Cao su

Cao su (Hevea brasiliensis) là cây gỗ lớn rụng lá, cao tới 43 m ở rừng hoang dã nhưng thấp hơn nhiều khi trồng khai thác mủ (thường 15–25 m). Thân hình trụ, đôi khi phình dạng chai ở gốc; vỏ màu nâu, lớp vỏ trong chứa hệ thống ống mủ (latex vessels) chạy xoắn phải theo góc khoảng 30° so với phương ngang, có thể lên cao tới 15 m. Lá kép ba lá chét, mọc xoắn ốc; cây rụng lá trong mùa khô ngắn. Hoa đơn tính (hoa đực và hoa cái riêng) màu vàng kem, không có cánh, mọc thành cụm có mùi hắc. Quả là nang chứa ba hạt lớn, nổ tung khi chín để phát tán hạt. Bộ nhiễm sắc thể 2n = 36.

Theo Kew POWO, vùng bản địa của Hevea brasiliensis là Nam Mỹ nhiệt đới — Bolivia, các phần Bắc/Nam/Tây-Trung Brazil, Colombia, French Guiana, Peru và Venezuela; loài là cây rừng mọc trong sinh cảnh nhiệt đới ẩm. Mủ cao su được người bản địa Amazon sử dụng từ lâu; sau khi Goodyear tìm ra lưu hóa (vulcanization) năm 1839, nhu cầu cao su bùng nổ, mở ra thời kỳ bùng nổ cao su ở Amazon (1840–1913) làm giàu Belém, Manaus và Iquitos. Nỗ lực trồng ngoài Brazil bắt đầu năm 1873; năm 1875–1876 Henry Wickham đưa khoảng 70.000 hạt tới Kew, từ đó khoảng 2.000 cây con được gửi tới Ceylon (Sri Lanka) và Singapore, rồi tới Buitenzorg (Java) năm 1883. Do bệnh lá Nam Mỹ hoành hành tại quê hương, các đồn điền lớn chuyển sang châu Á; đến năm 1898 Malaya đã có đồn điền cao su, và ngày nay Thái Lan, Indonesia, Việt Nam, Ấn Độ, Trung Quốc cùng Tây Phi là những vùng sản xuất chính.

Mủ cao su tươi là nhũ dịch trắng chứa khoảng 60% nước, 33–35% cis-1,4-polyisoprene (cao su thiên nhiên) và khoảng 5% chất phi cao su. Hạt cao su (rubber particles) đường kính khoảng 0,5 µm; polymer có khối lượng phân tử Mw khoảng 5×10^5–2×10^6 Da, tạo nên tính đàn hồi đặc trưng. Phần phi cao su gồm protein (Hev b 1 — rubber elongation factor REF; Hev b 3 — small rubber particle protein SRPP; Hev b 2 — β-1,3-glucanase; Hev b 6 — hevein… tạo thành 15 allergen Hev b 1–15), lipid và phospholipid, carbohydrate cùng cyclitol (quebrachitol), nhựa (resin), flavonoid và muối khoáng. Hạt cao su còn chứa cyanogenic glycoside (linamarin) làm chất phòng vệ, có thể được tái chế carbon/nitrogen cho sinh trưởng và tạo mủ. Hàm lượng cao su trong mủ thương phẩm thường 30–35% chất rắn.

Cao su là nguyên liệu công nghiệp chiến lược. Lưu hóa (vulcanization, 1839) biến polyisoprene thành elastomer bền, đàn hồi, dùng cho lốp xe, săm, đế giày, dây curoa, băng tải và đệm chống rung; latex đặc cùng mủ tấm (RSS) và mủ khối (TSR) dùng cho găng tay y tế, bao cao su, ống thông, núm vú và keo dán. Gỗ cao su (rubberwood) làm đồ nội thất sau khi vườn hết tuổi khai thác (25–30 năm); dầu hạt cao su dùng cho sơn, xà phòng và biodiesel. Về nghiên cứu, Berthelot và cộng sự (2012) làm rõ vai trò của REF (Hev b 1) và SRPP (Hev b 3) trong dị ứng mủ; Guyot & Le Guen (2018) tổng kết một thế kỷ nghiên cứu bệnh lá Nam Mỹ; các tổng quan gần đây nghiên cứu latex cao su như vật liệu sinh học tương thích cho y sinh và cảm biến, đồng thời tìm nguồn cao su thay thế (guayule, bồ công anh Nga Taraxacum kok-saghyz).

Về an toàn, dị ứng mủ cao su tự nhiên là vấn đề sức khỏe nghề nghiệp quan trọng: ước tính 150.000–1 triệu nhân viên y tế và trên 15 triệu người trên thế giới bị dị ứng do các protein Hev b; găng tay có bột làm allergen phát tán trong không khí, nên xu hướng là dùng găng tay giảm protein. Dung môi, amonia bảo quản và hóa chất chế biến cần được kiểm soát an toàn. Trước đây arsenic trioxide từng được dùng trên đồn điền (đặc biệt ở Malaysia) và có nguy cơ môi trường. Về bảo tồn, IUCN xếp Hevea brasiliensis là Ít lo ngại (LC) trong đánh giá năm 2020 (Fabriani & Hills, e.T62003521A62003529). Tuy nhiên các giống trồng có nền di truyền rất hẹp và đều mẫn cảm với bệnh lá Nam Mỹ do nấm Pseudocercospora ulei (trước gọi Microcyclus ulei), nên quần thể hoang dã ở Amazon cùng các ngân hàng gen là nguồn gen quan trọng cho chọn tạo; phá rừng và độc canh đe dọa nguồn gen này.