谷氨酸钠：从化学性质到安全评价的全面解析

谷氨酸钠：从化学性质到安全评价的全面解析

谷氨酸钠，俗称味精，是一种广泛使用的食品添加剂，主要用来增强食品的鲜味。它不仅在食品领域有重要应用，在医药领域也有其独特价值。本文将从化学性质、制备方法、应用领域以及安全性等多个方面，全面介绍这种常见的化学物质。

基本信息

谷氨酸钠（英文名称：Monosodium glutamate）又称麸酸钠、味精，是钠离子和谷氨酸离子形成的盐。化学式为C5H8NNaO4，摩尔质量为169.11g/摩尔，密度为1.635g/cm3。谷氨酸钠有三种光学异构体，都是L型、d型和DL型，其中只有l-谷氨酸钠具有独特的鲜味，因此也被称为味精。

理化性质

物理性质

谷氨酸钠为无色至白色柱状晶体或白色结晶粉末，无味，微甜或微咸，有独特风味。溶于水，几乎不溶于乙醇或乙醚。摩尔质量是169.11g/摩尔，密度为1.635g/cm3，沸点225℃，熔点195℃。水合物：谷氨酸钠一水合物会在150℃失去结晶水，在270℃分解。

化学性质

• 与酸反应：谷氨酸钠与盐酸反应生成谷氨酸或谷氨酸盐。
• 与碱反应：谷氨酸钠在强碱作用下可生成谷氨酸二钠，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），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主要有三种：水解萃取法、化学合成和发酵。除了化学合成得到的谷氨酸钠是外消旋DL-谷氨酸钠，发酵和水解提取法得到的谷氨酸钠为l-谷氨酸钠。

• 植物蛋白质水解：以谷朊粉或豆粕等植物蛋白为原料，通过加酸将蛋白质水解成各种氨基酸，然后分离出谷氨酸，再制成谷氨酸钠。这种方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，在制糖过程中用石灰处理时转化为焦谷氨酸。因此，糖蜜中的焦谷氨酸经碱水解后可转化为谷氨酸。这种方法收率低，谷氨酸钠的收率仅为糖蜜的2%~3%。
• 化学合成法：以丙烯腈为例，丙烯腈是羰基化的、氰氨化、水解和其他方法合成DL-谷氨酸，然后手动拆分，产生l-谷氨酸钠和D-谷氨酸钠。
• 发酵法：以薯类、玉米、椰子树等淀粉的水解糖为碳源，铵盐为氮源，尿素、无机盐等作为维生素的存在下，加入谷氨酸菌，在通气搅拌的大发酵罐中进行发酵，发酵温度30℃34℃，pH值6.58.0，发酵30h~40h后，除菌，提取发酵液中的谷氨酸，用氢氧化钠或碳酸钠中和，脱色除铁、浓缩结晶、干燥得到谷氨酸钠。

应用领域

食品领域

谷氨酸钠可用于烹饪食品和调味食品，可改善食品的鲜味和香味。添加于竹笋、蘑菇罐头等，可防止内容物产生白色沉淀，有利于改善颜色、香味、形均有一定作用。用于酸性食品时，在蒸煮加热的条件下可能会产生低味道的焦谷氨酸，所以可以在食用前添加。谷氨酸钠也可以作为调味剂添加到饲料中。

医药领域

当肝功能严重损害时，体内氨代谢素乱，导致肝昏迷。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酰胺，后者在肾脏经谷胺酰胺酶作用将氨解离，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。

安全性评价

食用后，谷氨酸钠会被胃酸转化为谷氨酸。1987年以前，世界各国对谷氨酸是否有不良反应进行了长期争论。烹饪中如果大量使用味精，食用后会引起过敏反应；有人认为味精会影响大脑发育，但也有人认为味精可以增强幼儿的大脑发育，意见不一。世界上很多国家对谷氨酸钠的安全性做了大量的研究。In 1988, FAO/在世卫组织食品添加剂联合专家委员会第19次会议上，谷氨酸钠的安全性得到肯定，谷氨酸钠膳食限量被取消，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12周以下婴儿谷氨酸钠限量。

健康危害

味精的其他不安全性主要集中在对神经和脑组织的损害。高浓度谷氨酸钠是指谷氨酸钠的摄入量大于或等于4毫克时/g体重，也就是说，一个体重70kg的正常人，一次吃味精超过250g，就会出现神经或大脑损伤。另外，对于体质敏感的人来说，过量食用味精后会出现口干、血压升高、心脏病、神经恍惚等症状主要是因为谷氨酸钠中的钠成分刺激了其咸味过量食用会让人感觉干燥。此外，过量的钠还会导致体内水分潴留，导致血容量增加血压升高和心脏病加重、肾负担；对于孩子来说，会导致δ的产生-氨基丁酸一直影响人体生长发育，调节血钙、血磷吸收甲状腺激素和甲状旁腺激素，阻碍人体骨骼的生长发育。

急性毒性

• 小鼠口服味精，其LD50为16200毫克/kg；
• 盐是5250毫克/kg；
• 根据毒性分级，15000mg/Kg，绝对无毒。
• 大鼠口服LD50为19900毫克/kg。
• 大白鼠口服L-LD50 Gru is 30,000 mg/kg以上。

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。