王錫洪 梁慧玲 毛斌瑀 胡晨 唐德松
摘要:茶氨酸(Theanine)是茶葉內(nèi)含成分中功能被明確闡述的活性成分,具有保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、抗抑郁、降血壓、緩解疲勞、延緩衰老、調(diào)節(jié)免疫力、抗腫瘤等多種功效。在美國(guó),茶氨酸被視為“公認(rèn)安全”而對(duì)其用量不作限制規(guī)定。因此,開發(fā)以茶氨酸為原料的功能性產(chǎn)品具有很大潛力。目前市場(chǎng)上茶氨酸產(chǎn)品以食品為主,功能主要集中于提高睡眠質(zhì)量方面,還沒能涵蓋茶氨酸已發(fā)現(xiàn)的全面功能,茶氨酸產(chǎn)品還有很大待開發(fā)空間。從茶氨酸全球市場(chǎng)分布來看,國(guó)內(nèi)尚以提供茶氨酸原料為主,應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)向以原料和終端產(chǎn)品并重,打造品牌,提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞:茶氨酸;生物活性;功能食品;市場(chǎng)
The Current Situation and
Prospect of the Utilization of Theanine
WANG Xihong1, 2, LIANG Huiling1, MAO Binyu1, HU Chen1, TANG Desong1*
1. Jinhua Jasmine Tea Research Institute, Zhejiang Agriculture and Forestry University, Hangzhou 311300, China;
2. Jinhua Lanxi Economic Specialty Product Technology Promotion Center, Lanxi 321100, China
Abstract: Theanine is one of the active compounds in tea leaves, which has the functions of protecting nervous system,?anti-depression, reducing hypertension, relieving fatigue, delaying aging, regulating immunity, anti-tumor and so on.?Theanine is regarded as "generally recognized as safe", and there is no restriction on dosage for the utilization. Thus,?theanine has a great potential for the development of functional products. Based on the analysis of theanine productson the market at present, it could be found that theanine products were mainly food-based, and their functions weremainly limited in improving sleep quality. The current products had not covered the comprehensive functions of?theanine, and there was still a great potential for development of theanine products. The domestic raw materials supplyof theanine should gradually shift to end products to enhance the competitiveness of domestic theanine industry.
Keywords: theanine, bioactivity, functional food, market
茶氨酸(Theanine)是茶葉中特有的一種非蛋白游離氨基酸,1950年由日本科學(xué)家從茶樹新梢中發(fā)現(xiàn),并將其命名為茶氨酸。茶氨酸早期被用作食品調(diào)味劑,20世紀(jì)90年代以后,由于其功能活性逐漸被發(fā)現(xiàn),開始用于保健品及藥品領(lǐng)域并逐漸拓展。
一、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
茶氨酸化學(xué)上系統(tǒng)命名為N-乙基-γ-L-谷氨酰胺(N-ethyl-γ-L-glutamine,Cas No.: 3081-61-6),分子式:C7H14N2O3,分子結(jié)構(gòu)如圖1,熔點(diǎn)217~218 ℃,比旋光度[α] D20 = 0.7°,極易溶于水,不溶于乙醇和乙醚[1]。
茶樹中天然存在的茶氨酸均為L(zhǎng)型茶氨酸(L-Theanine),在茶葉中占游離氨基酸的30%~60%,是茶葉中含量最多的氨基酸,一般占茶葉干重的1%~5%,在有些特異茶樹品種中茶氨酸含量非常高,比如安吉白茶中游離氨基酸和茶氨酸含量分別可達(dá)到8.67%和4.8%[2]。
二、功能及安全性
1. 改善食品風(fēng)味
茶氨酸呈鮮爽味,添加到茶飲料中可以改善茶飲料的風(fēng)味,在可可飲料和大麥茶、咖啡、人參飲品、啤酒等飲料中添加茶氨酸,風(fēng)味也可以大為改善[3],且不會(huì)影響口感[4-6]。
2. 生理功能活性
大量研究表明茶氨酸具有多種功能活性,可以保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)。茶氨酸可以減輕腦組織損傷、抑制腦神經(jīng)死亡、使缺血后腦損害的發(fā)生延遲,保護(hù)神經(jīng)等功效[7-9],在緩解壓力、促進(jìn)睡眠、抗焦慮、抗抑郁、提高學(xué)習(xí)能力和記憶力等方面都有良好的藥理作用[4-5,10]。
茶氨酸還能夠有效降低高血壓大鼠的血壓,但不影響心率的變化,而對(duì)血壓正常的大鼠則沒有效果[3-4,8,11];茶氨酸可緩解疲勞,有效減少體內(nèi)脂肪含量和膽固醇含量[8];具有明顯的延緩衰老作用[12];可調(diào)節(jié)免疫力[13-14]。在抗腫瘤方面,茶氨酸具有增加抗腫瘤藥物的藥理活性[3-4]、抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[3]和抑制癌細(xì)胞浸潤(rùn)的能力[8]。
3. 安全性
在安全性評(píng)估中,茶氨酸急性毒性實(shí)驗(yàn)、亞急性毒性實(shí)驗(yàn)中均沒有發(fā)現(xiàn)任何毒性反應(yīng),在致突變實(shí)驗(yàn)中沒有任何誘變作用,在細(xì)菌恢復(fù)突變實(shí)驗(yàn)中也未導(dǎo)致基因變異[5,10,15],表明茶氨酸是一種十分安全的食品原料。
日本允許將茶氨酸作為普遍的消費(fèi)食品添加劑使用。美國(guó)將茶氨酸視為“公認(rèn)安全”的食品原料,在使用過程中不作限量規(guī)定。我國(guó)在2014年將茶氨酸列為新食品原料,推薦食用量≤400 mg/d[16](使用范圍不包括嬰幼兒食品)。
三、茶氨酸產(chǎn)品及市場(chǎng)
1. 茶氨酸產(chǎn)品研發(fā)
早期茶氨酸被用于調(diào)味料,20世紀(jì)90年代以后,茶氨酸的功能逐漸被發(fā)現(xiàn),開始在保健品及藥品領(lǐng)域中應(yīng)用。
基于茶氨酸特殊的功能活性,可將其作為功能成分添加到食品中,開發(fā)具有相應(yīng)功能的食品。比如緩解神經(jīng)緊張和益智功能食品[17],能使運(yùn)動(dòng)員保持清醒的狀態(tài)、降低精神壓力、發(fā)揮競(jìng)技技能的運(yùn)動(dòng)食品[18],以及開發(fā)預(yù)防及改善運(yùn)動(dòng)性疲勞的功能食品[19]等。
利用茶氨酸抗氧化、抗衰老和保濕功效,可以開發(fā)面霜、面膜等護(hù)膚品 [3,20-21];茶氨酸用于飼料中可提高黃羽肉雞生長(zhǎng)前期的機(jī)體免疫功能[22],減少飼料中抗生素的使用。
2. 市售茶氨酸產(chǎn)品調(diào)查
目前,至少有數(shù)十家廠商在生產(chǎn)多個(gè)品牌的茶氨酸保健食品,功能涵蓋放松身心以及預(yù)防和治療阿爾茨海默癥等。日本于2015年4月開始實(shí)施功能性標(biāo)示食品制度,自此企業(yè)在科學(xué)證據(jù)的基礎(chǔ)上,可以在產(chǎn)品包裝上標(biāo)示一定的功能作用,進(jìn)而獲得功能性標(biāo)示食品的認(rèn)可,利用已有報(bào)道的L-茶氨酸具有減輕起床時(shí)的疲勞和睡不醒的問題開發(fā)以幫助睡眠和減輕壓力功能為主的產(chǎn)品。日本健康產(chǎn)業(yè)新聞社的數(shù)據(jù)顯示,茶氨酸在日本備案食品功能成分排行榜上排第八位。
在美國(guó),除了用茶氨酸開發(fā)具有改善睡眠作用的保健品[15]外,還用于開發(fā)輔助治療兒童多動(dòng)癥、提高學(xué)習(xí)/記憶效果的產(chǎn)品等,產(chǎn)品形態(tài)以膠囊和口服液為主,還有氣霧劑、巧克力、散裝茶氨酸粉末等??偟膩碚f,體現(xiàn)茶氨酸功能的產(chǎn)品越來越多,而且形態(tài)多樣化。
因當(dāng)前產(chǎn)品基本上都在線上銷售,本文收集了淘寶和亞馬遜在線銷售的茶氨酸相關(guān)產(chǎn)品(截至2021年2月18日),并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。
(1)各國(guó)茶氨酸產(chǎn)品數(shù)量比較
將淘寶和亞馬遜能搜索到的茶氨酸產(chǎn)品,去除重復(fù)后,共約有117種產(chǎn)品,生產(chǎn)國(guó)包含中國(guó)、美國(guó)、日本、加拿大、韓國(guó)、法國(guó)、德國(guó)及澳大利亞等國(guó)家,其中茶氨酸產(chǎn)品數(shù)量最多的是美國(guó),有61種茶氨酸相關(guān)產(chǎn)品,其次是中國(guó)、日本、加拿大和韓國(guó),其他國(guó)家如英國(guó)、澳大利亞和德國(guó)分別有1~2種茶氨酸產(chǎn)品(圖2)。
(2)茶氨酸產(chǎn)品形態(tài)比較
搜索到的茶氨酸產(chǎn)品形態(tài)主要包含食品和日化產(chǎn)品2類,有1例為寵物食品。食品相關(guān)產(chǎn)品總體上以膠囊、片劑和軟糖(咀嚼片)為主,分別有45、30、14種,膠囊是目前市場(chǎng)上茶氨酸產(chǎn)品最普遍的形態(tài)(圖3)。其他有巧克力、泡騰粉、奶昔、口香糖、果凍之類,但數(shù)量都比較少。常規(guī)的茶氨酸飲料也較少。
另對(duì)幾個(gè)主要生產(chǎn)國(guó)的茶氨酸產(chǎn)品形態(tài)(片劑、膠囊、軟糖和沖劑)組成進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),美國(guó)和加拿大的茶氨酸產(chǎn)品以膠囊為主,兼有片劑、軟糖,日本則偏向于片劑。我國(guó)則主要以片劑和軟糖為主,沒有搜索到膠囊和沖劑產(chǎn)品。
茶氨酸在日化產(chǎn)品中主要應(yīng)用于化妝品,生產(chǎn)廠家少,產(chǎn)品數(shù)量也非常有限,如護(hù)手霜、面膜、沐浴露、保濕水、唇膏、潔面乳、潔面皂等,主要為我國(guó)廠家生產(chǎn)。
(3)茶氨酸不同功能產(chǎn)品數(shù)量比較
為了更好地做統(tǒng)計(jì)分析,將茶氨酸功能活性歸納為2類:一為針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用,包括改善睡眠、抗焦慮(含緩解壓力、安神放松、改善心情)、提升專注力、抗抑郁、提升記憶力、預(yù)防阿爾茨海默癥、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng);二為其他功能活性,包括抗疲勞、降血壓、延緩衰老、調(diào)節(jié)免疫力、減脂、抗腫瘤。從本次搜索到的功能產(chǎn)品來看,主要覆蓋了針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的功能活性和抗疲勞功能,其中以改善睡眠和抗焦慮為主,分別達(dá)到62種和55種(圖4)。其他功能如降血壓、延緩衰老、調(diào)節(jié)免疫力、減脂、抗腫瘤等雖然有文獻(xiàn)報(bào)道,但此次在淘寶和亞馬遜上沒有搜索到相關(guān)產(chǎn)品,可能是相關(guān)的茶氨酸產(chǎn)品較少或者不能通過淘寶或者亞馬遜電商獲得。
但從另一方面也可以看出,現(xiàn)有茶氨酸產(chǎn)品在其已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的功能活性組成的雷達(dá)圖上只覆蓋了一小部分面積,表明茶氨酸產(chǎn)品開發(fā)還有巨大空間和潛力。
另對(duì)幾大生產(chǎn)國(guó)茶氨酸不同功能產(chǎn)品的數(shù)量組成進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),各國(guó)茶氨酸功能產(chǎn)品數(shù)量組成基本相似,均以改善睡眠和抗焦慮為主,美國(guó)的茶氨酸產(chǎn)品中,提升專注力的產(chǎn)品數(shù)量相比其他國(guó)家占有較大優(yōu)勢(shì)。
3. 茶氨酸市場(chǎng)
早在2005年,日本市場(chǎng)上茶氨酸終端產(chǎn)品銷售總額已達(dá)到480億~560億日元,2006年達(dá)到700億~800億日元。日本健康產(chǎn)業(yè)新聞社的數(shù)據(jù)顯示,茶氨酸在日本備案食品功能成分排行榜上排第八位。
美國(guó)于2000年正式批準(zhǔn)茶氨酸進(jìn)入該國(guó)市場(chǎng),茶氨酸產(chǎn)品年銷售額已達(dá)2億~3億美元,市場(chǎng)總規(guī)模有望達(dá)到3億~4億美元以上。
我國(guó)的茶氨酸生產(chǎn)始于上世紀(jì)90年代末,產(chǎn)品主要以原料的形式供應(yīng)出口,內(nèi)銷數(shù)量較小。從電商數(shù)據(jù)可以看出,終端產(chǎn)品品類較多,但每一品類的終端產(chǎn)品生產(chǎn)商較少,蘊(yùn)含著巨大潛力??傮w來說我國(guó)可以加大終端產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用,扭轉(zhuǎn)出口茶氨酸原料而進(jìn)口終端產(chǎn)品的局面。
四、前景
目前,對(duì)茶氨酸改善食品風(fēng)味及其功能活性的研究已經(jīng)比較全面,為茶氨酸產(chǎn)品研發(fā)奠定了較好的理論基礎(chǔ)??傮w來說,茶氨酸特有的功能活性恰好可以與當(dāng)前生活節(jié)奏快、工作壓力大的現(xiàn)狀相契合,但從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析來看,現(xiàn)有產(chǎn)品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能覆蓋茶氨酸已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的功能,因而茶氨酸產(chǎn)品研發(fā)還有巨大空間。茶氨酸產(chǎn)品目前以食品為主,可以逐漸強(qiáng)化其治療或者輔助治療功能的應(yīng)用開發(fā)。
從茶氨酸全球市場(chǎng)分布來看,國(guó)內(nèi)目前仍以提供原料為主,應(yīng)該逐漸轉(zhuǎn)向以原料和終端產(chǎn)品并重,打造品牌,提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
參考文獻(xiàn)
[1] 宛曉春. 茶葉生物化學(xué)[M]. 3版. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2003: 8.
[2] 岳婕, 李丹, 楊春, 等. 不同茶樹品種氨基酸組分及含量分析[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010(23): 141-143.
[3] 江春柳, 孫云, 岳鵬翔. 茶氨酸的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 茶葉科學(xué)技術(shù), 2009(1): 11-15.
[4] 趙丹, 王朝旭. 茶氨酸的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀[J]. 食品科學(xué), 2002, 23(5): 145-147.
[5] 杜榮茂, 向慶寧. 茶氨酸的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 中國(guó)食品添加劑, 2003(1): 13-16.
[6] 吳春蘭, 王娟, 黃亞輝. 茶氨酸的研究進(jìn)展[J]. 茶葉通訊, 2010, 37(3): 15-25.
[7] 揭紅東, 韓奇鵬, 譚支良, 等. 茶氨酸代謝及其細(xì)胞生物學(xué)功能研究與應(yīng)用[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué), 2017, 36(12): 5302-5308.
[8] 林偉東, 孫威江, 郭義紅, 等. 茶葉中茶氨酸的研究與利用[J]. 食品研究與開發(fā), 2016, 37(20): 201-206.
[9] 賁培玲, 朱巖巖, 殷志敏. L-茶氨酸生物制備技術(shù)和生物功能研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)茶葉加工, 2015(4): 19-25.
[10] 曾立, 肖文軍. L-茶氨酸防治腦疾病研究進(jìn)展[J]. 茶葉科學(xué), 2019, 39(2): 193-202.
[11] 楊洲. 茶氨酸保健作用研究進(jìn)展[J]. 茶葉通訊, 2018, 45(2): 3-7.
[12] 李金燕, 唐鈺, 楊婷, 等. 茶氨酸抗衰老作用研究[J]. 食品與藥品, 2017, 19(3): 210-213.
[13] 李成艦, 顏瓊嫻, 肖文軍, 等. L-茶氨酸調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2016, 42(6): 663-669, 685.
[14] 譚俊峰, 林智 ,李靚. 茶氨酸復(fù)合制劑增強(qiáng)免疫力的功能研究[J]. 茶葉科學(xué), 2012, 32(3): 224-228.
[15] 帥玉英, 沈宇峰, 黃海娟, 等. 功能性配料L-茶氨酸的生產(chǎn)應(yīng)用與法規(guī)情況簡(jiǎn)介[J]. 中國(guó)食品添加劑, 2013(2): 181-185.
[16] 國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì). 關(guān)于批準(zhǔn)茶葉茶氨酸為新食品原
料等的公告(2014年 第15號(hào))[EB/OL]. (2014-07-18) [2021-02-21].
http://www.nhc.gov.cn/sps/s7890/201407/d388b72707fa4e978bea
6a222b920cbf.shtml.
[17] 朱松, 王洪新. 茶氨酸生理功能及其在食品中應(yīng)用[J]. 糧食與油脂, 2004(1): 44-46.
[18] 呂林, 楊建輝, 呂牧軒. 茶葉對(duì)運(yùn)動(dòng)員生理機(jī)能影響的研究進(jìn)展[J]. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào), 2019, 10(13): 4194-4198.
[19] 白寶豐. 茶氨酸抗運(yùn)動(dòng)性疲勞機(jī)制及應(yīng)用前景的思考[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志, 2011, 17(12): 279-282.
[20] 寧靜, 李健權(quán), 鐘興剛. 茶氨酸的生理功能 制備方法及應(yīng)用[J].茶葉通訊, 2006, 33(4): 8-12, 15.
[21] 王萬緒, 譚蓉, 謝麗娜. 茶制品在日化領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 中國(guó)茶葉加工, 2015(4): 5-10.
[22] 文慧, 魏時(shí)來, 張石蕊, 等. L-茶氨酸對(duì)黃羽肉雞生產(chǎn)性能和免疫功能的影響[J]. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào), 2012, 24(10): 1946-1954.