L-茶氨酸的性能及合成研究

陈银霞，李 博

（鹤壁职业技术学院医学院，河南 鹤壁 458030）

L-茶氨酸的性能及合成研究

陈银霞，李 博

（鹤壁职业技术学院医学院，河南 鹤壁 458030）

L-茶氨酸是绿茶的主要成分，本文研究了L-茶氨酸性能特点，并用L-谷氨酸为主要原料，以化学合成方法生成L-茶氨酸。

L-茶氨酸；L-谷氨酸；三苯氯甲烷

1 L-茶氨酸的性能及特点

茶氨酸是茶叶中的特有成分，是茶叶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，在绿茶新茶中含量丰富，占干茶质量的1%～2%，其分子式为C7H14N2O3。L-茶氨酸为白色晶体粉末，熔点为214～215℃，极易溶于水，茶氨酸具有焦糖香和类似味精的鲜爽味，能缓解苦涩味，增加茶汤的香甜味，还可以抑制其它食品的苦味和辣味，达到改善食品风味的目的。L-茶氨酸有以下作用和特点：

1.1 茶氨酸对中枢神经递质活性的影响

研究发现茶氨酸可以明显促进脑中枢多巴胺（dopamine）释放，提高脑内多巴胺生理活性。多巴胺是一种活化脑神经细胞的中枢神经递质，其生理活性与人的感情状态密切相关。尽管目前人们对茶氨酸在大脑中枢神经系统的作用机制并不是十分清楚。但茶氨酸对精神和感情的影响无疑部分是来自对中枢神经递质多巴胺生理活性的作用。

1.2 茶氨酸的降压作用

一般认为人体血压的调节是受中枢和末梢神经递质儿茶酚胺及5-羟色胺分泌量的影响。近年来的一些研究证明茶氨酸能有效降低大鼠自发性高血压。Kimura等人认为茶氨酸的这一降压效果可能是来自对脑内中枢神经递质5-羟色胺分泌量的调节作用。茶氨酸显示出的降低高血压效果在一定程度上也可以被看作是一种安定作用。而这种安定作用则无疑会有助于身心疲劳的恢复。

1.3 茶氨酸对学习、记忆的影响

Chu等人报导过他们曾在Operanttest的研究中发现每天经口服用180 mg茶氨酸的大鼠与对照组相比学习能力有一定的提高。另外，在Avoidance test的研究中也确认了茶氨酸可以增强大鼠的记忆能力。

1.4 茶氨酸旷怡身心作用

早在1975年，木村等人曾报告过茶氨酸具有缓和咖啡因引起中枢过度兴奋的作用。虽然，茶叶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们在饮茶时享受到一种咖啡和可可没有的旷怡身心的感觉。

1.5 茶氨酸是21世纪的安全的健康食品

目前的保健食品市场上多数是为成人防病或改善作用的品种。像茶氨酸这种既不具有催眠，又可以解消疲劳、降低血压和提高学习记忆能力的保健食品实为少见，引人注目。

从茶叶中提取L-茶氨酸的生产成本很高，无实际生产意义。目前，国外报道的主要是化学合成、微生物发酵和植物细胞培养法生产L-茶氨酸，国内在这方面的研究尚处于起步阶段。化学合成法具有价格低、成本低、易于工业化的优点。目前化学合成法是：先使谷氨酸脱水，再与乙胺反应制得茶氨酸，即谷氨酸-乙胺合成法。以下是对该方法的改进初探。

2 L-茶氨酸合成实验

2.1 试剂和仪器

L-谷氨酸，乙胺，丙酮，三苯基氯甲烷，氯化亚砜，无水乙醇，无水甲醇，乙酸，浓硫酸，浓盐酸等。

水浴锅，冰箱，搅拌器，三口烧瓶，抽滤器，布氏漏斗等。

2.2 实验流程

2.3 反应机理

（1）方法一：酯化反应在酸催化下进行，由于氨基对相邻羧基的作用以及它的空间位阻效应，酯化反应主要发生在离氨基较远的羧基上，对氨基保护是L-茶氨酸的难点，本实验采用三苯甲基来保护氨基，而且它能在较温和条件下以固态物质被脱除。本实验用36%的乙酸溶液来除去三苯甲基。

（2）方法二：L-谷氨酸用乙醇酯化较为困难，本方法改为用氯化亚砜使L-谷氨酸酰化，酰化后L-谷氨酸更容易与乙胺发生反应，然后再用三苯基氯甲烷保护氨基。

2.4 实验步骤

方法一：（1）在250mL三口烧瓶中加入40mL无水乙醇和7.35 g谷氨酸，加入几滴浓硫酸，放在水浴中控制温度50℃在电动搅拌的情况下反应4 h，得到浅黄色溶液。

（2）冷却至室温，抽滤得到 L-谷氨酸-乙基酯的盐酸盐约5 g。

（4）将上步产物加热完全溶解在50 mL丙酮中，加入7.5 g三苯基氯甲烷，在50℃水浴中加热搅拌反应3 h，溶液分3层，上层浅黄色，中层为绿色，下层是白色沉淀。

（6）加入 30 mL 60%～70%的乙胺，在 50℃搅拌下，反应3h，使溶液均一，再在水浴中加热10 min，除去过量的乙胺，残留物为n-三苯基-L-谷氨酸-r-乙酰胺。

（7）冷却后，加入30 mL 36%的乙酸，在水浴中加热至沸腾，并保持5 min，脱去三苯甲基，再加入20 mL水，抽滤得到黄色溶液。

（8）上步溶液蒸出溶剂，在溶液中加入10 mL无水乙醇，24 h后，析出白色沉淀，抽滤得到最终产物。

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 氯化亚砜，pH＝1。

（2）水浴蒸馏用碳酸钠溶液调节pH＝7，再减压蒸馏约15 min得到黄色溶液。

（3）加入40 mL吡啶加热使上步产物完全溶于吡啶中，加入4.5 g三苯氯甲烷，温度控制在40℃，在装有冷却回流装置的三口烧瓶中搅拌反应12 h，反应后溶液呈淡黄色，透明。

（4）蒸馏出部分溶剂，向其中加入60%～70%的乙胺15mL，在室温下反应12h，溶液呈淡黄色。

（5）将溶液转移至烧杯中，加入36%的乙酸30 mL，在水浴中加热至100℃保持5 min。

（6）冷却后抽滤，得到淡黄色滤液。

（7）在滤液中加15 mL无水乙醇，放置24 h结晶，得到少许产物。

3 实验结果与检测

3.1 定性检测

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

3.2 液相色谱分析

以异硫氰酸苯酯作衍生剂，醋酸钠缓冲液与乙氰梯洗脱，C18柱分离，紫外243 nm检测。色谱条件：Hypersil ODS 柱（water），检测波长 243 nm，柱温 25°C， 流动相：A：H2O；B：0.14 mol·L-1醋酸钠，0.5 mol·L-1三乙胺，以冰醋酸调节pH为6.4；C：乙氰；A∶B∶C＝18∶54∶28.1，流速：1 mL·min-1。

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

从茶氨酸标样和样品的高效液相色谱图的对比可以看出，样品中生成了茶氨酸。

4 结论

（1）本实验在采用文献的化学方法合成L-茶氨酸的基础上，在催化剂选择，反应时间，反应条件等方面进行了改进和研究，实验得到了目的产物，但重复性不好。

（2）本实验易溶于水的产物较多，应在干燥的环境下进行。但由于实验条件的限制，没能达到要求，如通入干燥的酸催化效果更好，乙胺用99.5%的较好，因此，L-茶氨酸的收率受到限制，产率不高。

（3）L-茶氨酸可以用作多种食品添加剂，且国内在此方面的研究处于初级阶段，因此，L-茶氨酸的合成研究在我国有广阔的应用前景。

［1］ 李炎，陈昕.茶氨酸合成与应用［J］.广州食品工业科技，1998，14（3）：23-26.

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

［3］ 赵丹，王朝阳.茶氨酸的国内外研究现状［J］.食品科学，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