Mía

Mía (Saccharum officinarum) là cây thảo lưu niên, thân đứng thành bụi, cao 2–7 m (thân thường 3–4 m) và đường kính khoảng 5 cm. Thân phân đốt như tre, lóng chứa mô xốp trắng ngậm dịch đường; mắt mầm nằm ở gốc mỗi lá. Lá xếp hai hàng, phiến hẹp dài 30–60 cm, gân giữa dày, mép có răng cưa nhỏ và cứng; bẹ lá ôm thân. Cụm hoa là chùy (panicle) dài tới 60 cm mang nhiều bông nhỏ có lông tơ trắng; quả khô, mỗi quả một hạt nhưng hiếm khi tạo hạt hữu hiệu. Mía quang hợp theo con đường C4 nên cho sinh khối rất cao, và sinh sản chủ yếu sinh dưỡng bằng hom (đoạn thân có ít nhất một mắt mầm). Bộ nhiễm sắc thể 2n = 80; giống mía canh tác hiện đại là con lai phức tạp giữa nhiều loài trong chi.

Theo Kew POWO, vùng bản địa của Saccharum officinarum là New Guinea (LSID urn:lsid:ipni.org:names:419977-1); loài là cây thảo lưu niên có thân rễ, mọc trong kiểu sinh cảnh nhiệt đới khô theo mùa. Mía được người Papua thuần hóa tại New Guinea và các đảo phía đông đường Wallace, chọn lọc từ tổ tiên hoang dã Saccharum robustum khoảng 6.000 năm trước; New Guinea vẫn là trung tâm đa dạng. Từ đây mía lan sang Đông Nam Á hải đảo, rồi theo các thủy thủ Austronesian tới Polynesia và Micronesia khoảng 3.500 năm trước và về phía tây tới Trung Quốc, Ấn Độ khoảng 3.000 năm trước. Người Ả Rập đưa mía tới Địa Trung Hải từ thế kỷ 8; năm 1493 Columbus đưa mía tới Caribe. Ngày nay mía được trồng ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới khắp thế giới, phần lớn giữa 22° vĩ Bắc và 22° vĩ Nam, có nơi tới 33° và lên độ cao khoảng 1.600 m gần xích đạo. Brazil là nước sản xuất lớn nhất (khoảng 40% sản lượng toàn cầu), tiếp theo là Ấn Độ, Trung Quốc và Thái Lan.

Thân mía chín chứa khoảng 63–73% nước, 12–16% đường hòa tan, 11–16% xơ và 2–3% carbohydrate phi đường. Nước mía ép gồm khoảng 70–75% nước, 13–15% sucrose và 10–15% xơ; sucrose (saccharose) là hoạt chất chính tạo vị ngọt và là nguyên liệu của ngành đường, cùng một lượng nhỏ glucose và fructose. Ngoài đường, nước mía giàu polyphenol: các acid phenolic như acid caffeic, acid chlorogenic, acid sinapic và acid hydroxycinnamic, cùng các flavone apigenin, luteolin và tricin — trong đó dẫn xuất tricin chiếm hàm lượng cao nhất — và nhiều C-/O-glycoside flavone (orientin, vitexin, schaftoside, swertisin). Lớp sáp mía trên thân và lá (khoảng 0,1–0,3% khối lượng) là nguồn policosanol — hỗn hợp alcol béo mạch dài với octacosanol chiếm 50–80% — và hỗn hợp acid béo D-003, cùng phytosterol và terpenoid. Bã mía chủ yếu là cellulose, hemicellulose và lignin.

Mía là cây công nghiệp đa dụng. Nước mía được ép để sản xuất đường sucrose tinh luyện (đường trắng); các sản phẩm thô gồm đường thô, đường nâu, jaggery (đường thẻ) và mật mía; mật mía dùng lên men sản xuất ethanol sinh học — Brasil là nước sản xuất ethanol mía lớn nhất — và rượu rum, giấm. Bã mía (bagasse) được đốt để phát điện sinh khối (đồng phát) và làm giấy, ván, thức ăn gia súc; ngọn và lá mía dùng làm thức ăn chăn nuôi; sáp mía là nguồn policosanol và được xem là chất thay thế sáp carnauba trong mỹ phẩm và dược phẩm. Về nghiên cứu, hỗn hợp policosanol từ sáp mía làm giảm cholesterol toàn phần và LDL ở thỏ (Arruzazabala và cộng sự, 1994; 2000); D-003 có tác dụng chống kết tập tiểu cầu và chống huyết khối (Molina và cộng sự, 2000; 2002); hỗn hợp acid béo từ sáp mía có tác dụng kháng viêm, giảm đau (Ledón và cộng sự, 2003); các glycan saccharin A–F từ thân có tác dụng hạ đường huyết ở chuột (Takahashi và cộng sự, 1985). Cao polyphenol nước mía thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh và bảo vệ DNA (Duarte-Almeida và cộng sự, 2006); một glycoside acyl của tricin có hoạt tính chống tăng sinh tế bào ung thư (Duarte-Almeida và cộng sự, 2007). Các tổng quan của Singh và cộng sự (2015) và Ali và cộng sự (2021) hệ thống hóa dược tính của mía và phụ phẩm; chiết xuất polyphenol mía tiếp tục được thử nghiệm lâm sàng về chuyển hóa và miễn dịch (Penglase và cộng sự, 2022).

Về an toàn, tiêu thụ nhiều đường mía làm tăng nguy cơ sâu răng, thừa cân và đái tháo đường type 2; Tổ chức Y tế Thế giới khuyến nghị giữ đường tự do dưới 10% (tốt nhất dưới 5%) năng lượng khẩu phần. Do tập quán đốt ruộng mía trước thu hoạch, nước mía có thể nhiễm hydrocarbon thơm đa vòng (PAH) như benzo[a]anthracene và benzo[a]pyrene (Silvia và cộng sự, 2009); khói đốt đồng gây ô nhiễm không khí, còn bụi bã mía liên quan bệnh hô hấp ở công nhân. Nước mía ép tươi không tiệt trùng có thể nhiễm vi khuẩn nên cần bảo đảm vệ sinh. Về bảo tồn, Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) chưa xếp hạng Saccharum officinarum (NE) vì đây là cây trồng toàn cầu. Loài là cây trồng thuần hóa (cultigen); đa dạng di truyền canh tác nằm trong nhiều giống và các ngân hàng gen trên thế giới (như USDA-ARS, CIRAD và Viện Lai tạo Mía ICAR ở Coimbatore, Ấn Độ). Mối đe dọa chính là giống địa phương bị thay thế bởi số ít giống lai năng suất cao, độc canh dễ bùng phát dịch bệnh (bệnh than, khảm lá, bệnh lùn mía ratoon), sâu hại, hạn hán và biến đổi khí hậu; vì vậy cần bảo tồn các họ hàng hoang dã (S. spontaneum, S. robustum) làm nguồn gen cho lai tạo chống chịu.