茶氨酸合成及生理作用研究進展

1、茶氨酸合成及生理作用研究進展目前，人們在茶葉中已經(jīng)發(fā)現(xiàn) 26 種氨基酸，其中，蛋白質(zhì)氨基酸 20 種，非蛋白質(zhì)氨基酸 6 種。而茶氨酸是茶葉中的特征氨基酸，它不參與蛋白質(zhì)的合成,以游離形式存在,占茶葉中游離氨基酸總量的 40%～70%。到目前為止，除了在茶梅、山茶、油茶、蕈等四種天然植物中檢測出極其微量存在外，其他植物中尚未發(fā)現(xiàn)。大多數(shù)學(xué)者認為，在近年對茶葉的保健成分研究中，被稱為“天然鎮(zhèn)靜劑”的茶氨酸已成為近幾年國際市場上最熱銷的天然

2、保健產(chǎn)品“新寵”之一，成了研究的重要課題。一、茶氨酸的基本性質(zhì)自然存在的茶氨酸均為 L 型，而合成類茶氨酸大部分為 D 型和 L 型的混合物。由于構(gòu)型不同，D-茶氨酸在機體內(nèi)代謝生物活性很低，而 L-型生物活性很高。L-茶氨酸（L-theanine）是 1950 年日本學(xué)者酒戶彌二郎首次從綠茶中分離并命名的，它屬酰胺類化合物，化學(xué)命名：N-乙基-γ-L-谷氨酰胺（N-ethyl-γ-L-glutamine），結(jié)構(gòu)式為CH3-CH2-NH

3、-CO（CH2）2-CH（NH2）-COOH，純品為白色針狀結(jié)晶，熔點 217~218 ℃，比旋光度[α]20D= 0.7°，極易溶于水，水解度呈微酸性有焦糖香及類似味精的鮮爽味,研究證明它的含量與綠茶的品質(zhì)密切相關(guān),相關(guān)系數(shù)為 0.787～0.876。茶氨酸含量因茶的品種、部位而不同,一般來說，茶氨酸含量約為鮮葉的 1～2%左右，其含量隨發(fā)酵過程減少。茶氨酸在化學(xué)構(gòu)造上與腦內(nèi)活性物質(zhì)谷酰胺、谷氨酸相似，是茶葉中生津潤甜的主要

4、成份。二、茶氨酸在茶樹體內(nèi)的合成途徑茶氨酸是 L–谷氨酸與乙胺在茶氨酸合成酶作用下直接合成的。其中，茶氨酸生物合成的先質(zhì)：L–谷氨酸在茶樹體內(nèi)的合成途徑有兩種，也就導(dǎo)致了茶氨酸在茶樹體內(nèi)合成途徑的多樣化。其中一條為 GDH 途徑，即 α-酮戊二酸與氨在谷氨酸脫氫酶的作用下生成谷氨酸。其二為 GS/GOGAT 途徑，即 L-谷氨酸與氨在谷氨酰胺合成酶的作用下生成谷氨酰胺，谷氨酰胺再與 α-酮戊二酸在谷氨酸合成酶的作用下生成兩分子 L-谷氨

5、酸。三、茶氨酸的制備合成（一）茶葉中提取純化茶氨酸 茶樹幼嫩組織或成品茶葉都含有較豐富的茶氨酸。茶葉中茶氨酸提取分離純化的方法是：先將干茶樣研碎，在索氏提取器內(nèi)，用乙酸乙酯在熱水浴上抽去色素及多酚類等物質(zhì)，直至茶葉殘渣呈白色或灰白色。除去茶渣中乙酸乙酯后，用去離子水提取，經(jīng)過濾、濃縮和干燥，得到茶氨酸粗制品。林智[9]將粗制品用離子交換樹脂柱層進行純化。即將茶氨酸粗制品溶液過 H+型強酸性離子交換樹脂柱，除雜后，用 1.5 mol/

6、L 的 NH3·H2O 洗2生代謝物含量較低而導(dǎo)致成本高等，這也是目前利用組織(細胞)培養(yǎng)生產(chǎn)天然茶氨酸難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要原因。 （三）微生物酶促合成法 近年來，隨著生物技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，利用微生物發(fā)酵來生產(chǎn)的酶的提取物來進行目的物的生產(chǎn)越來越被廣泛的應(yīng)用。1993 年日本報道了用 K-甲叉菜膠固定一種硝酸還原假單胞 Z 細菌 IF012694（Psecedomonas nitro reducens）大規(guī)模生產(chǎn)茶氨酸。實際

7、上是利用細菌中的谷氨酰胺合成酶提取物在特殊條件下（高乙胺濃度和特定的 pH 值）進行的合成反應(yīng)。具體方法是先將一種硝基還原假單胞細菌培養(yǎng)物懸浮在 0.9% NaCl 溶液中，然后將4.5% K-甲叉菜膠在 80 ℃下溶解、冷卻至 45 ℃時與細菌懸浮液混勻，使細菌固定，加入乙胺和谷氨酸，置于反應(yīng)器中，反應(yīng) 120d，再用離子交換柱層折就可分離出茶氨酸，制率可達所消耗谷氨酸的 95%左右。而該酶在通常情況下對氨的親和力比乙胺大得多。之所

8、以未能從茶樹中提取能以更高效率合成茶氨酸的酶，是因為該酶太易失活，而且在生物體內(nèi)合成需 ATP 水解成 ADP 提供能量。 張玥[17]采用 TLC 薄層色譜法和 HPLC 高效液相色譜法對經(jīng)過菌種馴化和目的菌株的篩選，得到能夠利用甲胺的甲基營養(yǎng)型微生物菌株 42 株產(chǎn)L-茶氨酸菌株進行鑒定與篩選，產(chǎn)量達 2.454 g/L。（四）化學(xué)合成制取法 目前，茶氨酸的化學(xué)合成法主要是谷氨酸—乙胺合成法：將谷氨酸在室溫下脫水轉(zhuǎn)化為環(huán)狀內(nèi)酰胺結(jié)

9、構(gòu)，然后控制一定的條件，使乙胺與轉(zhuǎn)化成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的谷氨酸結(jié)合形成茶氨酸。 1942 年以色列人 Lichtenstein 首次在實驗室中用乙胺和吡咯烷酮在水溶液中（金屬催化劑：37℃，20d）反應(yīng)得到茶氨酸。1951 年，日本的橋爪斌用 L-吡咯烷酮與純乙胺混合放置，可以提高茶氨酸產(chǎn)率。1961 年 Y.Yamda 等曾用將 L-吡咯烷酮先形成酮鹽，再與純乙胺反應(yīng)的方法合成茶氨酸。四、茶氨酸的生理功能 （一）神經(jīng)保護作用 茶含有具有興奮作