CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về cây Diêm mạch 1. Nguồn gốc , lịch sử phát triển của cây Diêm mạch Cây Diêm mạch (còn gọi là quinoa) được xem như là một loại cây trồng cổ xưa, là nguồn thực phẩm quan trọng của người dân dãy núi Andes từ năm 3000 trước Công nguyên. Loại cây này có nguồn gốc từ vùng núi của các nước Bolivia, Chile và Peru, nơi khởi nguồn của nền văn minh Inca.
Và đối với đế chế Inca, diêm mạch là thực phẩm chủ yếu chỉ đứng sau ngô [12]. Cây Diêm mạch tuy được biết đến từ rất sớm nhưng do sự thay đổi về chính trị khi vào năm 1532 người Tây Ban Nha chiếm đóng dẫn đến sự thay đổi mọi mặt trong đó điều chỉnh cây trồng cũng không tránh khỏi. Do đó diêm mạch có một giai đoạn bị lãng quên và được thay thế bằng các cây trồng khác như lúa mạch, lúa mì [12]. Francisco Pizarro, nhà thám hiểm người Tây Ban Nha, với mục đích tiêu diệt nền văn minh Inca đã phá hủy tất cả các cánh đồng trồng diêm mạch.
Chỉ một số nhỏ cây diêm mạch sống sót được trồng trên núi cao, tuy ở thời này không được phát triển nhưng nó vẫn là cây trồng chủ lực đối với thổ dân da đỏ Altiplano ở vùng núi của Peru và Bolivia. Diêm mạch phát triển tốt ở các độ cao, nên nó là nguồn thực phẩm chính cho người dân sống trong khí hậu khắc nghiệt của vùng núi này [11]. Tuy nhiên vào thời điểm này diêm mạch vẫn chưa được nhiều nơi biết đến. Tất cả đã thay đổi vào những năm 1970 khi cây diêm mạch được trồng trở lại ở nhiều nơi tại vùng Andes.
Vào thời gian này, một nhà lãnh đạo tinh thần và là nhà triết học người Bolivia tên là Oscar Ichazo đã hồi sinh việc trồng diêm mạch hàng loạt vì ông cho rằng hạt cây diêm mạch đã giúp những người đi theo ông đạt đến những bình diện tâm linh cao hơn. Tại Hoa Kỳ, xuất phát 5 từ phong trào này, hai người Mỹ (là sinh viên của Oscar) đã thành lập một doanh nghiệp (Quinoa Cooperation) với mục tiêu là khôi phục diêm mạch như nguồn thực phẩm chính cho người dân toàn cầu [45]. Hiện nay cây diêm mạch không chỉ được trồng ở vùng bản địa mà còn được trồng, xuất khẩu tại nhiều nước trên thế giới. Ban đầu diêm mạch đưa đến Anh, Thụy Điển, sau đó diêm mạch được tiến hành trồng thử nghiệm ở Hoa Kỳ và Châu Âu.
Từ đó diêm mạch được quảng bá, được trồng đánh giá tiềm năng và được mở rộng khu sản xuất ngoài vùng Andes ra và đã có mặt ở các nước ở Châu Mỹ, Châu Âu, Châu Phi, Châu Á và Châu Úc [11]. Cây Diêm mạch bắt nguồn từ Nam Mỹ đã có từ hàng ngàn năm trước của Inca, giá trị diêm mạch cho đến nay vẫn được xem là “siêu thực phẩm” và đang được quan tâm để thay thế cây trồng truyền thống khi phải đối mặt với biến đổi khí hậu. Hiện nay đã có hơn 120 nước trên thế giới trồng diêm mạch trong đó các nước trồng với diện tích lớn bao gồm Peru, Bolivia, Ecuador, Hoa Kỳ, Colombia, Chile và Brazil. Năm 2013 là năm được tổ chức FAO của Liên Hiệp Quốc chọn là “ Năm quốc tế của Quinoa ”.
Phân bố Cây Diêm mạch phân bố rộng được trồng ở độ cao từ mực nước biển đến 4000m và khả năng thích ứng rộng rãi với các loại đất khác nhau [15]. Ở khu vực Nam Mỹ nhất là vùng trong và xung quanh dãy Andes là nơi trồng nhiều cây diêm mạch, ở Columbia (vĩ độ từ 20 độ Bắc) đến Chile (vĩ độ 40 độ Nam) và từ mực nước biển đến độ cao 3800m [35]. Sự phân phối ở miền nam Bolivia bao gồm các nước như Ecuador, Peru và bắc Argentina ( Wilson, 1990 ), đến sa mạc Atacama và xa hơn về phía nam vào Chile [12]. Trong những năm gần đây, diêm mạch cũng được các nước ở Châu Âu, Bắc Châu Mỹ, Châu Á và Châu Phi sản xuất.
Diêm mạch đã được thử nghiệm ở Mỹ và Châu Âu và mang lại kết quả tốt và chứng minh tiềm năng của diêm mạch như một loại ngũ cốc và cây thức ăn gia súc[12]. 6 Ở Việt Nam, cây diêm mạch chỉ mới bước đầu được Viện cây lương thực và cây thực phẩm đã nghiên cứu từ 1986 tới nay nhưng chưa được sản xuất đại trà. HIện nay, người dân Việt Nam có đời sống tương đối ổn định nên đã biết chú trọng đến nguồn thực phẩm, giá trị dinh dưỡng thực phẩm. Vì đây là một trong những yếu tố giúp cho sức khỏe và tinh thần đạt như mong muốn nên trong những năm gần đây hạt diêm mạch được quan tâm nhiều hơn.
Phân loại Cây Diêm mạch có tên khoa học là Chenopodium quinoa Willd, có bộ nhiễm sắc thể 2n = 36 thuộc loài cây 2 lá mầm, là một trong 250 loài của chi Chenopodium (thuộc họ Rau dền) [11], [28]. Việc phân loại diêm mạch có nhiều kiểu phân loại khác nhau. Ban đầu dựa vào màu sắc của thân ( xanh lá, tím, đỏ, đỏ tía…) và hạt ( đa sắc màu) với 66 màu của hạt đã được xác định bao gồm trắng, kem, vàng, cam, hồng, đỏ, tím, nâu và đen để phân loại diêm mạch [20],[28], [29]. Về sau dựa vào hình thái và đặc điểm sinh học của cây để phân loại.
Ở Ecuador, Peru và Bolivia diêm mạch được phân loại thành 17 chủng nhưng trong thực tế có thể có nhiều chủng hơn. Cây Diêm mạch có nguồn gốc ở dãy Andes phân bố từ mực nước biển đến cao nguyên Andes (<500m đến 3500 - 4000m), có kiểu sinh thái khác nhau nên dựa vào các kiểu sinh thái để phân loại diêm mạch gồm 5 loại như sau: [ 5], [ 11], [ 28]. - Diêm mạch ven biển: diêm mạch phân bố chủ yếu vùng phía Nam Chile ở vĩ độ 360 ven biển. Diêm mạch phát triển mạnh mẽ và với chiều cao 1-1,4 m [11], những giống này được sưu tầm và gieo trồng ở Anh và khi thu hoạch thì có chiều cao 2m [5].
Hạt bé có màu kem hoặc vàng nhạt, hàm lượng saponin trong hạt cao. - Diêm mạch thung lũng: nhóm giống diêm mạch này có chiều cao trên 2,5m, thân phân nhánh nhiều thành nhiều cấp, chùm bông lỏng lẻo, thường kháng nấm. Thời gian sinh trưởng dài từ 210-220 ngày và được phân bố khắp thung 7 lũng vùng Andes với độ cao 2500 – 3500 m. - Diêm mạch salar: diêm mạch phân bố vùng đồng bằng phía nam của Altiplano (Bolivia), chúng phát triển trên nền đất khô, đất kiềm (pH ≥ 8) và được trồng một vụ duy nhất.
Đa số giống có hạt màu đen, hạt chứa saponin cao, hạt có kích thước lớn (đường kính >2,2 mm). - Diêm mạch Altiplano: diêm mạch được gieo trồng ở nhiều nước Nam Mỹ với độ cao 4000m so mực nước biển. Thời gian sinh trưởng khoảng 120- 210 ngày, chiều cao cây khoảng 1,5 -2 m, khác với diêm mạch thung lũng giống này có thân không phân nhánh, bông nhỏ gọn. - Diêm mạch cận nhiệt đới: Giống diêm mạch thích nghi điều kiện ở độ cao 1500 – 2000m phân bố ở vùng Yungas của Bolivia.
Diêm mạch vùng này có đặc điểm chiều cao cây lên đến 2,2 m khi cây nở hoa toàn bộ cây từ màu xanh chuyển sang màu cam. “Bộ mô tả Quinoa" được phát triển từ những năm 1980 và hoàn thiện phiên bản vào năm 2013 từ đề xuất và xác nhận từ hơn 50 chuyên gia ở 40 tổ chức của 10 quốc gia là cơ sở để mô tả diêm mạch và họ hàng hoang dã [17]. 555 mẫu giống đã được ghi nhận cùng với các đặc điểm hình thái gắn với các nghiên cứu về chỉ thị phân tử, hàm lượng dinh dưỡng, hàm lượng saponin và khả năng chống chịu sâu bệnh. Giá trị cây diêm mạch 1.
Giá trị dinh dưỡng Trong những năm trở lại đây, mọi người trên thế giới đã chú trọng đến chế độ dinh dưỡng phù hợp cho mình. Chính vì thế hạt diêm mạch được chú ý nhiều hơn bởi giá trị dinh dưỡng của nó. Giá trị dinh dưỡng của diêm mạch được đánh giá cao chủ yếu bởi thành phần protein có trong hạt cao và có nhiều loại khoáng chất và vitamin. Hàm lượng protein trong hạt từ 8 - 22% tuỳ thuộc vào giống [28].
Protein trong diêm mạch có đầy đủ các amino acid thiết yếu như lysine, methionine, threonine và tryptophan mà những amino acid này lại 8 thiếu nhiều trong các loại hạt ngũ cốc nên diêm mạch có thể thay thế ngũ cốc làm nguồn thực phẩm và phù hợp với tiêu chuẩn dinh dưỡng của con người [ 1], [ 15], [ 21]. Ở thời cổ đại ở đế chế Inca, giá trị dinh dưỡng của diêm mạch đã được biết đến. Ngày nay, giá trị dinh dưỡng của hạt diêm mạch được quan tâm. Thành phần dinh dưỡng của hạt diêm mạch so với các nguồn dinh dưỡng khác (%) Thành phần% Protein Chất Carbohydrates Đường Sắt NL có béo trong 100g Thực phẩm Diêm mạch 13,00 6,1 71,00 5,2 350 Thịt 30,00 50,00 2,20 431 Trứng 14,00 3,2 3,2 200 Sữa bò 3,50 3,50 4,70 2,50 60 Nguồn: FAO, 2011 Qua bảng 1.1 có thể thấy rằng thành phần các chất dinh dưỡng của diêm mạch cao hơn so với các nguồn dinh dưỡng khác.
Hàm lượng protein tuy thấp hơn thịt, nhưng có thể thay thế trứng và có hàm lượng protein cao hơn sữa bò. Diêm mạch chứa hàm lượng carbohydrates nên có thể thay thế ngũ cốc trong mỗi bữa ăn. Hàm lượng chất béo trong diêm mạch chỉ thấp hơn thịt nên diêm mạch có thể cung cấp các acid béo thiết yếu. Do đó cùng với số lượng và chất lượng lipid có trong hạt đã giúp cho diêm mạch là loại cây trồng thay thế các loại hạt có dầu [24].
Hạt diêm mạch không chỉ có hàm lượng protein cao mà còn chứa các amino acid thiết yếu và giá trị sinh học cao theo điểm đánh giá dựa trên thang điểm do FAO đề xuất [39] (bảng 1. Theo bảng này, hạt diêm mạch có hầu hết các amino acid thiết yếu như lysine, methionine, valine, leucine…và có hàm lượng của các acid amin này tương đối cao so với các loại ngũ cốc như bắp, 9 gạo, lúa mì.