Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu về cây khoai tây 1. Nguồn gốc và sự phân bố Về nguồn gốc xuất xứ, cây khoai tây (Solanum tuberosum L.) có nguồn gốc từ vùng núi cao Andess thuộc Nam châu Mỹ (Smith, 1968). Theo CM Bucaxốp đã xác định cây khoai tây có nguồn gốc ở Nam Mỹ, thuộc các nước Chilê, Pêru, Braxin, Bolivia…trên các miền núi có khí hậu cao và ấm.
Vavilốp cũng xác định rằng khoai tây có nguồn gốc từ Chilê, Pêru, Bolivia (Tạ Thu Cúc, 2000).[5] Theo các tài liệu cổ đại thì khoai tây hoang dại được người dân quanh dãy Andess ở Nam Pêru và Bắc Bolivia sử dụng từ 3-4 nghìn năm trước công nguyên. Sau khi được thuần hóa cây khoai tây đã được lan rộng khắp miền núi của dãy Andess (Nguyễn Quang Thạch, 1993). Trải qua quá trình chọn lọc và thuần hóa, nó có thể trồng ở các vùng khí hậu khác nhau bao gồm các vùng ôn đới, á nhiệt đới và nhiệt đới với các điều kiện sinh thái nông nghiệp khác nhau từ vùng đồng bằng đến vùng núi cao. Vào thế kỷ XVI người Tây Ban Nha chinh phục Châu Mỹ, từ đó cây khoai tây được đưa đến các vùng khác nhau trên thế giới (Nguyễn Văn Viết, 1991).[17] Khoai tây được trồng ở Tây Ban Nha năm 1570 và Anh vào năm 1590.
Sau đó, nó được lan truyền khắp châu Âu và tiếp theo là châu Á, từ châu Âu khoai tây được đưa đến mọi nơi trên thế giới và ngày nay khoai tây được trồng trên một diện tích ước tính đạt 180.000 km2, từ cao nguyên Vân Nam - Trung Quốc tới khu vực cao nguyên gần xích đạo của Java và cho tới tân Ukraina. Khoai tây được người Pháp đưa tới Việt Nam năm 1890 thông 6 qua chính sách thuộc địa và ngày nay nó trở thành một cây trồng quan trọng trong cơ cấu cây trồng của nước ta. Trước năm 1970, diện tích trồng khoai tây chỉ khoảng 2000 ha, sau đó tăng dần lên tới 102.000 ha ở năm 1979 - 1980 và cho đến nay đạt trên 180. Phân loại thực vật Về mặt phân loại thực vật, cây khoai tây thuộc chi Solanum Sectio Petota gồm 160 loài có khả năng cho củ.
Hiện nay, theo tổng kết có khoảng 20 loại khoai tây thương phẩm. Chúng đều thuộc loài Solanum tuberosumb L. và ở thể tứ bội (Tetraploid) (2n = 4x = 48), có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt cho năng xuất cao (Võ Văn Chi và CS, 1969. Cây khoai tây thuộc: - Giới: Plantae - Ngành: Magnoliophyta - Lớp: Magnoliopsida - Phân lớp: Asteridae - Bộ: Solanales - Họ: Solanaceae - Chi: Solanum - Loài: S.
tuberosum Cây khoai tây thuộc: - Giới thực vật (Plantae). - Phân giới thực vật bậc cao (Tracheobionta). - Lớp Hai lá mầm (Dicotyledoneae). - Loài Solanum tuberosum L.
7 Dựa theo số lượng nhiễm sắc thể, lấy số lượng nhiễm sắc thể cơ bản là X = 12 mà khoai tây trồng được chia ra làm tám loại theo bốn nhóm sau: Bảng 1. Số nhiễm sắc thể trong các nhóm giống Nhóm giống Số nhiễm sắc thể Loại bội thể S. goniocaly 2n = 2X = 24 Nhị bội S. x chaucha 2n = 3X = 36 Tam bội S.
tuberosum 2n = 4X = 48 Tứ bội ssp. curtilobum 2n = 5X = 60 Ngũ bội S. ambosimum 2n = 6X = 72 Lục bội (CIP 1986)[20] Trong các loài khoai tây trồng trên, chỉ có Solanum tuberosum thuộc nhóm tứ bội thể là được trồng rộng rãi trên thế giới. Đặc điểm thực vật học 1.
Rễ Rễ khoai tây thuộc loại rễ chùm nếu trồng bằng củ, còn trồng bằng hạt có rễ chính và từ rễ chính hình thành các rễ phụ khác. Bộ rễ phân bố chủ yếu trên tầng đất cày 0 - 40cm. Tuy nhiên mức độ phát triển của bộ rễ còn phụ thuộc vào các yếu tố như: kỹ thuật làm đất, tính chất vật lý của đất, độ ẩm, giống và các yếu tố ngoại cảnh khác. Bộ rễ có nhiệm vụ hút nước và dinh dưỡng để nuôi cây và thân củ 1.
Thân Thân khoai tây là loại thân bò, có giống thân đứng, trên thân có thể mọc các nhánh. Thân dài 30 - 150cm thay đổi tùy theo giống. Thân có dạng 8 tròn hoặc 3 - 5 cạnh. Trên thân có lông tơ cứng, khi già lông rụng.
Thân có mầu xanh, tím, hoặc hồng tùy giống. Lá Lá hình thành và hoàn thiện theo sự tăng trưởng của cây: đầu tiên là các lá nguyên đơn, sau đó hình thành các lá kép lẻ chưa hoàn chỉnh và cuối cùng là các lá hoàn chỉnh. Lá hoàn chỉnh có từ 3 - 4 đôi lá chét mọc đối xứng nhau, lá xẻ lông chim, trên cùng có một lá chét đính ở đỉnh, phần cuống lá có tai lá. Số lượng, kích thước và sự sắp xếp của lá trên thân thể hiện đặc điểm của giống và thể hiện độ thoáng cũng như khả năng hấp thu ánh sang của mỗi lá và bộ lá.
Khi diện tích che phủ đạt từ 38.000m2/ha khả năng quang hợp là lớn nhất, tiềm năng năng suất đạt cao nhất. Hoa - Quả - Hạt Hoa khoai tây là loại hoa lưỡng tính, tự thụ phấn, hoa mọc thành chùm, có 5 - 7 cánh hoa màu trắng hoặc phớt tím tùy thuộc vào từng giống. Hạt phấn hoa thường bất thụ do vậy tỷ lệ đậu quả thấp. Quả là loại quả mọng hình tròn hoặc trái xoan, nhỏ, có màu xanh lục hay tím, có 2 - 3 noãn tạo 2 - 3 ngăn chứa hạt rất nhỏ.
Khi chín quả có màu trắng bạc hoặc phớt hồng. Hạt dạng tròn dẹt, màu xanh đen, có chứa nhiều dầu, P1000 hạt = 0. Hạt có thời gian ngủ nghỉ như củ giống. Củ Củ khoai tây thực chất là do sự phình to và rút ngắn của tia củ (thân ngầm hay thân địa sinh).
Củ có mầu vàng, hồng hoặc tím… tùy thuộc vào giống. Trên củ có các mắt củ, số lượng mắt củ và độ sâu mắt củ phụ thuộc vào giống. Củ có thời gian ngủ nghỉ kéo dài từ 2 - 4 tháng. Giá trị dinh dưỡng của cây khoai tây Khoai tây thuộc nhóm thực phẩm cao cấp.
Hàm lượng dinh dưỡng trong “củ” khoai tây rất phong phú, đa dạng, bao gồm tinh bột, protein, gluxit, các loại vitamin thành phần khoáng của khoai tây chủ yếu là P, Ca, Fe, Mg, K. Thành phần dinh dưỡng trong củ khoai tây khá phong phú và đa dạng gồm: Tinh bột, đường, protein, gluxit, một số loại vitamin và khoáng chất khác, đây là các yếu tố dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người. Vì vậy mà củ khoai tây được ví như những “túi dinh dưỡng” với hàm lượng tinh bột và các chất dinh dưỡng khác rất cao. Trong 100g khoai tây luộc, cung cấp ít nhất 5% nhu cầu về protein, 3% năng lượng, 7 - 12% Fe, 10% vitamin B6 và 50% nhu cầu vitamin C cho người/ngày Tạ thu Cúc và cộng sự 2000.[5] Để sử dụng khoai tây, người ta chế biến theo nhiều cách để phù hợp với tập quán và thị hiếu của con người như luộc, rán, chiên, nướng, hấp, nấu súp, nấu cari, làm mứt.
Phụ phẩm của khoai tây được tận dụng để phục vụ cho công nghiệp hoá học: chiết xuất axit citric, chưng cất rượu, làm cao su nhân tạo, tráng phim ảnh. Khoai tây còn là nguồn thức ăn phục vụ cho ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm Tạ thu Cúc và cộng sự 2007.[4] Ưu thế của khoai tây là hàng hoá xuất khẩu tươi hoặc đông lạnh cho nhiều nước trên thế giới, nhanh chóng thu được ngoại tệ. Thành phần hóa học trong khoai tây tính theo trọng lượng chất tươi Thành phần Hàm lượng Chất khô 15- 28% Tinh bột 12,6- 18,2% Glucose 0,01- 0,6% Fructose 0,01- 0,6% Sucrose 0,13- 0,68% Chất xơ 1- 2% Lipid 0,075- 0,2% Protein 0,6- 2,1% Asparagin 110- 529mg/ 100g Glutamin 23- 409mg/ 100g Prolin 2- 209mg/ 100g Các amino acid khác 0,2- 417mg/100g Polyphenol 123- 441mg/ 100g Carotenoid 0,05- 2mg/ 100g Tocopherol 0,3mg/ 100g Thiamin B1 0,02- 0,2mg/ 100g Riboflavin 0,01- 0,07 mg/ 100g Vitamin B6 0,13- 0,44mg/ 100g Vitamin C 8- 54mg/ 100g Vitamin E 0,1mg/ 100g Axit folic 0,01- 0,03mg/ 100g Nito 0,2- 0,4% Kali 280- 564mg/ 100g Phospho 30- 60mg/ 100g Canxi 5- 18mg/ 100g Magie 14- 18mg/ 100g Sắt 0,4- 1,6mg/ 100g Kẽm 0,3mg/ 100g Glycoalkaloid 20mg/ 100g (Li et al, 2006 [33], Storey, 2007 [32]) 11 Bảng 1. Thành phần dinh dưỡng của khoai tây tươi và khô so sánh với các loại cây trồng khác Vitamin Độ Năng Chất Chất Protein Ca Axit Cây trồng ẩm lượng béo xơ Thiamine Riboflavin thô (g) (mg) ascorbic (%) (kJ) (g) (g) (mg) (mg) (mg) Khoai tây tươi 78.04 Khoai tây khô 11.
Thành phần của khoai tây (tươi và khô) so với các cây lương thực, thực phẩm khác. Số liệu tính trên 100g phần ăn được. Tỷ lệ phần trăm (so với tổng sản lượng) khoai tây sử dụng và mức tiêu thụ theo đầu người ở các vùng và quốc gia khác nhau (CIP 1996) [30]. Tuy nhiên, trong khoai tây cũng có một số chất có hại về mặt dinh dưỡng.
Một số loài và giống khoai tây có nồng độ cao về glycoalkaloid (α- solanine và α- chaconine), đặc biệt là chúng có mặt ngay ở dưới lớp vỏ. Các hợp chất này không bị phân giải khi nóng và có thể có gây độc cho người khi ở nồng độ cao và làm giảm hương vị (Storey & Davies, 1992) [31]. Hàm lượng glycoalkaloid sẽ tăng lên trong quá trình bảo quản, đặc biệt khi bảo quản ở điều kiện nhiệt độ tương đối thấp và sau khi đưa ra ánh sáng (Storey & Davies, 1992) [31]. Lượng tiêu thụ (%) của khoai tây và lượng tiêu thụ khoai tây tính theo đầu người ở các nước khác nhau Mục đích sử dụng Lượng tiêu thụ Quốc gia Ăn Chế Thức ăn Củ tính theo đầu Khác tươi biến gia súc giống người Châu Á Trung Quốc 36 22 31 6 5 14 Ấn Độ 73 0 0 10 17 14 Iran 85 0 0 5 10 39 Bangledesh 81 0 0 9 10 10 Châu Phi Ai cập 74 0 0 12 14 21 Nam Phi 75 6 10 5 5 26 Algeria 82 1 0 8 10 33 Malawi 76 0 3 11 10 29 Châu Mỹ Colombia 71 0 100 6 12 56 Brazil 79 1 0 12 8 14 Peru 68 1 1 11 20 63 Argentia 85 1 0 4 10 52 USA 32 60 1 7 0 61 Châu Âu Ba Lan 21 4 48 13 14 136 Đức 59 14 9 7 11 79 Hà Lan 29 47 14 8 3 87 Nga 48 5 23 20 4 121 Thế giới 54 8 19 12 8 28 (CIP 1998) [49] 1.
Sự phát triển sản xuất khoai tây Khoai tây với thành phần khoảng 75% nước, 17,7% tinh bột, 0,9% đường, 1 - 2% protein, 0,7% axít amin. Trong thành phần protein, khoai tây 13 có chứa tất cả các axít amin không thay thế izoloxin, lexin, methionin, phenylamin, treonin, valin và histidin.