谷氨酸钠
谷氨酸钠（英文名称：Monosodium glutamate）又称酸钠、谷氨酸一钠，俗称味精，学名为α-氨基戊二酸—钠，是一种由钠离子与谷氨酸根离子形成的盐。化学式为C5H8NNaO4，摩尔质量为169.11g/mol，密度为1.635g/cm3。谷氨酸钠具有三种光学异构体，分别为L型、D型和DL型，其中只有L-谷氨酸钠具有鲜味，故又称L-谷氨酸钠为味精。
谷氨酸钠为无色至白色的柱状结晶或白色的结晶性粉末，无味，微有甜味或咸味，有特有的鲜味。易溶于水，几乎不溶于乙醇或乙醚。可以与酸、碱发生反应；在水溶液中长时间加热，可部分脱水，生成焦谷氨酸钠，它在酸或碱的作用下仍可水解成谷氨酸钠或谷氨酸。谷氨酸钠的制备方法有水解提取法、化学合成法和发酵法。
谷氨酸钠在食品领域可以用于烹调食品和食品调味，能增进食品的鲜味和香味。当肝功能严重损害时，谷氨酸钠静脉滴注后，可减轻肝性脑病症状。谷氨酸钠还参与脑蛋白代谢和糖代谢，促进氧化过程，改善中枢神经系统的功能。用于血氨过多所致的肝性脑病、肝昏迷及其他精神症状。
相关历史
1866年，德国的立好生从小麦面筋硫酸分解物的酸性氨基酸中最先单离出谷氨酸。1872年，Dittmer推出谷氨酸的结构。1890年，乌尔夫利用4-戊酸合成消旋谷氨酸。1908年，日本东大教授池田菊苗从呈味成分的海带煮出汁提取到谷氨酸钠，创造了新的人工调味料，获得专利。1923年吴蕴初创办了中国第一家国产味精厂——“天厨味精”厂。
应用领域
食品领域
谷氨酸钠可以用于烹调食品和食品调味，能增进食品的鲜味和香味。添加于竹笋、蘑菇等罐头中，能防止内容物产生白色沉淀，对改善色、香味、形均有一定作用。用于酸性食物时，在烹调加热条件下可能生成味力较低的焦谷氨酸，故可以在食用前加入。谷氨酸钠作为鲜味剂也可以添加于饲料中。
鲜味原理
人的味觉器官当中，有一个专门的氨基酸受体。谷氨酸钠是一种氨基酸盐，当它被人食用时，会刺激位于舌部味蕾上的氨基酸受体，这样人们就可以感到可口的鲜味。很多人爱吃肉食，因为肉中富含谷氨酸，味道较重，而蔬菜就比较素淡。因此炒菜时，稍放味精，其中的谷氨酸钠可使蔬菜味道更鲜。
医药领域
当肝功能严重损害时，体内氨代谢素乱，导致肝性脑病。谷氨酸钠静脉滴注后，能与血中过多的氨结合成无毒的谷氨胺，后者在肾脏经谷胺酰胺酶作用将氨离解，由尿排出，因此可减轻肝昏迷症状。谷氨酸钠还参与脑蛋白代谢和糖代谢，促进氧化过程，改善中枢神经系统的功能。用于血氨过多所致的肝性脑病、肝昏迷及其他精神症状。
人体代谢
谷氨酸钠被食用后，经胃酸作用转化为谷氨酸，被消化吸收构成蛋白质，并参与体内其他代谢过程，有较高的营养价值。它虽是一种非必需的氨基酸，但在脱氨基、转氨基、脱羧、解氨等反应中起着重要作用。谷氨酸对大脑皮质和中枢神经有益。谷氨酸食用后有96％在体内被吸收。
自然来源
谷氨酸盐在自然界是普遍存在的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它既是蛋白质或肽的结构氨基酸之一，又是游离氨基酸。结合型谷氨酸盐不具有L-型游离谷氨酸盐的美味。结合谷氨酸盐在富含蛋白质如牛奶、乳酪和肉类的食品中含量较高。此外如蘑菇，番茄和豌豆一类蔬菜也有相当高的游离谷氨酸盐存在。
结构
由于谷氨酸钠分子内含有不对称碳，故具有旋光性。分为L型、D型和DL型三种光学异构。
由L-型谷氨酸钠和D-型谷氨酸钠各50%组成的谷氨酸钠为外消旋的DL-谷氨酸钠。以上三种光学异构体，只有L-谷氨酸钠具有鲜味。
谷氨酸钠的鲜味和化学结构
L-谷氨酸钠有很浓的鲜味，其鲜味的强度与pH值有关。中性时鲜味最强，酸性或碱性鲜味均降低。其鲜味的产生是由于α-NH3+与γ-COO-两个基因的静电吸引，形成五元环状的结构。谷氨酸钠的氨基乙酰化，羧基的化，α-氢的甲基化都会使鲜味消失。β位一个氢被羟基置换时，苏式结构（threo-，邻近不对称中心有交替构型）的鲜味增强，而赤式结构（erythro-，邻近的不对称中心具有相同构型）的鲜味消失。另外γ-羧基若以-SO3H取代则鲜味增强。这些事实说明，凡对五元环平面结构形成有障碍，则无鲜味，如D-谷氨酸钠，α-甲基L-谷氨酸钠，赤式β-羟基-L-谷氨酸钠，反之亦然。在酸性氨基酸中，羧基成为COOH，在碱性氨基酸中，氨基成为NH2，因此氨基与羧基间的静电吸引减少，因而鲜昧也就消失。从下面的L-谷氨酸钠及其衍生物的立体结构可以看出立体障碍对鲜味的影响。
理化性质
物理性质
谷氨酸钠为无色至白色的柱状结晶或白色的结晶性粉末，无味，微有甜味或咸味，有特有的鲜味。易溶于水，几乎不溶于乙醇或乙醚。摩尔质量为169.11g/摩尔，密度为1.635g/cm3，沸点为225℃，熔点为195℃。
水合物
一水谷氨酸钠在150℃时会失去结晶水，270℃时分解。
化学性质
与酸反应
与碱反应
谷氨酸钠在强碱的作用下可生成谷氨酸二钠盐，但加酸后仍可生成谷氨酸钠。
其他
谷氨酸钠在水溶液中长时间加热，可部分脱水生成吡咯烷酮羧酸钠（通称焦谷氨酸钠），它在酸或碱的作用下仍可水解成谷氨酸钠或谷氨酸。
制备方法
谷氨酸钠的制备方法有三种，即水解提取法、化学合成法和发酵法，除了用化学合成法得到的谷氨酸钠为外消旋DL-谷氨酸钠外，用发酵法、水解提取法获得的谷氨酸钠均为L-谷氨酸钠。
水解提取法
植物蛋白质水解法
以面筋或豆粕等植物蛋白为原料，加酸水解，使蛋白质水解成多种氨基酸，经单离出谷氨酸，再制成谷氨酸钠。此法是生产谷氨酸钠的传统工艺。
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，在制糖过程中，用生石灰处理时转化为焦谷氨酸。因此，存在于糖蜜中的焦谷氨酸被碱水解后可转化为谷氨酸。
此法历史上是从糖蜜回收蔗糖后的废蜜中提取，由于从甜菜糖蜜回收不经济而停止。此法收率低，谷氨酸钠得量仅为糖蜜的2%~3%。
化学合成法
以丙烯腈为例，丙烯经化、氨化、水解等工艺合成DL-谷氨酸，再经手性拆分，生产L-谷氨酸钠和D-谷氨酸钠。经化学合成法所制得的DL-谷氨酸经分割后可以生产L-谷氨酸钠和D-谷氨酸钠。
发酵法
以薯类、玉米、椰子等淀粉的水解糖等作为碳源，以铵盐、尿素等为氮源，在无机盐类、维生素等存在的情况下，加入谷氨酸菌，在大型发酵罐中通气搅拌发酵，发酵温度为30℃~34℃，pH值为6.5~8.0，经30h~40h发酵后，除去细菌，将发酵液中的谷氨酸提取出来，用氢氧化钠或碳酸钠中和，经脱色除去铁、浓缩结晶、干燥后即得谷氨酸钠。
安全争议
谷氨酸钠被食用后，受胃酸作用会转化为谷氨酸。在1987年以前世界各国对谷氨酸是否有不良反应曾长期进行过争论。如菜肴烹中大量使用味精，食后会导致过敏反应；还有人认为味精会影响大脑发育，但也有人认为味精能增强幼儿脑部发育，其说不一。世界各国对谷氨酸钠的安全问题进行了大量的研究。1988年，FAO/WHO联合食品添加剂专家委员会第19次会议上对谷氨酸钠的安全性作了肯定，宣布取消对谷氨酸钠的食用限量，再次确认谷氨酸钠是一种安全可靠的食品添加剂，会议决议取消了对未满12周的婴儿谷氨酸钠的限制。
相关法规
自1959年起，美国食品药品监督管理局、世界卫生组织等组织机构都相继已经确认，味精是一种安全的食品添加剂，将它的每日允许摄入量定为“无需规定”。食品添加剂法规委员会19届会议对该委员会1973年确立的味精ADI量：120mg/kg体重，即每50kg体重的人，每天允许食用6g这一规定作了重大修改。但保留了12周以下（3个月内）婴儿要慎用的意见；委员会同意进一步对大剂量的急性反应做试验。但会议指出，今后不再有任何需要对味精的每日摄入量作评价。最终，在1991年，欧盟食品科学委员会在综合考虑了味精的各种不良反应（其中也包括“中餐馆综合征”）后，也将谷氨酸钠的每日允许摄入量定为“无需规定”，他们得出结论：那些食用谷氨酸盐后有不良反应的人，在食用不含谷氨酸盐的食品时，也会产生相同的反应。“中餐馆综合征”的谣言终于告破。
健康危害
味精的其他不安全性主要是集中在对神经及脑组织的损伤方面。高浓度的谷氨酸钠是在谷氨酸钠的摄取量大于或等于4mg/g体重，也就是说一个正常的70kg重的人，如果一次食用大于250g的味精才会有神经或脑的损伤。另外，对于体质敏感的人，味精食用过量后会出现口干、血压升高、心脏病、神经恍惚等症状，主要是由于谷氨酸钠中的钠成分，由于钠成分激发其咸的味觉，过量食用使人产生口干的感觉。另外钠过量还可造成体内水留，导致血容量增加，血压升高，加重心、肾负担；对于儿童，会导致生成的δ-氨基丁酸一直影响人体生长发育和调节血钙、血磷吸收的甲状腺激素和甲状旁腺激素，从而阻碍人体的骨骼生长和发育。
急性毒性
小白鼠口服MSG，其LD50为16200mg/kg；而食盐为5250mg/kg；根据毒性分级\u003e15000mg/kg，即为绝对无毒。
大白鼠口服LD50为19900mg/kg。
大白鼠口服L-Glu，LD50为30000mg/kg以上。
参考资料
Sodium L-glutamate | C5H8NNaO4 - PubChem.PubChem.2023-03-08