- ẢNH HƯỞNG CỦA GIỐNG VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẾN TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC CỦA TINH BỘT LÚA MÌ. - Giống và môi trường gây nên sự khác nhau về tính chất tinh bột từ đó gây khó khăn cho việc dự đoán trong chế biến thực phẩm và dinh dưỡng người. - Sự khác biệt về tính chất tinh bột do tính đa dạng của gen và ảnh hưởng của môi trường trong quá trình sinh tổng hợp tinh bột khi cây phát triển. - Mục tiêu của nghiên cứu là tăng sự hiểu biết về các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến cấu trúc tinh bột từ đó ảnh hưởng đến tính chất tinh bột và chất lượng hạt ngũ cốc. - Tinh bột được trích ly từ năm giống lúa mì thương mại được trồng ở năm vùng khí hậu khác nhau ở Úc trong mùa vụ 2008. - Các tinh chất tinh bột được kiểm tra bao gồm: hàm lượng tinh bột, amylose, kích thước hạt tinh bột, độ trương nở của tinh bột và độ trương nở bột mì. - Kết quả thống kê cho thấy rằng, giống ảnh hưởng chủ yếu đến hàm lượng amylose và kích thước hạt tinh bột. - Điều kiện trồng trọt (loại đất, thổ dưỡng, lượng mưa, nhiệt độ không khí và số ngày không mây) ảnh hưởng mạnh đến hàm lượng tinh bột và độ trương nở của bột mì.. - Hàm lượng tinh bột, kích thước hạt tinh bột và hàm lượng amylose là những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng nhiều đến các sản phẩm trong các ngành công nghiệp thực phẩm (mì. - Các tính chất này quyết định độ nở của bột mì và tinh bột lúa mì, đó là các chỉ số quan trọng liên quan đến các sản phẩm thực phẩm giàu tinh bột như mì sợi và mì. - Đặc tính tinh bột chịu ảnh hưởng của gen cũng như môi trường tăng trưởng (Rharrabti et al., 2001. - Sự hiểu biết về biến đổi của tính chất tinh bột do các giống khác nhau và địa điểm trồng trọt khác nhau vẫn còn là một thách thức đối với người trồng và chế biến thực phẩm. - Cùng một giống, tính chất tinh bột có thể thay đổi khi trồng ở các địa điểm có khí hậu và thổ nhưỡng khác nhau từ đó sẽ gây khó khăn cho các nhà dinh dưỡng và nhà chế biến thực phẩm trong việc dự đoán thành phần hóa học và quá trình chế biến.. - Sự hiểu biết về ảnh hưởng các yếu tố cụ thể của môi trường (ví dụ, loại đất, pH, dinh dưỡng đất, lượng mưa, nhiệt độ môi trường, số ngày không mây) đến những tính chất cụ thể của tinh bột của lúa mì được nghiên cứu và trình bày trong bài báo này.. - Năm giống lúa mì thương mại (Catalina, Derrimut, Guardian, Janz và Peake) được trồng ở 5 khu vực có khí hậu và địa lý khác nhau (Beckom, Delungra, Lockhart, Merrinee và Minyip) trong mùa vụ 2008 do Trung tâm Thử nghiệm Giống quốc gia Úc Châu thực hiện (National Variety Trials, NVT). - Các mẫu lúa mì này được chọn để trích ly tinh bột và phân tích các tính chất vật lý và hóa học.. - Tinh bột được trích ly từ hạt lúa mì theo phương pháp Matheson và Welsh (Matheson và Welsh 1988). - Tinh bột tổng số (TBTS, total. - Hàm lượng amylose (amylose tổng số, amylose tự do và amylose liên kết lipid) được phân tích theo phương pháp của Chrastil (1987). - Kích thước hạt tinh bột được xác định bằng thiết bị Laser Mastersizer (Malvern, UK). - Bảng 1 cho thấy rằng Tmax cao nhất trong năm 2008 là tại địa điểm Merrinee tiếp theo Lockhart, Minyip và Delungra. - Dựa vào giá trị trung bình của tổng lượng mưa hàng tháng cho các địa điểm trong năm 2008, lượng mưa trước khi ra hoa và trong quá trình hạt tăng trưởng tại vùng Delungra có giá trị cao nhất. - Lượng mưa trước khi ra hoa và trong quá trình hạt trưởng thành thấp tại địa điểm trồng Merrinee và Minyip.. - Bảng 1: Đặc điểm đất và thời tiết ở khu vực trồng các mẫu lúa mì. - Địa điểm Đất Ngày không mây Lượng mưa Tmax Tmin. - Số ngày không mây có quan hệ tỷ lệ thuận với nhiệt độ Tmax, nghĩa là số ngày không mây (trong giai đoạn hạt phát triển) có giá trị cao nhất tại địa điểm Beckom và thấp nhất tại địa điểm Minyip trong năm 2008. - Sự khác nhau về đặc tính của đất và thời tiết ở các khu vực trồng trọt đã gây ảnh hưởng đến đặc tính hạt lúa mì (Hình 1) và tính chất tinh bột của lúa mì (Hình 2 và Bảng 4).. - Hình 1: Các hạt lúa mì của giống Derrimut và Guardian thu hoạch từ các vùng khác nhau trong vụ lúa mì năm 2008. - Các mẫu lúa mì giống Derrimut và Guadian được trình bày trên là đại diện cho các mẫu lúa được chọn nghiên cứu (Hình 1). - Các hạt lúa mì cùng một giống được trồng từ các vùng và vụ khác nhau có hình dạng, màu sắc và kích thước. - khác nhau. - Sự khác nhau về hình dạng, kích thước và màu sắc của hạt lúa mì từ các giống khác nhau được trồng ở địa điểm khác nhau đã cho thấy được sự tác động cả giống và môi trường trồng trọt.. - Hình 2: Sự phân bố kích thước hạt tinh bột của giống lúa mì Derrimut và Guaidian được trồng ở 4 địa điểm vụ mùa 2008. - Sự phân bố kính thước hạt tinh bột từ giống lúa mì Derrimut và Guardian được trình bày trong Hình 2 như là đại diện của tinh bột từ tất cả các. - Hình 2 cho thấy rằng sự phân bố kích thước hạt tinh bột khác nhau theo giống và địa điểm trồng khác nhau. - Tinh bột của Derrimut. - giống Guardian có hạt lớn chiếm tỉ lệ cao so với tinh bột của giống Derrimut. - Tinh bột, từ cả hai giống Derrimut và Guardian, có hạt nhỏ chiếm tỉ lệ cao khi được trồng tại cùng địa điểm Delungra.. - Ngược lại, tinh bột có tỉ lệ thấp về hạt kích thước nhỏ được thấy ở cả hai giống Derrimut và Guardian khi trồng tại địa điểm Minyip.. - Bảng 2: Sự biến đổi về thành phần hóa học và tính chất vật lý của tinh bột theo giống, địa điểm trồng và sự tương tác giữa chúng. - Địa điểm (L) 296,3. - Chú thích: TBTS, tinh bột tổng số. - F-AM (free amylose), hàm lượng amylose tự do. - T-AM (total amylose), hàm lượng amylose tổng số. - L-AM (lipid-amylose complexes), hàm lượng amylose phức với lipid. - Bảng 2 cho thấy rằng giống ảnh hưởng đáng kể (p <. - Địa điểm trồng trọt ảnh hưởng mạnh (p <. - Sự tương tác giữa giống và địa điểm cũng góp phần quan trọng (p <. - Bảng 3: Phần trăm ảnh hưởng của giống, địa điểm trồng trọt và sự tương tác giữa chúng đến sự biến đổi về thành phần hóa học và tính chất vật lý của tinh bột. - Địa điểm (L . - Kết quả này là thống kê của số liệu từ tất cả các giống được trồng tại các địa điểm trong vụ mùa 2008. - Bảng 3 cho thấy rằng phần trăm ảnh hưởng của giống đến sự thay đổi đáng kể của F-AM (79,5. - Trong khi, môi trường (địa điểm) trồng trọt ảnh hưởng 73,5% đối với TBTS và 41,4% đối với FSP. - Sự tương tác giữa giống và môi trường trồng trọt ảnh hưởng 55,6%. - Bảng 4 cho thấy giống lúa mì Derrimut có TBTS cao 64,8 và 64,5% khi trồng ở Delungra và Merrinee, tương ứng. - Giống Guadian có TBTS cao nhất 69,6% khi trồng ở Delungra so với các địa điểm còn lại. - Giống Derrimut trồng tại địa điểm Minyip thì tinh bột có hàm lượng F-AM (19,5%) thấp nhất.. - Giống Guardian cho tinh bột có F-AM (24,2%) cao nhất khi được trồng tại địa điểm Delungra, và có T-AM (23,9%) là thấp nhất khi được trồng ở. - Hàm lượng L-AM trong tinh bột từ giống Derrimut có giá trị cao nhất 6,4% khi trồng ở Minyip. - L-AM trong tinh bột từ giống Guardian có giá trị thấp nhất 1,8% khi trồng ở Minyip.. - Bảng 4 và Hình 2 đều cho thấy khi trồng cùng địa điểm Delungra, cả hai giống Derrimut và Guardian đều cho tinh bột có PB có giá trị trung bình cao nhất là 29,1% và 26,2%, tương ứng, nhưng không khác biệt ý nghĩa so với PB của giống trồng từ địa điểm Lockhart. - Giống Derrimut cho tinh bột có giá trị trung bình Mean D 15,9 m cao nhất khi trồng ở Merrinee nhưng không khác biệt có ý nghĩa so với giá trị trung bình Mean D của tinh bột từ lúa mì được trồng ở Delungra và Minyip. - Giống Guardian cho tinh bột có giá trị trung bình Mean D cao nhất (17,3m) khi trồng ở Minyip nhưng không khác biệt ý nghĩa so với giá trị trung bình Mean D của tinh bột từ lúa mì được trồng ở Merrinee.. - Trồng ở Minyip, giống Guardian cho tinh bột có SSP (16,7 lần) là cao nhất.. - Bảng 4: Ảnh hưởng của giống và môi trường đến tính chất tinh bột của lúa mì. - Giống Địa điểm TBTS F-AM T-AM L-AM PB Mean D FSP SSP. - Delungra 64,8a 24,7ab 28,2ab 3,5c 29,1a 15,6ab 10,2a 14,9a Lockhart 59,6b 25,2a 29,1a 3,9b 27,2ab 15,1b 9,5ab 13,2b Merrinee 64,5a 23,5b 27,3bc 3,9bc 23,0bc 15,9a 9,1ab 13,9ab Minyip 59,3b 19,5c 25,9c 6,4a 22,0c 15,7ab 8,7b 13,6b Delungra 69,6a 24,2a 27,4a 3,2ab 26,2a 16,6b 12,2a 15,2b Guardian Lockhart 60,2bc 22,3b 26,0a 3,7a 21,4ab 16,0b 11,4ab 15,4b Merrinee 63,4b 22,3b 26,4a 4,0a 18,7b 16,9ab 10,9bc 15,5b Minyip 57,7c 22,1b 23,9b 1,8b 15,0b 17,3a 10,0c 16,7a Chú thích: TBTS, tinh bột tổng số. - Các dữ liệu được tổng hợp trên tất cả các giống và địa điểm trồng trọt. - Hàm lượng nitơ trong đất thấp nhất tại địa điểm Delungra và cao nhất tại Minyip (Bảng 1), do đó hàm lượng protein tích lũy trong hạt lúa mì thấp nhất khi các giống được trồng ở Delungra và cao nhất khi trồng ở Minyjp. - Khi hàm lượng protein thất thì hàm lượng tinh bột cao trong cùng hạt. - Điều này giải thích rằng hàm lượng tinh bột cao trong các giống khi được trồng ở Delungra và thấp trong các giống được trồng ở Minyjp (Bảng 4). - Nitơ trong đất ảnh hưởng trực tiếp đến. - hàm lượng nitơ trong lá và hàm lượng protein trong hạt từ đó làm giảm hàm lượng tinh bột tổng số trong hạt lúa mì (Rharrabti et al., 2001;. - Hàm lượng nitơ tích lũy trong lá trước khi ra hoa sẽ được chuyển đến hạt và đóng góp đáng kể cho hàm lượng protein trong hạt, từ đó có thể gây hiệu ứng nghịch đảo đến sự giảm hàm lượng tinh bột (Gooding et al., 2005. - Bảng 5: Hệ số tương quan giữa điều kiện trồng trọt và tính chất vật lý và hóa học của tinh bột từ các giống được trồng ở nhiều điểm khác nhau trong vụ mùa 2008. - Chú thích: TBTS, tinh bột tổng số. - Tương tự như kết quả ở Bảng 3, Bảng 5 cũng cho thấy rằng tinh bột tổng số (TBTS) và độ nở của bột lúa mì (FSP) chịu ảnh hưởng mạnh bởi các yếu tố môi trường. - Các yếu tố môi trường này đều giúp cho cây lúa mì hấp thu nước tốt (cấu trúc đất và carbon hữu cơ) và quang tổng hợp đường cũng như tinh bột (số ngày không mây và nhiệt độ).. - Nghiên cứu này cho thấy Tmax cao trước khi ra hoa tại địa điểm Delungra có mối tương tỉ lệ thuận với tổng hàm lượng tinh bột cao. - Phát hiện này tương tự kết quả công bố của các tác giả khác (Wang et al., 2012), trong đó hạt lúa mì được trồng trong điều kiện nhiệt độ cao từ trước khi ra hoa cho đến khi trưởng thành có hàm lượng tinh bột cao hơn nhiều so với hạt lúa mì được trồng trong điều kiện nhiệt độ cao chỉ trong giai đoạn hạt trưởng thành.. - Nghiên cứu này cho thấy rằng, hàm lượng tinh bột thấp ở địa điểm trồng Minyip và cao ở Delungra do lượng mưa thấp ở Minyip và cao ở Delugnra. - Giống có ảnh hưởng nhiều đến tỉ lệ hạt có kích thước nhỏ (PB), đường kính trung bình hạt tinh bột (Mean D), hàm lượng amylose (F-AM và T-AM) và độ nở tinh bột (SSP). - Địa điểm và các yếu tố môi trường trồng trọt ảnh hưởng mạnh đến hàm lượng tinh bột tổng số và độ nở bột lúa mì (FSP). - Tương tác giữa giống (kiểu gen) và các yếu tố môi trường (mùa và địa điểm trồng trọt) đã đóng góp đáng kể vào sự thay đổi độ trương nở của bột lúa mì. - Điều kiện nông học (loại đất, nitơ, phốt pho và carbon hữu cơ trong đất) và điều kiện thời tiết (số lượng ngày không mây, nhiệt độ tối đa và lượng mưa trước khi ra hoa và trong quá trình hạt tăng trưởng) tại địa điểm trồng trọt có ảnh hưởng mạnh đến hàm lượng tinh bột và độ nở của bột mì.. - "Starch swelling power and amylose content of triticale and Triticum timopheevii germplasm.". - "Improved colorimetric determination of amylose in starches or flours.". - "Fungicide and cultivar affect post- anthesis patterns of nitrogen uptake, remobilization and utilization efficiency in wheat.". - "Recovery of nitrogen from different sources following applications to winter wheat at and after anthesis.". - O., et al. - "Effects of variety and fertiliser nitrogen on alcohol yield, grain yield, starch and protein content, and protein composition of winter wheat.". - "Evaluation of the 40 mg Swelling Test for Measuring Starch Functionality.". - "Starch Swelling Power, Grain Hardness and Protein: Relationship to Sensory Properties of Japanese Noodles.". - "A swelling power test for selecting potential noodle quality wheats.". - "Environmental and genetic determination of protein content and grain yield in durum wheat under Mediterranean conditions.". - "Structure-function relationships in A and B granules from wheat starches of similar amylose content.". - "Effect of Wheat Starch Structure on Swelling Power.". - "Pre-anthesis high temperature acclimation alleviates the negative effects of postanthesis heat stress on stem stored carbohydrates remobilization and grain starch accumulation in wheat.". - "Effects of drought and the presence of the 1BL/1RS translocation on grain vitreosity, hardness and protein content in winter wheat.". - "Effects of different water availability at post-anthesis stage on grain nutrition and quality in strong-gluten winter wheat."