基本介紹
- 中文名：谷氨酸
- 英文名：glutamic acid
- 別稱：麩氨酸
- 化學式：C5H9NO4
- 分子量：147.13076
- CAS登錄號：56-86-0
- EINECS登錄號：200-293-7
- 熔點：205℃
- 三字母符號：Glu
- 發現者：里索遜
- 發現時間：1856年
實驗結果,主要用途,理化性質,利用價值,食品業,日用品,醫藥行業,下游產品開發,各項指標,技術指標,性能指標,質量標準,藥典增訂,
實驗結果
任何食品的食用都要適量，並非多多益善，過量的食用，自然於健康無益。1987年2月16日至25日，在荷蘭海牙的聯合國糧農組織和世界衛生組織食品添加劑專家聯合委員會第19次會議上，根據對味素各種毒理性實驗的綜合評價結果作出了結論，即味素作為風味增強劑，食用是安全的，宣布取消對味素的食用限量，確認了味素是一種安全可靠的食品添加劑。就營養價值而言，味素是谷氨酸的單鈉鹽，谷氨酸是構成蛋白質的胺基酸之一，是人體和動物的重要營養物質，具有特殊的生理作用。1975年美國營養和食品工藝學詞典記載，在空腹時食用味素25毫克/公斤體重，25-35分鐘後就發生頭痛、出汗、噁心、體軟、口渴、面頰潮紅、腹部疼痛等症狀，但這些症狀一般在數小時之內就會消失，所以在空腹時不要吃味素。谷氨酸及谷氨酸鈉的分解物質中含有很強的變異原物質，如果將植物油與味素混在一起，加熱約20分鐘，變異原物質會進一步增加。因此在烹調時味素不宜在高溫的炒菜過程中添加，而應在烹調終了時加入作調味用。
主要用途
醫學上谷氨酸主要用於治療肝性昏迷，還用於改善兒童智力發育。食品工業上，味素是常用的食品增鮮劑，其主要成分是谷氨酸鈉鹽。過去生產味素主要用小麥麵筋（谷蛋白）水解法進行，現改用微生物發酵法來進行大規模生產。
L-谷氨酸主要用於生產味素、香料,以及用作代鹽劑、營養增補劑和生化試劑等。L-谷氨酸本身可用作藥物,參與腦內蛋白質和糖的代謝,促進氧化過程,該品在體內與氨結合成無毒的谷醯胺,使血氨下降,減輕肝昏迷症狀。
理化性質
谷氨酸，是一種酸性胺基酸。分子內含兩個羧基，化學名稱為α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索遜1856年發現的，為無色晶體，有鮮味，微溶於水，而溶於鹽酸溶液，等電點3.22。大量存在於穀類蛋白質中，動物腦中含量也較多。谷氨酸在生物體內的蛋白質代謝過程中占重要地位，參與動物、植物和微生物中的許多重要化學反應。味素中含少量谷氨酸。·
谷氨酸(2—氨基戊二酸)有左旋體、右旋體和外消旋體。左旋體，即L-谷氨酸。L-谷氨酸是一種鱗片狀或粉末狀晶體，呈微酸性，無毒。微溶於冷水，易溶於熱水，幾乎不溶於乙醚、丙酮及冷醋酸中，也不溶於乙醇和甲醇。在200℃時升華，247℃－249℃分解，密度1.538g/cm3，旋光度+37－+ 38.9(25℃)。L-谷氨酸的用途廣泛，它本身作為藥品，能治療肝昏迷症，也可用來生產味素、食品添加劑、香料和用於生物化學的研究。
谷氨酸的解離常數：pK'1(COOH)為2.19，pK'2(N+H3)為4.25（γ-COOH），pK'3為9.67（NH3+）
利用價值
食品業
胺基酸作為人體生長的重要營養物質，不僅具有特殊的生理作用，而且在食品工業中具有獨特的功能。構成蛋白質的胺基酸主要有20多種。在食品工業中套用較多的胺基酸有谷氨酸、賴氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、蘇氨酸、精氨酸、纈氨酸、色氨酸、丙氨酸等。各種胺基酸都有自己獨特的呈味效應，其中套用較多的有谷氨酸鈉和甘氨酸。
賴氨酸
賴氨酸谷氨酸鈉俗稱味素，是重要的鮮味劑，對香味具有增強作用。谷氨酸鈉廣泛用於食品調味劑，既可單獨使用，又能與其它胺基酸等並用。用於食品內，有增香作用。在食品中濃度為0.2%-0.5%，每人每天允許攝入量(ADl)為0—120微克/千克(以谷氨酸計)。在食品加工中一般用量為0.2—1.5克/公斤。
日用品
谷氨酸為世界上胺基酸產量最大的品種，作為營養藥物可用於皮膚和毛髮。用於生髮劑，能被頭皮吸收，預防脫髮並使頭髮新生，對毛乳頭、毛母細胞有營養功能，並能擴張血管，增強血液循環，有生髮防脫髮功效。用於皮膚，對治療皺紋有療效。
N—醯基谷氨酸鈉系列產品是由谷氨酸縮合而成的性能優良的陰離子表面活性劑，廣泛用於化妝品、香皂、牙膏、香波、泡沫浴液、洗潔淨等產品中。生物表面活性劑N—醯基谷氨酸鈉不同於化學法合成的表面活性劑，它不但性能優良，並且具有良好的生物降解性和安全性，在人體內能分解為胺基酸和脂肪酸而吸收利用。
N—醯基谷氨酸鈉耐硬水，能在鹼性、中性和弱酸條件下使用。這種表面活性劑具有明顯的發展優勢，其新的使用性能包括具有良好的洗淨力和發泡力，對人體無毒無害，無異味，性質柔和無刺激，能穩定酶的活性，是高檔香波和浴液的主要原料，能牢固地吸附在頭髮和皮膚上，增加和保持頭髮的柔軟、蓬鬆、光澤，使皮膚舒適光潔，對毛髮角質損傷有保護和修復作用。
聚谷氨酸是一種出色的環保塑膠，可用於食品包裝、一次性餐具及其它工業用途，可在自然界迅速降解，不污染環境。
隨著科學的進步，研究的深入，谷氨酸新的套用領域將越來越廣。
醫藥行業
下游產品開發
將有一定反應活性的雙功能基試劑氯
谷氨酸的結構中有一個氨基和兩個羧基，在光氣的作用之下，羧基和氨基會形成環狀N—羧酸酐，由於羧基也較為活潑，可能會參與成環反應，因此在成環反應之前，通常用苄醇將羧基進行保護，這樣得到的聚合物的側鏈活性極低，一般需經進一步氫化脫苄或胺解脫苄，才能得到有反應活性的側鏈，我們選用雙功能基試劑氯乙醇作保護基因，在聚合之後可直接得到有反應活性的側鏈，可有效地簡化合成路線。
側鏈酯化過程是一個可逆反應，隨著體系內水含量的不斷增加，反應速度會降低，導致產率不高。在形成谷氨酸苄酯時，採用分子篩脫水，操作大大簡化。新型的聚合胺基酸，含有氨基的藥物或靶向基因，可以方便的接入聚谷氨酸的分子中，形成大分子前藥或靶向大分子載體，接入特異性的基因，可進行特殊的分離或提純，這一聚合物在醫藥領域會有很廣泛的套用前景。
各項指標
技術指標
谷氨酸產酸率（%） ≥13
糖酸轉化率（%） ≥64
谷氨酸收得率（%） >90
谷氨酸中和精製收率（%） ≥120
菌體（乾） 0.12t/t谷氨酸（粗蛋白70%）
結晶硫酸銨 0.6-0.7t/t谷氨酸
腐殖質 0.3-0.4t/t谷氨酸
蒸發冷凝水（COD：mg/L） 600-1000
性能指標
谷氨酸平均收得率（%） 90以上
菌體蛋白（%） 10-12
硫酸銨占谷氨酸產量（%） 65-70
高品位有機肥占谷氨酸產量（%） 10-12
質量標準
項目 優等品 合格品
L-谷氨酸含量，% ≥ 97 95
比旋光度，[α]20D ≥ 31.0 30.0
透光率，% ≥ 40 30
硫酸鹽（SO42—），% ≤ 0.35
藥典增訂
谷氨酸
Gu’ansuan
Glutamic Acid
書頁號：2010年版二部p361
[修訂]
【性狀】
【檢查】其他胺基酸取本品，用0.5mol/L鹽酸溶液溶解並製成每1ml中約含10mg的溶液，作為供試品溶液；精密量取上述溶液適量，用0.5mol/L鹽酸溶液稀釋製成每1ml中約含0.05mg的溶液，作為對照溶液；另取谷氨酸與門冬氨酸對照品各適量，置同一量瓶中，用0.5mol/L鹽酸溶液溶解並製成每1ml中分別含谷氨酸10mg和門冬氨酸0.05mg的溶液，作為系統適用性試驗溶液。照薄層色譜法(附錄 V B)試驗，精密吸取上述3種溶液各5μl，分別點於同一矽膠G薄層板上，以正丁醇-水-冰醋酸（2：1：1）為展開劑，展開，晾乾，噴以茚三酮的丙酮溶液（1→50），在80℃加熱至斑點顯現，立即檢視，系統適用性試驗溶液應顯兩個清晰分離的斑點，供試品溶液如顯雜質斑點，其顏色與對照溶液的主斑點比較，不得更深（0.5%）。
【鑑別】 （1）取本品與谷氨酸對照品各適量，分別用0.5mol/L鹽酸溶液溶解並製成每1ml中約含0.2mg的供試品溶液與對照品溶液。照其他胺基酸項下的色譜條件試驗，供試品溶液所顯主斑點的顏色和位置應與對照品溶液的主斑點相同。
