Nghiên cứu khai thác sử dụng nguồn tài nguyên chè Shan ở Việt Nam

Cây chè có vai trò quan trọng trong cơ cấu cây trồng vùng trung du và miền núi phía Bắc, khai thác có hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên sẵn có (đất đai, khí hậu…). Cây chè Shan ở miền núi phía Bắc Việt Nam là cây bản địa có đặc điểm sinh trưởng mạnh, năng suất chất lượng tốt đã và đang nghiên cứu chọn tạo giống chè mới, trồng theo quy mô tập trung để khai thác là các sản phẩm truyền thống như chè xanh, chè đen, chè Phổ Nhĩ; các công trình nghiên cứu về chè Shan ở miền núi phía Bắc Việt Nam cho biết chỉ có 30% chè Shan, còn 70% cá thể lai và đã xác định chè Shan Việt Nam có đặc điểm hình thái, hoa quả, hàm lượng các hợp chất như catechin, anthocyanin rất có giá trị trong phân loại thực vật về chè Shan và chế biến các sản phẩm có chứa các hợp chất catechin, anthocyanin; do hạn chế về phương pháp công nghệ và thiết bị cho nên hiện nay chưa khai thác hết tiềm năng cây chè Shan núi cao; cũng do hạn chế về công nghệ và thiết bị nên các nghiên cứu chè Shan núi cao chủ yếu là nghiên cứu các biện pháp nông học, chế biến chè chưa có nghiên cứu cơ bản về phân loại chè Shan, phân tích về gen cây chè; chưa có phân tích sinh hoá búp chè làm cơ sở cho công nghệ tách, chiết các hợp chất catechin, anthocyan trong búp chè.

Theo các nghiên cứu trong búp chè Shan thì lượng catechin tổng số chiếm 15-18%, các catechin có tác dụng lớn sức khoẻ như tác dụng hạn chế các bệnh tim mạch....; các hợp chất anthocyan chiếm 0,8 %, có tác dụng về chống oxy hoá cao sử dụng để chống lão hoá, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế tế bào ung thư phát triển; có tác 3 dụng chống các tia phóng xạ; bằng phương pháp tách, chiết các hợp chất tạo các chế phẩm phục vụ công nghiệp dược phẩm, cho chế biến thực phẩm chức năng, đa dạng hoá sản phẩm chè, góp phần nâng cao giá trị kinh tế cây chè Shan núi cao Việt Nam, tạo các sản phẩm góp phần bảo vệ sức khỏe con người đã được đặt ra song do có một số hạn chế nhất định vì thế hướng nghiên cứu này chưa được thực hiện, chưa có những kết quả áp dụng trong sản xuất.

Xuất phát từ những lý do trên đây, nhóm đề tài Viện Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía Bắc (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) do TS. Đặng Văn Thư làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: Nghiên cứu khai thác sử dụng nguồn tài nguyên chè Shan ở Việt Nam nhằm phân loại các giống chè Shan núi cao ở Việt Nam bằng công nghệ sinh học; có được phương pháp, quy trình phân tích và xác định hàm lượng catechin thành phần, hàm lượng anthocyanin trong chè; có được công nghệ thu nhận các catechin thành phần trong nguyên liệu chè; tách chiết catechin, anthocyanin và tạo ra một số chế phẩm giàu catechin, anthocyanin từ nguyên liệu chè Shan vùng cao để ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài thu được một số kết quả sau:

1. Về nghiên cứu các chỉ tiêu hình thái chè Shan núi cao

- Chè Shan núi cao tại các điểm điều tra đều là dạng chè Shan lá to dài 12 - 16 cm, rộng 4 - 7 cm, búp có nhiều lông tuyết. Hàm lượng tanin, chất hòa tan cao. Lá chè thuộc loại lá to răng cưa, mép lá sâu; búp có nhiều tuyết, trung bình và ít. Lá màu xanh đậm, xanh nhạt và xanh vàng. Các mẫu chè Shan đều có lông bầu nhụy và vòi nhụy chia 3, hạt mầu nâu, kích thước hạt nhỏ hơn 2 mm, kích thước quả nhỏ hơn 3,5cm. Quả chè có màu nâu, có 3 - 4 hạt.

- Tuyển chọn được 23 cây chè Shan núi cao tiêu biểu gồm Tủa Chùa - Điện Biên có 6 cây ưu tú, Suối Giàng - Yên Bái có 9 cây ưu tú và Cao Bồ - Hà Giang có 8 cây ưu tú. Đã xây dựng được 90 mẫu tiêu bản chè Shan cao. Xây dựng được bảng phân loại chè theo chỉ tiêu hình thái cây chè Shan núi cao ở Việt Nam.

2. Về thành phần sinh hóa búp chè Shan núi cao

- Hàm lượng tanin, chất hòa tan, catechin tổng số và catechin thành phần trong búp chè Shan núi cao cao nhất ở Cao Bồ - Hà Giang, tiếp đến Tủa Chùa - Điện Biên, và thấp nhất là Suối Giàng - Yên Bái.

- Hàm lượng chất tanin ở điểm Cao Bồ - Hà Giang đạt giá trị cao nhất 31,25%, cao hơn các điểm khác từ 0,44 - 1,09%. Hàm lượng chất hòa tan trong búp chè 1 tôm 2 lá có giá trị biến động từ 42,01 - 43,76%.

- Hàm lượng catechin thành phần EGCG của Cao Bồ - Hà Giang dao động từ 58,76 - 68,46 mg/g chất khô, Tủa Chùa - Điện Biên từ 58,67 - 68,72 mg/g chất khô, Suối Giàng – Yên Bái đạt 58,06 - 65,38 mg/g chất khô.

3. Về ứng dụng công nghệ sinh học trong phân loại chè Shan núi cao

- Sử dụng 30 chỉ thị SSR để phân lập 60 mẫu chè Shan trong nghiên cứu có mức tương đồng di truyền từ 0,61 - 0,97. Trong đó, mức tương đồng di truyền của các mẫu chè Shan tại Suối Giàng - Yên Bái là từ 0,75 - 0,94; các mẫu chè Shan tại Cao Bồ - Hà Giang là 0,77 - 0,97 và - Tủa Chùa - Điện Biên là 0,74 - 0,93.

- Đánh giá đa dạng di truyền và xác định chỉ thị đặc trưng với các mẫu chè Shan trên 20 chỉ thị ISSR của 60 mẫu chè Shan thu thập tại Suối Giàng - Yên Bái, Tủa Chùa - Điện Biên, và Cao Bồ - Hà Giang có mức tương đồng di truyền từ 0,54 - 0,94. Trong đó, mức tương đồng di truyền của các mẫu chè Shan tại Suối Giàng - Yên Bái là 0,62 - 0,886; - Cao Bồ - Hà Giang là 0,61 - 0,94 và Tủa Chùa - Điện Biên là 0,65 - 0,90.

Các chỉ thị UBC811, UBC835 và ISSR17 được sử dụng để nhận dạng nguồn gốc thu thập của 60 mẫu chè Shan nghiên cứu và 2 chỉ thị ISSR-878 và ISSR-14 có thể sử dụng để nhận dạng một số mẫu giống chè Shan. Sử dụng chỉ thị ISSR cho thấy sự đa dạng di truyền là 88,39% của các mẫu giống chè Shan núi cao.

- Sử dụng 20 chỉ thị SRAP để đánh giá đa dạng di truyền và xác định chỉ thị đặc trưng với 60 mẫu chè Shan thu thập tại Suối Giàng - Yên Bái, Tủa Chùa - Điện Biên và Cao Bồ - Hà Giang, có mức tương đồng di truyền từ 0,52 - 0,92. Trong đó, chè Shan Suối Giàng - Yên Bái có mức tương đồng di truyền là 52%, Tủa Chùa - Điện Biên là 0,66 - 0,89, Cao Bồ - Hà Giang là 0,62 - 0,92.

Các chỉ thị Me3/Em5, Me5/Em10 và IMe6/Em3 để nhận dạng nguồn gốc thu thập các mẫu chè Shan nghiên cứu. Chỉ thị kết hợp Me7/Em3 sử dụng để phân biệt một số mẫu giống.

4. Về tách chiết các hợp chất catechin và anthocyanin trong búp chè Shan núi cao

- Phương pháp định lượng anthocyanin trong chè Shan núi cao sử dụng phương pháp pH vi sai, kết quả cho thấy các mẫu chè Shan núi cao ở điểm nghiên cứu thì hàm lượng anthocyanin trong mẫu chè Shan cao nhất ở điểm Tủa Chùa - Điện Biên, tiếp đến là Suối Giàng - Yên Bái và thấp nhất là Cao Bồ - Hà Giang.

- Xác định hàm lượng polyphenol tổng số trong chè Shan núi cao theo phương pháp Folin-Ciocalteu cho thấy các mẫu chè Shan ở Suối Giàng - Yên Bái 20,61% (theo chất khô), Tủa Chùa - Điện Biên đạt 20,67% (theo chất khô), Cao Bồ - Hà Giang đạt 20,49% (theo chất khô).

- Trích ly polyphenol và anthocyanin trong lá chè Shan thì nhiệt độ trích ly thích hợp từ 60 - 90oC; pH thích hợp cho trích ly từ 3 - 4; thời gian trích ly thích hợp từ 40 - 60 phút; tỷ lệ dung môi/nguyên liệu thích hợp từ 10/1-20/1.

- Điều kiện tối ưu quá trình trích ly polyphenol và anthocyanin đồng thời: nhiệt độ 75oC, pH 4, thời gian là 40 phút, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 15/1 (v/m). Hiệu suất chiết polyphenol đạt 56,03% và hiệu suất chiết anthocyanin đạt 72,09%.

- Hiệu suất tách, tinh chế polyphenol và cafein phụ thuộc vào 3 yếu tố với các miền giá trị như sau: nồng độ dịch chè: 1,5 ÷ 10°Bx, tỷ lệ clorofooc/dịch chè: 2/1 ÷ 4/1, tỷ lệ etyl acetat/dịch chè: 3/1 ÷ 5/1.

- Điều kiện tối ưu khi chiết tách polyphenol từ dịch chè là: nồng độ dịch chè 2°Bx, tỷ lệ clorofooc/dịch chè 4/1, tỷ lệ ethyl acetat/dịch chè 4/1.

5. Về quy trình công nghệ tách chiết

- Xây dựng được 01 quy trỉnh phân tích catechin thành phần và anthocyanin cho chè Shan, quy trình này đã được công nhận TBKT cấp cơ sở

- Xây dựng được 01 quy trình thu nhận catechin (polyphenol giàu catechin) từ chè Shan, quy trình này đã được công nhận TBKT cấp cơ sở.

Đề tài kiến nghị áp dụng các kết quả, phương pháp nghiên cứu ở trên về đặc điểm hình thái, sinh hóa, công nghệ sinh học trong phân loại chè Shan và tách chiết các hợp chất catechin và anthocyanin được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu về lĩnh vực cây chè nói chung và cây chè Shan nói riêng.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18079/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)