L-茶氨酸的性能及合成研究

陳銀霞，李 博

（鶴壁職業技術學院醫學院，河南 鶴壁 458030）

L-茶氨酸的性能及合成研究

陳銀霞，李 博

（鶴壁職業技術學院醫學院，河南 鶴壁 458030）

L-茶氨酸是綠茶的主要成分，本文研究了L-茶氨酸性能特點，并用L-谷氨酸為主要原料，以化學合成方法生成L-茶氨酸。

L-茶氨酸；L-谷氨酸；三苯氯甲烷

1 L-茶氨酸的性能及特點

茶氨酸是茶葉中的特有成分，是茶葉中含量最多的氨基酸，L-茶氨酸又名谷氨酰乙胺，英文名L-Theanine，在綠茶新茶中含量豐富，占干茶質量的1%～2%，其分子式為C7H14N2O3。L-茶氨酸為白色晶體粉末，熔點為214～215℃，極易溶于水，茶氨酸具有焦糖香和類似味精的鮮爽味，能緩解苦澀味，增加茶湯的香甜味，還可以抑制其它食品的苦味和辣味，達到改善食品風味的目的。L-茶氨酸有以下作用和特點：

1.1 茶氨酸對中樞神經遞質活性的影響

研究發現茶氨酸可以明顯促進腦中樞多巴胺（dopamine）釋放，提高腦內多巴胺生理活性。多巴胺是一種活化腦神經細胞的中樞神經遞質，其生理活性與人的感情狀態密切相關。盡管目前人們對茶氨酸在大腦中樞神經系統的作用機制并不是十分清楚。但茶氨酸對精神和感情的影響無疑部分是來自對中樞神經遞質多巴胺生理活性的作用。

1.2 茶氨酸的降壓作用

一般認為人體血壓的調節是受中樞和末梢神經遞質兒茶酚胺及5-羥色胺分泌量的影響。近年來的一些研究證明茶氨酸能有效降低大鼠自發性高血壓。Kimura等人認為茶氨酸的這一降壓效果可能是來自對腦內中樞神經遞質5-羥色胺分泌量的調節作用。茶氨酸顯示出的降低高血壓效果在一定程度上也可以被看作是一種安定作用。而這種安定作用則無疑會有助于身心疲勞的恢復。

1.3 茶氨酸對學習、記憶的影響

Chu等人報導過他們曾在Operanttest的研究中發現每天經口服用180 mg茶氨酸的大鼠與對照組相比學習能力有一定的提高。另外，在Avoidance test的研究中也確認了茶氨酸可以增強大鼠的記憶能力。

1.4 茶氨酸曠怡身心作用

早在1975年，木村等人曾報告過茶氨酸具有緩和咖啡因引起中樞過度興奮的作用。雖然，茶葉中的咖啡因含量多于咖啡和可可，但由于茶氨酸的存在使人們在飲茶時享受到一種咖啡和可可沒有的曠怡身心的感覺。

1.5 茶氨酸是21世紀的安全的健康食品

目前的保健食品市場上多數是為成人防病或改善作用的品種。像茶氨酸這種既不具有催眠，又可以解消疲勞、降低血壓和提高學習記憶能力的保健食品實為少見，引人注目。

從茶葉中提取L-茶氨酸的生產成本很高，無實際生產意義。目前，國外報道的主要是化學合成、微生物發酵和植物細胞培養法生產L-茶氨酸，國內在這方面的研究尚處于起步階段。化學合成法具有價格低、成本低、易于工業化的優點。目前化學合成法是：先使谷氨酸脫水，再與乙胺反應制得茶氨酸，即谷氨酸-乙胺合成法。以下是對該方法的改進初探。

2 L-茶氨酸合成實驗

2.1 試劑和儀器

L-谷氨酸，乙胺，丙酮，三苯基氯甲烷，氯化亞砜，無水乙醇，無水甲醇，乙酸，濃硫酸，濃鹽酸等。

水浴鍋，冰箱，攪拌器，三口燒瓶，抽濾器，布氏漏斗等。

2.2 實驗流程

2.3 反應機理

（1）方法一：酯化反應在酸催化下進行，由于氨基對相鄰羧基的作用以及它的空間位阻效應，酯化反應主要發生在離氨基較遠的羧基上，對氨基保護是L-茶氨酸的難點，本實驗采用三苯甲基來保護氨基，而且它能在較溫和條件下以固態物質被脫除。本實驗用36%的乙酸溶液來除去三苯甲基。

（2）方法二：L-谷氨酸用乙醇酯化較為困難，本方法改為用氯化亞砜使L-谷氨酸酰化，酰化后L-谷氨酸更容易與乙胺發生反應，然后再用三苯基氯甲烷保護氨基。

2.4 實驗步驟

方法一：（1）在250mL三口燒瓶中加入40mL無水乙醇和7.35 g谷氨酸，加入幾滴濃硫酸，放在水浴中控制溫度50℃在電動攪拌的情況下反應4 h，得到淺黃色溶液。

（2）冷卻至室溫，抽濾得到 L-谷氨酸-乙基酯的鹽酸鹽約5 g。

（4）將上步產物加熱完全溶解在50 mL丙酮中，加入7.5 g三苯基氯甲烷，在50℃水浴中加熱攪拌反應3 h，溶液分3層，上層淺黃色，中層為綠色，下層是白色沉淀。

（6）加入 30 mL 60%～70%的乙胺，在 50℃攪拌下，反應3h，使溶液均一，再在水浴中加熱10 min，除去過量的乙胺，殘留物為n-三苯基-L-谷氨酸-r-乙酰胺。

（7）冷卻后，加入30 mL 36%的乙酸，在水浴中加熱至沸騰，并保持5 min，脫去三苯甲基，再加入20 mL水，抽濾得到黃色溶液。

（8）上步溶液蒸出溶劑，在溶液中加入10 mL無水乙醇，24 h后，析出白色沉淀，抽濾得到最終產物。

方法二：（1）在250 mL三口瓶中加入2.94 g L-谷氨酸，40 mL 丙酮，4 mL 氯化亞砜，pH＝1。

（2）水浴蒸餾用碳酸鈉溶液調節pH＝7，再減壓蒸餾約15 min得到黃色溶液。

（3）加入40 mL吡啶加熱使上步產物完全溶于吡啶中，加入4.5 g三苯氯甲烷，溫度控制在40℃，在裝有冷卻回流裝置的三口燒瓶中攪拌反應12 h，反應后溶液呈淡黃色，透明。

（4）蒸餾出部分溶劑，向其中加入60%～70%的乙胺15mL，在室溫下反應12h，溶液呈淡黃色。

（5）將溶液轉移至燒杯中，加入36%的乙酸30 mL，在水浴中加熱至100℃保持5 min。

（6）冷卻后抽濾，得到淡黃色濾液。

（7）在濾液中加15 mL無水乙醇，放置24 h結晶，得到少許產物。

3 實驗結果與檢測

3.1 定性檢測

量取本品的水溶液（1＋1000）5 mL，加入茚三酮溶液（1＋1000）1 mL，加熱 8 min，顯紫色。

3.2 液相色譜分析

以異硫氰酸苯酯作衍生劑，醋酸鈉緩沖液與乙氰梯洗脫，C18柱分離，紫外243 nm檢測。色譜條件：Hypersil ODS 柱（water），檢測波長 243 nm，柱溫 25°C， 流動相：A：H2O；B：0.14 mol·L-1醋酸鈉，0.5 mol·L-1三乙胺，以冰醋酸調節pH為6.4；C：乙氰；A∶B∶C＝18∶54∶28.1，流速：1 mL·min-1。

衍生劑： 乙醇∶水 ∶TEA∶PITC＝0.35 mL∶0.05 mL∶0.05 mL∶0.05 mL，定容于 50 mL 水。

從茶氨酸標樣和樣品的高效液相色譜圖的對比可以看出，樣品中生成了茶氨酸。

4 結論

（1）本實驗在采用文獻的化學方法合成L-茶氨酸的基礎上，在催化劑選擇，反應時間，反應條件等方面進行了改進和研究，實驗得到了目的產物，但重復性不好。

（2）本實驗易溶于水的產物較多，應在干燥的環境下進行。但由于實驗條件的限制，沒能達到要求，如通入干燥的酸催化效果更好，乙胺用99.5%的較好，因此，L-茶氨酸的收率受到限制，產率不高。

（3）L-茶氨酸可以用作多種食品添加劑，且國內在此方面的研究處于初級階段，因此，L-茶氨酸的合成研究在我國有廣闊的應用前景。

［1］ 李炎，陳昕.茶氨酸合成與應用［J］.廣州食品工業科技，1998，14（3）：23-26.

［2］ 王三永，李曉，等.L-茶氨酸的合成研究［J］.精細化工.2001，18（4）：223-224.

［3］ 趙丹，王朝陽.茶氨酸的國內外研究現狀［J］.食品科學，2002，23（5）：145-147.

［4］ Kakuda，Takmi，Takihara，et al.Excite me nt.accelerating agent［P］.US 5736575，1998-04-07.

［5］ Yokoozawa.T， Oura.H， Sakanaka.s.et al.Biosci.Biotechnol，Biochem，1992，56：896-899.

Synthesis of L-Theanine and its Performance Study

CHEN Yin-xia，LI Bo

（Medical College， Hebi College of Vocational and Technical， Hebi 458030， China）

L-theanine was the main content of green tea.The performance of L-theanine was studied.Applied L-glutamate as main material，L-theanine was synthesized by chemical method.

L-theanine； L-glutanate； triphenylchloromethane

TQ 464.7

A

1671-9905（2011）03-0014-03

2010-11-11