宮瑞光
茶是世界各地廣泛飲用的飲料,茶葉的生產(chǎn)和繁育方式也在生物技術(shù)的支持下產(chǎn)生了巨大的變革,茶葉行業(yè)也能夠為社會創(chuàng)造更多的經(jīng)濟收益。我國作為茶葉生產(chǎn)大國,需要積極研制各種新型的生產(chǎn)技術(shù),在保障茶葉優(yōu)良性狀的同時,需進一步提升質(zhì)量和產(chǎn)量。這需要生物領(lǐng)域的科研人員進行技術(shù)革新,將科研經(jīng)驗和新型的生物技術(shù)進行有機融合,研制出更加高端的茶葉生產(chǎn)技術(shù),促進該行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
生物工程技術(shù)涉及的領(lǐng)域是極為廣泛的,具有較高的綜合性,并且能夠?qū)⑸飳W中的核心概念以及工程學中的先進理念進行有機融合。衍生出的各項新型生物技術(shù)能夠促進各種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。上世紀七十年代以來,生物技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了各行各業(yè),也逐漸成為各個國家提升綜合國力的主要科學技術(shù)。此項技術(shù)應(yīng)用于茶學的時間雖然較晚,但也極大程度上推動了茶葉行業(yè)的迅猛發(fā)展。本文對現(xiàn)階段生物技術(shù)在茶葉行業(yè)應(yīng)用的模式進行了分析和總結(jié),并提出了一些切實可行的技術(shù)應(yīng)用策略,旨在幫助茶葉行業(yè)擁有璀璨的發(fā)展前景。
一、細胞工程技術(shù)的應(yīng)用
細胞是構(gòu)成生命體的最基本單位,其涉及到的應(yīng)用領(lǐng)域也是極為廣泛的。其中,細胞工程的使用能夠有效地將某種具有寶貴價值的細胞在生物體內(nèi)提取出來,并將其與其他種類的細胞進行有機融合,讓兩種細胞的細胞核以及各種細胞器結(jié)合在一起,進而創(chuàng)造出一種具備優(yōu)良性狀的生物新品種。這種技術(shù)已經(jīng)被積極應(yīng)用到了茶學領(lǐng)域中。細胞工程的應(yīng)用能夠讓細胞在體外進行大量繁殖,切實提升新型品種的生產(chǎn)效率。
(一)細胞培養(yǎng)技術(shù)
細胞培養(yǎng)技術(shù)在茶學領(lǐng)域中主要負責生產(chǎn)次生代謝物,比如茶葉中富含的茶氨酸等物質(zhì)便是此種代謝物。茶樹細胞在特定的生長條件下能夠一直維持著次生代謝物的產(chǎn)出,如果在此基礎(chǔ)上再運用特定的培養(yǎng)基促進細胞生長發(fā)育,茶氨酸等物質(zhì)的產(chǎn)出量將會得到進一步的提升。植物的根尖細胞由于具有較強的生長潛能,可以根據(jù)人為干預生長為特定的某種細胞。對此種細胞進行體外培養(yǎng)則可以獲得愈傷組織,但是由于愈傷組織培養(yǎng)技術(shù)所需要的條件極為苛刻,現(xiàn)階段此種技術(shù)的應(yīng)用有待完善。
(二)組織培養(yǎng)技術(shù)
植物細胞是具備全能性的,也就是說植物體中任何一個部位的細胞經(jīng)過特殊的培養(yǎng)方式都能夠成長為一個獨立的植物個體。利用植物細胞的這一特性,科研人員能夠?qū)崿F(xiàn)同時進行多個植物幼苗的培育。這樣的繁殖技術(shù)雖然具備較高的效率,但其實驗環(huán)境要求也是極為嚴苛,必須要在無菌的環(huán)境中才得以成功。在實施培養(yǎng)技術(shù)的時候也需要盡可能使用少量的細胞。茶樹的培養(yǎng)方式同樣能夠使用這種新型的生物技術(shù)。但是,此項技術(shù)的應(yīng)用需要消耗較高的成本,目前還需要科研人員對其進行新的科技探索。
(三)細胞融合技術(shù)
茶樹植株在培養(yǎng)的過程中并不具備較高的結(jié)實率,這就導致工作人員并不能夠通過普通繁育的方式獲得茶樹的雜交種子。這種情況是極其不利于繁育新型品種的。為了能夠改善這一生產(chǎn)現(xiàn)狀,科研人員需要積極使用新型的細胞融合技術(shù),將不同茶樹的細胞在特定條件下加以融合。這樣,新生產(chǎn)出的茶樹植株便可兼具兩種細胞的優(yōu)良性狀。此種技術(shù)的使用一旦成功,將切實促進茶樹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
二、酶工程的應(yīng)用
酶工程應(yīng)用在茶學領(lǐng)域中也有著極為重要的作用,各種生物酶的使用能夠切實提升催化作用,這種功能的出現(xiàn)能夠讓茶葉中無效的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為對人體有益的物質(zhì),這樣能夠從根本上提高茶葉產(chǎn)品的品質(zhì)。就目前的情況來看,在茶學領(lǐng)域中所富含的生物酶種類主要包括以下幾種物質(zhì)。其一是單寧酶,這種生物酶物質(zhì)能將茶多酚中含有的沒食子進行水解,經(jīng)過這種處理的茶葉產(chǎn)品在泡制后茶水不會出現(xiàn)冷后渾濁的情況。其二是多酚氧化酶物質(zhì),其能夠?qū)⒍喾宇惖奈镔|(zhì)經(jīng)過氧化作用后轉(zhuǎn)化為茶紅素,讓紅茶產(chǎn)品中的香氣更加持久。其三為蛋白酶,這類生物酶能夠?qū)⒉枞~產(chǎn)品中所具有蛋白類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為各種類型的氨基酸,也可以對茶葉的味道加以完善。其四為多糖水解酶,可以有效將多糖物質(zhì)轉(zhuǎn)為單糖成分。其五為β-葡萄糖苷酶物質(zhì),這類酶類物質(zhì)能夠讓茶葉中的香氣釋放得更為充分,可以將前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)物質(zhì),這類技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助烏龍茶類中所具有的果香氣激發(fā)出來。
另外,酶工程在實施的過程中還能夠有助于將茶氨酸等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為茶色素。當前形勢下,可以將酶類物質(zhì)轉(zhuǎn)化的工藝應(yīng)用于茶氨酸的合成上。此項技術(shù)的核心是將特定的酶類物質(zhì)對某些化合物實施催化作用,并將轉(zhuǎn)變?yōu)長-氨基酸物質(zhì)。茶多酚物質(zhì)現(xiàn)階段能夠?qū)崿F(xiàn)工廠化的生產(chǎn),再加上酶工程技術(shù)的加持,能夠讓茶色素物質(zhì)的生產(chǎn)形成工業(yè)化的模式?,F(xiàn)如今,酶類物質(zhì)的固定化生產(chǎn)模式也具備了新的進展。這些生物技術(shù)的不斷完善能夠從原有的基礎(chǔ)上讓茶葉產(chǎn)品的品質(zhì)更加高級,提升茶水的香氣和口感。
三、發(fā)酵工程技術(shù)的應(yīng)用
發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)在細胞領(lǐng)域中的大規(guī)模生產(chǎn),技術(shù)人員通過對細菌的培養(yǎng)可以讓茶葉產(chǎn)品具備人類所期望的性狀。發(fā)酵技術(shù)具有悠遠的歷史,也是紅茶產(chǎn)品問世的主要關(guān)鍵技術(shù),這種經(jīng)典的制茶工藝在各種生物技術(shù)的支持下產(chǎn)生了很多的衍生技術(shù)。
(一)有益微生物技術(shù)的應(yīng)用
生物界中存在著很多有益細菌,通過基因技術(shù)將其中的優(yōu)良性狀基因提取出來后形成大量的應(yīng)用菌種,隨后再利用發(fā)酵技術(shù)將茶葉制作成品質(zhì)更加優(yōu)異的產(chǎn)品。此項技術(shù)的應(yīng)用能夠讓茶葉具有更加持久的風味,并讓茶葉中富含更多的保健物質(zhì)。這樣的茶葉產(chǎn)品具備了更多的保健功能。
(二)懸浮發(fā)酵技術(shù)
在紅茶飲品加工的過程中,由于傳統(tǒng)的制作工藝存在一定的缺陷,導致很多不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。為了切實提升產(chǎn)品的優(yōu)良率,懸浮發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用極為關(guān)鍵,利用新鮮的茶嫩葉作為發(fā)酵體系,相關(guān)的科研人員對其進行深入研究,進而提出了更加優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵體系。
(三)綠茶發(fā)酵技術(shù)
現(xiàn)階段,國際上的很多知名企業(yè)運用的都是紅茶菌來生產(chǎn)產(chǎn)品,但是綠茶領(lǐng)域的發(fā)酵技術(shù)同樣值得研究。相關(guān)科研人員開始對綠茶發(fā)酵的工藝,茶水的PH值,或者是茶水的糖度、菌種生長趨勢等信息進行了記錄,從而開啟了綠茶制作的新紀元。發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用能夠生產(chǎn)出更多的果膠酶物質(zhì)以及纖維素酶物質(zhì),相較于以往的提取技術(shù),發(fā)酵技術(shù)能夠讓上述兩種酶類物質(zhì)具備更高的活性,并且不會消耗更多的成本。發(fā)酵技術(shù)如果應(yīng)用于茶葉的小膠料部分,還能夠提取出木糖醇物質(zhì)等多種酶制劑等。
四、基因工程的應(yīng)用
基因工程技術(shù)能夠在分子層面對某個特定的DNA序列加以操控,人類能夠根據(jù)自己的需要對某一DNA序列加以剪切或者拼接,進而達到重組的效果。這種技術(shù)的應(yīng)用能夠讓細胞根據(jù)人類的想法進行某些性狀的表達,生產(chǎn)出的茶葉產(chǎn)品也可以具備更加良好的品質(zhì)。但是,基因工程的應(yīng)用在茶學領(lǐng)域中仍然需要進行不斷地完善。
(一)RAPD技術(shù)
所謂的RAPD技術(shù)主要指的是將多態(tài)性的DNA加以數(shù)量上的擴充,此技術(shù)的應(yīng)用能夠在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)大量的基因產(chǎn)出,被廣泛應(yīng)用到茶學領(lǐng)域當中。并且能夠?qū)Σ枞~的遺傳規(guī)律加以判斷和分析,實現(xiàn)對茶樹品種的鑒定等。長此以往,茶葉家族的遺傳圖譜能夠更加完善,進而幫助茶學領(lǐng)域的專家有目的性的選取植株種類進行雜交和繁育。
(二)茶樹基因技術(shù)
茶學領(lǐng)域的基因技術(shù)依舊處于需要不斷開發(fā)的階段,但也多少獲得了一定的成就,某些茶樹的基因能夠在新的生物技術(shù)下被克隆出來,如茶樹β-1,3葡聚糖酶等。隨著基因技術(shù)的不斷完善,DNA技術(shù)逐漸走向成熟,并且可以逐漸建立起茶樹基因的相應(yīng)文庫。
(三)茶樹遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)
在茶葉的生產(chǎn)過程中會應(yīng)用到各種類型的農(nóng)藥,此舉主要為了防治病蟲害。為了能夠減少農(nóng)藥的使用量,并讓茶樹達到抗蟲的效果,抗蟲基因的研究和提取極為重要。將抗蟲基因通過生物技術(shù)延伸到茶樹領(lǐng)域中,可以培育出更加優(yōu)良的茶葉品種,這是最具有前途的病蟲害防治技術(shù)。當前形勢下,對于農(nóng)桿菌基因的使用極為廣泛,能夠改變茶樹品種的基因表達。這項技術(shù)的實施能夠讓茶樹品種具有更加優(yōu)良的表達性狀,茶葉的產(chǎn)量也會因此呈現(xiàn)出逐年上漲的趨勢。由此可見,基因工程的應(yīng)用對于茶學領(lǐng)域是極為必要的,能夠幫助該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時,各項生物技術(shù)在茶學領(lǐng)域的積極應(yīng)用也能夠激發(fā)其他領(lǐng)域生產(chǎn)方式的科技創(chuàng)新意識。
結(jié)束語:
綜上所述,生物技術(shù)的發(fā)展在近些年中已經(jīng)進行得更為完善,并且能夠被應(yīng)用于各個領(lǐng)域。茶葉行業(yè)在近些年的發(fā)展過程中也在積極應(yīng)用這種先進技術(shù)。需要注意的是,生物工程所包含的技術(shù)類型較為繁雜,技術(shù)人員需要根據(jù)每種茶葉的具體性質(zhì)以及生長特征采用適合的工程技術(shù),這樣才能夠確保每種茶葉擁有更加優(yōu)良的生產(chǎn)方式,確保茶葉行業(yè)的順利運行。只有這樣,茶葉行業(yè)才可以具備更好的發(fā)展前途,茶葉在世界上的供應(yīng)量才會更加巨大。同時,完善茶葉品種也能夠給予消費者更好的飲用體驗,以促進茶葉產(chǎn)品在世界上的影響力,茶文化也能夠更好地通過生物技術(shù)的加持在更為廣闊的疆域中順利傳播。