L-谷氨酸

化学物质

L-谷氨酸是一种氨基酸，分子式为C5H9NO4。外观为白色结晶性粉末、几乎无臭 , 有特殊滋味和酸味。 224~225℃分解。饱和水溶液的 PH 值约3.2 。难溶于水，实际不溶于乙醇和乙醚、极易溶于甲酸。

理化性质

结构数据

1、摩尔折射率：31.83

2、摩尔体积（cm3/mol）：104.3

3、等张比容（90.2K）：301.0

4、表面张力（dyne/cm）：69.2

5、极化率（10-24cm3）：12.62

物理性质

性状：左旋体即L-谷氨酸为白色或无色鳞片状晶体，呈微酸性。外消旋体即DL-谷氨酸为无色晶体。

密度（g/mL,25/4℃）: 外消旋： 1.4601；右旋、左旋： 1.538.

比旋光度（º）：[α]D22.4+31.4°（C=1.6mol/L盐酸中）

溶解性：消旋体微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于乙醚、乙醇和丙酮，外消旋体微溶于乙醇、乙醚和石油醚。

毒理资料

RTECS号：LZ9700000

1、急性毒性：人经口TDLo：71mg/kg；人静脉TDLo：117mg/kg；大鼠经口LD50＞30000 mg/kg；兔子经口LD50：＞2300mg/kg

2、致突变性：姐妹染色单体exchangeTEST系统：人类淋巴细胞：10mg/L

生态学

总括注解

水危害级别1（德国规例）（通过名单进行自我评估）该物质对水有稍微危害的。

不要让未稀释或大量的产品接触地下水、水道或污水系统。

若无政府许可，勿将材料排入周围环境。

化学数据

1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无

2.氢键供体数量:3

3.氢键受体数量:5

4.可旋转化学键数量:4

5.互变异构体数量:无

6.拓扑分子极性表面积101

7.重原子数量:10

8.表面电荷:0

9.复杂度:145

10.同位素原子数量:0

11.确定原子立构中心数量:1

12.不确定原子立构中心数量:0

13.确定化学键立构中心数量:0

14.不确定化学键立构中心数量:0

15.共价键单元数量:1

性质

1.本品无毒。

2.无臭，稍有特殊的滋味和酸味。

3. 存在于烟叶、烟气中。

贮存方法

1.本品应密封阴凉避光保存。

2.用塑料袋包装，外套尼龙袋或塑料编织袋，净重25kg。贮运过程中，应注意防潮，防晒，低温存放。

合成方法

1.可以采用蛋白质水解法和合成法生产谷氨酸，但发酵法是生产谷氨酸的主要方法。发酵生产谷氨酸的碳源是薯类、玉米、木薯淀粉、椰子树淀粉等淀粉的水解糖或糖蜜，也可以是乙酸、液态石蜡（C16石蜡最好）及其他石油化工产品，碳源用以构成微生物细胞和代谢产物中的碳架和能源的营养物质。氮源是铵盐、尿素等，氮是构成菌体细胞蛋白质和核酸等的主要元素，氮也是构成发酵产品谷氨酸氨基的主要组成元素。其他辅助原料为无机盐类，维生素等，例如微生物需要适宜的磷浓度，镁是刺激菌体生长的无机激活剂，钾盐促进产酸，玉米浆提供生物素和有机氮源。此外还包括各种促进剂和添加剂。生产菌是短杆菌（Brevibacterium）、北京棒杆菌（Corynebacterium pekinensis）等。于大型发酵罐中，通气搅拌发酵，温度30-34℃，pH＞7-8，经30-40h发酵后，除去细菌，将发酵液中谷氨酸提取出来，精制后即为成品，上述流程中采用等电点法提取，也可采用离子交换法、盐酸盐法、直接浓缩法（以乙酸为原料时）等。发酵法生产的产品为左旋谷氨酸，含量大于98%。每吨谷氨酸消耗淀粉（80%）4000kg，菌种25kg。合成法的优点是不消耗粮食，但生产过程需要高压（约20MPa）、高温（120℃以上），采用有毒原料，设备投资比发酵法高出一倍，得到的消旋谷氨酸还要进拆分，生产工艺复杂。按生产1t 99%的谷氨酸钠（味精）计算，合成法消耗丙烯腈640kg，年产量在5000t以上时，生产成本与发酵法接近。

2.发酵法

3.化学合成法

4.本品主要用发酵法生产。以糖蜜或淀粉为原料，用谷氨酸棒杆菌或小球菌或节杆菌作菌种，以尿素为氮源，在30～32℃下进行发酵，发酵完毕，将发酵液分离出菌体后，用盐酸调节ph值至3.0时，作等电点提取，经分离得谷氨酸结晶，母液中的谷氨酸再经732离子交换树脂提取，经结晶、烘干，得成品。

5. 烟草：BU，22；FC，21；左旋体可由动植物蛋白质经水解后再经脱色、浓缩、结晶而得。也可由糖或淀粉用发酵法制得。外消旋体可用丙烯腈为原料合成。

以淀粉或糖蜜为原料，经发酵、提纯而得。所用菌种主要有产谷氨酸小球菌(Micrococcusglutamicus)，以及棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属和节杆菌属等。

以面筋为原料，经酸水解得L-谷氨酸，再经盐酸盐化，得L-谷氨酸盐酸盐，用L-谷氨酸盐酸盐与苯胺中和反应得粗产物，经过滤、干燥得产品。

用途

1.L-谷氨酸主要用于生产味精、香料，以及用作代盐剂、营养增补剂和生化试剂等。L-谷氨酸本身可用作药物，参与脑内蛋白质和糖的代谢，促进氧化过程，该品在体内与氨结合成无毒的谷酰胺，使血氨下降，减轻肝昏迷症状。主要用于治疗肝昏迷和严重肝功能不全等，但疗效并不十分满意；与抗癫痫药合用，尚可治疗癫痫小发作和精神运动性发作。外消旋谷氨酸用于生产药物，也用作生化试剂等。

2.通常并不单独使用，而是与酚类、醌类抗氧剂协同使用，以获得良好的增效作用。

3.谷氨酸用作化学镀的络合剂。

4.用于制药、食品添加剂、营养强化剂；

5.用于生化研究，医药上用于肝昏迷、防止癫痫、减轻酮尿症和酮血症；

6.代盐剂、营养增补剂、鲜味剂(主要用于肉类、汤类和家禽等)。亦可用作虾、蟹等水产罐头中产生磷酸铵镁结晶的防止剂，用量0.3%～1.6%。按我国GB 2760一96规定可用作香料；

7其一钠盐——谷氨酸钠用作调味品，商品有味精和味素等。

其他性质

1、在食品工业方面：用作代盐剂、营养增补剂、鲜味剂（主要用于肉类、汤类和家禽等）。如用于方便食品的肉汤和汤类，10g/kg 。用于饮料、焙烤制品、肉、肉香肠、乳及乳制品、调味剂、谷类制品、用量 400mg/kg 。用作营养增补剂，限量 12.4%( 以食品中蛋白质的总量计 ) 。可用作虾、蟹等水产罐头中产生磷酸铵镁结晶的防止剂，用量 0.3%~1.6% 。 L －谷氨酸单钠盐（ MSG 俗称 “ 味精 ” ）具有强烈的肉类鲜味，是除食糖和食盐之外世界消费量最多的一种调味剂。特别是在 PH 值为 6~7 时， MSG 全部解离，呈味最强。广泛用于烹饪和食品加工。一般用量为 0.2%~0.5% 。人均日允许摄入量不超过 6g/d 。 L-谷氨酸盐酸盐用于改善啤酒的苦味，也可用作代盐剂、营养增补剂、增香剂。用途说明

2、在医药工业方面： L －谷氨酸是非必需氨基酸，它在体内代谢。容易失去氨基，与酮酸发生转移反应，能合成其它氨基酸。食用后，有 96%L －谷氨酸可被体内吸收，因此可作为营养增补剂 “ 要素膳 ” 的原料之一，在临床上使用。

代谢意义

1.谷氨酸参与谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用（谷氨酸被脱去氨基）。

2.在血氨转运中，谷氨酰胺合成酶催化谷氨酸与氨结合生成谷氨酰胺。谷氨酰胺中性无毒，易透过细胞膜，是氨的主要运输形式。

3.在葡萄糖-丙氨酸循环途径中，肌肉中的谷氨酸脱氢酶催化α-酮戊二酸与氨结合形成谷氨酸，接着在丙氨酸转氨酶的催化作用下谷氨酸再与丙酮酸形成α-酮戊二酸和丙氨酸。

4.在生物活性物质代谢途径中，谷氨酸本身就是兴奋神经递质，在脑、脊髓中广泛存在，谷氨酸脱羧形成的γ-氨基丁酸是一种抑制性神经递质，在生物体中广泛存在。

5.在氨基酸合成途径中，谷氨酸是合成谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸、赖氨酸的重要前体。

6.在鸟氨酸循环（尿素合成）途径中，线粒体中的谷氨酸脱氢酶将谷氨酸的氨基脱下，为氨甲酰磷酸的合成提供游离的氨；细胞质中的谷草转氨酶把谷氨酸的氨基转移给草酰乙酸，草酰乙酸再形成天冬氨酸进入鸟氨酸循环，谷氨酸为循环间接提供第二个氨基。

鉴别试验

取试样150mg，加4ml水和lml氢氧化钠试液(TS-224)，溶解，加lml茚满三酮试液(TS-250)和100mg醋酸钠，在沸水浴中加热10min，应产生紫罗兰颜色。

取试样1g，加水9ml配成悬浮液，在蒸汽浴上缓慢温热并搅拌至全部溶解，加lmol/L盐酸液6.8ml，应重新悬浮，再加lmol/L氢氧化钠液6.8ml，搅拌后，谷氨酸应完全溶解。

含量分析