Nghiên cứu thành phần, phân bố các loài Nưa (Amorphophallus spp.) củ có glucomannan và chọn loài có triển vọng phát triển trồng ở một sô tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

TRẦN VĂN TIẾN
Tên luận án:

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN, PHÂN BỐ CÁC LOÀI NƢA
(AMORPHOPHALLUS SPP.) CỦ CÓ GLUCOMANNAN VÀ
CHỌN LOÀI CÓ TRIỂN VỌNG PHÁT TRIỂN TRỒNG Ở
MỘT SỐ TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2017


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................... 4
1.1. Tình hình nghiên cứu về chi Nưa .............................................................. 4
1.1.1. Vị trí và phân loại của chi Nưa ............................................................................ 4
1.1.2. Đặc điểm hình thái của chi Nưa .......................................................................... 4
1.1.3. Đặc điểm về thành phần và phân bố các loài Nưa ............................................. 5
1.1.4. Đặc điểm sinh thái và sinh trưởng phát triển của loài Nưa củ có glucomannan7
1.1.5. Giá trị và tình hình sử dụng các loài Nưa ........................................................... 9
1.2. Khái quát nghiên cứu về glucomannan trong củ Nưa .............................. 11

1.2.1. Giới thiệu về glucomannan trong củ Nưa......................................................... 11
1.2.2. Nghiên cứu đánh giá hàm lượng glucomannan trong củ Nưa........................ 13
1.3. Tình hình nghiên cứu về nhân giống cây Nưa ......................................... 14
1.3.1. Trên thế giới......................................................................................................... 14
1.3.2. Ở Việt Nam.......................................................................................................... 17
1.4. Tình hình nghiên cứu trồng, thu hoạch và chế biến Nưa trên thế giới và ở
Việt Nam ....................................................................................................... 17
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................................... 17
1.4.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam..................................................................... 25
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 28
2.1. Vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu.............................................. 28
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................. 28
2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu...................................................................... 28
2.2. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 29
2.3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 29
2.3.1. Phương pháp kế thừa .......................................................................................... 29
2.3.2. Phương pháp điều tra và thu thập mẫu vật ....................................................... 29
2.3.3. Phương pháp đánh giá thành phần loài ............................................................. 30
2.3.4. Phương pháp lựa chọn loài Nưa có triển vọng phát triển trồng ở một số tỉnh
miền núi phía Bắc Việt Nam ........................................................................................ 31
2.3.5. Phương pháp điều tra tri thức bản địa về khai thác và sử dụng loài Nưa ở
một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam .................................................................... 33


2.3.6. Phương pháp nghiên cứu nhân giống Nưa ....................................................... 33
2.3.7. Phương pháp nghiên cứu một số kỹ thuật trồng Nưa ...................................... 41
2.3.8. Chỉ tiêu theo dõi số liệu và phương pháp xác định.......................................... 45
2.3.8.5. Theo dõi về sâu bệnh hại ...................................................................47
2.3.9. Xử lý số liệu......................................................................................................... 47
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 48

3.1. Thành phần loài, phân bố và tri thức bản địa về các loài Nưa củ có
glucomannan ở miền núi phía Bắc Việt Nam ................................................. 48
3.1.1. Thành phần loài ................................................................................................... 48
3.1.2. Đặc điểm phân bố ............................................................................................... 59
3.1.3. Sơ đồ phân bố các loài Nưa củ có glucomannan ............................................. 63
3.1.4. Tri thức bản địa về khai thác và sử dụng loài Nưa ở một số tỉnh miền núi
phía Bắc Việt Nam ........................................................................................................ 69
3.2. Loài Nưa củ chứa glucomannan có triển vọng phát triển trồng ở một số
tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam .................................................................. 73
3.3. Nghiên cứu nhân giống loài Nưa konjac ở Việt Nam .............................. 74
3.3.1. Nhân giống hữu tính loài Nưa konjac ............................................................... 74
3.3.2. Nhân giống loài Nưa konjac bằng củ ................................................................ 79
3.3.3. Nghiên cứu nhân giống cây Nưa konjac bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế
bào................................................................................................................................... 83
3.4. Nghiên cứu trồng Nưa konjac ở Việt Nam ..................................................... 95
3.4.1. Ảnh hưởng khối lượng củ giống tới sinh trưởng phát triển cây Nưa
konjac ............................................................................................................................. 95
3.4.2. Ảnh hưởng độ che sáng tới sinh trưởng và phát triển cây Nưa konjac.......... 99
3.4.3. Ảnh hưởng thời vụ trồng tới sinh trưởng và phát triển của cây Nưa
konjac ........................................................................................................................... 102
3.4.4. Ảnh hưởng mật độ trồng tới sinh trưởng và phát triển cây Nưa konjac ...... 106
3.4.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp lượng phân NPK tới sinh trưởng và phát
triển cây Nưa konjac.................................................................................................... 109
3.4.6. Sự tích lũy glucomannan trong củ Nưa konjac trong các giai đoạn sinh
trưởng phát triển........................................................................................................... 113


3.4.7. Trồng thử nghiệm cây Nưa konjac ở một số tỉnh miền núi phía Bắc
Việt Nam ..................................................................................................................... 114
3.4.8. Nghiên cứu sâu bệnh hại cây Nưa konjac ở Việt Nam ................................. 116

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ ................................................................................. 118
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN..................................................... 120
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN ............................................................................................................... 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 122
PHỤ LỤC .....................................................................................................................


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Hàm lượng cacbohydrat trong một số loài thuộc chi Amorphophallus ở
Trung Quốc ...............................................................................................................12
Bảng 3.1. Thành phần các loài Nưa củ có glucomannan ở miền núi phía Bắc
Việt Nam ..................................................................................................................48
Bảng 3.2. Phân bố của 6 loài Nưa củ có glucomannan theo độ cao ở miền núi phía
Bắc Việt Nam ............................................................................................................59
Bảng 3.3. Phân bố của 6 loài Nưa củ có glucomannan theo sinh cảnh ở miền núi
phía Bắc Việt Nam ....................................................................................................60
Bảng 3.4. Phân bố của 6 loài Nưa củ có glucomannan theo hướng phơi .................62
ở miền núi phía Bắc Việt Nam ..................................................................................62
Bảng 3.5. Tọa độ bắt gặp loài Nưa konjac ở miền núi phía Bắc Việt Nam ..............63
Bảng 3.6. Tọa độ bắt gặp loài Nưa chuông ở miền núi phía Bắc Việt Nam.............64
Bảng 3.7. Tọa độ bắt gặp loài Nưa đầu nhăn ở miền núi phía Bắc Việt Nam ..........66
Bảng 3.8. Tọa độ bắt gặp loài Nưa krausei ở miền núi phía Bắc Việt Nam .............67
Bảng 3.9. Tọa độ bắt gặp loài Nưa vân nam ở miền núi phía Bắc Việt Nam ...........68
Bảng 3.10. Tọa độ bắt gặp loài Nưa yuloensis ở miền núi phía Bắc Việt Nam .......69
Bảng 3.11. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển của 6 loài Nưa củ có glucomannan ở
miền núi phía Bắc Việt Nam .....................................................................................73
Bảng 3.12. Ảnh hưởng thời điểm thu hái quả Nưa konjac tới tỷ lệ nảy mầm của hạt
...................................................................................................................................74
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của phương pháp bảo quản hạt tới.......................................76

tỷ lệ nảy mầm của hạt Nưa konjac ............................................................................76
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản hạt tới .............................................77
tỷ lệ nảy mầm của hạt Nưa konjac ............................................................................77
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của phương pháp xử lý hạt Nưa konjac tới tỷ lệ nảy mầm
của hạt và sinh trưởng phát triển của cây con trong vườn ươm ................................78
Bảng 3.16. Ảnh hưởng phương pháp xử lý vết cắt củ tới tỷ lệ nảy chồi ..................80
của củ con ..................................................................................................................80
Bảng 3.17. Ảnh hưởng phương pháp bảo quản củ giống tới tỷ lệ nảy chồi, tỷ lệ
nhiễm bệnh, tỷ lệ sống của cây Nưa konjac ..............................................................81


Bảng 3.18. Ảnh hưởng của loại hóa chất và thời gian khử trùng đến khả năng tạo
mẫu sạch in vitro .......................................................................................................84
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng tái sinh chồi Nưa
konjac in vitro ...........................................................................................................86
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi Nưa konjac in vitro ...87
Bảng 3.21. Ảnh hưởng tổ hợp của BAP và Kinetin đến khả năng tái sinh chồi Nưa
konjac in vitro ...........................................................................................................89
Bảng 3.22. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến khả năng ra rễ của chồi Nưa
konjac in vitro ...........................................................................................................91
Bảng 3.23. Ảnh hưởng của IBA đến khả năng ra rễ của chồi Nưa konja in vitro ....93
Bảng 3.24. Ảnh hưởng của loại giá thể đến tỷ lệ sống của cây Nưa konjac in vitro
trồng ở vườn ươm......................................................................................................94
Bảng 3.25. Ảnh hưởng khối lượng củ tới khả năng sinh trưởng ................................96
của cây Nưa konjac ....................................................................................................96
Bảng 3.26. Ảnh hưởng khối lượng củ giống tới kích thước củ cây Nưa konjac ......97
Bảng 3.27. Ảnh hưởng khối lượng củ giống tới năng suất củ và hàm lượng
glucomannan trong củ cây Nưa konjac .....................................................................98
Bảng 3.28. Ảnh hưởng độ che sáng tới sinh trưởng của cây Nưa konjac .................99
Bảng 3.29. Ảnh hưởng độ che sáng tới kích thước củ cây Nưa konjac ..................100

Bảng 3.30. Ảnh hưởng độ che sáng tới năng suất củ và hàm lượng glucomannan
trong củ cây Nưa konjac..........................................................................................101
Bảng 3.31. Ảnh hưởng thời vụ trồng tới sinh trưởng của cây Nưa konjac .............103
Bảng 3.32. Ảnh hưởng thời vụ trồng tới kích thước củ cây Nưa konjac ................104
Bảng 3.33. Ảnh hưởng thời vụ trồng tới năng suất củ và .......................................105
hàm lượng glucomannan trong củ cây Nưa konjac.................................................105
Bảng 3.34. Ảnh hưởng mật độ trồng tới sinh trưởng của cây Nưa konjac .............106
Bảng 3.35. Ảnh hưởng mật độ trồng tới kích thước củ cây Nưa konjac ................107
Bảng 3.36. Ảnh hưởng mật độ trồng tới năng suất củ và hàm lượng glucomannan
trong củ cây Nưa konjac..........................................................................................108
Bảng 3.37. Ảnh hưởng của tổ hợp lượng phân NPK tới sinh trưởng của cây Nưa
konjac ......................................................................................................................110
Bảng 3.38. Ảnh hưởng của tổ hợp lượng phân NPK tới kích thước củ cây Nưa
konjac ......................................................................................................................111


Bảng 3.39. Ảnh hưởng của tổ hợp lượng phân NPK tới năng suất củ và hàm lượng
glucomannan trong củ cây Nưa konjac ...................................................................112
Bảng 3.40. Tích lũy glucomannan trong củ Nưa konjac ........................................114
trong các giai đọan sinh trưởng phát triển...............................................................114
Bảng 3.41. Kết quả trồng thử nghiệm cây Nưa konjac ở một số tỉnh miền núi phía
Bắc Việt Nam ..........................................................................................................115


DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Hình ảnh nghiên cứu đánh giá thành phần loài Nưa củ có glucomannan ở
miền núi phía Bắc Việt Nam .....................................................................................51
Hình 3.2. Hình ảnh Nưa konjac ................................................................................52
Hình 3.3. Hình ảnh Nưa chuông ...............................................................................54
Hình 3.4. Hình ảnh Nưa đầu nhăn.............................................................................55

Hình 3.5. Hình ảnh Nưa krausei................................................................................56
Hình 3.6. Hình ảnh Nưa vân nam .............................................................................57
Hình 3.7. Hình ảnh Nưa yuloensis ............................................................................58
Hình 3.8. Sơ đồ phân bố loài Nưa konjac ở miền núi phía Bắc Việt Nam ...............63
Hình 3.9. Sơ đồ phân bố loài Nưa chuông ở miền núi phía Bắc Việt Nam ..............64
Hình 3.10. Sơ đồ phân bố loài Nưa đầu nhăn ở miền núi phía Bắc Việt Nam .........65
Hình 3.11. Sơ đồ phân bố loài Nưa krausei ở miền núi phía Bắc Việt Nam ............66
Hình 3.12. Sơ đồ phân bố loài Nưa vân nam ở miền núi phía Bắc Việt Nam ..........67
Hình 3.13. Sơ đồ phân bố loài Nưa yuloensis ở miền núi phía Bắc Việt Nam ........68
Hình 3.14. Khai thác củ Nưa konjac tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang .................70
Hình 3.15. Củ Nưa konjac được bảo quản trước khi chế biến tại huyện Quản Bạ,
tỉnh Hà Giang ............................................................................................................71
Hình 3.16. Hình ảnh chế biến Nưa konjac tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang ........72
Hình 3.17. Bột được nghiền từ củ Nưa konjac tại huyện Quản Bạ, tỉnh Hà Giang ..72
Hình 3.18. Món "Mò Gỉ" làm từ bột Nưa konjac chế biến tại huyện Quản Bạ, Hà Giang 73
Hình 3.19. Hình ảnh nhân giống hữu tính cây Nưa konjac.......................................79
D10: Trồng cây Nưa konjac củ được bảo quản trong cát .........................................83
Hình 3.20. Hình ảnh nhân giống Nưa konjac bằng củ ..............................................83
Hình 3.21. Đỉnh sinh trưởng Nưa konjac nảy chồi trên môi trường MS ..................85
Hình 3.22. Hỉnh ảnh tái sinh chồi Nưa konjac in vitro .............................................88
Hình 3.23. Chồi Nưa konjac trên môi trường bổ sung 2 mg/l BAP + 0,2 mg/l
Kinetin sau 2 tuần nuôi cấy .......................................................................................90
Hình 3.24. Hình ảnh chồi Nưa konjac in vitro ra rễ trên môi ...................................92
Hình 3.25. Hình ảnh chồi Nưa konjac in vitro ra rễ trên môi trường CR2 có bổ sung IBA .. 93
Hình 3.26. Cây Nưa konjac nuôi cấy mô trồng ở Vườn ươm trên giá thể 50% đất
tấng B: 30% cát: 20 % trấu hun ................................................................................95


Hình 3.27. Hình ảnh nghiên cứu ảnh hưởng độ che sáng tới sinh trưởng của cây
Nưa konjac ..............................................................................................................102

Hình 3.28. Hình ảnh nghiên cứu ảnh hưởng thời vụ trồng tới sinh trưởng và phát
triển của cây Nưa konjac .........................................................................................106
Hình 3.29. Hình ảnh nghiên cứu ảnh hưởng mật độ trồng tới sinh trưởng và phát
triển cây Nưa konjac ...............................................................................................109
Hình 3.30. Hình ảnh nghiên cứu ảnh hưởng của tổ hợp lượng phân NPK tới sinh
trưởng và phát triển cây Nưa konjac .......................................................................113
C13: Trồng dưới tán Mận ở huyện Vân Hồ, tỉnh Sơn La ......................................116
Hình 3.31. Hình ảnh nghiên cứu trồng thử nghiệm cây Nưa konjac ở một số tỉnh
miền núi phía Bắc Việt Nam ...................................................................................116
Hình 3.32. Hình ảnh nghiên cứu sâu bệnh hại cây Nưa konjac ở Việt Nam ..........117


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Một số loài trong chi Nưa Amorphophallus, thuộc họ Ráy (Araceae) củ có
chứa glucomannan, một loại đường phân tử lớn có cấu trúc mạch đã và đang được
trồng ở nhiều nước trên thế giới như Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ, v.v. để lấy củ
làm nguyên liệu chế biến thực phẩm và thực phẩm chức năng [1]. Theo Chua M.,
Baldwin TC., Hocking TJ., Chan K. (2010) thì củ một số loài Nưa chứa
glucomannan, một loại đường polysaccharide tan trong nước. Các sản phẩm chứa
glucomamnan trong củ Nưa, có tác dụng điều chỉnh nồng độ đường, làm giảm tỷ
lệ mỡ trong máu, làm giảm sự thèm ăn ở người béo phì. Ngoài ra, nó còn kích
thích lên nhu động của dạ dày và ruột nên có tác dụng nhuận tràng. Bột Nưa
konjac còn được sử dụng trong mỹ phẩm để làm đẹp da [2]. Ở Trung Quốc, chỉ
riêng tỉnh Vân Nam, hàng ngàn hecta đất đồi núi được sử dụng để trồng Nưa. Hiện
tại ở Trung Quốc có từ vài chục tới hàng trăm công ty kinh doanh các sản phẩm
bột Nưa. Theo Liu Peiying và cộng sự (2004) ở Trung Quốc có 30 ngàn hecta đất
trồng Nưa làm nguyên liệu bột Nưa konjac [3, 4]. Ở Nhật Bản, chỉ 2 vùng Jinnejo
và Uedama, ngay từ những năm 70 của thế kỷ trước, hàng năm khoảng hơn 15

nghìn ha Nưa konjac (Amorphophallus konjac) đã được trồng và sản lượng tới
hàng trăm nghìn tấn, đem về nguồn lợi tới gần 2 tỉ Yên. Do tầm quan trọng của
nguồn lợi từ củ Nưa, nên loài cây này đã được nhập trồng từ Nhật Bản vào New
Zealand từ hàng chục năm trước [5].
Ở Việt Nam, củ cây Nưa đã được sử dụng làm thức ăn truyền thống từ lâu
đời của người dân tộc ở một số tỉnh miền núi phía Bắc. Tuy nhiên, củ Nưa chỉ được
khai thác sử dụng trong phạm vi hẹp ở một số địa phương với các món ăn được chế
biến giống như đậu phụ gọi là món Mò gỉ (tiếng Nùng) hay Cò ký thơ (tiếng Mông),
mỳ, bánh rán,.v.v. [6]. Do nắm được các công dụng của bột củ Nưa như vậy, ở Việt
Nam năm 2010 Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã cho tiến hành
thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu cơ bản về các loài Nưa cho glucomannan do Viện
Sinh thái và Tài nguyên sinh vật chủ trì. Năm 2012, để tiếp tục phát triển vấn đề
nghiên cứu, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật đã đề xuất Nhiệm vụ “Khai thác
và Phát triển nguồn gen cây Nưa (Amorphophallus spp.) giàu glucomannan” và đã


2
được Bộ Khoa học và Công nghệ phê duyệt cho tiến hành thực hiện. Các nghiên
cứu đã chỉ ra được một số loài Nưa có hàm lượng glucomannan, đặc điểm phân bố
và đã có những nghiên cứu bước đầu về nhân giống và trồng các loài Nưa này [6,
7].
Bên cạnh đó, theo số liệu của Tổng cục thống kê năm 2016, các tỉnh miền núi
phía Bắc Việt Nam với địa hình là đồi núi, người dân thu nhập bình quân đầu người thấp
với 337,2 nghìn đồng/tháng. Do thu nhập của người dân thấp nên tỷ lệ hộ đói nghèo rất
cao là 41,42%, nhiều hộ thiếu ăn 2 - 6 tháng/năm. Thực tế các tỉnh này có diện tích đất
canh tác nông nghiệp lớn, tuy nhiên hầu hết chỉ trồng Lúa, trồng Ngô,.v.v. năng suất
thấp, giá trị kinh tế thấp, chi phí đầu tư và công lao động bỏ ra lớn nên các cây trồng này
không đem lại lợi ích kinh tế cao cho vùng. Trong khi lực lượng lao động địa phương dư
thừa, điều kiện thời tiết khí hậu khá thuận lợi cho nhiều cây trồng như ngô, khoai tây, đỗ
tương, Nưa….. sinh trưởng, phát triển thì việc việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng là một

trong những giải pháp cần được quan tâm đẩy mạnh nhằm nâng cao thu nhập tiến tới xóa
đói giảm nghèo và phát triển kinh tế cho các tỉnh này [7].
Xuất phát từ những lý do trên, tác giả chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu
thành phần, phân bố các loài Nưa (Amorphophallus spp.) củ có glucomannan, lựa
chọn loài có triển vọng phát triển trồng ở một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam”
làm đề tài nghiên cứu luận án của mình.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- Đánh giá được thành phần và phân bố các loài Nưa (Amorphophallus spp.)
củ có glucomannan ở một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam;
- Lựa chọn được loài nưa có glucomannan cao và triển vọng phát triển trồng
để nhân giống, trồng ở một số tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam;
- Nhân giống và trồng thử nghiệm loài Nưa có triển vọng phát triển ở một số
tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- Ý nghĩa khoa học: Kết quả của luận án góp phần bổ sung và hoàn chỉnh
kiến thức về các loài Nưa (Amorphophalluss spp.) thuộc chi (Amorphophalluss) ở
Việt Nam. Bên cạnh đó kết quả luận án còn nhằm phục vụ cho các nghiên cứu
chuyên ngành sâu hơn trên các lĩnh vực khác nhau của loài Nưa.


3
- Ý nghĩa thực tiễn: Là cơ sở khoa học cho việc phát triển một số giống Nưa
có hàm lượng glucomannan cao ở Việt Nam, phục vụ sản xuất thực phẩm chức
năng và một số ngành khác.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Luận án nghiên đánh giá cứu thành phần loài, phân bố, tri thức bản địa và kỹ
thuật nhân giống, trồng các loài Nưa củ có chứa glucomannan ở các tỉnh miền núi
phía Bắc Việt Nam.
5. Bố cục của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục luận

án cấu trúc gồm 3 chương: Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu - 25 trang,
Chương 2: Đối tượng, nội dung, phương pháp nghiên cứu - 22 trang, Chương 3: Kết
quả quả nghiên cứu và thảo luận - 70 trang.


4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu về chi Nƣa
1.1.1. Vị trí và phân loại của chi Nưa
Theo từ điển cây thuốc Việt Nam của Võ Văn Chi (2012) và các tài liệu phân
loại thực vật trên thế giới vị trí phân loại của chi Nưa trong giới thực vật như sau:
Giới: Thực vật (Plantae)
Ngành: Ngọc lan (Magnoliophyta)
Lớp: Hành (Liliopsida)
Bộ: Ráy (Arales)
Họ: Ráy (Araceae)
Chi: Nưa (Amorphophallus)
Nưa là tên gọi chung của một số loài thuộc chi Amorphophallus.
Tên gọi khác: Khoai Nưa, Khoai ngái, Tò ngủ (Tày), Mò gỉ (Nùng), Cò kí
thơ (H'mông) [8, 9, 10].
1.1.2. Đặc điểm hình thái của chi Nưa
Các loài trong chi Nưa là cây thảo, thân củ, chiều cao từ 10 cm (A. pulsilus)
tới hàng mét [11, 12].
Củ của cây Nưa có nhiều hình dạng khác nhau, từ thuôn dài, hình củ cải,
hình cầu hay hình đầu, không hiếm loài có thân củ phần trên gần hình cầu nhưng
phần dưới lại phân nhánh. Trọng lượng và kích thước củ Nưa cũng rất khác nhau,
có thể vài chục gram lên tới vài nghìn gram, kích thước có thể vài centimet tới vài
chục centimet đường kính. Đỉnh củ thường lõm xuống ít nhiều, giữa là chồi đỉnh,
sau phát triển thành lá hoặc hoa tùy theo tuổi của cây (thường là 3 năm tuổi). Ở
dưới chồi đỉnh có 8 đến 12 chồi bên. Trong nhiều trường hợp (A. konjac, A.

yuloensis, A. corrugatus), các chồi bên phát triển ít nhiều dài ra dạng như thân rễ ở
Khoai nước (Colocasia esculenta L.) ngầm dưới đất, đỉnh các thân rễ này sau phát
triển thành củ con; hay dạng củ nhánh (không có phần thân rễ dài) như ở Khoai sọ
(Colocasia esculenta var. antiquorum L.). Chồi đỉnh được bao quanh bởi các lớp lá
vảy (cataphyll) để bảo vệ chồi non. Các lá vảy dài ra đồng thời với sự phát triển của
lá (hoặc cụm hoa), bao bọc phần dưới của cuống lá hoặc cuống cụm hoa và khô dần
khi lá hay cụm hoa trưởng thành, khô xác và tàn nhanh chóng.


5
Rễ cây Nưa là dạng rễ chùm, thường tập trung ở phần đỉnh của củ, xuất phát
ngay dưới chồi đỉnh. Rễ thường mập, dài tới 15 cm.
Lá cây Nưa thường đơn độc, ít khi có 2-3 lá cùng với nhau; cuống lá thường
mập, màu xanh, có đốm trắng, hoặc màu nâu có đốm trắng, hoặc có nhiều chấm
đen, ngoài nhẵn, ít khi có gai mềm, ngoài bao bọc bởi lá vảy ở phần gốc lúc non.
Phiến lá đơn, thường xẻ 3 thùy lớn, các thùy lớn lại xẻ thứ cấp 2 đến nhiều lần
thành các phiến dạng lá “chét” hình lông chim.
Cũng giống như các chi trong họ Ráy, cụm hoa của Nưa là cụm hoa dạng
bông mo, lưỡng tính, đơn độc; mo và bông nạc đa dạng về hình dạng và kích thước;
bông nạc thường chia 3 phần: phần cái mang các hoa cái ở phía dưới, tiếp theo là
phần hoa đực rồi tới phần phụ (phần bất thụ) rất đa dạng về kích thước cũng như
hình dạng [12, 3].
1.1.3. Đặc điểm về thành phần và phân bố các loài Nưa
1.1.3.1. Đặc điểm thành phần loài Nưa
Trên thế giới chi Nưa có khoảng 200 loài phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt
đới thuộc Châu Phi và Châu Á [13, 14]. Tài liệu về chi Nưa ở Việt Nam chủ yếu là
các công trình về phân loại chi Nưa. Các loài Nưa đầu tiên ở Việt Nam được
Gagnepain tổng hợp và mô tả trong bộ sách Thực vật chí Đại cương Đông dương
(1942) với 5 loài. Đó là Nưa chuông (A. campanulatus Bl. = A. paeoniifolius
Nicolson), Nưa rex (A. rex Prain = A. paeoniifolius Nicolson), Nưa đứt đoạn (A.

interruptus Engl.), Nưa rivieri (A. rivieri Dur. = A. konjac K. Koch) và Nưa bắc bộ
(A. tonkinensis Engl.) [15].
Trong cuốn “Cây cỏ Việt Nam” năm 1993, Phạm Hoàng Hộ đã thống kê và
mô tả 7 loài [16]. Từ năm 1994-2000, nhiều loài Nưa mới cho khoa học đã được
một số nhà thực vật mô tả từ các mẫu thu được ở Việt Nam làm cho số loài trong
chi Nưa tăng lên nhanh chóng. Năm 2003, trong cuốn “Cây cỏ Việt Nam” được tái
bản, Phạm Hoàng Hộ đã ghi nhận được 18 loài Nưa ở Việt Nam [17]. Trong các bài
báo công bố năm 2001 và 2004, Nguyễn Văn Dư và cộng sự cũng mô tả 3 loài Nưa
mới cho khoa học đó là các loài A. orchroleucus V.D. Nguyen & Hett., A.
synandrifer Hett. & Nguyen V.D., A. sinuatus V.D. Nguyen & Hett. và bổ sung cho
hệ thực vật Việt Nam 6 loài A. coudercii, A. corrugatus, A. mekongensis và A.
yunnanensis [10, 18]. Những phát hiện này đã làm cho số loài của chi này lên tới 25


6
loài ở Việt Nam. Trong báo cáo nghiên cứu "Đặc trưng glucomannan một số loài
Nưa ở Việt Nam" năm 2010 và báo cáo luận án tiến sĩ với đề tài "Nghiên cứu thành
phần hóa học, quy trình tách triết, biến tính hóa học và khả năng ứng dụng của
glucomannan từ củ một số loài Nưa (Amorphophallus spp.) ở Việt Nam" năm 2011,
Nguyễn Tiến An đã công bố 5 loài Nưa củ có glucomannan ở Việt Nam là A.
corrugatus, A. paeoniifolius, A. panomemsis, A. scaber, A. tonkinensis. Trong báo
cáo đề tài "Nghiên cứu trồng và phát triển cây Nưa konjac (Amorphophallus konjac
C. Koch) và một số loài khác trong chi Nưa (họ Ráy – Araceae) ở Việt Nam hướng
tới việc lấy củ làm nguyên liệu sản xuất thực phẩm chức năng và thuốc điều trị bệnh
tiểu đường, mỡ máu và béo phì” Nguyễn Văn Dư và cộng sự năm 2012 chỉ ra rằng
có 5 loài Nưa củ có glucomannan ở Việt Nam là A. konjac, A. corrugatus, A.
krausei, A. paeoniifolius, A. yunnanensis. Như vậy, đã có những nghiên cứu về các
loài Nưa củ có glucomannan ở Việt Nam, cụ thể với những nghiên cứu của Nguyễn
Tiến An (2011) và Nguyễn Văn Dư (2012) thì có 8 loài Nưa củ có glucomannan và
trong số 8 loài này thì có 6 loài ghi nhận phân bố ở miền núi phía Bắc Việt Nam là

A. konjac, A. corrugatus, A. krausei, A. paeoniifolius, A. yunnanensis, A.
tonkinensis [6, 19, 20].
1.1.3.2. Đặc điểm phân bố các loài Nưa
Các loài trong chi Nưa phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới thuộc Châu Phi
và Châu Á (Hetterscheid và Ittenbach, 1996; Sedayu, 2010) [13, 14]. Chúng là các
loài thực vật đặc hữu của các vùng rừng mưa nhiệt đới của Đông Nam Á. Các loài
Nưa được phân bố từ dãy Himalaya qua Đông Dương (Myanmar,Thái Lan,
Campuchia, Lào và Việt Nam), tới Philippines, từ Tây Nam (tỉnh Vân Nam) và Tây
Bắc (Thiểm Tây, Ninh Hạ, Giang Tô) Trung Quốc (Liu, 2004) [3] lên tới cả Nhật
Bản. Những loài này có thể được tìm thấy ở bìa rừng, rừng cây chu kì ngắn, vùng
đá vôi, phổ biến nhất là ở rừng thứ sinh. Các loài trong chi Nưa phân bố rộng rãi ở
các đai độ cao từ vài mét so với mực nước biển, tới hơn 2.000 m. Trong số đó, các
loài Nưa củ có glucomannan thường mọc và phát triển ở độ cao từ 300-2.500m so
với mặt nước biển, nơi có khí hậu mát quanh năm. Nhiệt độ trung bình cả năm thích
hợp nhất cho các loài Nưa vào khoảng 24oC [13, 21, 3]. Ở Việt Nam với 25 loài
Nưa phân bố trong phạm vi cả Nước trong đó có 8 loài phân bố ở các tỉnh miền núi
phía Bắc Việt Nam, 17 loài còn lại phân bố đa dạng theo nhiều điều kiện sinh thái
khác nhau từ Bắc vào Nam của Việt Nam (Bảng 1.1.).


7
1.1.4. Đặc điểm sinh thái và sinh trưởng phát triển của loài Nưa củ có
glucomannan
 Đặc điểm sinh thái
Các loài Nưa sinh trưởng tốt trong môi trường bóng râm với đất thoát nước nhanh
và giàu mùn khoáng có độ pH từ 6,5 đến 7,5. Đặc biệt đối với các loài Nưa có hàm
lượng glucomannan cao cần điều kiện tránh ánh sáng trực tiếp thấp và nhiệt độ thích hợp
từ 20-250C. Nhiệt độ cao và ánh sáng cường độ mạnh chiếu trực tiếp sẽ làm cháy lá, làm
ngắn chu kỳ sinh trưởng của cây, đặc biệt dễ phát sinh bệnh thối củ [13, 12, 22].
 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển

Liu & cs (1998) khi nghiên cứu về sinh trưởng và phát triển của một số loài
Nưa ở Trung Quốc đã chỉ ra các điều kiện sinh thái của Nưa. Theo nhóm nghiên
cứu, Nưa không phải là cây đòi hỏi nhiều nước, không chịu được ngập úng. Về
nhiệt độ, Nưa là cây ưa ấm, có khả năng chịu biến thiên nhiệt độ từ 5 - 43 oC, nhiệt
độ tối thích là 20 - 25oC, khi nhiệt độ xuống dưới 0oC và lên trên 48oC cây sẽ chết
sau 5 ngày. Nghiên cứu này cũng đưa ra một số mức nhiệt tối thích cho sự phát triển
của củ và rễ, khả năng lai của một số loài Nưa và thu được nhiều kết quả khả quan
[1]. Đặc điểm ưa bóng râm và dễ bị ảnh hưởng với nhiệt độ cao của các loài Nưa củ
có glucomannan được cho rằng có liên quan đến môi trường sống ban đầu của nó,
nguồn gốc chủ yếu là ở rừng mưa nhiệt đới ở vùng Đông Nam Á [23].
Cây Nưa sinh trưởng và phát triển theo mùa, chúng thường rụng lá vào mùa
đông hay mùa khô, thời gian ngủ sinh lý của Nưa kéo dài từ 60 - 80 ngày và không
thể có bất kỳ tác nhân nào có thể phá vỡ trạng thái ngủ để hình thành chồi trong giai
đoạn này. Sau khi ngủ, cây bắt đầu nảy chồi, lá phát triển mạnh để hình thành củ mới.
Trong tự nhiên, Nưa cần ít nhất 3 năm để phát triển đủ lớn và có thể ra hoa. Do đó,
Nưa được đánh giá là cây sinh trưởng chậm và cho năng suất thấp [24].
Ngoại trừ một số loài cây thường xanh (ví dụ như A. coataneus và A.
pingbianensis) (Hetterscheid và Ittenbach, 1996), tất cả các loài Amorphophallus có
giai đoạn ngủ khác nhau, điều này ảnh hường đến chu kì sinh trưởng và thu hoạch.
Thông thường nhất, cây Nưa được trồng vào mùa xuân (tháng 3, 4) và trưởng thành
sau 6 đến 7 tháng (tháng 10, 11). Trong khoảng thời gian này, bộ lá chết đi và cây
trải qua mùa đông trong trạng thái thân củ ngủ trong khoảng 6 tháng, cho đến khi lại
sinh trưởng tiếp vào mùa Xuân năm sau [12, 22].


8
Nhiệt độ tối thiểu để có thể phá vỡ trạng thái ngủ là 14 °C. Trong khí hậu ôn
hòa khi đạt được nhiệt độ này (vào mùa Xuân), đỉnh mô phân sinh của chồi non
được kích hoạt, kế tiếp đó là sự nảy mầm của chồi lá thường diễn ra vào khoảng
tháng 4 đến tháng 5. Ghi nhận rằng sự phát triển của lá cây Nưa diễn ra trong 45

đến 60 ngày và độ lớn của lá phụ thuộc vào nhiệt độ sinh trưởng, tuổi thọ và kích
thước của củ [3].
Trong suốt quá trình trưởng thành của lá, chồi ở bên trong đã được hình
thành giữa những lớp cắt ở phần đáy của cuống lá. Chồi trong sau đó phát triển
thành chồi đỉnh, từ đó mọc lá của mùa sinh trưởng tiếp theo [3]. Tuy nhiên, có báo
cáo cho rằng trong mùa sinh trưởng thứ ba hoặc thứ tư, chồi trong không còn tách
biệt với chồi lá nữa. Thay vào đó, một chồi hoa được hình thành và từ đó hoàn thiện
chu kì đời sinh sản [23, 25, 3]. Theo Sun (1995), một khi đỉnh chồi hoa nảy mầm, sẽ
không còn có chồi lá nào mọc ra nữa do sự vượt trội của đỉnh chồi, điều này cho
thấy cụm hoa và lá của một cây không bao giờ cùng đồng thời sinh trưởng. Tuy
nhiên, nếu như chồi hoa bị cắt trước khi mọc lên, một trong những chồi sau đó có
thể phát triển thành lá trong mùa sinh trưởng đó.
Đối với các loài Nưa, nhiệt độ tối thiểu cần thiết để hình thành rễ sau khi ngủ
đông là từ 10 đến 12°C. Vì nhiệt độ này thấp hơn một chút so với nhiệt độ cần
thiết để đỉnh chồi nảy mầm (14°C), sự sinh trưởng và phát triển của bộ rễ diễn ra
sớm hơn so với chồi đỉnh, khoảng 15 ngày sau khi gieo trồng. Sự phát triển của rễ
bắt nguồn từ đỉnh mô phân sinh rễ phía dưới đỉnh chồi của thân củ gốc. Những
đỉnh mô phân sinh này phân hóa thành các chóp rễ, sau đó chóp rễ phát tán theo
chiều ngang để tạo thành bộ rễ bất định dầy và dễ co rút. Bộ rễ mọc theo chiều dọc
sâu vào trong đất, neo giữ thân củ. Khi thân củ đã được giữ cố định, rễ dinh dưỡng
bắt đầu phát triển. Tiếp sau sự hình thành và phát triển rễ của các mầm cây (củ
con) có rễ bò từ đầu tháng 7, rễ bắt đầu mọc xung quanh mầm cây. Bộ rễ bất định
mọc xung quanh các mầm cây có tốc độ lan rộng chậm hơn và có vẻ mảnh hơn và
tạo ra ít rễ dinh dưỡng hơn. Sau khi vòm lá trưởng thành phát triển đến cuối mùa
sinh trưởng (giữa tháng 8), sự hình thành rễ mới giảm dần. Những rễ dinh dưỡng
bắt đầu khô héo và bộ rễ co rút thấm nước bắt đầu co lại. Thân củ con sau đó được
kéo sâu hơn vào lòng đất, mang nó đến độ sâu tương tự như của thân củ gốc vào
đầu giai đoạn sinh trưởng [3].

9
Cây Nưa là cây trồng cạn nên không chịu được úng. Cây Nưa sinh trưởng,
phát triển thuận lợi nhất trong điều kiện ẩm độ đất từ 65 - 80%,độ ẩm không khí từ
60 - 75%. Trong thời kỳ sinh trưởng nếu độ ẩm quá cao gây thối củ và sâu bệnh
phát triển mạnh làm giảm chất lượng củ. Cây bị úng trong giai đoạn phát triển thì
các có thể gây chết. Bảo quản củ trong giai đoạn ngủ nghỉ ở điều kiện mát mẻ
nhưng phải khô ráo [12, 22].
Tóm lại: Từ những đặc điểm hình thái và những yêu cầu điều kiện sinh thái
cho thấy, cây Nưa có khả năng sinh trưởng, phát triển tốt ở một số tỉnh miền núi
phía Bắc Việt Nam như Sơn La, Hà Giang, Lào Cai,.v.v. Các tỉnh này có khí hậu
đặc thù và điều kiện sinh thái phong phú, có mùa đông lạnh và mùa hè không quá
nóng ở những vùng có độ cao trên 1000 m so với mặt nước biển.
1.1.5. Giá trị và tình hình sử dụng các loài Nưa
Các loài Nưa từ lâu đã được sử dụng tại các vùng nhiệt đới và cân nhiệt châu
Á như một nguồn thức ăn và một loại thuốc y học cổ truyền [1]. Một trong những loài
được biết đến nhiều nhất là cây Amorphophalus konjac được trồng tại Trung Quốc từ
hơn 2000 năm về trước [1, 4]. Phần củ của loài này được dùng làm thuốc đông y để
chữa hen suyễn, ho, chứng thoát vị, đau ngực, bỏng và rối loạn về da [26, 27]. Hơn
nữa, củ một số loài Nưa có chứa glucomannan, một loại polysaccharide tan trong
nước. Loại polysaccharide này được chiết ra từ củ và được dùng để sản xuất bột mà
từ đó chế biến các loại thức ăn (như mì) [4]. Bên cạnh công dụng chế biến thức ăn,
tinh bột nưa còn có thể dùng làm thực phẩm chức năng hoặc dược phẩm để chữa
bệnh béo phì [28], rối loạn mỡ máu [29, 30, 31], tiểu đường [32, 33, 34] tại các nước
mà những bệnh này đang là một vấn đề nghiêm trọng, như là Anh [35].
Ở Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Indonesia, Thái Lan với sản lượng bột
nguyên chất là trên 25 nghìn tấn [36]. Trung Quốc và Nhật Bản là hai nước sản xuất
bột nưa nhiều nhất và chiếm lần lượt là 60% và 28% sản lượng toàn thế giới [34, 3].
Khoảng một nửa lượng bột sản xuất tại Trung Quốc được xuất khẩu và khoảng 400
nhà máy được dành cho việc sản xuất bột nưa và các sản phẩm liên quan. Các khu
vực trồng nưa chủ yếu ở Trung Quốc là tại vùng núi thuộc tỉnh Vân Nam, Tứ Xuyên,

Quý Châu, Hồ Bắc, Quảng Tây, Thiểm Tây [37, 3]. Với lượng tiêu thụ toàn thế giới
và giá thị trường của bột nưa tăng ổn định trong vòng 10 năm gần đây, bột nưa
konjac hiện nay được chính phủ Trung Quốc coi là một loại hoa màu thương mại với


10
tiềm năng lớn tại thị trường trong nước và cả quốc tế bao gồm Nhật Bản, Đài Loan,
Thái Lan, Hàn Quốc, Malaysia và Singapore [38, 36]. Từ giữa những năm 1990, với
sự trợ giúp của chính phủ và các công ty địa phương, cây Nưa đã được trồng như một
loại hoa màu tại các vùng núi phía Nam Trung Quốc, nhằm thoát nghèo cho những
người nông dân bản địa [38].
Theo phương thức truyền thống ở Trung Quốc, thân củ sẽ được rửa sạch,
tách vỏ, cắt, phơi khô và nghiền thành bột konjac, bột này được sử dụng dưới dạng
bánh (thạch) sau khi đun sôi bột với tro. Trong y học cổ truyền Trung Quốc, tác
dụng chữa bệnh của cao làm từ củ konjac một phần được cho rằng do yếu tố hăng
và độc của nó với công dụng giải độc, áp chế khối u, làm giảm sự ứ đọng máu và
tiêu đờm [26, 27]. Trong hơn 2000 năm, gel của một số loài Nưa đã được sử dụng
để chữa hen suyễn, ho, chứng thoát vị, đau ngực, bỏng, cũng như chứng rối loạn
máu và da. Bột Nưa cũng được sử dụng làm thực phẩm dưới dạng mì, đậu hũ và
thức ăn nhẹ, hoặc dùng làm sữa đông và thường được om với thịt trong các món ăn
của người Trung Quốc. Bên cạnh những ứng dụng có từ củ của cây Nưa, lá của cây
Nưa thường được người dân bản địa phía Nam Trung Quốc dùng như một loại
thuốc chống côn trùng và như thức ăn cho gia súc [4].
Gần đây, bột Nưa được chú ý bởi công dụng tiềm năng của nó như một chất
xơ thực phẩm. Các chất sơ thực phẩm này, sẽ kháng lại các enzim tiêu hóa, giúp
chúng ta no lâu hơn [39]. Phân tử có hoạt tính sinh học chủ yếu trong củ konjac là sợi
hòa tan, nó cơ bản bao gồm polysaccharide không chứa xenluloza và glucomannan
[40, 37, 36]. Vì liên kết 1,4 của glucomannan (GM) không thể bị thủy phân bởi
amylaza trong nước bọt và tụy, GM đi qua ruột già mà không bị thay đổi và bị lên
men do các vi khuẩn trong ruột già [30]. Một dạng GM có độ tinh khiết cao đã được

sử dụng trong việc điều trị bệnh béo phì (Kraemer, 2007), chứng rối loạn mỡ máu
liên quan đến béo phì [29, 30, 31] và bệnh tiểu đường [32, 33, 34] nhờ hoạt động như
một tác nhân gây cảm giác no [41].
Hơn thế nữa, trong củ của một số loài Nưa có chứa glucomannan có đặc tính
trương nở và đông đặc khi được hòa tan với nước. Vì vậy bột glucomannan (GM)
được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm nhũ hóa và ổn định trong các ngành công
nghiệp thực phẩm, đồ uống, mỹ phẩm và y dược. Từ năm 1994, GM đã được công


11
nhận là một chất phụ gia thực phẩm bởi Cục quản lí thực phẩm và dược phẩm Hoa
Kì (FDA) [40, 42]. Năm 1996, nó cũng được chấp nhận là một chất gắn kết trong
thịt và các sản phẩm từ gia cầm bởi Bộ Nông sản Mỹ (USDA). Ở Châu Âu, GM đã
nhận được chứng nhận số E245 bởi Cơ quan An toàn thực phẩm châu Âu [43]. Hơn
nữa, GM được sử dụng trong hệ thống vận chuyển thuốc có kiểm soát [44, 45] và
trong quy trình sản xuất các nguyên liệu thấm nước như khăn ăn dùng một lần và
băng vệ sinh [46].
Ở Việt Nam, củ Nưa được sử dụng làm thức ăn truyền thống từ lâu đời [8].
Tuy nhiên, thức ăn từ củ Nưa chỉ được sử dụng trong phạm vi hẹp ở từng địa
phương bởi các dân tộc miền núi hoặc chỉ sử dụng khi đói (nạn đói), chưa được sử
dụng như là thức ăn phổ biến. Theo các nghiên cứu điều tra thực vật dân tộc học của
Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật về cây Nưa ở Huế thì cây Nưa được trồng ở
Quảng Thọ, Quảng Điền từ hàng trăm năm trước và đã trở thành món ăn quen thuộc
của người dân [6].
Như vậy, cây Nưa theo truyền thống được dùng tại phương Đông như vị
thuốc cổ truyền và thực phẩm, thực phẩm chức năng. Ứng dụng ngày nay của cây
Nưa ở phương Tây chủ yếu trong các ngành thực phẩm; tại đây GM chiết xuất từ củ
được dùng làm chất phụ gia trong thức ăn và thực phẩm chức năng.
1.2. Khái quát nghiên cứu về glucomannan trong củ Nƣa

1.2.1. Giới thiệu về glucomannan trong củ Nưa
Glucomannan là một polysacarit mạch thẳng, khối lượng phân tử
khoảng 200 ÷ 2000 Kda, tan trong nước gồm các mắt xích D-mannose và Dglucose liên kết với nhau bằng liên kết β-(1→ 4) glucozit. Các mạch nhánh có
thể chiếm khoảng 8% thông qua liên kết β-1,3-glucozit và β-1,6-glucozit.
Trên một số nguyên tử C6, nhóm OH được axetyl hóa với độ axetyl hóa
khoảng 5  10%. Tỷ lệ mannose/glucose thường dao động từ 1,6/1 đến 3,6/1.
Ở điều kiện thường, tùy thuộc phương pháp tách, chiết mà glucomannan tồn tại ở
dạng bột từ màu trắng đến màu vàng [9].
Hàm lượng của glucomannan trong củ Nưa phụ thuộc vào môi trường sống,
điều kiện canh tác, thời gian sinh trưởng, phát triển và qui trình tách chiết, chế biến
từ nguồn nguyên liệu ban đầu sau thu hoạch.


12
Glucomannan trong củ Nưa có nhiều tính chất quý như khả năng tương hợp và
phân hủy sinh học, khả năng hình thành gel thuận nghịch và không thuận nghịch.
Trong nước, glucomannan có thể hấp thụ tới 200 lần khối lượng tạo thành dung
dịch có độ nhớt cao 20000 ÷ 40000 cp (cao nhất trong các chất xơ có nguồn gốc
thiên nhiên) [47].
Thành phần hóa học của củ các loài nưa khác nhau là khác nhau và phụ
thuộc vào nguồn gốc và điều kiện sinh trưởng. Trong các loài Amorphophallus
được trồng ở Trung Quốc, chỉ có A. konjac, A. albus and A. krausei chứa
glucomannan như polysaccharide lưu trữ chủ yếu của chúng [3].
Theo một số nghiên cứu cho thấy, thành phần hóa học của bột konjac
glucomannan – là sản phẩm thương mại trên thị trường gồm khoảng 50 - 60%
glucomannan, 20 - 30% tinh bột, 2 - 5% chất xơ, 5 - 10% protein, 3 - 5% là các chất
đường hoà tan (gồm monosaccarit và oligosaccarit) và 3 - 5% là các chất khoáng.
Thành phần một số loại bột glucomannan trong một số loài thuộc chi Amorphophallus
khác nhau ở Trung Quốc được nhóm tác giả Li Heng, Zhu Guanghua, Peter C. Boyce,
Niels Jacobsen (2010) thu thập và phân tích trình bày ở bảng 1.1 [9].

Bảng 1.1: Hàm lượng cacbohydrat trong một số loài thuộc chi
Amorphophallus ở Trung Quốc
Loài

Địa điểm
Tứ Xuyên

Glucomannan

Tinh bột

Đƣờng tan

58,8

12,3

2,9

12,9

2,7

Trùng Khánh
Quý Châu

58,3

12,7

2,7

Vân Nam

54,4

16,2

3,8

Hồ Bắc

54,6

17,3

3,2

Quảng Tây

55,1

14,1

3,4

Giang Tây

52,2

19,8

2,9

Phúc Kiến

52,1

20,1

3,5

A.albus

Tứ Xuyên

59,3

11,5

1,5

A.yuloensis

Vân Nam

33,7

38,8

5,5

A.kachinensi

Vân Nam

39,8

46,1

8,3

A.krausei

Vân Nam

28,5

21,0

7,6

A.konjac


13
1.2.2. Nghiên cứu đánh giá hàm lượng glucomannan trong củ Nưa
Để đánh giá hàm lượng glucomannan hiện nay sử dụng chủ yếu phương pháp
so màu, đây là phương pháp định lượng hóa sinh các chất trong thực vật kinh điển

hiện nay được áp dụng. Một số phương pháp định lượng glucomannan được sử dụng
như sau:
1.2.2.1. Phương pháp dùng thuốc thử 3,5-dinitrosalicylic axit (3,5-DNS)
Phản ứng thủy phân glucomannan sẽ tạo thành hai loại đường khử là Dmannan và D-glucose. Các đường khử này sẽ chuyển thành hợp chất amino có
màu đỏ nâu khi đun sôi với 3,5-DNS trong môi trường kiềm. Ở một mức độ nào
đó, lượng đường khử là tỷ lệ thuận với cường độ màu được đo bằng phương
pháp quang phổ kế.
Xây dựng đường chuẩn glucose và đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 550 nm
của dãy dung dịch chuẩn.
Hàm lượng glucomannan trong mẫu thử được tính theo công thức:
A(%) 

5000 f  5T – To 
m

(1.1)

Trong đó:
T: hàm lượng glucose trong dung dịch glucomannan sau thủy phân.
To: hàm lượng glucose trong dung dịch glucomannan trước thủy phân.
f: hệ số hiệu chỉnh.
m: khối lượng mẫu thử [48, 49].

1.2.2.2. Phương pháp so màu phenol-sunfuric axit
Xây dựng đường chuẩn D-glucose và D-manose và tiến hành đo độ hấp thụ
quang ở bước sóng 490 nm.
Hàm lượng glucomannan được xác định theo công thức:

G (%) 

100 fC1
C2

(1.2)

Trong đó:
f: hệ số hiệu chỉnh.
C1: nồng độ đường glucose khi thủy phân glucomannan (µg/ml).
C2: nồng độ dung dịch mẫu glucomannan (µg/ml) [49].


14
1.2.2.3. Phương pháp so màu enzim
D-glucose, D-mannose hoặc D-fructose được loại bỏ bằng dung dịch etanol
(80 %) trong bước chuẩn bị mẫu. Các phản ứng enzim đầu tiên liên quan đến việc
khử polyme của acetyl-glucomannan bằng endo-β-mannanase để sản xuất
acetylated glucomanno-oligosaccharides. Sau khi khử polyme thành acetyl
glucomano-oligosaccharides, các oligosaccharides được khử actyl bằng cách xử lý
ở pH cao. Glucomanno-oligosaccharides thu được được thủy phân D-glucose (DGLC) và D-mannose (D-Man) do tác động kết hợp của β-glucosidase và βmannosidase. D-glucose và D-mannose sau đó được phosphoryl hóa bởi enzim và
adenosine-5-triphosphate

(ATP)

thành

glucose-6-phosphate

(GLC-6-P)

và

mannose-6-phosphate (Man-6-P) tương ứng, với sự hình thành đồng thời của
adenosine-5-diphosphate. Khi có mặt enzim GLC-6-P dehydrogenase, GLC-6-P bị
oxi hóa bởi nicotinamide adenine dinucleotide-phosphate (NADP+) thành
gluconate-6-phosphate với sự hình thành của NADP (NADPH). Lượng NADPH
hình thành trong phản ứng này cân bằng với lượng D-glucose, NADPH được đo bằng
sự gia tăng độ hấp thụ ở 340 nm. Khi kết thúc các phản ứng, Man-6-P được chuyển
thành fructose-6-phosphate và sau đó thành GLC-6-P bằng các phản ứng của isomerase
phosphomannose và isomerase phosphoglucose. GLC-6-P phản ứng với NADP+ hình
thành gluconate-6-phosphate và NADPH [49].
Ngoài ra, hàm lượng glucomannan còn được xác định bằng một số phương
pháp khác như phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) [50], sắc kí bản mỏng,
sắc kí khí [51, 17].
Phương pháp so màu sử dụng chất hiện màu là 3,5-DNS được đánh giá có độ
ổn định, độ lặp lại và độ chính xác cao [28].
1.3. Tình hình nghiên cứu về nhân giống cây Nƣa

1.3.1. Trên thế giới
Các loài Nưa có thể được nhân giống từ hạt hoặc từ cơ quan sinh dưỡng.
Trong nuôi trồng thương mại, cây Nưa được nhân giống từ cơ quan sinh dưỡng là
củ và các chồi cây (củ con) được sử dụng phổ biến [22, 27].
Đối với các loài Nưa có thể nhân giống hữu tính bằng hạt, nhưng việc nhân
giống hữu tính bằng hạt không phù hợp với nhân giống trồng trọt thương mại do tính
biến dị của cây con trong phương pháp này cao, dẫn đến không đảm bảo về chất
lượng của củ khi trồng [27].


15
Ở Nhật Bản việc nhân giống Nưa từ hạt giống không phổ biến vì nó cực kỳ
khó khăn để hạt nảy mầm trong điều kiện tự nhiên (O'Hair và Asokan, 1986). Tuy

nhiên, theo Long, 1998 ở phía Nam Trung Quốc, người dân bản địa làm cho việc
nhân giống trở nên dễ dàng hơn bằng cách loại bỏ vỏ quả đã chín, sau đó trộn với
cát ẩm với tỉ lệ 1:4; rồi lấp lại bằng một lớp đất dầy 5-7cm [4].
Theo Zhang và cs (2010) đã công bố kết quả nghiên cứu giải thích tại sao ở
Nam Á người ta sử dụng củ mà không sử dụng hạt Nưa làm vật liệu nhân giống.
Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện khí hậu của khu vực rất thuận lợi cho sự phát
triển của các loài cỏ dại, cây trồng từ hạt thường không đủ sức cạnh tranh. Hơn nữa,
cây trồng có nguồn gốc từ hạt không thể cho củ lớn trong thời gian 1 năm trong
điều kiện tự nhiên [52].
Trong nuôi trồng thương mại, cây Nưa được nhân giống từ cơ quan sinh
dưỡng là củ và các chồi cây mang củ con được sử dụng phổ biến. Chồi cây mang củ
con gắn liền với thân củ gốc được cắt ra vào mỗi vụ thu hoạch và được vùi trong cát
hoặc đất mùn sạch độ ẩm 60% ở độ sâu 10 đến 15 cm nhằm ngăn rễ phát triển ở
vùng sống lưng của củ và củ khô cho đến vụ gieo trồng tiếp theo (Follett and
Douglas, 2002).
Một số nghiên cứu cho kết quả kích thước củ mẹ dùng để tạo ra cây Nưa
giống có tác động lớn đến kết quả nhân giống bằng phương pháp nhân giống bằng củ
con. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, kích thước củ mẹ càng lớn hệ số nhân giống
càng cao [22]. Long năm 1998 cho rằng, trọng lượng tươi và số lượng củ con được
tạo ra tỉ lệ thuận với kích thước của củ mẹ. Nghiên cứu cũng cho thấy kết quả năng
suất cũng cao hơn nếu củ giống nặng từ 300 đến 500g [4].
Chồi cây gắn liền với thân củ gốc được cắt ra vào mỗi vụ thu hoạch và
được vùi trong cát hoặc đất mùn sạch độ ẩm 60% ở độ sâu 10 đến 15 cm nhằm
ngăn rễ phát triển ở vùng sống lưng của củ và củ khô cho đến vụ gieo trồng tiếp
theo [22]. Mặt khác, việc nhân giống từ hạt lại không phổ biến bởi hạt của cây
Nưa vô cùng khó nảy mầm trong điều kiện tự nhiên [53]. Tuy nhiên ở phía Nam
Trung Quốc, người dân bản địa làm cho việc nhân giống trở nên dễ dàng hơn
bằng cách loại bỏ vỏ quả đã chín, sau đó trộn với cát ẩm với tỉ lệ 1:4; rồi lấp lại
bằng một lớp đất dầy [4].

16
Zhang và cs (2010) đã công bố kết quả nghiên cứu nhân giống so le giữa 2
loài Nưa là: A.bulbifer và A. muelleri nhằm tìm ra loài Nưa thích hợp cho vùng
Nam Á. Sau khi nghiên cứu và so sánh với Nưa konjac (A. konjac), nhóm nghiên
cứu đã kết luận loài A. muelleri có khả năng thích ứng tốt với khí hậu Nam Á, cho
hàm lượng glucomannan cao (>70%) có thể phát triển trồng ở bắc Mianma và Lào.
Nghiên cứu đã giải thích tại sao ở Nam Á người ta sử dụng củ mà không sử dụng
hạt Nưa làm vật liệu nhân giống. Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện khí hậu của
khu vực rất thuận lợi cho sự phát triển của các loài cỏ dại, cây từ hạt thường không
đủ sức cạnh tranh. Hơn nữa, cây có nguồn gốc từ hạt không thể cho củ lớn trong
thời gian 1 năm trong điều kiện tự nhiên [52].
Khi nghiên cứu nhân giống cây Nưa bằng củ, Edi, S., Nobuo, S.(2007) ở Ấn
Độ đã đánh giá trọng lượng của củ giống ảnh hưởng rất lớn tới sinh trưởng và phát
triển của cây Nưa Amorphophallus paeoniifolius sau này. Các tác giả đã thử nghiệm
6 mẫu củ giống với các trọng lượng khác nhau từ 50 tới 2.000 gam. Kết quả là củ
giống càng lớn thì lá cây càng lớn và củ mẹ sinh ra nhiều củ con hơn. Tuy nhiên,
tính về tính toán kinh tế thì các tác giả cho rằng củ có trọng lượng 100-200 gam làm
giống là có hiệu quả nhất [54].
Ở Trung Quốc những năm gần đây nhu cầu về bột Nưa từ loài Nưa albus đã
tăng nhanh, dẫn đến việc khai thác và cạn kiệt nguồn tài nguyên này trong tự nhiên
(Long 1998). Hơn nữa, biến dị di truyền tự nhiên và thiếu hụt hạt giống dẫn đến việc
nhân giống loài cây này trở nên khó khăn hơn để đảm bảo chất lượng trong trồng trọt
thương mại. Vì vậy, việc nuôi cấy mô sẹo và sự tái tạo sau đó có thể dẫn đến việc tạo
ra các biến thể somaclonal hữu ích không có được bằng các phương pháp thông
thường khác [4].
Ngoài ra, còn có các nghiên cứu Kobayashi & M. Yonai, S. năm 1991, đã
giới thiệu phương pháp nhân giống cây Nưa konjac từ cuống lá, củ và củ con. Từ
mô củ trong 3 tháng các tác giả đã nhân được 1.000 cây con. Từ mô sẹo của cuống
lá với trọng lượng 10 mg, trong 4 tháng đã nhân được 1.000 cây con [55]. Gần đây,

năm 2014, các tác giả Ấn Độ, khi nghiên cứu nhân giống cây Nưa chuông (A.
paeoniifolius), cũng đã tạo được mô sẹo dựa trên môi trường nuôi cấy phù hợp cho
loài Nưa này từ môi trường MS trung tính. Củ con được nhân từ mô sẹo có khả
năng tạo ra chồi trên gần như toàn bộ bề mặt với tỉ lệ 90% trên môi trường MS nếu