谷氨酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種常見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，哺乳動物非必需氨基酸，在體內(nèi)可以由葡萄糖轉(zhuǎn)變而來。常溫下是一種白色或無色鱗片狀晶體，呈微酸性，無毒。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“等電點提取”加上“離子交換樹脂”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(nèi)都含有谷氨酸鹽，它即是蛋白質(zhì)或肽的結(jié)構(gòu)氨基酸之一，又是游離氨基酸，L-谷氨酸美味較濃。
谷氨酸是里索遜1856年發(fā)現(xiàn)的，為無色晶體，有鮮味，微溶于水，而溶于鹽酸溶液，等電點3.22。大量存在于谷類蛋白質(zhì)中，動物腦中含量也較多。谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過程中占重要地位，參與動物、植物和微生物中的許多重要化學(xué)反應(yīng)。

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。無色板塊狀結(jié)晶，等電點為3.3，溶于水，不溶于苯、醚等有機(jī)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(jié)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。味精在高熱下會分解，不能強(qiáng)熱。日本化學(xué)家池田首先發(fā)現(xiàn)味精。一個偶然的機(jī)會，他喝海帶湯感到有鮮味，經(jīng)過研究，用100 公斤海帶提取得2克谷氨酸鈉。后來日本大量生產(chǎn)味精，稱之為“味之素”。中國在20世紀(jì) 30年代由上海天廚味精廠首先生產(chǎn)味精，遠(yuǎn)銷各國獲得盛名。常用天然麥膠蛋白或酪蛋白經(jīng)水解后，將溶液pH值調(diào)節(jié)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(jì)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(xì)菌放置于糖類化合物(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(yǎng)料，上述細(xì)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(jié)合使之成為無毒物，也用于治療肝昏迷及恢復(fù)期肝功能不全等病癥。
以上信息由Chemicalbook的彤彤編輯整理。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(zhuǎn)運(yùn)中，谷氨酰胺合成酶催化谷氨酸與氨結(jié)合生成谷氨酰胺。谷氨酰胺中性無毒，易透過細(xì)胞膜，是氨的主要運(yùn)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(jié)合形成谷氨酸，接著在丙氨酸轉(zhuǎn)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、賴氨酸的重要前體。
6.在鳥氨酸循環(huán)（尿素合成）途徑中，線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(xì)胞質(zhì)中的谷草轉(zhuǎn)氨酶把谷氨酸的氨基轉(zhuǎn)移給草酰乙酸，草酰乙酸再形成天冬氨酸進(jìn)入鳥氨酸循環(huán)，谷氨酸為循環(huán)間接提供第二個氨基。

L-谷氨酸別名“麩氨酸”。能與血氨結(jié)合形成無害的谷氨酰胺，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)氧化過程，改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。用于防治肝昏迷、肝昏迷恢復(fù)期及嚴(yán)重肝功能不全，谷氨酸亦可用于各種原因引起的昏迷復(fù)蘇期及神經(jīng)系統(tǒng)疾病 (精神分裂癥和癲癇等) 的輔助治療?？诜看?.5-5g，每日4次。

取L-谷氨酸試樣150mg，加4ml水和lml氫氧化鈉試液(TS-224)，溶解，加lml茚滿三酮試液(TS-250)和100mg醋酸鈉，在沸水浴中加熱10min，應(yīng)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?zé)岵嚢柚寥咳芙?，加lmol/L鹽酸液6.8ml，應(yīng)重新懸浮，再加lmol/L氫氧化鈉液6.8ml，攪拌后，谷氨酸應(yīng)完全溶解。

方法一 準(zhǔn)確稱取試樣約0.2g，溶于3ml甲酸中，加冰醋酸50ml和結(jié)晶紫試液(TS-74)2滴，用0.1mol/L高氯酸溶液滴定至綠色或藍(lán)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(dāng)于L-谷氨酸(C5H9NO4)14.71mg。
方法二 準(zhǔn)確稱取試樣500mg，溶于250mi水中，加溴百里酚藍(lán)試液(TS-56)數(shù)滴，用0.1mol/L氫氧化鈉液滴定至藍(lán)色終點。每mL 0.lmol/LNaOH液相當(dāng)于L-谷氨酸(C5H9N04)14.7mg。ADI不作特殊規(guī)定(FAO/WHO，2001)。
GRAS(FDA，§182.1045，2000)。FAO/WHO(1984)：用于方便食品的肉湯和湯類，10g/kg。
FEMA(mg/kg)：飲料、焙烤制品、肉、肉香腸、肉湯、乳及乳制品、調(diào)味料、谷類制品，均400mg/kg。
FDA，§172.320(2000)：作為營養(yǎng)增補(bǔ)劑，限量12.4%(以食品中總蛋白質(zhì)的重量計)。

[1]左興濤,鐘沙沙,蔡檸勻,等.改造谷氨酸棒桿菌CmpLs轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)促進(jìn)L-谷氨酸合成[J].生物工程學(xué)報,2025,41(01):271-287.DOI:10.13345/j.cjb.240306.

[2]李學(xué)朋,陳久洲,張東旭,等.L-谷氨酸生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用[J].生物工程學(xué)報, 2022, 38(11):4343-4351.DOI:10.13345/j.cjb.220649.

L-谷氨酸為白色磷片狀晶體。無臭，稍有特殊的滋味和酸味。呈微酸性。 微溶于冷水，易溶于熱水，幾乎不溶于乙醚、丙酮和冷醋酸中，不溶于乙醇和甲醇。

L-谷氨酸主要用于生產(chǎn)味精、香料，以及用作代鹽劑、營養(yǎng)增補(bǔ)劑和生化試劑等。L-谷氨酸本身可用作藥物，參與腦內(nèi)蛋白質(zhì)和糖的代謝，促進(jìn)氧化過程，該品在體內(nèi)與氨結(jié)合成無毒的谷酰胺，使血氨下降，減輕肝昏迷癥狀。主要用于治療肝昏迷和嚴(yán)重肝功能不全等，但療效并不十分滿意；與抗癲癇藥合用，尚可治療癲癇小發(fā)作和精神運(yùn)動性發(fā)作。外消旋谷氨酸用于生產(chǎn)藥物，也用作生化試劑等。^[2]

可以采用蛋白質(zhì)水解法和合成法生產(chǎn)谷氨酸，但發(fā)酵法是目前生產(chǎn)谷氨酸的主要方法。發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的碳源是薯類、玉米、木薯淀粉、椰子樹淀粉等淀粉的水解糖或糖蜜，也可以是乙酸、液態(tài)石蠟（C16石蠟最好）及其他石油化工產(chǎn)品，碳源用以構(gòu)成微生物細(xì)胞和代謝產(chǎn)物中的碳架和能源的營養(yǎng)物質(zhì)。氮源是銨鹽、尿素等，氮是構(gòu)成菌體細(xì)胞蛋白質(zhì)和核酸等的主要元素，氮也是構(gòu)成發(fā)酵產(chǎn)品谷氨酸氨基的主要組成元素。其他輔助原料為無機(jī)鹽類，維生素等，例如微生物需要適宜的磷濃度，鎂是刺激菌體生長的無機(jī)激活劑，鉀鹽促進(jìn)產(chǎn)酸，玉米漿提供生物素和有機(jī)氮源。此外還包括各種促進(jìn)劑和添加劑。生產(chǎn)菌是短桿菌（Brevibacterium)、北京棒桿菌（Corynebacterium pekinensis)等。于大型發(fā)酵罐中，通氣攪拌發(fā)酵，溫度30-34℃，pH＞7-8，經(jīng)30-40h發(fā)酵后，除去細(xì)菌，將發(fā)酵液中谷氨酸提取出來，精制后即為成品，上述流程中采用等電點法提取，也可采用離子交換法、鹽酸鹽法、直接濃縮法（以乙酸為原料時）等。發(fā)酵法生產(chǎn)的產(chǎn)品為左旋谷氨酸，含量大于98%。每噸谷氨酸消耗淀粉（80%）4000kg，菌種25kg。合成法的優(yōu)點是不消耗糧食，但生產(chǎn)過程需要高壓（約20MPa）、高溫（120℃以上），采用有毒原料，設(shè)備投資比發(fā)酵法高出一倍，得到的消旋谷氨酸還要進(jìn)拆分，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。按生產(chǎn)1t 99%的谷氨酸鈉（味精）計算，合成法消耗丙烯腈640kg，年產(chǎn)量在5000t以上時，生產(chǎn)成本與發(fā)酸法接近。^[1]

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(yīng)得粗產(chǎn)物，經(jīng)過濾、干燥得產(chǎn)品。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(jié)桿菌屬等。