Bản tin Quốc tế
Cuộc cách mạng về chất ngọt tự nhiên
22/09/2011 20:16:56

Trong các loại đường hiện nay, thiên nhiên cũng như nhân tạo, dễ nhận thấy có sự cạnh tranh về kinh tế giữa chúng, như vậy cây cỏ ngọt trồng ở Việt Nam sẽ chiếm địa vị nào? Thật ra,cỏ ngọt không phải là một cây mới được khám phá, đường chiết xuất từ nó cũng không phải mới được bán ra thị trường.

Ở Paraguay, người ta gọi nó là cây Caá-êhê, Azucá-caá hay Kaá-hê-e. Tên khoa học của nó lúc ban đầu là Eupatorium rebaudianum vì O. Rebaudi là người đầu tiên đã nói đến nó. Năm 1899, một nhà thảo mộc người Paraguay, M.C. Bertoni, xác định nó là cây thuộc loại stevia, qua năm 1905 miêu tả rành mạch và đổi tên nó thành Stevia rebaudiana Bertoni (Hemsl ở Việt Nam) (11) thuộc họ Cúc Compositae (còn có tên Asteraceae). Sau đó, P. Rasenack (1908), rồi đến lượt K. Dieterich (1909) chiết xuất hai chất trong cỏ ngọt : eupatorin (từ chi Eupatorium), một chất rắn kết tinh tan hòa trong nước và rượu, ribaudin một chất khoáng vô định hình không tan vào dung dịch nào cả (1). Năm 1915, R. Robert tìm ra được trong cỏ hai chất saponin, một chất trung hòa là eupatorin, chất kia có tính chất acid. Sau khi Bertoni đề nghị sửa tên eupatorin thành estevina hay stevin (từ stevia). Liên hiệp Quốc tế Hóa học nhóm ở Copenhague năm 1924 chỉ định tên steviosid cho chất này.

Công trình khảo cứu đầu tiên sâu rộng là do R. Lavielle, trước với M. Bridel, sau với M. Pommaret, thực hiện năm 1931 (4). Dùng rượu ở 70 độ, từ một kilô cây, họ chiết xuất được 4,5g steviosid và nghiên cứu những tính chất vật lý, hóa học, sinh lý học của nó. Họ cũng có thử tìm công thức của steviosid nhưng với những phương tiện phân tích hồi đó, chẳng đạt được hoàn toàn mục đích tuy biết steviosid gồm có một phần không phải glucosid liên kết với ba phân tử glucos-d. Trong kỳ thế chiến thứ hai, Melville đề nghị  Vườn Bách thảo Hoàng gia Royal Botanic Garden đem trồng stevia bên Anh. Năm 1945, chiến tranh chấm dứt, đến lượt Gattoni muốn thuyết phục Phân khoa Cây thuốc của Viện Nông học Quốc gia Instituo Agronomico National xứ Paraguay trồng cây nầy ở mức kỹ nghệ để xuất khẩu thay thế saccharin (3). Cả hai dự án đều không được thực hiện nhưng bắt đầu từ đây cuộc khảo cứu trên cỏ ngọt được thúc tiến mạnh mẽ. Ở Việt Nam, chất ngọt đã được chiết xuất (9,43%) từ cây trồng ở Lâm Đồng và, nhắm mục đích tăng gia năng suất và chất lượng, ã được dùng để trồng cây ở Bạch Thái (11).

  Tuy vậy, phải đợi đến những năm gần đây, với máy móc phân tích tối tân, hiện đại, người ta mới biết rõ cặn kẽ công thức các hoá chất trong cỏ ngọt. Ngày nay, ai cũng đồng ý chất ngọt chính trong cây là steviosid, ngọt gấp 300 lần saccharose. Bên cạnh steviosid là  rebaudiosid, số lượng ít hơn nhưng ngọt hơn steviosid 1,2-1,5 lần. Cả hai chất này đều gồm có một phân tử cơ sở nối liền với ba hoặc bốn phân tử glucose. Số glucose này có thể lớn hơn, cách liên kết cũng có thể thay thế : dần dần 5 chất rebaudiosid A,B,C,D,E được khám phá ra. Có khi một phân tử rhamnose thay thế glucose đem lại là 2 chất dulcosid A và B. Nếu steviosid và ribaudiosid mất tất cả các phân tử steviosid thì chúng trở thành steviol, và tùy theo các nhóm thay thế, chúng làm thành một nhóm 8 sterebin A,B,C,D,E,F,G,H. Người ta cũng có tìm ra những chất jhanol (trước kia đã được chiết xuất từ cây Eupatorium jhanii), austroinulin (hiện diện trong cây Austroeupatorium inulaefolium) và dẫn xuất của nó. Ngoài ra, tuy số lượng rất nhỏ, các nhà khảo cứu cũng xác định được trong cỏ cấu tạo của 3 sterol (stigmasterol, sitosterol, campesterol), 8 flavonoid, bên cạnh cosmosiin và 2 chất dễ bốc hơi  caryophyllen, spathuienol. Đấy là chưa nói đến kim loại, theo thứ tự nhiều ít : Ca, Mg, Fe, Mn, Sr, Cu, Cr, Cd. Cuộc khảo cứu hoa cỏ ngọt cũng phát hiện ra được steviosid, rebaudiosid A, jhanol, austroinulin và hai dẫn xuất acetyl của nó.

Về mặt sinh vật học, sự hiện diện của gibberellin A20  trong cỏ ngọt (một trong số năm gibberellin mà người ta biết) chứng minh steviol có thể biến hóa thành gibberillin (5). Kỳ lạ nhất có lẽ là việc khám phá ra trong lá cỏ ngọt hai chất kháng sinh : chúng có tác dụng lên Pseudomonas aeruginosa và Proteus vulgaris (8). Phần chiết stevia có tính chất ức chế rotavirus (16), chống vi khuẩn Helicobacter pylori nên được đề nghị đem dùng trị u khối (17). Phần chiết hay những hoạt chất của stevia có thể dùng để uống giảm hay chữa viêm tế bào (26). Những flavonoid trong cây (4,57%) có tính chất chống những vi khuẩn Bacillus subtilus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli (10). Những người bị bệnh đái đường không những có thể dùng steviosid mà chất này có khả năng hạ đường trong máu (25), giảm huyết áp trên chuột (13), trên chó (23). Cũng ở trên chuột, nó ức chế sự phát triển ung thư trên da. Cho trộn trong thuốc đánh răng, nó có tác dụng lên vi khuẩn  Streptococcus mutans kết dính lên răng và cấu thành các mảng răng  (18,19,24). Nó đã được dùng làm thuốc kích thích tóc mọc (12,22), khử dioxin trong đất (20,21). Lá và cành có tính chất chống histamin nên có thể dùng để kiềm chế những triệu chứng như ngứa ngáy, đau đớn (14). Lá, cành và rễ cây stevia được trộn lẫn với nhau làm sợi dệt áo quần, khăn bàn, mùng màng,… và giấy chống vi khuẩn (15).

Nói tóm lại, lược đọc các báo chí khoa học, thấy ra cỏ ngọt được rất nhiều hãng kỹ nghệ, nhiều phòng thí nghiệm kể cả ở Việt Nam, chú ý  đến. Trong khoảng trên dưới 500 bản báo cáo, bên cạnh một số lớn các bài khảo cứu thuần túy, phân tích và xác định cấu tạo, những năm gần đây còn có một số lớn bàn về các phương cách chiết xuất, làm tinh khiết, những ứng dụng chất ngọt vào kỹ nghệ, đặc biệt khoảng một trăm văn bằng sáng chế mà ba phần tư là của Nhật Bản. Trong số 184 cây stevia đã được khảo sát (9), 18 loại đã cống hiến chất ngọt nhưng không có loại nào cho chất ngọt nhiều bằng Stevia ribaudiana. Ngày nay, người ta thường dùng nước để chiết xuất chất ngọt trong cây, nhưng cũng thấy có nhiều trường hợp dùng rượu (methanol, ethanol hay butanol) pha lẫn với nước. Còn có một phương pháp chiết xuất dùng CO2  lỏng ở trạng thái siêu tới hạn (supercritic) cống hiến những hoá chất rất ròng sạch sau khi xử lý khoan quay, ly tâm và nhiều cuộc lọc qua màng lọc, cột trao đổi ion,… Để loại trừ dư vị, ngoài cách dùng màng lọc nửa thấm (semipermeable), những phương pháp đề nghị có thể chia làm hai loại : sử dụng hoặc sắc phân hoặc kim loại, khoáng chất. Cột sắc phân thường là silicagel, amberlite, duolite zeolite (đủ cỡ), các chất trùng hợp metaphenylenediamin formaldehyd hay styren divinylbenzyl,… Kim loại, khoáng chất được dùng là Al, Fe, Ca dưới các thể oxid, chlorid, sulfat, sulfat, carbonat, thường thấy nhất là calcium dihydroxid. Năng suất chiết xuất nằm trong vòng 5-7% nhưng cũng có văn bằng đưa ra số 11-26% (7).

Những năm gần đây, cỏ ngọt được trồng thành cây kỹ nghệ ở các nước Brazyl, Đại Hàn, Đài Loan. Để thử tăng năng suất chất ngọt, đã thấy có dùng enzym của Aspergillus oryzae biến hoá steviosid ra thành rebaudiosid A vì chất này ngọt hơn (6). Bên Nhật Bản, hãng Toyo Sugar refining bán một chất ngọt mang tên Stevia, ngọt hơn 150 lần saccharose với ít nhiều dư vị : chất này được dùng trong canh, cháo, xirô, nước chấm. Công ty Toyo Soda dùng một enzym khác, glycosyl transferase, cho tác dụng trực tiếp lên stevia và tinh bột đem lại một chất chỉ ngọt hơn 120 lần saccharose nhưng mất được phần lớn dư vị. Từ 1983, hãng Jefco cho biết đã dùng một phương pháp chiết xuất rất hiện đại và có hiệu quả để chế biến một chất ngọt hơn 300 lần saccharose, loại bỏ được mọi bất tiện lúc ban đầu của steviosid : vị đắng, ít ổn định. Để cạnh tranh với công ty này, hãng Tama Biochemical dùng phương pháp cấy mô để cho tăng số lượng steviosid trong cây. Cũng nên biết thêm ở Viện Đại học Jerusalem, người ta khảo cứu cách thích ứng cỏ ngọt vào điều kiện nóng nực, thiếu đất, thiếu nước của Israel (3).

Nhìn chung, mặc dù việc tìm kiếm chất ngọt thay thế đường đang tiến hành mạnh mẽ, đường mía và củ cải đường vẫn còn được dùng nhiều và khắp nơi. Nếu có cạnh tranh thì giữa saccharose và isoglucose (xirô fructose), nghĩa là giữa kỹ nghệ mía - củ cải đường và kỹ nghệ tinh bột. Các chất ngọt khác, thuộc về kỹ nghệ dược phẩm, hiện chỉ giữ vai trò thứ ba, chờ đợi một dịp để phát triển. Trong các chất ngọt thế đường đứng đầu là aspartam. Nếu các hãng chế tạo Nhật Bản chưa kình địch lại nỗi aspartam thì steviosid sợ e rồi cũng chẳng có đủ sức lên đài đánh vật. Trừ phi chỉ nhắm bán hàng nội địa, các nhà kinh doanh Việt Nam từng theo dõi tình hình quốc tế, mặc dấu WTO, APEC, chắc đã thấy mọi khó khăn để xuất cảng một một món hàng thoạt xem tưởng như đầy tương lai hứa hẹn.

Đang trực tuyến: 9
Lượt truy cập: 756093