Luận văn thạc sĩ hay nhân dòng và thiết kế vector biểu hiện gen mã hóa anthocyanidin reductase của cây chè camellia sinensis

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay nhân dòng và thiết kế vector biểu hiện gen mã hóa anthocyanidin reductase của cây chè camellia, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Dương Trung Thành
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Thị Thu Huệ
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế vector biểu hiện gen anthocyanidin reductase từ cây chè Camellia sinensis
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ
• 1.2. Nguồn gốc, lịch sử phát triển của cây chè
• 1.3. Đặc điểm sinh học của cây chè
• 1.4. Giá trị của cây chè
• 1.5. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NGHIÊN CỨU CHÈ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM
• 1.5.1. Tình hình sản xuất chè trên thế giới
• 1.5.2. Tình hình sản xuất chè ở Việt Nam
• 1.5.3. Tình hình nghiên cứu chè trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.6. CATECHIN VÀ ANTHOCYANIDIN REDUCTASE Ở CHÈ
• 1.6.1. Catechin và tác dụng của catechin
• 1.6.2. Cơ chế sinh tổng hợp catechin ở chè
• 1.6.3. Anthocyanidin reductase và gen ANR quy định tổng hợp anthocyanidin reductase
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp tách chiết RNA tổng số
• 2.2.2. Điện di RNA tổng số
• 2.2.3. Tổng hợp cDNA
• 2.2.4. Nhân gen ANR bằng kĩ thuật PCR
• 2.2.5. Tinh sạch sản phẩm PCR
• 2.2.6. Tách dòng gen ANR
• 2.2.7. Xác định trình tự gen
• 2.2.8. Xử lí số liệu bằng các phần mềm chuyên dụng
• 2.2.9. Thiết kế vector biểu hiện
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khuếch đại gen ANR từ mẫu chè nghiên cứu
• 3.2. Tạo dòng gen, xác định và phân tích trình tự gen mã hóa anthocyanidin reductase
• 3.3. Thiết kế vector biểu hiện vi khuẩn mang gen ANR
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu thiết kế vector biểu hiện gen anthocyanidin reductase

Nghiên cứu về gen biểu hiện anthocyanidin reductase từ cây chè (Camellia sinensis) đang thu hút sự quan tâm lớn trong lĩnh vực công nghệ sinh học. Gen này đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp các hợp chất polyphenol, đặc biệt là catechin, có lợi cho sức khỏe con người. Việc thiết kế vector biểu hiện cho gen này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về chức năng của nó mà còn mở ra cơ hội ứng dụng trong sản xuất thực phẩm và dược phẩm.

1.1. Lý do chọn nghiên cứu gen anthocyanidin reductase

Gen anthocyanidin reductase có vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp epicatechin, một hợp chất có lợi trong chè. Nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ giá trị của polyphenol trong chè và ứng dụng của nó trong y học.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu thiết kế vector biểu hiện

Mục tiêu chính của nghiên cứu là tạo dòng, xác định và phân tích trình tự gen ANR từ cây chè, đồng thời thiết kế vector biểu hiện để nghiên cứu chức năng của gen này trong môi trường vi sinh vật.

II. Thách thức trong nghiên cứu gen từ cây chè Camellia sinensis

Nghiên cứu gen từ cây chè không chỉ gặp khó khăn trong việc tách chiết và phân tích gen mà còn trong việc thiết kế vector biểu hiện phù hợp. Các yếu tố như độ tinh khiết của RNA, điều kiện môi trường nuôi cấy và khả năng biểu hiện của gen trong vi sinh vật đều ảnh hưởng đến kết quả nghiên cứu. Những thách thức này cần được giải quyết để đạt được kết quả tối ưu.

2.1. Khó khăn trong việc tách chiết RNA

Quá trình tách chiết RNA từ lá chè thường gặp khó khăn do sự hiện diện của các enzyme phân hủy RNA. Việc tối ưu hóa quy trình tách chiết là cần thiết để đảm bảo chất lượng RNA phục vụ cho các bước tiếp theo.

2.2. Thách thức trong thiết kế vector biểu hiện

Thiết kế vector biểu hiện cho gen ANR yêu cầu sự chính xác cao trong việc lựa chọn các yếu tố điều khiển biểu hiện. Sự tương thích giữa vector và hệ thống biểu hiện cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét.

III. Phương pháp nghiên cứu gen anthocyanidin reductase

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp hiện đại trong công nghệ sinh học để khuếch đại và phân tích gen ANR. Các bước chính bao gồm tách chiết RNA, tổng hợp cDNA, và nhân gen bằng kỹ thuật PCR. Những phương pháp này giúp đảm bảo độ chính xác và hiệu quả trong việc xác định trình tự gen.

3.1. Tách chiết RNA tổng số từ lá chè

Quá trình tách chiết RNA tổng số được thực hiện bằng phương pháp phenol-chloroform, giúp loại bỏ các tạp chất và thu được RNA tinh khiết cho các bước phân tích tiếp theo.

3.2. Kỹ thuật PCR trong khuếch đại gen ANR

Kỹ thuật PCR được sử dụng để khuếch đại gen ANR từ cDNA. Việc tối ưu hóa các điều kiện PCR như nhiệt độ và thời gian là rất quan trọng để đạt được sản phẩm khuếch đại chất lượng cao.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy gen ANR đã được khuếch đại thành công và trình tự gen đã được xác định. Việc thiết kế vector biểu hiện cho gen này mở ra cơ hội ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm chức năng từ chè, góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho cây chè Việt Nam.

4.1. Phân tích trình tự gen ANR

Trình tự gen ANR được phân tích cho thấy sự tương đồng cao với các trình tự đã công bố trên GenBank, cho thấy tính chính xác của nghiên cứu. Điều này khẳng định vai trò của gen trong việc tổng hợp các hợp chất có lợi.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất thực phẩm và dược phẩm

Việc thiết kế vector biểu hiện cho gen ANR có thể được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm, giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng và tác dụng của sản phẩm từ cây chè.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về gen anthocyanidin reductase từ cây chè Camellia sinensis đã mở ra nhiều hướng đi mới trong lĩnh vực công nghệ sinh học. Việc hiểu rõ hơn về chức năng của gen này không chỉ giúp nâng cao giá trị của cây chè mà còn góp phần vào nghiên cứu các gen khác trong tương lai.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu gen ANR

Nghiên cứu gen ANR không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế tổng hợp polyphenol mà còn mở ra cơ hội cho các nghiên cứu tiếp theo về các gen khác có liên quan đến chất lượng chè.

5.2. Triển vọng ứng dụng trong tương lai

Triển vọng ứng dụng của nghiên cứu này rất lớn, từ việc phát triển các giống chè mới đến sản xuất các sản phẩm chức năng, góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho ngành chè Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Cây chè (Camellia sinensis) là một trong những cây công nghiệp lâu năm có giá trị kinh tế và văn hóa sâu sắc, được trồng phổ biến ở nhiều quốc gia nhiệt đới và á nhiệt đới. Theo thống kê, chè là thức uống phổ biến thứ hai trên thế giới chỉ sau nước, với diện tích trồng chè toàn cầu đạt khoảng 4,230 nghìn ha vào năm 2016, sản lượng đạt trên 5 triệu tấn. Ở Việt Nam, diện tích trồng chè năm 2016 đạt 133,4 nghìn ha với năng suất trung bình 86,9 tạ/ha, sản lượng đạt khoảng 1,16 triệu tấn, đồng thời xuất khẩu đạt 130,9 nghìn tấn, trị giá 217,2 triệu USD.

Các hợp chất polyphenol trong chè, đặc biệt là catechin và enzyme anthocyanidin reductase (ANR), đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên hương vị, màu sắc và các tác dụng sinh học có lợi cho sức khỏe như chống oxy hóa, phòng ngừa ung thư, tăng cường miễn dịch. Tuy nhiên, ở Việt Nam, gen mã hóa ANR chưa được phân lập và nghiên cứu sâu về chức năng.

Mục tiêu nghiên cứu là nhân dòng, xác định trình tự và thiết kế vector biểu hiện gen mã hóa anthocyanidin reductase từ giống chè Trung du xanh trồng tại Thái Nguyên. Nghiên cứu tập trung vào việc khuếch đại gen ANR, tạo dòng gen, phân tích trình tự và thiết kế vector biểu hiện nhằm phục vụ các nghiên cứu tiếp theo về chức năng gen và ứng dụng trong chọn tạo giống chè chất lượng cao. Phạm vi nghiên cứu tập trung trên mẫu chè trồng tại Thái Nguyên, thực hiện trong năm 2018. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển công nghệ sinh học ứng dụng cho cây chè, góp phần nâng cao giá trị kinh tế và chất lượng sản phẩm chè Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sinh học phân tử liên quan đến gen và enzyme tổng hợp polyphenol trong cây chè. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

• Lý thuyết về con đường sinh tổng hợp catechin: Catechin được tổng hợp qua con đường flavonoid với sự xúc tác của hai enzyme chủ chốt là leucoanthocyanidin reductase (LAR) và anthocyanidin reductase (ANR). ANR xúc tác chuyển hóa anthocyanidin thành epicatechin, một thành phần quan trọng của polyphenol trong chè.

• Lý thuyết về cấu trúc và chức năng gen ANR: Gen ANR mã hóa enzyme anthocyanidin reductase có hai isoform CsANR1 và CsANR2, với kích thước ORF khoảng 1.014 kb, mã hóa protein gồm 337 amino acid. Cấu trúc protein bao gồm các chuỗi xoắn α, vùng cuộn ngẫu nhiên và vùng nếp gấp β, có chức năng liên kết NAD/NADP và xúc tác phản ứng sinh học.

Các khái niệm chính bao gồm: gen ANR, enzyme anthocyanidin reductase, catechin, polyphenol, vector biểu hiện, PCR, cDNA, và kỹ thuật tách chiết RNA.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mẫu chè Trung du xanh được thu thập tại Thái Nguyên. RNA tổng số được tách chiết từ lá chè tươi bằng bộ kit GeneJET Plant RNA Purification Kit.

• Phương pháp phân tích: Tổng hợp cDNA từ RNA bằng kit First-Strand cDNA Synthesis Kit. Khuếch đại gen ANR bằng kỹ thuật PCR với cặp mồi đặc hiệu F337/R337, sản phẩm PCR được tinh sạch bằng GeneJET Gel Extraction Kit. Sản phẩm PCR được ghép nối vào vector pJET1.2, biến nạp vào vi khuẩn E.coli DH10β để tạo dòng gen. Plasmid được tách chiết và kiểm tra bằng enzyme giới hạn BglII. Trình tự gen được xác định bằng máy giải trình tự ABI 3500 Genetic Analyzer, dữ liệu được xử lý bằng phần mềm BLAST và BioEdit để so sánh với trình tự đã công bố.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2018, bao gồm các bước tách chiết RNA, tổng hợp cDNA, nhân gen ANR, tạo dòng gen, xác định trình tự và thiết kế vector biểu hiện.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mẫu chè được chọn là giống chè Trung du xanh có chất lượng tốt, đại diện cho vùng trồng chè Thái Nguyên. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tiêu chí chất lượng và tính đại diện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tách chiết RNA tổng số thành công: Mẫu RNA tách chiết từ lá chè Trung du xanh có nồng độ 577,69 ng/µl, tỉ lệ A260/A280 đạt 1,69, đảm bảo độ tinh khiết và nguyên vẹn cho các bước tiếp theo. Điện di trên gel agarose 1% cho thấy các băng rRNA đặc trưng rõ ràng, chứng tỏ RNA không bị phân hủy.

2. Khuếch đại gen ANR thành công: Sản phẩm PCR có kích thước khoảng 1.014 bp, phù hợp với kích thước lý thuyết của gen ANR. Nhiệt độ gắn mồi tối ưu là 54°C với 33 chu kỳ PCR, cho sản phẩm đặc hiệu và rõ ràng trên gel agarose.

3. Tạo dòng gen và xác định trình tự gen ANR: Sau khi tinh sạch sản phẩm PCR, đoạn gen ANR được ghép vào vector pJET1.2 và biến nạp vào E.coli DH10β. Kiểm tra plasmid bằng enzyme BglII cho thấy các clone số 2 và 11 chứa đoạn chèn gen ANR đúng kích thước hơn 1 kb. Trình tự gen xác định có ORF dài 1.014 bp, mã hóa 337 amino acid, tương đồng cao với gen CsANR2 đã công bố trên ngân hàng gen.

4. Phân tích trình tự và so sánh: Trình tự nucleotide gen ANR thu được có độ tương đồng cao với các trình tự gen ANR của chè trên thế giới, khẳng định thành công việc phân lập gen mã hóa anthocyanidin reductase từ giống chè Trung du xanh.

Thảo luận kết quả

Việc tách chiết RNA tổng số đạt chất lượng cao là bước nền tảng quan trọng cho nghiên cứu gen, đảm bảo độ chính xác của các phản ứng PCR và tổng hợp cDNA. Kết quả khuếch đại gen ANR với kích thước phù hợp và nhiệt độ tối ưu cho thấy thiết kế cặp mồi chính xác, phù hợp với trình tự gen mục tiêu.

Tạo dòng gen thành công và xác định trình tự gen ANR là bước đột phá trong nghiên cứu gen của cây chè Việt Nam, mở ra cơ hội ứng dụng công nghệ sinh học phân tử trong chọn tạo giống chè chất lượng cao. So sánh trình tự gen với các nghiên cứu quốc tế cho thấy gen ANR của chè Trung du xanh có sự bảo tồn cao, phù hợp với vai trò sinh học quan trọng của enzyme anthocyanidin reductase trong tổng hợp catechin.

Kết quả này cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đây về gen ANR ở chè Sri Lanka và các loài thực vật khác, đồng thời bổ sung dữ liệu gen cho hệ gen chè Việt Nam. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ điện di RNA, gel PCR, hình ảnh plasmid và biểu đồ so sánh trình tự nucleotide để minh họa tính chính xác và hiệu quả của các bước nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng vector biểu hiện gen ANR trong nghiên cứu chức năng: Tiến hành biểu hiện gen ANR trong hệ thống vi khuẩn hoặc tế bào thực vật để đánh giá chức năng enzyme, từ đó phát triển các giống chè có hàm lượng catechin cao, nâng cao chất lượng sản phẩm. Thời gian thực hiện dự kiến 1-2 năm, chủ thể là các viện nghiên cứu sinh học phân tử.

2. Phát triển công nghệ chọn tạo giống chè dựa trên marker phân tử: Sử dụng gen ANR làm marker để đánh giá đa dạng di truyền và chọn lọc giống chè có năng suất và chất lượng polyphenol tốt. Thời gian 3-5 năm, chủ thể là các trung tâm nghiên cứu nông nghiệp và các trường đại học.

3. Nâng cao năng lực nghiên cứu sinh học phân tử tại các cơ sở nghiên cứu chè: Đầu tư trang thiết bị, đào tạo nhân lực về kỹ thuật PCR, giải trình tự gen và phân tích dữ liệu để mở rộng nghiên cứu gen liên quan đến các tính trạng kinh tế của cây chè. Thời gian 2-3 năm, chủ thể là các viện nghiên cứu và trường đại học.

4. Xây dựng cơ sở dữ liệu gen chè Việt Nam: Thu thập, phân tích và lưu trữ các trình tự gen quan trọng như ANR để phục vụ nghiên cứu và phát triển sản phẩm chè đặc trưng vùng miền. Thời gian 3 năm, chủ thể là các tổ chức nghiên cứu gen và quản lý nông nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu sinh học phân tử và công nghệ sinh học: Nghiên cứu về gen, enzyme tổng hợp polyphenol, ứng dụng kỹ thuật PCR, cloning và biểu hiện gen trong cây chè.

2. Chuyên gia phát triển giống cây trồng: Áp dụng kết quả phân lập gen ANR làm cơ sở chọn tạo giống chè có hàm lượng catechin cao, cải thiện chất lượng và giá trị kinh tế.

3. Doanh nghiệp chế biến và xuất khẩu chè: Hiểu rõ về thành phần gen và enzyme ảnh hưởng đến chất lượng chè, từ đó phát triển sản phẩm chè đặc trưng, nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

4. Cơ quan quản lý nông nghiệp và chính sách: Sử dụng dữ liệu nghiên cứu để xây dựng chính sách phát triển ngành chè bền vững, hỗ trợ nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trong nông nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Gen ANR là gì và vai trò của nó trong cây chè?
   Gen ANR mã hóa enzyme anthocyanidin reductase, xúc tác chuyển hóa anthocyanidin thành epicatechin – một thành phần chính của catechin trong chè, ảnh hưởng đến hương vị và tác dụng sinh học của sản phẩm.

2. Tại sao phải tách chiết RNA tổng số trong nghiên cứu gen?
   RNA tổng số là khuôn mẫu để tổng hợp cDNA, từ đó nhân gen mục tiêu bằng PCR. RNA chất lượng cao đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của các bước phân tích gen tiếp theo.

3. Vector pJET1.2 và pET-32a(+) được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   Vector pJET1.2 dùng để tách dòng gen PCR, còn pET-32a(+) là vector biểu hiện gen trong vi khuẩn, giúp biểu hiện protein mã hóa từ gen ANR phục vụ nghiên cứu chức năng.

4. Kỹ thuật PCR có vai trò gì trong nghiên cứu này?
   PCR giúp khuếch đại đoạn gen ANR từ cDNA, tạo đủ lượng DNA để phân tích trình tự, tạo dòng gen và thiết kế vector biểu hiện.

5. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng thực tiễn như thế nào?
   Kết quả giúp phát triển giống chè có hàm lượng catechin cao, nâng cao chất lượng chè, đồng thời mở rộng nghiên cứu sinh học phân tử ứng dụng trong nông nghiệp và công nghiệp chế biến chè.

Kết luận

• Đã thành công trong việc tách chiết RNA tổng số chất lượng cao từ mẫu chè Trung du xanh, đảm bảo cho các bước nghiên cứu gen tiếp theo.
• Khuếch đại và nhân dòng gen ANR mã hóa anthocyanidin reductase với kích thước 1.014 bp, mã hóa 337 amino acid, tương đồng với gen CsANR2 đã công bố.
• Thiết kế vector biểu hiện gen ANR trên nền tảng vector pET-32a(+) đã được thực hiện, tạo tiền đề cho nghiên cứu chức năng enzyme.
• Kết quả nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ cơ sở phân tử của quá trình tổng hợp catechin trong cây chè Việt Nam, hỗ trợ phát triển giống chè chất lượng cao.
• Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm biểu hiện gen, ứng dụng marker phân tử trong chọn tạo giống và xây dựng cơ sở dữ liệu gen chè Việt Nam.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các viện nghiên cứu và doanh nghiệp phối hợp triển khai ứng dụng công nghệ sinh học phân tử trong phát triển ngành chè, đồng thời mở rộng nghiên cứu các gen liên quan đến chất lượng và năng suất cây chè.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ 1. Nguồn gốc, lịch sử phát triển 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 có nguồn gốc ở vùng khí hậu gió mùa Đông Nam Á, bao gồm vùng Tây Nam Trung Quốc, Bắc Myanma, Bắc lào và Bắc Việt Nam hiện nay. Cây chè được cư dân Bách Việt phương Nam, thuộc nền văn hóa lúa nước phát hiện đầu tiên trên thế giới làm thảo dược; rồi lan truyền lên phương Bắc của dân tộc Hán có nền văn hóa nông nghiệp cạn và du mục Hoàng Hà. Từ đó phát triển mạnh mẽ về công nghệ chế biến thành nước chè, một thứ nước uống giải khát phổ cập ở Trung Hoa, rồi truyền bá ra khắp năm châu trên thế giới ngày nay đã có trên 4000 năm lịch sử. Những công trình nghiên cứu của Đjêmukhatze (1961- 1976) so sánh về thành phần các chất catechin trong lá chè có nguồn gốc khác nhau, các loại chè được trồng trọt và chè mọc hoang dại đã kết luận rằng: Những cây chè mọc hoang dại từ cổ xưa, tổng hợp chủ yếu là epicatechin (-) và epicatechin galat, ở chúng phát triển chậm khả năng tổng hợp epigalocatechin (-) 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 4 70% tổng số các loại catechin). Năm 1976, Viện sĩ thông tấn Viện Hàn Lâm khoa học Liên Xô, sau những nghiên cứu về tiến hóa của cây chè, bằng phân tích chất catechin trong chè mọc hoang dại ở các vùng chè Tứ Xuyên, Vân Nam Trung Quốc, và các vùng chè cổ Việt Nam (Suối Giàng, Nghĩa Lộ, Lạng Sơn, Nghệ An …) đã kết luận: Cây chè cổ Việt Nam tổng hợp các catechin đơn giản nhiều hơn cây chè Vân Nam. Từ đó có sơ đồ tiến hóa cây chè thế giới như sau: Chi Camellia  chè Việt Nam  chè Vân Nam lá to (chè Trung Quốc)  chè Assam (Ấn Độ) [3]. Như vậy, có thể kết luận Việt Nam là một trong những cái nôi của cây chè.

Người Việt Nam biết đến chè sớm hơn nhiều so với các nước, tục uống chè của người Việt Nam đã trở thành một nét văn hóa độc đáo, chiếm vị trí quan trọng trong giao tiếp, lễ nghi… 1. Đặc điểm sinh học của cây chè Cây chè có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n = 30, thuộc loại cây thân gỗ hoặc thân bụi và có một số đặc điểm sinh học sau đây [3]: a. Đặc điểm hình thái Thân: Thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thống cành và chồi. Trên thân có mấu chia thành nhiều lóng.

Cành: Do mầm dinh dưỡng biến đổi thành. Trên cành chia ra làm nhiều đốt, chiều dài đốt cành biến đổi từ 1 - 10 cm tùy theo giống và điều kiện sinh trưởng. Tùy theo lứa tuổi mà màu sắc cành chè biến đổi từ màu xanh thẫm, xanh nhạt, màu đỏ, màu nâu và khi cành già có màu xám. 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.

Chia theo vị trí trên cành có: Chồi ngọn (đỉnh), chồi nách, chồi ngủ (trong cành). LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 Lá: Lá chè là loại lá hình đơn nguyên, mọc cách; hệ gân lá hình mạng lông chim; rìa lá có răng cưa, chiều dài từ 4 - 15 cm, rộng từ 2 - 5 cm. Mặt phiến lá có thể nhẵn, lồi lõm, láng bóng. Lá chè có thể có hình thuôn, mũi mác, ô van, trứng gà, gần tròn.

Gốc lá nhọn, tròn đến tù; chóp lá nhọn tù. Lá chè thường thay đổi về hình dạng, màu sắc và kích thước tùy theo giống, điều kiện tự nhiên và điều kiện canh tác. Hoa: Hoa chè là loại hoa lưỡng tính, chèng có 5 - 9 cánh màu trắng hay phớt hồng, bộ nhị đực trung bình có 200 - 300 cái; bao phấn có hai nửa bao, chia 4 túi phấn, hạt phấn hình tam giác màu vàng nhạt (khi chín màu hoàng kim). Bầu nhị cái có 3 - 4 ô, chứa 3 - 4 noãn, ngoài phủ lớp lông tơ, núm nhị cái chẻ ba.

Ở gốc bầu nhụy có tuyến mật làm thành một vòng tròn gọi là đĩa. 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 thẫm hoặc nâu.

Khi quả chín vỏ nứt ra giải phóng các hạt chè. Hạt: Hình cầu, bán cầu, tam giác tùy giống chè; vỏ sành thường màu nâu, cứng, bên trong là lớp vỏ mỏng. Hệ rễ: Gồm 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. Đặc điểm sinh lý, sinh thái của cây chè Nhiệt độ không khí thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của chè là 22 - 28oC, độ ẩm không khí tương đối thích hợp là 80 - 85 %.

Hàm lượng nước cần thiết cho cây chè biến động tùy từng giống chè. Loại đất thích hợp cho trồng chè dày 60 - 100 cm; mực nước ngầm dưới 100 cm; độ chua pH: 4,5 - 5,5; tỷ lệ mùn 3 - 4 %. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Sinh trưởng và phát triển của cây chè Sự phát triển của cây chè chia làm hai chu kỳ: Chu kì phát triển lớn gồm suốt đời sống cây chè từ khi hạt nảy mầm đến khi cây chết và chu kì phát triển nhỏ bao gồm các giai đoạn sinh trưởng, phát triển lặp lại nhiều lần trong một năm.

Thành phần hóa học của lá chè Thành phần hóa học của lá chè rất đa dạng, bao gồm một lượng lớn là nước, các thành phần hữu cơ và vô cơ khác. Trong đó, các polyphenol có vai trò rất quan trọng, quyết định đến màu sặc và hượng vị của chè [48]. Nước là thành phần quan trọng và chủ yếu trong búp chè, chiếm 75 - 80% khối lượng lá chè, hàm lượng phụ thuộc vào giống chè, thời vụ và độ non già của lá chè. Nước trong nguyên liệu chè tham gia trực tiếp vào nhiều phản ứng thủy phân, oxi hóa khử, liên quan trực tiếp đến các quá trình hóa sinh trong búp chè và có ảnh hưởng đến sự hoạt động của các enzyme.Trong chế biến chè, nước có vai trò quan trọng trong các quá trình biến đổi, tạo nên mùi vị và hình dạng của búp chè, nó có liên quan trực tiếp đến chất lượng chè nguyên liệu và chất lượng chè thành phẩm.

Chất khô chiếm 18 - 25 % 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): tannin của cây chè là một phức hợp của nhiểu 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.

Vì vậy, chè nguyên liệu chứa càng nhiều tanin, đặc biệt là tanin hòa tan thì LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 7 sản phẩm chè đen có chất lượng càng cao. Flavanoids là thành phần quan trọng của tanin, trong đó catechin và flavanoids chiếm tỷ lệ lớn Hợp chất alkaloid: trong chè có nhiều loại nhưng nhiều nhất vẫn là loại cafein. Hàm lượng cafein trong chè chiếm từ 3 - 5% chất khô. Hàm lượng cafein trong chè thay đổi phụ thuộc vào giống, kỹ thuật canh tác, mùa vụ thu hái và thay đổi theo bộ phận của cây.

Protein và amino acid: là hợp chất phức tạp có chứa N, phân bố không đều ở phần búp chè và thay đổi tùy theo giống và thời vụ, điều kiện canh tác và các yếu tố khác. Protein có thể kết hợp trực tiếp với tanin, polyphenol tạo nên những phẩm chất chè Thái Nguyên đen. Do đặc điểm của của việc chế biến chè xanh là diệt men ngay từ đầu, nên hàm hượng tanin bị thay đổi và còn quá cao làm cho chè có vị đắng. Protein kết hợp với một phần tanin làm cho vị chát và đắng giảm đi.

Ngoài ra, trong chè còn có các amino acid, gluxit và pectin, dầu thơm, các loại vitamin trong chè, các enzyme, chất tro… 1. Giá trị của cây chè Giá trị của cây chè thể hiện ở nhiều mặt trong đó phải kể đến giá trị dinh dưỡng, giá trị dược tính, giá trị về mặt kinh tế - xã hội và giá trị về mặt văn hóa hết sức to lớn. Giá trị về mặt thực phẩm Trong chè có các thành phần hóa học giàu chất dinh dưỡng, có tác dụng tốt đối với cơ thể con người, do đó chè xanh đã trở thành nguyên liệu quan trọng để chế biến nhiều loại thức ăn đồ uống khác nhau ở rất nhiểu nước trên thế giới. Phần lớn lá chè xanh được sử dụng làm đồ uống.

Chè được pha chế đúng cách là một loại đồ uống lý tưởng rất tốt đối với cơ thể do có chứa đầy đủ các loại vitamin, muối khoáng, protein và các chất hữu cơ có lợi khác. Ngày LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 8 nay khuynh hướng sử dụng chè xanh trong chế biến thức ăn rất được phát triển. Các loại bánh kem chè xanh, bánh gatô chè xanh, kem chè xanh, thạch chè xanh, mỳ ăn liền chè xanh, sandwich chè xanh đang được tiêu thụ mạnh ở các nước Nhật Bản, Hàn Quốc, Anh, Mỹ, Úc. Trung Quốc và Việt Nam có các loại bánh nướng chè xanh, bánh dẻo chè xanh… [49].

Giá trị dược tính của chè Nước chè có thể làm giảm các quá trình viêm như viêm khớp, viêm gan mãn tính, tăng cường tính đàn hồi của thành mạch máu giúp ngăn ngừa tai biến mạch máu não, nhồi máu cơ tim. Uống chè giảm nguy cơ tim mạch, chống lão hóa, chống nhiễm độc. Mới đây nhất, các nhà khoa học còn phát hiện ra chè còn có tác dụng chống khả năng gây ung thư của các chất phóng xạ.