Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Luận văn tạo dòng và phân tích trình tự gen mã hóa leucoanthocyanidin reductase ...

Tài liệu Luận văn tạo dòng và phân tích trình tự gen mã hóa leucoanthocyanidin reductase ở cây chè

.PDF
60
138
118

Mô tả:

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC PHẠM THỊ HẰNG TẠO DÒNG VÀ PHÂN TÍCH TRÌNH TỰ GEN MÃ HÓA LEUCOANTHOCYANIDIN REDUCTASE Ở CÂY CHÈ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 8 42 02 01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG Thái Nguyên - 2018 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mọi trích dẫn trong luận văn đều ghi rõ nguồn gốc. Mọi sự giúp đỡ của các cá nhân và tập thể đều được ghi nhận trong lời cảm ơn. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về những gì đã cam đoan ở trên. Tác giả Phạm Thị Hằng iii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Hoàng Thị Thu Yến - Khoa Công nghệ Sinh học - Trường Đại học Khoa học - người đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin cảm ơn các thầy cô và tập thể cán bộ Khoa Công nghệ Sinh học, cảm ơn lãnh đạo Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên và các cán bộ công tác tại Viện Nghiên cứu hệ gen - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn TS. Huỳnh Thị Thu Huệ và Cử nhân Phạm Thị Hằng - Phòng đa dạng sinh học hệ gen, Viện Nghiên cứu hệ gen, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã tận tình chỉ dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này. Nhân dịp này tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Dương Trung Dũng – Khoa Nông học – Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong thời gian tôi thu thập vật liệu nghiên cứu làm đề tài. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả Phạm Thị Hằng iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ................................................................................ 1 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI...................................................................................... 2 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ......................................................................... 2 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................ 3 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CHÈ ...................................................... 3 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại của cây chè................................................. 3 1.1.2. Đặc điểm sinh học chung của cây chè .............................................. 4 1.1.3. Thành phần hóa học của chè ............................................................. 9 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT CHÈ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM ...... 12 1.2.1. Tình hình sản xuất chè trên thế giới................................................ 12 1.2.2. Tình hình sản xuất chè ở Việt Nam ................................................ 13 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHÈ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM . 14 1.3.1. Tình hình nghiên cứu chè trên thế giới ........................................... 14 1.3.2. Tình hình nghiên cứu chè ở Việt Nam............................................ 15 1.4. CATECHINS VÀ LEUCOANTHOCYANIDIN REDUCTASE Ở CHÈ.. 16 1.4.1. Catechins và công dụng của Catechins ........................................... 16 1.4.2. Cơ chế sinh tổng hợp catechins ở chè ............................................. 17 1.4.3. Leucoanthocyanidin reductase (LAR) ............................................ 19 CHƯƠNG II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 21 2.1. VẬT LIỆU................................................................................................ 21 2.1.1 Nguyên liệu ...................................................................................... 21 2.1.2. Hóa chất, thiết bị ............................................................................. 21 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................ 22 2.2.1. Phương pháp thu mẫu lá chè ........................................................... 22 2.2.2. Phương pháp tách chiết RNA tổng số từ lá chè .............................. 22 v 2.2.3. Điện di RNA tổng số....................................................................... 23 2.2.4. Tổng hợp cDNA .............................................................................. 24 2.2.5. Nhân gen CsLAR1 bằng kỹ thuật RT –PCR ................................... 24 2.2.6. Tách dòng gen CsLAR1 .................................................................. 25 2.2.7. Xác định và phân tích trình tự......................................................... 29 2.2.8. Tạo vector biểu hiện gen CsLAR1 .................................................. 30 2.2.9. Biểu hiện gen CsLAR1 .................................................................... 31 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................ 32 3.1. KHUẾCH ĐẠI GEN CsLAR1 TỪ MẪU CHÈ NGHIÊN CỨU ............. 32 3.2. TẠO DÒNG GEN, XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN TÍCH TRÌNH TỰ GEN MÃ HÓA LEUCOANTHOCYANIDIN REDUCTASE ....................................... 33 3.2.1. Tạo dòng gen CsLAR1 .................................................................... 33 3.2.2. Xác định và phân tích trình tự gen CsLAR1 ................................... 34 3.3. BIỂU HIỆN GEN MÃ HÓA CsLAR1 TỪ CHÈ TRUNG DU XANH TRONG VI KHUẨN E. COLI ........................................................................ 41 3.3.1. Tạo cấu trúc biểu hiện mang gen CsLAR1 vào vi khuẩn E. coli DH10B ...................................................................................................... 41 3.3.2. Biểu hiện gen CsLAR1 .................................................................... 43 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 45 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 46 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Nghĩa tiếng Việt Từ viết tắt C Nghĩa tiếng Anh Catechin Catechin cDNA DNA bổ sung Complementary DNA CsLAR Gen LAR của chè Camellia sinensis LAR DNA Axit Deoxiribonucleic Deoxyribonucleic Acid dNTP dNTP Deoxynucleoside triphosphate DMSO Dimethyl sulfoxide Dimethyl sulfoxide Đồng tác giả et al. Đtg EDTA Axit etylene diamin tetraaxetic Ethylene Diamine Tetraacetic Acid EtBr Ethidium Bromide Ethidium Bromide EtOH Etanol Ethanol EGCG Epigallocatechin-3-O-gallate Epigallocatechin-3-O-gallate Epicatechin Epicatechin ECG Epicatechin-3-O-gallate Epicatechin-3-O-gallate EGC Epigallocatechin Epigallocatechin Gallocatechin Gallocatechin Chất cảm ứng biểu hiện gen Isopropyl- -D-thiogalactoside EC GC IPTG IPTG Kilô bazơ Kilo base Leucoanthocyanidin reductase Leucoanthocyanidin reductase LB Môi trường LB Luria Bertani mRNA ARN thông tin Mesenger Axit Ribonucleic Trung tâm Thông tin Công National Center for nghệ Sinh học Quốc gia Biotechnology Information Nicotinamid adenine Nicotinamid adenine Kb LAR NCBI NAD vii dinucleotide dinucleotide Nicotinamid adenine Nicotinamid adenine dinucleotide phosphate dinucleotide phosphate Khung đọc mở Open reading frame Proanthocyanidin Proanthocyanidin Phản ứng chuỗi trùng hợp Polymerase Chain Reaction Primer R Mồi ngược Primer reverse Primer F Mồi xuôi Primer forward RNA Axit Ribonucleic Ribonucleic Acid RNase Enzyme phân hủy RNA Ribonuclease RT Enzyme phiên mã ngược Reverse Transciptase SSR Chất chỉ thị phân tử Simple sequence repeats TAE TAE Tris Acetate EDTA Taq Vi khuẩn chịu nhiệt Thermus aquaticus UTR Vùng không dịch mã Untranslated region NADP ORF PA PCR viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Các dạng tán chè .............................................................................. 5 Hình 1.2. Mầm chè cắt dọc .............................................................................. 5 Hình 1.3. Búp chè ............................................................................................. 6 Hình 1.4. Sơ đồ đợt sinh trưởng ....................................................................... 6 Hình 1.5. Các loại lá trên cành chè .................................................................. 7 Hình 1.6. Rễ chè ............................................................................................... 8 Hình 1.7. Sơ đồ tổng hợp catechins ở chè ..................................................... 18 Hình 2.1. Sơ đồ vector tách dòng pJET 1.2 .................................................... 26 Hình 2.2. Sơ đồ vector biểu hiện pET32a(+) .................................................. 30 Hình 2.3. Sơ đồ nghiên cứu............................................................................. 31 Hình 3.1. Hình ảnh điện di kết quả PCR khuếch đại gen CsLAR1 từ chè Trung Du xanh ........................................................................................................... 32 Hình 3.2. Kết quả điện di sản phẩm tách dòng gen CsLAR1 từ mẫu chè Trung du xanh trong vector pJET1.2 ......................................................................... 33 Hình 3.3. Hình ảnh điện di kiểm tra sự có mặt của sản phẩm PCR trong plasmid pJET 1.2 ............................................................................................. 34 Hình 3.4. Kết quả so sánh trình tự gen CsLAR1 phân lập từ mẫu chè Trung du xanh với một số trình tự trên Genbank ........................................................... 36 Hình 3.5. So sánh trình tự amino acid suy diễn của CsLAR1 từ giống chè Trung Du xanh với các trình tự đã công bố .................................................... 38 Hình 3.6. Kết quả kiểm tra plasmid ................................................................ 41 Hình 3.7. Kết quả điện di sản phẩm tách plasmid gắn gen CsLAR1 vào vector pET32a(+) ....................................................................................................... 42 Hình 3.8. Kết quả cắt kiểm tra plasmid pET32a(+)_CsLAR1 bằng BamHI và XhoI và PCR khuếch đại gen CsLAR1 từ plamid............................................ 43 Hình 3.9. Kết quả điện di sản phẩm protein tổng số từ chủng Rosetta tạo CsLAR1 tái tổ hợp ........................................................................................... 44 ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học của chè tươi .................................................... 9 Bảng 1.2. Thành phần độ ẩm thay đổi theo tháng trong năm ........................ 11 Bảng 1.3. Diễn biến diện tích, năng suất, sản lượng một số nước trồng chè chính trên thế giới năm 2016........................................................................... 12 Bảng 1.4. Tình hình diện tích, năng suất, sản lượng chè ở Việt Nam trong những năm gần đây ......................................................................................... 14 Bảng 2.1. Thiết bị và dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu ............................... 22 Bảng 2.2. Thành phần phản ứng tổng hợp cDNA .......................................... 24 Bảng 2.3. Chu trình nhiệt thực hiện phản ứng tổng hợp cDNA ..................... 24 Bảng 2.4. Trình tự các đoạn mồi sử dụng nhân gen CsLAR1 ......................... 25 Bảng 2.5. Thành phần phản ứng PCR nhân gen CsLAR1 ............................... 25 Bảng 2.6. Thành phần phản ứng tạo đầu bằng sản phẩm PCR ....................... 26 Bảng 2.7. Thành phần phản ứng ghép nối giữa đoạn gen CsLAR1 và vector pJET 1.2 .......................................................................................................... 27 Bảng 2.8. Thành phần phản ứng cắt plasmid .................................................. 29 Bảng 3.1. Sự sai khác một số trình tự nucleotide gen CsLAR1 của chè Trung du xanh với các trình tự đã công bố trên Genbank ......................................... 37 Bảng 3.2. Sự sai khác trình tự amino acid của gen mã hóa LAR ở giống chè Trung du xanh với trình tự đã công bố trên Genbank. .................................... 39 1 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Chè (Camellia sinensis (L) O. Kuntze) là loại cây công nghiệp lâu năm, có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và Á nhiệt đới, là cây trồng xuất hiện từ lâu, được trồng khá phổ biến trên thế giới. Chè là nước uống thông dụng và được mọi người ưa thích không chỉ bởi hương vị độc đáo của nó, mà còn do nước chè rất có lợi cho sức khỏe. Nước chè có tác dụng giải khát, khắc phục được sự mệt mỏi của cơ bắp và hệ thần kinh trung ương, kích thích vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn sảng khoái, hưng phấn trong những thời gian lao động căng thẳng cả về trí óc và chân tay, ngăn chặn sự phát triển và tiến triển của bệnh Alzheimer [22]. Hơn nữa, uống chè còn kích thích tiêu hoá mỡ, chống béo phì; chống viêm; chống sâu răng, hôi miệng và ung thư vòm họng; phòng ngừa ung thư [18], [36]; phòng ngừa bệnh tăng huyết áp [41]; tiểu đường [20] và ngăn ngừa cholesteron tăng cao [17]. Ngoài ra, chè còn có khả năng bảo vệ da khỏi tác hại của tia cực tím [21]. Hầu hết các đặc tính có lợi cho sức khỏe được liệt kê ở trên đã được chứng minh là do các hợp chất polyphenol có trong chè. Ngoài ra, cây chè còn mang lại nhiều lợi ích kinh tế xã hội như: giải quyết công ăn việc làm, đem lại nguồn thu nhập ổn định cho người dân, cải thiện đời sống nhân dân, thúc đẩy quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa nông thôn [11]. Theo đánh giá của Unal (2011) có khoảng 2,5 triệu tấn chè khô được sản xuất mỗi năm, trong đó chè đen chiếm khoảng 78%, chè xanh chiếm 20% và chè Olong chiếm 2% [26]. Thành phần hóa học, đặc biệt hàm lượng polyphenol, chất hòa tan sẽ quyết định đến chất lượng sản phẩm chè [3]. Trong đó, catechins chiếm khoảng 30% thành phần polyphenol ở chè. Catechins được chia thành 2 nhóm: catechins được epimer hóa còn gọi là epicatechin (EGCG, ECG, EGC và EC) và catechins không được epimer hóa (GC và C) [27], [30]. Hiện nay, hoạt tính sinh học và cơ chế tổng hợp 2 polyphenol nói chung và catechins nói riêng ở mức độ phân tử được các nhà khoa học tập trung nghiên cứu [16], [33], [35]. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, leucoanthocyanidin reductase (LAR) là một enzyme đóng một vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp C và GC ở cây chè [29]. Ở nước ta, nhìn chung việc nghiên cứu về thành phần sinh hóa chè, hàm lượng polyphenol, thành phần catechins còn ít được quan tâm, cập nhật. Trong khi các thành phần này thay đổi rất lớn theo giống và chất lượng nguyên liệu. Bên cạnh đó, sự hiểu biết ở mức độ phân tử của các gen mã hóa enzyme tham gia vào con đường sinh tổng hợp polyphenol nói riêng, catechins nói chung hầu như chưa được nghiên cứu cấu trúc và chức năng. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Tạo dòng và phân tích trình tự gen mã leucoanthocyanidin reductase ở cây chè”. 2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Nghiên cứu cấu trúc gen mã hóa leucoanthocyanidin reductase từ cây chè trồng tại Thái Nguyên. 3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU + Khuếch đại gen CsLAR1 mã hóa leucoanthocyanidin reductase từ cây chè. + Tạo dòng, xác định và phân tích trình tự gen CsLAR1 thu được. + Thiết kế vector biểu hiện và tạo leucoanthocyanidin reductase tái tổ hợp. 3 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY CHÈ 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại của cây chè Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis (L) O. Kumtze và thuộc hệ thống phân loại như sau: Ngành: Hạt kín (Angiospermae) Lớp: Song tử diệp (Dicotyledonae) Bộ: Chè (Theaseae) Họ: Chè (Theaceae) Chi: Chè (Camelia hoặc Thea) Loài: Camellia sinensis Cây chè là một loại cây công nghiệp lâu năm, cho hiệu quả kinh tế cao, được trồng ở hơn 58 quốc gia. Ngày nay, ở Việt Nam hầu hết các tỉnh có điều kiện thuận lợi đều trồng chè, song ba vùng trồng nhiều nhất là [33]: • Vùng chè thượng du (Hà Giang, Tuyên Quang, Lai Châu, Yên Bái) chiếm khoảng 25% sản lượng chè miền Bắc. • Vùng trung du (Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Bắc Cạn, Thái Nguyên). Đây là vùng chè chủ yếu chiếm đến 75% sản lượng chè miền Bắc với nhiều nhà máy sản xuất lớn. • Vùng chè Tây Nguyên (Gia Lai, Kon Tum, Lâm Đồng, Đắc Lắc) chủ yếu trồng giống chè Ấn Độ và chè shan, chè Ô long. Những công trình nghiên cứu của Đjêmukhatze (1961 - 1976) về phức catechins của lá chè từ các nguồn gốc khác nhau, so sánh về thành phần các chất catechins giữa các loại chè được trồng và chè mọc hoang dại đã nêu lên luận điểm về sự tiến hóa sinh hóa của cây chè và trên cơ sở đó xác minh nguồn gốc cây chè. Đjêmukhatze kết luận rằng: những cây chè mọc hoang 4 dại, tổng hợp chủ yếu là (-) - epicatechin và (-) - epicatechin galat, ở chúng phát triển chậm khả năng tổng hợp (-) epigalo catechin và các galat của nó để tạo thành (+) galocatechin. Nghiên cứu các cây chè dại ở Việt Nam cho thấy chúng cũng tổng hợp chủ yếu là (-) - epicatechin và (-) - epicatechin galat (chiếm 70% tổng số các loại catechins. Điều này có nghĩa là sự trao đổi chất ở đây hướng về phía tăng cường quá trình hiđroxin hóa và galin hóa. Từ những biến đổi sinh hóa này của lá các cây chè mọc hoang dại và cây chè được trồng trọt chăm sóc, cho phép đi tới một kết luận mới “Nguồn gốc của cây chè chính là ở Việt Nam” [45]. Hiện nay chè được phân bố khá rộng trong những điều kiện tự nhiên rất khác nhau từ 30 độ vĩ nam (Natan - Nam Phi) đến 45 độ vĩ bắc (Gruzia - Liên Xô) là những nơi có điều kiện tự nhiên khác rất xa vùng nguyên sản. 1.1.2. Đặc điểm sinh học chung của cây chè Cây chè có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n = 30, thuộc loại thân gỗ hoặc thân bụi và được trồng để thu lá làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến và mang một số đặc điểm sinh học sau đây [10]: Hình thái Thân và cành: Cây chè sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên là đơn trục, nghĩa là chỉ có một thân chính, thân thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thống cành và chồi. Sự phân cành của thân bụi khác nhau nên tạo cho cây chè có các dạng tán: tán đứng thẳng, tán trung gian và tán ngang [42]. 5 Hình 1.1. Các dạng tán chè [45] 1. Đứng thẳng 2. Trung gian 3. Nằm ngang Cành chè do mầm dinh dưỡng phát triển thành, trên cành chia làm nhiều đốt. Từ thân chính, cành chè được phân ra nhiều cấp: cành cấp 1, cấp 2, cấp 3... Chồi: Mọc ra từ nách lá, chia theo sự biệt hóa của chồi có chồi dinh dưỡng mọc ra lá và chồi sinh thực mọc ra nụ, hoa, quả. Mầm dinh dưỡng gồm có: Mầm đỉnh, mầm nách, mầm ngủ, mầm bất định (mầm ở cổ rễ). Hình 1.2. Mầm chè cắt dọc [46] Phía trái: (1. Lá vẩy ốc, 2. Mầm lá cá, 3. Mầm lá thật,4. Mầm nách, 5. Điểm sinh trưởng); Phía phải: (1. Lá vẩy ốc, 2. Mầm lá cá, 3. Mầm lá thật, 4. Mầm nách thứ 4, 5. Mầm nách thứ 5, 6. Điểm sinh trưởng) Búp chè: Búp chè là đoạn non của một cành chè. Búp được hình thành từ các mầm dinh dưỡng, gồm có tôm (phần lá non ở trên đỉnh của cành chưa xòe ra) và hai hoặc ba lá non. 6 Hình 1.3. Búp chè [45] a. Búp bình thường b. Búp mù Búp chè gồm có hai loại: búp bình thường và búp mù. Có thể tóm tắt hoạt động sinh trưởng búp theo tuần tự như sau: Hình 1.4. Sơ đồ đợt sinh trưởng [45] Lá: Lá chè là loại lá hình đơn nguyên, mọc cách trên cành, mỗi đốt có một lá. Lá chè có gân rất rõ, những gân chính của lá chè thường không phát triển ra đến tận rìa lá. Trên một cành chè thường có các loại lá như sau: 7 Hình 1.5. Các loại lá trên cành chè [45] Hoa: Cây chè 2, 3 tuổi đã có thể ra hoa, kết quả lần đầu, hoa chè mọc ra từ mầm sinh thực ở nách lá chè. Hoa chè là hoa lưỡng tính, trong đó có 5-8 cánh màu trắng, có khi phớt hồng. Quả: Quả chè là một loại quả nang có từ 1-4 hạt. Quả chè có dạng hình tròn, tam giác, vuông tùy theo số hạt. Khi còn non quả chè có màu xanh, khi chín chuyển sang màu xanh đậm hoặc nâu. Khi vỏ chín vỏ quả nứt ra. Hạt: Hình cầu, bán cầu, tam giác tùy giống chè; vỏ sành thường màu nâu, cứng, bên trong là lớp vỏ mỏng. Kích thước hạt chè to nhỏ phụ thuộc vào kỹ thuật chăm sóc. Hạt chè có khối lượng từ 0,6-2 gam, thường là từ 1-1,6 gam. Hệ rễ: Hệ rễ chè gồm có: rễ cọc (trụ), rễ dẫn (hay rễ nhánh, rễ bên) màu nâu hay nâu đỏ và rễ hút hay rễ hấp thụ màu vàng ngà. 8 Hình 1.6. Rễ chè [45] Sự phân bố của rễ chè trong đất phụ thuộc vào giống, tuổi của cây, điều kiện đất đai và chế độ canh tác. Lượng dinh dưỡng trong đất có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của bộ rễ, nhất là lượng đạm. Đặc tính sinh lý, sinh thái của cây chè Chè là một cây mọc trong những điều kiện ẩm ướt, râm mát của vùng khí hậu cận nhiệt đới gió mùa Đông Nam Á. Về nhu cầu ánh sáng, cây chè là cây trung tính trong giai đoạn cây con, lớn lên ưa sáng hoàn toàn. Dưới bóng râm, là chè xanh đậm, lóng dài, búp non lâu, hàm lượng nước cao nhưng búp thưa, sản lượng thấp vì quang hợp yếu. Nhiệt độ không khí thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của chè là 22-28oC, búp chè sinh trưởng chậm ở 1518oC, dưới 10oC mọc rất chậm. Trên 30oC chè mọc chậm, trên 40oC chè bị khô xém nắng lá non. Độ ẩm không khí tương đối thích hợp là 80-85% [46]. Sinh trưởng và phát triển của cây chè Thời vụ của cây chè: 9 – Vụ Xuân (tháng 3-4): Hái chừa 2 lá và lá cá, tạo tán bằng những búp cao hơn mặt tán thì hái sát lá cá. – Vụ Hè Thu (tháng 5-10): Hái chừa 1 lá và lá cá, tạo tán bằng những búp cao hơn mặt tán thì hái sát lá cá. – Vụ Thu Đông (Tháng 11): hái chừa lá cá, tháng 12 hái cả lá cá. Với các giống chè có dạng thân bụi, sinh trưởng đỉnh đều có thể hái kéo hay hái bằng máy để nâng cao năng suất lao động. Chu kỳ sinh trưởng và phát triển: Chu kỳ của một cây chè bao gồm ba giai đoạn và phát triển lặp lại nhiều lần trong một năm: Giai đoạn đầu tiên là giai đoạn cây non hay giai đoạn thiết kế cơ bản. Sau đó là giai đoạn cây lớn là giai đoạn chè lớn kéo dài 20-30 năm, tuỳ giống, điều kiện đất đai, dinh dưỡng và khai thác. Đây là giai đoạn chè cho năng suất cao nhất. Giai đoạn chè già cỗi, cây chè suy yếu dần, lá nhỏ, búp ít, chóng mù xoè, hoa quả nhiều, cành tăm hương nhiều, chồi gốc mọc nhiều. 1.1.3. Thành phần hóa học của chè Chất lượng sản phẩm chè được đánh giá chủ yếu dựa trên cơ sở nghiên cứu thành phần hóa học có trong chè [2]. Thành phần hóa học của chè được xác định thường phụ thuộc loại chè và cách pha chế. Trong đó, các polyphenol có vai trò rất quan trọng, quyết định đến màu sắc và hượng vị của chè [42]. Bảng 1.1. Thành phần hóa học của chè tươi [2] Thành phần Catechins (-)-Epigallocatechin gallate (-)-Epicatechin gallate (-)-Epigallo catechin (-)-Epicatechin % khối lượng chất khô 25 – 30 8 – 12 3–6 3–6 1–3 10 (+)-Catechin (+)-Gallocatechin Flavonol và flavonol glucoside Poliphenolic acid và dẫn xuất Leucoanthocyamin Chlorophyll và các chất màu khác Khoáng Cafeine Theobromine Theophylline Amino acid Acid hữu cơ Monosaccharide Polysaccharide Cellulose và hemicellulose Pectin Lignin Protein Lipid Các hợp chất dê bay hơi 1–2 3–4 3–4 3–4 2–3 0,5 – 0,6 5–6 3–4 0,2 0,5 4–5 0,5 – 0,6 4–5 14 – 22 4–7 5–6 5–6 14 – 17 3–5 0,01 – 0,02 Nước là thành phần quan trọng và chủ yếu trong búp chè, chiếm 7582% khối lượng lá chè [45], hàm lượng nước phụ thuộc vào giống chè, thời vụ và độ non già của lá chè. Lượng mưa trung bình năm thích hợp cho sinh trưởng cây chè trên thế giới là 1.500-2.000mm. Độ ẩm tương đối không khí từ 80-85% có lợi cho sinh trưởng của chè. Loại đất thích hợp cho trồng chè dày 60-100cm; mực nước ngầm dưới 100cm; độ chua pH: 4,5-5,5; tỷ lệ mùn 34%. Xét thành phần khối lượng, nước là thành phần chủ yếu của lá chè. Theo số liệu của Phòng nghiên cứu chè và các cây trồng á nhiệt đới Liên bang về hàm lượng nước trong búp chè gồm một tôm ba lá trong các tháng bằng % được thể hiện ở bảng 1.2: 11 Bảng 1.2. Thành phần độ ẩm thay đổi theo tháng trong năm [44] Tháng Độ âm (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3,6 3,6 2,9 7,3 7,5 7,5 8,5 7,8 7,2 5.6 3,5 0,3 Hiện nay, xác định được độ ẩm của chè tăng lên trong thời gian bảo quản là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến làm giảm chất lượng của chè. Như vậy muốn giữ được chất lượng chè khô ít biến đổi trong thời gian bảo quản phải quan tâm đến độ ẩm của chè lúc bao gói, đóng thùng [47]. Chất khô: Chiếm 25-30% khối lượng lá chè, gồm có các polyphenol, pectin, chất xơ (xenlulo), protein, amino acid, các alcoloit (cafein, theofilin, theobromin), các enzyme (enzyme oxi hóa và enzyme thủy phân) và chất tro. Hợp chất polyphenol (tannin): Thành phần hóa học chính trong chất rắn chiết xuất từ chè xanh là polyphenol, thường chiếm 20-30% chất khô trong chè. Tanin của cây chè là một phức hợp của nhiều hợp chất hữu cơ tự nhiên có bản chất phenol. Hợp chất phenol giữ vai trò chủ yếu trong quá trình tạo màu sắc, hương vị của chè đặc biệt là chè đen. Tanin có đặc tính dễ bị oxi hóa dưới tác dụng của enzym và được cung cấp oxi đầy đủ. Flavanoids là thành phần quan trọng của tanin, trong đó catechins và flavanoids chiếm tỷ lệ lớn. Hợp chất Caffeine: Ankaloid chính của chè là caffeine. Caffeine là dẫn xuất của purine có tên gọi theo cấu tạo là 1,3,5- trimethylxanthine, chiếm khoảng 3-4% tổng lượng chất khô trong lá chè tươi. Và điều đặc biệt là hàm lượng caffeine trong lá chè cao hơn trong cà phê từ 2-3 lần. Caffeine có khả năng liên kết với tanin và các sản phẩm oxy hóa của tanin để tạo nên các muối tanat caffeine. Các muối này tan trong nước nóng, không tan trong nước lạnh và tạo nên hương thơm và sắc nước chè xanh và nâng cao chất lượng chè thành phẩm.
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan