谷氨酸物理化學(xué)性質(zhì)

白色或無(wú)色鱗片狀晶體。呈微酸性。密度1.538。在200℃時(shí)升華。在247~249℃時(shí)分解。微溶于冷水，較易溶于沸水，不溶于乙醇、乙醚和丙酮。能治療肝性昏迷癥
密度：1.165g/cm3
熔點(diǎn)：205℃
沸點(diǎn)：419.133°C at 760 mmHg
閃點(diǎn)：207.284°C
水溶性：7.5 g/L (20℃)
 蒸汽壓：0mmHg at 25°C

毒性

ADI不作特殊規定(FAO/WHO，2001)。
GRAS(FDA，§182.1045，2000)。

概述

谷氨酸是構成蛋白質(zhì)的20種常見(jiàn)α氨基酸之一。作為谷氨酰胺、脯氨酸以及精氨酸的前體。分為左旋體、右旋體和外消旋體三種形態(tài)，左旋體即L-谷氨酸，L-谷氨酸是蛋白質(zhì)合成中的編碼氨基酸，哺乳動(dòng)物非必需氨基酸，在體內可以由葡萄糖轉變而來(lái)。常溫下是一種白色或無(wú)色鱗片狀晶體，呈微酸性，無(wú)毒。微溶于冷水，易溶于熱水，幾乎不溶于乙醚、丙酮及冷醋酸中，也不溶于乙醇和甲醇。在200℃時(shí)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，能治療肝昏迷癥，也可用來(lái)生產(chǎn)味精（谷氨酸鈉）、食品添加劑、香料和用于生物化學(xué)的研究。以糖質(zhì)為原料經(jīng)微生物發(fā)酵，采用“等電點(diǎn)提取”加上“離子交換樹(shù)脂”分離的方法而制得L－谷氨酸。
谷氨酸鹽在自然界普遍存在的。多種食品以及人體內都含有谷氨酸鹽，它即是蛋白質(zhì)或肽的結構氨基酸之一，又是游離氨基酸，L型氨基酸美味較濃。
谷氨酸是里索遜1856年發(fā)現的，為無(wú)色晶體，有鮮味，微溶于水，而溶于鹽酸溶液，等電點(diǎn)3.22。大量存在于谷類(lèi)蛋白質(zhì)中，動(dòng)物腦中含量也較多。谷氨酸在生物體內的蛋白質(zhì)代謝過(guò)程中占重要地位，參與動(dòng)物、植物和微生物中的許多重要化學(xué)反應。

生產(chǎn)方法

 以淀粉或糖蜜為原料，經(jīng)發(fā)酵、提純而得。所用菌種主要有產(chǎn)谷氨酸小球菌(Micrococcusglutamicus)，以及棒狀桿菌屬、短桿菌屬、小桿菌屬和節桿菌屬等。

以面筋為原料，經(jīng)酸水解得L-谷氨酸，再經(jīng)鹽酸鹽化，得L-谷氨酸鹽酸鹽，用L-谷氨酸鹽酸鹽與苯胺中和反應得粗產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)濾、干燥得產(chǎn)品。

歷史

谷氨酸因最初從谷物中制取而得名。分布很廣，幾乎存在于所有蛋白質(zhì)組成中。蛋白質(zhì)水解即得谷氨酸。無(wú)色板塊狀結晶，等電點(diǎn)為3.3，溶于水，不溶于苯、醚等有機溶劑，水溶液呈酸性，是酸性氨基酸。在生理上谷氨酸能與甘氨酸、半胱氨酸結合成有重要生理功能的谷胱甘肽。谷氨酸具有鮮味，其鈉鹽就是味精。味精在高熱下會(huì )分解，不能強熱。日本化學(xué)家池田首先發(fā)現味精。一個(gè)偶然的機會(huì )，他喝海帶湯感到有鮮味，經(jīng)過(guò)研究，用100 公斤海帶提取得2克谷氨酸鈉。后來(lái)日本大量生產(chǎn)味精，稱(chēng)之為“味之素”。中國在20世紀 30年代由上海天廚味精廠(chǎng)首先生產(chǎn)味精，遠銷(xiāo)各國獲得盛名。常用天然麥膠蛋白或酪蛋白經(jīng)水解后，將溶液pH值調節到3.3得到谷氨酸沉淀，分離后再加入適量氫氧化鈉就成味精。味精也可人工合成，但成本昂貴，通常仍用上述蛋白質(zhì)水解法制取。20世紀60年代后，日本利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸。他們將短小桿菌屬、小球菌屬、芽孢桿菌屬細菌放置于糖類(lèi)化合物(主要是淀粉、葡萄糖)中，再加尿素、硫酸銨、氯化銨和適量生物素等養料，上述細菌即分泌大量谷氨酸，以供制造味精之用。目前中國也已采用發(fā)酵法生產(chǎn)味精。谷氨酸還能與血液中氨結合使之成為無(wú)毒物，也用于治療肝昏迷及恢復期肝功能不全等病癥。

氨基酸代謝中的意義

1.谷氨酸參與谷氨酸脫氫酶為中心的聯(lián)合脫氨基作用（谷氨酸被脫去氨基）。

2.在血氨轉運中，谷氨酰胺合成酶催化谷氨酸與氨結合生成谷氨酰胺。谷氨酰胺中性無(wú)毒，易透過(guò)細胞膜，是氨的主要運輸形式。

3.在葡萄糖-丙氨酸循環(huán)途徑中，肌肉中的谷氨酸脫氫酶催化α-酮戊二酸與氨結合形成谷氨酸，接著(zhù)在丙氨酸轉氨酶的催化作用下谷氨酸再與丙酮酸形成α-酮戊二酸和丙氨酸。

4.在生物活性物質(zhì)代謝途徑中，谷氨酸本身就是興奮神經(jīng)遞質(zhì)，在腦、脊髓中廣泛存在，谷氨酸脫羧形成的γ-氨基丁酸是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在生物體中廣泛存在。

5.在氨基酸合成途徑中，谷氨酸是合成谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸、賴(lài)氨酸的重要前體。

6.在鳥(niǎo)氨酸循環(huán)（尿素合成）途徑中，線(xiàn)粒體中的谷氨酸脫氫酶將谷氨酸的氨基脫下，為氨甲酰磷酸的合成提供游離的氨；細胞質(zhì)中的谷草轉氨酶把谷氨酸的氨基轉移給草酰乙酸，草酰乙酸再形成天冬氨酸進(jìn)入鳥(niǎo)氨酸循環(huán)，谷氨酸為循環(huán)間接提供第二個(gè)氨基。

藥理作用

谷氨酸別名“麩氨酸”。能與血氨結合形成無(wú)害的谷氨酰胺，使血胺下降，從而減輕肝昏迷的癥狀，此外參與腦蛋白質(zhì)代謝和糖代謝，有促進(jìn)氧化過(guò)程，改善中樞神經(jīng)系統的功能。用于防治肝昏迷、肝昏迷恢復期及嚴重肝功能不全，谷氨酸亦可用于各種原因引起的昏迷復蘇期及神經(jīng)系統疾病 (精神分裂癥和癲癇等) 的輔助治療?？诜看?.5-5g，每日4次。

鑒別試驗

取試樣150mg，加4ml水和lml氫氧化鈉試液(TS-224)，溶解，加lml茚滿(mǎn)三酮試液(TS-250)和100mg醋酸鈉，在沸水浴中加熱10min，應產(chǎn)生紫羅蘭顏色。

取試樣1g，加水9ml配成懸浮液，在蒸汽浴上緩慢溫熱并攪拌至全部溶解，加lmol/L鹽酸液6.8ml，應重新懸浮，再加lmol/L氫氧化鈉液6.8ml，攪拌后，谷氨酸應完全溶解。

含量分析

方法一 準確稱(chēng)取試樣約0.2g，溶于3ml甲酸中，加冰醋酸50ml和結晶紫試液(TS-74)2滴，用0.1mol/L高氯酸溶液滴定至綠色或藍色全部消失。另用同樣方法進(jìn)行空白試驗。每mL 0.1mol/L高氯酸液相當于L-谷氨酸(C5H9NO4)14.71mg。

方法二 準確稱(chēng)取試樣500mg，溶于250mi水中，加溴百里酚藍試液(TS-56)數滴，用0.1mol/L氫氧化鈉液滴定至藍色終點(diǎn)。每mL 0.lmol/LNaOH液相當于L-谷氨酸(C5H9N04)14.7mg。

使用限量

FAO/WHO(1984)：用于方便食品的肉湯和湯類(lèi)，10g/kg。

FEMA(mg/kg)：飲料、焙烤制品、肉、肉香腸、肉湯、乳及乳制品、調味料、谷類(lèi)制品，均400mg/kg。

FDA，§172.320(2000)：作為營(yíng)養增補劑，限量12.4%(以食品中總蛋白質(zhì)的重量計)。

谷氨酸應用領(lǐng)域

【用途一】其一鈉鹽——谷氨酸鈉用作調味品，商品有味精和味素等。
【用途二】用于制藥、食品添加劑、營(yíng)養強化劑
【用途三】用于生化研究，醫藥上用于肝昏迷、防止癲癇、減輕酮尿癥和酮血癥。
【用途四】代鹽劑、營(yíng)養增補劑、鮮味劑(主要用于肉類(lèi)、湯類(lèi)和家禽等)。亦可用作蝦、蟹等水產(chǎn)罐頭中產(chǎn)生磷酸銨鎂結晶的防止劑，用量0.3%～1.6%。按我國GB 2760一96規定可用作香料。
【用途五】L-谷氨酸主要用于生產(chǎn)味精、香料，以及用作代鹽劑、營(yíng)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(zhì)和糖的代謝，促進(jìn)氧化過(guò)程，該品在體內與氨結合成無(wú)毒的谷酰胺，使血氨下降，減輕肝昏迷癥狀。主要用于治療肝昏迷和嚴重肝功能不全等，但療效并不十分滿(mǎn)意；與抗癲癇藥合用，尚可治療癲癇小發(fā)作和精神運動(dòng)性發(fā)作。外消旋谷氨酸用于生產(chǎn)藥物，也用作生化試劑等。

谷氨酸化學(xué)品安全說(shuō)明書(shū)(MSDS)

急救措施
食入：不要給失去知覺(jué)者從嘴里喂食任何東西。不要催吐。如果意識清醒，漱口，喝2-4 cupfuls的牛奶或水。洗臉漱口水。就醫如果刺激或癥狀發(fā)生。
吸入：從接觸到新鮮的空氣立即刪除。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。如呼吸困難，給輸氧。尋求醫療援助，如果有咳嗽或其他癥狀出現。
皮膚：沖洗皮膚用大量肥皂和水至少15分鐘并脫去污染的衣服和鞋子。就醫如果刺激持續或發(fā)展。重復使用前洗凈衣物。
眼睛：沖洗眼睛，用大量的水沖洗至少15分鐘，偶爾提起上下眼瞼。如果刺激發(fā)展，尋求醫療救護。
處理和儲存
貯藏：存放在陰涼，干燥，通風(fēng)良好的地方，遠離不相容的物質(zhì)。無(wú)特殊的預防措施表示。
處理：操作后徹底清洗。脫去受污染的衣物，再次使用前要洗凈。使用充分的通風(fēng)。減少灰塵的產(chǎn)生和積累。避免與眼睛，皮膚和衣物接觸。保持容器密閉。避免食入和吸入。
危害辨識返
吸入：可能引起呼吸道刺激。風(fēng)險低對通常的工業(yè)處理。
皮膚：可能會(huì )引起皮膚刺激。
眼睛：可能會(huì )刺激眼睛。
食入：可能會(huì )引起胃腸道刺激，惡心，嘔吐和腹瀉。風(fēng)險低對通常的工業(yè)處理。
曝光控制/個(gè)人防護
個(gè)人防護：眼睛：如29 CFR 1910.133或歐洲標準EN166描述OSHA的眼睛和面部防護條例穿戴合適的防護眼鏡或化學(xué)安全護目鏡。皮膚：保護手套通常不需要。服裝：服裝防護通常不需要。
防毒面罩：按照29CFR 1910.134或歐洲標準EN 149中發(fā)現的OSHA呼吸器法規。始終使用NIOSH或歐洲標準EN 149認可的呼吸器必要時(shí)。
曝光影響：實(shí)驗室的試驗已經(jīng)造成了致突變作用。
毒類(lèi)：- 
消防措施
閃點(diǎn)：271
滅火：在壓力需求， MSHA / NIOSH （認可或同等學(xué)歷） ，和全身防護服佩戴自給式呼吸器。在粉塵濃度足以能形成爆炸性混合物與空氣。發(fā)生火災時(shí)，刺激性和劇毒氣體，可以通過(guò)熱分解或燃燒產(chǎn)生。滅火劑：使用代理最合適的滅火。在火災情況下使用霧狀水，干粉，二氧化碳，或適當的泡沫。
上EXP 。限制：13.2
下進(jìn)出口。限制：1.7
泄漏處理方法
小泄漏/泄露：用吸塵器清理或徹底清掃污染物并將其放置到合適的處理容器中。立即清理泄漏，利用適當的防護設備。避免產(chǎn)生灰塵的條件。提供通風(fēng)。

谷氨酸儲運特性

【貯藏】?jì)Υ嬖陉帥?，干燥，通風(fēng)良好的地方，遠離不相容的物質(zhì)。無(wú)特殊的預防措施表示。
【處理】操作后徹底清洗。脫去被污染的衣服，清洗后方可重新使用。有足夠的通風(fēng)條件下使用。減少灰塵生成和堆積。避免與眼睛，皮膚和衣物接觸。保持容器密閉。避免食入和吸入。