Thách thức trong chọn tạo giống sắn tinh bột WAXY làm nguyên liệu chế biến sản phẩm giá trị cao

Sắn là cây trồng quan trọng đối với an ninh lương thực và công nghiệp chế biến tại nhiều quốc gia trên thế giới. Bên cạnh đó, sắn còn là nguồn nguyên liệu tinh bột phục vụ ngành thực phẩm, dệt may và dược phẩm. Những năm gần đây, tinh bột sắn waxy, loại tinh bột hoàn toàn không chứa amylose, đang được chú ý nhờ những đặc tính phù hợp với các ứng dụng chế biến sâu chuyên biệt. Tuy nhiên, để phát triển giống sắn waxy phục vụ sản xuất thương mại, cần đánh giá mối liên hệ của những đặc tính này và sự ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng củ sắn tươi trên đồng ruộng.

Tinh bột thông thường gồm hai thành phần chính là amylose và amylopectin. Trong khi đó, tinh bột waxy có hàm lượng amylose rất thấp hoặc hoàn toàn không có amylose. Sự khác biệt này có thể làm thay đổi các đặc tính của tinh bột như độ trong của gel, độ nhớt và khả năng ổn định khi trải qua quá trình đông lạnh - rã đông. Những đặc tính này tạo ra tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và các lĩnh vực chế biến sâu khác. Nhóm nghiên cứu của Karlström và cộng sự đã công bố nghiên cứu “Biological Implications in Cassava for the Production of Amylose-Free Starch: Impact on Root Yield and Related Traits” trên tạp chí Frontiers in Plant Science, đánh giá ảnh hưởng của đặc tính tinh bột waxy đến năng suất củ tươi, hàm lượng chất khô và chỉ số thu hoạch của cây sắn.

Phân biệt tinh bột sắn waxy và tinh bột thông thường bằng dung dịch iodine: Mẫu waxy chuyển màu nâu đỏ, trong khi mẫu tinh bột thông thường chuyển màu xanh đậm. Nguồn: Karlström và cộng sự (2016).

Nhóm tác giả đã khảo sát 174 kiểu gen thuộc tám tập đoàn sắn có cùng bố mẹ, gồm 87 kiểu gen tạo tinh bột waxy và 87 kiểu gen tạo tinh bột thông thường. Thí nghiệm được thực hiện tại Trung tâm Nông nghiệp Nhiệt đới Quốc tế (CIAT), Colombia, với thời điểm thu hoạch là 11 tháng sau trồng. Kết quả cho thấy đặc tính waxy không gây ảnh hưởng nhiều đến năng suất củ tươi hoặc chỉ số thu hoạch trong điều kiện thí nghiệm. Năng suất củ tươi trung bình của nhóm waxy đạt 7,24 tấn/ha, so với 7,40 tấn/ha ở nhóm tinh bột thông thường. Kết quả này cho thấy việc phát triển sắn có đặc tính tinh bột chuyên biệt không gây ra sự suy giảm năng suất củ tươi. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu ghi nhận sự khác biệt về hàm lượng chất khô. Nhóm waxy đạt trung bình 32,8%, thấp hơn mức 33,6% ở nhóm tinh bột thông thường. Dù mức chênh lệch tương đối nhỏ, đây vẫn là khác biệt có ý nghĩa thống kê và có thể đáng lưu ý khi nguyên liệu được chế biến ở quy mô công nghiệp. Các tác giả chưa xác định được hàm lượng chất khô thấp hơn là hệ quả trực tiếp của đột biến tạo tinh bột waxy hay do những gen liên kết được di truyền cùng với đột biến. Vì vậy, cần tiếp tục nghiên cứu để làm rõ nguyên nhân và xác định những kiểu gen có đặc tính nông học phù hợp.

So sánh năng suất củ tươi, hàm lượng chất khô và chỉ số thu hoạch của các dòng sắn Waxy với sắn thông thường. Nguồn: Karlström và cộng sự (2016).

Nghiên cứu nhấn mạnh rằng mục tiêu chọn tạo giống sắn waxy không chỉ là tạo ra loại tinh bột có đặc tính mong muốn, mà còn phải duy trì năng suất củ và hàm lượng chất khô ở mức cạnh tranh. Việc tiếp tục lai tạo, đánh giá và chọn lọc các dòng waxy có hàm lượng chất khô cao sẽ là hướng đi quan trọng để phát triển giống phục vụ chế biến. Về lâu dài, tinh bột waxy có thể mở ra cơ hội phát triển các sản phẩm sắn có giá trị gia tăng, nếu đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và nhu cầu của thị trường. Tuy nhiên, hiệu quả thương mại cần được đánh giá thêm, đồng thời các giống triển vọng phải trải qua khảo nghiệm nông học phù hợp trước khi đưa vào sản xuất.

Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc cân bằng giữa chất lượng tinh bột và hiệu quả sản xuất trong chọn tạo giống sắn. Đây là một hướng tiếp cận có ý nghĩa đối với các chương trình phát triển giống sắn chuyên biệt, đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của ngành chế biến.

Nguồn: Karlström, A., Calle, F., Salazar, S., Morante, N., Dufour, D. và Ceballos, H. (2016). “Biological Implications in Cassava for the Production of Amylose-Free Starch: Impact on Root Yield and Related Traits.” Frontiers in Plant Science, 7:604. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00604

Nguyễn Ngọc Hùng theo Frontiers in Plant Science.