谷氨酸鈉（英文名稱(chēng)：Monosodium glutamate）又稱(chēng)麩[麩曲]酸鈉、谷氨酸一鈉，俗稱(chēng)味精，學(xué)名為α-氨基戊二酸—鈉，是一種由鈉離子與谷氨酸根離子形成的鹽。化學(xué)式為C5H8NNaO4，摩爾質(zhì)量為169.11g/mol，密度為1.635g/cm3。谷氨酸鈉具有三種光學(xué)異構(gòu)體，分別為L(zhǎng)型、D型和DL型，其中只有L-谷氨酸鈉具有鮮味，故又稱(chēng)L-谷氨酸鈉為味精。谷氨酸鈉分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)不對(duì)稱(chēng)碳原子，具有光學(xué)活性，能使偏振陽(yáng)春面旋轉(zhuǎn)一定角度。
谷氨酸鈉為無(wú)色至白色的柱狀結(jié)晶或白色的結(jié)晶性粉末，無(wú)味，微有甜味或咸味，有特有的鮮味。易溶于水，幾乎不溶于乙醇或乙醚。可以與酸、堿發(fā)生反應(yīng)；在水溶液中長(zhǎng)時(shí)間加熱，可部分脫水生成吡咯烷酮羧酸鈉（通稱(chēng)焦谷氨酸鈉），它在酸或堿的作用下仍可水解成谷氨酸鈉或谷氨酸。谷氨酸鈉的制備方法有水解提取法、化學(xué)合成法和發(fā)酵法。
谷氨酸鈉在食品領(lǐng)域可以用于烹調(diào)食品和食品調(diào)味，能增進(jìn)食品的鮮味和香味。當(dāng)肝功能?chē)?yán)重?fù)p害時(shí)，谷氨酸鈉靜脈滴注后，可減輕肝性腦病癥狀。谷氨酸鈉還參與腦蛋白代謝和糖代謝，促進(jìn)氧化過(guò)程，改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。用于血氨過(guò)多所致的肝性腦病、肝昏迷及其他精神癥狀。
相關(guān)歷史
1866年，德國(guó)化學(xué)家卡爾·海因里希·利奧波德·瑞特豪森從小麥面筋硫酸分解物的酸性氨基酸中最先單離出谷氨酸。1872年，Dittmer推出谷氨酸的結(jié)構(gòu)。1890年，烏爾夫利用4-戊酸合成消旋谷氨酸。1908年，日本池田菊苗教授注意到日本木魚(yú)和海帶的魚(yú)湯均具有一種特別的滋味（該味道當(dāng)時(shí)未被科學(xué)描述且與甜味、咸味、酸味和苦味截然不同），隨后采用水提取和結(jié)晶的方法，從海帶中分離出谷氨酸，制成一種新型的調(diào)味品，并將其味道命名為Umami（鮮味）。1923年吳蘊(yùn)初創(chuàng)辦了中國(guó)第一家國(guó)產(chǎn)味精廠(chǎng)——“天廚味精”廠(chǎng)。
應(yīng)用領(lǐng)域
食品領(lǐng)域
谷氨酸鈉可以用于烹調(diào)食品和食品調(diào)味，能增進(jìn)食品的鮮味和香味。添加于竹筍、蘑菇等罐頭中，能防止內(nèi)容物產(chǎn)生白色沉淀，對(duì)改善色、香味、形均有一定作用。用于酸性食物時(shí)，在烹調(diào)加熱條件下可能生成味力較低的焦谷氨酸，故可以在食用前加入。谷氨酸鈉作為鮮味劑也可以添加于飼料中。
鮮味原理
人的味覺(jué)器官當(dāng)中，有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的氨基酸受體。谷氨酸鈉是一種氨基酸鹽，當(dāng)它被人食用時(shí)，會(huì)刺激位于舌部味蕾上的氨基酸受體，這樣人們就可以感到可口的鮮味。很多人愛(ài)吃肉食，因?yàn)槿庵懈缓?a href="/hebeideji/7281913345978214153.html">谷氨酸，味道較重，而蔬菜就比較素淡。因此炒菜時(shí)，稍放味精，其中的谷氨酸鈉可使蔬菜味道更鮮。
醫(yī)藥領(lǐng)域
當(dāng)肝功能?chē)?yán)重?fù)p害時(shí)，體內(nèi)氨代謝素亂，導(dǎo)致肝性腦病。谷氨酸鈉靜脈滴注后，能與血中過(guò)多的氨結(jié)合成無(wú)毒的谷氨胺，后者在腎臟經(jīng)谷胺酰胺酶作用將氨解離，由尿排出，因此可減輕肝昏迷癥狀。谷氨酸鈉還參與腦蛋白代謝和糖代謝，促進(jìn)氧化過(guò)程，改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。用于血氨過(guò)多所致的肝性腦病、肝昏迷及其他精神癥狀。
人體代謝
谷氨酸鈉被食用后，經(jīng)胃酸作用轉(zhuǎn)化為谷氨酸，被消化吸收構(gòu)成蛋白質(zhì)，并參與體內(nèi)其他代謝過(guò)程，有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。它雖是一種非必需的氨基酸，但在脫氨基、轉(zhuǎn)氨基、脫羧、解氨等反應(yīng)中起著重要作用。谷氨酸對(duì)大腦皮質(zhì)和中樞神經(jīng)有益。谷氨酸食用后有96％在體內(nèi)被吸收。
自然來(lái)源
谷氨酸鹽在自然界是普遍存在的。多種食品以及人體內(nèi)都含有谷氨酸鹽，它既是蛋白質(zhì)或肽的結(jié)構(gòu)氨基酸之一，又是游離氨基酸。結(jié)合型谷氨酸鹽不具有L-型游離谷氨酸鹽的美味。結(jié)合谷氨酸鹽在富含蛋白質(zhì)如牛奶、乳酪和肉類(lèi)的食品中含量較高，在發(fā)酵的大豆制品、酵母提取物、某些尖奶酪，以及發(fā)酵或水解蛋白質(zhì)產(chǎn)品（如醬油或豆醬）中也有存在。此外如蘑菇，番茄和豌豆一類(lèi)蔬菜也有相當(dāng)高的游離谷氨酸鹽存在。
結(jié)構(gòu)
由于谷氨酸鈉分子內(nèi)含有不對(duì)稱(chēng)碳，故具有旋光性。分為L(zhǎng)型、D型和DL型三種光學(xué)異構(gòu)。
由L-型谷氨酸鈉和D-型谷氨酸鈉各50%組成的谷氨酸鈉為外消旋的DL-谷氨酸鈉。以上三種光學(xué)異構(gòu)體，只有L-谷氨酸鈉具有鮮味。
谷氨酸鈉的鮮味和化學(xué)結(jié)構(gòu)
L-谷氨酸鈉有很濃的鮮味，其鮮味的強(qiáng)度與pH值有關(guān)。中性時(shí)鮮味最強(qiáng)，酸性或堿性鮮味均降低。其鮮味的產(chǎn)生是由于α-NH3+與γ-COO-兩個(gè)基因的靜電吸引，形成五元環(huán)狀的結(jié)構(gòu)。谷氨酸鈉的氨基乙酰化，羧基的化，α-氫的甲基化都會(huì)使鮮味消失。β位一個(gè)氫被羥基置換時(shí)，蘇式結(jié)構(gòu)（threo-，鄰近不對(duì)稱(chēng)中心有交替構(gòu)型）的鮮味增強(qiáng)，而赤式結(jié)構(gòu)（erythro-，鄰近的不對(duì)稱(chēng)中心具有相同構(gòu)型）的鮮味消失。另外γ-羧基若以-SO3H取代則鮮味增強(qiáng)。這些事實(shí)說(shuō)明，凡對(duì)五元環(huán)平面結(jié)構(gòu)形成有障礙，則無(wú)鮮味，如D-谷氨酸鈉，α-甲基L-谷氨酸鈉，赤式β-羥基-L-谷氨酸鈉，反之亦然。在酸性氨基酸中，羧基成為COOH，在堿性氨基酸中，氨基成為NH2，因此氨基與羧基間的靜電吸引減少，因而鮮昧也就消失。從下面的L-谷氨酸鈉及其衍生物的立體結(jié)構(gòu)可以看出立體障礙對(duì)鮮味的影響。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì)
谷氨酸鈉為無(wú)色至白色的柱狀結(jié)晶或白色的結(jié)晶性粉末，無(wú)味，微有甜味或咸味，有特有的鮮味。易溶于水，幾乎不溶于乙醇或乙醚。摩爾質(zhì)量為169.11g/摩爾，密度為1.635g/cm3，沸點(diǎn)為225℃，熔點(diǎn)為195℃。
水合物
一水谷氨酸鈉在150℃時(shí)會(huì)失去結(jié)晶水，270℃時(shí)分解。
化學(xué)性質(zhì)
與酸反應(yīng)
谷氨酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成谷氨酸或谷氨酸鹽酸鹽，化學(xué)方程式為HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COONa+HCl=HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH+NaCl。
與堿反應(yīng)
谷氨酸鈉在強(qiáng)堿的作用下可生成谷氨酸二鈉鹽，但加酸后仍可生成谷氨酸鈉。
其他
谷氨酸鈉在水溶液中長(zhǎng)時(shí)間加熱，可部分脫水生成吡咯烷酮羧酸鈉（通稱(chēng)焦谷氨酸鈉），它在酸或堿的作用下仍可水解成谷氨酸鈉或谷氨酸。
制備方法
谷氨酸鈉的制備方法有三種，即水解提取法、化學(xué)合成法和發(fā)酵法，除了用化學(xué)合成法得到的谷氨酸鈉為外消旋DL-谷氨酸鈉外，用發(fā)酵法、水解提取法獲得的谷氨酸鈉均為L(zhǎng)-谷氨酸鈉。
水解提取法
植物蛋白質(zhì)水解法
以面筋或豆粕等植物蛋白為原料，加酸水解，使蛋白質(zhì)水解成多種氨基酸，經(jīng)單離出谷氨酸，再制成谷氨酸鈉。此法是生產(chǎn)谷氨酸鈉的傳統(tǒng)工藝。
甜菜糖蜜提取法
甜菜中的谷氨酸一般以谷氨酰胺的形式存在，在制糖過(guò)程中，用生石灰處理時(shí)轉(zhuǎn)化為焦谷氨酸。因此，存在于糖蜜中的焦谷氨酸被堿水解后可轉(zhuǎn)化為谷氨酸。
此法歷史上是從糖蜜回收蔗糖后的廢蜜中提取，由于從甜菜糖蜜回收不經(jīng)濟(jì)而停止。此法收率低，谷氨酸鈉得量?jī)H為糖蜜的2%~3%。
化學(xué)合成法????
以丙烯腈為例，丙烯經(jīng)化、氨化、水解等工藝合成DL-谷氨酸，再經(jīng)手性拆分，生產(chǎn)L-谷氨酸鈉和D-谷氨酸鈉。經(jīng)化學(xué)合成法所制得的DL-谷氨酸經(jīng)分割后可以生產(chǎn)L-谷氨酸鈉和D-谷氨酸鈉。
發(fā)酵法
以薯類(lèi)、玉蜀黍?qū)?/a>、椰子等淀粉的水解糖等作為碳源，以銨鹽、尿素等為氮源，在無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、維生素等存在的情況下，加入谷氨酸菌，在大型發(fā)酵罐中通氣攪拌發(fā)酵，發(fā)酵溫度為30℃~34℃，pH值為6.5~8.0，經(jīng)30h~40h發(fā)酵后，除去細(xì)菌，將發(fā)酵液中的谷氨酸提取出來(lái)，用氫氧化鈉或碳酸鈉中和，經(jīng)脫色除去鐵、濃縮結(jié)晶、干燥后即得谷氨酸鈉。
安全爭(zhēng)議
谷氨酸鈉被食用后，受胃酸作用會(huì)轉(zhuǎn)化為谷氨酸。在1987年以前世界各國(guó)對(duì)谷氨酸是否有不良反應(yīng)曾長(zhǎng)期進(jìn)行過(guò)爭(zhēng)論。如菜肴烹中大量使用味精，食后會(huì)導(dǎo)致過(guò)敏反應(yīng)；還有人認(rèn)為味精會(huì)影響大腦發(fā)育，但也有人認(rèn)為味精能增強(qiáng)幼兒腦部發(fā)育，其說(shuō)不一。世界各國(guó)對(duì)谷氨酸鈉的安全問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究。1988年，F(xiàn)AO/WHO聯(lián)合食品添加劑專(zhuān)家委員會(huì)第19次會(huì)議上對(duì)谷氨酸鈉的安全性作了肯定，宣布取消對(duì)谷氨酸鈉的食用限量，再次確認(rèn)谷氨酸鈉是一種安全可靠的食品添加劑，會(huì)議決議取消了對(duì)未滿(mǎn)12周的嬰兒谷氨酸鈉的限制。
相關(guān)法規(guī)
自1959年起，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局、世界衛(wèi)生組織等組織機(jī)構(gòu)都相繼已經(jīng)確認(rèn)，味精是一種安全的食品添加劑，將它的每日允許攝入量定為“無(wú)需規(guī)定”。食品添加劑法規(guī)委員會(huì)19屆會(huì)議對(duì)該委員會(huì)1973年確立的味精ADI量：120mg/kg體重，即每50kg體重的人，每天允許食用6g這一規(guī)定作了重大修改。但保留了12周以下（3個(gè)月內(nèi)）嬰兒要慎用的意見(jiàn)；委員會(huì)同意進(jìn)一步對(duì)大劑量的急性反應(yīng)做試驗(yàn)。但會(huì)議指出，今后不再有任何需要對(duì)味精的每日攝入量作評(píng)價(jià)。最終，在1991年，歐盟食品科學(xué)委員會(huì)在綜合考慮了味精的各種不良反應(yīng)（其中也包括“中餐館綜合征”）后，也將谷氨酸鈉的每日允許攝入量定為“無(wú)需規(guī)定”，他們得出結(jié)論：那些食用谷氨酸鹽后有不良反應(yīng)的人，在食用不含谷氨酸鹽的食品時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生相同的反應(yīng)。“中餐館綜合征”的謠言終于告破。
健康危害
味精的其他不安全性主要是集中在對(duì)神經(jīng)及腦組織的損傷方面。高濃度的谷氨酸鈉是在谷氨酸鈉的攝取量大于或等于4mg/g體重，也就是說(shuō)一個(gè)正常的70kg重的人，如果一次食用大于250g的味精才會(huì)有神經(jīng)或腦的損傷。另外，對(duì)于體質(zhì)敏感的人，味精食用過(guò)量后會(huì)出現(xiàn)口干、血壓升高、心臟病、神經(jīng)恍惚等癥狀，主要是由于谷氨酸鈉中的鈉成分，由于鈉成分激發(fā)其咸的味覺(jué)，過(guò)量食用使人產(chǎn)生口干的感覺(jué)。另外鈉過(guò)量還可造成體內(nèi)水留，導(dǎo)致血容量增加，血壓升高，加重心、腎負(fù)擔(dān)；對(duì)于兒童，會(huì)導(dǎo)致生成的δ-氨基丁酸一直影響人體生長(zhǎng)發(fā)育和調(diào)節(jié)血鈣、血磷吸收的甲狀腺激素和甲狀旁腺激素，從而阻礙人體的骨骼生長(zhǎng)和發(fā)育。
急性毒性
小白鼠口服MSG，其LD50為16200mg/kg；而食鹽為5250mg/kg；根據(jù)毒性分級(jí)>15000mg/kg，即為絕對(duì)無(wú)毒。
大白鼠口服LD50為19900mg/kg。
大白鼠口服L-Glu，LD50為30000mg/kg以上。
參考資料 >
Sodium L-glutamate | C5H8NNaO4 - PubChem.PubChem.2023-03-08