Ảnh hưởng chế biến trên giá trị dinh dưỡng của gạo.


Nguyễn Duy Khải
 

Việt Nam là một quốc gia xuất cảng gạo hàng đầu của thế giới và cũng là một trong những nước gạo là thức ăn chính mỗi ngày, cung cấp gần 75% tổng lượng calorie cần thiết. V́ quan trọng như vậy, câu hỏi đươc đặt ra là giá trị dinh dưỡng của các loại gạo ra sao và khác nhau như thế nào, cách chế biến từ hạt lúa ra gạo có ảnh hưởng như thế nào trên giá trị dinh dưỡng. Ngoài ra với các giá trị dinh dưỡng như vậy có lợi ích đặc biệt ǵ cho vấn đề sức khỏe, cũng như làm thế nào để nâng cao giá trị dinh dưỡng và tăng khẩu vị người tiêu thụ. 

1. Lượng gạo sản xuất của Việt Nam và thế giới:

Hiện tại có hơn 40,000 loại lúa khác nhau cùng có nguồn gốc từ giống Oryza sativa, chủ yếu là loại lúa Indica và Japoica1) phổ biến trồng ở Á châu. Hơn 90% gạo của thế giới được sản xuất ở Á châu từ loại lúa Oryza sativa2), nên gạo Oryza sativa c̣n được gọi là Asian Rice. Lương thực của gần một nửa dân số thế giới được cung cấp bởi nguồn gạo này.

Bảng 1.  Lượng gạo sản xuất và tiêu thụ của các nước sản xuất gạo chủ yếu trong năm 2012.

Quốc gia

Lượng sản xuất (106 tấn)3)

Lượng tiêu thụ (106 tấn)4)

Dân số 5)

China

204.3

156.3

1,370.3 triệu (18.9%)

India

152.6

123.5

1,272.4 triệu (17.6%)

Indonesia

69.0

45.3

255.5 triệu (3.52%)

Vietnam

43.7

18.4

91.6 triệu (1.25%)

Thailand

37.8

13.7

65.1 triệu (0.9%)

Bangladesh

33.9

50.4

158.5 triệu (2.19%)

Burma

33.0

10.0

51.4 triệu (0.71%)

Philippine

18.0

17.0

101.6 triệu (1.4%)

Brasil

11.5

10.0

204.4 triệu (2.82%)

Japan

10.7

10.2

126.9 triệu (1.75%)

5) Tỷ lệ đối với dân số của thế giới tính đến ngày 8/6/2015).

Theo thống kê của Liên Hiệp Quốc FAO (Food and Agriculture Organization), thế giới sản xuất từ 200 triệu tấn gạo trong năm 1960 tăng lên 678 triệu tấn trong năm 2009  và năm 2012, lượng gạo sản xuất của thế giới đă đạt được 738.1 triệu tấn6) với trung b́nh thu hoạch khoảng 4.5 tấn/ ha.

Điểm chú ư là các nước đang phát triển sản xuất gần 95% tổng lượng gạo của thế giới và chỉ riêng hai nước China India, chiếm gần một nữa tổng số lượng này. Xuất khẩu gạo hợp lại từ Thailand, Vietnam India chiếm 70% gạo xuất cảng của thế giới. Theo báo cáo của USDA (United State Department of Agriculture) trong năm 2012 India xuất khẩu 9.75 triệu tấn gạo, Việt Nam, 7 triệu, Thailand 6.5 triệu, Pakistan, 3.75 triệu và Mỹ, 3.5 triệu tấn.

Việt Nam Thailand xuất cảng loại lúa Jasmine, India xuất khẩu loại lúa Basmati có mùi thơm (Aromatic). China và Ấn Độ là 2 nước sản xuất gạo nhiều nhất thế giới nhưng v́ dân số quá đông, lượng gạo tiêu thụ nhiều nên trong tương lai ít có hy vọng dư thừa để xuất khẩu.

1. Vùng đồng bằng sông Hồng mỗi năm có 2 vụ lúa chính là vụ xuân vụ mùa.
2. Vùng đồng bằng sông Cửu Long mỗi năm có 3 vụ mùa, đó là vụ đông xuân, có sản lượng và phẩm chất cao nhất để xuất khẩu, tiếp đến là vụ hè và cuối cùng là vụ thu7).

Việt Nam, từ năm 2000 – 2010, mỗi năm gạo thu hoạch tăng khoảng 2.4%, trong năm 2010, khoảng 40 triệu tấn so với năm 2000 trước đó, chỉ sản xuất được 32.5 triệu tấn. Ngoài ra loại lúa hybrid được trồng thử từ năm 2000 với diện tich trồng trọt khoảng 435.5 ngàn hectare có lượng gạo thu hoạch 6.44 tấn/ha. Từ năm 2010 diện tích này tăng lên 613 ngàn hectare với lượng thu hoạch đạt được 6.9 tấn/ha, cao hơn 1.5 tấn/ha so với các loại lúa thông thường có diện tích trồng trọt khoảng 7.5 triệu hectare trong năm 2010 với lượng thu hoạch 5.34 tấn/ha7).

Loại lúa hybrid này vẫn c̣n trong thời gian nghiên cứu và sản xuất, dưới sự bảo trợ của chính phủ và cơ quan MARD (the Ministry of Agriculture and Rural Development) của Vietnam. Quản lư việc sản xuất lúa gạo tại Việt Nam do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phụ trách.

2. Các loại gạo và đặc tính:

Có 4 loại gạo chính trên thị trường là Indica, Japonica, Aromatic và Glutinous8).

a) Loại gạo Indica là loại gạo được trồng ở vủng nhiệt đới, vùng đất thấp (lowland) và ngập nước ở Đông Nam Á và vùng phía nam của Á châu, có hạt nhỏ, dài, thon và ít chất tinh bột (starch), hơi cứng, ít dính với nhau và phồng ra (fluffy) khi nấu.

b) Loại gạo Japonica thích hợp với vùng Đông Á và Đông Bắc Á hoặc những vùng có khí hậu ấm áp và khô ráo thuộc vùng đất cao (upland) ở Đông Nam Á hay những vùng cao hơn mặt biển ở phía nam Á châu, có hạt ngắn, tṛn và khi nấu có độ dính cao và mềm. Loại gạo Japonica có nhiều chất tinh bột hơn loại gạo Indica nhưng có lượng amylose thấp hơn.

c) Loại gạo Aromatic có mùi thơm như Bastami, Texmati (một loại gạo hybrid ở Mỹ), gạo thơm Thailand, gạo thơm Việt Nam, Patna và vài loại gạo hoang (wild rices), thường có hạt dài hay hạt dài trung b́nh, ít dính nhau và phồng ra khi nấu.

d) Loại gạo nếp (glutinous) hầu hết được trồng ở Á châu, có nhiều tinh bột, màu đục, đặc biệt là có độ dính và độ dẽo rất cao khi nấu. Gạo nếp lấy giống từ Indica và Japonica và có thành phần amylose rất thấp, dưới 5% và amylopectin trên 95%.
Amylose và amylopectin là hai thành phần chính, kết hợp thành chất tinh bột, nếu thành phần amylose cao th́ thành phần amylopectin thấp và ngược lại, thành phần amylose và amylopectin ảnh hưỡng đến texture của gạo khi nấu.

Bảng  2.  Các loại gạo có thành phần amylose khác nhau được các nước sản xuất gạo ưa thích 9).             

Waxy (0-5 %)

Thấp (12-20%)

Trung b́nh (20-25%)

Cao (>25%)

Asia

 

 

 

Laos

China (japonica)

Cambodia

Bangladesh

Thailand (north)

Taiwan (japonica)

Chinaa) (japonica)

China (indica)

 

Japan

India (8/52)

India (42/52)

 

Korea, Republic of

Indonesia

Pakistan (IR6 type)

 

Nepal

Malaysia

Philippines

 

Thailand (northeast)

Myanmar

Sri Lanka

 

Pakistan (Basmati)

Thailand (north-south)

 

 

Philippines

 

 

 

Thailand (central)

 

 

 

Viet Nam

 

 

Outside Asia

 

 

 

 

Argentina

Brazil (upland)

Brazil (irrigated)

 

Australia

Cuba

Colombia

 

Spain

Italy

Guinea

 

USA (short & medium grain)

Ivory Coast

Mexico

 

USSR

Liberia

Peru

 

 

Madagascar

 

 

 

Nigeriab)

 

Waxy (0-5%), very low (5.1-12%), low (12.1-20%), intermediate (20.1-25%), high (>25%) on dry basis (Juliano & Duff, 1991).
a) China National Rice Research Institute, Hangzhou
b) International Institute for Tropical Agriculture, Lagos, Nigeria.

Những nước ở phía nam Á châu như India, Bangadesh, Sri Lanka, Pakistan, và vài vùng ở Myanmar, Malaysia và Thailand, thường ưa chuộng những loại gạo có hạt nhỏ, dài, thon và có thành phần amylose cao (>25%).
Người vùng phía Đông và Đông Bắc Á châu, thích các loại gạo ngắn, tṛn, bóng láng (glossy grain) có thành phần amylose dưới 20%, và tươi, không bị tồn trữ lâu v́ gạo để lâu thường có khuynh hướng giảm độ dính và cứng hơn.

Những nước ở vùng Đông Nam Á có khuynh hướng thích các loại gạo có thành phần amylose từ thấp tới trung b́nh.
Người Bắc Mỹ thích các loại gạo khô và fluffy, c̣n giữ nguyên h́nh dạng, không mùi và ít dính vào nhau sau khi nấu, như các loại gạo hạt dài. Loại gạo này c̣n được người Mỹ dùng để chế biến các loại gạo quick-cooking, canned rice, canned soups và convenience foods, ngoại trừ loại gạo có hột ngắn hay vừa, thường dùng để chế biến các loại ngủ cốc để dùng ăn sáng (breakfast cereal), thực phẩm dành cho trẻ em (baby foods) và các loại thực phẩm lên men.

3. Giá trị dinh dưỡng của các loại gạo:

Giá trị dinh dưỡng thường được đánh giá trên sự so sánh giữa gạo với các loại ngủ cốc hay các loại thực phm khác; trên gíá trị dinh dưỡng của chất đạm của gạo, vitamins, micronutrients, khoáng chất cùng những loại độc hại; và ảnh hưng của chế biến trên giá trị dinh dưỡng của gạo. Để tránh quá đi sâu vào chi tiết, bài viết này chỉ yập trung vào giá trị dinh dưỡng của gạo và ảnh hưởng của chế biến trên giá trị dinh dưỡng của gạo. Muốn đi sâu vào chi tiết xin tham khảo thêm ở reference 10).

Trước hết th xét qua gíá trị dinh dưỡng (thành phần hóa học) của từng phần cấu trúc của hạt lúa trước khi chế biến thành gạo.
Như trong h́nh 1, vỏ (husk) gạo chiếm khoảng 20% , cám (bran) chiếm 5% gồm pericarp, testa, outer endosperm,  aleurone layer và mầm (germ) chiếm 3%, phần c̣n lại là gạo (endosperm), khoảng 72% 11).

 

H́nh 1.  H́nh của vỏ gạo (hull, husk), cám (bran), mầm (germ) và gạo (endosperm).


 

a)  Vỏ của hạt lúa: Thành phần hóa học của vỏ hạt lúa trong bảng 3 cho thấy có hơn 75% là chất sợi (cellulose, hemecellulose và lignin) với thành phần lignin rất cao, 22.3%. Lignin được xem như là chất keo để kết nối các loại fiber với nhau, v́ vậy thành phần của lignin càng cao, vỏ gạo càng cứng. So với vỏ của các loại hạt đậu, thành phần lignin của đậu xanh (mungbean) và đậu vàng (yellow pea), khoảng 2% và của đậu nành (soybean), khoảng 5%, nên vỏ của đậu xanh, đậu nành hay đậu vàng có thể nấu chin và ăn được, nhưng vỏ của hạt lúa th́ không thể. Thành phần khoáng chất (mineral) của vỏ hạt lúa cũng rất cao, chiếm gần 14% đặc biệt trong đó 93.2% là chất SiO2. Thành phần khoáng chất của đậu xanh và đậu vàng khoảng 2.5% và của đậu nành, 5.7%. V́ vỏ hạt lúa quá cứng và khoáng chất SiO2 quá cao, nên vỏ hạt lúa không thích hợp dùng làm thực phẫm mà chỉ có giá trị cho công nghiệp.

Bảng 3.  Thành phần hóa học của vỏ hạt lúa.

Cellulose                31.12%                      Ash (mineral)         13.87%
Water                        7.86%                      Hemicellulose        22.48%
Extractives                2.33%                      Lignin                     22.34

b)  Cám, mầm và gạo trắng:  Như tŕnh bày trong bảng 4a, 4b và 4c, cám có nhiều chất sợi, vitamins, khoáng chất và chất kháng oxid hoá (antioxidants). Mầm có giá trị dinh dưỡng rất cao, chiếm khoảng 66% của gạo, gồm nhiều m bảo hoà, chất đạm, vitamins B, E và phytochemicals,  chất giúp cải thiện hệ thống miễn dịch, gim huyết áp cao và giúp máu tuần hoàn trong cơ thể.
Gạo trắng chỉ có 5% chất dinh dưỡng với chất đạm khoảng 6%, mỡ 0.7%, một ít vitamin B1, B2 và khoáng chất như Ca, Mg và Zn, c̣n lại hầu hết là chất tinh bột. Gạo trắng, ngoài việc
cung cấp nhiệt lượng cho người tiêu thụ, ít có lợi ích ǵ khác về mặt dinh dưỡng.

Từ những thành phần dinh dưỡng hóa học của gạo như nêu ở trên, muốn cải thiện giá trị dinh dưỡng của gạo trắng th́ đương nhiên, các thành phần dinh dưỡng này phải giữ lấy từ cám và mầm của hạt lúa.

Bảng 4a:  Thành phần hóa học của đậu xanh (Vigna radiata), cám, mầm và gạo trắng.

Thành phần/100 g

Đậu xanha)

Cám gạo

Mầm gạo

Gạo trắng

Energy

291 kcal

280 kcal

250 kcal

337 kcal

Fat

1.15 g

13 - 22 g

14 - 17 g

0.7 - 2.0 g

Carbohydrate

62.62 g

35 - 50 g

15 - 30 g

72 - 80 g

   Dietary fiber

16.30 g

23 - 30 g

7 - 10 g

1.8 - 2.8 g

   Sugar

6.60 g

n/a

n/a

n/a

Protein

23.86 g

12 – 17 g

17 – 20 g

6.0 – 9.0 g

a) Trích từ USDA Database.

c) Gạo trắng và bệnh tiểu đường: Theo nghiên cứu về sự liên quan giữa bịnh tiểu đường loại 2 với người tiêu thụ nhiều gạo trắng của trên 352,000 người Mỹ có gốc Á châu trong thời gian từ 4 đến 22 năm từ đại học y khoa Harvard, cho thấy kết quả có 13,284 người bị bệnh, trong đó phụ nữ bị bịnh nhiều hơn nam giới. Một nghiên cứu khác của Dr. Shigeru Yamamoto, Giám đốc Trung tâm nghiên cứu dinh dưỡng và văn hoá ẫm thực Á châu, thuộc Đại học Jumonji, Tokyo, Nhật Bản cũng kết luận có mối liên h giữa bịnh tiểu đường và gạo trắng.

Bảng 4b:   Thành phần vitamins của đậu xanh, cám và mầm của gạo.

Thành phần/100g

Đậu xanha)

      Cám gạo

Mầm gạo

Gạo trắng

Vit.B(Thiamin) 

0.621 mg

1.8 - 2.8 mg

4.5 - 7.6 mg

Trace - 0.18 mg

Vit. B2  (Riboflavin)

0.233 mg

0.17 - 0.34 mg

0.27 - 0.50 mg

0.01 - 0.04 mg

Vit. B3 (Niacin)

2.251 mg

2.4 - 50.0 mg

1.5 - 9.9 mg

0.80 - 0.26 mg

Vit. B5 (Pant.acid)

1.910 mg

2.8 - 7.1 mg

0.3 - 1.3 mg

0.34 - 0.77 mg

Vit. B6

0.382 mg

1.0 - 3.2 mg

1.5 - 1.6 mg

0.04 - 0.62 mg

Vit. B9  (Folate)

625 mcg

50 - 146 mcg

90 - 430 mcg

6 - 16 mcg

Vitamin C

4.80 mg

2.19 mg

2.5 - 3.0 mg

0.02 mg

Vitamin E

0.51 mg

24.5 mg

14.3 mg

Trace

Vitamin K

9 mcg

210 mcg

369 mcg

Trace



Bảng 4c:  Thành phần chất khoáng của đậu xanh, cám và mầm của gạo.

Thành phần/100 g

Đậu xanha)

Cám gạo

Mầm gạo

Gạo trắng

Calcium

132 mg

25 - 137 mg

51 - 275 mg

4.6 -38.5 mg

Iron

6.74 mg

13 - 53 mg

10 - 49 mg

0.2 - 2.7 mg

Magnesium

189 mg

86 - 1,230 mg

600 - 1,530 mg

14 - 120 mg

Manganese

1.04 mg

11 - 88 mg

10 - 14 mg

1 - 3.3 mg

Phosphorous

367 mg

1677 mg

n/a

115 mg

Potassium

1,246 mg

1,329 - 2,270 mg

380 - 2,150 mg

14 - 120 mg

Zinc

2.68 mg

5 - 16 mg

10 - 30 mg

0.3 - 2.1 mg

a) Trích từ USDA Database.

Ở Việt Nam, theo thống kê của International Diabetes Federation Eastern Pacific, số người bị bịnh tiểu đường khoảng 3.3 triệu trong năm 2014, chưa kể1.8 triệu người bị nghi ngờ và chưa được chẩn đoán12).
Từ những kết quả nghiên cứu này cho th
ấy với chế độ ăn giàu chất tinh bột từ gạo như ở Việt Nam, là nguyên nhân dẫn đến người Việt bị bịnh tiểu đường ở mức rất cao, nhất là cho những người lớn tuổi trên 60. Đây là nguyên nhân chính gây ra bịnh tiểu đường mà không phải từ bịnh di truyền.
V́ bịnh tiểu đường liên quan tới lượng đường trong máu và chất đường này cũng từ chất tinh bột bị phân giải bởi amylases (enzymes) trong đường tiêu hoá nên chỉ số đường huyết GI (Glycemic Index) được đề ra để quản lư lượng đường trong máu qua các loại thực phẫm được tiêu thụ.
GI được đo từ scale 0 tới 100 và glucose có độ cao được dùng làm tiêu chuẩn có chỉ số GI 100. Loại thực phẫm có chỉ số GI cao là loại thực phẫm làm tăng lượng đường trong máu nhanh hơn các loại thực phẫm có GI thấp. Tuy nhiên từ năm 1997, Walter Willett và Associates đă đề xuất ra một khái niệm khác có tên là Glycemic Load (GL), v́ không phải chỉ v́ chỉ số GI cao mà thực phẫm làm gia tăng lượng đường trong máu, lượng đường trong máu tăng cũng c̣n tùy thuộc vào lượng carbohydrate tiêu thụ, v́ lư do này, GI được tính lại như sau:

                      GL =  (GI/100) x Net Carbs
         (Net Carbs  =  Total carbohydrates – Dietary fiber)
 

Chỉ số GL này giúp chọn lựa một cách chính xác các loại thực phm có chỉ số GI thấp và có thể tính theo lượng net carbohydrate của lượng thực phm được tiêu thụ, giúp giữ lượng đường trong máu được ổn định (bảng 5)13). Mặc dầu chỉ số GI của các loại gạo có phần khác nhau nhưng nói chung các loại gạo đều không được xếp vào loại thực phẫm có chỉ số GI thấp.
Theo các nhà nghiên cứu th́ không thể phủ định được những lợi ích của gạo trắng nhưng nên giảm được lượng gạo trắng trong m
ỗi bửa ăn hoặc có thể thay thế một phần gạo trắng bởi gạo lức hay gạo lật nảy mầm th́ vẫn tốt hơn.

d)  Dinh dưỡng của các loại gạo: Các loại gạo có màu sắc khác nhau thường có giá trị dinh dưỡng khác nhau như trong h́nh 2 và bảng 6, loại gạo đen có giá trị dinh dưỡng cao, nhất là chất sắc, vitamin E và những chất chống oxít hoá như anthocyanins và tocols (cao hơn blueberries). Loại gạo đen (black) này khi nấu sẽ đổi sang màu tím (purple) đậm, đó là màu của anthocyanins. Anthocyanins c̣n được gọi là anthocyans, có màu đỏ, tím, xanh, tùy theo độ pH (dùng để đo độ acids hay độ kiềm), so sánh với gạo trắng, sắc tố (pigments) của các loại gạo có màu đỏ hay đen này có tác dụng làm gim thiểu hay làm chậm lại quá tŕnh phát trin xơ vữa động mạch và tạo thành cholesterol. Gạo trắng không có những lợi ích này có lẽ v́ thiếu những chất chống oxít hoá 14) 15).

 

4. Cách chế biến các loại gạo và giá trị dinh dưỡng:

Lúa bắt đầu được gạt hái khi thành phần nước của hạt lúa ở khoảng 20-25%, sau đó sẽ trải qua 3 giai đoạn: sấy khô, tồn trữ và chế biến.  

Bảng 5:  Glycemic Indexs và Glycemic Loads của những thức ăn thông thường13).

Foods

Glycemic Index

Serving size

Net Carbs

Glycemic Load

Peanut

14

40 oz (113 g)

15

2

Bean sprout

25

1 cup (104 g)

4

1

Bananas

52

1 large (136 g)

27

14

Potato chips

54

4 oz (114 g)

55

30

Brown rice

56

1 cup (195 g)

42

23

Honey

55

1 tbsp (21 g)

17

9

Oat meal

58

1 cup (234 g)

21

12

Macaroni + cheese

64

1 serving (166 g)

47

30

White rice

64

1 cup (186 g)

52

33

Sugar (sucrose)

68

1 tbsp (12 g)

12

8

White bread

70

1 slice (30 g)

14

10

Pop corn

72

2 cups (16 g)

10

7

Baked potato

85

1 medium (173 g)

33

28

Glucose

100

50 g

50

50

GI is the average of several tests
GI’s of 55 or below re considered “low” and 70 or above are considered “high”.
GL’s of 10 or below are considered “low” and 20 or higher are considered “high”.

Quá tŕnh chế biến của gạo trong những nhà máy tân tiến gồm có những giai đoạn16) 17):
 a) Lúa được làm sạch bằng máy (pre-cleaner).
 b) Sau đó được chuyển vào máy lột vỏ (rubber roll husker) và cho ra một hổn hợp
của
     
lúa đă lột vỏ, lúa chưa lột vỏ và vỏ lúa.
 c) Hổn hợp này được chuyển qua máy sàn (gravity table)
để tách rời gạo đă lột vỏ ra khỏi hổn hợp.
 d) Lúa c̣n vỏ được chuyển trở lại máy l
ột vỏ.
 e) Gạo đă lột vỏ được chuyển qua máy destonder để loại bỏ sạn đá, để trở thành gạo lức.
 f) Loại gạo lức này chuyển qua máy (abrasive whitener) ở giai đoạn đầu và qua máy (friction
    whitener) ở giai đoạn hai để loại bỏ cám có kích thước khác nhau
và làm gạo được
    sạch và trắng hơn.
 g) Gạo được đưa qua máy sàn (sifter).
 h) Sau khi sàn xong, gạo c̣n được đưa qua máy (polisher) để đánh bóng.
  i) Gạo được làm bóng xong lại được chuyển qua máy sàn có nhiều sàn với độ mỡ khác nhau
     để tách rời loại gạo bị vỡ, gọi là gạo tấm (broken rice) từ gạo c̣n nguyên hột (head rice).
 k) Gạo nguyên hột và gạo tấm được tồn trữ trong bồn chứa riêng.
  l) Gạo tấm được trộn với gạo nguyên hột
được chuyển vào blending station.
m) Gạo tấm trộn với gạo nguyên h
ột theo tỷ lệ được yêu cầu từ khách hàng được giữ 
     trong bagging station để đóng bao
.
 n) Gạo được chuyển tới
khách hàng sau khi đă được vào bao và đây là loại gạo trắng được thấy
    trên thị trường gạo.

Tùy theo cách chế biến, thành phần dinh dưỡng hoá học sẽ thay đổi và kết quả là giá trị dinh dưỡng sẽ khác nhau như của gạo lức, gạo lật nảy mầm, gạo trắng hay gạo parboiled.

 a) Gạo trắng (loại dài, ngắn và trung) thường là loại gạo sau khi loại bỏ vỏ, cám và mầm. Loại gạo này chủ yếu là thành phần tinh bột, các thành phần dinh dưỡng khác rất thấp.

b) Gạo lức (brow rice) là loại gạo c̣n giữ lại cám và mầm sau khi loại bỏ vỏ, gạo này có nhiều chất khoáng như Potassium, Manganese, Zinc, Iron giúp ngăn ngừa bệnh tim mạch (cardiovascular disease) và bệnh thiếu máu (anemia), chất sợi trong gạo lứt c̣n giúp ngăn ngừa bệnh táo bón và colon cancer. Chất dầu từ cám có chất tocotrienol factor (TRF) có tác dụng trừ khử những chất hoá học gây ra hiện tượng đông máu và đồng thời giảm cholesterol. Ngoài ra, chất cám c̣n chứa thêm một chất khác có khả năng chống lại chất xúc tác enzyme HMG-CoA, chất này có khuynh hướng giúp gia tăng lượng cholesterol xấu LDL18).

c) Gạo lật nảy mầm (malted brown rice): Gạo này được chế biến bằng cách ngâm gạo lức với nước ở tỷ lệ 1:2 khoảng 24 tiếng đồng hồ, rồi thay nước mới và nấu như thường. Ở đây cần chú ư là để các loại giếu (enzymes) trong mầm gạo kích hoạt, cần giữ gạo trong nước ở một nhiệt độ và  thời gian ngâm thích hợp.
Thông thường các loại vi sinh vật tăng trưởng ở môi trướng ở nhiệt độ 370C-550C, nên nếu ngâm gạo ở một nhiệt độ thích hợp cho một loại giếu của gạo được phát triển, cũng có thể thích hợp cho các loại vi sinh vật có hại gia tăng, làm gạo sùi bọt và bị chua khó ăn. Nên tốt nhất là ngâm gạo trong nước ở nhiệt độ ngoài phạm vi 37-55
0C, như ở nhiệt độ 25-300C.
Về giá trị dinh dưỡng của gạo lật nảy mầm th́ theo Dr. Hiroshi Kayahara, khoa sinh học và kỷ thuật tại đại học Shinshu ở Nagano, Nhật Bản19), cho biết công nghệ sản xuất gạo lật nảy mầm có mục đích là kích hoạt các loại giếu để phân giải hay biến đổi những thành phần dinh dưỡng hoá học của gạo lức sang trạng thái có dinh dưỡng tốt hơn, như chuyển hoá chất amino acid của chất đạm thành chất chống oxít hoá GABA (Gamma-Amino Butyric Acid) có tác dụng tích cực tới sự
bài tiết của insulin  của tuyến tụy, tăng lượng lysine 3 lần cao hơn gạo lức, là một amino acid cần thiết cho sự tăng trưởng và bảo tŕ các mô tế bào của cơ thể, đồng thời giúp cơ thể chống oxít hoá và bảo vệ chức năng thận. Hàm lượng GABA trong gạo lật nảy mầm này gấp 10 lần gạo trắng và 4 lần gạo lức.

H́nh 2.  Các loại gạo trên thế giới.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/70/Rice_diversity.jpg              

 

Bảng  6. Thành phần dinh dưỡng của các loại gạo11).

Các loại gạo

Chất đạm (g/100g)

Iron (mg/100g)

Zinc (mg/100g)

Chất sợi (g/100g)

Gạo trắng (white)a)

6.8

1.2

0.5

0.6

Gạo nâu (brown)a)

7.9

2.2

0.5

2.8

Gạo đỏ (red)b)

7.0

5.5

3.3

2.0

Gạo tím (purple)b)

8.3

3.9

2.2

1.4

Gạo đen (black)a)

8.5

3.5

n/a

4.9

 Nguồn: a) Association of Southeast Asian Nations (ASEAN) food composition table.
              b) Chinese food composition table.


Ngoài ra, quá tŕnh nảy mầm của gạo lật giúp kích hoạt các loại giếu amylases phân giải chất tinh bột trong gạo, khiến gạo lật ngọt hơn, đồng thời cũng kích hoạt các loại giếu khác như cellulases phân giải chất sợi cellulose, biến thành cellobiose, làm gạo mềm và dể ăn hơn gạo lức. Nghiên cứu của trường đại học Tokushima, Nhật Bản, cho thấy chất sợi có thể ḥa tan trong nước (soluble fiber) của gạo có chức năng trong việc giảm mức độ tăng đường máu sau khi ăn.

d) Gạo Parboiled (converted rice) là loại gạo qua 3 giai đoạn chế biến: ngâm hạt lúa c̣n nguyên vỏ trong nước ấm ở nhiệt độ khoảng 600C, sau đó loại bỏ lượng nước dùng để ngâm và dùng steam để gelatinize phần tinh bột bên trong hạt gạo và cuối cùng là sấy khô. Sau khi sấy khô, có thể dùng máy xay và máy tách vỏ gạo để lấy vỏ, cám hay mầm gạo như cách chế biến của gạo nâu hay gạo trắng. Đặc điểm của loại gạo này là khoảng 80% thành phần dinh dưỡng được giữ lại trong gạo, nhưng so với gạo trắng, loại gạo này có độ dính yếu hơn và mềm, màu của gạo parboiled này có màu hơi vàng, gạo Uncle Ben là một sản phẩm của loại gạo này.

e) Gạo nấu nhanh (quick-cooking rice) là loại gạo trắng được nấu chín khi thành phần nước trong gạo (moisture) đạt tới 60% (gạo nấu ở nhà thường có thành phần nước khoảng 80%). Gạo nấu chin được sấy khô cho tới khi thành phần nước của gạo đạt 8-10%, loại gạo này có cấu trúc xốp nên dễ hấp thụ nước, giảm thiểu đáng kể cho thời gian nấu.

5. Vài phương pháp gia tăng giá trị dinh dưỡng và texture của gạo trắng:

Về thực phẩm, ngoài giá trị dinh dưỡng người tiêu thụ vẫn thích ăn uống theo khẩu vị, nên texture của gạo như độ cứng, độ mềm, độ dẻo, độ dính cùng màu sắc và mùi vị của gạo sau khi nấu  cũng không kém phần quan trọng. Đa số người tiêu thụ gạo thích gạo trắng, nhưng một loại gạo khó cung cấp những texture khác nhau, phương pháp dưới đây vừa đơn giản vừa có thể bổ khuyết phần nào cho những đ̣i hỏi trên và có thể gia tăng giá trị dinh dưỡng của gạo cho người ăn.

a) Thay đổi texture của gạo trắng:  Độ dính của gạo nhiều hay ít sau khi nấu tùy theo lượng amylopectin cao hay thấp của gạo, thành phần amylopectin cao có độ dính cao và ngược lại. Gạo trắng có khoảng 80% chất tinh bột và gạo trắng hạt dài thường có khoảng 73% amylopectin và 27% amylose, gạo trắng hạt ngắn có lượng amylopectin trên 75%, và amylose ít hơn 25%, tuy nhiên so với gạo nếp, gạo nếp có khoảng hơn 95 % là amylopectin nên có độ dẽo và độ dính rất cao.
Từ thành phần amylopectin khác nhau của gạo trắng và gạo nếp, nếu lợi dụng lượng amylopectin của gạo nếp th́ có thể thay đổi được texture như độ dính của gạo trắng. Cần chú ư là gạo trắng hạt ngắn có độ dính cao hơn gạo trắng hạt dài, nên cùng phân lượng gạo nếp được thêm vào, gạo trắng có hột ngắn vẫn có độ dính cao hơn. Trộn gạo nếp với gạo trắng ở tỷ lệ ½-1/3 c̣n cho thêm một mùi vị thơm hơn gạo trắng khi nấu không trộn với gạo nếp.

b) Giảm lượng calories của gạo khi nấu: Theo kết quả thí nghiệm công bố tại National Meeting & Exposition of the American Chemical Society (ACS) 20), Sudhair James và Dr. Pushparajah Thavarajah của College of Chemical Sciences, Sri Lanka cho biết gạo trắng nấu với coconut oil có thể giảm lượng calorie của gạo gần tới 50%. Theo lời giải thích của hai nhà nghiên cứu này, 3% dầu ăn coconut đối với gạo được bỏ vào một nồi nước đă được đun sôi, sau đó cho gạo vào và nấu chín như gạo trắng. Trước khi ăn cần để nguội và giữ trong tủ lạnh khoảng 12 tiếng đồng hồ, v́ theo lời giải thích của Sudhair James, khi nấu với dầu coconut, một phần của chất tinh bột của gạo biến thành chất tinh bột chống phân giải (resistant starch), loại tinh bột này khó tiêu hoá hơn các loại tinh bột thường, nên giảm lượng calorie khi ăn. Hiện tại chỉ giảm được khoảng 10% calorie, hy vọng thành quả nghiên cứu trong tương lai, lượng calorie có thể giảm được 50% như dự đoán của hai nhà khoa học này.

c) Tăng giá trị dinh dưỡng: Để thay thế các chất dinh dưỡng mất đi từ cám và mầm của gạo trắng, dinh dưỡng từ các loại đậu có thể lợi dụng để bổ khuyết.
 Các loại đậu như đậu xanh (mungbean) có thành phần chất đạm và chất sợi rất cao21), giá trị dinh dưỡng của chất đạm của đậu xanh tương đương với chất đạm của đậu nành. Như trong bảng 4a, chất tinh bột của đậu xanh có khoảng 45-50%, thấp hơn nhiều so với gạo trắng, khoảng 75-80% và thành phần chất sợi của đậu xanh khoảng 16% cao hơn nhiều so với gạo trắng (1.8-2.8%), ở giữa của cám (23-30%) và mầm (7-10%). Chú ư là tỷ lệ của cám đối với mầm gạo là 5:3, cám có nhiều chất sợi hơn đậu xanh nhưng mầm gạo lại không nhiều bằng đậu. Vỏ của đậu xanh c̣n có nhiều chất antioxidants có hiệu quả chống lảo hóa và cancers và chất sợi từ đậu xanh c̣n giúp tránh bị táo bón và colon cancer.
Thành phần vitamins của đậu xanh hơi thấp so với của cám và mầm, nhưng cao hơn gạo trắng rất nhiều, đây cũng là lư do cần tăng cường đậu xanh có vỏ, có thể dùng để bổ sung vitamins cho gạo trắng (bảng 4b). Đậu xanh c̣n có vitamin A (Beta-Carotinoid) mà cám và mầm gạo không có, cần thiết để bảo tŕ mắt.
Khoáng chất của đậu xanh, cám, mầm và gạo trắng (bảng 4c) cho thấy, gạo trắng không những có rất ít vitamins mà khoáng chất cũng rất ít, so với cám, mầm và đậu xanh (bảng 4c).
Gạo lức gồm có khoảng 10% cám và mầm, có nghĩa là 90% gạo trắng và 10% cám và mầm ở tỷ lệ 9:1, để bổ khuyết cho phần cám và mầm bị mất trong gạo trắng, đậu xanh cũng có thể thêm vào gạo trắng ở cùng tỷ lệ.
Nên chú ư, v́ đậu xanh mất nhiều thời gian hơn gạo trắng để nấu chín nên đậu cần được ngâm trong nước ấm qua đêm (để kích hoạt các loại giếu trong đậu giúp tăng lượng dinh dưỡng) và nấu mềm trước khi được nấu chung với gạo trắng.

6.  Kết luận:

Gạo trắng dù được đa số người tiêu thụ ưa thích nhưng rất ít có giá trị dinh dưỡng ngoại trừ tinh bột là nguồn cung cấp nhiệt lượng chính cho người tiêu thụ gạo, nhưng chất tinh bột này lại là nguyên nhân chính liên hệ đến bịnh tiểu đường loại 2, như ở Việt Nam hiện nay.
Gạo trắng cũng không có nhiều khoáng chất, vitamins, cần thiết để bảo tŕ sức khỏe và chất đạm của gạo cũng thiếu chất amino acid cơ bản (essential amino acid) lysine. Lysine là một trong 9 loại amino acid cơ bản của 20 loại amino acids của chất đạm, cần thiết cho các tế bào tăng trưỡng, sản xuất carnitine, có công dụng biến đổi fatty acid ra nhiệt lượng và giúp giảm thiểu lượng cholesterol trong máu, giúp hấp thụ calcium, tạo collagen cần thiết cho xương và da, gân (tendons) và sụn (cartilage), nhưng lysine phải được cung cấp từ thực phẩm, không thể tự hợp thành trong cơ thể như những loại amino acids thông thường khác.

Để giải quyết những vấn đề này, người tiêu thụ gạo trắng cần giảm lượng tiêu thụ gạo, hoặc biến đổi chất tinh bột của gạo ra một chất tinh bột khác khó tiêu hoá hơn như resistant starch hay lợi dụng các loại đậu như đậu xanh, có nhiều chất sợi, chất đạm, đặc biệt có hàm lượng lysine cao và có nhiều chất vitamins, cũng như các khoáng chất cần thiết. Những nước chủ thực là cơm với tập quán mỗi ngày ăn 3 bữa, th́ việc giảm phần cơm là một điều rất khó, thành thử biến đổi gạo thành một loại gạo khó tiêu hoá hơn hay thêm các loại đậu vào gạo khi nấu là một phương pháp có thể chấp nhận được nhất là ở những nước đang phát triển.
Thường th́ những tinh bột có lượng amylose cao như đậu xanh (amylose 35%) và bắp (loại có amylose cao hơn 50%), có thể biến đổi ra nhiều resistant starch hơn loại tinh bột có lượng amylose thấp như của gạo (amylose 27%).
Có 5 loại resistant starch (RS) được phân loại như RS1, RS2, RS3, RS4 và RS5.
a) Loại 1(RS1) là những loại hạt tinh bột (starch granule) c̣n nằm trong màng sợi cell wall của gạo.
b) Loại RS2 là những loại tinh bột khó phân giải v́ cấu tạo kết tinh (crystalline) quá chặt chẻ như loại tinh bột của bắp, có lượng amylose rất cao.
c) Loại RS3 là loại tinh bột được nấu và để lạnh, như cơm giữ trong tủ lạnh.
d) Loại RS4 là loại tinh bột có cấu tạo được thay đổi bởi hoá chất (chemical modification), loại tinh bột này không thích hợp để thay thế cho gạo trắng dù có thể hoàn toàn ngăn ngừa được chất tinh bột bị phân giải ra chất đường máu.
e) Loại RS5 là loại tinh bột complex giữa gạo nấu chin và dầu ăn, như phương pháp làm giảm nhiệt lượng calorie của cơm do Sudhair James và Dr. Pushparajah Thavarajah công bố ở trên, một phần lấy từ nguyên lư của RS5 và RS3. Cơm chiên cũng là một resistant starch, v́ sau khi cơm để nguội, được chiên lại với dầu, r
ơ ràng cũng do một nguyên lư từ RS3 và RS5.
Phương pháp của Sudhair J. và Dr. Pushparajah T. và cách làm cơm chiên vẫn có sự tương đồng nhưng chi tiết vẫn chưa được nghiên cứu rơ ràng, dù chỉ biết chỉ số GI của cơm chiên thấp hơn của gạo trắng.

Gạo lức có khá nhiều chất sợi, cứ 100g gạo lứt có 3.5g so với 1.3g của gạo trắng, khoảng 7.9g chất đạm, so với gạo trắng có khoảng 7.1g 22) và chất tinh bột khoảng 73g, gạo trắng có khoảng 80g. Gạo lức được xem tốt hơn gạo trắng nhờ có thành phần chất sợi và những chất khoáng quan trọng như Iron, Magnesium, Zinc và Vitamin B1 (Thiamin), nhưng khuyết điểm lớn của gạo lức là khó ăn v́ cứng, không có texture và mùi vị như của gạo trắng, ngoài ra lượng Arsenic của gạo lức thường cao hơn gạo trắng, có ảnh hưởng đền DNA và làm suy giảm chức năng hồi phục của tế bào dễ gây ra bệnh ung thư.
Gạo lật nảy mầm có thể bổ khuyết cho gạo lức khó ăn. Gạo lật nảy mầm không những giúp cải thiện texture của gạo lức, từ cứng và khó ăn trở thành mềm, thơm và dễ ăn, ngoài ra giá trị dinh dưỡng của gạo lật nảy mầm c̣n cao hơn gạo lức.
Texture như độ dính, độ dẻo của gạo cũng là một trong những đặc tính quan trọng để người tiêu thụ gạo chọn lựa loại gạo. Độ dính của gạo tùy thuộc theo lượng amylopectin của gạo, amylopectin cao th́ độ dính càng cao, nên để điều chỉnh texture của gạo, lượng amylopectin của gạo cần được thay đổi. V́ gạo nếp có lượng amylopectin rất cao (hơn 95%), nên nếu kết hợp gạo nếp với gạo trắng th́ có thể thay đổi được độ dính và dẻo và cho mùi thơm hơn gạo trắng.

Đậu là một loại thực phẩm quan trọng, chỉ đứng sau ngủ cốc, được dùng để bổ khuyết cho chất đạm bị thiếu, nhất là cho những nước đang phát triển mà chủ thực là các loại thực phẩm có thành phần carbohydrate cao và có chất đạm thấp như gạo.V́ gạo trắng ít có giá trị dinh dưỡng, nên đậu xanh sẽ giúp cải thiện được dinh dưỡng của gạo. cứ 100g gạo trắng hay gạo trắng kết hợp với gạo nếp, chất đạm tăng từ 7.1% của gạo, lên tới 8.9%  và chất sợi tăng từ 1.3% của gạo trắng lên tới 2.7% sau khi thay một phần của gạo với đậu xanh ở tỷ lệ 1: 9. Nếu nấu chung đậu xanh, gạo trắng và gạo nếp, không những có độ dính, độ dẻo cao hơn mà mùi thơm của gạo cũng như giá trị dinh dưỡng cũng được cải thiện đáng kể. Đậu xanh ngoài chất Lysine c̣n có Vitamin B9 (Folate) là một loại vitamin rất cần cho những phụ nữ mang thai, giúp tránh cho trẻ sơ sinh bị thiếu cân hoặc sinh sớm hoặc gây cho bé sơ sinh bịnh khuyết tật ống thần kinh (neural tube defects), lượng vitamin này c̣n cao hơn của gạo lức, cám hay mầm gạo. Người Nigeria cũng lợi dụng đậu xanh để bổ khuyết cho sự thiếu thốn dinh dưỡng của gạo23).
Giá trị dinh dưỡng của gạo trắng cũng c̣n có thể cải thiện bằng cách kết hợp với gạo lật nảy mầm và gạo nếp như ở trên.

Nguyễn Duy Khải
Canada, 2015

 

Tài liệu tham khảo:
 1)   http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx
 2)   www.gramene.org/oryza/rice_intro.html
 3)   fao.org (FAOSTAT).“Countries by commodity (Rice, pad dy)”. Retrieved Feb. 11, 2014.
 4)   FAO (FAOSTAT). “Food Balance Sheets > Commodity Balance > Crops Primary
       Equivalent”. Retrieved August 17, 1012.
 5)   “World Population Prospects. The 2012 Revision: Highlights and Advance Tables”. The
       department of Economic and Social Affairs of the United Nations. pp.51-55. Retrieved
       August 11, 2013.
6)    FAOSTAT Production-Crop, 2012 data - Food and Agriculture Organization of the United
        Nations, 2014.
7)    Bui Ba Bong: Bridging the rice yield gap in Vietnam-FAO Corporate Document Repository
       www.fao.org/docrep/003/x6905e/x6905eOd.htm#TopOfPage.
8)   “The U.S. Rice Export Market” (PDF).USDA.Nov 2000.
9)    www.fao.org/docrep/t0567e/T0567E0b.htm
10)  https://en.m.wikipedia.org/wiki/Rice#Nutrition_and_health.
11)  www.worldgranary.com/en/rice_culture_2.html.
12)  International Diabetes Federation Western Pacific-Diabetes in Vietnam 2014
        https://www.idf.org/membership/wp/vietnam.
13)  www.glycemic index.com.
14)  Jang, Sungjo On and Xu, Zhimin (2009): “Lipophilic and Hydrophilic Antioxidants and
       their Antioxidant Activities in Purple Rice Bran”.
       Journal of Agricultural and Food Chemistry 57, (3):858-862.
15)  Ling, W.H.; Cheng, Q.X.; Ma J.; Wang, T (2001): “Red and Black Rice Decrease
        Atheroslerotic plaque Formation and Increase  Antioxidant Status in Rabbits”.
        Journal of Nutrition 131(5):1421-1426.
16)  M. Gummert: Rice Milling, postharvest@irri.org
17)  Commercial rice milling system:
       www.knowledgebank.irri.org/step-by-stepproduction/postharvest/milling/commercial-rice
18)  Wayne R. Bidlack, Stanley T. Omaye, Mark S. Meskin, Debra K. W. Topham:
        Phytochemicals as Bioactive Agents, March 16, 2000 by CRC Press
19)  Hiroshi Kayahara et al, 2000 in The 2000 International Chemical Congress of Pacific
       Basin  Societies, Hawaii.
20)  www.washingtonpost.com/.../scientists-have-figured-out-a-simple-way-to -
21)  https:// en.m.wikipedia.org/wiki/Mung_bean.
22)  “Nutrient data laboratory”. United States Department of Agriculture. Retrieved June 2014.
23)  E.U. Onwurafor, J.C. Onweluzo and A.M.Ezeoka:
       Nigerian Food Journal vol 32 (1):89-96 (2014)