生物工程技術(shù)在茶學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究

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?yàn)樯鐣?huì)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)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(shí)，需進(jìn)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(jìn)行技術(shù)革新，將科研經(jīng)驗(yàn)和新型的生物技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，研制出更加高端的茶葉生產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)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(xué)中的核心概念以及工程學(xué)中的先進(jìn)理念進(jìn)行有機(jī)融合。衍生出的各項(xiàng)新型生物技術(shù)能夠促進(jìn)各種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。上世紀(jì)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(gè)國家提升綜合國力的主要科學(xué)技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于茶學(xué)的時(shí)間雖然較晚，但也極大程度上推動(dòng)了茶葉行業(yè)的迅猛發(fā)展。本文對(duì)現(xiàn)階段生物技術(shù)在茶葉行業(yè)應(yīng)用的模式進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出了一些切實(shí)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(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用

細(xì)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(xì)胞工程的使用能夠有效地將某種具有寶貴價(jià)值的細(xì)胞在生物體內(nèi)提取出來，并將其與其他種類的細(xì)胞進(jìn)行有機(jī)融合，讓兩種細(xì)胞的細(xì)胞核以及各種細(xì)胞器結(jié)合在一起，進(jìn)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(xué)領(lǐng)域中。細(xì)胞工程的應(yīng)用能夠讓細(xì)胞在體外進(jìn)行大量繁殖，切實(shí)提升新型品種的生產(chǎn)效率。

（一）細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)

細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在茶學(xué)領(lǐng)域中主要負(fù)責(zé)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(xì)胞在特定的生長(zhǎng)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(yùn)用特定的培養(yǎng)基促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育，茶氨酸等物質(zhì)的產(chǎn)出量將會(huì)得到進(jìn)一步的提升。植物的根尖細(xì)胞由于具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)潛能，可以根據(jù)人為干預(yù)生長(zhǎng)為特定的某種細(xì)胞。對(duì)此種細(xì)胞進(jìn)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(xì)胞是具備全能性的，也就是說植物體中任何一個(gè)部位的細(xì)胞經(jīng)過特殊的培養(yǎng)方式都能夠成長(zhǎng)為一個(gè)獨(dú)立的植物個(gè)體。利用植物細(xì)胞的這一特性，科研人員能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)進(jìn)行多個(gè)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(shí)驗(yàn)環(huán)境要求也是極為嚴(yán)苛，必須要在無菌的環(huán)境中才得以成功。在實(shí)施培養(yǎng)技術(shù)的時(shí)候也需要盡可能使用少量的細(xì)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(xiàng)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(duì)其進(jìn)行新的科技探索。

（三）細(xì)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(shí)率，這就導(dǎo)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(xì)胞融合技術(shù)，將不同茶樹的細(xì)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(xì)胞的優(yōu)良性狀。此種技術(shù)的使用一旦成功，將切實(shí)促進(jìn)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(xué)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(shí)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(duì)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(xué)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(jìn)行水解，經(jīng)過這種處理的茶葉產(chǎn)品在泡制后茶水不會(huì)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(duì)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(shí)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(dāng)前形勢(shì)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(xiàng)技術(shù)的核心是將特定的酶類物質(zhì)對(duì)某些化合物實(shí)施催化作用，并將轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)-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(jìn)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(jí)，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(xì)胞領(lǐng)域中的大規(guī)模生產(chǎn)，技術(shù)人員通過對(duì)細(xì)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(yuǎn)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(xì)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(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠讓茶葉具有更加持久的風(fēng)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(dǎo)致很多不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生。為了切實(shí)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(duì)其進(jìn)行深入研究，進(jìn)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(yùn)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(duì)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(zhǎng)趨勢(shì)等信息進(jìn)行了記錄，從而開啟了綠茶制作的新紀(jì)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(huì)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(duì)某個(gè)特定的DNA序列加以操控，人類能夠根據(jù)自己的需要對(duì)某一DNA序列加以剪切或者拼接，進(jìn)而達(dá)到重組的效果。這種技術(shù)的應(yīng)用能夠讓細(xì)胞根據(jù)人類的想法進(jìn)行某些性狀的表達(dá)，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(xué)領(lǐng)域中仍然需要進(jìn)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(kuò)充，此技術(shù)的應(yīng)用能夠在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量的基因產(chǎn)出，被廣泛應(yīng)用到茶學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中。并且能夠?qū)Σ枞~的遺傳規(guī)律加以判斷和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)茶樹品種的鑒定等。長(zhǎng)此以往，茶葉家族的遺傳圖譜能夠更加完善，進(jìn)而幫助茶學(xué)領(lǐng)域的專家有目的性的選取植株種類進(jìn)行雜交和繁育。

（二）茶樹基因技術(shù)

茶學(xué)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(huì)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(dá)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(dāng)前形勢(shì)下，對(duì)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(dá)。這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施能夠讓茶樹品種具有更加優(yōu)良的表達(dá)性狀，茶葉的產(chǎn)量也會(huì)因此呈現(xiàn)出逐年上漲的趨勢(shì)。由此可見，基因工程的應(yīng)用對(duì)于茶學(xué)領(lǐng)域是極為必要的，能夠幫助該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，各項(xiàng)生物技術(shù)在茶學(xué)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(shí)。

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(jìn)行得更為完善，并且能夠被應(yīng)用于各個(gè)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(jìn)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(zhǎng)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(yùn)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(huì)更加巨大。同時(shí)，完善茶葉品種也能夠給予消費(fèi)者更好的飲用體驗(yàn)，以促進(jìn)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。