CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nguồn gốc, giá trị và vị trí phân loại của cây ngô 1.1 Nguồn gốc cây ngô Theo Vavilov (1926), Mexico và Peru là những trung tâm phát sinh và đa dạng di truyền của cây ngô. Mexico là trung tâm thứ nhất, nơi phát sinh ra cây ngô. Vùng Andet (Peru) là trung tâm thứ hai, nơi cây ngô trải qua quá trình tiến hóa nhanh chóng.
Cho tới nay, có nhiều giả thiết về nguồn gốc di truyền của cây ngô, có thể tóm tắt sau: • Cây ngô là con lai giữa Teosinte và một thành viên không rõ thuộc chi Andrôpgoneae. • Cây ngô là con lai nhị bội tự nhiên giữa các loài châu Á thuộc chi Maydeae và Andropogoneae. • Ngô là con lai giữa ngô bọc, Teosinte và Trisacum. • Ngô là con lai của ngô bọc Nam Mỹ, Trisacum Trung Mỹ và Teosinte.
• Ngô, Teosinte và Trisacum bắt nguồn riêng rẽ từ một dạng tổ tiên chung. • Teosinte là nguồn gốc của ngô sau một hoặc nhiều đột biến. Trong nhiều giả thuyết, thuyết Teosinte (Beadle, 1939: Langham, 1940:Langley,1941) cho rằng, có một hoặc nhiều đột biến xảy ra với cây Teosinte đã làm thay đổi một vài cấu trúc đã tạo nên cây ngô nguyên thủy, đây là giả thuyết thuyết phục nhất. Gần đây, Beadle (1978), Kato (1988), phân tích sự tương đồng về hình thái tế bào, đặc biệt là các phức hợp nốt (Knob complexes) ở nhiễm sắc thể đã khẳng định rằng, ngô bắt nguồn từ Teosinte một năm ở Mexico [25].
Cây ngô được du nhập vào Việt Nam khoảng 300 năm trước, có thể thông qua 2 con đường, từ Trung Quốc và từ Indonesia. Một số tư liệu cho rằng, người Bồ Đào Nha đã nhập ngô vào Java (Indonêsia) có thể trực tiếp từ Nam Mỹ vào năm 1496. Sau đó, ngô từ Indonesia chuyển sang Việt Nam. Giống ngô tím Fancy 111 là giống ngô nếp lai, màu tím bắt nguồn từ giống ngô tím có nguồn ngốc từ Peru (dãy Andes) và được trồng rộng rãi tại các quốc 5 gia Nam Mỹ, hợp chất tự nhiên tạo nên màu tím có trong hạt là anthocyanin thuộc nhóm chất phenolic.
Giống ngô này cũng được trồng rộng rãi ở các nước trong đó có Thái Lan [47].2 Vị trí phân loại và đặc điểm thực vật học cây ngô Cây ngô có tên khoa học là Zea mays L., thuộc chi Zea, họ Hòa thảo (Gramineae), bộ Hòa thảo (Poaceae), lớp một lá mầm (Monocotyledoneae), nghành hạt kín (Angiospermatophyta), phân giới thực vật bậc cao (Cormobionta). Hiện nay trên thế giới tồn tại hai hệ thống phân loại đối với chi Zea mays. Theo bảng phân loại dựa trên đặc điểm hình thái nội nhũ trong hạt do Sturtevant đề xuất năm 1899 loài ngô được phân thành các loài phụ (các nhóm) sau đây: 1-Ssp. amilaceae - ngô bột; 2- Ssp.
indentata – ngô răng ngựa; 3- Ssp. indurate – ngô đá rắn: ngô tẻ; 4- Ssp. everta – ngô nổ; 5- Ssp. saccharata - ngô đường; 6- Ssp.
ceratina – ngô nếp; 7- Ssp. tunicate – ngô vảy, ngô bọc [25],[32],[33] 1.3 Giá trị của cây ngô tím 1.1 Giá trị dinh dưỡng hạt ngô Ngô là cây lương thực giàu dinh dưỡng, là một loại ngũ cốc rất có lợi cho sức khỏe. Đây không chỉ là một nguồn thực phẩm giàu năng lượng, hàm lượng dinh dưỡng cao mà còn giúp tránh nguy cơ ung thư, các bệnh về tim hay chứng tăng huyết áp. Cũng như tất cả các loại hạt ngũ cốc, hạt ngô chủ yếu bao gồm tinh bột và đường.
Tinh bột là thành phần chính trong hạt ngô, chiếm 28 - 80% trọng lượng khô, đường chiếm (1-3%). Ngô đường chứa tinh bột đặc biệt thấp (28%), hàm lượng đường cao (18%), chủ yếu là saccharose. Hàm lượng chất xơ của các loại ngô khác nhau, nhưng nhìn chung chất xơ chiếm khoảng 9-15%. Chất xơ chủ yếu là chất xơ không hòa tan, như hemicellulose, cellulose và lignin.
Hạt ngô chứa nhiều protein. Tùy thuộc vào giống ngô, nhưng hầu hết hàm lượng protein trong hạt ngô khoảng 10-15%. Loại protein có nhiều nhất trong hạt ngô là zeins, chiếm 44-79% tổng lượng protein. Nhìn chung, chất lượng protein zeins nghèo 6 vì nó thiếu một số amino acid thiết yếu, chủ yếu là lysine và trypthophane.
Hàm lượng chất béo trong hạt ngô rất ít. Tuy nhiên, hạt ngô non, rất giàu chất béo và được sử dụng để làm dầu ngô, để nấu ăn. Dầu ngô cũng chứa một lượng đáng kể vitamin E, ubiquinonen và phytosterol, nên làm giảm lượng cholesterol trong máu.[25],[26] Ngoài ra, trong hạt ngô còn có chứa vitamin và khoáng chất như acid pantothenic, folate, B6, niacine; mangan, phosphor, magie, kẽm, đồng, kali., và một số hợp chất khác: acid ferulic, anthocyanin, zeaxanthine, lutein, acid phytic. *Giá trị dinh dưỡng hạt ngô tím : Ngô tím tốt cho hệ tim mạch: Ngô tím chứa sắc tố anthocyanin có chức năng điều hoà huyết áp.
Vì vậy, những người mắc bệnh tim mạch, ngô tím như “thần dược” hỗ trợ điều trị rất tích cực, hiệu quả cho họ [46]. Ngô tím ngăn ngừa ung thư hiệu quả, sử dụng 1 quả ngô tím mỗi ngày giúp đẩy lùi sự xuất hiện của các tế bào ung thư. Thành phần anthocyanin trong ngô tím có chức năng chống oxy hóa, bảo vệ tế bào khỏi các tác nhân gây hại bởi các gốc tự do. Do đó, ngô tím có tác dụng trị ung thư hiệu quả.
Ngô tím chống viêm sưng: Theo tạp chí Nutritional Biochemistry, một nghiên cứu cho thấy sắc tố anthocyanin trong ngô tím có tác dụng giảm viêm, sưng. Ngô tím ngừa tiểu đường và béo phì, một trong những sắc tố anthocyanin ở ngô tím có tên cyanidin 3-O-beta-D-glucoside có tác dụng ngăn ngừa bệnh béo phì và tiểu đường. Ngoài ra, ngô tím còn làm chậm quá trình lão hóa, trẻ lâu: C3G (Cyanidin 3-glucoside), anthocyanin trong hạt ngô tím, có chức năng làm giảm hoạt động của các gốc tự do độc, tạo ra khi cơ thể mệt mỏi hay gặp stress, từ đó làm chậm quá trình lão hóa [40],[42].2 Giá trị sử dụng Ngô là một trong những loại cây lương thực quan trọng góp phần nuôi sống gần 1/3 dân số thế giới. Tất cả các nước trồng ngô nói chung đều ăn ngô ở mức độ khác nhau, 21% sản lượng ngô thế giới (hơn 100 triệu tấn) được sử dụng làm lương thực cho con người.
Các nước Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi sử 7 dụng ngô làm lương thực chính. Các nước Đông Nam Phi sử dụng 72% sản lượng ngô làm lương thực, Tây Trung Phi: 66%, Bắc Phi: 45%, Tây Á: 23 %, Nam Á: 75%, Đông Nam Á và Thái Bình Dương: 43%, Đông Á: 12 %, Trung Mỹ và Caribê: 56%, Nam Mỹ: 9%, Đông Âu và Liên Xô cũ: 7%, Tây Âu, Bắc Mỹ và các nước phát triển khác: 4%. Ở Việt Nam tỷ lệ ngô làm lương thực chiếm 15 - 20% [11]. Những năm gần đây cây ngô còn là cây dược phẩm.
Theo Đông y, các bộ phận của cây ngô đều được dùng làm thuốc với công dụng chính là lợi thuỷ, tiêu thũng, trừ thấp, góp phần trừ một số bệnh như: bướu cổ, sốt rét. Ngoài ra, ngô còn là cây thức ăn chăn nuôi quan trọng hiện nay. Ngoài việc cung cấp chất tinh bột, cây ngô còn làm thức ăn xanh và ủ chua lí tưởng cho đại gia súc, đặc biệt là bò sữa. Ngoài các mục đích trên, ngô còn được dùng làm nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất rượu, cồn, tinh bột, dầu ngô, bánh kẹo,.
Từ ngô, người ta đã sản xuất ra khoảng 670 mặt hàng khác nhau của các ngành công nghiệp, lương thực, thực phẩm, công nghiệp dược, công nghiệp nhẹ. Người ta chế biến tinh bột ngô nếp bằng cách xay ướt để dùng trong công nghiệp chế biến thực phẩm, keo dán, chất hồ dính, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, lên men sản xuất cồn và chuyển thành đường fructose, chế sirô v. Tinh bột ngô nếp còn được sử dụng như một dạng sữa ngô làm đồ gia vị cho món salad. Phạm vi sử dụng tinh bột ngô nếp ngày một phát triển, nhờ những tính chất đặc biệt của nó [26].2 Đặc điểm hình thái và sinh trưởng của cây ngô 1.1 Đặc điểm thực vật học cây ngô Các giống ngô ở Việt Nam có những đặc điểm như chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, chống chịu sâu, bệnh và thích ứng với điều kiện ngoại cảnh khác nhau.
Song cây ngô đều có những đặc điểm chung về hình thái, giải phẫu. Các bộ phận của cây ngô bao gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và hạt. - Rễ: Ngô có hệ rễ chùm tiêu biểu cho bộ rễ các cây họ hòa thảo. Độ ăn sâu và sự lan rộng của rễ phụ thuộc vào giống, độ phì nhiêu và độ ẩm của đất.
Ngô có 3 lọai rễ chính: Rễ mầm, rễ đốt và rễ chân kiềng. Rễ mầm (còn gọi là 8 rễ mộng, rễ tạm thời, rễ hạt) gồm có: rễ mầm sơ sinh và rễ mầm thứ sinh. Rễ mầm sơ sinh (rễ chính) là cơ quan đầu tiên xuất hiện sau khi hạt ngô nảy mầm. Sau một thời gian ngắn xuất hiện, rễ mầm sơ sinh có thể ra nhiều lông hút và nhánh.
Rễ mầm thứ sinh (rễ phụ hoặc rễ mầm phụ) rễ này xuất hiện từ sau sự xuất hiện của rễ chính và có số lượng khoảng từ 3 đến 7. Tuy nhiên, đôi khi ở một số cây không xuất hiện lọai rễ này. Rễ mầm thứ sinh cùng với rễ mầm sơ sinh tạo thành hệ rễ tạm thời cung cấp nước và các chất dinh dưỡng cho cây trong khoảng thời gian 2 - 3 tuần đầu. Sau đó vai trò này nhường cho hệ rễ đốt.
Rễ đốt (rễ phụ cố định) phát triển từ các đốt thấp của thân, mọc vòng quanh các đốt dưới mặt đất bắt đầu lúc ngô được 3 - 4 lá. Số lượng rễ đốt ở mỗi đốt của ngô từ 8 - 16. Rễ đốt ăn sâu xuống đất và có thể đạt 2,5 m tới 5 m, nhưng khối lượng chính của rễ đốt vẫn là ở lớp đất phía trên. Rễ đốt làm nhiệm vụ cung cấp nước và các chất dinh dưỡng suốt thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây ngô.
Rễ chân kiềng (rễ neo hay rễ chống) mọc quanh các đốt sát mặt đất. Rễ chân kiềng to, nhẵn, ít phân nhánh, không có rễ con và lông hút ở phần trên mặt đất. Ngoài chức năng chính là bám chặt vào đất giúp cây chống đỡ, rễ chân kiềng cũng tham gia hút nước và thức ăn.[2],[3] - Thân ngô: Đặc, khá chắc. có đường kính từ 2 – 4 cm tuy thuộc vào giống, điều kiện sinh thái và chăm sóc.
Chiều cao của thân ngô khoảng 1,5 – 4 m. Thân chính của ngô có nguồn gốc từ chối mầm. Từ các đốt dưới đất của thân chính có thể phát sinh ra 1 - 10 nhánh (thân phụ) với hình dáng tương tự như thân chính.