BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
NGUYỄN THỊ DUYÊN
NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG VÔ TÍNH CÂY CỎ NGỌT
BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHÍ CANH
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành: Trồng trọt
Mã số: 60 62 01
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Thị Lý Anh
Hµ Néi - 2012
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được sử dụng và công
bố trong các luận văn, luận án và các công trình khoa học nào trước đây.
Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn được sử dụng trong luận
văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc, đảm bảo trích dẫn theo đúng quy định.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này !
Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2012
Tác giả
Nguyễn Thị Duyên
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận
được sự giúp đỡ về mọi mặt của các thầy cô giáo, các tập thể và các cá nhân.
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy cô giáo, cán bộ
của Viện Sinh học nông nghiệp - Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Đặc
biệt xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Thị Lý Anh, người đã tận tình
hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi về mọi mặt trong suốt thời gian
thực hiện đề tài.
Tôi xin trân trọng cảm ơn những ý kiến đóng góp, định hướng quý báu
của các thầy cô bộ môn Sinh lý thực vật trong quá trình thực hiện đề tài, hoàn
chỉnh luận văn.
Cũng qua đây cho tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè
đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ, động viên tôi hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2012
Tác giả
Nguyễn Thị Duyên
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
α-NAA : 1-Naphthaleneaxetic axit
BA : Benzyl adenin
CT : Công thức
Đ/C : Đối chứng
NXB : Nhà xuất bản
EGS : Enhanced Geothemal System
NFT : Nutrient Film Technique
NASA : National Aeronauticsand Space Adminitration
HSN : hệ số nhân
ppm : nồng độ mg/l
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
iv
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ix
1. MỞ ĐẦU 1
1.1
Đặt vấn đề 1
1.2
Mục đích và yêu cầu của đề tài 3
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
2.1 Cây cỏ ngọt 5
2.1.1 Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật học 5
2.1.2 Bộ phận dùng và thành phần hóa học 6
2.1.3 Tác dụng dược lý 8
2.1.4 Tính vị, công năng, công dụng 10
2.2 Những nghiên cứu về cây cỏ ngọt trên thế giới và ở Việt Nam 11
2.2.1 Những nghiên cứu về cây cỏ ngọt trên thế giới 11
2.2.2 Những nghiên cứu về cây cỏ ngọt ở Việt Nam 15
2.2.3 Nghiên cứu nhân giống cây cỏ ngọt 16
2.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật khí canh. 17
2.3.1 Đặc điểm của hệ thống khí canh 17
2.3.2 Một số nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến việc trồng trọt bằng
kỹ thuật khí canh 20
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
v
2.3.4 Một số nghiên cứu về ứng dụng khí canh trong nhân giống và
trồng trọt trên thế giới và Việt Nam 24
3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
3.1 Đối tượng nghiên cứu 31
3.2 Nội dung nghiên cứu 31
3.3 Phương pháp nghiên cứu 34
3.3.1 Bố trí thí nghiệm 34
3.3.2 Các chỉ tiêu theo dõi 34
3.4 Phương pháp xử lí số liệu 35
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36
4.1 Nghiên cứu nhân giống cỏ ngọt bằng kỹ thuật khí canh 36
4.1.1 Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến khả năng sinh
trưởng, phát triển và hệ số nhân giống của cây cỏ ngọt trên nền
khí canh 36
4.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến
khả sinh trưởng, phát triển và hệ số nhân giống của cây Cỏ ngọt 42
4.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nghỉ giữa các lần phun
dung dịch dinh dưỡng đến khả sinh trưởng, phát triển và hệ số nhân
giống của cây cỏ ngọt 46
4.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phun dung dịch dinh
dưỡng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và hệ số nhân giống của
cây cỏ ngọt 50
4.1.5Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ α- NAA đến tỷ lệ ra rễ của
ngọn giâm và động thái sinh trưởng của cây cỏ ngọt 57
4.1.6
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ BA đến khả năng tạo chồi
của cây cỏ ngọt 60
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
vi
4.2 Ảnh hưởng của nguồn giống đến sinh trưởng, phát triển và năng
suất của cây cỏ ngọt 62
4.2.1 Ảnh hưởng của nguồn giống đến sinh trưởng,phát triển của cây cỏ
ngọt 63
4.2.2 Ảnh hưởng của nguồn giống đến năng suất của cây cỏ ngọt 64
4.3 Sơ bộ hiệu quả kinh tế của việc nhân giống cỏ ngọt từ khí canh 64
5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 67
5.1 Kết kuận 67
5.2 Đề nghị 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO 70
PHỤ LỤC 76
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến sinh trưởng,
phát triển của cây cỏ ngọt trên nền khí canh 37
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến hệ số nhân
giống của cây cỏ ngọt trồng trên nền khí canh 39
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến khả năng ra rễ
của cành giâm cỏ ngọt trồng trên nền khí canh 41
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến sinh
trưởng, phát triển của cây cỏ ngọt trên nền khí canh 42
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến hệ số nhân
giống của cây cỏ ngọt trên nền khí canh 44
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến khả năng
ra rễ của cành giâm cỏ ngọt trồng trên nền khí canh 45
Bảng 4.7. Ảnh hưởng của thời gian nghỉ giữa các lần phun dung dịch
dinh dưỡng đến sinh trưởng, phát triển của cây cỏ ngọt trên
nền khí canh 47
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của thời gian nghỉ giữa các lần phun dung dịch
dinh dưỡng đến hệ số nhân giống của cây cỏ ngọt trên nền
khí canh 48
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của thời gian nghỉ giữa các lần phun dung dịch
dinh dưỡng đến khả năng ra rễ của cành giâm cỏ ngọt trên
nền khí canh 50
Bảng 4.10. Ảnh hưởng của khoảng thời gian phun dung dịch dinh dưỡng
đến sinh trưởng, phát triển của cây cỏ ngọt trồng trên nền khí
canh 51
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
viii
Bảng 4.11. Ảnh hưởng của khoảnh thời gian phun dung dịch dinh dưỡng
đến hệ số nhân giống của cây cỏ ngọt trồng trên nền khí canh 52
Bảng 4.12. Ảnh hưởng của khoảng thời gian phun dung dịch dinh dưỡng
đến khả năng ra rễ của cây cỏ ngọt trên nền khí canh 53
Bảng 4.13. Ảnh hưởng của của nồng độ α- NAA đến tỷ lệ ra rễ của ngọn
giâm cỏ ngọt trên nền khí canh 57
Bảng 4.14. Ảnh hưởng của của nồng độ α- NAA đến động thái sinh
trưởng của ngọn giâm cỏ ngọt trên nền khí canh 58
Bảng 4.15 Ảnh hưởng của nồng độ BA đến khả năng bật mầm của cỏ
ngọt trồng trên nền khí canh 60
Bảng 4.16 Ảnh hưởng của nồng độ BA đến hệ số nhân cỏ ngọt trên nền
khí canh 61
Bảng 4.17 Ảnh hưởng của nguồn giống đến sinh trưởng của cây cỏ ngọt
trồng trên đồng ruộng 63
Bảng 4.18 Ảnh hưởng của nguồn giống đến năng suất cỏ ngọt trên đồng
ruộng 64
Bảng 4.19. Chi phí/m
2
trong thí nghiệm nhân cây bằng khí canh 65
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
ix
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Phân tử Steviosid 7
Hình 2.2. Ruộng trồng cỏ ngọt 16
Hình 4.1. Ảnh hưởng của loại dung dịch dinh dưỡng đến hệ số nhân
của cây cỏ ngọt 39
Hình 4.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch dinh dưỡng đến hệ số
nhân của cây cỏ ngọt 44
Hình 4.3. Ảnh hưởng của thời gian nghỉ giữa các lần phun dung dịch
dinh dưỡng đến hệ số nhân của cây cỏ ngọt 49
Hình 4.4. Ảnh hưởng của thời gian phun dung dịch dinh dưỡng đến hệ
số nhân của cây cỏ ngọt 53
Hình 4.5. Cây cỏ ngọt trên hệ thống khí canh 55
Hình 4.6. Sự phát triển của rễ cỏ ngọt trên nền khí canh 55
Hình 4.7. Sinh trưởng của cá thể cỏ ngọt. 56
Hình 4.8. Ảnh hưởng của α- NAA đến động thái ra rễ cỏ ngọt 58
Hình 4.9. Ảnh hưởng của α- NAA đến động thái tăng chiều cao cỏ ngọt 59
Hình 4.10. Ảnh hưởng của α- NAA đến động thái động thái ra lá ngọn
giâm cỏ ngọt 59
Hình 4.11. Ảnh hưởng của BA đến hệ số nhân của cỏ ngọt 62
Hình 4.12. Cây cỏ ngọt trên hệ thống khí canh 66
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
1
1. MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Cỏ ngọt (Stevia, Sweetleaf, Candyleaf) còn được gọi là cỏ đường, cỏ mật
hoặc cúc ngọt, có nguồn gốc ở thung lũng Rio Monday nằm về phía Đông
Bắc của Panama, Nam Mỹ. Vào thế kỷ XVI, các thủy thủ Tây Ban Nha đã
từng đề cập đến sự hiện diện của loại thảo mộc này. Nhưng phải chờ đến năm
1888, nhà thực vật học người Paraguay là Moises Santiago Bertoni mới phân
loại và chính thức đặt tên gọi nó là Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsley. Thổ
dân Guarani ở Paraguay gọi cỏ này là Caá-êhê có nghĩa là cỏ ngọt. Từ cả
ngàn năm nay, họ đã dùng loại thảo mộc này để làm dịu ngọt các thức ăn thức
uống có tính đắng, và cũng để chữa trị một số bệnh như béo phì, bệnh tim,
cao huyết áp, v.v…
Cỏ ngọt là cây đa niên bán nhiệt đới, thuộc họ Cúc Asteraceae
(Compositae).
Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsley là một trong số 154 loại cỏ ngọt
thuộc chi Stevia. Cây cỏ ngọt mọc thành bụi, cao khoảng 75cm lúc trưởng
thành có thể cao tới 1m. Thân và cành tròn. Thân non có màu xanh, thân già
màu nâu. Bản lá dài 5-7cm, có mép hình răng cưa. Hoa nhỏ màu trắng. Phấn
hoa có thể gây dị ứng. Chất ngọt tập trung trong lá. Lá già, ở dưới thấp chứa
nhiều chất ngọt hơn lá non ở phía trên cao. Chất ngọt trong lá giảm đi khi cây
trổ hoa vào tháng 9.
Về phương diện hóa học, đây là những diterpenoid glycosides và gồm có
4 loại chính: stevioside (5-10%), rebaudioside A (R-A) (2- 4%), rebaudioside
C (1-2%), và dulcoside A (0.5 -1%). Hai loại phụ là rebaudioside D và E.
Theo khẳng định của GS.TS Đỗ Tất Lợi và Hội y dược học, chất ngọt
stevioside có vị ngọt gấp 150 - 300 lần đường thường (saccaroza), đặc biệt là
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
2
không tạo calorie và rất ổn định ở nhiệt độ cao (198
0
C hay 388
0
F), không trở
nên xậm màu, và cũng không trở thành đường caramel hoặc kẹo.
Cỏ ngọt ở Việt Nam sinh trưởng, phát triển tốt vào vụ xuân – hè. Về
mùa đông, cây có hiện tượng rụng lá và hơi bị tàn lụi. Những mùa đông lạnh,
khí hậu khắc nghiệt có thể làm cây mất giống. Nguồn cỏ ngọt tự nhiên ở
nước ta trước đây khá dồi dào. Nhưng những năm gần đây, do khí hậu thay
đổi thất thường, mùa đông thường rất lạnh nên trữ lượng cỏ ngọt giảm sút
nghiêm trọng. Để chủ động đáp ứng nhu cầu về dược liệu, đảm bảo giữ
giống qua mùa đông, nhiều nơi đã tiến hành nghiên cứu, nhân giống, trồng
cỏ ngọt. Nhưng mùa đông cây cỏ ngọt ngoài đồng ruộng bi tàn lụi nên
không có nguồn giống để nhân, hơn nữa do thời tiết không thuận lợi nên
ngọn giâm có tỷ lệ sống không cao và ra hoa nhiều ngay trong vườn ươm
làm cây con sinh trưởng chậm. Trong khi đó việc nhân giống cỏ ngọt bằng
hạt cho tỷ lệ nảy mầm rất thấp. Phương pháp nhân giống bằng nuôi cấy mô
có thể khắc phục những nhược điểm trên, có thể nhân giống tốt trong mua
đông để cung cấp giống kịp thời cho vụ xuân, cây con sạch bệnh, không ra
hoa sớm. Nhưng cỏ ngọt nuôi cấy mô rất khó khăn trong khâu ra cây, vì
vậy cần có biện pháp để khắc phục nhược điểm này.
Khí canh là kỹ thuật mới được cải tiến từ hệ thống thuỷ canh khi rễ
cây không nhúng trực tiếp vào dung dịch dinh dưỡng mà phải qua hệ thống
bơm phun định kỳ, nhờ vậy mà tiết kiệm được dinh dưỡng và hô hấp của
bộ rễ được thuận lợi nhất. Công nghệ khí canh được Richard J. Stoner
(1983, đại học Colorado, Mỹ) đưa ra và áp dụng thành công trong nhân
giống cây trồng từ những năm 80 của thế kỷ XX. Công nghệ này cho phép
nhân được nhiều loại cây trồng, chu kỳ nhân giống nhanh hơn, nhiều hơn,
gấp 30 lần so với kỹ thuật truyền thống.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
3
Vì vậy, xuất phát từ nhu cầu thực tế để tăng hệ số nhân giống cây cỏ
ngọt chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu nhân giống vô tính cây cỏ ngọt
bằng phương pháp khí canh”.
1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài
1.2.1 Mục đích
Ứng dụng kỹ thuật khí canh trong việc nhân nhanh cây giống cỏ ngọt, từ
đó đề xuất quy trình nhân giống với hệ số nhân giống cao, cây giống chất
lượng tốt phục vụ sản xuất.
1.2.2 Yêu cầu của đề tài
- Xác định được các thông số kỹ thuật thích hợp cho nhân giống cây cỏ
ngọt bằng phương pháp khí canh: loại dung dịch, nồng độ dung dịch, chế độ
phun dung dịch dinh dưỡng .
- Xác định nồng độ chất kích thích ra rễ thích hợp cho sự ra rễ của ngọn
giâm cỏ ngọt trên nền khí canh.
- Xác định nồng độ chất kích thích tạo chồi thích hợp cho cây cỏ ngọt
trên nền khí canh.
- Đánh giá được khả năng sinh trưởng, phát triển của cây giống cỏ ngọt
được nhân bằng kỹ thuật khí canh.
- So sánh khả năng sinh trưởng, phát triển của cây cỏ ngọt trồng trên
đồng ruộng được nhân giống bằng phương pháp khí canh với các phương
pháp khác.
1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1 Ý nghĩa khoa học
Lần đầu tiên nghiên cứu thành công quy trình nhân giống vô tính cây cỏ
ngọt bằng biện pháp khí canh. Phát hiện được quy luật tác dụng của các yếu
tố môi trường dinh dưỡng và các chất kích thích sinh trưởng đối với cây cỏ
ngọt để ứng dụng vào việc tạo cây giống có hệ số nhân và chất lượng giống
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
4
cao. Các kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những dữ liệu cơ bản về sinh trưởng,
phát triển của cây cỏ ngọt trồng trong điều kiện khí canh, đồng thời là cơ sở
khoa học để đề xuất biện pháp nhân giống mới.
1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn
Cung cấp một phương pháp mới để nhân giống cây cỏ ngọt, tạo ra cây
giống có chất lượng cao, góp phần thúc đẩy sản xuất cỏ ngọt trở thành cây
trồng có tính chất hàng hoá mới phục vụ cho việc phòng và chữa bệnh của
cộng đồng và xuất khẩu.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
5
2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cây cỏ ngọt
2.1.1 Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật học
Cỏ ngọt có tên khoa học là Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsley, còn có
tên gọi khác là cúc ngọt thuộc chi Stevia Cav. Họ cúc (Asteraceae) (Katayma
và cs, 1976) [24]. Cỏ ngọt được biết đến từ năm 1908. Hai nhà khoa học
Reseback và Dieterich đã chiết xuất được glucozit từ lá cỏ ngọt. Đến năm
1931, Bridel và Lavieille mới xác định được glucozit đó chính là steviozit,
chất cơ bản tạo nên độ ngọt ở loại cây này( Brandle và cs, 1998) [19].
Steviozit sau khi thủy phân sẽ cho 3 phân tử steviol và isosteviol. Chất steviol
ngọt gấp 300 lần đường saccaroza, ít năng lượng, không lên men, không bị
phân hủy mà hương vị thơm ngon, có thể dùng để thay thế đường trong chế
độ ăn kiêng (K. Ramesh, Virendra Singh, Nima W. Megeji, 2006) [26].
Cỏ ngọt có nguồn gốc tự nhiên ở vùng Amambay và Iquacu thuộc biên
giới Brazil và Paraguay (Katayma và cs, 1976)[24]. Ngày nay, nhiều nước
trên thế giới đã phát triển việc dùng loại cây này trong đời sống. Ngay từ
những năm đầu của thế kỷ 20, người dân Paraguay đã biết sử dụng cỏ ngọt
như một loại nước giải khát. Đến những năm 70, cỏ ngọt đã bắt đầu được
dùng rộng rãi ở Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc và nhiều nước
Đông Nam Á. Tại Việt Nam, từ năm 1988, cỏ ngọt đã được nhập và trồng ở
nhiều vùng như Hà Giang, Cao Bằng, Hà Tây, Lâm Đồng
(www.caythuocquy.info.vn) [51]
Chi Steavia Cav. không có một đại diện nào ở vùng Châu Á. Cỏ ngọt
đang được phổ biến trồng ở Việt Nam hiện nay, được nhập nội từ Nam Mỹ
năm 1988 (Đỗ Huy Bích và cs, 2004)[2].
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
6
Cỏ ngọt là cây thảo nhỏ, sống nhiều năm, cao 0,5 – 0,6m, có khi đến 1m.
Thân cứng mọc thẳng, có rãnh dọc và nhiều lông mịn, ít phân nhánh. Lá mọc
đối, hình mác hoặc bầu dục, gốc thuôn, đầu tù hoặc hơi nhọn, dài 5 – 7cm,
rộng 1 – 1,5cm, có 3 gân, 4 – 6 đôi răng nhọn ở phần nửa về phía đầu lá, hai
mặt có lông trắng mịn, nhấm lá thấy có vị ngọt rất đậm, cuống lá rất ngắn.
Hoa lưỡng tính, tụ họp thành đầu màu trắng ở ngọn thân. Quả bế, không có
mào lông, hạt không có nội nhũ. Mùa hoa từ tháng 5 đến tháng 9.
Cỏ ngọt là cây ưa ẩm và ưa sáng, có thể chịu bóng hoặc ưa bóng vào thời
kì cây con (Singh Rao, 2006) [39]. Vốn là cây ở vùng nhiệt đới, cỏ ngọt trồng
ở Việt Nam sinh trưởng, phát triển tốt vào vụ xuân – hè. Về mùa đông, cây có
hiện tượng rụng lá và hơi bị tàn lụi. Cây ra hoa quả nhiều hằng năm. Tuy
nhiên người ta vẫn thường áp dụng cách nhân giống bằng cành giâm (Đỗ Huy
Bích và cs, 2004)[2].
2.1.2 Bộ phận dùng và thành phần hóa học
Bộ phận dùng là phần trên mặt đất của cây cỏ ngọt.
Thành phần hóa học của lá cỏ ngọt chứa:
Các ent-kauren diterpen glicosid: steviosid (2.2 – 18.5%), rebaudiosid A,
B, C, D, E, dulcosid, steviobiosid. Các thành phần này có vị ngọt ở các mức
độ khác nhau.
Các labdan diterpen gồm jhanol, austroinulin, 6 - 0 - acetylaustroinulin.
Các triterpen gồm β – amyrin acetate, lupeol.
Các thành phần khác gồm β – sitosterol, stigmasterol, tannin và tinh dầu(
0.12 – 0.43%). Các thành phần chính (43%) trong tinh dầu là
caryophylenoxyd và 1 spathulenol (Martelli A. và cs, 1985) [31].
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
7
Steviosid (13 – [(2 – 0 – β – D – glucopyranosyl – α – D – α – D –
glucoryranosyl) oxy] kaur – 16 – en – 18 oic acid β – D – glucopyranosid
ester, cupatorin, rebaudin, stevin, steviosin) là hoạt chất chính. Đó là những
tinh thể dễ chảy nước, có điểm chảy 198°C, [α]D 50 -39,3°C (c = 5,7 trong
nước), có độ ngọt gấp 150 – 300 lần đường mía (tùy theo cách trồng chăm
sóc). 1g steviosid tan trong 800 ml nước. Tan trong dioxin, hơi tan trong
alcol.
Hình 2.1. Phân tử Steviosid
(Theo Đỗ Huy Bích và cs) [2]
Hàm lượng steviosid trong cỏ ngọt là 3 – 20% tùy theo giống và các
điều kiện trồng trọt, thu hoạch.
Cách chiết suất steviosid từ cỏ ngọt như sau: Chiết bằng nước, sau đó
khử tạp bằng ethyl acetate hoặc than hoạt tính, tách hỗn hợp glycoside bằng
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
8
n-butanol, cuối cùng bằng methanol ở nhiệt độ dưới 10°C (Tsanava, V.P,
1989)[47].
2.1.3 Tác dụng dược lý
Tác dụng hạ đường huyết: Thử trên thỏ và chuột cống trắng cho thấy cao
nước lá Cỏ ngọt có tác dụng làm giảm đường huyết ở thỏ, với một chế độ ăn
giàu hydrat cacbon, có thêm 10% lá cỏ ngọt tương ứng với 0,5% steviosid
trong thực đơn, làm giảm có ý nghĩa glucose – huyết và glycogen gan sau 4
tuần cho ăn ở chuột cống trắng.
Khi uống dài ngày, cả steviosid và bột lá cỏ ngọt không gây ra những
thay đổi có ý nghĩa về sự tiêu thụ thức ăn, sự phát triển cơ thể.
Một nghiên cứu khác cũng trên chuột cống trắng, cho một chế độ ăn có
0.1 – 0.5% steviosid trong thời gian 30 – 56 ngày. Kết quả cũng không thấy
có thay đổi có ý nghĩa về mức glucose – huyết. Thử nghiệm lâm sàng ở
Paraguay (1970) trên những bệnh nhân đái tháo đường thấy trung bình mức
glucose – huyết giảm 35%. Một thử nghiệm khác ở Braxin (1981) với liều
mỗi lần 0.25g steviosid, ngày 4 lần, cũng làm đường huyết giảm rõ rệt
(Thamolwan, S. and C. Narongsak, 1997) [43].
Tác dụng giãn mạch: Steviosid có tác dụng giãn mạch toàn thân rõ rệt
(Đỗ Huy Bích và cs, 2004) [2].
Tác dụng trên thận và huyết áp: Thử trên lưu lượng huyết tương qua
thận (RPF) và tốc độ lọc cầu thận (GFR): Ở chuột cống trắng bình thường,
steviosid làm tăng cả hai thông số. Tác dụng tăng GFR là do thuốc làm giãn
mạch tới tiểu cầu thận và cả mạch từ đó ra. Truyền steviosid cho chuột cống
trắng cao huyết áp cũng làm tăng cả RPF và GFR. Kết quả này cũng xảy ra ở
chuột cống bị cao huyết áp do gây mô hình thực nghiệm tổn thương thận.Trên
chuột cống trắng bình thường và cả chuột gây cao huyết áp thực nghiệm,
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
9
steviosid đều có tác dụng làm giảm huyết áp, tăng bài niệu và tăng thải trừ
natri. Thử trên người có huyết áp bình thường uống chè cỏ ngọt trong 30 ngày
liền, thấy huyết áp ở cả hai tâm trương và tâm thu đều hạ khoảng 9.5%. (Đỗ
Huy Bích và cs, 2004)[2]
Tác dụng tránh thai: Nghiên cứu của PLANAS (năm 1968)[36] đã thông
báo, cho chuột cống trắng cái và đực uống nước có 5% cao cỏ ngọt thấy có
tác dụng ngừa thai. Nhưng trong những năm 70, bốn nhóm thực nghiệm độc
lập, không xác nhận tác dụng này.
Tác dụng kháng khuẩn: Cao lá cỏ ngọt có tác dụng đối với Pseudomonas
aeruginosa và Proteus vulgaris. Chưa thấy tài liệu nào công bố về tác dụng
trên các vi khuẩn Streptococus inutans, Lactobacillus plantarum và
Lactobacillus casei là những vi khuẩn có liên quan đến quá trình sún răng ở
trẻ em, vì hiện nay có dùng steviosid thay thế đường trong chế biến bánh kẹo
(Đỗ Huy Bích và cs) [2].
Liều dùng an toàn ở người: Nồng độ steviosid trong một số nước giải
khát ở Nhật Bản là 0,005 -0,007%. Nếu một ngày uống 1 lít thì lương
steviosid đưa vào cơ thể là 0,05 -0,07g tương ứng với khoảng 1g lá cỏ ngọt.
Điều đó có thể được chấp nhận vì là liều an toàn, đã dược Nhà nước Nhật cho
phép (Tomita, T. và cs, 1997) [44].
Độc tính cấp: Cho chuột cống uống steviosid với liều 2g/kg không thấy
có chuột chết và cũng không có biểu hiện độc sau 2 tuần theo dõi (Toyoda, K.
và cs, 1997) [46].
Độc tính bán cấp: Cho chuột cống trắng ăn liều hàng ngày 0,5g/kg trong
56 ngày. Các thông số theo dõi gồm cân nặng, các chỉ tiêu huyết học, các chỉ
tiêu hóa sinh và xét nghiệm tổ chức học gan đều bình thường (Toyoda, K. và
cs, 1997) [46].
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
10
Độc tính trên thận: Thí nghiệm trên chuột cống trắng, liều cao steviosid
có thể gây độc với thận, làm tăng urê và creatinin huyết thanh. Tiêm tĩnh
mạch cho chuột cống trắng, liều 0,4 ; 0,8 ; 1,2 và 1,6g/kg rồi theo dõi độ
thanh thải của một số chất có so sánh với lô chứng, thấy từ liều 0,8g/kg trở
lên chức năng lọc của cầu thận không bị ảnh hưởng, chức năng tái hấp thu của
ống lượn gần bị suy giảm, một phần glucose không được tái hấp thu và đã bị
thải trừ qua nước tiểu. Steviosid có thể còn bị thải trừ qua niêm mạc của ống
thận. Ngoài ra, steviosid còn gây bài niệu tăng thải natri niệu và làm tăng độ
thanh thải của paraminohippuric (Toyoda, K. và cs, 1997) [46].
Khả năng gây đột biến: Nhiều thực nghiệm nghiên cứu khả năng gây đột
biến trên các chủng Salmonella typhimurium TA 98, TA 100, TA 1535, Ta
1538 và TM 677, hoặc trên chủng Escherichia coli WP2 đều xác nhận cao cỏ
ngọt, steviosid và steviol là aglycon của steviosid không gây đột biến. Nhưng
có nghiên cứu cho biết một số chất chuyển hóa của steviosid lại có thể gây đột
biến. Mặc dù steviosid không bị chuyển hóa trong cơ thể và thải trừ nguyên
vẹn qua nước tiểu. Song người ta lo ngại một số tạp khuẩn vùng manh tràng
có thể phân giải được steviosid (Tomita, T. và cs, 1997) [44].
2.1.4 Tính vị, công năng, công dụng
Tính vị, công năng: Cỏ ngọt có vị ngọt rất đậm, có ích cho người đái
tháo đường và người béo phì, thuốc ít độc (Đỗ Huy Bích và cs, 2004) [2].
Công dụng:
Chữa đái tháo đường: Nhiều tài liệu đã xác nhận tác dụng chống đái tháo
đường của cỏ ngọt và steviosid, nhưng cũng có công trình nghi ngờ tác dụng
này. Dù sao cỏ ngọt và steviosid có vị ngọt sẽ làm giảm nhu cầu chất đường
và chất bột của người bệnh, vì thế sẽ làm giảm đường huyết. Liều dùng theo
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
11
thử nghiệm ở Braxin là mỗi lần 0,25g steviosid (hoặc 2,5g lá cỏ ngọt), ngày 4
lần. Uống nhiều ngày (Đỗ Huy Bích và cs, 2004)[2]
Chữa béo phì: Cỏ ngọt và steviosid làm giảm nhu cầu chất bột và chất
đường của cơ thể, nên cũng có tác dụng chữa béo phì. Liều dùng 0,5 – 1g
steviosid chia ra 3 – 4 lần trong ngày. Uống nhiều ngày. Lá cỏ ngọt hoặc
steviosid thường dùng làm chất điều vị cho các loại trà thuốc, trà túi lọc. Tỷ lệ
lá cỏ ngọt hoặc steviosid trong đó thường thấp. Ở Việt Nam cũng đã có một
số chế phẩm có cỏ ngọt như: Trà actisô – stevia, Trà sâm quy – stevia có sâm
khu 5, tam thất, đương quy, ngũ gia bì và cỏ ngọt. Trà túi lọc Sotevin có dừa
cạn, hoa cúc, hoa hòe và cỏ ngọt (Đỗ Huy Bích và cs) [2].
Chữa cao huyết áp: Hàng ngày uống trà Sotevin có tác dụng làm giảm
huyết áp (Đỗ Huy Bích và cs, 2004) [2].
Dùng thay thế đường saccarose: trong công nghiệp thực phẩm để làm
chất điều vị cho bánh mứt kẹo, nước giải khát (Đỗ Huy Bích và cs, 2004) [2].
Ngoài ra, cỏ ngọt còn được dùng trong chế biến mỹ phẩm, chẳng hạn sữa
làm mượt tóc, kem làm mềm da. Nó vừa có tác dụng nuôi dưỡng tất cả các
mô, tái tạo làn da mới vừa chống nhiễm khuẩn, trừ nấm (Tomita, T. và cs,
1997) [44].
2.2 Những nghiên cứu về cây cỏ ngọt trên thế giới và ở Việt Nam
2.2.1 Những nghiên cứu về cây cỏ ngọt trên thế giới
Tại nhiều nơi trên thế giới, chất steviosid hay chiết phẩm của nó được
dùng làm chất tạo vị ngọt thay thế các loại đường thường hoặc đường hoá
học. cỏ ngọt phơi khô, sấy khô có thể bỏ vào trà. Bột lá khô có thể trộn với
bột làm bánh để thay thế đường.
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
12
Trung Quốc xem cỏ ngọt như một dược liệu thiên nhiên rất tốt để giúp
làm giảm cân, ăn ngon và tiêu hóa tốt.
Nhật Bản là quốc gia sử dụng cây cỏ ngọt nhiều nhất trên thế giới. Mỗi
năm ngành kỹ nghệ Nhật tiêu thụ từ 700 tấn đến 1000 tấn lá stevia. Một số
khác cần phải được nhập thêm từ Hàn quốc, Đài Loan và Trung Quốc. Họ sử
dụng chất tạo vị ngọt steviosid trong kẹo chewing gum, bánh kẹo, và trong
các loại nước ngọt như Coca Cola (Strauss, 1995) [41].
Tại Bắc Mỹ, các sản phẩm stevia có thể được tìm thấy tại những tiệm
bán thực phẩm thiên nhiên Bột lá khô dùng làm trà, có thể có vị ngọt gấp 30
lần vị ngọt của đường cát. Dạng lỏng, là những dịch chiết có thể ngọt 70 lần
hơn đường. Tốt nhất là bột tinh chất màu trắng trích từ lá cỏ ngọt và có chứa
chất rebaudioside A và steviosid. Ở dạng này, stevia có vị ngọt gấp 150 - 300
lần vị ngọt của đường cát (David J. Midmore và Andrew H. Rank, 2002) [22].
Giới kỹ nghệ thực phẩm thiên nhiên hết lòng ca ngợi và quảng cáo cây
cỏ ngọt như một giải pháp thiên nhiên rất tốt để thay thế các loại đường hóa
học.
Cỏ ngọt không tạo calorie nên rất thích hợp để làm giảm cân. Cỏ ngọt
không làm bợn răng, không gây sâu răng, bảo vệ vệ sinh răng miệng, và cũng
giúp vào việc làm lành càc vết thương ngoài da.
Bổ tim, lợi tiểu, làm giảm áp huyết ở những người cao máu, và đặc biệt
nhất là đối với những người bị bệnh tiểu đường, cỏ ngọt trợ giúp tụy tạng
trong việc tiết chất insulin. Các bệnh nhân thay vì dùng các loại đường hóa
học như aspartame chẳng hạn, thì tốt hơn hết, họ nên dùng chất tạo vị ngọt
thiên nhiên lấy từ cỏ ngọt, ngoài ra, nó cũng không làm tăng lượng đường
trong máu. Ngày nay, cây cỏ ngọt được thấy trồng tại rất nhiều quốc gia như:
Brazil, Argentina, Paraguay, Mexico, Nhật bản, Trung Quốc, Đài Loan, Hàn
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
13
Quốc, Thái Lan, Việt Nam, Israel, và Hoa Kỳ (David J. Midmore và Andrew
H. Rank, 2002) [22].
Cỏ ngọt là cây ưa ẩm, thích hợp trồng ở độ cao từ 200 – 400m so với
mực nước biển, lượng mưa khoảng 1500 – 1800mm và có thể chịu được nhiệt
độ từ 6
0
C – 43
0
C. Cây có thể sinh trưởng trên đất cát nghèo dinh dưỡng hay
trong vùng đầm lầy, trên những chân đất ẩm hoặc những vùng nước nông
(Colombus M., 1997; Oddone B., 1999; Shock C.C, 1982) [21, 34, 38]. Cây
sinh trưởng chậm khi nhiệt độ xuống dưới 20
0
C và thời gian chiếu sáng trong
ngày dưới 12 giờ. Cây sinh trưởng tốt và cho hàm lượng stevioside cao khi
thời gian chiếu sáng trong ngày đạt 16 giờ (Metivier và sc, 1979; Yermakov
và cs, 1996) [32, 49].
Cây cỏ ngọt đã được trồng rộng dãi ở nhiều vùng khí hậu trên thế giới và đã
có nhiều thành công trong trồng trọt, mặc dù vẫn chủ yếu dựa vào phương pháp
nhân giống bằng cành giâm và nhân giống từ hạt trong nhà kính trước khi trồng
ngoài đồng ruộng. Trồng cây trên nghèo dinh dưỡng, đất cát (pH 4 -5), đất ngập
nước và có hàm lượng hữu cơ thấp, cây cao khoảng 0.6 – 0.7m, nếu canh tác tốt
và trồng trên đất màu mỡ cây có thể cao từ 1- 1.8m với 20 cành trên một cây (Jia
G.N, 1984) [29]. Nên chọn đất thoát nước tốt, giữ nước hợp lý, có pH 5 -7 là phù
hợp, tránh đất kiềm. Các loài cỏ ngọt trong hoang dại có nhiều sự thay đổi về
kiểu hình và thành phần các hoạt chất trong lá, những sai khác này do một vài
đột biến nhỏ trong nhiễm sắc thể gây ra, những đặc tính này có khả năng di
truyền cho thế hệ sau (Handro W. và cs, 1993) [27]. Người ta đã dựa vào những
đặc điểm này chọn ra những tính trạng có lợi cho con người để tạo giống mới
phục vụ cho trồng trọt, ví dụ tỷ lệ lá/thân, hàm lượng stevioside. Tổng hàm
lượng stevioside có tương quan tuyệt đối với tỷ lệ lá/thân. Độ dày của lá có
tương quan tuyệt đối với tỷ lệ R-A/stevioside (Shyu Y.T và cs) [42]. Hàm lượng
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
14
R/A cao cũng đồng nghĩa với diện tích lá lớn, khả năng quang hợp cao, hàm
lượng chlorophyll và protein cao (Weng X.Y và cs) [48].
Các nước trên thế giới đã nghiên cứu trồng và chọn tạo giống cỏ ngọt từ
rất lâu. Đặc biệt, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan và Nga, đã có
nhiều thành công trong việc chọn lọc và tạo ra được một số giống mới có
năng suất và hàm lượng stevioside cao hơn giống nguyên thủy. Những giống
mới được tạo ra bằng cách lai tạo và chọn lọc từ những giống cũ hoặc xử lý
bằng tia Co
60
gamma (Toruan-Mathius và cs, 1995) [45].
Bảng 2.2: Một số giống mới được chọn lọc và phát triển trong trồng trọt
Năm Quốc gia Giống mới Đặc trưng
1979 Hàn Quốc Suweon 2 Năng suất tăng 22%,
Steviosides tăng 12%
1982 Hàn Quốc Suweon 11 Lá dày, tỷ lệ R-A cao
1989 Trung Quốc Yunri, Yunbing
1994 Đài Loan K1, K2, K3 Năng suất cao, tỷ lệ
hàm lượng R-
A/Steviosides tăng.
1994 Indonesia BPP72
1995 Trung Quốc Zongping1 Tỷ lệ R-A và
Steviosides cao
1996 Nga Ramonskaya
Slastena
1996 Trung Quốc SM4 Năng suất tăng 1.5%, tỷ
lệ R-A/Steviosides tăng
(Theo David J. Midmore và Andrew H. Rank, 2002)[22]
Riêng Canada, cây stevia cũng được thấy trồng ở các tỉnh bang Alberta,
British Columbia, Ontario và Quebec. Công ty RSIT ở Canada gọi chất ngọt
chiết xuất từ lá cỏ ngọt khô là “chất ngọt hoàng gia” bởi giá trị tuyệt vời của
nó. Đây cũng là một công ty có bản quyền về chế tạo “chất ngọt hoàng gia”
Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp…………………
15
mà không gây ô nhiễm môi trường, không sử dụng hóa chất, sử dụng chất trao
đổi ion để phân lập, chiết xuất và tinh chế các thành phần glucozit tự nhiên
của cây. Bộ Canh Nông và Thực phẩm Canada cũng có trồng thí nghiệm loại
thảo mộc này tại nông trại thực nghiệm Delhi (Ontario). Ngày nay, nhiều
nước trên thế giới đã phát triển việc dùng loại cây này trong đời sống. Ví dụ:
Năm 1987 sản xuất và sử dụng lá cỏ ngọt ở Nhật Bản là 200 tấn, ở Đài Loan
200 tấn và Trung Quốc là 1.300 tấn (Brandle, 1998)[19].
2.2.2 Những nghiên cứu về cây cỏ ngọt ở Việt Nam
Ở Việt Nam từ tháng 8 năm 1988 cây cỏ ngọt đã được nhập và trồng ở
nhiều vùng như Hà Giang, Cao Bằng, Hà Tây, Lâm Đồng (Đà Lạt), Đắc Lắc
v.v Theo nhiều nhà đông dược, với nguồn giống từ Trung Quốc, đồng bào
các dân tộc cũng đã trồng khá nhiều ở vùng biên giới phía Bắc. Và cỏ ngọt
cũng đã theo bà con từ Cao Bằng - Lạng Sơn di cư vào Lâm Hà của vùng cao
nguyên Lâm Đồng (Đỗ Huy Bích và cs)[2]
Từ lần xuất hiện đầu tiên tại hội chợ "Nông nghiệp quốc tế Cần Thơ"
cuối năm 1995, trà cỏ ngọt đã đoạt được Huy chương vàng. Nhưng sản phẩm
này đến nay vẫn còn khá ít người chọn làm "tri kỷ", phần vì do tập quán tiêu
dùng và phần bởi mới được trồng chưa nhiều.
Theo Dược sĩ Trần Xuân Thuyết, từ năm 1990 Công ty Dược liệu TƯI
cũng hướng dẫn kỹ thuật trồng trên diện tích sản xuất để cung ứng cho nhu
cầu trong nước và xuất khẩu. Hiện nay, ở Việt Nam rất nhiều công ty đang
triển khai các vùng trồng cỏ ngọt trên cả nước như Hà Nội, Hòa Bình, Nghệ
An, Đắc lắc…
Cây có tính thích ứng rộng trên nhiều loại đất và vùng sinh thái khác
nhau, nhất là ở các vùng cao nguyên, trung du và miền núi nên cỏ ngọt đang
được trồng phổ biến tại nhiều địa phương . Kỹ thuật nhân giống, gieo trồng và