新食品原料之“茶氨酸”

一泓清可沁诗脾，鲜爽茶感缘何来。优质的绿茶会有一种“鲜爽”的风味，喝茶的人对茶叶的鲜爽感应该不会陌生。那么，究竟是哪类成分物质让人有如此沁人心脾的感觉呢？

不同品种茶叶泡出来的茶口感会有差异，例如绿茶的清香爽口、红茶的醇厚浓烈、黑茶的陈味香醇。导致不同品种的茶口味差异的主要原因是各类茶叶中的主要成分含量有所不同，茶叶的成分中主要包括有水、蛋白质、氨基酸、咖啡因、多元酚类、碳水化合物、脂质、矿物质、植物色素、维生素、挥发性成分、有机酸等。各成分含量多少与茶的口感息息相关，如:
鲜味：主要成分为氨基酸，鲜中带甜，细嫩的茶叶中含量高。
涩味：主要成分为多酚类物质。
甜味：主要成分为可溶性糖及部分氨基酸。
苦味：主要成分为咖啡碱、花青素、茶叶皂素。

了解茶氨酸

上面我们讲到茶叶中各成分与茶口感的关系，原来茶的鲜爽感主要是因为茶叶中的氨基酸。氨基酸有很多种，绿茶中的鲜爽口感主要是一种叫“茶氨酸”的成分在发挥重要作用。茶氨酸是茶叶中特有的游离氨基酸，纯的茶氨酸为白色针状体，易溶于水，具有甜味和鲜爽味，是茶叶滋味的组分。茶氨酸在化学构造上与脑内活性物质谷酰胺、谷氨酸相似，是茶叶中生津润甜的主要成份。茶氨酸含量因茶的品种、部位而变动，干茶中茶氨酸含量约为新茶的1~2%左右，其含量随发酵过程减少，这就是为什么陈茶或者发酵茶的口感更偏醇厚浓烈，而绿茶的口感更清新鲜爽。

1950 年，日本学者酒户弥二郎从绿茶中分离出了产生这种风味的主要物质——一种非蛋白质氨基酸，命名为茶氨酸。茶中的茶氨酸是左旋的，按照命名法记为“L-茶氨酸”。此后的研究发现，茶氨酸不仅为茶带来鲜爽风味，它本身还具有许多生理功能。比如它能突破血脑屏障直接影响大脑活动，从而对人的情绪产生影响。有研究表明茶氨酸对大脑各部位单胺类代谢影响时发现，茶氨酸可以促进脑中枢多巴胺释放，提高脑内多巴胺生理活性。多巴胺是一种活化脑神经细胞的中枢神经递质，其生理活性与人的情感状态密切相关。尽管人们对茶氨酸在大脑中枢神经系统的作用机制并不是十分清楚，但茶氨酸对精神和情感的影响无疑有部分是来自于对中枢神经递质多巴胺生理活性的作用，当然饮茶抗疲劳作用也被认为在一定程度上可能来自这一效果。

什么样的茶富含茶氨酸？

作为饮料，“好茶”的根本标准还得是“好喝”，而茶氨酸以及游离氨基酸的含量与茶的风味呈正相关，也就是说茶氨酸和游离氨基酸含量高的茶，往往会更好喝。

茶氨酸的合成跟茶树的光合作用、生长环境温度密切相关。如果光照不足、或者温度较低，那么茶氨酸的分解就会受到抑制，茶的芽和叶中就会积累比较多茶氨酸。春天茶叶发育期间温度较低，所以茶氨酸的分解以及儿茶素的合成受到抑制。这样春茶中茶氨酸含量高而茶多酚含量相对低。而夏茶和秋茶生长采摘时温度较高，光合作用旺盛，相对而言茶氨酸含量低而茶多酚含量高，口感也就与春茶不同。

茶叶中的茶氨酸含量一般为1%~4%左右，富含茶氨酸的茶叶主要有三类。

第一类来自于品种优势，例如安吉白茶和福鼎白茶，都有明显的品种优势。安吉白茶的游离氨基酸含量测定显示最高可达8%，说明其富含茶氨酸。

第二类来自于环境优势，比如高山茶中的庐山云雾茶、阿里山乌龙茶、杉林溪乌龙茶、奇莱山乌龙茶都具有“高茶氨酸”的特征。高山茶在生长的过程中经常处于云雾中，阳光受到较多遮挡，且高海拔区域的气温低于低海拔的区域，这类茶中的茶氨酸含量也就相对较高。

第三类来自于工艺优势，日本人常用遮荫的方法来提高茶叶中茶氨酸的含量，以增进茶叶的鲜爽味。日本抹茶在生产时采用人工遮阴的方法，目的就是减弱茶叶生长过程光合作用而使得茶氨酸含量大大提升。当年酒户弥二郎分离茶氨酸，用的玉露茶就是通过人工干预茶叶生长过程中的光合作用而得来的。

怎样才能得到可以作为“食品原料”的茶氨酸呢？

不管是作为食品添加剂、膳食补充剂，还是食品原料，都需要相对纯度较高的茶氨酸。中国批准作为新食品原料的茶氨酸对纯度的要求为≥20%。这大大高于茶中茶氨酸的含量——也就是说，把茶氨酸分离提纯，是它实现这些用途的前提。目前，可采用的分离方法有：沉淀法、离子交换树脂法、膜分离法、化学合成法、生物发酵法、酶转化法以及植物细胞培养法等。

前面说到茶氨酸易溶于水，那是不是只需要用水浸泡就可以提取出来呢？事情并没那么简单。茶氨酸溶于水的同时，茶多酚、咖啡因等各种其它成分同样会溶于水中。要分离出高纯度的茶氨酸，还需要除去其它我们不想要的成分。目前，工业上可采用的分离方法有三种：沉淀法、离子交换树脂法和膜分离法。

沉淀法：是最传统的提取方法，就是通过改变提取时的温度、酸碱环境把混合物中的一种或几种成分充分地沉淀下来再进行过滤去除，从而把我们期望留下的茶氨酸和其他成分进行分离。这种手段优点是操作简单，缺点是流程比较长，步骤较多，在提取的过程中容易引人其他的有害物质。

离子交换树脂法：大致原理是通过离子交换树脂，把茶氨酸吸附到树脂上，而让其他成分流过。再用溶液把茶氨酸从树脂上“洗脱”下来，就得到了茶氨酸含量大大提高的“粗品”。当然这类粗品可能含有的有害物质残留还比较多，所以需要再纯化之后得到高含量和安全性兼顾的茶氨酸成品。此方法的优点是提取的茶氨酸纯度高，缺点是成本相对传统提纯方法高。

膜分离法：是现代天然产物分离中的新兴技术，在生产加工饮用水领域应用广泛，原理就是利用通过半透膜孔径把不想要的有害物质过滤掉。选择合适的过滤膜孔径是关键，可以把分子比茶氨酸大的和小的成分都去除，而只留下茶氨酸和分子大小与它接近的成分。膜分离法的优势在于不引入其他的物质，劣势是与目标分子大小相当的物质很难去除，单纯利用此方法提纯也很难获得高纯度的产品，而且此方法目前很难实现量产提纯茶氨酸。

除此之外，生产茶氨酸还有化学合成法、微生物发酵法、细胞培养法，但是这些方法都各有其优势和局限性。

茶叶中的茶氨酸含量本来就不高，受技术限制，目前要量产茶氨酸就会面临提取成本高的问题，再加上如果从茶叶中只是提取茶氨酸的话，经济效益就很低。春季茶树鲜叶茶多酚含量较高，做出的优质春茶往往能卖出更好的价格，也就不会用来提取茶氨酸了。不过，茶中有经济价值的成分并不止茶氨酸，比如茶多酚、咖啡因含量高，也更有提取价值。可以在提取茶多酚时产生的废液中合理利用其中含有的茶氨酸，作为一举多得的附加值产品，由此得到的茶氨酸的成本自然就跟着降低了。

茶氨酸的安全性及法规管控

有科研人员对茶氨酸进行安全性实验，结果表明茶氨酸的大鼠急性毒性在5g/kg以上。他们对大鼠每天服用2g/kg茶氨酸在连续28天的亚急性毒性实验中没有观察到任何毒性反应。此外，在突然变异的实验中也没有发现茶氨酸的任何诱变作用。

在日本，对茶氨酸的摄入量没有限制。1964年，日本批准了L-茶氨酸作为食品添加剂使用。而美国FDA也在1985年给予了L-茶氨酸GRAS的分类，意味着可以根据需要用于各种食品中。中国在2014年7月18日，原国家卫计委批准了它作为新食品原料。原国家卫计委关于批准茶叶茶氨酸作为新食品原料的公告（2014年第15号）做了如下规定：

（1）必须以茶叶为原料，经提取、过滤、浓缩等工艺制成；----这意味着化学合成法和生物发酵法制成的茶氨酸不能用作新食品原料；

（2）每日食用量≤0.4 克/天；

（3）对产品质量的要求，性状为黄色粉末、茶氨酸含量≥20g/100g、水分≤8g/100g，也就是作为新食品原料的茶氨酸含量(纯度)必须≥20g/100g；

（4）使用范围不包括婴幼儿食品，卫生安全指标应符合国家相关标准规定。

我国现行有效的茶氨酸产品标准《QB/T 4263-2011 L-茶氨酸》中对采用生物发酵法、酶法转化或提取精制而得的L-茶氨酸的感官、理化、含量、重金属、微生物等十几个指标制定了限量要求。茶氨酸相关指标的检测方法有《QB/T 4263-2011 L-茶氨酸》中的附录B和《GB/T 23193-2017 茶叶中茶氨酸的测定高效液相色谱法》。

茶氨酸在食品加工中的应用

茶氨酸在日本、美国可作为食品添加剂，目前在我国可用作新食品原料使用（需要注意每日食用量和适宜人群）。茶氨酸具有优良的加工特性和稳定性，可以广泛应用于各类点心、糖果及果冻、饮料、口香糖等食品中。总的来说，茶氨酸主要应用在如下领域：

1）作为茶饮料的品质改良剂，在茶饮料生产过程中添加一定量的茶氨酸，能明显改善茶饮料的品质和风味；

2）作为改善食品风味的原料，研究表明，茶氨酸可改善咖啡、可可、果蔬饮料、啤酒等的苦味，减轻葡萄酒的涩味，因此，可作为这些食品的风味改良剂。

茶氨酸在常规的食品加工条件下(如杀菌、pH和加热等)比较稳定，应用范围广。目前日本已开发出添加茶氨酸的巧克力、果冻、布丁、口香糖、保健茶和各种清凉饮料。茶氨酸功能作用这么好，但在食品生产加工过程中同样要注意茶氨酸原料是否达到食品级要求以及其他安全指标是否达标国家管控要求。