Tài liệu Công nghệ sản xuất malt từ lúa nếp than

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MALT TỪ LÚA NẾP THAN Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG Giảng viên hướng dẫn : Th.s Nguyễn Thị Thu Huyền Sinh viên thực hiện MSSV: 0951100092 : Tôn Thất Quý Lớp: 09DTP1 TP. Hồ Chí Minh, 2013 i Khoa: Công nghệ thực phẩm PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên đƣợc giao đề tài : TÔN THẤT QUÝ .............................................. MSSV: 0951100092…………...Lớp: 09DTP1 Ngành : Công nghệ thực phẩm ....................................................................................... Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm .............................................................................. 2. Tên đề tài : Nghiên cứu công nghệ sản xuất malt từ nguyên liệu lúa nếp than .......................... 3. Các dữ liệu ban đầu : - Cơ sở lý thuyết về quy trình sản xuất malt ............................................................................ - Cơ sở lý thuyết về thành phần lúa nếp than ........................................................................... 4. Các yêu cầu chủ yếu : - Đánh giá chất lượng nguyên liệu lúa nếp than ...................................................................... - Xác định được các thông số trên các công đoạn ngâm, ươm mầm và sấy để sản xuất malt đạt chất lượng và ít tổn thất anthocyanin.................................................................................. - Đánh giá chất lượng sản phẩm ............................................................................................... 5. Kết quả tối thiểu phải có: 1) Kết quả đánh giá chất lượng nguyên liệu lúa nếp than ....................................................... 2) Khảo sát được thời gian ngâm, ươm mầm và chế độ sấy ................................................... 3) Khảo sát được sự tổn thất anthocyanin trên quy trình sản xuất ......................................... 4) Đánh giá chất lượng sản phẩm ............................................................................................. Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../……… Chủ nhiệm ngành (Ký và ghi rõ họ tên) TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên hƣớng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) Th.s Nguyễn Thị Thu Huyền LỜI CẢM ƠN Để có được kết quả này, tôi xin chân thành gửi lời cám ơn đến : - Gia đình đã tạo điều kiện và là nền tảng vững chắc cho tôi có thể yên tâm thực hiện đề tài này. - Cô Ths. Nguyễn Thị Thu Huyền, đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức quý báu, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài. - Quý thầy cô trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ, các anh chị công tác tại Phòng Thí Nghiệm – Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã hỗ trợ cho tôi trong thời gian qua. - Những người bạn đã bổ sung thêm kiến thức, tài liệu và các phương tiện để tôi có thể hoàn thành thật suôn sẻ. Tôi xin cám ơn mọi người rất nhiều. ii TÓM TẮT Nếp than chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như nhiều loại amino acid, khoáng và đặc biệt chất chống oxy hóa anthocyanin. Hàm lượng anthocyanin rất cao cùng với khả năng chống oxy hóa vượt trội của anthocyanin trong nguyên liệu nếp than giúp ngăn chặn tác động nguy hại của các gốc tự do. Ngoài ra nếp than còn chứa nhiều cấu tử tạo hương thơm đặc trưng, hấp dẫn so với các loại gạo khác . Lúa ươm mầm chứa hàm lượng cao các chất dễ hấp thu , các vitamin , khoáng và xơ ; các acid amin như lysine cao gấp 3 lần, gamma-amino-butyric acid gấp 10 lần lúa gạo thường, ngoài ra tocotrienol factor (TRF), chất chống oxi hóa , bảo vệ các thể lipoprotein cholesterol trong máu : LDL, HDL…cũng cao. Trong đề tài này, tôi tiến hành khảo sát các chỉ tiêu hóa lý nguyên liệu lúa nếp than và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo malt lúa nếp than nhằm đáp ứng nhu cầu cung cấp nguyên liệu trong quy tình sản xuất bia cũng như các sản phẩm khác. Kết quả cho thấy lúa nếp than đem ngâm đạt độ ẩm nẩy mầm cao nhất 42,97% khi ngâm o ở 30 C trong 74 giờ với chế độ ngâm luân phiên 8h trong nước và 2h trong không khí. Lúa nếp than sau khi ngâm được tiến hành ủ ở 30oC trong 3 ngày để chiều dài rễ mầm dài gấp đôi chiều dài hạt và chiều dài lá mầm bằng chiều dài hạt. Sau đó, malt được sấy liên tục ở 3 chế độ thì chế độ nhiệt 50oC > 70oC > 80oC thu được malt khô có độ ẩm 3,2% và năng lực đường hóa là 184,91WK thuận lợi cho quá trình bảo quản cũng như chế biến. Hàm lượng anthocyanin của sản phẩm là 23 mg%. Bên cạnh đó, kiểm tra chỉ tiêu chất lượng sản phẩm cho thấy malt nếp than đạt các tiêu chuẩn của malt, có thể ứng dụng làm nguyên liệu sản xuất sản phẩm về thức uống, bột dinh dưỡng... iii MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa ............................................................................................................................ i Phiếu giao khóa luận/ đồ án tốt nghiệp Lời cảm ơn ...................................................................................................................... ii Tóm tắt .............................................................................................................................iii Mục lục ............................................................................................................................. iv Danh sách hình vẽ, bảng biểu .......................................................................................... v MỞ ĐẦU ................................................................................................................................. 1 Chƣơng 1 : TỔNG QUAN .................................................................................................... 3 1.1 TỔNG QUAN VỀ LÚA NẾP THAN ....................................................................... 3 1.1.1 Nguồn gốc, phân bố, đặc điểm của cây lúa ......................................................... 3 1.1.2 Cấu tạo hạt lúa ...................................................................................................... 4 1.1.3 Thành phần và đặc tính ......................................................................................... 6 1.1.4 Các hoạt chất trong hạt nếp than và công dụng của chúng ................................ 7 1.2 TỔNG QUAN VỀ MALT........................................................................................ 10 1.2.1 Giới thiệu ............................................................................................................. 10 1.2.2 Các công đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất malt ............................... 11 1.2.3 Thành phần và đặc tính của malt lúa ................................................................. 18 1.2.4 Giá trị sinh học vượt trội của malt lúa nếp than ................................................ 20 1.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU VÀ CÁC SẢN PHẨM LIÊN QUAN20 1.3.1 Tổng quan các nghiên cứu về nếp than ............................................................. 20 1.3.2 Một số sản phẩm từ nếp than ............................................................................ 21 Chƣơng 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................ 26 2.1 ĐỐI TƢỢNG............................................................................................................ 26 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................... 26 2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu và sơ đồ quy trình tạo malt lúa nếp than ............................. 26 2.2.2 Thuyết minh quy trình ........................................................................................ 27 2.2.3 Khảo sát các thông số công nghệ tạo malt lúa nếp than ................................... 33 2.2.4 Các phương pháp phân tích ................................................................................ 39 Chƣơng 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................... 42 3.1 Kết quả khảo sát các thông số của nguyên liệu .................................................. 42 iv 3.2 Kết quả khảo sát các thông số trong quy trình sản xuất malt từ lúa nếp than .. .........43 3.2.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chế độ ngâm tới độ ẩm nguyên liệu ........... 43 3.2.2 Kết quả khảo sát thời gian ươm mầm .............................................................. 48 3.2.3 Kết quả khảo sát chế độ sấy malt ...................................................................... 50 3.2.4 Xử lý sau sấy: Kết quả xác định tỷ lệ thu hồi malt .......................................... 56 3.2.5 Sản phẩm : Kết quả xác định tỷ lệ hao hụt anthocyanin ................................. 57 3.2.6 Sản phẩm: Kết quả kiểm tra chất lượng malt khô............................................ 58 3.2.7 Sản phẩm: Giá thành sản phẩm ......................................................................... 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 62 KẾT LUẬN...................................................................................................................... 62 KIẾN NGHỊ ..................................................................................................................... 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 64 PHỤ LỤC......................................................................................................................... 65 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 : Cánh đồng lúa nếp than ............................................................................................... 3 Hình 1.2 : Cấu tạo hạt lúa.............................................................................................................. 4 Hình 1.3 : Hạt gạo nếp than .......................................................................................................... 5 Hình 1.4: Công thức cấu tạo của anthocyanin ............................................................................. 8 Hình 1.5 : Biến đổi trong hạt lúa nẩy mầm ............................................................................... 16 Hình 1.6: Quá trình thủy phân tinh bột của các Enzyme Amylase .......................................... 17 Hình 1.7: Cháo nếp cẩm .............................................................................................................. 21 Hình 1.8: Gạo nếp cẩm rang ăn liền ........................................................................................... 22 Hình 1.9: Sữa chua nếp cẩm Điện Biên ..................................................................................... 22 Hình 1.10: Rượu vang nếp than .................................................................................................. 23 Hình 1.11: Red glutinous rice & Dairy fluor ............................................................................. 23 Hình 1.12: Kem nếp than dạng cây ............................................................................................ 24 Hình 1.13: Rượu nếp than ........................................................................................................... 24 Hình 1.14: Bột gạo nếp than ....................................................................................................... 25 Hình 1.15: Bánh mì nếp than ...................................................................................................... 25 Hình 2.1 : Nguyên liệu lúa nếp than .......................................................................................... 26 Hình 2.2 : Sơ đồ nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất malt lúa nếp than ....................... 27 Hình 2.3 : Ngâm nguyên liệu ..................................................................................................... 28 Hình 2.4 : Ươm mầm lúa nếp than ............................................................................................. 29 Hình 2.5 : Sấy lúa nếp than sau khi ươm.................................................................................. 30 Hình 2.6 : Rễ mầm, lá mầm sau khi xử lý ................................................................................. 32 Hình 2.7 : Sản phẩm malt lúa nếp than...................................................................................... 33 Hình 3.1: Biến đổi độ ẩm của lúa theo thời gian ngâm của chế độ 1 ....................................... 45 Hình 3.2: Biến đổi độ ẩm của lúa theo thời gian ngâm của chế độ 2 ....................................... 45 Hình 3.3: Biến đổi độ ẩm của lúa theo thời gian ngâm của chế độ 3 ....................................... 46 Hình 3.4: Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin sau 3 chế độ ngâm .................................. 47 v Hình 3.5: Biến đổi hoạt tính amylase theo thời gian ủ .............................................................. 49 Hình 3.6 : Mẫu nếp than sau 3 ngày ươm. ................................................................................. 50 Hình 3.7: Biến đổi độ ẩm của malt theo thời gian sấy của ba chế độ sấy ................................ 54 Hình 3.8: Biến đổi năng lực đường hóa của malt theo thời gian sấy của ba chế độ sấy ......... 54 Hình 3.9: Hàm lượng anthocyanin của ba chế độ sấy ............................................................... 56 Hình 3.10: Hàm lượng anthocyanin qua từng công đoạn sản xuất .......................................... 57 Hình 3.11 Sơ đồ cân bằng vật chất ............................................................................................. 60 Hình 4.1 : Kết luận sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất malt lúa nếp than hoàn chỉnh...................... 62 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 : Thành phần dinh dưỡng của nếp than, nếp thường và gạo tẻ. .................................... 6 Bảng 1.2 : So sánh thành phần và chất lượng lúa tẻ, malt lúa tẻ và malt đại mạch .................. 18 Bảng 1.3 : Thành phần dinh dưỡng trong gạo thường và nếp than nẩy mầm ........................... 19 Bảng 1.4 : Thành phần vitamin và khoáng trong gạo thường và nếp than nẩy mầm ............... 19 Bảng 2.1: Các chỉ tiêu kiểm tra chất lượng nguyên liệu và phương pháp phân tích ................. 33 Bảng 2.2 : Các chỉ tiêu kiểm tra chất lượng malt khô .................................................................. 38 Bảng 3.1: Kết quả các chỉ tiêu kiểm tra nguyên liệu (tính theo trọng lượng khô) ..................... 42 Bảng 3.2: Biến đổi độ ẩm của lúa theo các chế độ ngâm ............................................................ 44 Bảng 3.3: Hàm lượng anthocyanin theo thời gian ngâm. ............................................................ 47 Bảng 3.4: Biến đổi hoạt tính amylase theo thời gian ủ ................................................................ 48 Bảng 3.5: Biến đổi độ ẩm và năng lực đường hóa của malt theo thời gian sấy của 3 chế độ sấy . ................. ....................................................................................................................................... 51 Bảng 3.6 : Hàm lượng anthocyanin sau khi kết thúc mỗi chế độ sấy ......................................... 55 Bảng 3.7 : Tỷ lệ thu hồi hạt malt ................................................................................................... 56 Bảng 3.8: Hàm lượng anthocyanin qua từng công đoạn sản xuất ............................................... 57 Bảng 3.9 Chỉ tiêu hóa lý malt sau sấy tính theo trọng lượng chất khô ....................................... 58 Bảng 3.10 Giá thành sơ bộ cho 1kg lúa nguyên liệu.................................................................... 60 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Lúa là cây lương thực quan trọng của hơn một nửa dân số trên thế giới và là nguồn lương thực chính ở các nước Châu Á. Theo nhiều nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước về công dụng và ứng dụng của các loại lúa gạo, thì lúa nếp than (hay nếp cẩm) là một loại ngũ cốc có giá trị dinh dưỡng cao. Đặc biệt là hàm lượng anthocyanin rất cao cùng với khả năng chống oxy hóa vượt trội của anthocyanin trong nguyên liệu nếp than giúp ngăn chặn tác động nguy hại của các gốc tự do. Ngoài ra nếp than còn chứa nhiều cấu tử tạo hương thơm đặc trưng, hấp dẫn so với các loại gạo khác Các chất dinh dưỡng đặc biệt trong gạo nếp than như chất xơ, protein, các acid amin thiết yếu, vitamin B, khoáng chất…, nổi bật so với các loại gạo khác và hoàn toàn có lợi cho sức khỏe con người. Mầm lúa chứa hàm lượng cao các chất dễ hấp thu , các vitamin , khoáng và xơ ; các acid amin như lysine cao gấp 3 lần, gamma-amino-butyric acid gấp 10 lần lúa gạo thường, ngoài ra tocotrienol factor (TRF), chất chống oxi hóa , bảo vệ các thể lipoprotein -cholesterol trong máu : LDL, HDL…cũng cao. Ngoài ra việc sử dụng gạo đã lên mầm giúp ngăn ngừa đau đầu, làm giảm chứng táo bón, ngăn ngừa ung thư ruột, điều chỉnh mức đường trong máu, ngăn ngừa bệnh tim, giảm huyết áp cũng như ngăn ngừa bệnh Alzheimer. Hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích từ gạo mầm cao hơn 1,3 - 1,6 lần so với gạo thường. Gạo mầm cũng cho thấy có khả năng nâng cao sức khỏe về tinh thần và khả năng miễn dịch ở phụ nữ đang cho con bú. Bên cạnh sự gia tăng giá trị dinh dưỡng, quá trình nẩy mầm hạt sẽ tạo ra hương và vị ngọt nhẹ dịu. Tuy nhiên, hiện nay việc sản xuất và tiêu th ụ các sản phẩm t ừ nguyên liệu lúa nếp than chưa phổ biến. Nhằm tạo điều kiện phát triển các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu hữu ích này và góp phần nâng cao giá trị thương phẩm của giống lúa nếp than cổ truyền Việt Nam, tôi tiến hành 1 thực hiện đề tài :” Nghiên cứu công nghệ sản xuất malt từ nguyên liệu lúa nếp than”. Tính cấp thiết: - Đa dạng sản phẩm chế biến có tác dụng rất tốt cho sức khỏe từ nguyên liệu truyền thống lúa nếp than Việt Nam. - Giới thiệu sản phẩm malt mới tại Việt Nam, là nguyên liệu sản xuất cho các loại sản phẩm khác. Mục tiêu : - Xây dựng và khảo sát quy trình tạo ra malt lúa nếp than - Đánh giá chất lượng sản phẩm 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về lúa nếp than 1.1.1 Nguồn gốc, phân bố, đặc điểm cây lúa Nếp than là giống lúa cổ truyền của Việt Nam, là giống lúa quang cảm được trồng nhiều ở miền Tây Nam Bộ vùng Đồng Bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, giống lúa này chỉ có năng suất thấp và chỉ trồng duy nhất một mùa trong năm nên chưa đáp ứng được nhu cầu xã hội ngày càng cao hiện nay. Tên khoa học là Oryza sativa L.glutimosa Tanaka. Về mặt phân loại sinh học, cây lúa thuộc họ Gramineae (hòa thảo), tộc Oryzeae, chi Oryza Hình 1.1 : Cánh đồng lúa nếp than Lúa nếp than là một trong các loại lúa gạo có vỏ trấu màu nâu đen, phần hạt gạo sau khi bóc tách vỏ sẽ thấy màu tím đen, tùy vào độ chín của hạt mà màu tím có thể đến tận tâm của hạt. 3 Đặc trƣng hình thái và sinh lý tổng quát của giống lúa : - Thân : Thân cao - Chồi : Nở bụi mạnh - Lá : Lá rộng, xanh nhạt - Hạt : o Hạt thon, dài, dẹp o Hạt hầu như không có đuôi o Trấu ít lông và lông ngắn o Hạt dễ rụng - Sinh học : Tính quang cảm rất thay đổi Đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nẩy mẩm cho đến khi lúa chín, có thể chia làm 3 giai đoạn chính : giai đoạn tăng trường, giai đoạn sinh sản và giai đoạn chín. 1.1.2 Cấu tạo hạt lúa Hình 1.2 : Cấu tạo hạt lúa 4 1.1.2.1 Vỏ lúa Vỏ lúa gồm 2 vỏ trấu ghép lại ( trấu lớn và trấu nhỏ ). Ở gốc 2 vỏ trấu chỗ gắn vào đế hoa có mang 2 tiểu dĩnh. Vỏ trấu chiếm khoảng 16 - 28% khối lượng toàn hạt. Sự phân bố trọng lượng của gạo lứt là vỏ quả chiếm 1 - 2%, lớp aleuron cộng với phôi tâm và vỏ hạt chiếm 4 - 6%, phôi 1%, vảy nhỏ 2% và nội nhũ 90 - 91%. 1.1.2.2 Hạt gạo Bên trong vỏ lúa là hạt gạo. Hạt gạo gồm 2 phần: - Phần phôi hay mầm (embryo): nằm ở góc dưới hạt gạo, chổ đính vào đế hoa, ở về phía mảnh vỏ trấu lớn. - Phôi nhũ: chiếm phần lớn hạt gạo chứa chất dự trữ, chủ yếu là tinh bột (phần gạo chúng ta ăn hàng ngày). Bên ngoài hạt gạo được bao bọc bởi một lớp vỏ lụa mỏng chứa nhiều vitamin, nhất là vitamin nhóm B. Khi xay xát lớp nầy tróc ra thành cám mịn. Hình 1.3 : Hạt gạo nếp than 5 1.1.3 Thành phần và đặc tính Bảng 1.1 : Thành phần dinh dưỡng của nếp than, nếp thường và gạo tẻ. Thành phần dinh Gạo tẻ Jasmine Nếp thƣờng Nếp than Năng lương (kcal) 361 355 355 362 Độ ẩm (%) 10,2 11,9 11,7 11,2 Protein (g) 6 6,1 6,3 7,4 Carbohydrates (g) 82,0 81,1 81,1 77,7 Lipid (g) 0,8 0,7 0,6 2,4 Xơ (g) 0,6 0,8 0 2,8 Calcium (mg) 8 5 7 12 Phosphorus (mg) 87 65 63 255 Potassium (mg) 111 113 0 326 Sodium (mg) 31 34 0 12 Vitamin B1 (mg) 0,07 0,12 0,08 0,26 Vitamin B2 (mg) 0,02 0,02 0,03 0,04 Niacin (g) 1,8 1,5 1,8 5,5 dƣỡng trong 100g  Carbohydrate Carbohydrate của gạo chủ yếu là tinh bột cùng với một lượng nhỏ pentosan, hemicellulose và đường. Tinh bột chiếm khoảng 85 - 90% lượng các chất rắn. Tinh bột gồm có hai thành phần là amylose và amylopectin. Tuy nhiên, gạo dẻo (nếp) chứa ít hoặc không chứa amylose. Đường chiếm khoảng 0,3 - 0,5% trong gạo trắng và khoảng 0,6 - 1,4% trong gạo tách vỏ trấu (gạo lức). Đường tự do chủ yếu là saccharose cùng với một lượng nhỏ glucose và fructose.  Protein Hàm lượng protein chịu ảnh hưởng lớn bởi giống và điều kiện môi trường, bởi mùa vụ và phân đạm. Có sự khác biệt khoảng 4% trong hàm lượng protein của cùng một loại gạo trồng ở các mùa vụ khác nhau. Hầu hết protein trong gạo là loại tan trong kiềm (glutelin). 6  Lipid Lipid tập trung chủ yếu trong cám và phôi. Độ ổn định của lipid từ gạo là do các chất chống oxy hóa mà chủ yếu là tocopherol. Trong một nghiên cứu cho thấy dầu cám gạo thô chứa 0,044% tổng lượng tocopherol, trong đó 0,026% là α-tocopherol. Trong gạo cũng có chứa một loại tocopherol lạ, đó là η-tocopherol. Nghiên cứu xa hơn cho thấy có sự hiện diện của 4 tocol đã được methyl hóa và 4 loại tocotrienol liên quan và từ đó xác định được η-tocopherol của lipid gạo là 7,8-dimethyl tocotrienol.  Vitamin và khoáng chất Gạo chứa ít hoặc không có vitamin A, acid ascorbic, vitamin D. Thành phần vitamin chủ yếu là nhóm B, khoảng 81% thiamin trong hạt gạo là ở các lớp vỏ cám, 11% trong phôi và chỉ 8% trong nội nhũ. Một báo cáo cho thấy tổng hàm lượng tro cũng như hàm lượng của từng chất khoáng cao nhất ở các lớp ngoài cùng và giảm dần về phía trong hạt.  Acid amin Hàm lượng acid amin tự do chiếm chiếm nhiều nhất là ở trong phôi, sau đó là đến cám và cuối cùng là ở trong nội nhũ. 1.1.4 Các hoạt chất trong hạt nếp than và công dụng của chúng 1.1.4.1 Anthocyanin a. Đặc điểm hóa học : màu tím đen của gạo nếp than được cho bởi anthocyanin có tác dụng giúp máu lưu thông tốt, và là một chất chống oxy hóa ức chế sự lão hóa. Anthocyanin là các dẫn xuất polyhydroxy và methoxy của flavylium. Trong thực phẩm có 6 anthocyanidin (angucon có màu) phổ biến (pelargonnidin, cyaniding, delphinidin, peonidin, petunidin, malvidin), nó khác nhau do độ hydroxyl và methoxyl hóa vòng B. 7 Hình 1.4: Công thức cấu tạo của anthocyanin Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose,... kết hợp với gốc aglucon có màu (anthocyanidin). Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7 thường được gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit. Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1 và R2, thường là H, OH hoặc OCH 3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến anthocyanin  Nhiệt độ: khi tăng nhiệt độ sẽ dẫn đến sự thay đổi độ hấp thu cực đại, màu của anthocyanin cũng giảm khi gia tăng nhiệt độ.  pH: pH quá cao hoặc quá thấp sẽ dẫn đến sự thoái hóa màu anthocyanin, hiệu quả của chất màu này đạt cực đại ở pH = 3,5. pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Màu Đỏ Đỏ Đỏ Đỏ nhạt Đỏ nhạt Tím nhạt Tím Xanh Xanh  Thời gian bảo quản và ánh sáng: tăng thời gian bảo quản thì chất màu anthocyanin giảm và khi bảo quản ở các điều kiện môi trường khác nhau cũng ảnh hưởng đến sắc tố anthocyanin. Thời gian bảo quản và chiếu sáng trực tiếp ảnh hưởng lên sự ổn định của anthocyanin. Các nhà nghiên cứu đã cho rằng giữ mẫu ngoài ánh sáng thì nồng độ của chất màu giảm mạnh hơn trong tối. 8  Các yếu tố khác: cũng có thể ảnh hưởng đến màu anthocyanin như nồng độ của các chất màu kết hợp với anthocyanin, tỉ lệ tương đối trong hỗn hợp các anthocyanin, ảnh hưởng của các sắc tố khác như carotenoid, chlorophyll b. Tính chất và ứng dụng - Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực đại tại bước sóng 510  540nm. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc của các anthocyanin, chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin, thường pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn độ hấp thụ càng mạnh. - Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên, anthocyanin là họ màu phổ biến nhất tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và tìm thấy được trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa hibicut, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ.... - Anthocyanin là sắc tố tan trong nước, màu của anthocyanin được xác định bởi cấu trúc hóa học và môi trường bên ngoài. Có thể hai anthocyanin khác nhau cho màu giống nhau hay hai anthocyanin giống nhau lại cho màu khác nhau. Khi tăng số nhóm hydroxyl vào phân tử sẽ làm cho nó chuyển từ màu đỏ sang màu xanh. Khi thay nhóm hydroxyl bằng nhóm methoxyl sẽ làm ngược lại khuynh hướng đổi màu. pH thấp anthocyanin thường có màu đỏ, trở thành không màu ở pH cao rồi thành xanh ở pH cao hơn nữa. - Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quý như : khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các tế bào ung thư; tác dụng chống các tia phóng xạ. - Một nghiên cứu mới của giáo sư David Capuzzi thuộc Trung tâm Y tế Jefferson Myrna tại Philadenphia Mỹ cho thấy anthocyanin trong gạo nếp cẩm có công dụng giảm 45% tỷ lệ tái tai biến tim mạch, giúp khoảng 33% số bệnh nhân tim mạch tránh khỏi tử vong 9 sau 5 năm sử dụng khi cho những bệnh nhân tim mạch khi dùng một loại thuốc có tên là Xuezhikang, được bào chế từ gạo nếp cẩm. - Các nhà khoa học ở ĐH Bang Louisiana nghiên cứu cho thấy chất chống oxy hóa tạo màu sậm này sẽ “quét” sạch các phân tử gây hại, giúp bảo vệ thành mạch và ngăn ngừa tổn thương DNA mà có thể dẫn tới ung thư. Nhà khoa học thực phẩm, Bác sĩ Zhimin Xu cho biết: “Hàm lượng chất chống ôxy hóa anthocyanin trong một thìa cám nếp cẩm nhiều hơn một thìa nam việt quất (cranberry) mà lại ít đường, giàu chất xơ và vitamin E hơn. - Những đặc tính quý báu của anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chất màu khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được đã mở ra một hướng nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong đời sống hàng ngày, đặc biệt trong công nghệ chế biến thực phẩm. Điều đó hoàn toàn phù hợp với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khai thác chất màu từ thiên nhiên sử dụng trong thực phẩm, bởi vì chúng có tính an toàn cao cho người sử dụng. (Trần Thị Hồng Trúc, 2008; Huỳnh Kim Cúc, 2010) 1.1.4.2 Cyanidin 3 – glucozit : có tác dụng giúp ngăn chặn tế bào ung thư đặc biệt là ung thư phổi. 1.1.4.3 Gamma amino acid butyric (GABA) - Chất truyền thần kinh, giúp ngăn ngừa rối loạn thần kinh như bệnh Alzheimer. - Giúp thư giãn, giảm bớt sự lo lắng và cải thiện chứng mất ngủ. - Tăng sự trao đổi chất trong não. - Làm giảm huyết áp. - Ngăn chặn và ức chế sự phát triển của tế bào ung thư và ung thư ruột kết. 1.1.4.4 Gamma-Oryzanol - Giúp duy trì một mức độ cao testosteron ở nam giới. - Cải thiện các rối loạn trong thời kì mãn kinh ở phụ nữ. - Làm giảm cholesterol huyết tương. - Kích thích sản xuất insulin. - Kích thích sự hoạt động của Endorphins. - Giúp sự phát triển của mô cơ nạc. - Giảm viêm khớp đầu. 10 - Cải thiện sự bài tiết acid mật phân tử sử dụng trong tiêu hóa chất béo. 1.2 Tổng quan về malt 1.2.1 Giới thiệu Malt là sản phẩm được chế biến từ các loại hạt hòa thảo như đại mạch, tiểu mạch, thóc, ngô... Sau khi cho nẩy mầm ở điều kiện nhân tạo và sấy đến độ ẩm nhất định với những điều kiện bắt buộc. Malt là một loại bán thành phẩm nhưng rất giàu chất dinh dưỡng : chứa 16 – 18% các phân tử bậc thấp dễ hòa tan, chủ yếu là đường đơn giản, dextrin bậc thấp, các axit aminm các chất khoángm các nhóm vitamin và đặc biệt có hệ enzyme phong phú, chủ yếu là proteaza và amylaza. Malt có thể dùng để chế biến các loại thực phẩm chất lượng cao như bột dinh dưỡng cho trẻ em, các loại đồ uống tổng hợp cho người già và phụ nữ có thai. Nhưng công dụng lớn nhất sản dùng để sản xuất các loại đồ uống có độ cồn thấp. 1.2.2 Các công đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất malt Các quá trình công nghệ để sản xuất malt bao gồm hai bước cơ bản: sản xuất malt tươi và sản xuất malt thành phẩm. - Sản xuất malt tươi bao gồm : ngâm đại mạch và ươm mầm đại mạch - Sản xuất malt thành phẩm : sấy malt tươi và tách rễ, làm bóng, đóng gói, bảo quản. Các công đoạn quan trọng trên quy trình công nghệ sản xuất malt là : ngâm, ươm mầm, sấy 1.2.2.1 Ngâm :  Thông số : Nhiệt độ ngâm hạt thích hợp là 10 – 12oC. Ở nhiệt độ tháp hơn 10 oC, sự phát triển của phôi sẽ bị ức chế, còn nếu nhiệt độ cao hơn 15 oC sẽ tạo điều kiện cho vi khuẩn hoại sinh.  Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm : Nhiệt độ nƣớc ngâm : là yếu tố quan trọng nhất ảnh hướng đến tốc độ hút nước của hạt. Trong một giới hạn nhất định, nhiệt độ nước ngâm tỉ lệ thuận với tốc độ hút nước của hạt. Nhiệt độ cao, cường độ hô hấp của hạt sẽ mạnh lên gấp nhiều lần kéo theo những quá trình khác xảy ra với tốc độ cao. Ngoài ra, ở nhiệt độ cao tốc độ hút nước của hạt tăng lên, dễ xảy ra hiện tượng hạt bị sũng nước, phôi bị ủng làm mất khả năng nẩy mầm của hạt. Độ lớn của hạt : Hạt to hút nước chậm hơn hạt nhỏ. Do đó trước khi tiên hành ngâm, người ta cần phân loại, xếp chung theo từng lô có cùng kích thước và độ lớn của hạt đồng đều gần như nhau 11