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茶氨酸

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茶氨酸
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茶氨酸theanine)是一種存在於山茶屬茶樹油茶茶梅)及部分真菌[1]中的非蛋白胺基酸[2][3],其結構與蛋白質氨基酸中的穀氨酸穀氨酰胺相似[4][5]

事实速览 臨床資料, 其他名稱 ...

茶氨酸又稱L-茶氨酸L-theanine)、L-γ-穀氨酰乙酰胺L-gamma-glutamylethylamide)或N5-乙基-L-穀氨酰胺

茶氨酸於1949年在綠茶中被發現,並於1950年從玉露茶葉中分離獲得[6],約占綠茶乾重的1-2%[5]

茶氨酸通常指L-茶氨酸(左旋體),即茶葉中存在的天然形式,而D-茶氨酸(右旋體)研究較少[5]。作為膳食補充劑,美國食品藥品監督管理局認為每日攝入量不超過250毫克時屬安全範圍[7],常見劑型包括膠囊、片劑和粉劑,常與咖啡因配伍使用。

L-茶氨酸可穿過血腦屏障,通過與穀氨酸受體相互作用,可能具有神經調節功能。動物實驗顯示其具有鎮靜[8]、免疫調節等潛在作用,但歐洲食品安全局評估認為目前證據不足以支持其改善認知功能、緩解心理壓力、維持正常睡眠或減輕經期不適的因果關係[9]

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結構與性質

茶氨酸的化學名稱N5-乙基-L-穀氨酰胺[10]以及其他名稱都反映了其分子的化學結構。在不帶前綴時,「茶氨酸」這個名稱通常指其L-(S-)對映異構體,這是其在自然界中的主要活性形式。可以將其理解為分子的「左手」形態,與之對應的是結構上呈鏡像關係的「右手」形態(D-型)。這種分子衍生自一種常見的、能構成蛋白質的氨基酸——L-穀氨酸。從結構上看,茶氨酸是穀氨酸及其伯酰胺——L-穀氨酰胺(另一種構成蛋白質的氨基酸)的類似物。更具體地說,茶氨酸可以被看作是穀氨酰胺的一種衍生物,其酰胺基團的氮原子上連接了一個乙基,這正是其化學名稱N5-乙基-L-穀氨酰胺的含義所在;換個角度看,它也可以被視作由乙胺L-穀氨酸的γ-(5-位)側鏈羧基反應生成的酰胺,這對應了其另一名稱γ-L-穀氨酰乙胺。[來源請求]

與其天然存在的L-型相比,其結構呈鏡像對稱的(D-型,R-型)對映異構體則在學術文獻中鮮有提及,[10]通常僅作為理論上的對應物出現。一般認為,只要處理過程溫和,天然提取物中就只含有通過生物合成產生的L-對映異構體。然而,若提取物處理不當,例如經過了嚴苛的化學或熱處理,或者通過化學方法進行外消旋化(即同時產生兩種異構體且比例相等),那麼最終產物中將不可避免地同時含有L-型和D-型茶氨酸。有研究甚至表明,在某些商業膳食補充劑產品中,非天然的D-異構體含量實際上可能占據主導地位[11][12] 氨基酸在水溶液中的消旋化,即L-型逐漸轉化為D-型,直至兩者達到平衡,是一個已知的化學過程,而高溫和非中性的酸鹼環境會加速這一過程。已有報道指出,長時間加熱茶樹(Camellia)提取物——這可能發生在茶葉沖泡過度或在未公開的商業製備工藝中——會導致茶氨酸的消旋化程度不斷增加,從而使非天然的D-茶氨酸比例上升,最嚴重時可使兩種對映異構體達到一比一的混合比例。[12]

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發現與分布

茶氨酸主要發現於植物和真菌物種中。它於1949年被科學家確認為茶樹Camellia sinensis)的一種天然成分。到了1950年,日本京都的一個實驗室[13]首次成功地從玉露茶的葉片中將其分離出來,研究人員之所以選擇玉露茶,正是因為它其中的茶氨酸含量尤為豐富。[14] 在所有源自茶樹(Camellia sinensis)的紅茶、綠茶和白中,茶氨酸都是一種重要成分,其含量可觀,大約占茶葉乾重的1%左右。[15][16] 在茶葉種植過程中,對茶樹進行特意的遮光處理以避免陽光直射(例如製作抹茶玉露茶的獨特工藝),能夠顯著增加茶葉中L-茶氨酸的含量,這也是這類茶葉風味獨特的原因之一。[17] 綜上所述,L-對映異構體[10]是存在於新鮮沖泡的茶和某些高品質膳食補充劑中的天然形態。[12]

消化與代謝

作為穀氨酸穀氨酰胺結構類似物,通過口服攝入的茶或補充劑中的茶氨酸會在小腸中被吸收;其後,茶氨酸會在腸道和肝臟中發生水解,生成L-穀氨酸和乙胺。此過程可能使茶氨酸成為體內合成穀氨酸的供體,這意味着它能為身體提供製造穀氨酸所需的原料。[18]

藥理學

體外研究

茶氨酸在結構上與穀氨酸英語glutamate (neurotransmitter)非常相似,後者是一種關鍵的興奮性神經遞質,在大腦中作為化學信使,負責提高神經元的活動水平。因此,在實驗室的受控環境下進行的體外研究表明,茶氨酸能夠與穀氨酸受體英語glutamate receptor結合,但其結合的親和力(即分子間結合的緊密程度)遠低於穀氨酸本身。具體來說,茶氨酸能以微摩爾英語micromolar級別的濃度與多種離子型穀氨酸受體英語ionotropic glutamate receptor結合,其中包括AMPA受體英語AMPA受体海人草酸受體英語kainate receptor,以及親和力相對更弱的NMDA受體[19][20] 茶氨酸在這些受體上扮演着複雜的角色:對於前兩種受體(AMPA和海人草酸受體),它表現為一種拮抗劑,這意味着它能占據受體的位置卻不產生激活效應,從而起到阻斷作用;而對於NMDA受體,它則是一種部分協同激動劑,能夠部分地協助激活受體。[21] 在體外研究中,茶氨酸還能與I型代謝型穀氨酸受體結合。[19][22] 此外,它還能抑制穀氨酰胺轉運體和穀氨酸轉運體,這些轉運體負責將神經遞質從神經元間隙中回收;因此,茶氨酸能通過抑制這些「回收泵」來阻斷穀氨酰胺和穀氨酸的再攝取過程。[20][23]

茶氨酸之所以能產生鮮味(一種類似於肉湯的咸香、醇厚的味道),可能是因為它能與舌頭上的鮮味味覺受體結合併將其激活。這種受體是由TAS1R1英語TAS1R1TAS1R3英語TAS1R3兩種不同的蛋白質亞基共同組成的異二聚體複合受體。[24]

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監管狀況

茶氨酸的監管狀況因國家而異。在美國和歐盟,茶氨酸作為膳食補充劑銷售。[5][25] 在日本,L-茶氨酸已被批准可用於所有食品,僅對嬰兒食品的使用設有限制。[13][26] 在美國,美國食品藥品監督管理局將其認定為公認安全物質,並允許其作為食品和飲料的成分使用,每份產品的最大添加量不得超過250 mg。[7]

2003年,德國聯邦食品與農業部英語Federal Ministry of Food and Agriculture (Germany)下屬的德國聯邦風險評估研究所(Bundesinstitut für Risikobewertung,簡稱BfR)對在飲料中添加分離的茶氨酸表示反對。[27][28] 雖然據估計,日本普通飲茶者每天消費的綠茶量約含有20 mg的該物質,但尚無研究衡量典型沖泡方法能萃取出多少茶氨酸,也未測量倒掉第一泡茶會損失多少比例。因此,BfR認為,鑑於日本人每天實際攝入的量可能遠低於20 mg,對於那些通常每500毫升含有50毫克茶氨酸的飲料,不能排除其會引發藥理學上的反應的可能——例如損害精神運動英語Psychomotor learning技能,以及增強酒精安眠藥鎮靜作用。[29]

2023年11月13日,斯洛文尼亞共和國食品安全、獸醫與植物保護署下屬的檢驗機構禁止了Prime英語Prime (drink)能量飲料在該國的銷售,原因是其含有L-茶氨酸,而該成分不被允許用於無酒精飲料。其另一款產品Prime Hydration則可以自由銷售。[30]

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補充劑效用研究

2020年的一篇綜述指出,對於面臨急性精神壓力的人群,每日補充200–400 毫克的L-茶氨酸可能有助於減輕壓力和焦慮,但尚無足夠證據支持將L-茶氨酸作為治療壓力和焦慮的藥物[31] 一項對隨機對照試驗的系統性綜述提供的證據表明,在緩解與焦慮症ADHD精神分裂症相關的精神病理學症狀方面,補充L-茶氨酸可能比安慰劑更有效。[32]

茶氨酸補充劑在市場推廣中常伴有多種健康聲明,例如聲稱其能提升認知表現、減輕壓力、改善睡眠質量以及緩解經痛。2011年,歐洲食品安全局在評估這些聲明時認定,當時所提供的研究證據並不支持這些說法。[9]

參考文獻

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