旷达斋 录 原创作者:肖草
编者按
翻阅著名茶学家、茶学教育家王泽农先生的著述,我们注意到《30年来茶叶生物化学在我国的发展》一文。这篇发表在1994年的文章,距今已有24年。对于飞速发展的科学技术来说,文章所述内容也许有点"显老"。然而,从科学精神、科学思想、科学思维来看,起码有三方面的启示:
一、关注学科的发展进程,在继承中创新。王泽农教授是中国现代茶叶生物化学的创始人。他对茶叶生物化学30年来的回顾与总结,表明了他对学科的长期关注与跟踪研究。
二、任何学科的不断发展,总是有新的创见。文章指出:20世纪60年代,茶叶生物化学才在中国系统创建。而到了80年代,茶叶生物化学取得了全面进展和深化。这些,是以科研成果构筑起的基座。
三、学术前沿的引领,始终是学科的方向。24年前,王泽农教授已是米寿,他的思维依然活跃,视野依然广阔。
文章特别指出:茶叶生物化学今后应着力于引用高新技术,瞄准学科发展的生长点,以适应现代社会生活和生产的需求。而学科的新进展,证明了这种"预言"的正确。一篇20多年前的文章,给我们的,依然有思想的启迪!《30年来茶叶生物化学在我国的发展》一文附后:
30年来茶叶生物化学在我国的发展
王泽农
摘 要
60年代,茶叶生物化学才在我国系统创建,在此以前的有关论著,都未超越茶叶化学或称茶叶成分化学的范璃。60年代以后,又由静态生化和动态生化体系,发展为以酶系统作用和调控为动力的茶叶特征成分生物合成和转化为中心的茶叶生物化学基本完善的新体系。80年代茶叶生物化学取得了全面的进展和深化。今后应着力于引用高新技术,瞄准学科发展的生长点,以适应现代社会生活和生产的需求。
关键词:茶叶生物化学;研究进展;中国
前言
茶叶生物化学的在我国的发展,实际上是从60年代开始的。从上世纪30年代到上世纪末页,可以说这方面的研究基本上都没有超越成品茶或商品茶个别成分分析的范围。由商品茶的成分分析扩大到茶鲜叶和茶树新梢,各种茶类及其制造过程中的半成品和不同自然环境条件影响下茶树生长过程中的各个部位及器官的系统分析,是在本世纪初以后的事。到此时,茶叶化学或称茶叶成分化学可以说基本形成,并成为植物化学或植物成分化学的一一个分支。本世纪中叶前后,茶叶成分化学的分析和分高纯化技术,有了迅速的发展。如:儿茶索及其他酚性物组分的分离和种类的发现愈来愈多,氨基酸的组分分析也愈来愈全面。但成分的生物合成及代谢转化,尚末达到全面、系统的境界,也即仍未进入茶叶生物化学的领域。本世纪60年代前后,有个别的茶学研究家,如苏联Курсанoв A Л、英国Roberts E A等关于茶树鞣质的合成及生理过程与红茶发酵过程的转化等研究,可以看作茶叶生物化学学科胚眙发生发育的生长点。然面,这些研究始终没有从全面的酶系统调控机制来探索茶叶特征成分的生物合成的奥秘,更淡不上进入生物化学遗传变异、信息传递、能量代谢、气体交换、同化、异化等整个生命活动的范畴。
茶叶生物化学作为一门独立系统的学科,是60年代由我国创建的。兹就这门学科发生发展过程概述如下。
一、茶叶生物化学在我国的创建
60年代以前,国外虽然有少量的书籍也以茶叶生物化学命名,但其实质和内容都未能进入生物化学领域。由农业部组织、各大专院校合作编写的我国第一部《茶叶生物化学》专著,于1961年9月由浙江人民出版杜出版。这在我国是首创,国际上也是先例。它标志着茶叶生物化学在我国的建立。根据当时学科国内外大量的但却是零碎的研究资料以及学科发展倾向,这部教材分为静态生化和动态生化两个部分。前者包括茶叶特征成分的性质及分析技术;后者又分为两篇,即茶树栽培的生物化学,及茶叶制造的生物化学,反映了由茶叶成分化学向茶叶生物化学过渡的进展情况。
二、茶叶生物化学的发展和新体系的建立
第一部《杀叶生物化学》的出版及1964年中国茶叶学会的成立,对我国茶叶生物化学的发展,起到了推动作用。1964和1965中国茶叶学会上提出的茶叶生物化学论文有10篇左右。而同期在国内期刊上发表的茶叶生物化学论文,据不完全统计约在100篇以上,其内容涉及植物激素和植物生长调节剂、微量营养元素、光合作用、上壤酸度、台刈、酶活性、维生索等方面的生化问题;对从茶树栽培的不同区域和自然生态条件、农业技术措施方面影响制茶的茶类、原料、半成品和成品茶的成分变异等问题的物质代谢、合成、转化、积累、消耗和运转,都有较深入的探讨。
60年代中期开始的国内政治动乱,不可避免地影响到我国茶叶生物化学的发展,以致在当时国际上新探索和新发展的领域方面,拉开了差距。其中较为突出的表现在:茶中香气成分的分析与研究;某些特征物质的生物合成;特别是当时生物科学的发展,与数理化等学科的互相渗透、高新技术的引用,如深刻、迅捷、准确地研究大分子结构及其功能,对生物细胞质体精度达到2A的高分辨技术,10ˉ8--10ˉ10g精度超痕量分析,10ˉ3--10ˉ4s瞬间生物化学反应中间生成物的监测等方面的进步,暴露出我国60年代初所建立的茶叶生物化学体系与整个生物科学的发展不相适应。70年代初农业出版社出版的《茶叶生化原理》,特别反映了当时我国茶叶生物化学的上述问题,并者重从茶叶细胞的质体系和超微结构,概述茶叶中的主要组成;介绍茶叶中的活性物质,酶、核酸、维生素、辅酶、激素和植物生长调节剂的生物和人工合成及其功能,介绍酚性物的形成与转化;介绍茶叶中的生物氧化从活休呼吸到制茶发酵的变化机制,茶黄素、茶红素氧化聚缩物及香气形成的完整体系:介绍茶叶特征成分如茶氨酸和咖啡碱的形成等。
与此同时,农业部根据当时的学科发展情况,重新组织编写了全国高校统编教材——《茶叶生物化学》并于1980年2月由农业出版社出版这部教材突出了茶叶生化,特别着重讲述了特征成分的生物合成和转化途径:酶系统的作用和调控;高新分析技术,尽可能反映生物学科和茶叶生产的先进水平。这部书的出版,标志着我国茶叶生物化学学科体系已基本趋十完善,迄今为止没有根本性的变动。
三、茶叶品质化学研究的深化进展
80年代是我国科学技术新的繁荣年代,也是我国茶叶生物化学研究全面发展与深化的年代。我国有关高等院校茶学专业都增添了仪器设备,一般院校大都设有中心实验室,并集中使用高新技术的精密仪器。茶学专业一般招收硕士研究生,并设立专点开始招收博士研究生,培养高级茶叶人才;国家级茶叶研究机构,除引进高新科技人员外,也培养研究生,以扩大茶叶科技队伍。《茶叶生化原理》和《茶叶生物化学》第一、二、三版出版发行。中国茶叶学会恢复了全国性的学术活动。中国农业科学院茶叶研究所等单位发起并主办了国际性茶叶学术讨论会,以及我国诸多学者应邀到国外出席国际性学术会议。这些措施和学术活动显然对我国茶叶生物化学的发展起到了促进作用。其主要进展表现在以下几个方面:
1.气相色谱的应用,促进了茶叶香气成分的研究进展
我国的香气研究起步较晚,直到80年代以后,才开始对香气进行研究。骆少君等对乌龙茶、茉莉花茶、白兰花茶、桂花茶、玳玳花绿茶的香气研究,取得了突出的成绩。其他如刘勤晋等、曾晓雄等、舒庆龄等吴秋儿倪德江等.朱金炎等、王华夫等、游小清等对普洱茶、祁门红茶、炒青绿茶、乌龙茶、茉莉花茶和龙井茶等的香气进行了分析研究,作出了贡献。
2.高断技术的采用提高了茶叶生化研究水平
80年代,中国茶叶学会历次学术讨论会上及我国这时期出版的有关期刊上的论文,反映了这时期我国学者引用高新技术的具体情况。如采用微分脉冲阳极伏安测定法、近红外测定法、流动注射测定法、微量营养元素测定法、薄层凝胶色谐分析法、垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳法等的应用。这时期后,我国痕量分析技术可达到ppb (即10ˉ9)数量级。气相色谱.液相色谱、原子吸收、紫外、红外、近红外.核磁共振、超速离心、薄层扫描等技术的应用,大大提高了茶叶生化的研究水平。
3.茶叶品质化学的研究、检测、科学审评有着突破性的进展
1986年商业部下达并组织研究的“茶叶品质理化分析”项目,1987年中国农科院茶叶研究所发起的国际茶一品质一人类健康学术研讨会和1990年中国茶叶学会召开的品质化学与检验学术讨论会,对我国茶叶品质化学和理化检测的发展,起到了检阅、交流和推动的作用。1989出版的《茶叶品质理化分析》一书,收集了30多年来国内外茶叶理化方法354项,为茶叶品质分析和管理提供了科学依据和固有经验,也为该项目研究的进展提供了技术资料。中国农科院茶叶研究所发起的国际学术讨论会,其中与茶叶品质化学和分析技术有密切关系的论文共计50篇,其中我国学者的多篇论文的内容涉及茶树品质遗传、绿茶苦涩味、绿茶品质指标、普洱茶滋味、芳香油与茶叶等级相关性等多个方面。在中国茶叶学会品质化学与理化检验学术研讨会.上,共收到论文96篇,其中有不少论文对多种茶的品质形成机理进行了论述,其中如汪琢成和赵正惠等还对品质化学作了高度概括,提出茶叶作为生物氧北还原体系的载体,其电子迁移是决定各类茶的特征品质的最根本因素,是具有新意的认识。在这次会上还提出了有关品质成分测定方法的大量论文,涉及茶叶特征成分的高新技术测定、卫生质量检测、粉末检验等有关问题。在这时期,我国期刊上还发表了不少有关这方面的论文,不仅对当前普通茶叶品质的生化形成机理进行了探讨,同时还对品质异常成分和异味38-40进行了研究,而且,对特种茶如六堡茶、金尖茶等也进行了探索,说明我国茶叶生物化学关于品质生化的研究在广度和深度上都有较大进展。
4.茶叶生化研究方法、分析、检测标准的厘订
80年代,我国茶叶生化研究力量的增强,理化检测、分析设备条件的改善,取得了丰硕的成果,提高了检测的精密度,为国家厘订统一的规范和标准,创造了先决条件。同时,也有利于研究成果的可比性和审定的准确度。1981 年,我国商业部首先组织进行了部级茶叶品质检验新标准的研究,于1983年颁布了屯、婺、舒、杭、温、平、遂七套初制炒青绿茶试行GHO16- 84 标准,并于1984年正式实施。就在同一年,商业部又组织进行理化检验方法的研究和紧压茶、花茶级型坯、红碎茶、炒青、烘青等主要质量标准的厘订,于1985年颁布了GHO16—85试用标准。1986年中国食品工业标准化技术委员会组织研究并提出13项茶叶理化检测方法,经专家会议审定、国家标准局审批,于1988年颁布了GB8302—87— GB8314-—87标准并正式实施。“花茶级型坯"GB9172—88标准,“花砖”、“金尖”、“康砖”、“沱茶”、“紧压茶”的GB9833--1-3--88标准也都颁布实施。此外,,上海商品检验局负责起草的出口茶叶检验方法ZBX50001—14—86专业标准也颁布并实施。至此我国茶叶检测工作已达到标准化、规范化的水平。
5.特征成分的生物合成、转化代谢、酶系统的作用和调控等研究的开展
茶叶生物化学的核心问题,是茶叶特征成分的生物合成及其在活体和制茶过程中转化等机理的研究,而转化机理又离不开酶系统的催化和调节。80年代以后,这方面研究的进展,也令人瞩目。如孙威江关于茶树上生物全息律的研究,由这定律指导进行的无性繁殖和组织培养的探索,毛祖法、王立等、对茶树扦插、胚和叶片组织培养的研究等。关于茶树特征物质的生物合成的探索方面,有曾晓雄等、叶勇、吴庆东、王泽农、孙跃进等、萧伟祥、和何国藩等多篇论文,涉及到红绿茶、特种茶和中国名茶的主要制茶工序特征成分的生化形成与转化机制,对各类茶品质的塑造规律和物质变化实质有了较深刻的认识。关于茶中酶系统的研究,80 年代以后有:叶庆生在红茶制造过程中发现多酚氧化酶同工酶共6条,过氧化物酶同工酶10条,并观察了它们在萎凋发酵过程的活性变化;陈为钧对茶树苯丙氨酸解氨酶的研究;刘乾刚曾在茶树叶绿体中发现有很高的苯丙氨酸解氨酶的活性及1条多酚氧化酶同工酶和5条过氧化物酶同工酶,证明茶叶叶绿体对酚性物合成和氧化的作用,孙跃进曾发现红茶萎凋、发酵过程EMP途径酶系统活力呈“V”型变化。其他还有李远志、龚景文等、鲁成银等、陈宗道等、覃松林等、须海荣等、张堂恒等论文,涉及到茶树代谢过程特征成分的生物合成与转化的酶及同工酶的作用,各种茶加工过程品质成分的转化,茶树内源酶的作用和引进外源酶的影响,品种遗传过程中酶及同工酶的作用。
四、茶叶生物化学和成分利用研究的前瞻
30年来我国茶叶生物化学研究的迅速发展和在各个重要研究方面所取得的成绩,是不容讳言的事实。但国际上科学技术的迅猛发展和高新技术的发明创造,日新月异。高新技术是各门学科发展的动力。茶叶生物化学研究,如何应用高新技术,提高精微的分辨力,超痕量的分析力,抓住微瞬间的中间反应,则是学科深入和拓宽发展的需要。整个茶叶生化研究的新发展,无论是生化新成分的发现,还是组分的分析,精纯度的分离,以及成分的生物合成、转化、同化、异化,酶系统的催化、调控,离开了高新技术,将是无能为力的。茶叶生物化学研究还须瞄准学科的生长点。研究中形成的学科生长点,不是学科本身单方面决定的,更重要的是社会生活的发展、市场经济的发展、生产力的发展等等综合的趋向所决定的。例如当前就我国的情况来说,茶叶保键功能的研究,促进了茶叶药理生化的发展;茶叶市场对茶叶商品结构调整的要求,以及茶叶产品的开发利用和深加工的要求,促进了茶叶工艺生化的发展,都不是由人的主观愿望和兴趣决定的。因此茶叶生化研究今后在这方面的努力,将会前程似锦,富有旺盛的生命力。