专利名称：一种生物源茶氨酸原料的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种生物源茶氨酸原料的生产方法。
背景技术：
茶氨酸系茶树特征性非蛋白质氨基酸，为白色针状体，易溶于水，具有甜味和鲜爽味，是茶叶的滋味的组分，也被广泛应用于食品的风味改良。现代医学则证实茶氨酸对人体具有多方面的保健作用，尤其是茶氨酸能够安神静气而无毒副作用，是治疗抑郁症的理想药物。目前生物茶氨酸的来源包括从茶叶或制备茶多酚的废液中提取分离茶氨酸、细胞培养法、毛状根培养法、微生物发酵法等。从茶叶中提取茶氨酸不仅成本高，而且与商品茶叶生产争夺原料；从茶多酚废液提取茶氨酸，茶氨酸只是副产品，不能实现工业化茶氨酸生产；细胞培养法和毛状根培养法遗传不稳定，导致茶氨酸产量不稳定；微生物发酵生产茶氨酸具有不受资源限制、没有环境污染、可大量生产、产品安全可靠等优点，但它要求高度灭菌环境，前期设备投入与后期技术运行成本较高，可操作性不强，特别是基层生产者很难掌握与操作，难以在广大的农村推广运用。现已经证明茶树中茶氨酸是由根系合成，并且根系尤其是须根含有较多的茶氨酸，但由于茶树种植在土壤中，无法获取树根，如果挖出茶树取根，也是一次性的，不能再生。气雾栽培方法是一种最为节水的种植技术，只需土壤栽培的1/10水量，就可以完成相同生物量的增长，是节水农业水资源利用率最高的生产技术， 其也是一种最节肥的种植技术，气雾栽培植物的根系以悬于空中的方式固定着，具有最充足的氧气环境，所以对矿质离子肥料的吸收效率极高；同时，气雾栽培方法使虫害减少75% 以上，如果进行空间严密的防虫网隔绝，可以做到无虫化的免农药生产，可以生产出近乎完美的免农药安全农产品。公开号CN 1308846A的专利即公开了一种使用气雾栽培方法进行茶树培育且能够达到生产高品质，高产量茶叶的目的，但却无法得到循环生产的且含有较高茶氨酸含量的茶树根，因此也不能够实现以循环生产的茶树根为原料从而进行大规模生产生物茶氨酸的目的。
发明内容
本发明的目的在于用含有特殊营养的气雾来喷施正在发芽茶籽的根部使其在短时间内长出含有较多茶氨酸的发达根系，将根剪下作为生产茶氨酸的原料，修剪后继续气培刺激茶苗长出新的根系，再剪再长，循环生产。本发明的生物源茶氨酸原料的生产方法，其包括下述步骤 (1)茶树种子的筛选与催芽包括浸种、选种、消毒、催芽四个步骤；(2)茶苗的培养待茶籽胚根长至少Icm时，移植茶籽胚使芽、叶朝外根朝内固定在雾培床进行根系裸露、悬空、全遮光的气雾栽培，培养环境温度10°C 38°C，湿度609Γ90% ；气雾营养液EC值0. Π. 6，温度15°C;根际温度15°C ，湿度80% 95% ；所述气雾营养液中除含有茶苗生长所必需的营养成分外，还含有C2H7N (乙胺)或C2H8ClN (盐酸乙胺)或C3H7NO2 (丙氨酸)以及C5H9NO4 (谷氨酸)或C5HltlN2O3 (谷氨酰胺)，且气雾营养液PH5 5. 5 ；
(3)剪根与根系再生待茶树根较长时，在距离根基至少3cm处剪下茶树根；经剪根后的茶苗继续采用步骤(2)所述的气雾培养方法进行培养；
(4)重复步骤(3)，循环获得茶树根，作为茶氨酸生产的原料。本发明的步骤(2)中所述营养液成分C2H7N或C2H8ClN或C3H7NO2广10g/L，C5H9NO4 或C5HltlN2O3 100 500 mg/L ；所述营养液中含有的茶苗生长所必需的营养成分包括氮磷钾营养成分以及无机盐成分等植株培养所常用的组分，例如可以为(NH4)2SO4 3(Tl40mg/ L, NH4N037 30mg/L，KH2PO4 5 14mg/L，K2SO4 20 90mg/L，CaCl2 10 85mg/L，MgSO4 · 7H20 65 250mg/L，Al2(SO4)3 · 18H20 60 250mg/L，ZnSO4 · 7H20 110 440mg/L，H3BO3 140 560mg/ L, H2SiO3 100 800 mg/L, CuSO4 ·5Η20 25 100mg/L，MnSO4 ·H2O 18 70mg/L, Na2MoO4 ·2Η20 15 60mg/L, Fe-EDTA 85 350mg/L。本发明中步骤(2)中所述气雾培养过程可通过计算机自动控制装置来控制，所述自动控制装置中设有传感装置和用以接收传感器检测数据，并进行数据处理，控制执行部件动作的中央处理装置；传感装置由安装在茶树根际用于检测茶树根际表面水膜与水份分布的根际温湿度传感器、用于检测环境温湿度的空气温湿度传感器和用于检测茶树营养液电导率及温度的营养液EC值、温度传感器构成；根际温湿度传感器、空气温湿度传感器和营养液EC值、温度传感器的信号输出端与中央处理装置的信号输入端通过屏蔽线路与中央处理装置信号输入接口连接，中央处理装置的信号输出端与执行部件的信号输入端连接。本发明的步骤(3)中优选待茶树根长20-80cm时，在距离根基至少3cm处剪下茶树根。本发明的有益效果
1、将茶树根作为生产生物来源茶氨酸的原料，开辟茶氨酸生产新途径。经过本发明栽培方法可以常年取得茶氨酸生产原料茶树根，并且茶氨酸含量有显著的提高。2、采用特殊的茶树生长营养液配方，有效提高茶树根系中茶氨酸含量。3、气雾栽培茶苗可以反复收割、反复生长，从而实现一年四季常年生产茶树根的工厂化作业。4、气雾培养茶树的营养液在一个严密的闭锁型循环系统中完成养分与水分的供给，因而实现零外排，做到可持续不污染环境。5、气雾栽培生产茶氨酸原料，实现了无废料、废物和废液产生，长出的根系洁净， 便于贮藏、运输与加工，是一种可持续的永久性农业工厂化生产方式。6、可由计算机控制进行茶树的气雾栽培，实现了茶树生长的多元化精确调控，为茶树根系生长创造了最佳的环境条件，包括根际微环境的温度和湿度、营养液浓度和温度、 茶苗环境温度和湿度，使茶树根的生长远远超过土壤栽培，大大提高根系生长效率。7、依靠计算机自动控制进行茶树气雾栽培，操作简单，容易学习，容易掌握，便于在广大的农村进行示范与推广。
附图为本发明中所使用的计算机自动控制装置结构示意框图。
具体实施例方式实施例1
茶树品种为舒茶早。3月中旬在茶园中收集种子，4月中旬开始实验。浸种将种子用自来水搓洗3次后用缓慢流水浸泡7d ；选种与消毒选择饱满、沉底的种子捞出，用0. l%HgCl2 浸泡20min消毒，再用蒸馏水冲洗3次；催芽将种子播入装有IOcm厚珍珠岩的催芽钵中，以潮湿珍珠岩覆盖，再盖以带孔的催芽钵盖，置于变温种子发芽箱中催芽，白天温度 200C 30°C，夜晚温度15°C 22°C。以后适当喷水使珍珠岩湿度40% 60%。待茶籽胚根长广2cm时，用宽度约Icm的海绵条缚住幼苗，芽、叶朝外根朝内固定在雾培床表面进行根系裸露、悬空、全遮光的气雾培养。栽培过程由计算机自动控制进行，所述计算机自动控制装置中设有传感装置和用以接收传感器检测数据，并进行数据处理，控制执行部件动作的中央处理装置；传感装置由安装在茶树根际用于检测茶树根际表面水膜与水份分布的根际温湿度传感器、用于检测环境温湿度的空气温湿度传感器和用于检测茶树营养液电导率及温度的营养液EC值、温度传感器构成；根际温湿度传感器、空气温湿度传感器和营养液EC值、温度传感器的信号输入端通过屏蔽线路与中央处理装置信号输入接口连接，中央处理装置的信号输出端与执行部件的信号输入端连接；结合各温度传感器，检定高温极限，当温度过高时，连续喷雾降低温度，为根系生长空间创造合适温度， 营养液的电导率EC值传感器，测定回流液中EC值，作为营养液浓度监测参数适时添加浓缩母液；控制环境温度10°C 38°C，湿度60% 90%;营养液EC值0.4 1.6，温度15°C ；根际温度 15°Cl8°C，湿度 80% 95%;营养液成分 C2H8ClN 5g/L, C5H9NO4 500 mg/L, H2SiO3 500 mg/L, (NH4)2SO4 140mg/L, NH4NO3 30mg/L, KH2PO4 14mg/L, K2SO4 90mg/L, CaCl2 85mg/ L, MgSO4. 7H20 250mg/L, Al2(SO4) 3. 18H20 200mg/L, ZnSO4. 7H20 200 mg/L, H3BO3 500mg/L, CuSO4. 5H20 90mg/L, MnSO4. H2O 70mg/L, Na2MoO4. 2H20 60mg/L, Fe—EDTA 350mg/L。pH5. 5。6月初，茶苗根长约50cm，在距离根基5cm处剪下茶树根，作为茶氨酸生产的原料。 而茶苗经剪根后继续培养，可长出新根。如此循环剪切，可反复获得茶树根，且经气雾培养所得根系中所含茶氨酸占干物总量的4%左右。
实施例2
茶树品种为祁门楮叶种。3月中旬在茶园中收集种子，4月中旬开始实验。浸种将种子用自来水搓洗3次后用缓慢流水浸泡7d ；选种与消毒选择饱满、沉底的种子捞出，用 0. l%HgCl2浸泡20min消毒，再用蒸馏水冲洗3次；催芽种子播入装有IOcm厚珍珠岩的催芽钵中，以潮湿珍珠岩覆盖，再盖以带孔的催芽钵盖，置于变温种子发芽箱中催芽，白天温度20°C 30°C，夜晚温度15°C 22°C。以后适当喷水使珍珠岩湿度40% 60%。
待茶籽胚根长广2cm时，用宽度约Icm的海绵条缚住幼苗，芽、叶朝外根朝内固定在雾培床进行气雾培养；栽培过程由计算机自动控制进行，所述计算机自动控制装置中设有传感装置和用以接收传感器检测数据，并进行数据处理，控制执行部件动作的中央处理装置；传感装置由安装在茶树根际用于检测茶树根际表面水膜与水份分布的根际温湿度传感器、用于检测环境温湿度的空气温湿度传感器和用于检测茶树营养液电导率及温度的营养液EC值、温度传感器构成；根际温湿度传感器、空气温湿度传感器和营养液EC值、温度传感器的信号输出端与中央处理装置的信号输入端通过屏蔽线路与中央处理装置信号输入接口连接，中央处理装置的信号输出端与执行部件的信号输入端连接；结合各温度传感器，检定高温极限，当温度过高时，连续喷雾降低温度，为根系生长空间创造合适温度，营养液的电导率EC值传感器，测定回流液中EC值，作为营养液浓度监测参数适时添加浓缩母液；控制环境温度10°C 38°C，湿度60% 90% ；营养液EC值0. Π. 6，温度15°C ；根际温度 15°d8°C，湿度 80% 95% ；营养液成分 C2H7N 5g/L, C5H10N2O3 300 mg/L, H2SiO3 100 mg/ L, (NH4)2SO4 50mg/L, NH4NO3 10mg/L, KH2PO4 5mg/L, K2SO4 20mg/L, CaCl2 15mg/L, MgSO4. 7H20 80mg/L，Al2(SO4)3. 18H20 60mg/L, ZnSO4. 7H20 400 mg/L, H3BO3 150 mg/L, CuSO4. 5H20 25 mg/L, MnSO4. H2O 20mg/L, Na2MoO4. 2H20 20 mg/L, Fe-EDTA 90mg/Lo pH5. 5。6月初，茶苗根长约50cm，在距离根基4cm处剪下茶树根，作为茶氨酸生产的原料。 而茶苗经剪根后继续培养，可长出新根。如此循环剪切，可反复获得茶树根，且经气雾培养所得根系中所含茶氨酸占干物总量的3%左右。
实施例3
茶树品种为山坡绿。3月中旬在茶园中收集种子，4月中旬开始实验。浸种将种子用自来水搓洗3次后用缓慢流水浸泡7d ；选种与消毒选择饱满、沉底的种子捞出，用0. l%HgCl2 浸泡20min消毒，再用蒸馏水冲洗3次；催芽将种子播入装有IOcm厚珍珠岩的催芽钵中，以潮湿珍珠岩覆盖，再盖以带孔的催芽钵盖，置于变温种子发芽箱中催芽，白天温度 200C 30°C，夜晚温度15°C 22°C。以后适当喷水使珍珠岩湿度40% 60%。
待茶籽胚根长广2cm时，用宽度约Icm的海绵条缚住幼苗，芽、叶朝外根朝内固定在严密的闭锁型雾培床表面进行气雾栽培。栽培过程由计算机自动控制进行，所述计算机自动控制装置中设有传感装置和用以接收传感器检测数据并进行数据处理、控制执行部件动作的中央处理装置；传感装置由安装在茶树根际用于检测茶树根际表面水膜与水份分布的根际温湿度传感器、用于检测环境温湿度的空气温湿度传感器和用于检测茶树营养液电导率及温度的营养液EC值、温度传感器构成；根际温湿度传感器、空气温湿度传感器和营养液EC值、温度传感器的信号输出端与中央处理装置的信号输入端通过屏蔽线路与中央处理装置信号输入接口连接，中央处理装置的信号输出端与执行部件的信号输入端连接； 结合各温度传感器，检定高温极限，当温度过高时，连续喷雾降低温度，为根系生长空间创造合适温度，营养液的电导率EC值传感器，测定回流液中EC值，作为营养液浓度监测参数适时添加浓缩母液；保持环境温度10°C 38°C，湿度60% 90% ；营养液EC值0. Π. 6，温度 15°C ；根际温度 15°Cl8°C，湿度 80% 95% ；营养液成分 C3H7NO2 10g/L, C5H9NO4 500 mg/L, H2SiO3 500 mg/L, (NH4)2SO4 140mg/L, NH4NO3 30mg/L, KH2PO4 14mg/L, K2SO4 90mg/L, CaCl2 85mg/L, MgSO4. 7H20 250mg/L, Al2(SO4) 3. 18H20 200mg/L, ZnSO4. 7H20 200 mg/L, H3BO3 500mg/L, CuSO4. 5H20 90 mg/L, MnSO4. H2O 70mg/L, Na2MoO4. 2H20 60 mg/L, Fe-EDTA 350mg/ L0 pH5. 5。 6月初，茶苗根长约50cm，在距离根基5cm处剪下茶树根，作为茶氨酸生产的原料。 而茶苗经剪根后继续培养，可长出新根。如此循环剪切，可反复获得茶树根，且经气雾培养所得根系中所含茶氨酸占干物总量的洲左右。
权利要求
1.一种生物源茶氨酸原料的生产方法，其特征在于包括下述步骤(1)茶树种子的筛选与催芽包括浸种、选种、消毒、催芽四个步骤；(2)茶苗的培养待茶籽胚根长至少Icm时，移植茶籽胚使芽、叶朝外根朝内固定在雾培床进行根系裸露、悬空、全遮光的气雾栽培，培养环境温度10°C 38°C，湿度609Γ90% ；气雾营养液EC值0. Π. 6，温度15°C ；根际温度15°C 28°C，湿度80% 95% ；所述气雾营养液中除含有茶苗生长所必需的营养成分外，还含有C2H7N或C2H8ClN或C3H7NO2以及C5H9NO4或 C5H10N2O3,且气雾营养液pH5 5. 5 ；(3)剪根与根系再生待茶树根较长时，在距离根基至少3cm处剪下茶树根；经剪根后的茶苗继续采用步骤(2)所述的气雾栽培方法进行培养；(4)重复步骤(3)，循环获得茶树根，作为茶氨酸生产的原料。
2.如权利要求1所述的生物源茶氨酸原料的生产方法，其特征在于步骤(2)中所述喷雾营养液成分 C2H7N 或 C2H8ClN 或 C3H7NO2 广 10g/L，C5H9NO4 或 C5HltlN2O3 100 500 mg/L。
3.如权利要求1所述的生物源茶氨酸原料的生产方法，其特征在于步骤(2)中所述气雾培养过程通过计算机自动控制装置来控制，所述自动控制装置中设有传感装置和用以接收传感器检测数据，并进行数据处理，控制执行部件动作的中央处理装置；传感装置由安装在茶树根际用于检测茶树根际表面水膜与水份分布的根际温湿度传感器、用于检测环境温湿度的空气温湿度传感器和用于检测茶树营养液电导率及温度的营养液EC值、温度传感器构成；根际温湿度传感器、空气温湿度传感器和营养液EC值、温度传感器的信号输出端与中央处理装置的信号输入端通过屏蔽线路与中央处理装置信号输入接口连接，中央处理装置的信号输出端与执行部件的信号输入端连接。
4.如权利要求1所述的生物源茶氨酸原料的生产方法，其特征在于步骤(3)中待茶树根长20-80cm时，在距离根基至少3cm处剪下茶树根。
全文摘要
本发明公开了一种生物源茶氨酸原料的生产方法，其包括步骤(1)茶树种子的筛选与催芽；(2)茶苗的气雾培养；(3)剪根与根系再生；(4)重复步骤(3)循环获得茶树根，作为茶氨酸生产的原料；其中步骤(2)中的气雾营养液中除含有茶苗生长所必需的营养成分外，还含有C2H7N或C2H8ClN或C3H7NO2以及C5H9NO4或C5H10N2O3，且气雾营养液pH5~5.5；本发明栽培方法可以常年取得茶氨酸生产原料茶树根，采用特殊的茶树生长营养液配方，有效提高茶树根系中茶氨酸含量；气雾栽培茶苗可以反复收割、反复生长，从而实现一年四季常年生产茶树根的工厂化作业。
文档编号C07C237/06GK102150571SQ20111000597
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者房江育, 马雪泷 申请人:黄山先农生物科技有限公司