茶叶ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｅａ２００９，３５（３）：１４５～１４９
茶氨酸制备和检测研究进展
邵淑宏１王开荣２林晨１叶倩１梁月荣１
（１．浙江大学茶叶研究所，杭州３１００２９；２．宁波市林特科技推广中心，宁波３１５０１２）
摘要本文综述了茶氨酸的特性、生物合成和化学合成途径、茶氨酸的分离制备以及检测方法，为茶氨酸的进一步开发利用研究提供相关信息。关键词茶氨酸；生物合成；化学合成；分离制备；检测
中图分类号：ＴＳ２７２文献标识码：Ａ文章编号：０５７７—８９２１（２００９）０３－－１４５—０５
ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＴｈｅａｎｉｎｅ
ＳＨＡ０Ｓｈｕｈｏｎ９１，ＷＡＮＧＫａｉｒｏｎ９２，ＬＩＮＣｈｅｎｌ，ＹＥＱｉａｎｌ，ＬＩＡＮＧＹｕｅｒｏｎ９１
（１．ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＴｅａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ。Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２９，Ｃｈｉｎａ；２．ＮｉｎｇｂｏＥｘｔｅｎｓｉｏｎＳｔａｔｉｏｎｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙａｎｄＳｐｅｃｉａｌｉｔｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５０１２，Ｃｈｉｎａ）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐｒｅｓｅｎｔｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅａｎｉｎｅ，ｔｈｅｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄ
ｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｔｈｅａｎｉｎｅａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｎｉｎｅ，ｗｈｉｃｈ
ｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅｕｓｅｆｕｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒＨＡｈｈｈｈｓｔｕｄｙｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｔｈｅａｎｉｎｅｉｎｔｅａ．
ＫｅｙｗｏｒｄｓＴｈｅａｎｉｎｅ；ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
茶氨酸（ｔｈｅａｎｉｎｅ）是茶叶的特有氨基酸类化合
物，其含量占茶叶氨基酸含量的５０％以上；它不仅是
茶汤鲜爽味的重要成分，而且具有降低苦涩味的作
用；同时还具有焦糖香，对茶氨酸对绿茶滋味和红茶
香气有积极作用。因此，白酒户弥二郎１９５０年发现
并鉴定茶氨酸以来，它一直受到茶叶品质研究者的
关注。近年来的研究还发现，茶氨酸具有多种良好的
体生理调节功能和药用效果，进一步引起食品营养
和医学领域学者的重视。本文综述了茶氨酸的最新
研究进展，供进一步研究参考。
１茶氨酸特性和在不同茶叶中的含量
茶氨酸是茶树次生代谢产物，化学分子式为
Ｃ７Ｈ１４Ｎ２０３（Ｎ—ｇａｍｍａ—ｅｔｈｙｌ—Ｌ—ｇｌｕｔａｍｉｎｅ，Ｎ一乙基一
７一Ｌ一谷氨酰胺），分子量：１７４．２０，分子结构如图１。茶
氨酸是白色或类白色结晶性粉末，熔点２１７－－－２１８。Ｃ；
溶于水，不溶于乙醇和乙醚；无臭，味鲜；味觉阈值
０．０６％，低于谷氨酸（Ｏ．１５％）和天冬氨酸（Ｏ．１６％）。茶氨酸是茶叶氨基酸最主要的成分，占茶叶氨托．－．．ｊ，一
眦／ｃ＼√ｑ、＾／＼√ｑ
图１茶氨酸分子结构
基酸含量的４０％以上。茶氨酸在茶树不同器官的含
量分布不同。分析显示，茶树嫩叶茶氨酸含量最高，
其次是成熟叶片，须根较低，而茎的含量最低ｕＪ。不
同茶类由于加工条件不同，茶氨酸保留量也存在差
异，白茶和绿茶的含量较高，乌龙茶和红茶次之，普
洱茶由于经过长时间的后发酵，茶氨酸降解严重而
含量较低口］。有分析结果显示，西湖龙井茶的茶氨酸
为１８．０８ｍｇ／ｇ，碧螺春为１９．４ｍｇ／ｇ，祁门红茶为
１３．６ｍｇ／ｇ，立顿袋泡红茶为８．３ｍｇ／ｇ，而普洱茶为
０．３ｍｇ／ｇ［３］。由于随着茶叶的成熟度提高，茶氨酸
含量随之降低，所以茶氨酸在幼嫩芽叶加工的高档
茶中含量高于用粗老原料加工的低档茶［４］。茶树品
种与茶氨酸含量关系密切，新梢白化茶树品种茶氨
收稿ＦＩ期：２００８—０７—０８项目来源：宁波市自然科学基金项目（２００７Ａ６１００６９）和２００８年浙江省大学生科技创新活动项目。作者简介．召Ｂ淑宏（１９８８一）．女．浙江大学茶学专业本科生．从事茶资源利用研究。
通讯作者：粱月荣（１９５７年一），男。从事茶树生物技术与资源利用研究。
万方数据１４６茶叶３５卷
酸含量高于普通绿茶品种ｎ］。栽培技术条件对茶叶
茶氨酸含量有重要影响，氮肥有利于茶氨酸的生物
合成和累积；肥料中过量的氯元素不利于茶叶茶氨
酸含量的积累，但不影响茶氨酸在吸收根的累积ｎ］。
２茶氨酸生物合成
在茶树中，茶氨酸是在根系以Ｌ一谷氨酸和乙胺
在茶氨酸合成酶（ＥＣ６．３．１．６）的作用下合成，然后
输送到叶部。茶氨酸合成酶又称Ｉ。一谷氨酸：乙胺连接
酶［６］，该酶在体外的最适宜反应条件是温度３５Ｃ，
ｐＨ７．５ｃ７｜。后来的研究发现，细菌中的７一谷氨酰转移酶（丫一
ｇｌｕｔａｍｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ，又名ｇｌｕｔａｍｙｌ—ｔｒａｎｓｐｅｐｔｉ—
ｄａｓｅ，ＧＧＴ，ＥＣ２．３．２．２）也可以将谷氨酰胺上的谷
氨酰基转移到乙胺受体上，催化合成茶氨酸［８］。
ＧＧＴ是一种异二聚体酶，在细菌和哺乳动物都有发
现，具有催化谷胱甘肽化合物的水解并将７一谷氨酰
基团转移到其它氨基酸和多肽的氨基酸上凹］，如果
应用不同的丫一谷氨酰基受体，可以借助ＧＧＴ合成不
同的丫一谷氨酰基化合物。受体化合物经过７一谷氨酰
基化以后，其特性产生显著变化，如水溶性显著提高
和在血清中的稳定性增强［１０。。从土壤中分离的甲胺
／乙醇代谢细菌具有ＧＧＴ活力和茶氨酸合成活
力［１１ｌ。ＧＧＴ是研究比较深入的茶氨酸合成酶类。研
究表明，ＧＧＴ的最适宜反应条件是：２００ｍＭ谷酰
胺（Ｇｌｎ），１．５Ｍ乙胺，ＧＧＴ酶活力０．４Ｕ／ｍＬ，ｐＨ１０，Ｇｌｎ转换率可以达到６０ｏ／６［８］。ＧＧＴ基因于１９８９年被克隆ｎ２｜。后来有人利用ＧＧＴ基因构建工程菌
进行茶氨酸合成，以菌体浓度７０ｍｇ／ｍＬ、在０．３５
ｍｏｌ／Ｉ。Ｉ。一ＧＩｎ、２．０ｍｏｌ／Ｌ盐酸乙胺和ｐＨ９．５条件
下反应４ｈ，茶氨酸生成量达到２９．４０ｇ／ｌ。［１３｜。葡萄
糖、酵母提取物和Ｋ２ＨＰ（）４是影响该工程菌酶活力
的关键因素，最佳条件为葡萄糖１０．３９ｇ／Ｌ、酵母提取物６．８８ｇ／Ｌ、Ｋ：ＨＰＯ。７．１０ｇ／Ｌ，７一ＧＧＴ活性的达
到４．４０Ｕ／ｍＬ，茶氨酸的产量为３２．２２ｇ／Ｌ［】“。
谷酰胺酶（ｇｌｕｔａｍｉｎａｓｅ，ＥＣ３．５．１．２）可以水解
谷酰胺等丫一氨基键，部分酶还有催化转了一谷酰基反
应，所以具有谷酰胺酶活力的真菌、细菌和酵母也可
以用于制备茶氨酸【ｌ５｜。谷酰胺酶催化谷酰胺化合物
类水解的有２类反应，第一类是将谷氨酰胺水解为
谷氨酸，是高度专一的；第二类是催化谷氨酰胺水解
为谷氨酸和天门冬酰胺水解为天门冬氨酸，专一性
略低ｎ引。比较不同微生物来源的谷酰胺酶发现，该
酶最少可以分为２个亚类，第一亚类酶的活性部位
保守氨基酸残基包括位于Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ７Ａ谷酰胺酶的Ｔｈｒ２０，Ｔｙｒ３４，Ｔｈｒｌ００，Ａｓｐｌ０１，Ｌｙｓｌ７３和Ｇｌｕ２９４以及Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ，Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ，
ｇｌｕｔａｍｉｎａｓｉｆｉｃａｎｓ，Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｌｅｐｒａｅ谷酰胺酶和Ｐ．ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ谷氨酸一天门冬酰胺酶也属于这一
类。第２亚类谷酰胺酶在Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ７Ａ中的酶活
性部位没有保守氨基酸残基，与Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ谷酰胺
酶存在３０％的同源性。而且来自Ａ．ｏｒｙｚａｅ谷酰胺酶
具有耐盐性Ｌｌ引。
谷酰氨合成酶（ｇｌｕｔａｍｉｎｅｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ，ＧＳ，ＥＣ６．３．１．２）也可以用于茶氨酸生产。将枯草杆菌Ｂ．
ｓｕｂｔｉｌｉｓ１６８的ＧＳ基因（ｇｌｎＡ）克隆并连接到质粒
ｐＥＴ２８ａ上形成重组子ＧＳ，再将重组子质粒转化
ＢＩ。２１（ＤＥ３）菌系，获得工程菌ＢＩ。２１（ＤＥ３）－ｐＥＴ２８ａ—
ｇｌｎＡ；茶氨酸合成活力提高２０％［１６。。将荧光假单胞
菌ＧＳ基因转接人ｐＥＴ３２ａ质粒，再将重组质粒转化
到Ｅ．ｃｏｌｉＢＬ２１中，构建了一种生物合成茶氨酸的基
因工程菌。工程菌催化Ｌ一谷氨酸钠和盐酸乙胺反应
生成茶氨酸的能力较出发菌株Ｅ．ｅｏｌｉＢＬ２１有显著
提高［１川。从ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｔａｅｔｒｏｌｅｎｓＹ３０分离的ＧＳ
可能由１２个相同的亚基组成，该酶需要Ｍ９２＋和
Ｍｎ２＋［１８，１９］。从专性亲甲基醇菌ＭｅｔｈｙｌｏｖｏｒｕｓｍａｙｓＮｏ．９
分离的一种丫一谷氨酰甲胺合成酶（ＧＭＡＳ）也可以利
用谷氨酸和乙胺合成茶氨酸。ＧＭＡＳ中间和Ｎ一末端
氨基酸序列ＧＳⅢ酶有７８％的相似性，Ｙａｍａｍｏｔｏ等
克隆获得６．５ｋｂｐ的ＧＭＡＳ基因插入ＤＮＡ片段，可
编码４４４个氨基酸，分子量约４９ｋＤａ；该基因连接到
ｐＥＴ２１ａ表达载体并转化Ｅ．ｃｏｌｉＡＤ４９４（ＤＥ３），获
得表达，发酵可以产生茶氨酸，浓度约６０ｍＭＬ２０。。具有上述酶活力的微生物都可能具有合成茶氨
酸的能力，所以许多微生物被用于生物合成法制备
茶氨酸。利用真菌褐绒盖牛肝菌（Ｘｅｒｏｃｏｍｕｓ
ｂａｄｉｕｓ）进行浸入式发酵可以产生茶氨酸，当培养条
件为葡萄糖２９．１７ｇ／Ｉ。、酵母提取物６．３８ｇ／Ｌ、肉汤
６１．４３ｍＩ。和ｐＨ５．６３时，茶氨酸浓度可以达到
１７．２４ｍｇ／Ｌ㈨。
３茶氨酸化学合成
在高压高温条件下可以利用谷氨酸和乙氨化学
合成茶氨酸。实验表明，由Ｌ一谷氨酸在高压下加热，
制得吡咯烷酮羧酸；然后将其制成铜盐，加入无水乙
胺，再在高压下加热得到Ｉ。一茶氨酸。由Ｌ一谷氨酸一７一
乙基酯（Ｉ）为原料，在吡啶溶液中与三苯基氯甲烷
在４０Ｃ下反应４８ｈ，接着与乙胺水溶液在搴温下反
应４８ｈ，再在乙酸水溶液中回流５
ｍｉｎ脱去三苯甲
万方数据