Khoai tây

Khoai tây (danh pháp hai phần: Solanum tuberosum), thuộc họ Cà (Solanaceae). Khoai tây là loài cây nông nghiệp ngắn ngày, trồng lấy củ chứa tinh bột. Chúng là loại cây trồng lấy củ rộng rãi nhất thế giới và là loại cây trồng phổ biến thứ tư về mặt sản lượng tươi – xếp sau lúa, lúa mì và ngô. Lưu trữ khoai tây dài ngày đòi hỏi bảo quản trong điều kiện lạnh.

Loài khoai tây hoang dã mọc trên khắp châu Mỹ, từ Hoa Kỳ cho tới miền nam Chile. Người ta từng cho rằng khoai tây đã được thuần hóa độc lập tại nhiều địa điểm, nhưng sau đó thử nghiệm di truyền học trên nhiều giống cây trồng và các loại khoai tây hoang dã đã chứng tỏ có một nguồn gốc duy nhất của khoai tây là ở khu vực miền nam Peru và cực tây bắc Bolivia ngày nay. Nơi con người đã thuần hóa được khoai tây từ 7 đến 10 nghìn năm trước. Sau nhiều thế kỷ chọn lọc và nhân giống, hiện nay đã có hơn một ngàn loại khoai tây khác nhau. Hơn 99% các loài khoai tây được trồng hiện nay trên toàn cầu có nguồn gốc từ nhiều giống khác nhau ở vùng đất thấp trung-nam Chile, các giống này đã được di dời từ các cao nguyên Andes.

Sau cuộc chinh phục Đế chế Inca của Tây Ban Nha, người Tây Ban Nha giới du nhập khoai tây vào châu Âu trong nửa cuối thế kỷ XVI. Sau đó nó được vận tải chủ yếu bằng đường biển ra các vùng lãnh thổ và hải cảng trên toàn thế giới. Khoai tây bị người nông dân châu Âu chậm chấp nhận do họ không tin tưởng. Để rồi sau đó nó trở thành một cây lương thực quan trọng và là cây trồng đóng vai trò làm bùng nổ dân số châu lục này trong thế kỷ XIX. Tuy nhiên, ban đầu khoai tây thiếu đa dạng di truyền, do có rất hạn chế số lượng giống cây được giới thiệu, nó còn là cây trồng dễ bị bệnh. Năm 1845, một căn bệnh thực vật gọi là bệnh rụng lá gây ra bởi nấm oomycete infestans Phytophthora, lây lan nhanh chóng thông qua các cộng đồng nghèo ở miền tây Ailen, dẫn đến mùa màng thất bát và xảy ra nạn đói. Hàng ngàn giống cây vẫn còn tồn tại ở vùng Andes, nơi mà 100 giống khoai tây khác nhau có thể tìm thấy, nhiều giống được lưu trồng bởi những hộ nông dân.

Chế độ ăn uống hàng năm của một công dân tính trung bình toàn cầu trong thập kỷ đầu thế kỷ XXI bao gồm khoảng 33 kg khoai tây. Nó vẫn là cây trồng chủ lực của châu Âu (đặc biệt là phía đông và trung tâm châu Âu), nơi sản xuất khoai tây bình quân đầu người lớn nhất, nhưng việc mở rộng trồng trọt khoai tây diễn ra mạnh mẽ nhất tại Nam Á và Đông Á trong vài thập kỷ qua. Trung Quốc hiện là nước sản xuất khoai tây lớn nhất Thế giới, gần 1/3 sản lượng khoai tây Thế giới được thu hoạch ở Trung Quốc và Ấn Độ.

Từ nguồn

Từ 'khoai tây' chỉ khí đời của phương tây, khoai tây ở Việt Nam chịu lấy từ Pháp vào khoảng năm 1890.

Từ tiếng Anh potato có nguồn gốc từ tiếng Tây Ban Nha patata (tên này vẫn được sử dụng tại Tây Ban Nha). Học viện Hoàng gia Tây Ban Nha cho rằng từ khoai tây trong tiếng Tây Ban Nha là hợp nhất của Taino batata (khoai lang) và Quechua papa (khoai tây). Khoai tây là tên lấy theo tên của một loại khoai lang, mặc dù không có liên hệ giữa hai loài cây này. Trong nhiều biên niên sử không có sự phân biệt giữa hai loài. Thế kỷ XVI, nhà thực vật học John Gerard sử dụng tên gọi khoai tây hoang hay khoai tây Virginia cho loài này và gọi khoai lang là khoai tây thông thường.

Đặc điểm

Khoai tây là loại cây thân thảo lâu năm, cao khoảng 60 cm, và chết sau khi ra hoa. Hoa của khoai tây có thể có màu trắng, hồng, đỏ, xanh, hay tím, và nhụy hoa có màu vàng. Khoai tây chủ yếu được thụ phấn bởi côn trùng, ong vò vẽ mang phấn hoa từ cây này sang cây khác, nhưng cũng có thể tự thụ phấn. Sau khi ra hoa, một số loại cho ra quả màu xanh lá cây giống như trái cà chua anh đào, và có thể có đến 300 hạt. Quả khoai tây chứa nhiều alkaloid độc hại như solanine, không nên dùng để ăn. Tất cả các giống khoai tây mới đều được trồng từ hạt, khác với việc trồng từ củ giống. Cắt trái khoai tây và ngâm vào nước, hạt giống sẽ tách ra và chìm xuống dưới sau một ngày ngâm. Mọi loại khoai tây đều có thể trồng từ củ, thực ra là từ thân đã biến dạng để dự trữ dinh dưỡng, hoặc từ miếng củ. Một số loại khoai tây thương mại không phải là từ hạt giống (do không thuận lợi cho việc ra hoa), mà được trồng từ củ, dễ dẫn đến sự nhầm lẫn với các loại củ và miếng củ được gọi là hại giống.

Lịch sử

Khoai tây bắt nguồn từ Peru, theo nghiên cứu của David Spooner xuất bản năm 2005, quê hương của cây khoai tây là một khu vực phía nam Peru (gần hồ Titicaca).

Có hàng ngàn loài khoai tây được phân loại dưới dạng các bậc (subspecies) ở vùng núi Andes, nơi mỗi thung lũng có thể có hơn một trăm loài khoai tây khác nhau, mỗi hộ nông dân có thể trồng tới mười mấy loài.

Ngày nay, khoai tây được cho là đã được mang vào châu Âu vào khoảng năm 1570 (khoảng 80 năm sau khi Columbus đến châu Mỹ lần đầu tiên vào năm 1492) và sau đó nó đã được những người thủy thủ châu Âu mang đến các vùng đất và cảng trên toàn thế giới khi châu Âu mở rộng chế độ thực dân vào thế kỷ XVII và XVIII.

Sau khi trở nên phổ biến ở châu Âu, khoai tây đã nhanh chóng trở thành một trong những cây trồng và thực phẩm chính ở nhiều nơi trên thế giới. Tuy nhiên, sự thiếu đa dạng di truyền ban đầu đã khiến cho khoai tây dễ bị bệnh. Năm 1845, một loại bệnh do nấm gây ra, Phytophthora infestans, hay còn gọi là bệnh tàn phá đã lan rộng khắp các khu vực ở Tây Ireland, gây ra Nạn đói lớn Ireland.

Khoai tây đã trở thành một loài cây quan trọng tại nhiều quốc gia châu Âu như Idaho, Maine, Bắc Dakota, Đảo Prince Edward, Ireland, Jersey và Nga, vì vai trò quan trọng trong nền kinh tế nông nghiệp và lịch sử của các khu vực này. Tuy nhiên, vào những năm cuối thế kỷ XX, diện tích trồng khoai tây lớn nhất đã dịch chuyển sang châu Á, nơi có khoảng 8% tổng sản lượng khoai tây trên thế giới. Sau khi Liên Xô tan rã, Trung Quốc đã trở thành quốc gia sản xuất khoai tây lớn nhất thế giới, tiếp theo là Ấn Độ.

Có khoảng 5.000 giống khoai tây trên toàn thế giới. Trong số đó, ba ngàn giống khoai tây được tìm thấy chủ yếu ở vùng núi Andes, bao gồm Peru, Bolivia, Ecuador, Chile và Colombia. Ngoài ra còn khoảng 200 giống hoang dã, một số đã được nhân giống với các giống trồng. Việc này giúp chuyển gen kháng sâu bệnh giữa khoai tây hoang dã và khoai tây trồng. Các giống biến đổi gen đã gặp sự phản đối gay gắt từ công chúng ở Mỹ và châu Âu.

Các loài chủ yếu trên thế giới là Solanum tuberosum (có 48 nhiễm sắc thể), là loài được trồng rộng rãi nhất. Ngoài ra, còn bốn loài lưỡng bội (24 nhiễm sắc thể) và hai loài tam bội (36 nhiễm sắc thể). Hai phân loài chính của Solanum tuberosum là andigena (giống Andes) và tuberosum (giống Chile). Khoai tây Andes thích nghi với điều kiện ngày ngắn, phổ biến ở vùng núi và nhiệt đới, trong khi khoai tây Chile phát triển tốt ở vùng Chiloé Archipelago với ngày dài và độ cao lớn ở miền nam Chile.

Trung tâm quốc tế giống khoai tây, có trụ sở tại Lima, Peru, giữ một bộ sưu tập giống khoai tây tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn ISO.

Trồng khoai tây mang lại hiệu quả cao với chi phí chăm sóc thấp, nó có thể thích nghi với nhiều loại khí hậu miễn là có đủ độ ẩm và khí hậu mát mẻ để cây hút nước từ đất. Tuy nhiên, cần bảo quản cẩn thận để tránh sự phát triển của nấm mốc gây thối củ. Ngược lại, hạt khoai tây có thể lưu trữ trong nhiều năm mà không bị hỏng.

Vai trò của khoai tây trong cung cấp lương thực toàn cầu

Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc báo cáo rằng sản lượng khoai tây trên toàn cầu vào năm 2010 đạt 320 triệu tấn. Trong đó, hơn 2/3 được sử dụng làm thực phẩm trực tiếp cho con người, phần còn lại dành cho động vật và sản xuất tinh bột. Điều này cho thấy mỗi người trên thế giới ăn khoai tây trung bình 33 kg mỗi năm trong thập kỷ đầu của thế kỷ XXI. Châu Âu là nơi có sản lượng khoai tây trung bình cao nhất trên thế giới, trong khi Trung Quốc hiện nay là quốc gia sản xuất khoai tây lớn nhất, với sản lượng của Trung Quốc và Ấn Độ chiếm 1/3 tổng sản lượng toàn cầu. Mô hình sản xuất khoai tây đã chuyển từ các nước giàu sang khu vực có thu nhập thấp trên toàn cầu, mặc dù xu hướng này không rõ ràng.

Năm 2008, một số tổ chức quốc tế đã nhấn mạnh vai trò của khoai tây trong lĩnh vực lương thực toàn cầu. Họ đánh giá cao tiềm năng của khoai tây là loại cây trồng ít tốn kém và phù hợp với nhiều loại khí hậu và vùng đất khác nhau. Vì khoai tây dễ bị hư hỏng, chỉ có 5% sản lượng được thương mại hóa quốc tế, góp phần ít hơn vào việc ổn định thị trường lương thực trong cuộc khủng hoảng lương thực năm 2007-2008. Liên Hợp Quốc đã chính thức công nhận năm 2008 là Năm Quốc tế của khoai tây nhằm nâng cao hình ảnh của loại cây này tại các quốc gia đang phát triển, ví von nó như một “kho báu” của nền nông nghiệp.

Dinh dưỡng

Khoai tây có chứa nhiều vitamin, khoáng chất và các hợp chất thực vật như carotenoid và phenol tự nhiên. Axít chlorogenic chiếm đến 90% trong các phenol của khoai tây. Các hợp chất khác bao gồm axit 4-O-caffeoylquinic (axit crypto-clorogenic), axit 5-O-caffeoylquinic (axit neo-clorogenic), axit 3,4-dicaffeoylquinic và 3,5-dicaffeoylquinic. Một củ khoai tây trung bình nặng 150g cung cấp 27 mg vitamin C (45% nhu cầu hàng ngày), 620 mg kali (18%), 0,2 mg vitamin B6 (10%) và một lượng nhỏ các vitamin thiamin, riboflavin, folate, niacin, magnesium, phosphor, sắt và kẽm.

Một củ khoai tây trung bình chứa khoảng 26g carbohydrate. Tinh bột chiếm phần lớn trong số này. Một phần nhỏ của tinh bột này có khả năng chống tiêu hóa từ enzym trong dạ dày và ruột non. Tinh bột này được coi là có lợi cho sức khỏe vì nó có hiệu ứng sinh lý tương tự như chất xơ: chống ung thư ruột kết, tăng cường khả năng hấp thu glucose, giảm cholesterol và chất béo trung tính trong huyết tương, làm giảm cảm giác thèm ăn và có thể giảm lượng chất béo tích tụ trong cơ thể. Phương pháp chế biến khoai tây có thể ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng dinh dưỡng, ví dụ như khoai tây nấu chín chứa 7% tinh bột khoáng, khi nguội thì lên đến 13%.

Khoai tây có chỉ số glycemic (GI) cao, thường bị loại trừ khỏi chế độ ăn của những người ưa chuộng thực phẩm có GI thấp. Tuy nhiên, chỉ số GI của từng loại khoai tây có thể khác nhau.

Bởi vì chứa nhiều carbohydrate, khoai tây được cho là có thể gây thêm cân nặng cho những người có vấn đề thừa cân. Tuy nhiên, nghiên cứu từ Đại học California, Davis và Trung tâm Quốc gia về An toàn Thực phẩm và Công nghệ, Viện Công nghệ Illinois đã chứng minh rằng mọi người có thể bao gồm khoai tây vào chế độ ăn uống hàng ngày mà vẫn giảm cân.

So với các loại thực phẩm cần thiết khác

Bảng dưới đây cho thấy thông tin dinh dưỡng của khoai tây và các thực phẩm quan trọng khác, mỗi loại được liệt kê trên một dòng. Các loại thực phẩm quan trọng thường cần được chế biến hoặc nấu chín trước khi sử dụng. Trạng thái nấu chín có thể ảnh hưởng đến hàm lượng dinh dưỡng và kháng dinh dưỡng của mỗi hạt so với các giá trị được ghi trong bảng này.

Độc tính

Khoai tây đã mọc mầm chứa nhiều chất độc. Khi thấy củ khoai tây đã mọc mầm, cần phải vứt bỏ ngay và không được ăn.

Khoai tây chứa các hợp chất độc như glycoalkaloid, phổ biến nhất là solanin và chaconin. Solanin cũng có trong một số loài thực vật khác như cây bạch anh độc, thiên tiên tử (Hyoscyamus niger), cây thuốc lá (Nicotiana spp.), cà tím và cà chua. Độc tố này có thể gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh, dẫn đến các triệu chứng như yếu ớt và nhầm lẫn.

Các thuốc bảo vệ thực vật tích tụ trong lá, mầm và quả của khoai tây. Nấu ăn ở nhiệt độ trên 170°C có thể làm giảm lượng chất độc này. Nồng độ glycoalkaloid trong khoai tây hoang dã đủ để gây hại cho sức khỏe, gây ra những triệu chứng như đau đầu, tiêu chảy, co giật và trong những trường hợp nghiêm trọng hơn có thể gây hôn mê và tử vong. Tuy nhiên, ngộ độc do khoai tây là rất hiếm gặp. Ánh sáng làm gia tăng tổng hợp clorophyl, là nguyên nhân khiến một số phần của củ khoai tây có thể độc hại. Một số giống khoai tây có nồng độ glycoalkaloid cao hơn, các nhà nghiên cứu giống cây thường loại bỏ những cây có độc tính. Họ cố gắng duy trì mức solanin dưới 200 mg/kg. Tuy nhiên, khi các củ có màu xanh, hàm lượng solanin có thể lên tới 1.000 mg/kg. Một củ khoai tây bình thường chứa từ 12–20 mg/kg glycoalkaloid, còn củ khoai tây nảy mầm có thể lên đến 250–280 mg/kg, và củ khoai tây vỏ xanh từ 1.500-2.200 mg/kg.

Phát triển

Khoai tây được trồng từ hạt giống và củ giống được lựa chọn kỹ lưỡng để loại bỏ bệnh tật. Chỉ có 15 tiểu bang của Mỹ trong tổng số 50 tiểu bang được phát triển giống khoai tây. Một số địa điểm lựa chọn giống khoai tây vào mùa đông để ngăn chặn sự tấn công của sâu bệnh, hoặc trồng giống vào mùa hè để tối ưu hóa quá trình sinh trưởng. Tại Anh, hầu hết các giống khoai tây đều có nguồn gốc từ Scotland, nơi mà gió tây giúp ngăn chặn sự lây lan của sâu bệnh và virus. Quá trình phát triển của khoai tây được chia thành 5 giai đoạn. Ở giai đoạn đầu tiên, mầm xuất hiện từ củ giống khoai tây, đánh dấu sự bắt đầu của quá trình sinh trưởng. Giai đoạn thứ hai là khi cây bắt đầu quang hợp và phát triển lá. Trong giai đoạn ba, các nhánh cây bắt đầu phát triển từ kẽ lá, và khi chúng đủ lớn sẽ ra hoa. Củ khoai tây ngừng phát triển khi nhiệt độ đất vượt quá 26,7 °C, vì vậy nó được coi là cây mùa lạnh. Giai đoạn thứ tư là giai đoạn phát triển củ khoai tây, nơi dinh dưỡng tập trung để hình thành và làm to củ. Cuối cùng là giai đoạn héo tàn, khi vỏ củ cứng lại và bắt đầu chuyển hóa thành tinh bột.

Củ khoai tây mới nảy mầm trên mặt đất, vỏ củ tiếp xúc với ánh sáng sẽ kích thích sản xuất chất độc solanine. Để ngăn ngừa hiện tượng này, người trồng thường sử dụng phương pháp vun gốc khoai tây, hoặc sử dụng các vật liệu như rơm rạ hoặc tấm nhựa để che nắng. Trồng khoai tây có thể gặp khó khăn trong một số trường hợp. Việc chuẩn bị đất trước khi trồng bao gồm bừa đất, cày cấy và làm sạch cỏ dại, cũng như lựa chọn thời điểm thích hợp sẽ cải thiện điều kiện trồng khoai tây. Khoai tây có thể được trồng với các miếng khoai tây có mắt trong một luống đất vừa phải. Cây khoai tây rất nhạy cảm với sương giá, có thể gây hỏng mặt đất. Ngay cả trong thời tiết lạnh, nếu cây khoai tây bị đen thân, nó có thể gây thối và hỏng một cây lớn. Sau khi thu hoạch, nếu củ khoai tây bị xước và lột vỏ, chúng có thể tự phục hồi để ngăn ngừa nhiễm trùng và mất nước trong quá trình lưu trữ.

Lưu trữ khoai tây: Các cơ sở lưu trữ khoai tây được thiết kế cẩn thận để duy trì sự sống và ngăn chặn quá trình phân hủy, đặc biệt là sự phân hủy tinh bột. Địa điểm lưu trữ cần có độ tối, thông thoáng và nhiệt độ lâu dài khoảng 4 °C (39 °F). Đối với lưu trữ ngắn hạn trước khi nấu, nhiệt độ khoảng 7 °C (45 °F) đến 10 °C (50 °F) là lý tưởng. Nhiệt độ dưới 4 °C sẽ dẫn đến sự biến đổi tinh bột thành đường, làm thay đổi hương vị và chất lượng nấu ăn, đồng thời tăng nguy cơ hình thành chất acrylamide khi chế biến, đặc biệt là khi chiên. Một nghiên cứu về acrylamide trong thực phẩm giàu tinh bột vào năm 2002 đã chỉ ra rằng chất này có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe, bao gồm cả ung thư.

Trong điều kiện thương mại, khoai tây có thể lưu trữ được từ 10 đến 12 tháng nếu lưu trữ ở điều kiện lý tưởng. Tuy nhiên, khi lưu trữ tại gia đình, thời gian lưu trữ chỉ trong vài tuần. Nếu củ khoai tây bắt đầu có màu xanh và nảy mầm, các vùng này nên được cắt bỏ trước khi sử dụng để loại bỏ nguy cơ nhiễm độc. Việc cắt hoặc bóc vỏ không chỉ giúp loại bỏ solanine mà còn giảm nguy cơ gây hại cho động vật. Khi bảo quản khoai tây tại nhà, nên để chúng trong túi giấy, nơi khô ráo, mát mẻ, ít ánh sáng và thông thoáng. Nếu để khoai tây trong tủ lạnh, có thể gặp hiện tượng chấm đen và quá trình biến đổi tinh bột, dẫn đến mùi vị khó chịu khi nấu chín. Nếu để ở nhiệt độ cao, củ khoai tây sẽ nảy mầm và hỏng. Đặc biệt, khoai tây cũng có thể hấp thụ mùi hôi của trái lê.

Sản lượng: Năm 2010, trên toàn cầu có 18,6 triệu ha đất dùng để trồng khoai tây. Năng suất trung bình đạt 17,4 tấn/ha. Tại Hoa Kỳ, các trại trồng khoai tây đạt năng suất cao nhất là 44,3 tấn/ha, trong khi ở New Zealand, sản lượng khoai tây dao động từ 60-80 tấn/ha, kỷ lục sản lượng cao nhất là 88 tấn/ha.

Sâu bệnh: Bệnh Phytophthora infestans (bệnh giá sương mai) vẫn tiếp tục gây thiệt hại nặng nề cho ngành công nghiệp khoai tây ở châu Âu và Hoa Kỳ. Các bệnh khác như Rhizoctonia, Sclerotinia, chân đen, nấm mốc bột, vảy bột, virus leafroll và đầu màu tím cũng gây tổn hại không nhỏ. Côn trùng như bọ khoai tây Colorado, sâu bướm khoai tây, đào rệp xanh, rệp khoai tây, bọ trĩ và bọ ve thường là nguyên nhân gây bệnh và phá hoại trực tiếp cây khoai tây. Có một loài vi trùng trong tuyến rễ khoai tây cũng gây hại lớn, có thể tồn tại trong đất nhiều năm, do đó việc áp dụng luân canh là cần thiết.

Việt Nam

Khoai tây được nhập khẩu vào Việt Nam từ năm 1890. Từ những năm 1980, khoai tây đã được quan tâm và có các đề tài nghiên cứu do Nhà nước tài trợ, với Viện Khoa học và Kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam (KHKTNNVN) là cơ quan chủ trì. Nhờ những nỗ lực này, năng suất trồng khoai tây đã được cải thiện đáng kể. Trước đây, năng suất trung bình khoai tây chỉ khoảng 8 tấn/ha, cao nhất từ 18-20 tấn/ha. Từ năm 1981 đến nay, năng suất trung bình đạt gần 12 tấn/ha, cao nhất từ 35-40 tấn/ha. Đã có thời điểm khoai tây Việt Nam xuất khẩu sang Nga với lượng lớn (có năm lên đến 1.000 tấn). Khi nguồn cung lương thực như lúa gạo và ngô dồi dào, khoai tây được nghiên cứu về chất lượng và hiệu quả sản xuất.

Liên kết ngoài

• Các tài liệu liên quan đến Solanum tuberosum trên Wikimedia Commons
• Thông tin về khoai tây trên Từ điển bách khoa Việt Nam
• Khoai tây trên Encyclopædia Britannica (bằng tiếng Anh)