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茶氨酸是日本研究人員在1950年從玉露綠茶中發現的一種氨基酸，能夠散發出綠茶的香味成分。以口香糖、糖果為代表，包括軟飲料和補充劑在內，茶氨酸已被應用到許多食品和飲料產品中。近年來，茶氨酸的抗壓作用和睡眠質量提升效果漸漸受到關注，關于該成分的研究和實驗也進行了多次。
從很久以前開始，喝茶就會給人一種“暖和身心”、“心靈平靜”的感覺。以往的研究表明，L-茶氨酸可以作用于人的大腦，發揮抑制茶咖啡因興奮作用的效果。
眾所周知，茶葉和咖啡中所含的咖啡因具有引起神經興奮和醒腦的作用。而茶葉中的L-茶氨酸被認為可解除咖啡因的興奮作用，已證實在飲用咖啡因時出現的β波（即發生在興奮狀態時的腦電波）會因為L-茶氨酸得到抑制。
已知人類在飲用水時副交感神經會受到刺激，進而產生了放松的效果。但是，在飲水的情況下，放松效果來的快去得也快，在飲用含茶氨酸的水時，放松效果可以持續近1個小時。
有關放松效果的檢測，此處介紹太陽化學公司的綜合研究所和愛知淑德大學得到的研究結果。該研究以8名志愿者為對象，隨機分為含有茶氨酸50mg的水飲用組和茶氨酸200mg的水飲用組。研究結果表明，茶氨酸200mg飲用組中，受試者的頭后部和頭頂部區域出現了α波，在茶氨酸50mg飲用組中，高焦慮域群中α帶域的功率值出現了增大。由此研究可以得出，茶氨酸具有放松效果。
注：α波是人在放松時出現的一種腦電波，由其測量可得茶氨酸的攝入導致α波出現并增加，因而表明茶氨酸具有放松效果。
為了探索茶氨酸的抗壓力作用，靜岡縣立大學藥學部出具了一份研究報告。在面對面飼養條件下，令小鼠攝取含有茶氨酸的飲用水，并未觀察到老鼠老化的加速。因此可知，通過攝取茶氨酸可緩和壓力，進而可以發揮抑制老化加速的效果。
面對面飼養：實驗動物背負壓力的方法之一，就是在老鼠籠子里放入其他的老鼠。這樣一來，入侵者進入了原有老鼠的領地，入侵者的攻擊會造成社會心理壓力，以及直接對身體造成壓力，入侵老鼠作為一個變量，可以為籠子里的老鼠帶來物理壓力。在這份報告中，茶氨酸不僅可以應對壓力，而且可以有效抑制老化。
茶氨酸對于入睡困難和半夜醒來均具有一定效果。有關茶氨酸改善睡眠的效果的研究，太陽化學公司與日本國家精神神經中心精神保健研究所共同發布了研究結果。雖然差異不是特別明顯，在L-茶氨酸條件下表現出更好的入睡經過評估趨勢，雖然作用不甚強烈，但是意味著L-茶氨酸很可能具有促進入睡的作用。從睡眠效率來看，與安慰劑組的93.8％相比，L-茶氨酸條件下則顯著改善為96.6％。這個結果表明L-茶氨酸不僅能夠延長睡眠時間，而且顯示出提升睡眠質量的潛力。
在使用老鼠的基礎研究中，通過向老鼠投予L-茶氨酸，證實老鼠的記憶和學習能力均出現了增加。據推測投予的茶氨酸穿過血腦屏障進入大腦，進而改變了神經遞質多巴胺和血清素的濃度。
隨后為了研究健康受試者的認知和情緒變化，一項研究令參與者攝入100毫克的L-茶氨酸及50毫克的咖啡因來探索發生的作用，發現L-茶氨酸和咖啡因的組合，能夠提高記憶功能和記憶精確度，對于記憶課題可降低引分心導致的注意力不集中。因此認為，L-茶氨酸和咖啡因的組合對于繁重的職務來說具有提高效率的作用。
月經開始的兩周前會出現心理癥狀，如沮喪、焦慮感，身體癥狀如嗜睡、頭痛和手腳冰涼等。這些癥狀被稱為經前期綜合征（PMS）。據調查有80％的女性正經歷PMS的各種癥狀，癥狀深淺因個人年齡而異。
現有研究以自感有PMS癥狀的20?40歲女性為對象，使其每日攝取200毫克的L-茶氨酸，為期兩周，從排卵日開始直至月經來潮日結束，結果表明這些女性的PMS癥狀得到了改善。
更年期障礙指的是女性由于激素平衡被打亂，出現了以下癥狀，一般發病于絕經前后。身體癥狀包括落枕、出汗過多、頭痛等，心理癥狀如沮喪、焦慮和健忘等。定期服用茶氨酸能夠改善這些癥狀。
關于茶氨酸的健康損害和副作用，在日本迄今還沒有相關報道。另外，在口服攝取的短期間里安全性得到了確認。有研究讓受試者1周1次攝入200毫克的L-茶氨酸，試驗為期3個月，得到的報告顯示并未觀察到副作用。然而，日本業界認為，有關對人的安全性的可靠信息目前還尚不充分，需待未來詳細討論后才可知曉。
在中國，茶葉茶氨酸在2014年獲批新食品原料，攝取量規定為≤0.4 克/天，使用范圍不包括嬰幼兒食品。應當指出的是，關于孕婦和哺乳期的安全，目前的可靠信息也不足夠。因此，孕婦和哺乳期最好避免使用。
關于藥物間的相互作用，在與抗高血壓藥一同使用的情況下，有報道指出可以增加該藥的效果。此外，在與咖啡因等興奮劑并用的情況下，也有可能削弱后者的作用。