穀氨酸鈉

1866年，德國人雷哈生利用硫酸水解小麥麪筋，最先分離出穀氨酸。 ^[2] 

1908年，日本池田菊苗教授採用水提取和結晶的方法，從海帶中分離出穀氨酸，製成一種新型的調味品，並將其味道命名為Umami（鮮味）。 ^[3] 

池田菊苗注意到日本木魚和海帶的魚湯均具有一種特別的滋味，而當時他並未對這種味道進行過任何科學描述，且這種味道與甜味、鹹味、酸味和苦味截然不同。為了證實是因電離化穀氨酸鹽而產生了這種鮮味，池田教授研究了許多關於穀氨酸鹽的味覺特性，當中包括鈣、鉀、銨和鎂的穀氨酸鹽。除了其他礦物質所產生的某種金屬味道外，所有的鹽均會形成這種鮮味。在這些鹽中，穀氨酸鈉可溶性最好，味道最佳，兼且易於結晶。池田教授將這種產物命名為穀氨酸鈉，併為生產MSG申請專利。

1909年，鈴木兄弟開始了商業化生產，這也是世界上首次製成穀氨酸鈉，味精工業從此誕生。 ^[4] 

1910年，日本味之素用水解法生產出穀氨酸。 ^[2] 

1936年，美國人從甜菜廢液中提取穀氨酸。

1946年，美國發明發酵法生產α-酮戊二酸，並發表了用酶法或者化學法將其轉化成L-穀氨酸的辦法。

1957年，微生物發酵法生產穀氨酸開始成為工業化生產的主要方法。 ^[4] 

1962年，日本採用丙烯腈為原料，化學合成DL-穀氨酸，再經化學分割生成L-穀氨酸鈉。 ^[2] 

外觀：無色至白色稜柱狀結晶或白色結晶性粉末，水溶液無色

熔點：225℃

氣味：基本無特殊氣味（味覺閾值0.014%）

味覺：具有強烈的肉類鮮味，略有甜味或鹹味

光學活性：穀氨酸鈉分子結構中含有一個不對稱碳原子，具有光學活性，能使偏振光面旋轉一定角度

可溶性：易溶於水，微溶於乙醇，不溶於乙醚

溶解性（水）：10 g/100 mL（冷水），71.7g/100mL（熱水）

穩定性：對光和熱穩定，10%水溶液在pH值6.9時通氣條件下100℃加熱3h分解率約0.6%。加熱至120℃脱水縮合。在酸性環境中，穀氨酸鈉會生成穀氨酸或穀氨酸鹽酸鹽；在鹼性環境中，穀氨酸鈉會起化學反應產生一種叫穀氨酸二鈉的物質。

穀氨酸鈉與酸（鹽酸）反應方程式：

HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COONa+HCl=HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH+NaCl

穀氨酸鈉與酸（磷酸）反應方程式：

過量：3HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COONa+H₃PO₄=3HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH+Na₃PO₄

少量：HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COONa+H₃PO₄=HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH+NaH₂PO₄

穀氨酸鈉與鹼（氫氧化鈉）反應方程式：

HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COONa+NaOH→NaOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COONa+H₂O ^[5] 

穀氨酸鈉加熱反應方程式：

毒理學數據：48 mg/kg（大鼠經口TDLo），40 mg/kg（大鼠皮下TDLo）

疏水參數計算參考值（XlogP）：-0.9

氫鍵供體數量：3

氫鍵受體數量：5

可旋轉化學鍵數量：4

拓撲分子極性表面積（TPSA）：101

重原子數量：11

表面電荷：0

複雜度：145

同位素原子數量：0

確定原子立構中心數量：0

不確定原子立構中心數量：1

確定化學鍵立構中心數量：0

不確定化學鍵立構中心數量：0

共價鍵單元數量：2

穀氨酸發酵以15%左右的葡萄糖為碳源，並加適量的無機鹽和生物素配成發酵培養基，經連消並冷卻至40℃後送入已滅菌的發酵空罐；以流加的液氨為氮源，接種經二級擴大培養的穀氨酸產生菌。提取現一般採用冷凍等電一離子交換法。發酵液在等電罐中一邊用冷凍鹽水緩慢攪拌冷卻降温至5℃，一邊用硫酸調Ph值至3.22（等電點）；沉澱8h後，沉澱經離心分離得粗穀氨酸；母液和上層清液調配後上離子交換樹脂交換，用氨水洗脱；前流分匯入上層清液重新上柱，後流分與氨水一起作洗脱液，高流分與發酵液一起回等電罐。在裝有60～65℃底水的中和罐中加入穀氨酸，攪拌，並緩慢加入純鹼溶液，中和至Ph值6.2～6.4，中和液濃度控制在相對密度1.1 7～1.18（21～2 2°Bé）；待中和液降温至50℃以下，加入適量的硫化鈉溶液以除鐵；然後用粗穀氨酸回調Ph值至6.2～6.4，並升温至60℃，再加入粉末活性炭，攪拌半小時後送入壓濾機壓濾；再將濾液用顆粒活性炭柱二次脱色得清液；清液送入真空煮晶鍋內在60～70℃下蒸發濃縮至相對密度1.28（31.5084），加入0.3 6～0.542mm的晶種後繼續蒸發結晶，期間需用熱水殺晶和補加一定量的清液；放料後，經育晶槽，再離心分離得結晶味精，母液或經脱色後再蒸發結晶，精製收率可達理論量的92%。

製備方程式：

(C₆H₁₀O₅)_n·xH₂O→C₆H₁₂O₆[NH₃,O₂] →C₅H₉NO₄[Na₂CO₃] →C₅H₈NaO₄

第一步：NH₄⁺和供氫體還原性輔酶II（NADPH₂）存在的條件下，α-酮戊二酸在穀氨酸脱氫酶（GHD）的催化下，發生還原氨基化反應，或轉氨酶（AT）催化轉氨反應，或穀氨酸合成酶（GS）催化，形成穀氨酸。

GHD方程式：HOOC-CO-CH₂-CH₂-COOH+NADPH+H⁺+NH₄⁺→HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH+H₂O+NADP⁺

AT方程式：HOOC-CO-CH₂-CH₂-COOH+COOH-CHNH₂-R→HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH+COOH-CO-R

GS方程式：HOOC-CO-CH₂-CH₂-COOH+COOH-CHNH₂-CH₂-CH₂-COOH+NADPH+H⁺→HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH+NADP ^[6] 

第二步：穀氨酸發酵液與鹽酸離心攪拌並育晶、攪拌、沉澱生成穀氨酸鈉。 ^[7] 

在120~150℃和20~30MPa條件下，鈷催化劑Co₂(CO)₈局部選擇催化丙烯腈氫甲酰化，生成3-氰基丙醛（直鏈醛產率為80%），然後通過Strecker降解反應（斯特雷克氨基酸合成反應）合成生成L-穀氨酸鈉。這種辦法曾經是一種工業生產工藝路線，但被更經濟的辦法取代。 ^[8] 

做調味劑使用時，一般用量為0.2%～0.5%。除單獨使用外，宜與核糖核苷酸和肌苷酸鈉之類核酸類調味料配成複合調味料，以提高效果。穀氨酸鈉是國內外應用最為廣泛的鮮昧劑，與食鹽共存時可增強其呈味作用，與5'-肌苷酸鈉或5'-鳥苷酸鈉一起使用，更有相乘的作用。我國規定可在各類食品按生產需要適量使用。

穀氨酸鈉具有強烈的肉類鮮味，味精用水稀釋至3000倍仍可感覺到鮮味，廣泛用於家庭，飲食業、食品加工業（湯、香腸、魚糕、辣醬油、罐頭等）。鳥苷酸鈉與穀氨酸鈉同時使用，具有協同作用，能提高鮮味，又稱助鮮劑或強力味精。

穀氨酸廣泛存在於動植物的機體中，是食品中天然存在的營養成份。穀氨酸食用後，有96%在體內被吸收，其餘氧化後在尿中排出。穀氨酸雖然不是人體必需的氨基酸，但在氮代謝中與酮酸發生氨基轉移作用，能合成其它氨基酸。穀氨酸有降低血液中毒素的作用。當肝功能受損時，血液中含氨量增高，引起嚴重的氮代謝紊亂，導致肝昏迷，而穀氨酸能與氨起作用，降低血液中氨的含量。另外，腦組織只能氧化穀氨酸，而不能氧化其他的氨基酸。當葡萄糖供應不足時，谷氨醯胺能起腦組織的能源作用，因此穀氨酸對改進和維持腦機能是必要的。此外，醫藥上用於預防肝昏迷，防止癲癇也可用作腦營養劑。

在工業上可用作有機合成中間體，但在世界年產量中，這種用途佔的比重極小，如應用於助劑、滲透膜、絲蛋白改性、皮革助劑、生物醫學材料、改性再生膠原纖維等各個領域。

本品為L-2-氨基戊二酸的單鈉鹽，按乾燥品計算，含C₅N₈NNaO₄·H₂O應為99.0%~100.5%。

本品為白色結晶或結晶性粉末 。

本品在水中易溶，在乙醇中微溶。

取本品，精密稱定，加2mol/L鹽酸溶液溶解並定量稀釋製成每1mL中約含0.1g的溶液，依法測定（通則0621），比旋度為+24.8°至+25.3°。

1、取本品約5mg，加水1mL使溶解，加茚三酮試液數滴，加熱，溶液顯藍色至紫藍色。

2、取本品與穀氨酸鈉對照品各適量，分別加水溶解並稀釋製成每1mL中約含0.4mg溶液，作為供試品溶液與對照品溶液。照其他氨基酸項下的方法試驗，供試品溶液所顯主斑點的位置和顏色應與對照品溶液的主斑點相同。

3、本品的紅外光吸收圖譜應與對照的圖譜（光譜集959圖）一致。

4、本品的水溶液顯鈉鹽鑑別1的反應（通則0301）。

取本品1.0g，加水10mL溶解後，依法測定（通則0631），pH值應為6.7~7.2。

取本品1.0g，加水10mL溶解後，照紫外-可見分光光度法（通則0401），在430nm的波長處測定透光率，不得低於98.0%。

取本品0.10g，依法檢查（通則0801），與標準氯化鈉溶液5.0mL製成的對照液比較，不得更濃（0.05%）。

取本品0.5g，依法檢查（通則0802），與標準硫酸鉀溶液1.5mL製成的對照液比較，不得更濃（0.03%）。

取本品0.10g，依法檢查（通則0808），與標準氯化銨溶液2.0mL製成的對照液比較，不得更深（0.02%）。

其他氨基酸

照薄層色譜法（通則0502）試驗。

供試品溶液：取本品適量，加水溶解並稀釋製成每1mL中約含10mg的溶液。

對照溶液：精密量取供試品溶液1mL，置200mL量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

系統適用性溶液：取穀氨酸鈉對照品與門冬氨酸對照品各適量，置同一量瓶中，加水溶解並稀釋製成每1mL中各約含0.4mg的溶液。

色譜條件：採用硅膠G薄層板，以正丁醇-水-冰醋酸（2:1:1）為展開劑。

測定法：吸取上述三種溶液各5µL，分別點於同一薄層板上，展開，晾乾，噴以茚三酮的丙酮溶液（1→50），在80℃加熱至斑點出現，立即檢視。

系統適用性要求：對照溶液應顯一個清晰的斑點，系統適用性溶液應顯兩個完全分離的斑點。

限度：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%）。

取本品，在97~99℃乾燥5小時，減失重量不得過0.1%（通則0831）。

取本品1.0g，依法檢查（通則0807），與標準鐵溶液1.0mL製成的對照液比較，不得更深（0.001%）。

取本品1.0g，加水23mL溶解後，加醋酸鹽緩衝液（pH3.5）2mL，依法檢查（通則0821第一法），含重金屬不得過百萬分之十。

取本品2.0g，加水23mL溶解後，加鹽酸5mL，依法檢查（通則0822第一法），應符合規定（0.0001%）。

取本品，依法檢查（通則1143），每1g穀氨酸鈉中含內毒素的量應小於25EU。（供注射用）

取本品約80mg，精密測定，加無水甲酸3mL溶解後，加冰醋酸30mL，照電位滴定法（通則0701），用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定，並將滴定的結果用空白試驗校正。每1mL高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當於9.357mg的C₅N₈NNaO₄·H₂O。

氨基酸類藥。

遮光，密封保存。

穀氨酸鈉注射液。 ^[12] 

對環境有危害，對水體可造成污染。

吸入、攝入或經皮膚吸收對身體一般無害，過度加熱會形成焦穀氨酸鈉，對人體健康可能有一定影響。

眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

食入過量：飲足量温水，催吐。洗胃，導泄。就醫。

隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。用大量水沖洗，洗水稀釋後放入廢水系統。若大量泄漏，收集回收或運至廢物處理場所處置。

R20 吸入有害。

R21 與皮膚接觸有害。

R22 吞食有害。 ^[9] 

儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。保持容器密封。應與酸性物質、強氧化劑、易燃物分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。

操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與酸類、強氧化劑、易燃物接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。 ^[9] 

本標準規定了味精的指標要求、食品添加劑、生產加工過程的衞生要求和檢驗方法。

新標準在術語及定義方面對味精的定義細化為味精、加鹽味精以及增鮮味精，修改了感官要求，增加了感官檢驗的方法，理化指標由原來標準內訂立修改為按照GB2762執行，經查詢，與舊標準對比，取消了鋅的檢驗要求。

標準按添加成分，將味精產品分成三大類：即普通味精、加鹽味精和增鮮味精。標準要求，無論是哪一種味精產品，其感官要求都應滿足：無色或白色結晶狀顆粒或粉末，易溶於水，無肉眼可見雜質，且無異味的要求。 按規定，加鹽味精產品的穀氨酸鈉含量應不小於80%，食用鹽添加量應小於20%，鐵含量小於等於每千克10毫克；對於增鮮味精，則要求：穀氨酸鈉含量不小於97%，增鮮劑呈味核苷酸二鈉不小於1.5%，鐵含量小於等於每千克5毫克等。無論是加鹽味精還是增鮮味精，都需用99%的味精來加鹽和進行增鮮。

一般意義上來説，穀氨酸鈉指外消旋體DL-穀氨酸鈉，除此之外有L型和D型兩種旋光異構體。

左旋，微溶於冷水， 易溶於熱水，幾乎不溶於乙醚、乙醇和丙酮，能被微生物分解，在20℃、2mol/L的鹽酸介質中比旋光度為+25.16，即常見的穀氨酸鈉，用作味精等。 ^[10] 

右旋，微溶於冷水， 易溶於熱水，幾乎不溶於乙醚、乙醇和丙酮，不能被微生物分解，過去一般認為對人體或動物無用。但國外科學家發現，D型穀氨酸具有抗癲癇的生理活性，它的鹽酸鹽如穀氨酸鈉可充當胃酸的增強劑，或是消除焦慮症。 ^[11] 

味精的使用引起過很大爭議，儘管很多國家的食品管理部門認定適量消費味精是安全的（例：世界衞生組織和聯合國糧農組織於23屆聯會上公佈：食用味精，有益無害，取消限量），但很多批評者認為味精的危害可以引起包括頭痛在內的副作用。

有些人還對穀氨酸鈉中的成分產生過敏反應，這種過敏很類似小麥和貝殼動物過敏。這些不良反應通常在攝入味精一小時後出現症狀。西方國家的一些亞洲餐館已經自願放棄味精的使用，或提醒顧客菜餚是否使用了味精。

有媒體報道稱在日常烹調中常用的穀氨酸鈉，以及經常與之聯合使用以提升食品鮮味的5'-呈味核苷酸二鈉，這兩種增味劑在長期大量攝入的情況下，會導致情緒異常。穀氨酸鈉還與抑鬱、失眠、噁心、偏頭疼、不育等症狀相關。

有些研究得出味精可以導致肥胖，但也有研究經過5年追蹤，得出味精與肥胖無關的結論。此外，有些學者擔心穀氨酸會對嬰幼兒的神經系統發育可能產生長期的不良影響。至於味精會導致掉頭髮、癌症等説法則無從查證。 ^[1]