茶氨酸的生理功能 制备及应用

茶氨酸的生理功能制备方法及应用宁静1，2李健权1钟兴刚1（1 湖南省茶叶研究所·长沙·410125；2 湖南农业大学园艺园林学院茶学系·长沙·410128）摘要：茶氨酸是茶叶中特有的、游离的非蛋白质氨基酸，其含量与茶叶品质呈正相关。

本文就国内外有关茶氨酸的生理功能、制备方法及应用等方面的研究进展进行了综述。

关键词：茶氨酸；生理功能；制备方法；应用Physiological Functions, Preparation Methods andApplication of TheanineNING Jing1,2, LI Jian-quan1, ZHONG Xing-gang1(1 Hunan Tea Research Institute, Changsha 410125, China; 2 Tea Science Department of Horticulture andLandscape College, Hunan Agricultual University, Changsha 410128, China)Abstract: Theanine is a special kind of free amino acid in tea, which is not the constituent of protein, its content has positive relation with tea quality. In this paper, research advances in physiological functions, preparation methods and application of theanine in the world were summarized.Key words: Theanine; Physiological functions; Preparation methods; ApplicationL-茶氨酸（L-Theanine）最早于1950年酒户弥二郎从日本绿茶中分离得到，是茶叶的特征氨基酸，也是茶叶的主要呈味物质之一。

茶氨酸含量直接决定茶叶品质，与绿茶品质的相关系数达0.787～0.876, 对红茶与乌龙茶品质与风味的形成也至关重要[1]。

茶氨酸大量存在于茶树中，是一种非蛋白质游离氨基酸, 占干茶总重的1 %～2 % , 占茶树体内游离氨基酸总量的50 %以上[2]。

迄今为止, 仅在茶、茶梅及蕈三种植物中发现这种特殊氨基酸[ 3]。

近年来，茶氨酸的一些特殊生理功能不断被发现，成为茶叶功能成分研究与利用的又一大热点。

1茶氨酸的理化性质茶氨酸属酰胺类化合物，系统命名为N-乙基-γ- L -谷胺酰胺(N- ethyl-γ- L -glatamine)，分子结构为: CH3-CH2-CONH-CH2-CH2-CH NH2-COOH。

自然存在的茶氨酸均为L 型，纯品为白色针状晶体，熔点217～218℃(分解)，比旋光度[α]D20 = 0.7°。

茶氨酸极易溶于水(1:216)，在茶汤中泡出率达80% ,不溶于乙醇、乙醚。

茶氨酸水溶液呈微酸性,具有焦糖香和类似谷氨酸的鲜爽味,味觉阀值为0.06%，能缓解苦涩味，增加茶汤鲜甜味。

茶氨酸经25%硫酸或6mol/L盐酸水解，可分解为L-谷氨酸和乙胺;与茚三酮反应强烈并呈紫色；易与碱或铜生成淡紫色柱状铜盐[3，4]。

2茶氨酸的生理功能2.1 镇静和松弛神经作用茶叶中含有兴奋作用的咖啡因，但人们饮茶后反而感到轻松、平静，心情舒畅，现已证实主要是茶氨酸的镇静作用。

木村等人[5]研究证明了茶氨酸对咖啡因产生的兴奋有拮抗作用，他测定了咖啡因引起的中枢神经性自发运动量，结果表明咖啡因与茶氨酸同时摄入时对兴奋有明显的抑制作用。

最近，有学者[6]用脑电图仪评价方法进一步确定茶氨酸和咖啡因在几乎相同摩尔浓度的情况下，对咖啡因的刺激作用产生拮抗。

1998 年Kobayashi K 等[7]研究L-茶氨酸对人脑α波释放的影响。

脑波通常分为四种:δ波熟睡时出现、θ波打盹时出现、α波松弛时出现、β波兴奋时出现。

在封闭环境下,25 ℃,照度40LX, 给试验者分别口服水和茶氨酸的水溶液(50～200 mg/ml)1 小时后, 测得服茶氨酸水溶液的实验者,α波出现量显著增加。

证明L-茶氨酸对精神放松作用的效果。

2.2增强学习和记忆功能Terashima等[8]研究发现茶氨酸使脑内神经递质多巴胺显著增加，而多巴胺是肾上腺素及去甲肾上腺素的合成前体, 是对传达脑神经细胞兴奋起重要作用的物质。

而神经传递物质的变化会影响学习能力、记忆力等。

老鼠服用茶氨酸3～4个月后，学习能力提高，能在较短时间内掌握要领，对危险环境的记忆力比对照强[9]。

2.3降血压作用Yokogoshi[10]等通过实验证明血压的调节是通过人体中枢及末梢神经系统的递质儿茶酚胺和5-羟色胺的分泌量来实现的。

在服用茶氨酸后, 5-羟色胺在老鼠大脑中的合成减少了，而且增加了其在老鼠大脑中的分解，老鼠体内的5-羟色胺的含量也明显降低。

在给自发性高血压老鼠注射不同剂量的茶氨酸时，血压呈下降趋势，并且下降的程度与注射的剂量呈正比关系，但茶氨酸的剂量不会影响正常老鼠的血压。

2.4抗肿瘤作用和提高抗癌药物的疗效茶氨酸是谷氨酰胺的衍生物,二者结构相似，而肿瘤细胞的谷氨酰胺代谢比正常细胞活跃得多。

因此,茶氨酸作为谷氨酰胺的竞争物, 通过干扰谷氨酰胺的代谢来抑制癌细胞的生长[11]。

Sadzuka Y[12]等研究了茶氨酸对阿霉素抗肿瘤活性的影响。

体外实验发现茶氨酸可抑制阿霉素从埃利希腹水肿瘤细胞中渗出，并且维持了阿霉素在肿瘤组织内的浓度。

此外，注射抗癌药依达素（idarubicin）能降低白细胞和骨髓细胞数，但当与茶氨酸配合使用时，可缓解依达素这种毒性，并促进依达素抗肿瘤作用。

抗癌药毒杀素（doxorubicin）与茶氨酸配合应用时，可抑制M5076卵巢内瘤向肝脏转移[13]。

2.5保护脑神经细胞的作用1995年Nozawa等[14]最早研究发现的：将体外培养的鼠中枢神经细胞暴露于一定浓度的谷氨酸中出现50%的神经细胞死亡，但若加入茶氨酸则死亡明显被抑制。

以后，Kakuka 等[15]在沙土鼠实验中，使它们处于3min脑缺血状态，缺血前分别注入三种不同浓度的茶氨酸溶剂，结果发现脑神经细胞迟发性死亡得到明显保护，而且存在剂量依赖关系。

Hirookal 等[16]也发现在鼠慢性青光眼模型中，早期大剂量使用茶氨酸或预处理对视网膜神经节细胞的保护作用显著。

茶氨酸是兴奋性递质谷氨酸的类似物，对谷氨酸受体有竞争保护作用，因此，茶氨酸对脑组织有保护作用，可避免由脑缺血所致脑神经细胞死亡[17]。

2.6减肥作用用混有0.028%茶氨酸的饲料喂养小鼠16周后，其体重比对照群有明显减少，腹腔支付减少到对照群的58%，同时血液的中性脂肪及胆固醇含量分别减少32%和15%，肝脏中胆固醇减少28%。

因此，茶叶的减肥作用是茶叶中包括茶氨酸在内的多种成分共同作用的结果，茶氨酸尤其对减少体内胆固醇有效[18]。

2.7 抗疲劳作用王小雪等[19]研究证明茶氨酸具有抗疲劳作用。

经口给予小鼠不同剂量的茶氨酸30天,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。

因此,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,促进儿茶酚胺分泌有关(5-羟色胺对中枢神经系统具有抑制作用,而儿茶酚胺具有兴奋作用)。

2.8 改善经期综合症经期综合症（简称PMS）是女性在月经前3至10日中出现的精神及身体上的不舒适症状。

Juneja等考察了茶氨酸对PMS的改善作用，让24名女性每日服用茶氨酸200mg，两个月后PMS 症状（头痛、腰痛、无力、疲惫、烦躁等）有明显改善[18]。

其机理有待进一步研究。

2.9 护肝作用浙江大学何普明，用大白鼠作为实验动物研究，结果表明，绿茶的肝功能保护作用最强，把绿茶用各种有机溶剂提取分离显示，起抑制作用的有效成分为黄酮醇糖苷、茶氨酸和水溶性多糖[ 20 ]。

2.10 提高人体免疫力参考消息（2003.4.23）转载一条消息，美国哈佛大学最近完成的一项实验表明，绿茶、乌龙茶与茶制品中含有一类高浓度氨基，能提高人体免疫细胞的工作能力，增强人体抵抗传染病的能力。

杰克·布科夫斯基在实验中还发现L-茶氨酸能使饮茶者体内的免疫系统血细胞对病菌的反应比饮咖啡者快5倍，茶氨酸在肝脏里分解的产物乙胺还能对付其他病原体，包括寄生虫、病毒和肿瘤[20]。

所以科学家建议，每天喝5杯茶可远离疾病。

3 茶氨酸的制备方法3.1茶叶中茶氨酸提取与分离法（1）特殊试剂沉淀法：采用某些有机或无机试剂与相应氨基酸形成不溶性衍生物的一种分离方法。

茶氨酸与碱式碳酸铜生成淡紫色柱状铜盐，利用此性质可将茶氨酸分离[21]。

传统的提取方法是[22]:茶叶热水浸提→醋酸铅沉淀去除茶汤中的蛋白质、多酚类等→通H2S 去除过剩的铅,氯仿萃取去除咖啡碱→加碱式碳酸铜成盐→过滤→稀硫酸溶解，加入H2S 和适量Ba(OH)2 抽滤去滤渣、浓缩、结晶→天然茶氨酸纯品。

此法步骤长、工序较多，收率较低，还引入Pb2+、Cu2+重金属离子。

茶氨酸铜盐在稀硫酸中溶解度不大，应加入大量稀硫酸，还易造成茶氨酸损失，不适合工业生产。

（2）离子交换法：离子交换技术是氨基酸工业中应用最为广泛的提取方法之一。

茶氨酸作为两性物质,选择适当的pH 值,用离子交换树脂可以分离提取。

但关于这方面的报道很少,仅1998 年陈瑛等[23 ]报道了用离子交换法提取茶氨酸，他们选用国产732阳离子交换树脂,从茶愈伤组织浸提液中提取茶氨酸。

通过静态、动态实验,对洗脱液的pH、离子强度、样液浓度和流速等因素进行了考察,比较了在不同条件下,树脂对茶氨酸的吸附情况。

结果表明茶氨酸的得率为70%。

离子交换法操作简单，收率高，原料来源充分，价格低廉，对环境最为友好。

但由于茶叶中茶氨酸的含量不高,单纯地从茶叶中提取茶氨酸成本很高，但从提取茶多酚后的残留液中再用离子交换树脂提取茶氨酸,是一项很有经济价值的工艺技术。

而且高效可再生的专用交换树脂较缺乏。

（3）膜分离法：膜技术是一项新兴的绿色和节能技术。

它具有高效、过程基本无相变、可在常温下进行以及工艺简单、操作方便、投资省、低污染等优点，已被广泛应用。

萧力争等[24]研究报道了用膜技术提取和分离茶氨酸，采用截留分子量为3500Da的超滤膜和反渗透膜联合来分离与富集儿茶素渣中的茶氨酸，综合得率可达54.05 %, 产品纯度达8.53 %，提高了茶叶深度开发利用的综合效益，降低了生产成本，具有一定的应用价值。