茶氨酸的合成 _小知识

因为茶叶中茶氨酸的含量只有1%~2%，直接从茶叶中提取制备茶氨酸将带来很大成本，因此，国内外很多学者对合成手段来制备茶氨酸的途径进行了大量研究，并取得了较好进展，那么茶氨酸的合成方法有哪些呢?下面就一起随小编来了解一下吧。
方法一：化学合成法
茶氨酸的合成前体为L-谷氨酸和乙胺之后，采用化学合成方法来制备茶氨酸的研究一直持续不断进行着。茶氨酸化学合成的一般原理，就是用L-谷氨酸供体(主要是酯型L-谷氨酸供体或是乙酰化的L-谷氨酸供体),与乙胺或乙胺供体混合，通过控制反应条件来实现L-谷氨酸与乙胺基结合形成茶氨酸。
最早的方法是以焦谷氨酸途径合成茶氨酸。1942年，以色列人Lichtenstein首次利用乙胺和吡咯烷酮酸(焦谷氨酸)在金属催化剂的作用下反应得到了茶氨酸，同时也开创了化学方法合成茶氨酸的研究。Yamada对工艺进行了改进，先使L-吡咯烷酮酸形成铜盐，再与纯乙胺反应液反应合成茶氨酸，这样达到提高茶氨酸合成反应的收率，但是反应周期比较长，需要7~10天才能完成一个合成周期。李炎等将L-吡咯烷酮酸与无水乙胺直接在惰性气体环境下，在压力为6.0~12.0 MPa，温度为60~100℃下反应合成茶氨酸。郑国斌在在李炎的方法基础上进行了改进，茶氨酸的收率达到20%以上。
通过N-取代的谷氨酸-γ-酯途径合成茶氨酸，即先将谷氨酸-γ-羧基酯化，选择不同的保护基来保护α-氨基，用乙胺氨基置换乙氧基，之后加乙酸去除保护基就可以得到茶氨酸。1964年Furuyama等用CS2，1993年Hirokazu等用氯化三苯甲烷，2000年Setsuko等用苄氧甲酰基来保护谷氨酸的α-氨基分别合成茶氨酸。
还有通过N-取代谷氨酸酸酐法途径合成茶氨酸的方法。该方法先用保护基将谷氨酸的α-氨基保护起来，之后使其分子内脱水形成谷氨酸酐后，直接与乙胺作用生成N-取代茶氨酸，然后再去除保护基得到茶氨酸。焦庆才以L-谷氨酸为原料，采用邻苯二酰基作为保护基，醋酐回流10min，使其分子内脱水生成邻苯二甲酰-L-谷氨酸酐，再在常温、常压下，于2mol/L乙胺水溶液中反应，得到中间产物邻苯二甲酰-L-谷氨酸，再在室温下与0.5mol/L水合肼反应作用48h脱除保护基，可得到L-茶氨酸，收率为61%。
方法二：微生物发酵法
微生物发酵法，即利用微生物中的谷氨酰胺合成酶，模拟茶树体内环境，在ATP提供能量的条件下，将谷氨酸和乙胺催化合成茶氨酸。该方法的优点在于，不需要对α-氨基进行乙胺基化，而且作用的副产物少，便于分离纯化。具体操作是，将含有谷氨酰胺合成酶的微生物菌株，在含有0.9%NaCl的培养基中进行培养，得到大量菌之后，通过提纯谷氨酰胺合成酶或直接将细菌固定化后，作用于乙胺和谷氨酸的混合物中，催化形成茶氨酸。Abelian 和Takashi先后用固定化硝基还原假单孢细菌(IFO12694)细胞或从中提取谷氨酰胺合成酶催化合成茶氨酸。Hideguki等从大肠杆菌(K-12)中提取γ-谷氨酰胺转肽酶来催化谷氨酸和乙胺形成茶氨酸，其转化率达到60%。
利用微生物发酵法合成制备茶氨酸，涉及到谷氨酰胺酶活性的保持及其反应条件的控制，包括反应温度、pH、底物浓度等。这些条件都与转化率、产率及其生产效率密切相关，且技术条件要求高，操作复杂，工业生产难度较大。
方法三：植物细胞培养法
植物细胞培养法，是通过对茶树细胞的离体培养基培养，或茶树愈伤组织细胞培养，对培养条件进行调控，如调节pH、温度、培养液的成分，或是加入L-谷氨酸盐、乙胺和激素，促进茶氨酸合成酶活性的金属离子等，利用细胞中的茶氨酸合成酶来合成茶氨酸，从而达到富集茶氨酸的效果。
以上就是茶氨酸的合成方法有哪些的内容介绍，如需了解更多茶氨酸等小知识，请继续关注食品安全常识栏目吧。
【茶氨酸的合成】