Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Nguồn gốc, giá trị dinh dưỡng cây Sắn 1. Nguồn gốc Sắn là cây có hoa hạt kín, có 2 lá mầm và có số NST (2n = 36), thuộc bộ ba mảnh cỏ (Euphorbiale ), họ thầu dầu (Euphotbiaceae), chi Manihot, có tới hơn 300 chi và 8000 loài phân thành 17 nhóm. Nhiều tài liệu cho biết cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của Châu Mỹ La Tinh và được trồng cách đây khoảng 5000 năm (Baker Peter, 2009)[15].
Trung tâm phát sinh cây sắn được giả thiết tại vùng đông bắc của nước Brasil thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và hoang dại. Trung tâm phân hóa phụ của cây sắn có thể tại Mêhicô, Trung Mỹ và ven biển phía bắc của Nam Mỹ. Bằng chứng là những di tích khảo cổ ở Venezuela niên đại 2.700 năm trước công nguyên, di vật thể hiện củ sắn ở vùng ven biển Peru khoảng 2.000 năm trước công nguyên, những lò nướng bánh sắn trong phức hệ Malabo ở phía bắc Colombia niên đại khoảng 1200 năm trước công nguyên, những hạt tinh bột sắn ở trong phần hóa thạch được phát hiện tại Mexico có tuổi khoảng 900 năm đến 200 năm trước công nguyên (Duangpatra, D. Về vấn đề trung tâm phát sinh cây sắn còn nhiều điều không chắc chắn.
Các công trình nghiên cứu gần đây của nhiều tác giả kết luận rằng: Cây sắn có nguồn gốc phức tạp và có bốn trung tâm phát sinh đó là: Brasil có hai trung tâm, còn lại là ở Mehico và Bolivia (Aiyer, R. Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của châu Phi vào thế kỷ XVI. Tài liệu nói tới sắn ở vùng này của Barre và Thevet viết năm 1558. Ở châu Á, sắn được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ XVII (Duangpatra, D.
(1987)[16] và Sri Lanka đầu thế kỷ XVIII (Bandara, W. Sau đó, sắn được trồng ở Trung Quốc, Myanma và các nước châu Á khác ở cuối thế kỷ XVIII, đầu thế kỉ XIX. Ở Châu Á, sắn được du nhập vào từ thế kỷ XVII và theo hai con đường: Thứ nhất là vào Ấn Độ sau đó sang Trung Quốc, Mianma và một số nước khác trong khu vực. Thứ hai từ Châu Phi đến Nam Mỹ, Philippin, Indonexia rồi lan dần sang các nước khác.
Cây sắn du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ XVIII và được trồng trên khắp lãnh thổ nước ta từ Bắc đến Nam do khả năng thích ứng tốt với điều kiện khí hậu thổ nhưỡng. Trước đây sắn được coi là một loại cây lương thực quan trọng cho một bộ phận nông dân Việt Nam. Tuy nhiên hiện nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, cây sắn đã và đang đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống xã hội của con người hiện nay. Giá trị dinh dưỡng Theo số liệu công bố của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp thế giới (FAO), hàm lượng dinh dưỡng trong củ sắn (tính trên 100 gam phần ăn được) như sau: Bảng 1.1: Hàm lượng dinh dưỡng trong củ sắn Thành phần dinh dưỡng Tỷ lệ % Tinh bột 32,1 Protein 1,0 Lipid(mỡ) 0,2 Xenlulose 1,2 Nước 65,5 Trong protein của sắn có tương đối đầy đủ các acid amin (nhất là 9 acid amin không thay thế được cần thiết cho con người) đặc biệt hai acid amin quan trọng là Lizin và Tritophan có đủ để cung cấp cho nhu cầu của cả trẻ em và người lớn.
n 6 Trước đây sắn được coi là một trong những cây lương thực quan trọng. Tại nhiều vùng nhiệt đới trên thế giới đã coi sắn và các sản phẩm chế biến từ sắn là nguồn lương thực chính, đặc biệt là các nước Châu Phi. Sắn là cây trồng đứng vị trí thứ tư trên thế giới về mặt cung cấp năng lượng cho con người. Ngày nay, chế biến sắn được sản xuất theo công nghiệp hóa, hiện đại hóa, các sản phẩm từ sắn ngày càng đa dạng và phong phú đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người dân.2: Giá trị dinh dưỡng của sắn Thành phần Tỷ lệ Tỷ lệ chất khô (%) 30- 40 Hàm lượng tinh bột (%) 27- 36 Đường tổng số (% FW) 0,5- 2,5 Đạm tổng số (%FW) 0,5- 2,0 Chất xơ (%FW) 1,0 Chất béo (%FW) 0,5 Chất khoáng (%FW) 0,5- 1,5 Vitamin A (mg/100gFW) 17 Vitamin C (mg/100gFW) 50 Năng lượng (KJ/100g) 607 Yếu tố hạn chế dinh dưỡng Cyanogenes Tỷ lệ trích tinh bột (%) 22- 25 Kích thước hạt bột (micron) 5- 50 Amylose (%) 15-29 Độ dính tối đa (BU) 700- 1100 Nhiệt độ hồ hóa (OC) 49-73 (Nguồn: Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema 1995) Củ sắn tươi: Phần ăn được có tỷ lệ chất khô 30-40% trọng lượng mẫu tươi, tinh bột 27- 36%, đường tổng số 0,5-2,5% (trong đó saccarose 71%, glucose13%, fructose 9%, mantose 3%), đạm tổng số 0,5-2,0%, chất xơ 1,0%, chất béo 0,5%, chất khoáng 0,5-1,5%, vitamin A khoảng 17 mg/100g, vitamin n 7 C khoảng 50 mg/100g, năng lượng 607 KJ/100g, yếu tố hạn chế dinh dưỡng là Cyanogenes, tỷ lệ trích tinh bột 22-25%, kích thước hạt bột 5- 50 micron, amylose 15-29%, độ dính tối đa 700- 1100 BU, nhiệt độ hồ hóa 49-73 OC (Christopher Wheatley, Gregory J.Scott, Rupert Best and Siert Wiersema, 1995).
Theo trích dẫn của (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên, 1996), đã dẫn liệu các số liệu phân tích của Việt Nam (Lê Thước,1966; Đại học Nông Lâm, 1987; Nguyễn Đức Trân, 1963; Viện Chăn nuôi, 1983), Trung Quốc (Zheng Bangguo et al, 1988), Philippines (Jose A. Eusebio 1978, Truong Van Den, 1989), Ấn Độ (Hirshi and Nair 1978) và CIAT (G. Gomez et al, 1985) đã cho kết quả tương tự. Củ sắn giàu chất bột, năng lượng, khoáng, vitamin C, hạt bột sắn nhỏ mịn, độ dính cao nhưng nghèo chất béo và nhất là nghèo đạm, hàm lượng các acid amin không cân đối, thừa arginin nhưng thiếu các acid amin chứa lưu huỳnh.
Tùy theo giống sắn, vụ trồng, số tháng thu hoạch sau trồng và kỹ thuật phân tích mà tổng số vật chất khô và hàm lượng đạm, béo, khoáng, xơ, đường, bột có sự thay đổi. Sắn lát khô: thường có hai loại: sắn lát khô có vỏ và sắn lát khô không vỏ. Sắn lát khô có vỏ bao gồm: vỏ thịt, thịt sắn, lõi sắn và có thể là một phần vỏ gỗ. Sắn lát khô không vỏ chỉ bao gồm thịt sắn và lõi sắn.
Số liệu phân chất về sắn lát khô không vỏ của Việt Nam bình quân: đạt vật chất khô 90,01%, đạm thô 2,48%, béo thô 1,40%, xơ thô 3,72%, khoáng tổng số 2,04%, dẫn xuất không đạm 78,59%, Ca 0,15%, P 0,25%. Sắn lát khô có vỏ vật chất khô 90,57%, đạm thô 4,56%, béo thô 1,43%, xơ thô 3,52%, khoáng tổng số 2,22%, dẫn xuất không đạm 78,66%, Ca 0,27%, P 0,50% Bột sắn nghiền và tinh bột sắn: Bột sắn nghiền thủ công có vật chất khô khoảng 87,56%, đạm thô 3,52%, béo thô 1,03%, xơ thô 1,37%, khoáng tổng số 1,38%, dẫn xuất không đạm 83,89%, Ca 0,11%, P 0,11% (Hoàng Kim và cs, 2008). Tinh bột sắn có màu rất trắng. Hạt tinh bột sắn quan sát trên kính n 8 hiển vi điện tử quét SEM có kích thước 5-40 nm, nhiều hình dạng, chủ yếu là hình tròn, bề mặt nhẵn, một bên mặt có chỗ lõm hình nón và một núm nhỏ ở giữa.
Tinh bột sắn có hàm lượng amylopectin và phân tử lượng trung bình cao hơn amylose của tinh bột bắp, lúa mì, khoai tây, độ nhớt cao, xu hướng thoái hóa thấp, độ bền gen cao. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của tinh bột sắn thể hiện rõ ở bảng 1. Các công ty chế biến tinh bột sắn thường cung cấp theo phiếu chất lượng sản phẩm của công ty cho khách hàng. Lá sắn: có hàm lượng đạm khá cao (20-25% trọng lượng chất khô) với nhiều chất bột, chất khoáng và vitamin.
Chất đạm của lá sắn có khá đầy đủ các acid amin cần thiết, giàu lysin nhưng thiếu methionin. Trong lá sắn ngoài các chất dinh dưỡng, cũng chứa một lượng độc tố [HCN] đáng kể. Các giống sắn ngọt có 80-110 mg HCN/ 1kg lá tươi. Các giống sắn đắng chứa 160-240 mg HCN/ 1kg lá tươi.
Lá sắn ngọt là một loại rau bổ dưỡng có chứa nhiều chất đạm, canxi, caroten, vitamin B1, C. nhưng cần chú ý luộc kỹ để làm giảm hàm lượng HCN. Lá sắn đắng không nên luộc ăn mà nên muối dưa hoặc phơi khô để làm bột lá sắn phối hợp với các bột khác làm bánh thì hàm lượng HCN còn lại không đáng kể. Độc tố HCN: Sắn có chứa một lượng độc tố ở dạng glucozit với công thức hóa học C10H17O6N.
Độc tố này được phát hiện lần đầu vào năm 1885 bởi Peckolt và được gọi là manihotoxin. Sau đó, Dunstan và Henry đã phân ly đựơc chất này có tính độc tương tự như chất say của một số loại họ Đậu (Nguyễn Thế Hùng, 2001)[2]. Chất độc này vị đắng có mặt trên hầu hết các bộ phận của cây và tất cả các giống. Dưới tác dụng của dịch vị có chứa acid clohydric hoặc men tiêu hóa, chất này bị phân hủy và giải phóng ra acid cyanhydric (Cyanogenes) là chất độc với người: C6H17O6N + H2O ===> C6H12O6 + (CH3)3 + HCN Linamarin Glucoze Axeton acid cyahydric n 9 HCN là chất gây độc đối với người và gia súc.
Liều gây độc cho người lớn là 20 mg HCN. Liều gây ngộ độc có thể chết người là 1,4mg HCN /1 kg trọng lượng cơ thể. Đối với trẻ em, người già và người ốm yếu thì liều gây độc và gây chết còn thấp hơn (Nguyễn Viết Hưng, 2005)[3]. Cơ chế gây độc là do HCN thấm vào máu, kết hợp với phân tử của máu, gây cản trở việc vận chuyển O2 và thải CO2, nên bệnh nhân khó thở.
Chất độc HCN trong sắn có vị đắng với hàm lượng thay đổi từ 15 - 400ppm… Tùy theo giống sắn, điều kiện đất đai, chế độ canh tác và thời gian thu hoạch mà hàm lượng HCN có khác nhau. Những giống sắn đắng hàm lượng độc tố HCN nhiều hơn các giống sắn ngọt. vỏ củ lượng độc nhiều hơn thịt củ. Trong củ sắn ngọt, hàm lượng glycozit này khoảng 3- 42 mg HCN/ 1kg, trong củ sắn đắng có tới 13-150 mg HCN/ 1 kg.3: Hàm lượng HCN Hàm lượng Sắn ngọt Sắn đắng HCN Vỏ củ Thịt củ Vỏ củ Thịt củ Cao nhất 42 15 56 37 Thấp nhất 14 3 12 13 Cây sắn non: 3-6 tháng tuổi, hàm lượng HCN có ít ở củ nhưng có nhiều ở lá.
Ở các cây sắn 11-18 tháng tuổi hàm lượng HCN tăng lên ở củ và hơi giảm xuống ở lá. Sự phân bố chất độc trong củ sắn không đều: Cuống củ chứa nhiều chất độc hơn giữa củ. Lớp vỏ thịt có nhiều HCN hơn cả (80-500 mg/1.000 g vỏ tươi), kế đến là lõi sắn, phần thịt sắn có chứa chất độc HCN ít hơn.
