acetyl – 1– pyrroline

tạo mùi thơm đặc trưng khi nấu cơm.

12

Hình 6. Hợp chất 2 – acetyl – 1– pyrroline tạo mùi thơm đặc trưng cho cơm.

III. Ảnh hưởng của các thành phần dinh dưỡng chính đến tính chất công nghệ của hạt và sản

phẩm làm từ hạt:

ProteinẢnh hưởng rất lớn đến tính chất công nghệ của các loại bột từ hạt như tạo độ nở,

độ xốp, độ dai…

LipidẢnh hưởng đến tính chất vật lý như độ nhớt hồ tinh bột, làm tăng khả năng bị

thủy phân của tinh bột dưới tác dụng của enzyme, kiềm hay acid...

GlucidGóp phần làm tăng giá trị cảm quan của thực phẩm nhờ các tính năng công nghệ

như khả năng hồ hóa, tạo gel, tạo sợi, tạo màng, tạo nhũ, khả năng trương nở...

Kết luận:

Qua những nét tổng quan nhất giới thiệu về lúa gạo, có thể thấy lúa gạo thật sự đóng một vai trò vô cùng

quan trọng. Lúa chiếm 25 – 30% tổng sản lượng lương thực trên toàn thế giới, 50 – 60% tổng sản lượng

lương thực châu Á và khoảng 95% tổng sản lượng lương thực Việt Nam.

Từ lúa ta có thể sản xuất ra nhiều sản phẩm khác như: bún, miếng, bột gạo, tinh bột gạo… tạo nên sự đa

dạng trong công nghiệp thực phẩm. Bên cạnh đó, các phụ phẩm khác trong quá trình xay xát lúa thành

gạo như cám, trấu... cũng đóng vai trò không nhỏ trong việc sản xuất dầu và dùng làm thức ăn gia súc

(cám), làm nhiên liệu, phân bón, vật liệu xây dựng (trấu)…

Có thể nói, giá trị kinh tế của hạt lúa khá toàn diện. Do vậy, cần phải duy trì và nâng cao năng suất, chất

lượng của hạt lúa. Tuy nhiên, theo thống kê hằng năm, tổn thất trung bình về số lượng trong sản xuất lúa

dao động 9 – 17% (tùy từng khu vực và vụ mùa, có khi tổn thất thậm chí lên đến 20 – 30%). Do vậy, để

đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và giữ vững vị thế của Việt Nam trên trường quốc tế - là một trong

những nước xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới – ta cần đặc biệt chú trọng đến công tác bảo quản hạt lúa,

cũng như bảo quản gạo sau quá trình chà xát.

13

C. CÁC BIẾN ĐỔI KHỐI HẠT

I. Các quá trình hạt trải qua trước khi bảo quản:

1) Trồng trọt trên đồng:

- Giống: đây là yếu tố quan trọng nhất quyết định năng suất và chất lượng của ruộng lúa sau này.

Cần phải chọn giống thỏa mãn các tính chất:

+ Phù hợp với yêu cầu của của thị trường tiêu thụ.

+ Phù hợp với thổ nhưỡng và khí hậu nơi gieo trồng.

+ Giống có năng suất cao.

+ Độ thuần khiết cao, ít lẫn tạp và đồng đều về chất lượng.

+ Giống sạch, không nhiễm bệnh và có khả năng kháng bệnh tốt.

- Gieo trồng và chăm bón: giống tốt chỉ phát huy được khả năng khi có chế độ gieo trồng và

chăm bón thích hợp. Trong quá trình canh tác, cần lưu ý đến mật độ cấy, lượng nước tưới tiêu, chế độ

14

nhiệt ẩm thích hợp. Đồng thời, sử dụng phân bón để tăng sự màu mỡ, phì nhiêu cho đất trồng và dùng

các loại thuốc bảo vệ thực vật để trừ cỏ dại và diệt sau bệnh cho cây lúa.

2) Thu hoạch:

Quá trình chín của hạt thực chất là quá trình tích lũy các chất dinh dưỡng. Dưới tác dụng của các loại

enzyme đặc hiệu, các chất dinh dưỡng đơn giản do cây cung cấp sẽ liên kết tạo thành các polymer thiên

nhiên. Đồng thời, nội nhũ từ dạng lỏng sẽ chuyển sang dạng sáp và cứng dần lại.

Việc xác định đúng thời điểm thu hoạch sẽ đảm bảo thu được hạt có chất lượng cao nhất, đồng thời, hạn

chế được các quá trình sinh hóa tiếp tục xảy ra khi bảo quản hạt.

3) Chế biến và vận chuyển:

Hạt khi mới thu hoạch có độ ẩm cao từ 17 – 35% nên các enzyme vẫn hoạt động mạnh và kích thích các

phản ứng sinh hóa diễn ra bên trong hạt. Đồng thời lượng tạp chất và vi sinh vật trong khối hạt vừa thu

hoạch cũng cần qua giai đoạn chế biến sơ (làm sạch, sấy khô) trước khi cho vào kho bảo quản.

Quá trình vận chuyển được thực hiện cần đảm bảo không có sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ và độ ẩm

để tránh ảnh hưởng đến phẩm chất hạt.

II. Một số tính chất của khối hạt liên quan đến công tác bảo quản:

1) Thành phần khối hạt:

Khi bảo quản, thóc luôn được tập trung thành khối. Trong đó, bên cạnh các hạt cần bảo quản luôn có lẫn

một số tạp chất:

+ Tạp chất hữu cơ (rơm, rạ, hạt cỏ dại,…): có tính hút ẩm tốt và có thể trở thành môi trường thích hợp

cho vi sinh vật phát triển. Hạt cỏ dại có thuỷ phân và hoạt động sinh lí mạnh nên khi lẫn vào sẽ ảnh

hưởng đến nhiệt độ, độ ẩm chung của toàn khối hạt, thúc đẩy các quá trình hư hỏng dễ xảy ra.

+ Tạp chất vô cơ (đất, cát sỏi, mảnh kim loại…): là chất mang một số loại vi sinh vật.

+ Côn trùng và vi sinh vật: là những yếu tố gây tổn thất về mặt số lượng và ảnh hưởng trực tiếp đến chất

lượng của thóc.

+ Một lượng không khí nhất định tồn tại trong khe hở giữa các hạt thóc: thành phần lượng không khí

này sẽ thay đổi trong suốt quá trình bảo quản (lượng O2 thường thấp hơn, lượng CO2 và hơi nước thường

cao hơn không khí bình thường). Điều này sẽ tác động ngược lại đến các hoạt động sinh lý của các sinh

vật sống trong khối hạt.

15

Bên cạnh đó, đáng lưu ý nhất là đặc tính không đồng nhất của khối hạt cũng gây ra không ít khó khăn.

Những hạt lép, chín chưa đầy đủ thường hô hấp mạnh, dễ hút ẩm, làm tăng thuỷ phần của khối hạt, tạo

điều kiện cho sâu hại, vi sinh vật phát triển, thúc đẩy các quá trình hư hỏng nhanh chóng xảy ra.

Do vậy, trước khi tiến hành bảo quản, khối hạt cần được làm sạch và phân loại. Khi bảo quản,

kết hợp cào đảo liên tục và thực hiện các biện pháp thông gió để đảm bảo kiểm soát các yếu tố nhiệt -

ẩm gây ảnh hưởng đến chất lượng khối hạt.

2) Tính chất vật lí ảnh hưởng đến công tác bảo quản:

Một số những tính chất vật lí đặc trưng cho hạt thóc như hình dạng, kích thước, khối lượng hạt… tuy

không ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình bảo quản hạt nhưng lại ảnh hưởng đến một số tính chất khác

của khối hạt, như: độ rỗng, độ tan rời... – những yếu tố đóng vai trò quan trọng trong công tác bảo quản

khối hạt.

Kích thước hạt

+ chiều dài (l)

+ chiều rộng (a)

+ chiều dày (b)

5 – 12 mm

2,5 – 4,3 mm

1,2 – 2,8 mm

Thể tích (v) 12 – 35 mm3

Diện tích bề mặt ngoài (FH) 30 – 55 mm2

Độ rỗng khối hạt 50 – 65 %

Khối lượng riêng khối hạt 440 – 620 kg/m3

Khối lượng riêng của hạt 1110 - 120 kg/m3

Bảng 7: Một số tính chất vật lý đặc trưng cho khối hạt thóc

2.1 Tính tan rời của khối thóc:

Khi đổ từ trên cao xuống, hạt có thể tự chuyển dịch để cuối cùng tạo thành một khối hạt có hình chóp,

không hạt nào dính liền với hạt nào. Đó là đặc tính tan rời (hay độ rời) của khối hạt. Độ rời của khối hạt

được đặc trưng bằng 2 hệ số:

- Góc nghiêng tự nhiên (α1): tạo bởi đường kính của mặt phẳng nằm ngang và đường sinh của hình chóp

nón. Góc tự nhiên của khối thóc là 350 - 450 (±100)

16

Hình 7: Cách xác định góc nghiêng tự nhiên.

- Góc trượt: Đổ hạt lên một phẳng nằm ngang, nâng dần một đầu của mặt phẳng lên cho tới khi hạt bắt

đầu dịch chuyển trên mặt phẳng. Góc α2 tạo bởi giữa mặt phẳng nằm ngang và mặt phẳng nghiêng khi

hạt bắt đầu trượt gọi là góc trượt.

Các góc α1, α2 càng nhỏ thì độ rời càng lớn và dễ dàng di chuyển.

Những yếu tố ảnh hưởng đến độ rời:

- Đặc điểm hình thái của hạt: hạt có kích thước ngắn, dạng tròn, bề mặt nhẵn sẽ có độ rời lớn hơn hạt

dài, dạng dẹt, bề mặt xù xì.

- Thủy phần: khối hạt có thủy phần càng nhỏ thì độ rời càng lớn và ngược lại.

- Tỉ lệ tạp chất: hạt có nhiều tạp chất sẽ làm tăng hệ số ma sát, do đó, độ rời sẽ giảm.

- Thời gian tồn trữ: thời gian tồn trữ càng dài thì độ rời càng giảm.

Vai trò của độ rời trong công tác bảo quản:

Dễ thấy, từ độ rời của khối hạt ta có thể đánh giá sơ bộ phẩm chất hạt. Độ rời càng lớn, khối hạt càng dễ

dàng bảo quản. Tuy vậy, độ rời cao sẽ ảnh hưởng lên lực ép của khối hạt. Do áp lực của hạt đối với

tường kho tương đối lớn nên kiến trúc kho cần kiên cố và phải giảm thấp độ cao của khối hạt để đảm

bảo an toàn và duy trì độ rời hợp lí.

2.2 Tính tự phân loại của khối thóc:

Khối hạt cấu tạo bởi nhiều thành phần không đồng nhất, chúng khác nhau về hình dáng, kích thước, tỉ

trọng... Trong quá trình di chuyển do đặc tính tan rời đã tạo nên những khu vực có chỉ số chất lượng

khác nhau. Người ta gọi tính chất này là tính tự phân loại của khối hạt.

Hạt có tỉ trọng lớn sẽ rơi nhanh và nằm ở phía dưới và ở giữa; các hạt nhẹ và có hình dạng lớn lại chịu

ảnh hưởng nhiều của sức cản không khí, đồng thời do luồng gió đối lưu dẫn đến chuyển động xoáy trong

kho làm cho chúng tạt ra bốn chung quanh tường kho và nằm ở phía trên.

17

Vị trí

Dung

trọng

(g/l)

Hạt

đất

(%)

Hạt to

nhọn

(%)

Hạt

giập,

vỡ (%)

Hạt

lép

(%)

Tạp

chất,

bụi (%)

Hạt cỏ

dại (%)

Xác côn

trùng

(%)

Đỉnh khối 704,10 0,22 0,53 1,84 0,09 0,55 0,32 0,14

Giữa khối 706,50 0,13 0,14 1,90 0,13 0,51 0,34 0,04

Giữa đáy khối 708,00 0,17 0,15 1,57 0,11 0,36 0,21 0,04

Phần rìa giữa khối 705,00 0,07 0,15 1,91 0,10 0,35 0,21 0,04

Phần rìa sát đáy 677,50 0,22 0,47 2,20 0,47 2,14 1,01 0,65

Bảng 8: Hiện tượng tự phân loại của khối thóc

Vai trò của hiện tượng tự phân loại trong công tác bảo quản:

Tính tự phân loại giúp việc phân loại hạt tốt, xấu và tách tạp chất ra khỏi hạt bằng cách rê, quạt, sàng,

sảy dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, xét cho cùng, hiện tượng tự phân loại của khối hạt có ảnh hưởng xấu tới công tác bảo quản.

Ở phần rìa sát đáy, giáp vách kho là những khu vực tập trung nhiều hạt lép, tạp chất. Ở đây, có thủy

phần cao và rất dễ hình thành các ổ sâu hại và vi sinh vật. Từ đó, sẽ lan rộng ra toàn bộ khối hạt và khiến

chúng bị hư hỏng. Do đó, trong quá trình nhập kho cũng như bảo quản phải tìm mọi biện pháp để hạn

chế sự tự phân loại.

2.3 Độ rỗng của khối thóc:

Trong khối hạt bao giờ cũng có những khe hở giữa các hạt chứa đầy không khí, đó là độ rỗng của khối

hạt. Ngược lại với độ rỗng là phần thể tích các hạt chiếm chỗ trong không gian, đó là độ chặt của khối

hạt. Thường người ta tính độ rỗng và độ chặt của khối hạt bằng phần trăm (%):

S = W−V

W x 100 , (%)

Trong đó:

- S là độ rỗng của khối hạt, %

- W là thể tích của toàn khối hạt, ml

- V là thể tích thật của hạt và các phần tử rắn, ml

Độ rỗng và độ chặt luôn luôn tỉ lệ nghịch với nhau.

Ví dụ: 1m3 thóc, trong đó khe hở giữa các hạt là 0,54m3 và khoảng không gian thóc chiếm chỗ là 0,46m3

thì độ rỗng bằng 54% và độ chặt bằng 46%.

18

Những yếu tố ảnh hưởng đến độ rỗng:

+ Hình dạng, kích thước, tỉ trọng và trạng thái bề mặt hạt: hạt có vỏ xù xì, kích thước dài, tỉ trọng nhỏ

thì độ rỗng lớn; ngược lại những hạt có vỏ nhẳn, tròn, tỉ trọng lớn thì độ rỗng nhỏ.

+ Vị trí xét đến: lớp hạt trên bề mặt kho bao giờ cũng có độ rỗng lớn hơn do lớp hạt ở dưới chịu sức ép

lớn hơn.

+ Lượng và thành phần của tạp chất.

+ Phương thức vào kho,...

Vai trò của độ rỗng, độ chặt trong công tác bảo quản:

Đối với công tác bảo quản, độ rỗng và độ chặt là những yếu tố rất quan trọng.

Nếu khối hạt có độ rỗng lớn không khí sẽ lưu thông dễ dàng do đó các quá trình đối lưu của không khí,

truyền và dẫn nhiệt, ẩm trong khối hạt tiến hành được thuận lợi. Độ rỗng của khối hạt còn giữ vai trò

quan trọng trong việc thông gió (nhất là thông gió cưỡng bức), xông hơi diệt trùng.

Đặc biệt đối với hạt giống, nếu độ rỗng nhỏ sẽ làm cho hạt hô hấp yếm khí và giảm khả năng nảy mầm.

2.4 Tính dẫn nhiệt và truyền nhiệt của khối thóc:

Quá trình truyền và dẫn nhiệt của khối hạt được thực hiện theo hai phương thức chủ yếu là dẫn nhiệt và

đối lưu. Cả hai phương thức này đều tiến hành song song và có liên quan chặt chẽ với nhau.

Dẫn nhiệt:

Đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn nhiệt của khối hạt là hệ số dẫn nhiệt λ của hạt.

Hệ số dẫn nhiệt của khối hạt là lượng nhiệt truyền qua diện tích 1m2 bề mặt hạt có bề dày 1m trong thời

gian 1 giờ làm cho nhiệt độ ở lớp đầu và lớp cuối của khối hạt (cách nhau 1m) chênh lệch nhau 10C.

Hệ số dẫn nhiệt của hạt phụ thuộc vào cấu tạo của hạt, nhiệt độ và thủy phần của khối hạt. Hạt có hệ số

dẫn nhiệt lớn khi thủy phần cao.

Thóc có hệ số dẫn nhiệt λ khoảng 0,12 - 0,2 kcal/m.giờ.0C.

Đối lưu:

Trong khối hạt còn xảy ra quá trình truyền nhiệt do sự đối lưu của lớp không khí nằm trong khối hạt. Do

sự chênh lệch nhiệt độ ở các khu vực khác nhau của lớp không khí trong khối hạt gây nên sự chuyển

dịch của khối không khí, làm cho nhiệt độ của bản thân hạt thay đổi theo nhiệt độ của không khí.

19

Vai trò của đặc tính dẫn nhiệt và truyền nhiệt kém của khối hạt trong bảo quản:

- Mặt lợi:

+ Cho phép bố trí được chế độ bảo quản ở nhiệt độ tương đối thấp khi ngoài trời có nhiệt độ cao.

+ Do hạt có tính truyền và dẫn nhiệt kém nên nếu đóng mở cửa kho đúng chế độ thì nhiệt độ trong khối

hạt vẫn giữ được bình thường trong một thời gian dài.

+ Trong trường hợp bản thân khối hạt đã chớm bốc nóng ở một khu vực nào đó thì nhiệt cũng không thể

truyền ngay sức nóng vào khắp khối hạt và do đó ta vẫn có đủ thời gian để xử lí khối hạt trở lại trạng

thái bình thường.

- Mặt hại: nếu khối hạt bị bốc nóng ở một khu vực nào đó nhưng do đặc tính truyền và dẫn nhiệt chậm

nên nhiệt không tỏa ra ngoài được, nếu không phát hiện kịp thời, chúng sẽ âm ỉ và truyền dần nhiệt độ

cao sang các khu vực khác, đến khi phát hiện được thì khối hạt đã bị hư hỏng nghiêm trọng.

3) Tính chất hóa lý – hấp phụ và nhả hấp các chất khí và hơi ẩm:

Trong quá trình bảo quản, hạt có thể hấp phụ các chất khí và hơi ẩm trong không khí. Ngược lại, trong

những điều kiện nhất định về nhiệt độ và áp suất hạt lại có khả năng nhả các chất khí và hơi ẩm mà nó

đã hấp phụ.

Nguyên nhân:

+ Do thành phần của hạt thóc cấu tạo chủ yếu từ các hạt tinh bột, celllulose và protein có các nhóm chức

có khả năng liên kết với khí và ẩm tạo nên sự hấp phụ (như nhóm –OH, –SH,…)

+ Trong hạt, giữa các tế bào và mô hạt có rất nhiều mao dẫn (đường kính từ 10 -3 – 10-4 cm) và vi mao

dẫn (đường kính 10-7cm) có bề mặt hoạt hóa tham gia vào các quá trình hấp phụ và nhả các chất khí và

hơi ẩm.

+ Do độ rỗng trong khối hạt, tạo nên sự tiếp xúc trực tiếp giữa hạt với không khí và ẩm.

3.1 Sự hấp phụ và nhả các chất khí :

Tùy theo tỉ trọng, khả năng thẩm thấu và tính chất hóa học của từng chất khí mà quá trình hấp phụ và

nhả khí xảy ra mạnh hay yếu. Thông thường bao giờ quá trình hấp phụ cũng xảy ra dễ dàng hơn quá

trình nhả khí.

Tính chất hấp phụ và nhả khí gây khó khăn cho công tác bảo quản vì nếu để hạt nơi có mùi hay khí độc

sẽ làm cho hạt dễ dàng có mùi và ô nhiễm chất độc đó.

20

Ví dụ: Nếu thóc để gần kho đựng cá mắm, sau ít ngày thóc cũng có mùi cá mắm; hay thóc để vào kho

trước đây chứa phân bón hoặc thuốc trừ sâu thì cũng sẽ nhiễm mùi phân bón hoặc thuốc trừ sâu và làm

mất mùi thường là một việc rất khó khăn.

Ngoài hiện tượng hấp phụ bề mặt, một số chất khí có hoạt tính hóa học cao có thể phá hủy cấu tạo của

hạt, làm giảm giá trị dinh dưỡng hoặc giá trị thương phẩm vốn có của hạt.

Ví dụ: CH3Br có thể kết hợp với nhóm chức – SH và – SCH3 của protein có trong hạt (như methyonine

chẳng hạn) để chuyển thành hóa chức – SCH2Br và không còn chức năng dinh dưỡng nữa. Do vậy, nếu

dùng CH3Br để xông hơi cho lương thực nhiều lần đều có thể làm hỏng một phần giá trị dinh dưỡng của

hạt. Riêng đối với hạt giống, khi dung hóa chất để xử lí cần thận trọng vì có loại làm giảm khả năng nảy

mầm.

Tuy vậy, cũng không thể phủ nhận rằng, nhờ tính nhả hấp mà ta có thể sử dụng các chất xông hơi để diệt

sâu mọt trong khối hạt (thậm chí diệt cả sâu mọt nằm sâu trong hạt), và sau đó giải phóng hơi độc trong

hạt bằng cách thông gió, hong phơi.

Do đó, khi xông hơi diệt trùng cho hạt nên tìm loại hóa chất dễ nhả sau khi xông. Trong các chất khí

dùng để xông hơi diệt trùng cho thóc thì PH3 (phosphine) dễ nhả, còn CH3Br (metyl bromide) và

CCl3NO2 (chloropicrin) thì khó nhả.

3.2 Quá trình hút và nhả ẩm . Thủy phần cân bằng của hạt:

Lượng nước tự do chứa trong hạt phụ thuộc vào độ ẩm của không khí bao quanh khối hạt.

Gọi Ph và Pkk là áp suất riêng phần của hơi nước trên về mặt hạt và trong không khí thì:

Ph > Pkk : hạt nhả ẩm.

Ph < Pkk : hạt hút ẩm.

Ph = Pkk : hạt đạt cân bằng động (lượng ẩm hút vào bằng lượng ẩm nhả ra)

Thuỷ phần cân bằng của hạt có mối quan hệ chặt chẽ với các hoạt động sinh lí và tính an toàn của hạt

khi bảo quản. Thuỷ phần an toàn quy định đối với hạt thóc là 13%.

Nếu hạt có thuỷ phần cân bằng < 13% thì có thể bảo quản được lâu dài.

Ngược lại, nếu thuỷ phần cân bằng > 13% thì hoạt động trao đổi chất của hạt mạnh hơn và dễ gây ra các

hiện tượng hư hỏng.

Thủy phần cân bằng của thóc phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ của không khí bao quanh khối hạt cũng

như cấu tạo và nhiệt độ của bản thân khối hạt.

21

Ở cùng một nhiệt độ, độ ẩm tương đối φ của không khí càng tăng thì thủy phần cân bằng của khối hạt

thóc càng lớn.

Độ ẩm tương đối

của không khí φ (%)50 60 70 80 90

Thuỷ phần

cân bằng (%)11,4 12,5 13,7 15,2 17,6

Bảng 9: Thuỷ phần cân bằng của thóc ở 200C

trong các điều kiện độ ẩm tương đối của không khí khác nhau

Còn trong cùng một điều kiện độ ẩm tương đối của không khí, khi nhiệt độ của không khí càng tăng thì

lượng hơi nước bão hòa trong không khí cũng tăng lên, do đó áp lực thoát hơi nước cũng tăng và dẫn tới

thủy phần cân bằng của hạt giảm.

Nhiệt độ của không khí

(0C)0 20 30

Thủy phần

cân bằng (%)16,59 15,23 14,66

Bảng 10: Thủy phần của thóc trong điều kiện

độ ẩm tương đối của không khí bằng 80% ở các nhiệt độ khác nhau

Ở Việt Nam, đồng bằng sông Cửu Long là nơi sản xuất lúa gạo lớn nhất cả nước. Với điều kiện khí hậu

nóng ẩm ở miền Nam Việt Nam, thủy phần cân bằng của hạt thường cao hơn mức an toàn 13% nên thóc

rất dễ bị hư hỏng và biến chất.

- Sự phân bố thủy phần trong khối hạt:

Trong khối hạt, thủy phần thường phân bố không đều, có khu vực cao, có khu vực thấp nên trong khối

luôn có sự chuyển ẩm từ phần này sang phần khác. Nguyên nhân là do:

+ Trong bản thân mỗi hạt thủy phần phân bố cũng không đều (do thành phần cấu tạo và hoạt động sinh lí

ở các phần khác nhau trong cùng một hạt không giống nhau). Trong hạt thóc có độ ẩm w = 13% thì thủy

phần sẽ phân bố: nội nhũ 13,8%; phôi 15,1% và vỏ trấu 10,2%.

+ Trong khối hạt luôn không đồng nhất, có những hạt khô và chắc, đồng thời cũng có những hạt còn

xanh non, chín chưa hoàn thiện và lẫn các tạp chất dễ hút ẩm. Do vậy hình thành nên khu vực có thủy

22

phần không đều. Khối thóc có w = 13,2% thì vùng các hạt mẩy, chắc sẽ có w = 12,8%; hạt xanh, non có

w = 14,3%; tạp chất trong thóc có w = 14,2%.

+ Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối không khí tới khối hạt không đều nhau. Lớp hạt ở trên mặt và xung

quanh tường kho, gần cửa kho là những chỗ tiếp xúc nhiều với không khí nên thường có thủy phần cao

hơn.

+ Sự hô hấp của hạt, hoạt động của côn trùng, vi sinh vật sinh ra một lượng hơi nước đáng kể. Nên

những phần hạt có cường độ hô hấp lớn, tập trung nhiều côn trùng, vi sinh vật thì thường có thủy phần

cao.

+ Sự thay đổi nhiệt độ đã dẫn đến sự phân bố lại ẩm trong khối hạt. Khi sự chênh lệch về nhiệt độ trong

khối hạt càng lớn thì sự chuyển dịch ẩm xảy ra càng mãnh liệt.

+ Kho xây dựng không tốt cũng có thể gây nên tình trạng phân bố ẩm không đều…

Có nhiều nguyên nhân gây nên sự phân bố không đều thủy phần trong khối hạt, đặt ra những những khó

khăn nhất định trong công tác bảo quản. Trong đó, nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí là nguyên

nhân chủ yếu.

Kết luận:

Những tính chất của khối hạt đã trình bày ở trên có ảnh hưởng trực tiếp tới phẩm chất của hạt trong quá

trình bảo quản. Mỗi tính chất đều có mặt hại đồng thời có mặt lợi. Trong quá trình bảo quản hạt, cần lợi

dụng mặt có lợi và phải ngăn ngừa, hạn chế mặt có hại để giữ gìn tốt nhất chất lượng của hạt, hạn chế

hao hụt về số lượng.

4) Những biến đổi hóa học xảy ra trong quá trình bảo quản:

Cần hạn chế tối đa những biến đổi về mặt hóa học vì chúng sẽ làm cho hạt bị biến đổi về cả dinh dưỡng,

cảm quan lẫn về mặt an toàn thực phẩm. Thông thường, các biến đổi này diễn ra với tốc độ chậm nên

khi phát hiện ra thì chất lượng đã sụt giảm nghiêm trọng. Do vậy, cần thường xuyên kiểm tra khối hạt

trong quá trình bảo quản.

Các biến đổi hóa học liên quan mật thiết tới hoạt động của hệ enzyme và hoạt động của vi sinh vật.

Trong hạt ngũ cốc có chứa một lượng lớn enzyme amylase, đặc biệt trong các hạt nảy mầm. Ngoài ra

còn có các enzyme khác như protease, lipase, phytase, peroxydase, catalase...

Hướng biến đổi chung về mặt hóa học là: làm tăng độ chua sản phẩm, giảm hàm lượng tinh bột và

protein, giảm lượng vitamin B1, đồng thời, tăng hàm lượng đường hòa tan. Cụ thể:

23

o Biến đổi protein : enzyme protease trong hạt, khi gặp điều kiện nhiệt ẩm thích hợp sẽ phân hủy

protein polipeptid các acid amin tự do. Tiếp theo đó là quá trình lên men thối của vi sinh vật, từ

nơi bắt đầu của quá trình bốc nóng khối hạt dần dần vào trong. Hạt ngũ cốc sẽ bị hư hỏng nhanh chóng

nếu không phát hiện và giải quyết kịp thời. Các enzyme có bản chất là protein, nên những biến đổi

protein cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme. Đây là điều hết sức lưu ý vì nó sẽ ảnh hưởng đến

khả năng nảy mầm của hạt giống.

o Biến đổi lipid: dưới tác dụng của enzyme lipase, lipid sẽ bị thủy phân tạo thành glycerol và các

acid béo làm chua hạt. Đồng thời, quá trình oxy hóa các acid béo không no sinh ra mùi ôi khó chịu. Các

quá trình này còn tạo ra một nhiệt lượng lớn kích thích quá trình tự bốc nóng.

o Biến đổi tinh bột: Glucid có tính hút ẩm tốt nên trong quá trình bảo quản nếu không thực hiện

chống ẩm tốt thì hạt ngũ cốc sẽ bị trương nở và biến chất. Tinh bột sẽ bị thủy phân thành dextrin,

maltodextrin, maltose, và cuối cùng thành glucose dưới tác động của enzyme amylase. Quá trình thủy

phân sẽ xảy ra nhanh nếu độ ẩm trong hạt lớn hơn 15%. Nếu vi sinh vật phát triển, có thể làm thủy phân

hoặc lên men cả tinh bột. Một lượng tinh bột khác mất đi do quá trình hô hấp của bản thân khối hạt.

o Biến đổi vitamin:

Ở hạt thóc, vitamin nhóm B chiếm hàm lượng cao nhất. Trong đó, Vitamin B1 dễ bị phân hủy bởi nhiệt

độ, độ ẩm, oxy không khí. Nếu giữ trong bao cói sau 6 tháng mất đi khoảng 20% vitamin B1 do cả oxy

và nhiệt độ đều tham gia vào quá trình phá hủy vitamin B1. Nếu giữ trong bao bì không thấm nước thì

sau 6 tháng bảo quản, hàm lượng vitamin B1 không có sự sụt giảm đáng kể.

Trong khi đó, vitamin B2 lại có dấu hiệu tăng lên rõ rệt ( do khi có sự tiếp xúc với oxy kích thích hạt tự

tổng hợp nên vitamin B2). Nếu giữ trong bao cói, bao tải trong 6 tháng, vitamin B2 trong gạo tăng lên

đến 95%.

o Biến đổi chất khoáng: không đáng kể.

o Sự thay đổi độ acid của hạt:

Độ acid là số mg NaOH 1N để trung hòa lượng acid có trong 100g chất khô.

Trong quá trình bảo quản, độ acid của hạt luôn tăng. Bảo quản càng lâu thì độ acid càng cao. Nguyên

nhân dẫn đến sự tăng độ acid là do các phản ứng thủy phân và oxy hóa dưới tác dụng của enzyme và vi

sinh vật.

24

Protease

Protein Acid amin

Lipase

Lipid + H2O Glycerol + Acid béo

Nếu bảo quản trong điều kiện nhiệt ẩm cao, sự hóa chua càng diễn ra nhanh chóng. Đặc biệt, ở khối hạt

đã nảy mầm, do trải qua sự tự bốc nóng nên độ chua đặc biệt cao.

Để hạn chế sự tăng độ acid, cần bảo quản hạt nguyên vẹn và có điều kiện thông gió thích hợp.

5) Những biến đổi sinh hóa trong bản thân hạt thóc:

5.1 Hô hấp

Hô hấp là quá trình trao đổi chất quan trọng nhất của hạt khi bảo quản. Trong quá trình hô hấp, các chất

dinh dưỡng (chủ yếu là tinh bột) trong hạt bị oxy hóa giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống

khác.

Hô hấp là quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ hệ enzyme, đặc biệt là dehydrase và oxydase.

Mặc dù hạt thóc đã tách khỏi cây và không còn quang hợp nữa nhưng nó vẫn là vật thể sống và thường

xuyên trao đổi chất với bên ngoài. Do đó, hoạt động hô hấp sẽ làm tổn thất chất khô của hạt.

- Các dạng hô hấp:

Hô hấp hiếu khí:

Nếu tỉ lệ oxy chiếm khoảng 1/4 lượng không khí thì hạt có thể tiến hành hô hấp hiếu khí. Trong quá

trình hô hấp hiếu khí, hạt sử dụng oxy để oxy hóa glucid qua nhiều giai đoạn trung gian khác nhau và

sản phẩm cuối cùng là khí CO2 và hơi nước, đồng thời sinh ra nhiệt và phân tán các sản phẩm này vào

không gian xung quanh khối hạt.

Phương trình tổng quát của quá trình hô hấp hiếu khí phân hủy glucid trong hạt:

C6H12O6 + 6O2 = 6H2O + 6CO2 + 674 kcal

25

Hô hấp yếm khí:

Nếu khối hạt bị bít kín hoàn toàn hoặc bị nén chặt khiến tỉ lệ oxy trong khoảng không gian xung quanh

khối hạt sẽ giảm xuống dưới 1/4, trong khối hạt ngoài hô hấp hiếu khí sẽ xảy ra cả hiện tượng hô hấp

yếm khí. Khi hô hấp yếm khí, các enzyme trong hạt sẽ tham gia oxy hóa glucid để sinh năng lượng.

Quá trình hô hấp yếm khí khá phức tạp và trải qua nhiều giai đoạn trung gian, song phương trình tổng

quát có thể biểu diển như sau:

C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH + 28 kcal

Nhận xét: lượng nhiệt sinh ra do quá trình hô hấp hiếu khí cao hơn rất nhiều (gấp khoảng 24 lần)

so với dạng hô hấp hiếu khí.

- Các thông số đặc trưng cho quá trình hô hấp

Hệ số hô hấp K: biểu thị mức độ và phương thức hô hấp của hạt. Đó là tỉ số giữa số phân tử hay

thể tích khí CO2 thoát ra với số phân tử hay thể tích khí oxi hấp thụ trong cùng một thời gian.

Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nhiệt độ, thủy phần của hạt, áp lực không khí, áp lực hơi nước, nồng độ nitơ

trong việc trao đổi khí, phụ thuộc vào chất dinh dưỡng của hạt tiêu hao trong khi hô hấp.

K = 1 khi hạt hô hấp theo phương thức hiếu khí và hạt chứa nhiều tinh bột (ví dụ thóc để thoáng).

K > 1 khi hạt hô hấp theo phương thức yếm khí.

K < 1 trong trường hợp ngoài lượng oxi tham gia vào quá trình hô hấp còn phải tốn thêm một lượng oxi

vào các quá trình khác (như oxi hóa chất béo).

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Liên Xô thì các hạt giàu tinh bột khi có độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm tới

hạn thì k > 1 và k sẽ giảm theo sự tăng của độ ẩm.

Cường độ hô hấp:

Để xác định mức độ hô hấp mạnh hay yếu của hạt người ta thường dùng khái niệm cường độ hô hấp.

Theo quy ước thì cường độ hô hấp là số miligram khí CO2 thoát ra trong 24h do 100g vật chất khô của

hạt hô hấp. Đôi khi người ta còn quy ước cường độ hô hấp là số miligam khí oxy hấp thụ trong 24h do

100g vật chất khô của hạt hô hấp.

Cường độ hô hấp càng lớn khi lượng khí CO2 thoát ra càng nhiều, lượng nhiệt thoát ra càng lớn, lượng

oxy hấp thụ lớn và lượng vật chất khô tiêu hao nhiều.

-

26

- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hô hấp:

Thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí:

Là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất tới quá trình hô hấp. Hạt càng ẩm thì cường độ hô hấp của nó càng

mạnh. Trên thực tế thủy phần của thóc chỉ cần tăng 1% thì cường độ hô hấp của nó tăng 10 lần. Đối với

hạt có độ ẩm nhỏ hơn 11 - 12% thì cường độ hô hấp không đáng kể, có thể coi như bằng 0. Khi hạt đạt

tới “độ ẩm giới hạn” 16 – 17%, nước tự do bắt đầu xuất hiện và cường độ hô hấp tăng nhanh. Nếu hạt có

độ ẩm cao (30% hoặc hơn) nằm trong điều kiện nhiệt độ bình thường và được cung cấp oxy đầy đủ thì

nó sẽ hô hấp rất mạnh, trong một ngày đêm có thể mất đến 0,05 - 0,2% chất khô.

Nguyên nhân là do nước là môi trường để thực hiện các phản ứng trao đổi chất. Nếu lượng ẩm trong hạt

ít thì nước sẽ ở vào trạng thái liên kết, tức là nó liên kết rất bền vững với protein và tinh bột. Do đó nó

không thể dịch chuyển từ tế bào này sang tế bào kia được và không tham gia vào các phản ứng trao đổi

chất được.

Khi độ ẩm tăng trong hạt sẽ xuất hiện ẩm tự do, tức là ẩm liên kết yếu hoặc hoàn toàn không liên kết với

protein và tinh bột. Ẩm tự do sẽ tham gia vào các phản ứng thủy phân (biến tinh bột thành đường,

protein phức tạp thành protein đơn giản, chất béo thành glyxerin và acid béo v.v...) và chính nó có thể

dịch chuyển được từ tế bào này sang tế bào kia. Mặt khác, ẩm tự do xuất hiện làm tăng hoạt tính của các

enzyme hô hấp và thủy phân, chính vì thế mà cường độ hô hấp của hạt tăng.

Nhiệt độ của không khí và của hạt:

Nhiệt độ của không khí xung quanh và của hạt có ảnh hưởng khá lớn và trực tiếp tới cường độ hô hấp.

Nhìn chung, khi nhiệt độ của không khí và của hạt tăng lên thì cường độ hô hấp cũng tăng theo.

Tuy nhiên, nếu nhiệt độ vượt quá khoảng nhiệt tối thích cho hoạt động của enzyme và vi sinh vật thì hô

hấp giảm dần. Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ một cách không kiểm soát, sẽ phá hủy toàn bộ hệ enzyme trong

hạt, chấm dứt mọi hoạt động sống của hạt. Ngược lại, khi giảm nhiệt độ, cường độ sẽ giảm. Nhưng khi

nhiệt độ giảm xuống tới nhiệt độ kết tinh của nước thì quá trình hô hấp sẽ ngừng lại.

Nh

iệt

độ

Min 0 – 10oC

Opt 40 – 45 oC

Max 70 oC

Bảng 11: Các giới hạn của nhiệt độ đối với quá trình hô hấp của khối hạt thóc

27

Thành phần: do lúa gạo có thành phần chủ yếu là tinh bột, nên đây là nguồn cơ chất chủ yếu trong hô

hấp. Lúa gạo chủ yếu đi theo con đường hô hấp hiếu khí sinh CO2 và H2O. Ở hạt, cường độ hô hấp của

phôi là mạnh hơn hẳn và hô hấp theo hướng yếm khí.

Độ chín sau thu hoạch: hạt non, chín chưa hoàn thiện, hạt lép quá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ hơn.

Điều kiện thu hoạch và bảo quản ban đầu: hạt thương tổn hô hấp mạnh hơn.

Ngoài ra, hoạt động của sâu hại và vi sinh vật cũng ảnh hưởng đến cường độ hô hấp của hạt. Vì bản

thân các loại côn trùng và vi sinh vật cũng diễn ra quá trình hô hấp. Số lượng sâu hại càng nhiều, hoạt

động hô hấp càng tăng, lượng nhiệt thải ra môi trường xung quanh khối hạt càng lớn, cộng với điều

kiện ẩm độ và thành phần không khí thay đổi, càng kích thích quá trình hô hấp của bản thân hạt thóc.

VD: 10 con mọt gạo khi hoạt động nhả ra một lượng CO2 gấp 7 lần lượng CO2 do 450 hạt thóc bình

thường hô hấp nhả ra trong cùng một đơn vị thời gian.

- Ảnh hưởng của quá trình hô hấp đến khối hạt thóc:

Tổn thất chất khô: hạt hô hấp càng mạnh thì lượng vật chất khô bị tiêu hao càng nhiều. Ví dụ

như thóc có w = 18% (hô hấp mạnh) sau khi bảo quản một tháng lượng chất khô tiêu hao 0,5%.

Làm tăng thủy phần của hạt và độ ẩm tương đối của không khí xung quanh hạt: khi hô hấp

theo phương thức hiếu khí hạt sẽ nhả hơi nước và khí CO2, nước sẽ tích tụ trong khối hạt làm cho thủy

phần của hạt tăng lên và độ ẩm tương đối của không khí cũng tăng lên. Thủy phần của hạt và độ ẩm

tương đối của không khí tăng càng kích thích hô hấp mạnh, làm cho lượng hơi nước thoát ra càng nhiều

tạo điều kiện cho sâu mọt, nấm mốc trong hạt phát triễn, dẫn tới hạt bị hư hỏng nặng.

Tăng nhiệt độ trong khối hạt: năng lượng sinh ra trong quá trình hô hấp của hạt chỉ được sử

dụng một phần để duy trì sự sống của hạt, phần năng lượng còn lại thoát ra ngoài làm cho hạt bị nóng

lên. Do tính truyền nhiệt và dẫn nhiệt của hạt kém nên nhiệt lượng thoát ra bị tích tụ lại và dần dần làm

cho toàn bộ khối hạt bị nóng lên, chính nhiệt độ cao đó thúc đẩy mọi quá trình hư hỏng xảy ra nhanh

hơn, dẫn tới sự tổn thất lớn.

Thay đổi thành phần không khí trong khối hạt: dù hạt hô hấp theo phương thức yếm khí hay

hiếu khí đều nhả ra CO2, nhất là hạt hô hấp hiếu khí còn lấy thêm oxy của không khí, do đó làm cho tỉ lệ

oxy trong không khí giảm xuống, tỉ lệ CO2 tăng lên. Khí CO2 có tỉ trọng lớn hơn nên dần dần lắng xuống

dưới, làm cho lớp hạt ở đáy phải hô hấp yếm khí, dẫn tới sự hư hỏng, hao hụt.

Lượng chất hữu cơ sinh ra: quá trình hô hấp yếm khí sẽ sinh ra rượu ethanol. Khi hàm lượng

ethanol được tích tụ nhiều sẽ gây độc cho phôi, ảnh hưởng mạnh đến khả năng nảy mầm sau này của

hạt. Do vậy ta cần thực hiện công tác thông khí trong quá trình bảo quản.

28

5.2 Chín sau thu hoạch:

Việc thu hoạch hạt thường tiến hành ở thời điểm sớm hơn thời điểm chín hoàn toàn một ít. Do đó, khối

hạt tươi ngay sau khi thu hoạch có hạt đã chín, có hạt chưa chín hoàn toàn và nhìn chung chúng có

những đặc trưng sau:

- Độ ẩm của hạt tuy đã giảm thấp nhưng chưa tới trạng thái ổn định, còn cao hơn nhiều so với hạt

hoàn toàn chín.

- Hoạt động của hệ enzyme tuy đã giảm thấp nhưng vẫn còn khả năng tiếp diễn.

- Hàm lượng các chất dinh dưỡng còn có khả năng tăng lên nếu hạt được bảo quản trong những

điều kiện thích hợp.

Vì vậy, hạt sau khi thu hoạch trong một thời gian và điều kiện nhất định, dưới tác dụng của các loại

enzyme, hạt tiến hành hoàn thiện chất lượng của mình.

Chín sau thu hoạch là một quá trình sinh hóa phức tạp. Nguyên nhân của hiện tượng trên là do trong hạt

vẫn còn các chất đơn giản ngắn mạch như acid amin, peptid, các loại đường glucose, dextrin, các acid

béo… Dưới tác dụng của hệ enzyme trong hạt sẽ tổng hợp thành protein, lipid, glucid… hoàn thiện chất

lượng hạt và tăng khả năng nảy mầm (do cắt được các liên kết kìm hãm nảy mầm như andehyde acetic,

aldehyde formic…)

Nhờ quá trình chín sau thu hoạch mà tỉ lệ hạt nảy mầm cũng tăng lên. Hạt mới thu hoạch có thể ở vào

trạng thái ngủ - Trạng thái ngủ của hạt là khi đạt được điều kiện độ ẩm – nhiệt độ – ánh sáng tối ưu

nhưng hạt vẫn không nảy mầm, dù quá trình hô hấp vẫn diễn ra mạnh mẽ. Nguyên nhân là do hoạt động

của các enzyme phân giải trong hạt yếu nên sự phân giải các chất dinh dưỡng phức tạp thành các chất

đơn giản cung cấp cho phôi xảy ra chậm và không đủ để nuôi hạt nảy mầm. Tuy nhiên, sau một thời

gian bảo quản với chế độ thích hợp, hạt sẽ “chín sau thu hoạch” và tăng nhanh khả năng nảy mầm.

Tình trạng hạt Khả năng nảy mầm của hạt nguyên (%)

Hạt “ngủ” 13

Hạt chín sau thu hoạch 83

Bảng 12: Khả năng nảy mầm của hạt ở trạng thái ngủ và hạt chín sau thu hoạch

Quá trình này phụ thuộc nhiều vào giống hạt, thời điểm và phương thức thu hoạch, cũng như độ ẩm và

nhiệt độ của bản thân khối hạt và môi trường xung quanh. Và quá trình chỉ xảy ra khi chiều tổng hợp lớn

29

hơn quá trình thủy phân. Do vậy, muốn thúc đẩy quá trình này cần sấy khô, giữ hạt ở nhiệt độ ấm và

thoáng khí.

Thành phần không khí của môi trường xung quanh cũng ảnh hưởng đến quá trình chín sau thu hoạch.

Quá trình này xảy ra nhanh nhất trong môi trường oxy và kéo dài trong môi trường nitơ. Do đó, trong

thời kì đầu bảo quản cần phải cho không khí xâm nhập vào khối hạt. Không khí không những mang oxy

đến cho khối hạt mà còn giải phóng ra khỏi khối hạt lượng nhiệt và ẩm do hạt hô hấp sinh ra. Nếu cung

cấp oxy cho khối hạt không đầy đủ và trong khối hạt tích lũy nhiều CO2 thì quá trình chín sau thu hoạch

sẽ bị chậm lại. Đôi khi trong hạt còn xảy ra quá trình hô hấp yếm khí làm cho quá trình chín sau thu

hoạch không xảy ra và độ nảy mầm ban đầu của hạt cũng bị giảm.

Xét về mặt chất lượng thì quá trình chín sau thu hoạch của hạt là một quá trình hoàn toàn có lợi. Vì chất

lượng của hạt được hoàn thiện và đầy đủ hơn thì năng lực sống của hạt mạnh mẽ hơn, bảo quản sẽ an

toàn hơn.

Tuy nhiên, các quá trình tổng hợp cũng thường giải phóng hơi nước và nhiệt lượng.

Ví dụ : 2C6H12O6 → C12H22O11 + H2O

Lượng hơi nước và nhiệt sinh ra trong quá trình chín tiếp tương đối lớn và dễ tích tụ trong khối hạt làm

cho hạt nóng và ẩm, thúc đẩy các quá trình hư hỏng dễ xảy ra.Vì vậy về phương diện bảo quản thì chín

tiếp cũng gây ra những mặt có hại cần khắc phục.

5.3 Sự nảy mầm

Định nghĩa: Khi độ ẩm môi trường tăng mạnh, hạt sẽ hút ẩm và trương nở. Các enzyme bắt đầu

hoạt động, nhất là amylase và protease sẽ tăng cường thủy phân các chất dinh dưỡng dự trữ trong hạt để

cung cấp năng lượng và dưỡng chất cho sự phát triển của mầm non.

Các biến đổi khi hạt nảy mầm:

+ Hô hấp: quá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ, chủ yếu là hô hấp hiếu khí tổn thất chất khô.

+ Thủy phân: tinh bột thủy phân làm tăng hàm lượng đường khử, đồng thời khối hạt có mùi nha. Quá

trình thủy phân protein làm thay đổi các tính chất công nghệ: giảm khả năng hút nước, giữ khí….

Nảy mầm trong bảo quản là quá trình trái ngược hoàn toàn với quá trình chín sau thu hoạch. Xét

về phương diện bảo quản thì đây là một quá trình hoàn bất lợi vì xảy ra sự phân giải các chất dinh dưỡng

như protein, glucid, lipid trong hạt.

Điều kiện nảy mầm của hạt lúa:

30

Nh

iệt

độ

Min 10 – 13oC

Độ

ẩm

Min 20%

Opt 30 – 38 oC Opt 50 – 80%

Max 40 – 42 oC Max

Bảng 13: Các giới hạn về nhiệt độ và độ ẩm cho quá trình nảy mầm của hạt thóc

6) Những biến đổi sinh học diễn ra trong hạt:

6.1 Hiện tượng vi sinh vật:

Lúa gạo là một loại hạt giàu dinh dưỡng, nên rất dễ bị tấn công bởi các loại vi sinh vật. Vi sinh vật có

thể xâm nhập vào khối hạt từ khi còn ngoài đồng thông qua môi trường xung quanh (đất, nước, không

khí,…), khi vận chuyển không hợp vệ sinh hay quá trình bảo quản không đảm bảo.

Các con đường lây nhiễm vi sinh vật:

- Trong quá trình canh tác: nhiễm từ phân bón, nước, cây cỏ xung quanh…

- Giai đoạn thu hoạch, gặt đập, chuyên chở…

- Trong giai đoạn nhập kho

- Khi bảo quản trong khô với điều kiện không thích hợp, mốc dễ dàng tấn công và phát triển.

- Nguyên liệu càng lẫn tạp thì nguy cơ vi sinh vật càng ao.

- Hạt mẩy và nguyên vẹn có sức đề kháng cao nên hạn chế được vi sinh vật.

- Độ ẩm và nhiệt độ cao sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Trong thành phần tế

bào vi sinh vật, 70 – 90% là nước. Nếu độ ẩm thấp, quá trình trao đổi chất của vi sinh vật bị ngừng trệ.

Nếu ẩm cao, enzyme sẽ hoạt động mạnh. Thông thường, độ ẩm giới hạn để mốc phát triển là 15 – 16%,

còn vi khuẩn là 16 – 18%

31

Phân loại vi sinh vật:

Có rất nhiều loại vi sinh vật cũng như nhiều cách phân loại vi sinh vật khác nhau. Nếu dựa trên tác hại

của vi sinh vật đến chất lượng hạt, có thể chia vi sinh vật thành ba nhóm:

- VSV hoại sinh: khi hấp thụ chất dinh dưỡng của hạt nó có thể phá hoại từng phần hoặc toàn bộ hạt, làm

thay đổi các tính chất lý học và thành phần hóa học của hạt. Loại này bao gồm nấm men, nấm mốc, vi

khuẩn và xạ khuẩn (actinomyces).

- VSV gây bệnh cho thực vật: bao gồm vi khuẩn, nấm và virus. Các loại VSV này có thể làm cho cây bị

chết, gây mất mùa, làm giảm chất lượng hạt. Đa số các loài này không sinh sản trong quá trình bảo quản.

Tuy nhiên chất lượng hạt càng tốt thì hạt bảo quản càng được an toàn, nên cũng cần chú ý đến sự ảnh

hưởng của nhóm vi sinh vật này.

- VSV gây bệnh cho người và gia súc: không gây ảnh hưởng đến quá trình bảo quản nhưng lại rất nguy

hiểm vì liên quan đến sức khỏe của người tiêu dùng.

Trong các loại vi sinh vật kể trên, nấm mốc là loại phổ biến nhất, phát triển mạnh mẽ và gây hại nhiều

nhất. Chúng gồm một số loại chính như: Alternaria, Cladosporium, Furasium, Helminthosporium,...

Những nấm mốc này có màu hoặc không màu. Chúng tấn công vào hạt làm cho cây bị héo, hạt bị lép

trước khi thu hoạch hoặc làm giảm độ nẩy mầm của hạt.

Trong quá trình bảo quản, khối hạt lại bị tấn công bởi nhiều loại nấm mốc khác nhau (trên 60 loài)

nhưng trong đó có 2 loài ảnh hưởng nhiều hơn cả là Aspergillus và Penicillium. Hai loài này phát triển

gây ức chế các loài nấm mốc khác.

Một đặc điểm đáng lo ngại là các loại vi sinh vật có thể hoạt động trong cả điều kiện hiếu khí và yếm

khí:

+ Vi sinh vật hiếu khí phân hủy acid amin tự do thành acid hữu cơ và khí amoniac tạo mùi khó chịu

và tăng độ chua cho sản phẩm nhưng không gây độc.

+ Vi khuẩn kỵ khí phân hủy acid amin CO2 + amin, các amin thường là chất gây độc cho cơ thể. Ví

dụ: tyrozine tryptamine gây co giãn động mạch; histidine sinh histamine gây nổi ban, dị ứng…

+ Vi khuẩn kỵ khí lẫn hiếu khí: sinh ra các phản ứng phức tạp, tạo một loạt các sản phẩm: phenol, scatol,

crezol, indol… tạo mùi vị khó chịu, thậm chí sinh mùi thối; đồng thời gây bài tiết nước bọt, có thể gây

co giật cho người ngửi phải.

Tác hại do vi sinh vật gây ra: có thể thấy những tác hại do vi sinh vật gây ra là vô cùng to lớn

Làm giảm chất lượng của hạt:

32

- Làm thay đổi các chỉ số cảm quan: trong hạt có thể xuất hiện mùi hôi, mùi mốc, mùi chua; vị đắng, vị

chua,...; màu sắc của hạt cũng bị biến đổi phụ thuộc vào mức độ hoạt động của VSV: hạt bị tối màu hoặc

xuất hiện chấm đen hoặc đen hoàn toàn.

- Làm giảm giá trị dinh dưỡng của hạt: nấm mốc phát triển tiết ra một số enzyme làm phân hủy các chất

dinh dưỡng như protein, lipid, tinh bột, vitamin. Nó còn làm ảnh hưởng đến cấu tạo bên trong của hạt,

làm cho hạt bị bở mục và tỉ lệ thành phẩm có thể giảm tới 10 - 20%.

- Làm giảm cường độ nẩy mầm của hạt: nấm mốc phát triển ở vùng phôi hạt làm cho hoạt động sống của

hạt bị giảm hoặc mất hoàn toàn và chất lượng giống bị giảm sút.

Hạt bị nhiễm chất độc:

Các sản phẩm hoạt động sống của nấm mốc, đặc biệt là của Aspergillus, Penicillium, Fusarium trong

quá trình bảo quản có thể sinh ra nhiều chất độc đối với người và gia súc. Các độc tố của nấm mốc tạo

nên lại rất, có thể giữ độc tính qua bảo quản rất lâu, đun hạt đến 100 - 2000C tính độc vẫn không giảm.

Nói chung hạt nào có màu sắc càng gần với hạt thật thì hạt đó càng ít bị nhiễm chất độc.

Sự thải nhiệt của VSV:

VSV cũng như các cơ thể sống khác, muốn sống được cần có năng lượng. Khi đó, vi sinh vật hô hấp

mạnh nhưng chỉ sử dụng một phần năng lượng cho hoạt động sống, phần còn lại sẽ thải vào môi trường.

Nhiệt do hô hấp của VSV thải ra hoặc được giữ lại trong khối hạt hoặc được truyền ra môi trường xung

quanh bằng phương pháp đối lưu. Thường lượng nhiệt này sẽ bị giữ lại một phần trong khối hạt làm cho

khối hạt nóng lên và dẫn tới hiện tượng tự bốc nóng của khối hạt.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật:

Độ ẩm của khối hạt:

Giảm ẩm cho khối hạt và không để xảy ra hiện tượng đọng sương. Đối với thóc, để bảo quản tốt thì độ

ẩm của không khí không vượt quá 70%, nếu vượt quá giới hạn đó thì mốc bắt đầu mọc và phát triển trên

thóc. Độ ẩm càng cao thóc càng chóng bị mốc và mốc phát triển càng nhanh thành hệ sợi nấm và tiết ra

các enzyme phân hủy các chất hữu cơ có trong có trong hạt.

Nhiệt độ của khối hạt:

Mỗi loại VSV phát triển thích hợp trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Dựa vào nhiệt độ tối thích để

VSV phát triển người ta chia chúng ra làm 3 nhóm:

33

Nhóm VSV t0min , 0C t0

op , 0C t0max , 0C

Ưa lạnh -0,8 - 0 10 - 20 25 - 30

Ưa nhiệt TB 5 - 10 20 - 40 40 - 45

Ưa nhiệt 25 - 40 50 - 60 70 - 80

Bảng 14: Giới hạn nhiệt độ của các nhóm vi sinh vật

Nhóm ưa nhiệt trung bình thường thấy phổ biến trong khối hạt khi bảo quản. Hầu hết nấm mốc phát

triển ở nhiệt độ 15 - 300C với sự sinh trưởng thích hợp nhất ở 25 - 300C.

Sự xâm nhập của không khí vào khối hạt:

Khi có sự xâm nhập của không khí vào khối hạt cộng với điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thuận lợi thì tất cả

vi sinh vật (đầu tiên là nấm mốc) phát triển rất mạnh. Nếu giảm lượng không khí xâm nhập vào khối hạt

thì lượng oxy trong khối hạt sẽ giảm và lượng CO2 tăng lên, lúc đó hoạt động sống của vi sinh vật hiếu

khí bị ức chế và giảm số lượng, nấm mốc sẽ ngừng phát triển và ngừng tạo bào tử. Còn vi sinh vật yếm

khí sẽ phát triển. Nhưng vi sinh vật yếm khí không có khả năng phá hủy lớp vỏ bảo vệ hạt nên tác hại

của nó không nhiều, tuy nhiên nếu số lượng nhiều và hoạt động liên tục cũng góp phần tăng ẩm, tăng

nhiệt cho khối hạt.

Chất lượng của hạt:

Những hạt xanh, non, lép, bị tróc vỏ, bị rạn nứt,... ngay từ khi mới thu hoạch đã có nhiều VSV hơn hẳn

so với những hạt có chất lượng bình thường.

34

Tên VSV

Số lượng VSV, 1000 khuẩn lạc/ 1g hạt

(môi trường Czapecks)

Hạt bình thường Hạt xanh, non, lép Hạt cỏ dại

Nấm mốc

Số lượng chung 1 >2 >2

Trong đó:

Asp. flavus oryzae 0,3 1

Asp. niger 0,01 0,05

Penicillium 0,25 0,5

Vi khuẩn, nấm men 0,7 6,5 7,5

Bảng 15: Số lượng VSV trên một số mẫu thóc ở Việt Nam lúc mới thu hoạch

Những hạt không hoàn thiện ngay từ đầu đã có nhiều bào tử của VSV, chúng chỉ chờ có điều kiện thuận

lợi là mọc, phát triển và phá hoại. Hơn nữa chúng lại dễ bị nhiễm ẩm hơn các hạt bình thường, khả năng

chống lại VSV cũng yếu hơn. Do vậy những hạt này thường dễ bị nấm mốc, vi khuẩn phát triển và phá

hoại hơn những hạt bình thường.

6.2 Côn trùng và động vật gây hại:

Các loại côn trùng thường gặp:

Các loại thường gặp là bộ cánh cứng (Coleoptera); mọt, bộ cánh vảy (Lepidoptera); ngài, bộ mối

(Isoptera) và bộ gián (Blattoptera).

Hầu hết chúng đều có thời gian phát triển cá thể ngắn, thời gian vòng đời phụ thuộc giống loài và điều

kiện ngoại cảnh, số lượng trứng phụ thuộc loại côn trùng.

Một số loại côn trùng điển hình:

- Bộ cánh cứng:

+ Họ vòi voi (Culculionidae): mọt gạo (Sitophilus oryzea L.), mọt thóc (Sitophilus granarius L.)

Hình 8: mọt gạo

+ Họ mọt thò đuôi (Nitinulidae): mọt gạo thò đuôi Caprophilus dimidiantus.

35

Hình 9: mọt gạo thò đuôi

- Bộ mối: có khoảng 2000 loài.

- Lớp nhện: gồm mạt bột, mạt thân dài, mạt chân đen,…

Những thiệt hại do côn trùng gây ra trong bảo quản:

- Thiệt hại về số lượng: giảm từ 1% đến 3%. VD: nếu không bị côn trùng phá hại thì từ 100kg thóc ta sẽ

thu được 70 - 72kg gạo trắng sau khi xay xát; còn nếu bị côn trùng phá hại với mật độ 100 con/kg thóc

thì từ 100kg thóc thu tối đa được 66kg gạo.

- Thiệt hại về chất lượng: Protein, lipid, vitamin bị biến tính, giá trị dinh dưỡng bị giảm sút, hạt có mùi,

vị, màu sắc không bình thường. Độ nảy mầm bị giảm sút.

- Làm nhiễm bẩn, nhiễm độc nông sản: ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng hoặc trực tiếp

truyền bệnh cho người và cho gia súc. Ví dụ: mạt vách kí sinh nếu bò lên người sẽ gây ngứa ngáy khó

chịu; mọt thóc ăn hại có thể dẫn đến bệnh tháo dạ, có khi biến chứng gây sinh non…

- Trong quá trình hoạt động sống, côn trùng hô hấp thải ra môi trường xung quanh một lượng nước, khí

CO2 và nhiệt đáng kể làm cho hạt nóng, ẩm và thúc đẩy các quá trình hư hỏng khác như tự bốc nóng, ẩm

mốc. Lượng nhiệt do côn trùng sinh ra, ngoài việc do sự hô hấp còn do các nguyên nhân khác như: do sự

cọ xát của sâu mọt với hạt khi cắn, đục khoét, đi, bò,... làm cho hạt nóng lên. Hoặc trong quá trình biến

thái, các chất béo trong cơ thể sâu hại tiết ra bị oxy hóa và phát sinh ra một lượng nhiệt rất lớn.

Khi ăn hại, sâu hại tiết ra hơi nước, phân làm cho hạt bị bẩn và ẩm, thúc đẩy VSV phát triển và hạt hô

hấp mạnh cũng làm cho khối hạt bị nóng lên.

Như vậy, sâu hại kho gây tổn thất lớn về nhiều mặt. Do đó công tác phòng trừ sâu hại kho có một tầm

quan trọng và ý nghĩa đặc biệt . Nếu làm tốt sẽ mang lại lợi ích lớn về kinh tế.

Nguyên nhân phát sinh và lây lan côn trùng trong kho:

36

- Có một số sâu hại đẻ trứng vào hạt ngay từ khi còn ở ngoài đồng. Các trứng này theo hạt về kho, khi

bảo quản gặp điều kiện thuận lợi chúng thực hiện vòng đời và phá hại. Hoặc có một số sâu từ cây mẹ rơi

vào hạt khi thu hoạch và chúng tiếp tục phá hại trong bảo quản.

- Sâu mọt đã có sẵn trong kho: do khi giải phóng hạt của các vụ trước kho không được vệ sinh chu đáo,

không được diệt trùng triệt để nên ở những chỗ kín đáo, khe kẻ vẫn còn côn trùng hoặc trứng côn trùng.

Khi đưa hạt mới vào bảo quản, tức là ta cung cấp nguồn thức ăn cho chúng và gặp điều kiện thuận lợi về

nhiệt độ, độ ẩm các côn trùng hoặc trứng tiếp tục phát triển và gây hại.

- Các dụng cụ và phương tiện dùng để bảo quản, chuyên chở hạt vào kho như cót, thúng, bao bì, xe,...

đều có thể có côn trùng ẩn náu, do vô tình ta dùng để bảo quản, vận chuyển hạt chính là ta đã mang côn

trùng vào kho.

- Côn trùng có thể tự di chuyển (bay, bò) từ nơi này đến nơi khác để kiếm ăn. Cho nên trong phạm vi

nhất định, nếu có một kho hạt có côn trùng mà không có biện pháp đề phòng thì sau một thời gian các

kho hạt khác trong khu vực đó cũng sẽ bị lây lan côn trùng.

- Người cũng như một số động vật khác (chuột, chim) có thể có một số côn trùng bám vào cơ thể (do

vào kho có sâu mọt hoặc do côn trùng tự bay tới bám vào cơ thể) khi vào kho hạt khác sẽ làm lây lan

côn trùng tới cho kho này.

Những yếu tố ảnh hưởng tới đời sống của sâu hại kho:

Côn trùng phá hại hạt chịu ảnh hưởng và chi phối của nhiều yếu tố như thức ăn, nhiệt độ, độ ẩm, ánh

sáng,...

Thức ăn:

Trong các yếu tố ảnh hưởng đến đời sống côn trùng thì thức ăn là yếu tố có tính chất quyết định. Sâu hại

kho không có khả năng tổng hợp thức ăn từ các chất vô cơ mà sống nhờ vào nguồn thức ăn hữu cơ có

sẵn trong kho.

Nhiệt độ và độ ẩm của môi trường:

- Nhiệt độ:

Mỗi loại sâu hại đều có một nhiệt độ tối thích, ở nhiệt độ đó chúng hoạt động rất mạnh, sinh trưởng và

phát dục tốt. Nhìn chung ở nhiệt độ lớn hơn 400C sâu hại trong kho đã ngừng phát triển và từ nhiệt độ

450C trở lên thì trong một thời gian nhất định sẽ bị chết. Ở nhiệt độ 0 0C chúng vẫn tồn tại nhưng hoạt

đông yếu ớt. Tiếp tục giảm xuống nhiệt độ dưới 00C chúng bị chết dần do nước trong nguyên sinh chất

của tế bào cơ thể chúng bị kết tinh. Nhiệt độ thích hợp cho phần lớn các sâu hại nằm trong khoảng 18 -

320C, từ 12 - 160C sự phát triển của chúng bị kìm hãm.

37

Nh

iệt

độ

Min 0oC

Opt 18 – 32 oC

Max 40 – 45 oC

Bảng 16: giới hạn nhiệt độ của các loại sâu hại

- Độ ẩm không khí:

Cũng như các động vật khác, trong cơ thể côn trùng luôn chứa một lượng nước tương

đối cao ở trạng thái tự do hoặc dạng keo.

Loại sâu hại Mọt gạo Mọt đục thân Mọt thóc đỏ

Hàm lượng nước (%) 48 43 51

Bảng 17: Hàm lượng nước trong một số hoại sâu hại

Với độ ẩm không khí quá thấp (dưới 60%) và trong một thời gian nhất định sâu hại có thể bị chết do

lượng nước trong cơ thể bị bốc hơi đi nhiều. Ở độ ẩm của không khí từ 70% trở xuống quá trình phát

dục của các sâu hại trong kho bị đình trệ.

- Thủy phần của hạt :

Hạt có thủy phần cao sẽ dễ bị sâu hại tấn công. Tuy nhiên độ ẩm cao quá cũng khống chế sự sinh trưởng

và phát triển của chúng.

Th

ủy

ph

ần

của

hạt

Min 9%

Max 35%

Bảng 18: Ảnh hưởng của thủy phần hạt đến sâu hại

38

Thủy phần của thóc (%) 10 11 12 13 14 16 20 24

Số mọt đục thân sinh sản

sau 50 ngày3 5 10 12 318 504 80 19

Bảng 19: Sự ảnh hưởng của thủy phần trong thóc lên sự phát triển của mọt đục thân

Thành phần không khí:

Quá trình hoạt động sống sâu mọt cũng hấp thụ oxy và nhả CO2. Môi trường loãng oxy thì hoạt động

sống của chúng bị kìm hãm, môi trường nhiều CO2 chúng cũng ít hoạt động.

Ánh sáng:

Ánh sáng có ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình lí, hóa học trong cơ thể và quá trình trao đổi chất với

môi trường của sâu hại. Tính cảm thụ thị giác cũng như tất cả các tập tính sinh hoạt đều có liên quan đến

cường độ chiếu sáng và các tính chất của các tia sáng.

Tác dụng cơ học:

Sâu mọt là những sinh vật có kích thước đáng kể nên chúng dễ bị chết do các va chạm cơ học lúc đảo

trộn, vận chuyển. Cũng có trường hợp chúng bị rơi và tách khỏi khối hạt. Do đó hạt trước khi đem vào

bảo quản ta nên cho qua các máy làm sạch sẽ giảm được 50 - 95% lượng sâu mọt có trong kho.

Một số động vật phá hoại khác:

Chuột, dơi, chim,… có thể gây tổn thất lớn về số lượng hạt thóc trong quá trình vận chuyển, phơi hay

bảo quản trong kho. Các chất thải mà chúng để lại cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng cảm quan của

khối hạt.

Ngoài ra, chuột còn có thể lây truyền cho người một số bệnh như dịch hạch, tả,…

39

Hình 10: Một số động vật gây hại

7) Quá trình tự bốc nóng:

o Bản chất của hiện tượng:

Trong quá trình bảo quản, các vật thể sống trong khối hạt (chủ yếu là hạt, VSV, sâu mọt) gặp điều kiện

thuận lợi sẽ hô hấp rất mạnh tạo ra một lượng nhiệt lớn. Do hạt có tính dẫn nhiệt kém nên nhiệt tích tụ

lại trong khối hạt làm cho nhiệt độ của khối hạt tăng cao. Quá trình đó gọi là quá trình tự bốc nóng của

khối hạt.

Mặt khác, sự tự phân loại và truyền ẩm do chênh lệch nhiệt độ cũng đưa đến hiện tượng tự bốc nóng.

Tuy nhiên, không phải bất kì một sự tăng nhiệt độ nào đều coi như bắt đầu phát triển quá trình tự bốc

nóng. Ví dụ: vào mùa hè nhiệt đô môi trường xung quanh sẽ làm cho kho bị đốt nóng và khối hạt trong

kho cũng từ từ bị đốt nóng lên.

o Điều kiện làm xuất hiện và phát triển quá trình tự bốc nóng:

Mức độ phát triển quá trình tự bốc nóng trong khối hạt rất khác nhau có khi chỉ sau vài ngày xảy ra hiện

tượng tự bốc nóng thì nhiệt độ của khối hạt lên tới 500C, nhưng cũng có trường hợp thì nhiệt độ ấy đạt

được phải qua một thời gian dài. Sự khác nhau về mức độ đó phụ thuộc vào:

Trạng thái của khối hạt:

- Độ ẩm ban đầu: độ ẩm khối hạt cao thì hiện tượng tự bốc nóng càng dễ xảy ra và nếu đã xảy ra thì diễn

ra ngày càng mạnh.

- Nhiệt độ ban đầu: quá trình tự bốc nóng chỉ xảy ra ở nhiệt độ có khả năng thúc đẩy hoạt hóa sinh lí của

tất cả các cấu tử sống có trong khối hạt. Quá trình tạo nhiệt trong khối hạt thường xảy ra với nhiệt độ

ban đầu là 23 - 250C. Nếu lúc này khối hạt bị ẩm ướt thì quá trình tự bốc nóng sẽ phát triển rất nhanh và

mau chóng đạt được nhiệt độ 50 - 550C, sau đó tiếp tục tăng lên đến 60 - 650C, có khi đạt đến 70 - 740C.

Sau khi đạt giá trị cực đại, nhiệt độ của khối hạt giảm dần do các cấu tử sống có trong khối hạt bị tiêu

diệt dần khiến cường độ hô hấp của hạt giảm, số lượng VSV giảm. Khối hạt đã qua tự bốc nóng sẽ

không bền trong bảo quản tiếp theo (cho dù mới bị và chỉ bị một phần), vì khi tự bốc nóng nấm mốc và

VSV khác phát triển nhiều nên phá hủy các cơ quan bảo vệ hạt.

Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến mức độ phát triển của quá trình tự bốc nóng có thể biểu diễn bằng đồ thị

sau:

40

Hình 11: ảnh hưởng của nhiệt độ đống hạt đến thời gian bảo quản

Qua đồ thị ta thấy VSV đóng vai trò chủ đạo trong việc làm xuất hiện và phát triển trong qúa trình tự

bốc nóng. Trong khoảng nhiệt độ 23 - 250C chưa phải là nhiệt độ tối thích cho sự hô hấp của hạt mà là

khoảng nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của hầu hết các loại nấm mốc vì nhiệt độ tối thích của chúng

nằm trong khoảng 25 - 420C.

Trong giai đoạn cuối cùng của quá trình tự bốc nóng có nhiệt sinh ra là do hoạt động sống của các VSV

ưa nhiệt và sự hô hấp của chính bản thân hạt.

- Số lượng và dạng VSV: số lượng VSV ban đầu càng nhiều và càng đa dạng thì càng dễ dẫn tới hiện

tượng tự bốc nóng.

- Hoạt hóa sinh lí của khối hạt: Các khối hạt mới thu hoạch không qua thời kì chín tiếp hoặc hạt chưa

chín hoặc nhiều tạp chất hô hấp rất mạnh dẫn đến hiện tượng tự bốc nóng.

Trạng thái kho và cấu trúc của chúng:

Mức độ cách nhiệt, cách ẩm, độ dẫn nhiệt của các thành phần cấu trúc kho, sự lưu thông không khí trong

kho và một số đặc điểm cấu trúc khác của chúng có ảnh hưởng đến quá trình tự bốc nóng trong kho.

Kho cách ẩm càng tốt; sự dẫn nhiệt của tường, nền, trần càng kém và sự xâm nhập của không khí vào

khối hạt càng tốt thì khả năng xảy ra hiện tượng tự bốc nóng càng khó.

Không khí bên ngoài xâm nhập vào khối hạt một cách tự do, không điều chỉnh dễ dẫn tới sự chênh lệch

nhiệt độ và làm ẩm một số lớp hạt kết quả sẽ đưa tới hiện tượng tự bốc nóng.

41

o Tác hại của hiện tượng tự bốc nóng:

Bất kì một sự tự bốc nóng nào (thậm chí khi mới xảy ra hiện tượng) đều dẫn tới sự giảm khối lượng và

chất lượng của hạt. Mức độ mất mát này phụ thuộc tỉ lệ thuận vào thời gian khối hạt bị đốt nóng. Cụ thể:

Thay đổi các chỉ số cảm quan: thay đổi phụ thuộc vào mức độ tự bốc nóng của khối hạt.

Khi nhiệt độ của khối hạt nằm trong khoảng 24 - 300C và hạt có thủy phần nhỏ thì mùi của hạt thay đổi

chưa rõ rệt lắm. Còn nếu hạt ẩm thì có mùi mốc. Màu sắc về cơ bản vẫn giữ được nhưng cũng có những

hạt bị tối màu.Trên phôi hạt đã thấy mốc, trên hạt đã có nước ngưng.

Khi nhiệt độ của khối hạt đạt 34 - 380C thì nhiều tính chất của hạt bị thay đổi. Độ rời của hạt giảm nhiều,

hạt có mùi mốc rõ , màu bị đen. Những hạt chưa chín tới bị mềm ra và trên nhiều hạt xuất hiện mốc.

Khối lượng của hạt bị giảm nhiều.

Khi nhiệt độ đạt 500C thì độ rời của hạt bị mất, hạt bị đen nhiều, có một số hạt bị thối mục. Hạt có mùi

mốc nặng. Hiện tượng tự bốc nóng hoàn chỉnh thì hạt bị mục thối hoàn toàn và độ rời của hạt bị mất

vĩnh viển.

Thay đổi chất lượng của hạt:

Khi hạt đã qua bốc nóng thì chất lượng của nó bị giảm sút hẳn. Trước hết là hàm lượng lipid giảm xuống

do chất béo bị oxy hóa tạo thành các hợp chất có mùi ôi, khét.

Gạo được chế biến từ thóc đã bị bốc nóng sẽ có tỉ lệ hạt vàng cao. Khi nhiệt độ khối hạt lên tới 55 - 600C

thì hạt bị biến vàng rất nhanh. Cùng một điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm hạt vàng hô hấp mạnh hơn hạt

trắng.

Thành phần hóa học của hạt vàng so với hạt trắng thay đổi nhiều. Hàm lượng protein giảm, hàm lượng

sacarose giảm nhiều, đường khử tăng. Thành phần tinh bột thay đổi: amilose tăng còn amilopectin giảm

nên cơm ít dẻo.

Thay đổi chất lượng giống: giảm khả năng nảy mầm của hạt.

D. QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN

42

I. Mục đích của việc bảo quản:

Với sơ đồ như trên, ta có thể thấy, từ hạt lúa giống, sau quá trình gieo cấy, chăm bón và thu hoạch sẽ trải

qua một số công đoạn khác như tách hạt phơi sấy phân loại, làm sạch. Từ đây ta sẽ thu được khối

hạt thóc. Nếu tiếp tục mang khối hạt đi bóc vỏ phân loại làm trắng, ta sẽ thu được gạo dùng làm

lương thực cho con người.

Vấn đề đặt ra là trong chuỗi các quá trình đó, ta có thể thực hiện ba công đoạn bảo quản với ba mục đích

khác nhau:

- Bảo quản một phần những hạt thóc có phẩm chất tốt nhất để làm lúa giống cho vụ mùa sau.

- Bảo quản khối hạt thóc trong giai đoạn chuẩn bị cho quy trình xay xát thành gạo.

- Bảo quản gạo thành phẩm: đảm bảo an ninh lương thực quốc gia và xuất khẩu ra nước ngoài.

II. Vai trò của việc bảo quản:

Nếu như trước thu hoạch sự mất mát chủ yếu là do: dịch bệnh, cỏ dại, côn trùng gây hại… làm ảnh

hưởng đến năng suất và chất lượng lúa.

Trong thu hoạch: chủ yếu là tổn thất về mặt số lượng do rơi vãi trong quá trình gặt, đập,… hoặc khi vận

chuyển từ nơi thu hoạch đến nơi bảo quản,… do chim chuột ăn…

43

Thì quá trình sau thu hoạch, khối hạt liên tiếp trải qua những biến đổi vật lý, hóa lý, hóa sinh và sinh

học. Các biến đổi này gây nên sự sụt giảm khối lượng tự nhiên; đồng thời tổn thất về chất lượng (hiện

tượng mất mùa trong nhà).

Dưới đây là một bảng số liệu, thống kê những tổn thất của khối hạt thóc từ khi thu hoạch đến lúc xay xát

thành gạo.

Thứ tự Các khâu sản xuất Tổn thất (%)

1 Thu hoạch 1,3 – 1,7

2 Đập tuốt 1,4 – 1,8

3 Sấy khô, làm sạch 1,9 – 2,1

4 Vận chuyển 1,2 – 1,5

5 Bảo quản 3,2 – 3,9

6 Xay xát 4,0 – 5,0

CỘNG 13 - 16

Bảng 20: Tổn thất sau thu hoạch của lúa ở Việt Nam qua các giai đoạn

Có thể thấy, trong các giai đoạn sản xuất lúa gạo, tổn thất trong quá trình bảo quản là chủ yếu. Do vậy,

so với việc đầu tư cho sản xuất ngoài đồng ruộng, thì công tác bảo quản sau thu hoạch cần được quan

tâm nhiều hơn.

Để khắc phục điều đó và đảm bảo an ninh lương thực cho quốc gia, cũng như giữ vững thế mạnh là một

trong những nước xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới, Việt Nam cần quan tâm hơn đến công tác bảo quản

hạt lương thực sau thu hoạch.

III. Những lưu ý trước khi bảo quản:

Khi ruộng lúa đã chuyển sang giai đoạn chín sáp, cũng là thời điểm thích hợp để thu hoạch. Sau khi trải

qua các giai đoạn thu hoạch – đập, tuốt lúa – tách hạt, loại bớt tạp chất, ta sẽ được một khối hạt thóc

(tạm gọi là khối hạt tươi).

Trước khi tiến hành bảo quản ta cần:

1) Phân loại và làm sạch:

Mục đích của quá trình này là giúp ta có thể loại bỏ được các hạt lép, các hạt bị gãy vỡ, hư hỏng;

đồng thời loại bỏ các hạt non, xanh, chưa đủ phẩm chất. Quá trình làm sạch còn giúp loại bỏ tạp

44

chất, tránh những nguy cơ vi sinh vật và côn trùng gây hại. Nói chung, phân loại và làm sạch

giúp gia tăng độ đồng nhất của khối hạt, tránh hiện tượng tự phân loại, tự bốc nóng…

2) Phơi sấy sơ bộ:

Lúa mới thu hoạch thường có độ ẩm cao nên dễ nảy mầm; bị các hiện tượng men, mốc và nấm

làm cho lúa dễ bị hư hoặc kém phẩm chất. Nhìn chung độ ẩm của thóc khi mới thu hoạch về

thường dao động từ 20 – 27% (tùy nơi, tùy lúc mà độ ẩm có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn). Nếu

không tiến hành phơi sấy sẽ rất dễ xảy ra hư hỏng. Muốn lúa không bị hư hay giảm phẩm chất thì

trong vòng 48 giờ sau khi thu hoạch phải làm khô lúa. Tùy thuộc vào yêu cầu là làm khô để xay

xát ngay hay để làm giống, để tồn trữ lâu dài,… mà yêu cầu làm khô và chế độ công nghệ khác

nhau.

IV. Phương thức bảo quản:

1) Bảo quản thóc đổ rời:

Thóc sau khi thu hoạch được phân loại, làm sạch và phơi sấy sơ bộ. Sau đó được cho trực tiếp vào kho hoặc dụng cụ chứa. Cần lưu ý tránh giẫm đạp, nén chặt nếu không ẩm nhiệt khó thoát ra ngoài dễ gây hiện tượng tự bốc nóng, men mốc. Trong quá trình bảo quản thóc rời cần kết hợp với biện pháp thông gió và cào đảo. Giảm thiểu sự tự bốc nóng của khối hạt. Bảo quản thóc rời giúp ta giảm thiểu chi phí nhưng lại có nhiều nhược điểm: thóc hay hút ẩm, nóng cục bộ, nhiễm sinh vật hại, tốn công cào đảo, vận chuyển và chất lượng không đảm bảo.

2) Bảo quản lúa trong bao:

Để khắc phục những nhược điểm khi bảo quản rời, người ta thường hay cho thóc vào đóng bao. Trước khi đóng bao cần xử lý chống mốc và côn trùng bằng một số loại háo chất cho phép, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Phương thức này được sử dụng phổ biến là do ít tốn công sức cào đảo, đạt được hiệu quả bảo quản tốt hơn; đồng thời, cũng dễ dàng hơn trong khâu vận chuyển. Lưu ý phương thức xếp bao: xếp thành từng lô từ 15 ÷ 18 lớp bao, độ cao không quá 4m. Lớp bao trên cùng cách trần kho tối thiểu 1m. Lô cách lô ít nhất 1m và cách tường 0.5m. Giữa các lô có rãnh thông gió theo khoảng cách năm hàng bao ngang từ dưới lên và cứ năm lớp bao thì đặt 1 rãnh thông gió và chạy dài theo các lô hàng ra giếng thông gió.

45

Hình 12: Mô hình bảo quản thóc trong bao

Hình 13: Bảo quản thóc theo phương thức đóng bao

V. Các phương pháp bảo quản thóc thường sử dụng:

1) Bảo quản khô

46

Nguyên tắc giảm ẩm: Như ta đã biết, khi thủy phần của hạt thóc cao quá mức an toàn, các quá trình sinh

hóa sẽ diễn ra mạnh mẽ, thúc đẩy sự thủy phân. Các sản phẩm thủy phân tiếp tục bị enzyme và vi sinh

vật tác động làm biến đổi, gây ra những mùi khó chịu và làm quá trình hư hỏng diễn ra ngày càng

nhanh. Hiểu được điều này, trong quá trình bảo quản, giảm ẩm được xem là nguyên tắc vàng.

Khi giảm ẩm, hạt không có lượng ẩm tự do trực tiếp tham gia vào các quá trình trao đổi chất ở tế bào.

Do đó, các quá trình sinh lý của khối hạt sẽ diễn ra rất chậm (hầu như không có ý nghĩa). Mặt khác,

lượng ẩm thấp cũng sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật và sâu bọ.

- Yêu cầu kĩ thuật: phải đảm bảo độ ẩm của hạt nhỏ hơn độ ẩm tới hạn. Với thóc, aw < 14%. Ở

đây, cần lưu ý, song song với quá trình phơi – sấy làm giảm độ ẩm khối hạt, ta cần phải kiểm soát tốt

lượng ẩm không khí. Nếu không, quá trình hút ẩm sẽ làm thủy phần hạt tăng cao, không đạt hiệu quả

bảo quản.

Các phương pháp bảo quản khô:

PHƠI: là phương pháp phơi lúa trên nền xi măng, sân gạch, trên nền đất, trên các tấm

polyetylen… Hơi nước được làm cho bốc hơi nhờ vào năng lượng ánh nắng mặt trời và gió. Có

hai chế độ phơi lúa:

- Phơi nhanh trong 2 – 3 nắng. Chế độ này khá nhanh tuy nhiên lại cho tỷ lệ gạo nguyên thấp và tỷ lệ

gãy cao (gạo nát) khi xay xát.

- Phơi lâu trong 3, 4 ngày. Chế độ này tốn thời gian hơn nhưng lại đảm bảo tỷ lệ gạo gãy thấp trong quá

trình xay xát.

47

Hình 14: Làm khô bằng phương pháp phơi

Ưu điểm:

+ đơn giản, rẻ tiền

+ phù hợp khí hậu nhiều nắng ở Việt Nam

+ thúc đẩy quá trình chín tiếp, làm hạt bền chắc trong khi bảo quản.

+ tia nắng mặt trời có khả năng tiêu diệt vi sinh vật, nhất là nấm mốc.

Nhược điểm:

+ tốn diện tích và thời gian

+ không phù hợp quy mô công nghiệp

+ phụ thuộc thời tiết

+ không kiểm soát được nhiệt độ và độ ẩm theo mong muốn.

+ độ khô không đồng đều, phải thường xuyên cào đảo

SẤY: có nhiều phương pháp sấy khác nhau.

48

Hình 15: Thiết bị sấy sử dụng trong sấy thóc

Sấy bằng không khí thường:

- Cách tiến hành: Lúa được chứa trong bồn sấy, nhà sấy hoặc lò sấy. Không khí thường được các

quạt gió thổi qua các hệ thống phân phối gió đi qua các lớp lúa chứa trong thiết bị sấy.

- Áp dụng tốt ở những nơi có độ ẩm không khí thấp và nhiệt độ không khí cao.

- Đối tượng: thóc mới thu hoạch chờ đợi thời tiết thuận lợi để phơi khô sấy kỹ, hoặc dùng để bảo

quản lúa đã được phơi khô sấy kỹ trong kho silo hoặc dùng để phối hợp với các phương pháp sấy có gia

nhiệt khác.

Phương pháp sấy lúa với không khí nóng:

- Phương pháp sấy đối lưu: Nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là truyền nhiệt từ môi chất sấy đến

vật liệu sấy bằng cách truyền nhiệt đối lưu.

- Phương pháp sấy bức xạ: nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là thực hiện bằng bức xạ từ một bề

mặt nào đó đến vật sấy, có thể dùng bức xạ thường, bức xạ hồng ngoại hoặc bức xạ hồng ngoại dãy tần

hẹp.

- Phương pháp sấy tiếp xúc: nguồn cung cấp nhiệt cho vật sấy bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp vật sấy

với bề mặt nguồn nhiệt.

49

- Phương pháp sấy bằng điện trường dòng cao tần: nguồn nhiệt cung cấp cho vật sấy nhờ dòng điện cao

tần nên điện trường cao tần trong vật sấy làm vật nóng lên.

- Phương pháp sấy thăng hoa: được thực hiện bằng làm lạnh vật sấy đồng thời hút chân không để cho

vật sấy đạt đến trạng thái thăng hoa của nước, nước thoát ra khỏi vật sấy nhờ quá trình thăng hoa.

- Phương pháp sấy tầng sôi: nguồn nhiệt từ không khí nóng nhờ quạt thổi vào buồng sấy đủ mạnh và làm

sôi lớp hạt, sau một thời gian nhất định hạt khô và được tháo ra ngoài.

Mỗi phương pháp đều có thiết bị thích ứng và có kỹ thuật công nghệ kèm theo. Những thiết bị này

thường áp dụng ở những nơi sản xuất lúa tập trung, có khối lượng thóc lớn có nhu cầu phơi sấy cao,

nguồn năng lượng, nguồn điện dồi dào.

Trong quá trình sấy cần chú ý đến các vấn đề sau:

- Không nên sấy trực tiếp hạt bằng khói lò đốt. Khói lò đốt sẽ dễ làm hạt quá lửa và nhiễm mùi khói lò.

Chúng sẽ làm giảm giá trị cảm quan của hạt sau sấy và tích lũy độc tố trên hạt lúa.

- Không sấy hạt ở nhiệt độ quá cao (100oC), vì chất lượng hạt sẽ thay đổi mạnh (mất sức sống, giảm tỉ lệ

nảy mầm, giá trị dinh dưỡng giảm,…).

Nhiệt độ sấy thóc thường dao động trong khoảng 40 - 550C. Khi sấy, ta cần nâng dần nhiệt độ từ từ để

tránh sự nứt vỏ, sự hồ hóa…trên bề mặt hạt.

Mặc dù sấy có nhiều nhược điểm như:

+ tốn chi phí đầu tư ban đầu cho thiết bị

+ sấy nhiệt không tiêu diệt được vi sinh vật và nấm mốc.

+ sau quá trình sấy xảy ra các biến đổi làm hạt cứng và giòn hơn,.. gây khó khăn cho quá trình xay xát

sau này. Điều này được giải thích là do tốc độ bốc hơi ẩm nhanh làm đứt mạch tinh bột, khi hấp thụ H2O

trở lại khó khăn hơn làm hạt cứng hơn.

+ Về cảm quan: sấy làm giảm độ trắng, tăng độ vàng, giảm độ nhớt và độ dẻo của hạt.

+ Ngoài ra, hạt còn dễ bị rạn nứt hạt do gradien ẩm từ ngoài vào tâm hạt quá cao nên ta cần áp dụng sấy

- ủ để hạt tự phục hồi điểm vỡ

Tuy nhiên, với những ưu điểm vượt trội của mình, phương pháp sấy vẫn được sử dụng rất rộng rãi. Khi

sử dụng phương pháp sấy giúp ta chủ động được quá trình; không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và

sân bãi. Sấy có thể áp dụng ở quy mô công nghiệp, cho hiệu suất thu hồi gạo cao hơn so với phương

pháp phơi. Đồng thời, việc kết hợp nhiệt và cơ còn tác động mạnh lên côn trùng.

50

Để tăng hiệu quả sấy thì các thiết bị sấy thường bố trí dòng khí vào bên trên khối hạt ra. Như vậy, khối

hạt sau khi sấy sẽ truyền một phần nhiệt lượng cho dòng khí, vừa giảm được nhiệt độ khối hạt, vừa tăng

nhiệt độ cho dòng khí, giảm được chi phí năng lượng.

Chế độ sấy thích hợp áp dụng cho thóc:

+ Nhiệt độ thích hợp: 45oC (làm giống và thức ăn cho người)

+ Ẩm thích hợp: 14%

2) Bảo quản kín

Nguyên tắc giảm oxy:

O2 là yếu tố cần thiết cho mọi hoạt động sống, nếu kiểm soát được yếu tố O2 sẽ kiểm soát tốt các quá

trình sinh lý của hạt, các phản ứng oxy hóa dẫn đến hư hỏng; đồng thời, kiểm soát tốt hoạt động sống

của vi sinh vật. Khi nồng độ O2 giảm:

+ cường độ hô hấp của hạt giảm;

+ hoạt động sống của vi sinh vật bị ngừng trệ;

+ ức chế sự phát triển của sâu bọ

- Yêu cầu kĩ thuật: Phải kết hợp việc bảo quản kín và giữ độ ẩm khối hạt <14% để đạt hiệu quả tốt

nhất.

Các phương pháp bảo quản kín:

- Kín tự nhiên: Bảo quản trong kho kín, sau một thời gian hô hấp (của hạt, vi sinh vật, côn trùng)

thì lượng O2 sẽ giảm xuống; đồng thời, quá trình tích lũy CO2 tăng lên đến khi có thể ức chế các hoạt

động hô hấp.

- Thông thường nhất là cho vào chum, vại, thùng… đậy kín hoặc chôn xuống đất

- Ưu điểm của phương pháp này là rẻ tiền, nhưng thời gian đầu vẫn xảy ra tổn thất. Nếu không

kiểm soát được ẩm, sẽ xảy ra sự lên men yếm khí (lên men lactic và lên men rượu)

Bảo quản kín có điều chỉnh – kiểm soát: giúp khắc phục các nhược điểm của phương pháp bảo quản kín

tự nhiên, giúp ta chủ động hơn trong quá trình bảo quản. Có 2 phương pháp bảo quản kín có kiểm soát

thường gặp là:

Bảo quản kín giàu CO2:

51

- Nguyên tắc: CO2 làm ảnh hưởng đến sự trao đổi chất bình thường của vi sinh vật, CO2 tan vào

nước sẽ kéo pH nội bào giảm xuống, tác động lên các quá trình sinh lý của vi sinh vật; đồng thời, CO2

còn có khả năng ức chế hoạt động của enzyme. Việc bổ sung CO2 vào kho bảo quản giúp ta kiểm soát

được 2 yếu tố enzyme và vi sinh vật. Do đó, có hiệu quả bảo quản đối với khối hạt thóc.

- Tiến hành:

- CO2 bổ sung vào kho ở dạng khí hoặc dạng khô:

+ Nồng độ CO2 nạp ban đầu đạt 65% trở lên,

+ Sau 15 ngày, kiểm tra nồng độ CO2 >= 40%.

+ Sau 7 tháng, CO2 >15%.

- Nếu nồng độ CO2 <15% ta phải tiến hành nạp bổ sung để đảm bảo nồng độ khí CO2 luôn ở mức từ

25% trở lên.

- Nếu bổ sung vào ở dạng khí, CO2 sẽ được đẩy trực tiếp vào kho, vì CO2 nặng hơn không khí nên

sẽ chìm xuống và đẩy không khí ra. CO2 được thu nhận từ các quá trình đốt, tuy nhiên, để tránh trường

hợp khối hạt bị nhiễm mùi khói ta cần có bước xử lý CO2, đảm bảo dòng khí không có mùi lạ, không bị

nhiễm tạp chất và nhiệt độ dòng khí không được cao hơn nhiệt độ cần thiết để bảo quản khối hạt.

- Nếu bổ sung CO2 dạng rắn thì cần được nghiền nhỏ và trộn đều với khối thóc (cho trực khối CO2

rắn vào trong khối hạt khi ta chuyển hạt vào kho)

Bảo quản kín giàu N2:

Nguyên tắc: khí O2 có trong thành phần không khí của kho sẽ thúc đẩy các phản ứng oxy hóa dẫn đến hư

hỏng. Do đó nếu thay O2 bằng N2 sẽ giúp ngăn cản các phản ứng đó, vì N2 là một khí trơ, rất khó tham

gia phản ứng ở điều kiện bình thường. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi kỹ thuật và công nghệ cao

nên chưa được ứng dụng rộng rãi lắm.

- Tiến hành:

+ Nồng độ N2 ban đầu đạt tối thiểu 95%.

+ Từ tháng bảo quản thứ 7 trở đi, nồng độ N2 phải đạt ở mức ≥90%.

+ Khi nồng độ N2 giảm xuống dưới 90% cần nạp bổ sung để đảm bảo ở mức 95% trở lên.

- Lưu ý chung: phương pháp bảo quản kín không được dùng khi muốn bảo quản thóc giống. Vì

việc kìm hãm các hoạt động sinh lý sẽ làm suy giảm khả năng nảy mầm của hạt thóc.

- Phương pháp này không thể ngăn chặn được vi sinh vật yếm khí nên phải kết hợp song song giữa

bảo quản kín và duy trì ẩm độ ở 14%, giúp hạn chế quá trình hóa nâu, chua, thay đổi mùi vị…

3) Bảo quản lạnh:

52

- Nguyên tắc giảm nhiệt: nhiệt độ khối hạt cao sẽ thúc đẩy các quá trình sinh lý – hư hỏng xảy ra

(của bản thân khối hạt và cả các hoạt động sống của vi sinh vật và côn trùng). Nhìn chung, các cấu tử

sống trong khối hạt thường nhạy cảm với nhiệt độ thấp. Nếu kiểm soát được yếu tố nhiệt độ thì phương

pháp bảo quản lạnh sẽ giúp giảm thiểu cường độ các quá trình sinh lý, thậm chí ngừng hẳn. Đặc biệt, với

đặc tính dẫn nhiệt kém, bảo quản lạnh có thể trữ khối hạt quanh năm, là phương pháp giảm nhiều nhất

khả năng hư hỏng, mất mát của thóc.

- Yêu cầu kĩ thuật: duy trì nhiệt độ bảo quản từ 0oC đến -2oC (không hạ nhiệt độ thấp hơn vì sẽ

làm đóng băng nước trong tế bào)

Các phương pháp bảo quản lạnh:

Làm lạnh thụ động:

- Khi nhiệt độ không khí thấp hơn của đống hạt. Thực hiện thông gió tự nhiên, khối hạt sẽ tự giảm

nhiệt độ. Phương pháp này khá đơn giản nhưng chỉ có thể áp dụng ở các nước ôn đới, có khí hậu tự

nhiên lạnh. Ở Việt Nam, rất khó có thể áp dụng làm lạnh thụ động.

- Bên cạnh đó, phương pháp này cũng có khá nhiều nhược điểm:

+ hiệu quả thấp, phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ giữa khối hạt và không khí.

+ đặc tính dẫn nhiệt kém không đảm bảo sự hiệu quả khi bảo quản khối hạt lớn.

+ có thể xảy ra tự bốc nóng bên trong (do chỉ có lớp không khí bên ngoài tuần hoàn trên bề mặt khối hạt

có khả năng tiếp xúc và quá trình làm lạnh diễn ra rất chậm. Vì thế, khối hạt bên trong không được làm

lạnh kịp có thể bị bốc nóng.)

Làm lạnh chủ động: là quá trình làm lạnh có kết hợp cào đảo, đảm bảo không khí lạnh có thể xâm nhập

đều toàn khối hạt.

Tuy nhiên, phương pháp này có nhiều nhược điểm:

+ quá trình đảo trộn dễ gây tổn thương cơ học cho hạt thóc;

+ có thể làm gia tăng quá trình tự bốc nóng (khi khối hạt đã bị bốc nóng, quá trình cào đảo sẽ làm phát

tán ra nhiều vùng, làm gia tăng sự bốc nóng).

Để khắc phục các nhược điểm đó, quá trình làm lạnh chủ động cần được kết hợp với việc sử dụng quạt

và biện pháp phụ hỗ trợ là thông gió tích cực.

THÔNG GIÓ TÍCH CỰC

Vai trò của thông gió tích cực:

53

Làm nguội hạt: quá trình trao đổi nhiệt giúp thổi không khí nóng ẩm bên trong ra ngoài và đưa một

luồng không khí mới khô và mát vào trong kho. Sự chệnh lệch nhiệt độ giữa không khí và khối hạt càng

lớn thì quá trình làm nguội càng cao.

Làm khô hạt: tương tự như trên, quá trình thông gió giúp thổi luồng không khí ẩm (do hô hấp của hạt và

vi sinh vật, côn trùng) và thay vào đó là lượng không khí khô.

Đồng thời, phương pháp thông gió cũng thổi đi các mùi khó chịu trong quá trình bảo quản và mùi thuốc

diệt côn trùng (nếu có).

- Yêu cầu:

+ lượng khí thổi vào phải sạch, không nhiễm vi sinh vật và côn trùng gây hại;

+ nhiệt độ dòng khí thổi phải thấp hơn nhiệt độ đống hạt.

+ lượng khí thổi vào không được có mùi lạ.

+ khi thông gió phải luôn đảm bảo:

Độ ẩm khối hạt: 14%,

Nhiệt độ khối hạt: 35oC

+ cần kết hợp thêm với quạt để hiệu quả thông gió tốt nhất.

54

Hình 16: Một số cách bố trí quạt trong thông gió tích cực

4) Bảo quản thóc bằng chất hoạt động bề mặt (silicagel)

Nguyên tắc:

- Hút nước, ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào vi sinh vật.

- Phá lớp biểu bì, làm mất nước, mất dầu và ngăn cản quá trình hô hấp qua da của côn trùng.

- Diệt mọt suốt thời gian dài mà không gây ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. 

- Ưu điểm lớn nhất: hầu như không gây độc cho người và động vật. 

Cách tiến hành: bổ sung silicagel với nồng độ 0,1% trộn đều vào đống thóc có thể diệt mọt 100% sau

15 ngày bảo quản. Đồng thời, chất lượng của hạt cao hơn nhiều so với mẫu đối chứng (tỉ lệ thu hồi, tỉ lệ

nứt gãy thấp). Số liệu thí nghiệm thể hiện ở bảng sau:

55

Sử dụng silicagen 0.1%Mẫu đối chứng không sử dụng phương

pháp bảo quản

- Diệt mọt 100% sau 15 ngày bảo quản.- Hiệu quả duy trì 6 tháng, tổn thất dưới

2%- Sau 30 ngày, tiêu diệt hoàn toàn côn

trùng (duy trì 180 ngày)- Tỷ lệ rạn nứt giảm 13%.- Tỷ lệ thu hồi gạo nguyên tăng 5,2%.

- Mật độ mọt gạo, mọt đục hát tăng 40 con/kg.

- Xuất hiện ngài mạch, tỷ lệ 10 con/kg- Hạt bị hỏng tăng 28%

Bảng 21: Kết quả so sánh bảo quản giữa khối hạt có và không có sử dụng silicagel

Đây là một phương pháp khá mới ở Việt Nam và hiện đang được phổ biến rộng rãi ở các hộ gia đình.

Một đặc điểm khác đáng lưu ý là khả năng tái sử dụng silicagel. Vai trò chính của silicagel là hút ẩm

nhờ vào hiện tượng mao dẫn ở hàng triệu khoang rỗng li ti trong đó. Sau khi silicagel đã ngậm no nước,

ta có thể tái sinh bằng cách giữ nó ở nhiệt độ 150oC trong khoảng nửa giờ hoặc đến khi nào hạt silicagel

có màu xanh nhạt.

So với các phương pháp khác, sử dụng chất hoạt động bề mặt có tính kinh tế (vì khả năng tái sử dụng),

và đặc biệt là tính an toàn đối với môi trường. Đây là một phương pháp hiệu quả trong việc bảo quản

khối thóc – gạo khỏi một số tác nhân vi sinh vật và côn trùng.

56

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Trần Thị Thu Trà (2007), Công nghệ bảo quản và chế biến lương thực, tập 1, NXB ĐHQG,

TPHCM.

2. Bùi Đức Hợi và các tác giả khác (2009), Kỹ thuật chế biến lương thực, tập 1 và 2, NXB

KH&KT, Hà Nội.

3. Nguyễn Mạnh Khải và các tác giả khác (2005), Giáo trình Bảo quản nông sản, NXB ĐHCN Hà

Nội

4. http://www.ebook.edu.vn/?page=1.18&view=309

5. http://faostat.fao.org/site/567/DesktopDefault.aspx?PageID=567#ancor

6. http://vi.wikipedia.org/wiki/G%E1%BA%A1o

7. http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=512&idmid=5&ItemID=11973

8. http://www.moit.gov.vn/web/guest/home

9. http://khuyennong.mard.gov.vn

57