茶氨酸的生理功能与制备

背景及概述^[1]

茶氨酸是存在茶叶中20多种氨基酸当中的一种，也是茶叶含量最多的氨基酸，平均约含0.5%～1.5%(干重)，至少占全部氨基酸含量的一半以上，可用来鉴别是否为茶树。茶氨酸非常易溶于水，具甜味和鲜爽味，能缓解苦涩味，增强茶汤香味，对茶叶香味质量非常重要。研究报告证实茶氨酸的生理功效，包括最重要的如促进人体放松和增强抗癌疗效，并有促进大脑记忆与学习功能作用。还有促进安眠、改善经期症候群、保护神经细胞，亦可做食品营养功能剂、抗肿瘤、降血压辅助剂等。

性质与代谢^[2]

茶氨酸是1950年日本学者在玉露绿茶中被发现的一种非蛋白质氨基酸，目前仅在茶梅、山茶、油茶、蕈等4种天然植物中鉴定出微量茶氨酸。化学构造上与脑内活性物质谷酰胺、谷氨酸相似，化学性质稳定，可长期储存。自然界中天然存在的，以及在体内被吸收利用的为L-茶氨酸。合成的茶氨酸为D-，L-混合型。茶氨酸是茶叶中的特征性氨基酸，由谷氨酸和乙胺在茶氨酸合成酶的作用下，在茶树根部合成，是形成茶叶滋味的重要物质，主要表现为鲜、甜，是茶叶生津润甜的主要成分。茶叶中鉴定出26种氨基酸（6种非蛋白氨基酸），一般占茶叶干重的1%~5%，而茶氨酸占茶叶游离氨基酸总量的50%以上。加工相对较为简单的白茶和绿茶中茶氨酸含量较高，其中白茶茶氨酸含量平均可达茶叶干重3%以上。

研究显示，口服茶氨酸在肠道内被吸收。数据表明，摄入茶氨酸后1h，脑部、血清和肝脏中茶氨酸含量就已显著升高，之后逐渐下降；另有研究提示，摄入茶氨酸后脑部茶氨酸含量4h~5h后达到峰值，24h后体内各组织中均已检测不到茶氨酸。茶氨酸在肾脏被代谢，一部分分解为乙胺和谷氨酸后通过尿液排出体外，其余部分可直接排出体外。值得注意，膳食补充或摄入的茶氨酸可透过血脑屏障，这也是茶氨酸精神健康相关功效的代谢基础。

生理功能^[3]

1. 茶氨酸的放松作用

相关研究证实茶氨酸可以促进大脑表面α波(松驰状态)产生，使人体产生舒畅、愉快的感觉，但茶氨酸没有引起睡眠状态时发生的θ波的数量的增加，因此茶氨酸在使人情绪稳定的同时还能使注意力更集中，但不使人趋于睡眠。通过脑电图仪评价方法确定了茶氨酸可以拮抗咖啡碱引起的兴奋作用。此外，茶氨酸和咖啡碱还具有促进认知和情绪的联合效应。

2. 茶氨酸的降血压作用

茶氨酸可通过降低中枢及末梢神经系统中5-羟色胺的浓度来达到降血压的作用。实验证实，在给予大鼠茶氨酸后能够减少5-羟色胺的含量，使5-羟色胺在大脑的合成减少以及增加其在脑中的分解。当给自发性高血压大鼠注射不同剂量的茶氨酸时血压下降，且下降程度呈剂量反映关系，在高剂量组可观察到血压明显下降，但茶氨酸的剂量不会影响正常大鼠的血压。与茶氨酸结构相似的谷氨酸没有发现有降低血压的作用。

3. 茶氨酸的抗肿瘤作用

茶氨酸作为谷氨酰胺的衍生物，其能通过干扰谷氨酰胺的代谢来抑制肿瘤细胞的生长。给患有肝细胞恶性肿瘤的白鼠喂养含2%的绿茶粉末或0.1%的茶氨酸的酪蛋白食物14d后，肿瘤的体积和重量随着喂给时间延长而减少，而由肝细胞恶性肿瘤引发的高血脂也随着绿茶粉末和茶氨酸的补给明显受到抑制。这表明绿茶粉末和茶氨酸对恶性肿瘤和由恶性肿瘤引发的高血脂具有抑制作用。茶氨酸也具有抑制癌细胞浸润的能力，癌细胞浸润是癌细胞扩散的必要途径，抑制浸润可阻止癌症的扩散。除了具有抗肿瘤活性，茶氨酸还可提高多种抗肿瘤药物的疗效。

4.神经保护作用

茶氨酸是兴奋性递质谷氨酸的类似物，通过与谷氨酸竞争谷氨酸受体，达到对脑组织的保护作用。相关实验证实，茶氨酸可以抑制由谷氨酸引起的大鼠皮质神经元死亡，瞬间前脑局部缺血引起的海马CA1区锥体神经元死亡，同样也可抑制由红藻氨酸引起的海马CA3区神经元死亡。研究证实，茶氨酸对于小鼠局部缺血性坏死提供神经保护作用。茶氨酸除了可以预防脑缺血性死亡外，还可以直接降低与帕金森病相关的神经毒物的毒害作用而起到神经保护作用，因此有望开辟一条治疗帕金森病的新途径。除此之外，茶氨酸还能促进神经成熟期神经生长因子和神经递质的合成，促进中央神经系统的成熟，帮助完善大脑功能。据推测，茶氨酸的神经保护作用不仅与其作用于谷氨酸受体有关，很可能还与谷氨酸的运输有关，这还需要进一步的研究。

5. 抗疲劳作用

国内学者报道小鼠摄用不同剂量的L-茶氨酸30d，能明显延长小鼠负重游泳时间，减少肝糖原的消耗量，降低运动时血清尿素氮水平；对小鼠运动后血乳酸升高有明显的抑制作用，能促进运动后血乳酸的消除。这验证了L-茶氨酸具有抗疲劳作用，其机理可能与茶氨酸可抑制5-羟色胺分泌，促进儿茶酚胺分泌，增加脑组织中多巴胺(DA)含量有关。

制备^[4]

有关茶氨酸的生理活性的研究成果，引起人们对茶氨酸的重视。茶氨酸具有甜味及鲜爽味，同时又易溶于水，无气味，可广泛用于多种食品中。已有多种注明含有茶氨酸的食品上市，如茶饮料、果汁、口香糖以及茶氨酸胶囊、片剂等。茶氨酸应用的扩大使茶氨酸的需求量提高。现有的生产方法中有茶叶提取法、化学合成法、组织培养法、微生物发酵法等。

1. 提取

茶氨酸极易溶于水。将茶叶在60_的水中浸泡3小时，可使茶叶所含的茶氨酸溶出。用乙酸铅、三氯甲烷等除去浸出液中的蛋白质、多酚类和咖啡碱后，用柱层析提纯浸出液中的茶氨酸。由于茶叶中茶氨酸的含量不高，从茶叶提取茶氨酸无实际生产价值。但是，从提取茶多酚后的残留液中用离子交换树脂法提取茶氨酸，却是一项很有经济价值的工艺技术。因此，有一定规模的茶多酚生产厂家均十分关注研究开发这一综合利用项目，并已有产品外销。

2. 化学合成

传统的有机合成法有，用氯甲酸苄酯保护谷氨酸-ã-乙基酯的氨基后，将其与乙胺水溶液反应，再用Pd/C催化还原合成茶氨酸。对此合成法作了改进：先将L-谷氨酸与无水乙醇反应生成L-谷氨酸-ã-乙基酯，再用三苯基氯甲烷保护氨基后，与乙胺反应生成N-三苯甲基-L-谷氨酸-ã-乙酰胺，最后除去三苯甲基得到茶氨酸。此法的特点为反应中间产物无需分离提纯就可进行下一步操作，比较简便。

3. 组织培养、微生物发酵合成

茶树愈伤组织有合成茶氨酸的能力。组织中茶氨酸的积累与生长同步。改善培养方法，如增加蔗糖浓度、减少光照、添加乙胺、使用生长激素等能提高茶氨酸的积累。也可利用微生物进行生物合成茶氨酸。从细Pseudomonasnitroreducens提取出谷酰胺合成酶，以谷氨酸和乙胺为原料在30℃进行反应，能高效率，低成本地生产茶氨酸。

主要参考资料

[1] 经典普洱：名词释义

[2] 茶氨酸健康功效研究进展

[3] 茶氨酸的研究进展

[4] 茶氨酸的生理作用及合成