谷氨酸鈉

谷氨酸鈉（英文名稱：Monosodium glutamate）又稱麩酸鈉、味精，俗稱味精，叫α-氨基戊二酸—鈉是鈉離子和谷氨酸離子形成的鹽。化學(xué)式為C5H8NNaO4，摩爾質(zhì)量為169.11g/摩爾，密度為1.635g/cm3。谷氨酸鈉有三種光學(xué)異構(gòu)體，都是L型、d型和DL型，其中只有l(wèi)-谷氨酸鈉很好吃，所以也叫l(wèi)-谷氨酸鈉為味精。

谷氨酸鈉為無色至白色柱狀晶體或白色結(jié)晶粉末，無味，微甜或微咸，有獨特風(fēng)味。溶于水，幾乎不溶于乙醇或乙醚。可以與酸、堿發(fā)生反應(yīng)；在水溶液中長時間加熱，可部分脫水生成焦谷氨酸鈉，在酸或堿的作用下仍可水解成谷氨酸鈉或谷氨酸。谷氨酸鈉可以通過水解和萃取來制備、化學(xué)合成法和發(fā)酵法。

谷氨酸鈉在食品領(lǐng)域可用于烹飪食品和調(diào)味食品，能改善食品的鮮味和香味。當(dāng)肝功能嚴(yán)重受損時，靜脈滴注谷氨酸鈉可減輕肝昏迷癥狀。谷氨酸鈉還參與大腦蛋白質(zhì)代謝和葡萄糖代謝，促進氧化過程，改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能。用于高氨血癥引起的肝性腦病、肝昏迷和其他精神癥狀。

谷氨酸在自然界中無處不在。許多食物和人體中都含有谷氨酸，谷氨酸不僅是蛋白質(zhì)或肽的結(jié)構(gòu)氨基酸之一，也是一種游離氨基酸。結(jié)合谷氨酸鹽沒有l(wèi)-I型游離谷氨酸鹽的美味。牛奶等富含蛋白質(zhì)的食物中結(jié)合谷氨酸鹽、奶酪和肉的含量很高。此外，蘑菇西紅柿和豌豆等蔬菜也含有相當(dāng)高水平的游離谷氨酸。

谷氨酸鈉具有旋光性，因為它的分子中含有不對稱碳原子。分為L型、d型和DL型光學(xué)異構(gòu)。由L-型谷氨酸鈉和D-谷氨酸鈉各50份%谷氨酸鈉是外消旋DL-谷氨酸鈉。上述三種光學(xué)異構(gòu)體中，只有l(wèi)-谷氨酸鈉有一種微妙的味道。

鮮味和化學(xué)結(jié)構(gòu)：L-谷氨酸鈉具有強烈的鮮味，其鮮味強度與pH值有關(guān)。中性時鮮味最濃，酸性或堿性鮮味減少。它的鮮味是由于α-NH3+與γ-COO-兩個基因的靜電吸引形成五元環(huán)結(jié)構(gòu)。谷氨酸鈉氨乙酰化，羧基酯化，α-氫的甲基化會讓鮮味消失。當(dāng)β位的氫被羥基取代時，蘇聯(lián)結(jié)構(gòu)（threo-與具有交替構(gòu)型的不對稱中心相鄰）鮮味增強，而紅色結(jié)構(gòu)（erythro-相鄰的不對稱中心具有相同的構(gòu)型）的鮮味消失。另外γ-羧基若以-SO3H取代增強了鮮味。這些事實說明，如果形成五元環(huán)平面結(jié)構(gòu)有障礙，就沒有鮮味，比如d-谷氨酸鈉，α-甲基-L-谷氨酸鈉，紅細胞β-羥基-L-谷氨酸鈉，反之亦然。在酸性氨基酸中，羧基變成COOH，在堿性氨基酸中，氨基變成NH2，因此氨基和羧基之間的靜電引力減小，從而模糊性消失。從下面的L-谷氨酸鈉及其衍生物的三維結(jié)構(gòu)可以顯示三維障礙對鮮味的影響

物理性質(zhì)

谷氨酸鈉為無色至白色柱狀晶體或白色結(jié)晶粉末，無味，微甜或微咸，有獨特風(fēng)味。溶于水，幾乎不溶于乙醇或乙醚。摩爾質(zhì)量是169.11g/摩爾，密度為1.635g/Cm3，沸點225℃，熔點195℃。

水合物：谷氨酸鈉一水合物會在150℃失去結(jié)晶水，在270℃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。

與堿反應(yīng)：谷氨酸鈉在強堿作用下可生成谷氨酸二鈉，但加酸后仍可生成谷氨酸鈉。

其他：谷氨酸鈉在水溶液中長時間加熱可部分脫水生成吡咯烷酮羧酸鈉（通稱焦谷氨酸鈉）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三種，即水解萃取法、化學(xué)合成和發(fā)酵，除了化學(xué)合成得到的谷氨酸鈉是外消旋DL-除了谷氨酸鈉，還使用了發(fā)酵、水解提取法得到的谷氨酸鈉為l-谷氨酸鈉。

植物蛋白質(zhì)水解：以谷朊粉或豆粕等植物蛋白為原料，通過加酸將蛋白質(zhì)水解成各種氨基酸，然后分離出谷氨酸，再制成谷氨酸鈉。這種方法是生產(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，在制糖過程中用石灰處理時轉(zhuǎn)化為焦谷氨酸。因此，糖蜜中的焦谷氨酸經(jīng)堿水解后可轉(zhuǎn)化為谷氨酸。歷史上，這種方法是從糖蜜中回收蔗糖后的廢蜂蜜中提取的，但由于回收甜菜糖蜜不經(jīng)濟而停止了。這種方法收率低，谷氨酸鈉的收率僅為糖蜜的2%~3%

化學(xué)合成法：以丙烯腈為例，丙烯腈是羰基化的、氰氨化、水解和其他方法合成DL-谷氨酸，然后手動拆分，產(chǎn)生l-谷氨酸鈉和D-谷氨酸鈉。化學(xué)合成法制備DL-谷氨酸經(jīng)過分段可以產(chǎn)生L-谷氨酸鈉和D-谷氨酸鈉。

發(fā)酵法：以薯類、玉米、以椰子樹等淀粉的水解糖為碳源，銨鹽為碳源、無機鹽中作為氮源的尿素、在維生素的存在下，加入谷氨酸菌，在通氣攪拌的大發(fā)酵罐中進行發(fā)酵，發(fā)酵溫度30℃~34℃，pH值6.5~8.0，發(fā)酵30h~40h后，除菌，提取發(fā)酵液中的谷氨酸，用氫氧化鈉或碳酸鈉中和，脫色除鐵、濃縮結(jié)晶、干燥得到谷氨酸鈉。

谷氨酸鈉

食用后，谷氨酸鈉會被胃酸轉(zhuǎn)化為谷氨酸。1987年以前，世界各國對谷氨酸是否有不良反應(yīng)進行了長期爭論。烹飪中如果大量使用味精，食用后會引起過敏反應(yīng)；有人認為味精會影響大腦發(fā)育，但也有人認為味精可以增強幼兒的大腦發(fā)育，意見不一。世界上很多國家對谷氨酸鈉的安全性做了大量的研究。In 1988, FAO/在世衛(wèi)組織食品添加劑聯(lián)合專家委員會第19次會議上，谷氨酸鈉的安全性得到肯定，谷氨酸鈉膳食限量被取消，再次確認谷氨酸鈉是一種安全可靠的食品添加劑，會議決議取消12周以下嬰兒谷氨酸鈉限量。

味精的其他不安全性主要集中在對神經(jīng)和腦組織的損害。高濃度谷氨酸鈉是指谷氨酸鈉的攝入量大于或等于4毫克時/g體重，也就是說，一個體重70kg的正常人，一次吃味精超過250g，就會出現(xiàn)神經(jīng)或大腦損傷。另外，對于體質(zhì)敏感的人來說，過量食用味精后會出現(xiàn)口干、血壓升高、心臟病、神經(jīng)恍惚等癥狀主要是因為谷氨酸鈉中的鈉成分刺激了其咸味過量食用會讓人感覺干燥。此外，過量的鈉還會導(dǎo)致體內(nèi)水分潴留，導(dǎo)致血容量增加血壓升高和心臟病加重、腎負擔(dān)；對于孩子來說，會導(dǎo)致δ的產(chǎn)生-氨基丁酸一直影響人體生長發(fā)育，調(diào)節(jié)血鈣、血磷吸收甲狀腺激素和甲狀旁腺激素，阻礙人體骨骼的生長發(fā)育。

小鼠口服味精，其LD50為16200毫克/kg；鹽是5250毫克/kg；根據(jù)毒性分級，15000mg/Kg，絕對無毒。

大鼠口服LD50為19900毫克/kg。

大白鼠口服L-LD50 Gru is 30,000 mg/kg以上。

食品領(lǐng)域：谷氨酸鈉可用于烹飪食品和調(diào)味食品，可改善食品的鮮味和香味。添加于竹筍、蘑菇罐頭等，可防止內(nèi)容物產(chǎn)生白色沉淀，有利于改善顏色、香味、形均有一定作用。用于酸性食品時，在蒸煮加熱的條件下可能會產(chǎn)生低味道的焦谷氨酸，所以可以在食用前添加。谷氨酸鈉也可以作為調(diào)味劑添加到飼料中。

鮮味原理：人的味覺器官中有一種特殊的氨基酸受體。谷氨酸鈉是一種氨基酸鹽當(dāng)它被人食用時，會刺激舌頭味蕾上的氨基酸受體，使人感受到鮮美的味道。很多人喜歡吃肉，因為肉富含谷氨酸，口味比較重，而蔬菜比較清淡。所以炒菜的時候稍微放點味精，其中的谷氨酸鈉可以讓蔬菜吃起來更鮮。

醫(yī)藥領(lǐng)域：當(dāng)肝功能嚴(yán)重損害時，體內(nèi)氨代謝素亂，導(dǎo)致肝昏迷。谷氨酸鈉靜脈滴注后，能與血中過多的氨結(jié)合成無毒的谷氨酰胺，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，促進氧化過程，改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。用于血氨過多所致的肝性腦病、肝昏迷及其他精神癥狀。

自1959年起，美國食品藥品監(jiān)督管理局、世界衛(wèi)生組織等組織機構(gòu)都相繼已經(jīng)確認，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“無需規(guī)定”。食品添加劑法規(guī)委員會19屆會議對該委員會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個月內(nèi)）嬰兒要慎用的意見；委員會同意進一步對大劑量的急性反應(yīng)做試驗。但會議指出，今后不再有任何需要對味精的每日攝入量作評價。最終，在1991年，歐盟食品科學(xué)委員會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，也會產(chǎn)生相同的反應(yīng)。“中餐館綜合征”的謠言終于告破。?