Chương 1
VỊ TRÍ KINH TẾ CÂY SẮN
1.1 Tầm quan trọng của sắn trên thế giới và Việt Nam
1.2 Sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam
1.3 Thành phần dinh dưỡng và giá trị kinh tế của sắn
1.4
Nguồn gốc, phân
loại, vùng phân bố, lịch sử phát triển .
Tầm quan trọng của sắn trên thế giới và Việt Nam
Sắn (Manihot esculenta Crantz) là cây trồng quan trọng trong nền nông nghiệp của nhiều nước nhiệt đới và cận nhiệt đới, vừa là lương thực thiết yếu của gần 1 tỷ người ở những vùng khó khăn trên thế giới vừa là nguồn nguyên liệu chính của nhiều ngành công nghiệp chế biến. Tổ chức Lương Nông Quốc tế (FAO) đã khẳng định sắn là cây trồng tiềm năng của thế kỷ 21 (FAO, 2013). Hiện nay, sắn được trồng tại 105 quốc gia và vùng lãnh thổ với tổng diện tích 23,48 triệu ha với sản lượng năm 2017 đạt 292,00 triệu tấn đứng thứ 4 sau ngô (1.134,75 triệu tấn), lúa gạo (769,66 triệu tấn) khoai tây (388,19 triệu tấn) (FAO, 2019). Sắn là cây đa dụng 4f (food, feed, flour, fuel) với sản lượng sắn phần lớn được dùng để làm nguyên liệu chế biến tinh bột, cồn sinh học, tinh bột biến tính, bao bì, ván ép, màng phủ sinh học, thức ăn gia súc và phụ gia thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.
1.1 Sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam
1.2.1 Tình hình sản xuất sắn trên thế giới
Vùng trồng sắn: Sắn được trồng 76.80% ở châu Phi, 14.85% ở châu Á, và 8.26% ở châu Mỹ Latinh. Năng suất sắn năm 2017 ở châu Phi đạt bình quân 8,79 tấn / ha, ở châu Á là 21,93 tấn / ha, và châu Mỹ La tinh là 12,89 tấn / ha (Bảng 1.1). Sản lượng sắn ở châu Á tăng với tốc độ khá cao 1,7% hàng năm vào cuối những năm 1970 và đầu thập niên 80, chậm lại đáng kể trong thập niên 90 và đã tăng trưởng rất nhanh trở lại ở mức 5,7% mỗi năm trong mười năm qua. Việt Nam là một trong mười nước trồng nhiều sắn của thế giới với sản lượng 10,27 triệu tấn, năng suất đạt 19,28 tấn/ ha.
Chiều hướng sản xuất sắn trên thế giới trong 17 năm qua (2000-2017) thì sản lượng sắn đã gia tăng từ 176,14 triệu tấn củ tươi năm 2000 lên 291,99 triệu tấn năm 2017. Diện tích sắn tăng từ 16,96 triệu ha năm 2000 lên 26,34 triệu ha năm 2017 và năng suất sắn củ tươi bình quân toàn cầu đã tăng từ 10,38 tấn/ ha năm 2000 lên 11,08 tấn/ ha năm 2017. (Bảng 1.1)
Sản lượng sắn Việt Nam tăng từ 1,98 triệu tấn năm 2000 lên đến 10,27 triệu tấn năm 2017. Năng suất sắn Việt Nam tăng từ 8,35 tấn/ ha năm 2000 lên nhanh đạt 19,28 tấn/ ha năm 2017. Việt Nam là điểm sáng toàn cầu về sự gia tăng sản lượng và năng suất sắn từ những năm đầu thế kỷ 21 cho đến nay (Hình 1.1) nhờ sử dụng các giống sắn mới có năng suất cao, đặc biệt là các giống sắn KM94, KM419, KM140, KM98-5, KM98-1 KM98-7, … và biện pháp kỹ thuật canh tác sắn bền vững.
Bảng 1.1 Diện tích, năng suất, sản lượng sắn Thế giới và Việt Nam (2000 – 2017)
Hình 1.1 Sản lượng và năng suất sắn của sáu nước châu Á 1961- 2006
Nguồn: Reinhardt Howeler and Keith Fahmey 2007
Sản lượng sắn: Theo thống kê của FAO năm 2017, mười nước có sản lượng sắn hàng đầu của thế giới năm 2017 là Nigeria (59,5 triệu tấn); Cộng hòa Dân chủ Congo (31,60 triệu tấn); Thái Lan (30,97 triệu tấn); Indonesia (19,05 triệu tấn); Brazil 18,87 (triệu tấn); Ghana (18,47 triệu tấn); Angola (11,75 triệu tấn); Việt Nam (10,27 triệu tấn), Mozambique (8,77 triệu tấn) và Căm pu chia (7,67 triệu tấn) (Bảng 1.2)
Bảng 1.2 Diện tích, năng suất, sản lượng sắn của châu Phi, châu Á, châu Mỹ và 15 nước trồng nhiều sắn trên thế giới năm 2017
Diện tích sắn: 12 quốc gia hàng đầu thế giới có nhiều diện tích sắn lần lượt là Nigeria (6,76 triệu ha); Cộng hòa Dân chủ Congo (3,8 triệu ha); Thái Lan (1,34 triệu ha); Brazil (1,31 triệu ha); Nhật Bản (1,19 triệu ha); Mozambique (1,07 triệu ha); Ăng-gô-la (1,01 triệu ha); Ghana (0,97 triệu ha); Cộng hòa Tanzania (0,90 triệu ha); Cốt đi voa (0,87 triệu ha); Indonesia (0,78 triệu ha) và Việt Nam (0,53 triệu ha).
Năng suất sắn: Theo thống kê của FAO năm 2019, 13 nước hàng đầu thế giới về năng suất sắn năm 2017 lần lượt là Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào (32,10 tấn/ha); Cộng hòa Su ri nam ở Nam Mỹ (28,79 tấn / ha); Quần đảo Cook ở Nam Thái Bình Dương (27,22 tấn / ha); Campuchia (26,98 tấn / ha); Indonesia (24,45 tấn / ha); Phi-gi (24,27 tấn / ha); Ba-ha-ma (24,25 tấn / ha); Thái Lan (23,07 tấn / ha); Đài Loan (22,90 tấn / ha); Ma-lay-xi-a (21,41 tấn/ ha); Ấn Độ (20,96 tấn / ha); Bác-ba-gơ (20,15 tấn / ha) và Việt Nam (19,28 tấn / ha). Theo AGRIMONITOR 2018, nguồn sản lượng sắn hàng hóa chính của thế giới là Thái Lan (30,97 triệu tấn), Indonesia (19,05 triệu tấn); Căm pu chia (10,58 triệu tấn); Việt Nam (10,27 triệu tấn).
Tiêu thụ sắn trên thế giới. Sắn xuất khẩu chính tại ba nước Thái Lan, Việt Nam và Indonesia. Thái Lan chiếm khoảng 75% lượng xuất khẩu sắn toàn cầu những năm gần đây, tiếp theo là Indonesia và Việt Nam (Indexbox, 2018). Theo Agrimonitor 2018, nguồn sản lượng sắn hàng hóa xuất khẩu chính của thế giới là tại bốn nước Thái Lan (30,97 triệu tấn), Indonesia (19,05 triệu tấn); Campuchia (10,58 triệu tấn) và Việt Nam (10,27 triệu tấn), nhưng do sắn Campuchia thường xuất khẩu tiểu ngạch sang Thái Lan và Việt Nam nên Campuchia chưa thể hiện rõ. Tuy vậy, vị thế và vai trò sắn Campuchia gần đây ngày càng quan trọng.
Thị trường sắn: Báo cáo của FAO tháng 10/2017 về tình hình mậu dịch sản phẩm sắn thế giới cho thấy, tổng sản lượng giao dịch tăng 2,3% so với năm 2016, đạt 21,85 triệu tấn, trong đó sản phẩm bột và tinh bột là 9,88 triệu tấn, sắn lát và sắn viên là 11,96 triệu tấn. Trung Quốc là nước nhập khẩu sắn nhiều nhất để làm cồn sinh học, tinh bột biến tính, thức ăn gia súc và dùng trong công nghiệp thực phẩm, nguyên liệu phụ gia chế biến dược phẩm. Theo INDEXBOX (2018), trong giai đoạn 2007-2015, Trung Quốc nhập khẩu 80% tổng sản lượng thế giới, tiếp theo là Thái Lan 14%, Hàn Quốc 3%. Việt Nam, Mỹ, Uganda và Hà Lan nhập khẩu sắn năm 2015 với lượng tương ứng là 232.000 tấn, 70.000 tấn, 20.000 tấn và 10.000 tấn. Thị trường xuất khẩu sắn của Thái Lan và Việt Nam đều chủ yếu là Trung Quốc, kế đến là Đài Loan, Nhật Bản và Châu Âu.
Các nước đang phát triển có nhu cầu tiêu thụ sắn nhiều hơn các nước đã phát triển. Châu Phi vẫn là khu vực dẫn đầu về sản xuất và tiêu thụ sắn, chủ yếu sắn Châu Phi làm lương thực thực phẩm chiếm 77,2 % sản lượng sắn tiêu thụ toàn cầu. Hướng sử dụng nguyên liệu sắn để chế biến tinh bột, cồn sinh học, tinh bột biến tính, thức ăn gia súc và màng phủ sinh học đang ngày càng được quan tâm.
Cây sắn tiếp tục đóng giữ vai trò quan trọng tại nhiều nước châu Á, đặc biệt là các nước vùng Đông Nam Á, nơi sắn dùng làm nguyên liệu chế biến ethanol và tinh bột đang gia tăng mạnh mẽ. Hội nghị Sắn Toàn cầu tổ chức tại Bỉ năm 2008 đã đưa ra thông điệp: “Cây sắn là quà tặng của thế giới, cơ hội cho nông dân nghèo và thách thức đối với các nhà khoa học” (Claude M.Fauquest 2008). Sắn đồng thời cũng được xem là cây trồng thích ứng tốt với biến đổi khí hậu diễn ra ngày càng gay gắt, cực đoan và khó lường hiện nay (El-Sharkawy, 2015). Sản xuất tiêu thụ sắn châu Á có lợi thế so sánh cao so với các vùng sắn còn lại của thế giới.
Sắn châu Á: Diện tích trồng sắn châu Á trong 30 năm qua đã tăng nhanh hơn bất kỳ loại cây lương thực chính nào khác. Nguyên nhân chính là do sự đột phá về năng suất sắn bởi áp dụng giống sắn mới và các biện pháp kỹ thuật tiến bộ, đi đôi với việc chế biến sắn làm tinh bột, tinh bột biến tính, thức ăn gia súc và cồn sinh học. Sản xuất sắn châu Á trọng điểm tại Thái Lan, Indonesia, Campuchia, Việt Nam, Ấn Độ và Trung Quốc, với năng suất sắn bình quân châu Á cao hơn nhiều so với châu Mỹ và cao hơn gấp đôi so với năng suất bình quân của châu Phi.
Trên thế giới, cây sắn cung cấp sản lượng đứng hàng thứ năm so các cây lương thực chính khác, xếp sau ngô (1164,46 triệu tấn), lúa nước (769,83 triệu tấn), lúa mì (773,88 triệu tấn) và khoai tây (373,85 triệu tấn) (Bảng 1.3). Cây sắn ở Việt Nam cho sản lượng thì đứng ở vị trí thứ hai sau lúa nước (42,76 triệu tấn) cao hơn ngô (5,11 triệu tấn) và khoai lang (1,35 triệu tấn).
Bảng 1.3 Diện tích, năng suất, sản lượng của một số cây trồng chính trên Thế giới và Việt Nam năm 2017 (FAOSTAT 2019)
1.2.2 Tình hình sản xuất sắn ở Việt Nam
Diện tích sắn: Sắn được trồng rộng rãi từ Bắc đến Nam ở Việt Nam với tổng diện tích hơn nửa triệu ha tập trung chủ yếu ở các khu vực là Trung du và miền núi Bắc bộ (105,9 ngàn ha); Bắc Trung Bộ và duyên hải miền Trung (158,8 ngàn ha), Tây Nguyên (153,8 ngàn ha), và Đông Nam Bộ (99,6 ngàn ha) (GSO, 2019). (Bảng 1.5)
Sản lượng sắn: Sắn được sản xuất tập trung chủ yếu ở các khu vực là Duyên hải miền Trung (29,3%), Tây Nguyên (26,67%), Trung du miền núi phía Bắc (13,07%) và Đông Nam Bộ (28,31%). Sản lượng sắn củ hàng năm của cả nước khoảng 10,3 triệu tấn và có xu hướng gia tăng với tốc độ khoảng 4,5%/năm. Sắn ở khu vực phía Nam Việt Nam gia tăng sản lượng đáng kể, cung cấp sản lượng chiếm khoảng 74,66% sản lượng của cả nước năm 2017 (GSO, 2019). (Bảng 1.6).
Bảng 1.4 Diện tích sắn (1.000) phân theo khu vực ở Việt Nam 2000 - 2017
Bảng 1.5 Sản lượng sắn (1.000 tấn) cả năm phân theo khu vực ở Việt Nam 2000 - 2017
10 tỉnh trồng sắn nhiều nhất (1.000 ha) ở Việt Nam giai đoạn năm 2017: Gia Lai (65,8 ngàn ha); Tây Ninh (55,9 ngàn ha); Kon Tum (38,6 ngàn ha); Đắk Lắk (36,3 ngàn ha); Sơn La 32,2 (ngàn ha); Bình Thuận (29,2 ngàn ha); Phú Yên (23,1ngàn ha); Quảng Ngãi (19,2 ngàn ha); Bình Phước (15,9 ngàn ha); Nghệ An (15,7 ngàn ha). (Bảng 1.7)
Bảng 1.6 10 tỉnh trồng sắn nhiều nhất (1.000 ha) ở Việt Nam giai đoạn 1995 - 2017
12 tỉnh sản xuất sắn (1.000 tấn) ở Việt Nam năm 2017 : Tây Ninh (1,82 triệu tấn); Gia Lai (1,25 triệu tấn); Đắk Lắk (0,70 triệu tấn); Kon Tum (0,58 triệu tấn); Bình Thuận (0,50 triệu tấn); Phú Yên (0,49 triệu tấn); Đồng Nai (0,44 triệu tấn); Sơn La (0,38 triệu tấn); Bình Phước (0,37 triệu tấn); Quảng Ngãi (0,36 triệu tấn); Nghệ An (0,35 triệu tấn); Bình Định (0,31 triệu tấn). (Bảng 1.8)
Năng suất sắn Việt Nam hiện đạt 19,3 tấn/ ha nằm trong tốp 10 của thế giới vẫn còn thấp hơn nhiều so với năng suất sắn của Ấn Độ (36,47 tấn/ha), thấp hơn Indonesia (24,4 tấn/ha) và thấp hơn Thái Lan (23,1 tấn/ha). Sản lượng sản xuất sắn ở Việt Nam cũng nằm trong nhóm 10 nước sản xuất nhiều nhất (10,27 triệu tấn) thấp hơn nhiều so với nước sản xuất sắn nhiều nhất Nigeria (59,55 triệu tấn), Thái Lan (30,97 triệu tấn), Indonesia (19,05 triệu tấn); Campuchia (10,58 triệu tấn).
Bảng 1.7 12 tỉnh sản xuất sắn (1.000 tấn) ở Việt Nam 1995-2017
Ở Việt Nam, sắn là cây trồng quan trọng sau lúa và ngô. Năm 2017, diện tích cây sắn thu hoạch 532,50 nghìn ha, sản lượng 10,27 triệu tấn, năng suất 19,27 tấn/ha, so với cây lúa có diện tích 7.71 triệu ha, năng suất 5,54 tấn/ha, sản lượng 42,76 triệu tấn, cây ngô có diện tích 1,1 triệu ha, năng suất 4,65 tấn/ha, sản lượng 5,11 triệu tấn (Bảng 1.9). Cây sắn là nguồn thu nhập quan trọng của nhiều hộ nông dân nghèo do sắn dễ trồng, ít kén đất, ít vốn đầu tư, phù hợp sinh thái và điều kiện kinh tế nông hộ.
Bảng 1.8 Diện tích, năng suất, sản lượng bốn cây lương thực chính của Việt Nam
Tình hình gia tăng năng suất sắn ở Việt Nam (1961- 2014) rất khả quan so với các cây trồng chính khác (Hình 1.2). Trong giai đoạn (2000 – 2014), năng suất sắn bắt đầu tăng vọt từ 7,98 tấn/ha năm 2000 lên 19,28 tấn/ha năm 2017. Còn các cây khác như bắp, lúa, đậu nành...thì có sự gia tăng năng suất đều.
Hình 1.2 Năng suất của một số cây trồng chính Việt Nam từ 1961 – 2014
Cách mạng sắn ở Việt Nam là điểm sáng sắn toàn cầu vì đã đưa năng suất sắn từ 7,98 tấn/ ha năm 1995 lên 19,28 tấn/ha năm 2017, sản lượng 2,21 triệu tấn năm 1995 lên 10,27 triệu tấn năm 2017. Tại nhiều vùng rộng lớn ở Tây Ninh đã đạt 36,0 -60,0 tấn/ha năng suất tăng hơn 400 phần trăm (FAO 2013b, Hoang Kim, 2015). (Hình 1.2)
Thị trường sắn Việt Nam: hiện có nhu cầu cao về xuất khẩu với thị trường chính là Trung Quốc (90% tổng kim ngạch), tiếp đó là Hàn Quốc, Đài Loan, Philippin, Nhật Bản. Theo Tổng cục Hải quan Việt Nam, năm 2012, xuất khẩu sắn Việt Nam đạt 4,23 triệu tấn, trị giá 1,35 tỷ USD; năm 2013, xuất khẩu sắn và sản phẩm từ sắn Việt Nam đạt 3,1 triệu tấn, trị giá là 1,1 tỷ USD. Năm 2014 và năm 2015, sản lượng sắn xuất khẩu Việt Nam đạt ổn định khoảng 4,11 triệu tấn mỗi năm, tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu đạt 1,32 tỷ USD mỗi năm. Việt Nam hiện có 105 nhà máy sản xuất tinh bột sắn quy mô công nghiệp và 7 nhà máy chế biến cồn với hàng trăm doanh nghiệp thương mại sắn.
Xuất khẩu sắn Việt Nam: hiện đứng thứ hai trên thế giới sau Thái Lan. Thách thức lớn nhất của ngành sắn Việt Nam là giá mua bán sắn không ổn định và lệ thuộc rất lớn vào thị trường Trung Quốc. Năng suất sắn Việt Nam hiện đạt 19 tấn/ ha nhưng còn thấp hơn nhiều so với tiềm năng và có nhiều rủi ro trong sản xuất tiêu thụ sắn. Thị trường sắn nếu giá thấp và bị sút giảm, thời tiết khí hậu nắng hạn thì sản xuất tiêu thụ sắn và sinh kế của người dân ngành sắn khó khăn hơn.
Những nguyên nhân chính tạo nên sự đột phá năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam tăng nhanh trong những năm gần đây do:
1. Các giống sắn mới KM94, KM140, KM98-5, KM98-1, SM937-26 … có năng suất bột cao gấp đôi so với các giống sắn địa phương đã thực sự mang lại năng suất và lợi nhuận cao cho người trồng sắn. Việt Nam đã trở thành điển hình tiên tiến của châu Á và thế giới trong việc ứng dụng công nghệ chọn tạo và nhân giống sắn lai (Kawano. K, 2001; CIAT Review, 2005).
2. Việt Nam hiện có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn đã đi vào hoạt động với công nghệ, thiết bị mới và khá tiên tiến. Tổng công suất chế biến hàng năm ước 800.000 – 1.200.000 tấn tinh bột sắn, tiêu thu khoảng 3,2 - 4,8 triệu tấn củ tươi/năm. Sản phẩm tinh bột sắn Việt Nam có giá cạnh tranh và nhu cầu cao đối với thị trường trong nước và xuất khẩu. Việt Nam hiện đã trở thành nước xuất khẩu tinh bột sắn đứng thứ hai trên thế giới sau Thái Lan.
3. Chế biến cồn sinh học có nhu cầu rất lớn về nguyên liệu sắn lát và cây sắn lợi thế cạnh tranh rất cao để làm biofuels: 1) Hiệu suất thu hồi cồn cao, giá rất cạnh tranh so với các cây khác (6 kg sắn củ tươi thành 2,5 kg sắn lát thành 2,2 kg bột sắn nghiền chế biến được 1lít cồn 99,5% ethanol ) ; 2) Cây sắn chịu hạn, dễ trồng, chịu đất nghèo với chi phí đầu tư thấp. 3) Sắn là nguồn đường bột có năng suất củ tươi cao và sản lượng lớn . 4) Sản xuất hiện đã có những giống sắn đạt năng suất củ tươi và hàm cao và tiếp tục phát triển những giống sắn mới; 5) Củ sắn có hàm lượng tinh bột cao và chế biến được nhiều loại sản phẩm làm lương thực, thực phẩm, thức ăn gia súc và làm cồn, 6) Sử dụng sắn lát khô và bột sắn nghiền đã làm giảm phí vận chuyển; 7) Điều kiện kinh tế xã hội Việt Nam thuận lợi phát triển sắn để tiêu thụ trong nước và xuất khẩu. Nước ta nằm cạnh thị trường lớn Trung Quốc với nhu cầu 3,1 triệu tấn cồn từ sắn tương ứng 24,22 triệu tấn sắn củ tươi mỗi năm. Trong khi, sản xuất sắn của Trung Quốc hiên chỉ mới đạt sản lượng 5 triệu tấn củ tươi mỗi năm, còn lại là mua của các nước khác. Việt Nam hiện cũng đã có tám nhà máy chế biến cồn đang xây dựng tại thành phố Hồ Chí Minh, Quảng Ngãi, Phú Thọ, Bà Rịa Vũng Tàu, Đồng Nai, Gia Lai, Quảng Nam, Đắc Lắc, sử dụng sắn lát làm nguyên liệu, chưa kể nguyên liệu sắn củ tươi cần cho chế biến tinh bột và cho chế biến thức ăn gia súc. Nhu cầu thị trường rất lớn và giá cạnh tranh là cơ hội để phát triển sản xuất sắn (Nguyễn Văn Bộ, Hoàng Kim, Keith Fahrney, Rod Lefroy, Hernan Ceballos 2009)
Định hướng phát triển sắn Việt Nam ưu tiên chiến lược nghiên cứu sắn:
1) Xây dựng kế hoạch và quy hoạch để xác định vùng trồng sắn thích hợp;
2) Phát triển giống: phát triển các giống có năng suất và hàm lượng tinh bột cao, tỷ lệ chất khô cao làm nguyên liệu cho công nghiệp ; phát triển các giống thích hợp với vùng đồi núi để đảm bảo an ninh lương thực tại chỗ.
3) Đề xuất và chuyển giao kỹ thuật canh tác tổng hợp cho trồng sắn thâm canh.
4) Nghiên cứu, khảo nghiệm và đề xuất thiết bị và công nghệ chế biến sắn thành các sản phẩm lương thực khác nhau, nguyên lieu thức ăn chăn nuôi và tinh bột.
5) Nghiên cứu thị trường sắn cho công nghiệp để phát triển sắn trên quy mô thích hợp.
6) Nghiên cứu hiệu qủa kinh tế và tác động của trồng sắn đến môi trường.
1.2 Thành phần dinh dưỡng và giá trị kinh tế của sắn
1.3.1 Giá trị dinh dưỡng
Củ, thân và lá sắn đều có nhiều công dụng thiết thực. Củ sắn tươi được dùng để chế biến tinh bột, sắn lát khô, bột sắn nghiền hoặc dùng để ăn tươi. Thân sắn dùng để làm giống, nguyên liệu cho công nghiệp xenlulô, làm nấm, làm củi đun. Lá sắn non dùng làm rau xanh giàu đạm. Lá sắn dùng trực tiếp để nuôi tằm, nuôi cá. Bột lá sắn hoặc lá sắn ủ chua dùng để nuôi lợn, gà, trâu, bò, dê (Hoàng Kim và Phạm Văn Biên, 1995) [8].
Củ sắn tươi
Củ sắn tươi là phần ăn được (Bảng 1.10) 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%, glucose 13%, 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 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).
Số liệu phân tích thành phần dinh dưỡng sắn củ tươi sắn Việt Nam và các nước châu Á theo Hoàng Kim, Phạm Văn Biên 1995 trích dẫn số liệu phân tích sắn Việt Nam của (Lê Thước 1966; Nguyễn Đức Trân, 1963; Viện Chăn nuôi, 1983; Đại học Nông Lâm, 1987), Trung Quốc (Jose A. Eusebio, 1978; Zheng Bangguo et al, 1988), Philippines (Truong Van Den, 1989), Ấn Độ (Hirshi and Nair, 1978) và CIAT (G.G. Gomez et al, 1985) đã cho kết quả tương tự.
Bảng 1.9 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sắn củ tươi (phần ăn được) so với khoai lang, khoai tây và khoai môn
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 (Hoàng Kim, 2013).
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, Phạm Văn Biên 1996). Tinh bột sắn có màu rất trắng. Hạt tinh bột sắn quan sát trên kính 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 (Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên , 2005). Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của tinh bột sắn thể hiện rõ ở Bảng 1.14. 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 (Bùi Huy Đáp, 1987). Chất độc này vị đắng có mặt trên hầu hết các bộ phận của cây và tất cả các giống (Narty,1973). 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 è C6H12O6 + (CH3)3 + HCN
Linamarin Glucoze Axeton acid cyahydric
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 (Hoàng Phương, 1978). 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 (Bảng 1.11)
Bảng 1.10 Hàm lượng HCN (mg) trong một kg sắn củ tươi
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. Hàm lượng cyanogenes trong cuống lá non cao hơn phiến lá, còn ở lá già thì ngược lại. Đất rừng mới khám phá hoặc trồng sắn gần các cây có khả năng gây tích tụ glucozit cyanhydric (như cây xoan) thường làm tăng hàm lượng HCN). Bón nhiều phân đạm làm tăng HCN. Bón kali và phân chuồng sẽ làm giảm HCN.
Biện pháp giảm chất độc của sắn trong sản xuất và trong chế biến:
- Trong sản xuất: Trồng giống sắn đắng nhiều bột để chế biến tinh bột, bột lọc..., nếu để ăn tươi nên trồng giống sắn ngọt; không bón quá nhiều N, cần bón nhiều K; Nên trồng xen sắn với khoai lang hay cây họ đậu để cải tạo đất và che phủ đất làm hạn chể cỏ dại, đặc biệt là cỏ tranh. Trong nương sắn không trồng cây kích thích sản xuất chất độc trong sắn như cây xoan; Vườn sắn cần được chăm sóc làm sạch cỏ dại.
- Trong chế biến: Acid cyanhydric là chất dễ bay hơi, dễ hòa tan trong nước, có thể bị oxuy hóa thành acid cyanic không độc, kết hợp với đường cũng tạo thành chất không độc. Dựa trên những tính chất đó, ta có thể tìm các biện pháp chế biến, nấu nướng làm cho HCN bị phân hủy và không gây độc cho người như: Bóc vỏ trước khi nấu; Ngâm sắn trong nước một thời gian (1/2 đến 1 ngày) rồi mới nấu sắn tươi; Khi nấu mở nắp đậy để HCN bay hơi; Khi luộc sắn nên thay nước 2-3 lần; Cắt lát và phơi khô cùng làm giảm chất độc trong sắn. Khi đã bị ngộ độc nhẹ phải cho bệnh nhân uống đường hay ăn mía. Bệnh nhân bị say nặng cần được sơ cứu cho uống nước đường, cần để bệnh nhân ở trạng thái dễ thở và đưa đi cấp cứu
1.3.2 Giá trị sử dụng
Sắn là cây trồng có nhiều công dụng trong chế biến công nghiệp, thức ăn gia súc và lương thực thực phẩm. Sản phẩm sắn ngày càng thông dụng trong buôn bán, trao đổi thương mại quốc tế. Từ sắn củ tươi hoặc từ các sản phẩm sắn sơ chế tạo thành hàng loạt các sản phẩm công nghiệp như bột ngọt, rượu cồn, mì ăn liền, gluco, xiro, bánh kẹo, mạch nha, kỹ nghệ chất dính (hồ vải, dán gỗ), bún, miến, mì ống, mì sợi, bột khoai, bánh tráng, hạt trân châu, phụ gia thực phẩm, phụ gia dược phẩm. Củ sắn cũng là nguồn nguyên liệu chính để làm lương thực thực phẩm và thức ăn gia súc. Thân sắn dùng để làm giống, nguyên liệu cho công nghiệp xenlulô, làm nấm, làm củi đun. Lá sắn non dùng làm rau xanh giàu đạm. Lá sắn dùng trực tiếp để nuôi tằm, nuôi cá. Bột lá sắn hoặc lá sắn ủ chua dùng để nuôi lợn, gà, trâu, bò, dê,…
Chế biến tinh bột sắn, sản xuất rượu cồn và phát triển các sản phẩm từ tinh bột sắn biến tính như bột ngọt, gluco, xiro, mì ăn liền, bánh kẹo, mạch nha, kỹ nghệ chất phụ gia dược phẩm…là những hướng chính trong chế biến sắn công nghiệp. Tinh bột sắn là sản phẩm công nghiệp chính của sắn. Trên thế giới lượng tinh bột từ lúa mì, gạo, ngô, sắn, khoai tây, khoai lang đã vượt trên một tỷ tấn một năm. Đây là nguồn cung cấp năng lượng chính cho con người, gia súc và là nguồn năng lượng tái tạo rất thông dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Ở Mỹ khoảng 20 triệu tấn tinh bột, chủ yếu từ ngô, được sử dụng trong công nghiệp. Ở châu Âu lượng tinh bột cho công nghiệp chủ yếu từ lúa mì và khoai tây. Ở châu Á và Nam Mỹ, lượng tinh bột cho công nghiệp chủ yếu từ sắn, gạo và ngô. Tinh bột sắn có những ứng dụng hết sức rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, dược liệu, công nghiệp lên men, công nghiệp dệt và công nghiệp giấy.
Sắn là cây trồng C4, giàu tinh bột, chịu hạn, có thể trồng nơi đất nghèo, có khả năng bảo quản ở dạng tinh bột nên có thể rãi vụ chế biến và có giá cạnh tranh. Sắn là nguồn lợi nhuận cao mang lại từ xuất khẩu các sản phẩm tinh bột sắn biến tính. Thái Lan là nước xuất khẩu sắn lát, sắn viên, tinh bột và bột sắn biến tính lớn nhất thế giới với tổng khối lượng sản phẩm sắn đã trên 7 triệu tấn liên tục từ năm 2007. Amylase là một trong những hệ enzyme thủy phân quan trọng nhất trong nghành công nghệ sinh học. Các ứng dụng trong công nghiệp của enzyme tăng mạnh trong những năm gần đây. Thị trường enzyme toàn cầu đạt khoảng 1,4 tỷ USD năm 1996 và tăng 6,5 – 10% mỗi năm (Trích dẫn bởi Hoàng Kim, 2013) [10].
Sắn được xem là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất ethanol. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu đe dọa an ninh lương thực thế giới và sự cạn kiệt của nguồn nguyên liệu hóa thạch thì trồng sắn được coi là giải pháp kép nhằm góp phần đảm bảo an ninh lương thực và cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh học, từng bước thay thế nhiên liệu hóa thạch. Năm 2008, Trung Quốc đã sản xuất một triệu tấn ethanol và nhập khẩu sắn từ các quốc gia lân cận. Tại Thái Lan, nhiều nhà máy sản xuất ethanol sử dụng sắn đã được xây dựng vào năm 2008. Indonesia đã lên kế hoạch sử dụng sắn sản xuất ethanol để pha vào xăng theo tỷ lệ bắt buộc 5 % bắt đầu từ năm 2010. Các nước Lào, Papua New Guinea, Nigeria, Colombia, Uganda cũng đều thử nghiệm sản xuất ethanol. Tại Việt Nam, đề án “Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg ngày 20 tháng 11 năm 2007. Đến nay, cả nước có 105 nhà máy sản xuất tinh bột sắn quy mô công nghiệp, sản lượng mỗi năm trên 2,0 triệu tấn, trong đó 70% xuất khẩu và 30% tiêu thụ trong nước; 7 nhà máy chế biến cồn và hàng trăm doanh nghiệp thương mại sắn, thu hút trên 50.000 lao động công nghiệp cho các nhà máy, cơ sở chế biến sắn và trên 1,2 triệu lao động trồng sắn (Hiệp hội sắn Việt Nam 2016) [7].
Ở Việt Nam, cây sắn đang chuyển đổi nhanh chóng vai trò từ cây lương thực , cây thức ăn gia súc thành cây công nghiệp. Ngoài 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn đã đi vào hoạt động , các cơ sở sản xuất tinh bột sắn biến tính, bánh kẹo, xi rô …như: công ty thực phẩm Sài Gòn, nhà máy đường Biên Hòa, nhà máy đường Quảng Ngãi, công ty bánh kẹo Hải Hà, công ty 19/5 Sơn Tây, công ty Minh Dương Sơn Tây , nhà máy đường Lam Sơn (Thanh Hóa), v.v.. Đặc biệt, khi các nhà máy bio-ethanol công suất cao đi vào hoạt động chắc chắn sẽ mở ra tiềm năng và giá trị kinh tế lớn hơn cho cây sắn trong sản xuất nông nghiệp).
1.3 Nguồn gốc vùng phân bố và phân loại cây sắn
1.4.1 Nguồn gốc vùng phân bố
Nguồn gốc
Cây sắn có nguồn gốc phát sinh ở vùng đông bắc nước Brazil thuộc lưu vực sông Amazon, nơi có nhiều chủng loại sắn trồng và sắn hoang dại. Trung tâm phân hóa phụ có thể tại Mexico ở Trung Mỹ và vùng ven biển phía bắc của Nam Mỹ. Bằng chứng khoa học là những di tích khảo cổ về nguồn gốc sắn trồng ở Brazil và Venezuela có 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 1.200 năm trước Công nguyên, những hạt tinh bột trong phân hóa thạch được phát hiện tại Mexico có tuổi từ năm 900 đến năm 200 trước Công nguyên (Rogers 1963, 1965 trích dẫn bởi Hoàng Kim 2013) [10].
Vùng phân bố
Bức tranh khái quát về vùng phân bố sắn trồng trên thế giới được thể hiện ở Hình 1.1 (Hoang Kim et al. 2014 [11]. Sắn được trồng ở vùng nhiệt đới từ 300B - 300N là nguồn thực phẩm của hơn 500 triệu người (CIAT 1993) [2]. Tại Việt Nam, sắn được trồng tại hầu hết các tỉnh từ Bắc đến Nam, nhiều nhất tại vùng Đông Nam Bộ và Tây Nguyên.
Sắn là cây trồng giàu tinh bột nhưng nghèo protein là nguồn nguyên liệu giá rẻ của vùng nhiệt đới. Sắn được trồng chủ yếu ở châu Phi, châu Á và châu Mỹ Latinh (CIAT, 2004) [3]. Sắn có năng lực hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng hóa học cao nhất. Lượng năng lượng hấp thu của sắn đạt 250.000 calo/ha/ngày, so với ngô 200.000 calo/ha/ngày, lúa: 176.000 calo/ha/ngày, lúa mì: 110.000 calo/ha/ngày, tuy các chỉ số trên có thể thay đổi tùy thuộc vào kỹ thuật canh tác nhưng có thể khẳng định rằng lượng calori mà sắn hấp thu được là rất cao. Theo Holleman (1956) thì lượng calori mà cây sắn hấp thu tỷ lệ 3:1 so với các cây trồng khác. Trong các sản phẩm chứa tinh bột, sắn cung cấp một lượng carbonhydrat cao hơn 40% so với lúa, 25% so với ngô, do vậy nguồn nguyên liệu sắn là rẻ nhất theo Nyerhovwo (2004).
Hình 1.3 Sản xuất sắn ở các nước khác nhau trên thế giới năm 2013
(Nguồn: FAOSTAT 2014 đúc kết và trích dẫn bởi Hoang Kim et. al., 2014)
Sắn cần ánh sáng ngày ngắn và thích hợp trồng ở vùng nhiệt đới ẩm. Nhiệt độ trung bình thích hợp cho sắn từ 23- 27o C. Lượng mưa trung bình năm thích hợp đối với sắn trong khoảng 1000- 2000 mm. Những vùng trồng sắn chính trên thế giới trong khoảng 30 vĩ độ Bắc đến 30 vĩ độ Nam.
Theo trích dẫn của Trần Ngọc Ngoạn 1993 dẫn nguồn nghiên cứu của CIAT thì đặc điểm các vùng trồng sắn chính ở trên thế giới được thể hiện ở Bảng 1.1. Cây sắn không yêu cầu khắt khe về các điều kiện sinh thái, tuy nhiên, các yếu tố ngoại cảnh như: Nhiệt độ, lượng mưa, ánh sáng, chế độ chăm sóc có ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của cây sắn (Normanha và Pereira, 1950). Căn cứ vào các yếu tố sinh thái như độ cao, độ ẩm, lượng mưa, cường độ ánh sáng, thời gian chiếu sáng mà CIAT đã chia các vùng trồng sắn chính trên thế giới thành 6 vùng khác nhau.
Thực tế cho thấy rằng hầu hết các vùng trồng sắn chính ở trên thế giới đều là những vùng đất có độ phì thấp, đất chua, có độc nhôm, dinh dưỡng và đất không cân đối, đất cao và thường bị hạn. Theo Cock và Howeler (1978), Bandara và Sikurajapathy, 1990, Bedoya và cộng sự, 2001, Scott và cộng sự (2000) thì sắn là cây trồng có hiệu quả trên đất nghèo dinh dưỡng, nó có khả năng chịu được lượng nhôm di động cao.
Bảng 1.11 Đặc điểm các vùng trồng sắn chính ở trên thế giới (CIAT 1993)
Lịch sử phát triển:
Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo (châu Phi) vào thế kỷ 16. Ở châu Á, sắn được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ 17 và SriLanka đầu thế kỷ 18. Cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 sắn được đưa đến trồng ở Trung Quốc, Myamar và các nước châu Á khác. Ở Việt Nam cây sắn được đưa vào trồng khoảng giữa thế kỷ 18 nhưng hiện tại vẫn chưa có tài liệu nào chắc chắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên. Sắn được canh tác phổ biến tại hầu hết các tỉnh từ Bắc đến Nam, tập trung nhiều nhất ở vùng Đông Nam Bộ, vùng Tây Nguyên, vùng Núi và Trung du phía bắc, vùng ven biển Nam Trung bộ và vùng ven biển Bắc Trung bộ (Hoàng Kim, Phạm Văn Biên, 1995) [8]
1.4.2 Phân loại cây sắn
Cây sắn có tên khoa học là Manihot Esculenta thuộc Giới (kingdom): Plantae ; Ngành (division): Magnoliophyta; Lớp (class): Magnoliopsida; Bộ (ordo): Malpighiales; Họ (family): Euphorbiaceae; Họ phụ (sabfamily): Crotonoideae; Chi (genus): Manihot; Loài (species): Manihot. Esculenta
Sắn thuộc họ Thầu dầu (Euphoribiacae) chi Manihot. Bauhin năm 1651 đã dùng từ Manihot để mô tả cây sắn được một thầy tu người Pháp tên là Thevet mang về từ Brazil. Ông đặt tên loài là Manihot theveti. Năm 1753, Linne đã xếp chung chi Manihot vào trong chi Jatropha và gọi là loài với tên Manihot esculenta. Nhiều công trình nghiên cứu từ năm 1776 đến năm 1973 đã cho thấy sắn có rất nhiều loại dại trong cùng một chi. Rogers và Appan 1973 cho biết là có tới 98 loại sắn dại, phân nhánh thành 17 nhóm dựa vào các đặc điểm hình thái và phân tích nhiều mặt để nhận dạng. Sắn trồng hiện được thống nhất tên khoa học là Manihot esculenta Craz, tiếng Anh gọi là cassava, manioc, tiếng Pháp gọi là manioc, tiếng Tây Ban Nha gọi là yucca hoặc madioca, tiếng Việt phổ thông gọi là sắn, vùng Nam Bộ gọi là khoai mì, củ mì để phân biệt với củ sắn-củ đậu.
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
TÀI LIỆU THAM KHẢO
No comments:
Post a Comment