Копилка 0 ₽
Что такое "Копилка"?

Это cashback-система для активных и постоянных покупателей. Начисление денег в Копилку происходит после оплаты заказа и рассчитывается таким образом:

  • если скидка клиента меньше 10% - в Копилку попадает 2% от суммы заказа;
  • если скидка клиента от 10% до 15% - в Копилку попадает 1% от суммы заказа;
Кроме того, получить приз в Копилку можно за активность в соцсетях, яндекс.маркете и т.п. - следите за новостями.

Деньгами из Копилки можно расплачиваться за следующие заказы. Оплатить из Копилки можно любую часть заказа или весь заказ целиком.

Меню

Чайные растения с точки зрения биологии.


РАЗДЕЛ 1

Чай и чайные напитки


Эта статья является первой из цикла, цель которого - описание чайного растения с точки зрения биологии и химии, а также его воздействия на организм. Давайте поступим как настоящие учёные: перед тем, как перейти к сложным моментам, определим, что именно мы считаем чайным растением, какие есть подвиды и сорта чая. Очень важно, чтобы под одними и теми же словами все понимали одно и то же, потому что даже у разных сортов чая могут значительно отличаться свойства. Наверное, все вы знаете, что культивируемые растения вида Camellia Sinensis являются источником сырья, из которого производится популярный напиток чай. Этот вид растения в коммерческих целях широко культивируется в Азии, Африке и Южной Америке. Основными производителями чая являются Китай, Индия, Кения, Шри-Ланка и Индонезия. Существует несколько различающихся типов чайных растений, каждый из которых имеет свои особенности. Из-за этого разнообразия важно различать и классифицировать различные виды чайного растения. Классификация в биологическом смысле - это упорядочение растений в иерархию классов. Результат такого упорядочения – система, предназначенная для обозначения взаимосвязи и использования в качестве системы регистрации. Возможно, из биологии Вы помните, что иерархия такова: сначала идёт царство, в данном случае это царство Растения, далее тип, а в случае растений – отдел, для чая это цветковый, далее идёт класс - двудольные, следом порядок - верескоцветные, потом семейство – чайные, наконец, род Camellia и вид - чай или Camellia Sinensis.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ КАМЕЛИЙ

Чайное растение, из которого производится чай как напиток, относятся к роду Camellia. Род насчитывает более 200 видов и в основном произрастает в высокогорных районах Тибета, северо-восточной Индии и Южном Китае. В 1958 году ученый Сили (Sealy) классифицировал род как 12 подродов, один из которых содержит в том числе и культивируемый чай. В 1984 году учёные Чанг (Chang) и Бартоломей (Bartholomew) переместили многие виды, описанные Сили, в разные разделы. Они разделили род на 4 подрода, то есть, Protocamellia, Camellia, Thea и Metacamellia
 


Виды рода Camellia могут свободно скрещиваться между собой (учёные называют это свободной гибридизацией). Это приводит к образованию гибридов и осложняет описание взаимосвязи видов.





Чай был первоначально классифицирован как Thea Sinensis Линнеем. После открытия его экономического значения и последующего обширного сбора местных чаёв из лесов, примыкающих к границам Ассама, Бирмы и Тибета, два различных таксона (таксон - группа растений, находящихся в определенной степени родства) были идентифицированы и классифицированы Мастерсом (Masters) в 1844 году как Thea Sinensis (мелколиственное китайское растение) и Thea Assamica (крупнолистные растения из Ассама). Долгое время Thea и Camellia считались отдельными родами, а некоторые ученые рассматривали Сamellia как часть рода Thea. Другая группа авторов считала, что Camellia и Thea настолько похожа по морфологическим, анатомическим и биохимическим признакам, что предложенное выше разделение неверно. По их словам, явное различие в виде листа, налёте и пигментации была частью общего различия в особенностях листа. В 1962 году учёный Уайт (White) писал, что Тhea является синонимом Camellia. Так или иначе, сегодня с ботанической точки зрения чай называется Camellia sinensis, независимо от видоспецифических различий растений.

Каким образом отличают сорта друг от друга и сколько их всего?

На основе особенности листьев, таких как размер, вид и скорость роста, были определены три различных сорта чая. Сорта камелии китайской, Camellia Sinensis var. sinensis, камелии ассамской, Camellia Sinensis var. assamica, и южная форма, также известная как камелия камбоджийская, Camellia assamica ssp. lasiocalyx. Эти три основных таксона могут различаться по лиственным, цветочным, размерным признакам и, разумеется, по биохимическому родству. Исследования показали, что культивируемый чай является продуктом скрещивания. Из-за своей исключительной природы большинство культивируемых растений имеют широкий спектр признаков, начиная от растений, чрезвычайно похожих на камелию китайскую, до растений камелии ассамской. Промежуточные формы и предполагаемые гибриды ассамской и китайской камелий могут быть упорядочены по признакам. Довольно любопытно, что из-за частого скрещивания между этими тремя чайными таксонами уже непонятно, продолжают ли вообще существовать подвиды камелии китайской и ассамской в чистом виде. Тем не менее, чайные гибриды всё ещё называют камелией ассамской, камбоджийской или китайской в зависимости от их морфологической близости к основным таксонам. Пересмотр таксономии в разделе Тhea привел к выявлению и описанию дополнительных разновидностей Сamellia Sinensis (var. Waldenae, var. dehungensis и var. publimba), а на Тайване появился новый подвид дикого чая C. sinensis ssp. buisanensis. Уже в середине прошлого века учёные сомневались, возникли ли существующие чайные популяции в результате естественной гибридизация только между тремя основными таксонами или же в них были вовлечены и другие виды камелий. Аккерман (Ackerman) в 1973 году описал межвидовые скрещивания между чайными камелиями и C. Kissi и C. Sasanqua.



Личным наблюдением другого ученого, Керио (Kerio), служило то, что наличие у некоторых чайных растений кирпично-красной или пурпурной пигментации листьев может указывать на гибридизацию. Согласно ещё одной группе ученых, наличие пятнистых листьев у некоторых чайных гибридов является доказательством естественной гибридизации как камелии китайской, так и ассамской с C. Irrawadiensis (не-чайная камелия), которая имеет подобную окраску.


Впрочем, описанные гибриды не являются подходящими для выращивания высококачественного чая.

Многие не-чайные камелии внешне напоминают чай, однако их сырью не хватает кофеина, а настой получается низкого качества. Однако с помощью направленной гибридизации можно получить высококачественные межвидовые гибриды. В настоящее время разработано много межвидовых гибридов чайной и других видов камелий. Эти гибриды, например, могут быть более морозостойкими, устойчивыми к засухе, болезням или вредителям, а также иметь специфические биохимические компоненты в составе, что несомненно повлияет на их вкус и аромат. Тем не менее, общепризнанно, что только три таксона, камелии китайская, ассамская и камбоджийская, внесли свой вклад в генофонд культивируемого чая. Таким образом, термин «чай» часто используется для обозначения вышеуказанных таксонов и гибридов. Вклад недавно описанных сортов и подвида в культивируемый чай пока неизвестен.



Так как же нам отличить один вид чая другого?
Одним из ключевых элементов в классификации является описание. Описание - это упорядоченная техническая запись характеристик группы, особенно морфологических, то есть строения. Значит, для выяснения различий между чайными растениями нужно разработать подходящие описательные элементы, так называемые дескрипторы. В идеале такие дескрипторы не должны зависеть от развития растений и среды роста.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ЧЕРТЫ

Несмотря на то, что в дикой природе чайное растение может вырасти и стать большим кустарником или даже деревом, культивируемые растения чаще всего поддерживаются в виде низкого куста в непрерывной вегетативной фазе роста путем циклической обрезки каждые 3-5 лет, чтобы сформировать некий ощипываемый «стол». Из-за этой культурной практики стало необходимым использовать растительные (вегетативные) характеристики для описания и различия чайных таксонов. Однако это довольно сложная задача, поскольку в пределах одного вида физиологические, биохимические и вегетативные характеристики могут быть весьма разнообразны. Несмотря на это, в качестве дескрипторов в таксономии используются, например, макроморфологические признаки листа: цвет листьев, их размер, угол листьев относительно стебля, занимаемое ими положение, а также площадь листа. Чуть более сложными и затратными являются методы определения с помощью химического состава и ДНК растений.

Существует Международный Институт генетических ресурсов растений, который опубликовал стандартный список дескрипторов для чая. Это нужно для международного универсального и понятного языка для данных о чае. Наиболее важными категориями для определения таксономии являются традиционная морфология листьев и цветков. Этот стандартизированный список дескрипторов также включает такие новые методы, как химическое профилирование, то есть определение по химическому составу, биохимические маркеры, то есть определение характерных для каждого вида и подвида веществ, цитологические маркеры, например, число хромосом.


Вегетативные характеристики, обычно используемые при назначении таксономических категорий в чае, включают: размер листа (длина листа, ширина листа, отношение длины листа к ширине), длина междоузлия, длина и обхват бутона, длина черешка, угол между листьями, плотность побегов и так далее.


Основываясь на этих особенностях, были описаны основные сорта чая. Для камелии китайской было выделено две отдельные разновидности: parviflora и macrophylla. Они достаточно трудно различимы, например, для первой характерны довольно мелкие листья, длиной от 1.5 до 6 см, шириной от 1,2 до 2 см, а для второй относительно крупные, длиной от 4 до 14 см, а шириной от 2 до 2,5. В 1968 году учёный Purseglove упоминает также и третий сорт, C. sinensis var. macrophylla, из Японии. Это сорт с крупными листьями, который даёт горький настой. В 1974 году ученый Хэтфилд описал 5 видов чайных листьев, каждый из которых имеет четкие и хорошо определяемые характеристики. Каждый из этих типов сам по себе не является отдельным подвидом, но принадлежит либо исключительно к камелии китайской, либо исключительно к камелии ассамской. Этот ученый также не рассматривал влияние на генофонд чая других сортов, кроме камелий китайской и ассамской.

Для отличия сортов чая по листьям можно обратить внимание, например, на такой признак, как распределение и морфология склереид в листовой пластинке (склереиды - это такие мертвые клетки с одревесневшими оболочками). Наибольшее количество склереид имеет камелия камбоджийская. Кроме того, по сравнению с другими сортами, у камелии камбоджийской более широкое расстояние между такими склереидами. Ещё для определения чайных таксонов используется лиственные трихомы. Так по-научному называется пушок на листьях. Почему мы говорим именно о листьях? Конечно, морфология цветков также может обеспечить надёжные критерии для отличия различных чайных таксонов. Однако в производстве чай поддерживается в вегетативной фазе роста с помощью циклической обрезки, попросту говоря, ему просто не дают зацвести, а потому мы не будем рассматривать различия цветков у различных таксонов.


ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ

Основные сорта чая являются диплоидными. Это значит, что их клетки содержат по два одинаковых набора хромосом. Не-чайные камелии, как правило, также имеют всего два набора хромосом. Предполагается, что такое постоянство числа хромосом может указывать на происхождение от общего вида всех видов чая и некоторых не-чайных камелий. Однако отклонения от нормального числа хромосом встречаются, и, чаще всего, их находят у таксонов японской камелии. Также C.sasanqua представляет собой гексаплоид или тетраплоид. Это значит, что в её клетках содержится целых 4 или 6 наборов хромосом. Несмотря на то, что большая часть чайных растений являются диплоидными, в чайных популяциях Индии, Японии и Кении были найдены природные триплоиды, тетраплоиды и анеуплоиды (у последних число наборов хромосом нецелое). Для чего нам нужно знать, сколько наборов хромосом содержится в клетке? Потому что это влияет на свойства растений. Например, способность к укоренению, размер листа и общее содержание полифенолов у полиплоидов, то есть три- тетра- и так далее -плоидов, выше, чем у диплоидов. Однако жизнеспособность пыльцы и плодовитость триплоидов достаточно низки. Тетраплоиды более плодовиты, чем триплоиды, но всё же не так, как диплоиды.

ХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ

Для характеристики видов рода Camellia использовалось также и химическое профилирование (определение химического состава). Результаты показали, что чай содержит такие характерные соединения, как кофеин, катехины и теанин. В Японии и Кении произрастает чай, богатый антоцианинами. Все камелии содержат галлоидные катехины, такие как катехин галлат и эпигаллокатехин галлат, а также небелковую аминокислоту теанин. Некоторые химические параметры из списка дескрипторов международного института генетических ресурсов растений признаны весьма удобными для различия. К таким параметрам относится содержание теафлавина и теарубигина, а также терпеновый индекс (ТИ). Терпены - это такие химические вещества, содержащиеся в эфирных маслах. В работах конца прошлого века ученые использовали терпеновый индекс, чтобы различать некоторые кенийские чайные сорта. Было установлено, что у камелии китайской ТИ близок к нулю, а у камелии ассамской - к единице. Ещё для различия чайных сортов использовалось общее содержание танина и кофеина. Исследования показали, что в японских и китайских чаях это содержание ниже, чем в, например, кенийских.

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ

Развитие науки и, в частности, появление молекулярных методов обеспечило быстрое и эффективное средство изучение генетических различий в генофонде чая. Молекулярные маркеры предоставили важный набор дескрипторов, с помощью которых можно различить генотипы, разновидности сортов и разные виды рода Camellia. Эти маркеры могут различать даже генотипы, которые нельзя различить с помощью морфологических признаков, то есть на глаз. Это полезно для определения родства в культивируемого чая. Разработка ДНК-маркеров ещё больше улучшила способность идентифицировать чайное растение для коммерческого использования. В особенности, те, которые используются для дальнейшего разведения. Молекулярные инструменты были использованы для создания генетических карт связей чайных растений и для идентификации генов, ответственных за важные агрономические и биохимические признаки.



ЧТО ЗНАЧИТ ЭТА ТАБЛИЦА?

В шапке таблицы расположены сокращенные названия тех химических веществ, которые являются маркерами, а в ячейках обозначена из концентрация:
I, 0.01 - 0.3%; II, 0.3 - 1%; III, >1% Caf - кофеин
Thb - теобромин
Thea - теанин
Ec - эпикатехин (+) С - катехин
EGC - эпигаллокатехин
ECG - эпикатехин галлат
EGCG - эпигаллокатехин галлат
Эта таблица наглядно показывает, что используя химические маркеры, можно отличить друг от друга даже сорта чая , не говоря уж о видах камелий.

 



ИТОГ

  • Чай относится к подродовой группе Thea рода Camellia.
  • Некоторые представители рода Camellia свободно скрещиваются между собой.
  • Многочисленные межвидовые гибриды камелий имеют сложную таксономию в пределах рода.
  • Чайный напиток получают из Camellia sinensis ((L.) O. Kuntze).
  • Культивируемые растения чая в значительной степени можно опознать по морфофизиологическим признакам листьев.
  • Три основные культивируемые формы чая включают сорт камелии китайской (Camellia sinensis var. sinensis (L.)); сорт камелии ассамской (Camellia sinensis var. assamica (Masters) Kitamura) и подвид камелии камбоджийской (C. assamica ssp. Lasiocalyx (Panchon ex Watt)).
  • Сорт с мелкими листьями камелии китайской в основном выращивается в Китае и Японии для производства зеленого чая, в то время как сорт с крупными листьями камелии ассамской культивируются в Индии, Шри-Ланке, Африке и Аргентине для производства красного (чёрного) чая.
  • Три преобладающих сорта чая отличаются по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам листьев, а также по своим молекулярным профилям.
  • Вновь возникающие потребительские требования могут потребовать разведения чая с высоким или низким содержанием, например, катехинов, флаваноидов, теанина, кофеина, теобромина, гамма-аминокислотной масляной кислоты (ГАМК), бета-каротина, вяжущих веществ и т. д.

Источники:

Книга Tea in Health and Disease Prevention. DOI: 10.1016/B978-0-12-384937-3.00001-X
Авторы главы:
F.N. Wachira (1,3), S. Kamunya (1), S. Karori (2), R. Chalo (1), T. Maritim (1)
1. Tea Research Foundation of Kenya, Kericho, Kenya
2. Department of Biochemistry, Egerton University, Egerton, Kenya
3. ASARECA, P.O. Box 765, Entebbe, Uganda
 

Рассказать друзьям
Комментарии
Пока нет ни одного комментария