摘要:
茶氨酸,即N-乙基-γ-谷氨酰胺(theanine,N-ethyl-γ-glutamine),是茶叶特有的一种氨基酸,是绿茶中有效的呈味物质.茶氨酸的含量直接决定茶叶的品质,无论何种等级茶叶,茶氨酸都占茶叶游离氨基酸的50%以上,茶氨酸在干茶叶中含量约为1%~2%.茶氨酸的生理功能主要包括放松作用,降血压作用,抗肿瘤作用,提高学习能力,神经保护作用,抗疲劳作用和免疫作用,还具有改善经期综合症,减轻体重,减少腹腔脂肪含量、血液中性脂肪和胆固醇含量及肝脏胆固醇含量的作用,因而广泛应用于医药、食品等领域.茶氨酸与谷氨酸具有相似的化学结构.和大多数氨基酸一样,茶氨酸也含有手性碳原子,有左旋体和右旋体之分,天然存在的茶氨酸以L型为主.D-茶氨酸作为一种手性原料,在有机合成中也有重要的用途.目前,L-茶氨酸的制备方法主要有提取法、化学合成法和酶法.提取法主要是从低档茶叶、茶末、茶梗以及茶多酚提取工业废料中提取,来源广泛但需要大量的溶剂、步骤烦琐、产量小、成本高.化学合成法多采用谷氨酸为原料,通过保护氨基,活化γ-羧基,再与乙胺反应制备具有保护基团的茶氨酸,再进一步脱去保护基生成茶氨酸或是形成L-吡咯烷酮酸和乙胺反应制备,也有制备酰化D,L-茶氨酸后进行酶法拆分的过程,化学合成的优点是费时少、操作相对简单、可大量合成,但其缺点是提纯不易,且易混杂有毒物质,产品不宜用于食品卫生行业.可以用于合成茶氨酸的酶有两种:茶氨酸合成酶和γ-谷氨酰基转肽酶.但前者制备过程需要能量产物ATP,在进行催化乙胺和谷氨酸合成茶氨酸的同时,需要构建ATP再生系统;而后者虽不需要消耗ATP,却容易产生水解、转肽等多种副反应.D-茶氨酸的制备方法目前尚无报道.因此,开发一种新的、简便的、易于工业化规模制备D-茶氨酸的新方法对于茶氨酸的工业化制备具有重要的意义.本文建立了海因酶法制备光学纯D-茶氨酸的新方法.首先采用氰酸盐和谷氨酸为原料,在碱性条件下进行反应,酸化成环后形成羧乙基海因,进而与乙胺进行侧链衍生,得到酶转化底物N-乙基海因丙酰胺;然后采用D-海因酶催化水解N-乙基海因丙酰胺得到N-氨甲酰-D-茶氨酸,后者经酸水解最终得到D-茶氨酸.考察了温度、pH、底物浓度和二价金属离子对酶转化反应的影响,得到最佳酶转化条件为:温度37 °C,pH 9. 0,底物浓度20 mg·mL-1,添加1mmol·L-1的Co2+.中间产物和终产物经由熔点,1H NMR和HRMS表征。