Chương 1 TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Nguồn gốc va phân loại bắp ngọt Bap ngọt (Zea mays var. saccharata) là cây hang năm, họ hòa thảo Poaceae, có bộ nhiễm sac thé 2n = 20. Thời gian chính xác bắp ngọt xuất hiện không rõ ràng, tuy nhiên, trong những năm 1770 bắp ngọt lần đầu tiên được phát hiện bởi người Mỹ da đỏ và sau đó được thu thập bởi người châu Âu. Papoon là giống bắp ngọt được thu thập đầu tiên và được ghi lại bởi người Anh Điêng Ironquois vào năm 1779 (Schultheis, 1998).
Bắp ngọt là một đột biến lặn của bắp thường, một số là đột biến lặn của gen điều khiến tổng hop tinh bột (sz) và những biến đổi khác, gen điều khiển độ ngọt là gen kéo dài mạch đường (se), gen siêu ngọt hay nhăn nheo (sh2) (Vince và ctv, 2002). Bắp ngọt siêu ngọt được nhà khoa học John Laughnan của đại học Urbana phát hiện năm 1959 khi thử hạt bắp khô, ông rất ngạc nhiên về độ ngọt của một hạt bắp đột biến nhận được từ trung tâm dự trữ di truyền cây bắp của trường ở Urbana. Đột biến đó được biết là shrunken2 và sau đó được biết là một dang bắp siêu ngọt trên thế giới (McGraw và Sachs, 2000). Đặc điểm của bắp ngọt được nhiều nghiên cứu công bố với đặc điểm nỗi bat về chất lượng hạt và màu sắc hạt.
Bap ngọt có rất nhiều màu sắc khác nhau: trang, vàng, đỏ, tím và dạng lẫn tạp. Trong đó phổ biến là dạng có nội nhũ trắng, nội nhũ vàng. Sự lẫn tạp phấn của các dang nội nhũ vàng và nội nhũ trang tạo ra dang lẫn tạp vàng — trắng (bi-colors) (gồm 75% vàng va 25% trang trên cùng 1 bap ở bap ngọt. Tuy nhiên, nếu dang lẫn vàng - trắng giao phấn với dang màu vàng thi màu của nội nhũ sẽ có màu vang là chính (Abedon va Tracy, 1996).
Phân loại bắp ngọt có thể dựa trên hàm lượng đường và một số đặc điểm khác. Vince và cs (2002) dựa trên hàm lượng đường và một số đặc điểm phân bắp ngọt thành 3 nhóm: + Bap ngọt ngọt thường - normal sugary (sw), có độ brix dao động từ 5 - 11%, nay mam được ở nhiệt độ > 15°C, đây là bắp tiêu chuẩn cho tiêu dùng ăn tươi. + Bắp ngọt ngọt đậm - sugary enhanced (se) độ đường cao hơn (độ brix dao động từ 12 - 20%) và thời gian chuyển đường thành tinh bột chậm hơn sau thu hoạch, nội nhũ rất mềm, nảy mam được ở nhiệt độ > 15°C. Các dòng thí nghiệm nhóm bắp ngọt ngọt đậm có độ brix dao động từ 12 - 14%.
+ Bap ngọt siêu ngọt - supersweet or shrunken-2 (s2) bap có hàm lượng đường cao gấp 2 - 3 lần bắp ngọt ngọt thường (độ brix dao động từ 21 - 27%). Hạt của loại bắp ngọt này thường nhăn nheo, nhỏ và nhẹ hơn hai loại trên. Phân nhóm bắp theo gen quy định tính ngọt Hàm lượn ` ; ` Tén loai bap đường (%: Cặp gen lặn Năm trên NST số Bắp ngọt ngọt thường (normal sugary) 5-11 SUSU 4 Bap ngot ngot dam 12-20 sese 4 (sugary enhanced) Bap ngọt siêu ngọt 21-27 sh2sh2 3 (super/extra sweet) (Schultheis, 1998) Cây bap ngọt không trồng chung với các loại bap khác vi tinh ngọt của bap là do gen lặn quy định, vì thé tính ngọt chỉ biểu hiện khi cặp gen sz, se hoặc s2 ở dạng đồng hợp tử. Khi một giống bắp ngọt nào đó nhận phan từ giống bắp khác không có gen se, su hoặc s2 cặp alen tại vi trí đột biến ở dạng di hợp tử, như thé bap sẽ không có tính ngọt.
Alen se và su đột biến tại cùng một vị trí trên NST số 4, vì thế hai giống bap có gen se va su có thé trồng gần nhau mà bắp van có tính ngọt. Riêng giống bắp có gen s2 thì tuyệt đối phải trồng cách ly với bat cứ loại bắp nào khác mới duy trì được tính ngọt (Schultheis, 1998).2 Đặc điểm thực vật học cây bắp Theo Ngô Hữu Tình (1997) cây bắp có những đặc điểm thực vật học như: Ré Cây bap có hệ rễ chùm. Căn cứ vào hình thái, vị trí và thời gian sinh trưởng chia rễ bắp thành 3 loại: Ré mam: Rễ mầm phát triển từ rễ sơ sinh của phôi. Rễ mầm có 2 loại: rễ mam so sinh và rễ mam thứ sinh.
Rễ đốt: Rễ đốt phát triển từ các đốt thấp của thân nằm dưới mặt đất 3 - 4 cm, mọc vòng quanh các đốt dưới mặt đất bắt đầu lúc bắp được 3 - 4 lá. Ré chân kiéng: Rễ chân kiéng là loại rễ đốt mọc ở đốt gần sát trên mặt đất. Ở những giống nhiệt đới rễ này thường phát triển mạnh. Than Than bắp đặc, đường kính khoảng 2 - 3 cm tùy thuộc vào giống, môi trường và trình độ thâm canh.
Trong điều kiện bình thường, cây bắp cao từ 1,8 - 2,0 m có số lóng thay đổi tùy thuộc vào giống. Trên các đốt thân, bao gồm các đốt từ đốt mang bắp trở xuống mỗi đốt đều mang một mầm nách, do vậy tiết diện ngang của các đốt thân này có hình trăng khuyết do vết lõm chứa mầm nách. Lá Căn cứ vao hình thái và vị trí trên thân có thé chia thành 4 loại lá: lá mam, lá thân, lá ngọn, lá bi. Các bộ phận của lá gồm: bẹ lá, phiến lá, tai lá.
Những lá ở giữa thân phát triển nhất, có vai trò quan trọng trong việc vận chuyền chất dinh dưỡng vào bắp. Diện tích lá tăng dần qua từng thời kỳ, đạt tối đa vào khoảng từ trỗ cờ đến khi hạt ngậm sữa. Hoa Hoa đực (bông cờ) bao gồm các hoa đực sắp xếp theo kiểu chùm bông, gồm một trục chính, trên trục chính phân làm nhiều nhánh và trên mỗi nhánh hay trục chính có nhiều gié. Các gié mọc đối điện nhau trên trục chính hay các nhánh, mỗi gié có 2 chùm hoa, môi chùm 2 hoa.
Trên môi chùm hoa có 2 vỏ trâu ngoài có chứa 2 hoa, mỗi hoa có 2 vỏ trau trong, mong, mau trang, ở giữa mỗi hoa có 3 nhị đực, mỗi nhị đực có 1 bao phấn. Hoa cái (bắp) được sinh ra từ nách lá phần giữa thân. Bắp gồm các bộ phận chính như cuống bắp và lõi bắp. Cuống bắp gồm nhiều đốt rất ngắn, mỗi đốt trên cuống có 1 lá bi bao bọc nhằm bảo vệ trái bắp, lá bi thường không có phiến.
Lõi bắp trục chính của hoa tự cái, hoa cái mọc thành từng đôi. Mỗi chùm cũng có 2 hoa nhưng hoa thứ 2 thoái hóa. Số hàng hạt trên bắp thường là số chan. Hạt Hạt bắp thuộc loại quả định gồm các bộ phận chính: vỏ hat, lớp aleuron, phôi, phôi nhũ và mũ hạt, phía dưới của hạt còn có gốc hạt gắn liền với lõi bắp.3 Giá trị dinh dưỡng Với thành phần dinh dưỡng phong phú và đầy đủ mà bắp ngọt được dùng rất nhiều trong thành phan thức ăn cũng như khâu phan ăn hang ngay của con người.
Bap vừa là món ăn bổ dưỡng và cung cấp nhiều năng lượng, vitamin dồi dào. Những sản phẩm điển hình được chế biến từ bắp là sữa bap, bắp ăn tươi, bắp đóng hộp. Các nhà khoa học Mỹ đã phân tích được các thành phần và hàm lượng dinh dưỡng có trong 100g bắp ngọt như sau: Bảng 1.2 Thành phần, hàm lượng các chất dinh dưỡng của bắp ngọt Chất dinh dưỡng Hàm lượng Chất dinh dưỡng Hàm lượng Protein 3,27 g Na 15 mg Lipid 1,35 g Zn 0,46 mg Carbohydrate 18,72 Vitamin B9 42 pg Ca 2 mg Vitamin B] 0,155 mg Fe 0,52 mg Vitamin B2 0,055 mg Mg 37 mg Vitamin B3 1,77 mg P S9mg Vitamin BS 0,717 mg K 270 mg Vitamin C 6,8 mg (USDA Nutrient database,2019) Bang 1.2 cho thấy trong 100 g bap ngọt có chứa rất nhiều chất khoáng, va hàm lượng vitamin B và vitamin C có trong bắp ngọt ở mức tương đối cao giúp tăng sức mạnh miễn dịch cho cơ thé. Bên cạnh đó các nguyên tố sắt, magié giúp tăng cường sức mạnh tông thé của xương.
Anthocyanin đại điện cho một phân lớp của các hợp chất phenolic (Delgado và cs, 2000). Chúng là glycoside hòa tan trong nước của anthocyanidin, là nguyên nhân chủ yếu tạo ra màu vàng nhạt, cam, đỏ, đỏ tươi, tím và xanh lam của nhiều loại mô thực vật, chủ yếu là hoa, lá và trái cây, bên cạnh các cơ quan lưu trữ như rễ, củ, thân và ngũ cốc (Chemler va cs, 2009; Martin và cs, 2017). Anthocyanins có mặt ở khắp nơi ở thực vật bậc cao (xuất hiện trong hơn 30 họ), nhưng thường không có ở các loai tảo và các thực vật bậc thấp khác, mặc đù một số anthocyanins đã được xác định trong rêu và dương xi (Delgado va cs, 2000). Có bằng chứng chứng minh mối liên hệ tích cực giữa lượng ăn vào và các tác dụng sinh học lành mạnh được hiển thị trong cơ thé sống, bao gồm các đặc tính chống ung thư, chống viêm và chống oxy hóa (Norberto và cs, 2013).
Bắp tím là một giống bap đặc biệt có nhiều anthocyanins và các hóa chất thực vật có chức năng khác, và được xem là một loại thực phẩm tăng cường sức khỏe được nhiều người báo cáo ở Peru và các nước Andean khác (Aoki và cs, 2002). Lợi ích sức khỏe của anthocyanins trong màu tím bắp đã được cho là do các hoạt động chống oxy hóa cao của chúng và các cơ chế khác, chang han như sự hiện diện của các thành phần đã được chứng minh là có khả năng làm giảm nguy cơ ung thư ruột già bằng cách ức chế sự tăng sinh của ruột già ở người tế bao ung thư trong ống nghiệm (Fukamachi và cs, 2001). Các hợp chất này cũng đã được chứng minh là giúp ngăn ngừa chan thương do thiếu máu cục bộ ở tim, các bệnh mạch máu não, bệnh tiểu đường và béo phì (Tsuda và cs, 2003).4 Yêu cầu ngoại cảnh Theo Trần Thị Dạ Thảo (2009) cây bắp có những yêu cầu về ngoại cảnh: Nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp để bắp sinh trưởng và phát triển tốt vào khoảng 24 — 30°C. Nhiệt độ quá thấp (< 10°C) hoặc nhiệt độ quá cao (> 38°C) ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây bắp.
Ánh sáng Bắp là loại cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới, thuộc nhóm cây ngắn ngày. Thành phần quang phô ánh sáng khác nhau không những ảnh hưởng đến sự phát triển của bông cờ và trái mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển của thân, độ dài đốt cũng như cấu trúc và kích thước lá. Nước Trong suốt thời kỳ sinh trưởng cây bắp tiêu thụ một lượng nước rat lớn dé tạo ra chất hữu cơ.