茶氨酸的生理作用及合成

茶叶科学2003，23(1):1-5Journal of Tea Science文章编号: 1000- 369X (2003) 01 - 0001 - 05茶氨酸的生理作用及合成吕毅,郭雯飞”，倪捷儿3，杨贤强(1.浙江大学茶学系，浙江杭州310029; 2. 浙江大学化学系，浙江杭州310027; 3.宁波医药高等专科学校，浙江宁波315104)摘要:茶氨酸是茶叶特有的化学成分之一，对茶叶品质有重要影响。近年的研究发现茶氨酸有多种保健作用,非常具有开发前景。本文就茶氨酸的性质、生理作用、合成等进行综述。关键词:茶学;茶;茶氨酸;生理作用;合成中图分类号: Q946文献标识码: AThe Bioactivities and Synthesis of TheanineLU Yi, GUO Wen-fei, NI Jie-er', YANG Xian-qiang'(1. Department of Tea Science, Zhejiang University, Hangzhou 310029, China; 2. Department of Chemistry, Zhejiang University,Hangzhou 310027, China; 3. Ningbo Medicine College, Ningbo 315104, China)Abstract: The recent researches have found that theanine, an unique and important component in tea plants, has manybioactivities, and made it get more and more attention. The property, bioactivities, and industrial preparation oftheanine are reviewed.Key words: Tea science; Tea; Theanine; Bioactivity; Synthesis茶的许多生理功能被科学所证实后，其保具有甜味和鲜爽味，味阈值0.06%， 是茶叶鲜健成分引起了人们的广泛的兴趣。上个世纪中爽味的主要成分。叶开始的有关茶多酚的研究取得了很大成就。茶氨酸的性质较稳定。将茶氨酸溶液煮沸近年对茶叶的其他保健成分的研究中，茶氨酸5 min,或将茶氨酸溶于pH 3.0的溶液中并在是比较引人注目的一个化合物，它的许多生理25度下储放12个月，茶氨酸含量不变。因此.作用被发现后，合成及提取茶氨酸也成了广泛在通常的食品加工、杀菌过程中，茶氨酸的性关注的研究课题。CH2NH_,CH31茶氨酸的性质HOOC茶氨酸(图1) 是茶树中特有的化学成分之一，又名N-乙基_γ L谷氨酰胺，占茶叶中图1L-茶氨酸分子结构游离氨基酸总量的50%以上，占茶叶干重的Fig. 1 Molecule structure of theanine1%-2%。茶氨酸为白色针状晶体，易溶于水,中国煤化工收稿日期: 2002-08-08修订日期: 2003- 01-07作者简介:吕毅(1969-), 女，浙江杭州人，现在浙江大学茶学系攻读博士学位，主要从手则生儿与标口利H刀因y研究。MHC NMH G_2茶叶科学23卷质不会发生变化。并且毒性试验中未发现其有4茶氨酸的生理作用毒性川。4.1脑内神经传达物质的变化2茶氨酸在茶树体内的代谢茶氨酸由L系输送系统通过血脑屏障进茶氨酸在茶树根部由茶氨酸合成酶催化谷入脑中。茶氨酸进入脑后会使脑内神经传达物氨酸和乙胺反应合成，然后通过枝干送至叶质多巴胺显著增加。向老鼠的脑的纹状体中注部，并积累在叶中。芽与第一叶中含量最高，射5 umol茶氨酸，其脑中多巴胺释放量增加往下逐渐降低。在光照射下茶氨酸会分解为谷2倍多，注射10μ mol时增加近7倍川。多巴.氨酸和乙胺。谷氨酸成为氮源，乙胺氧化后被胺在脑中起到重要作用，缺乏时会引发帕金森用于合成儿茶素(图2)。这个分解代谢在蔽症、精神分裂症。茶氨酸影响脑中多巴胺等的光条件下受到抑制。因此遮荫栽培的茶叶中茶代谢和释放，相关的脑部的疾病也有可能得到氨酸含量较高。相反则是多酚类含量高12.3)。调节或预防。日本的玉露、碾茶(抹茶原料)的栽培就是采神经传达物质的变化还会影响学习能力、用遮荫法以提高茶叶中茶氨酸含量。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群强7。因此，茶氨酸还CO光可通过调节神经传达物质来改善学习能力和记忆力。4.2镇静作用丙氨酸谷氨酸+个乙胺 ....儿茶素茶氨酸咖啡碱是众所周知的兴奋剂。茶叶中含有2%-4%的咖啡碱，高于咖啡豆(1%-2%) ，但是人们在饮茶时感到平静、心境舒畅，而不象乙胺+谷氨酸一搽氨酸喝咖啡那样兴奋亢进。除了咖啡碱与多酚络合，使其吸收缓慢之外，这主要是茶氨酸的镇图2茶氨酸在茶树中的代谢静作用。Fig. 2 Metabolism of theanine in tea plant茶氨酸的镇静效果可通过测定脑波的变化来确认。脑波分成a波、β波、日θ波、 δ波等。a波表明大脑的放松状态;β波为紧张状态;3茶氨酸在动物体内的代谢θ波为浅睡状态;δ波为熟睡状态。口服茶氨酸由肠道的刷状缘粘膜吸收，吸给大鼠注射5 u mol/kg以上的咖啡碱后，收的模式与谷酰胺相同，需要钠离子依存的载其大脑β波增强，δ波减弱，a波与θ波无变体，但亲和性比谷酰胺低7倍4。茶氨酸被吸化，表现处于兴奋状态。咖啡碱的兴奋作用可收后，迅速地进入血液及肝脏、脑等组织，血持续180min以上。投给大鼠咖啡碱后,过10与肝脏中的茶氨酸在1小时前后达到最高，脑min再投给其5-50 μ mol/kg的茶氨酸，15 min中的茶氨酸浓度在5小时到达最高，然后逐渐后可观察到大鼠脑中的β波减弱，δ 波增强, .下降，24小时后这些组织中的茶氨酸都消失表明咖啡碱的兴奋作用受到抑制。在同样摩尔了I51。茶氨酸的代谢部位是肾脏间, -部分在浓度时，茶氨酸就显示出拮抗咖啡碱的效果181。肾脏被分解为乙胺和谷氨酸后通过尿排出体在临床试验中，服用茶氨酸40min 后被外，另一部分直接排出体外。试验者脑中出中国煤化工能使人放松、镇静。|YHCN MH G作用对容1期吕毅等:茶氨酸的生理作用及合成3易不安、烦躁的人更有效!9。现在，茶氨酸对剂量有关，2000 mg/kg时降低约40 mmHg,但自律神经失调症、失眠症等的预防治疗正在研心率没有大变化。然而茶氨酸对血压正常的大究中。鼠却没有降血压作用[121。 脑和末梢神经的色胺等胺类物质参与体内的血压调解。摄取茶氨4.3改善经期综合症酸后体内的这些物质的量发生改变，如将茶氨经期综合症(简称PMS)是女性在月经酸以每100g 体重200-800 mg的量投给大鼠，前3到10日中出现的精神 及身体上的不舒适2小时后观察到其脑中的色胺和5_羟吲哚乙酸的症状。Juneja 等考察了茶氨酸对PMS的改减少,色氨酸增加。茶氨酸可能是通过调节脑善作用，让24名女性每日服用茶氨酸200mg，中神经传达物质的浓度来发挥降血压作用两个月后PMS症状有明显改善。具体有头痛、[13]。腰痛、胸部胀痛、无力、易疲劳、精神无法集中、烦躁等症状得到改善101。其机理还需进4.6增强抗癌药物的疗效-步调查，可能与茶氨酸的镇静作用有关。近期的研究表明茶氨酸本身虽无抗肿瘤活性，却能提高多种抗肿瘤药物的疗效。如将4.4保护神经细胞M5076卵巢癌细胞移植小鼠背部皮下使其长随着年龄的增长，脑栓塞等脑障碍的发病出肿瘤后，单独使用阿霉素时肿瘤无变化。当率也呈.上升趋势。由此引起的短暂脑缺血常导与茶氨酸-起使用时肿瘤重量减小到对照样的致缺血敏感区发生延迟性神经细胞死亡，最终:62%，并且肿瘤中阿霉素的浓度增加2.7倍。引发老年痴呆。在沙土鼠的实验中，投给10茶氨酸的作用可能是防止ADR从肿瘤细胞中u1浓度为50-500 u mol/L茶氨酸后并使其处流出，提高阿霉素在肿瘤细胞中的浓度,从而于3min脑缺血状态，发现脑中完好的神经细增强了阿霉素的抗癌效果。并且茶氨酸不增加胞数目比对照群多，并且保护效果随茶氨酸用阿霉素在正常组织中的浓度。茶氨酸的增强抗量的增加而提高，茶氨酸125 u mol/L时神经癌效果的作用还在阿霉素对艾氏腹水肿瘤的试细胞的存活率为60%，500μmol/L时存活率验中观察到14.15]。茶氨酸与其它抗肿瘤药，如为90%。这说明茶氨酸能抑制短暂脑缺血引pirarubicin或idarubicin 等合用时，也有增强起的神经细胞死亡。抗癌疗效的作用。同时茶氨酸的合用还能减轻兴奋型神经传达物质谷氨酸过多也会引起抗癌药物引起的白血球及骨髓细胞减少等副作神经细胞死亡，这通常是老年痴呆的病因。茶用16.17]。氨酸与谷氨酸结构相近，能竞争细胞中谷氨酸茶氨酸与抗肿瘤药doxorubicin (简称结合部位，从而抑制神经细胞死亡。用鼠的大DOX) -起使用时，不但提高DOX的抗肿瘤脑皮层细胞做的试验中400μmol/L浓度的茶活性，而且还提高其抑制肿瘤转移活性。其原氨酸可抑制50 u mol/L谷氨酸引起的神经细胞理均为防止DOX从肿瘤细胞中流出，从而提死亡"。高了DOX在肿瘤细胞中的浓度418]。这些结果使茶氨酸有可能用于对脑栓塞、对于茶氨酸是如何阻止DOX从肿瘤细胞脑出血、脑中风、脑缺血以及老年痴呆等疾病内往外流这个问题，研究认为谷氨酸盐进入细的防治。胞后生成谷胱甘肽，谷胱甘肽会与抗癌药结合4.5降血压作用而被泵出细胞外。而茶氨酸能减少细胞对谷氨给高血压自发症大鼠注射1500 或2000酸的吸收，使细胞中谷胱甘肽的生成量减少,mgkg的茶氨酸会引起血压显著降低，其舒张从而抑制了抗癌药物的流出19.20。压、收缩压以及平均血压都下降，降低程度与这些研究中国煤化工展，利用茶氨酸来减少YHCNMHG量，减少4茶叶科学23卷其副作用，使癌症治疗变得更有效并且安全。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。4.7抑制癌细胞的浸润在恶性肿瘤的生长过程中，原生部的癌细5.1提取胞会通过对周围组织的浸润进行局部扩散，转茶氨酸极易溶于水。将茶叶在60的水中移到身体的其他部位。抑制癌细胞的浸润是延浸泡3小时，可使茶叶所含的茶氨酸溶出。用长患者生命的一个有效手段。用大鼠肠道的中乙酸铅、三氯甲烷等除去浸出液中的蛋白质、皮细胞为培养基，观察肝癌细胞浸润状况的实多酚类和咖啡碱后，用柱层析提纯浸出液中的验中，添加25umol/L茶氨酸时，癌细胞的浸茶氨酸[l25。润开始受抑制，此抑制作用在25-400u mol/L由于茶叶中茶氨酸的含量不高，从茶叶提的浓度之间随着茶氨酸浓度的增加而增强。并取茶氨酸无实际生产价值。但是，从提取茶多且在空腹-夜的大鼠的胃中投入茶氨酸(40酚后的残留液中用离子交换树脂法提取茶氨mg/100g体重)后，其血清也有抑制癌细胞酸，却是-项很有经济价值的工艺技术。因此，浸润的作用。投入茶氨酸后0.5小时采制的血有-定规模的茶多酚生产厂家均十分关注研究.清已有明显的抑制作用，1小时采制的血清的开发这一综合利用项目，并已有产品外销。抑制作用最强，此时浸润的癌细胞数减少了约5.2化学合成30%。此后抑制作用逐渐降低(21。这与茶氨酸被吸收到体内后，在血液中的浓度变化相关。传统的有机合成法有，用氯甲酸苄酯保护血液中茶氨酸浓度高时，其阻碍癌细胞浸润的谷氨酸- Y -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。王能力也就强。三永等06)对此合成法作了改进:先将L-谷氨4.8减肥作用酸与无水乙醇反应生成L谷氨酸- γ -乙基酯，用混有0.028% 茶氨酸的饲料喂养小鼠16再用三苯基氯甲烷保护氨基后，与乙胺反应生，周后，其体重比对照群有明显减少，腹腔脂肪成N-三苯甲基- L谷氨酸- Y -乙酰胺，最后除减少到对照群的58%。同时血液的中性脂肪去三苯甲基得到茶氨酸。此法的特点为反应中及胆固醇含量分别减少32%和15%，肝脏中间产物无需分离提纯就可进行下一步操作，比的胆固醇减少28%/221。因此茶叶的减肥作用较简便。是茶叶中包括茶氨酸在内的多种成分共同作用5.3组织培养、微生物发酵合成的结果。茶氨酸尤其对减少体内胆固醇有效。此外，研究发现茶氨酸对氨基半乳糖所引茶树愈伤组织有合成茶氨酸的能力。组织起的肝细胞的坏死有抑制作用123)，还能抑制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、使用脂质过氧化1241。生长激素等能提高茶氨酸的积累[7.28。也可利用微生物进行生物合成茶氨酸。从5茶氨酸的提取、合成细菌Pseudomonas nitroreducens 提取出谷酰有关茶氨酸的生理活性的研究成果，引起胺合成酶，以谷氨酸和乙胺为原料在30°C进人们对茶氨酸的重视。茶氨酸具有甜味及鲜爽行反应，能高效率，低成本地生产茶氨酸l29]。味，同时又易溶于水，无气味，可广泛用于多.参考文献: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、[1] Juneja L R, Chu D-C, et al. 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