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L-谷氨酸（L-Glutamic Acid）

一、基本信息

CAS號：56-86-0

分子式：C5H9NO4

分子量：147.13

系統(tǒng)命名：(2S)-2-氨基戊二酸

常見同義詞：L-氨基戊二酸、左旋谷氨酸

性狀：L-谷氨酸為白色結(jié)晶性粉末或無色至白色結(jié)晶，通常以晶體形式存在。具有特征性酸味，味閾較低。易溶于熱水，微溶于冷水，難溶于醇、等有機(jī)溶劑。熔點(diǎn)約為199至203攝氏度，在較高溫度下可發(fā)生脫羧反應(yīng)。在水溶液中呈酸性，其等電點(diǎn)約為3.22。L-谷氨酸可形成單鈉鹽（L-谷氨酸鈉，即味精主要成分）、單鉀鹽等多種鹽類。

二、食品領(lǐng)域

L-谷氨酸在食品領(lǐng)域的應(yīng)用主要以其鈉鹽形式即谷氨酸鈉（味精）為主，也可直接以L-谷氨酸形式作為食品添加劑或酸度調(diào)節(jié)劑使用。

根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB2760），谷氨酸鈉可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量使用，但有部分食品類別明確規(guī)定了Zui大使用量。例如：在調(diào)配鮮乳、滅菌乳、發(fā)酵乳等部分乳制品中，谷氨酸鈉的Zui大使用量為按生產(chǎn)需要適量使用；在調(diào)味品中可按生產(chǎn)需要適量使用；在方便米面制品（如方便面調(diào)味包）中，谷氨酸鈉的Zui大使用量為10.0克每千克（以谷氨酸計(jì)）；在肉制品中，谷氨酸鈉的Zui大使用量為10.0克每千克；在膨化食品中為5.0克每千克；在調(diào)味料中為按生產(chǎn)需要適量使用。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)注意，上述Zui大使用量針對的是谷氨酸鈉，若以L-谷氨酸原料直接添加，需根據(jù)谷氨酸鈉與L-谷氨酸的分子量差異進(jìn)行換算（谷氨酸鈉分子量為169.11，L-谷氨酸分子量為147.13，折算比例約為0.870）。具體使用量應(yīng)根據(jù)GB2760對應(yīng)食品類別的規(guī)定執(zhí)行。

L-谷氨酸本身作為食品添加劑使用時(shí)，根據(jù)GB2760規(guī)定，可作為酸度調(diào)節(jié)劑使用。不同食品類別的允許使用量和使用范圍各有不同，應(yīng)查閱該標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)章節(jié)確認(rèn)。

在食品加工中，L-谷氨酸常與5'-呈味核苷酸（如肌苷酸二鈉、鳥苷酸二鈉）配合使用，以增強(qiáng)鮮味效果，這種復(fù)配在調(diào)味品行業(yè)中較為常見。配合使用時(shí)，一般L-谷氨酸與呈味核苷酸的質(zhì)量比常見參考范圍為10:1至50:1，但具體比例需根據(jù)產(chǎn)品配方、感官評價(jià)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。

在食品級L-谷氨酸的規(guī)格方面，通常要求含量不低于99.0%（以干基計(jì)），符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑 L-谷氨酸鈉》（GB 1886.166）或相應(yīng)食品添加劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。

三、飼料領(lǐng)域

L-谷氨酸在飼料工業(yè)中可作為營養(yǎng)性添加劑使用。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告及相關(guān)飼料添加劑品種目錄，L-谷氨酸（或類）可用于配合飼料和濃縮飼料中。根據(jù)《飼料添加劑品種目錄（2013）》及后續(xù)修訂，L-谷氨酸被列為允許使用的飼料添加劑。

在豬配合飼料中，L-谷氨酸的推薦添加量一般在每噸配合飼料0.5千克至5千克范圍內(nèi)，具體用量因動(dòng)物生長階段、飼料配方和養(yǎng)殖目標(biāo)不同而有差異。在禽類配合飼料中，常見參考用量為每噸飼料1千克至5千克。在水產(chǎn)飼料中，也有相關(guān)應(yīng)用，具體添加量需根據(jù)水產(chǎn)動(dòng)物種類、生長階段和飼料配方確定。實(shí)際使用量需根據(jù)產(chǎn)品含量、規(guī)格及具體配方進(jìn)行換算。目前未查詢到統(tǒng)一的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)限量值，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)以農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的相關(guān)公告及飼料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。

四、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

L-谷氨酸在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可作為植物營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑或土壤改良相關(guān)產(chǎn)品的原料成分使用。L-谷氨酸是植物體內(nèi)氮代謝的重要中間產(chǎn)物，參與多種生化反應(yīng)。在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，L-谷氨酸可用于配制葉面肥、液體肥料或生物刺激素類產(chǎn)品。

在葉面肥配制中，L-谷氨酸的常見參考濃度一般為0.1%至1.0%（質(zhì)量體積比或質(zhì)量分?jǐn)?shù)），具體濃度取決于作物種類、生長時(shí)期和產(chǎn)品配方。在土壤施用的液態(tài)肥料中，L-谷氨酸的使用比例一般較低，常見參考范圍為每噸產(chǎn)品添加0.5千克至3千克不等。

在農(nóng)業(yè)微生物發(fā)酵肥料的生產(chǎn)中，L-谷氨酸可作為氮源成分添加到發(fā)酵培養(yǎng)基中，具體投料量根據(jù)發(fā)酵菌種和工藝要求確定，一般培養(yǎng)基中氮源濃度可在每升1克至10克范圍內(nèi)調(diào)整。

實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)配方及工藝要求調(diào)整添加量，具體使用量需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)確定。

五、工業(yè)領(lǐng)域

L-谷氨酸在工業(yè)上有多方面用途。其一，L-谷氨酸是生產(chǎn)聚谷氨酸（γ-PGA）的重要原料。聚谷氨酸是一種水溶性高分子，在環(huán)保、農(nóng)業(yè)、日化等領(lǐng)域有應(yīng)用。以L-谷氨酸為單體進(jìn)行聚合時(shí)，L-谷氨酸的實(shí)際投料量根據(jù)目標(biāo)分子量和聚合度確定，一般工業(yè)生產(chǎn)中L-谷氨酸的投料量為每批數(shù)千克至數(shù)十千克不等，具體需根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和工藝參數(shù)調(diào)整。

其二，L-谷氨酸可用于合成多種化工中間體。例如在合成L-谷氨酸的γ-內(nèi)酰胺、吡咯烷酮羧酸等衍生物時(shí)，L-谷氨酸作為起始原料，投料量根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物的理論產(chǎn)量和反應(yīng)收率確定。實(shí)際使用量需根據(jù)產(chǎn)品含量、規(guī)格及具體配方進(jìn)行換算。

其三，在生物基材料領(lǐng)域，L-谷氨酸可用于制備生物降解塑料（如聚酰胺類材料）的單體原料。具體用量因合成路線和產(chǎn)品規(guī)格不同而有較大差異。

六、醫(yī)藥領(lǐng)域

L-谷氨酸在醫(yī)藥工業(yè)中主要作為原料藥中間體或藥用輔料使用。根據(jù)《中華人民共和國藥典》及相關(guān)藥品標(biāo)準(zhǔn)，L-谷氨酸可用于生產(chǎn)谷氨酸類藥物制劑。在制藥生產(chǎn)中，L-谷氨酸作為起始原料或中間體，其投料量根據(jù)具體藥品的合成路線、批次規(guī)模和工藝要求確定，不存在統(tǒng)一的固定添加量。

在藥用輔料方面，L-谷氨酸或谷氨酸鈉可用于部分藥物制劑的pH調(diào)節(jié)或穩(wěn)定劑。具體使用量應(yīng)符合《中華人民共和國藥典》四部通則及藥品注冊標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。

作為原料藥或中間體生產(chǎn)時(shí)，通常要求L-谷氨酸符合藥用規(guī)格，含量一般不低于98.5%或99.0%（以干品計(jì)），并需符合重金屬、微生物限度等藥用標(biāo)準(zhǔn)要求。

此處僅從原料、工業(yè)生產(chǎn)角度進(jìn)行說明，不涉及具體臨床用途。

七、保健品領(lǐng)域

L-谷氨酸在保健品行業(yè)中通常作為營養(yǎng)補(bǔ)充劑的原料成分使用。在以氨基酸為主要成分的營養(yǎng)補(bǔ)充劑產(chǎn)品中，L-谷氨酸可與其他氨基酸配合使用。具體添加量根據(jù)產(chǎn)品配方、每日推薦攝入量和產(chǎn)品規(guī)格確定。在復(fù)合氨基酸類保健品中，L-谷氨酸的含量比例一般在配方總量的5%至20%范圍內(nèi)，但不同產(chǎn)品差異較大。實(shí)際使用量需根據(jù)產(chǎn)品含量、規(guī)格及具體配方進(jìn)行換算，并應(yīng)符合相關(guān)保健食品注冊或備案的技術(shù)要求。

八、化妝品領(lǐng)域

L-谷氨酸在化妝品中可作為保濕劑、皮膚調(diào)理劑使用。根據(jù)《已使用化妝品原料名稱目錄》，谷氨酸及類可在化妝品中使用。在護(hù)膚品（如面霜、精華液、化妝水等）中，L-谷氨酸的常見參考添加量一般為0.1%至2.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），具體濃度因產(chǎn)品類型和配方體系不同而有差異。在洗發(fā)水、護(hù)發(fā)素等頭發(fā)護(hù)理產(chǎn)品中，L-谷氨酸的使用濃度一般在0.5%至3.0%范圍內(nèi)。實(shí)際添加量需根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格、配方要求和相關(guān)化妝品安全技術(shù)規(guī)范確定。

九、日化領(lǐng)域

L-谷氨酸在日化產(chǎn)品中可用于洗滌用品、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品等。在洗衣液、洗潔精等洗滌產(chǎn)品中，L-谷氨酸及其衍生物（如谷氨酸表面活性劑）可作為溫和型表面活性劑或助劑使用。在洗滌類產(chǎn)品中，L-谷氨酸類表面活性劑的添加量一般為產(chǎn)品總量的1%至10%，具體取決于產(chǎn)品配方和功能定位。在個(gè)人清潔產(chǎn)品（如沐浴露、洗手液）中，L-谷氨酸鈉或其衍生物的常見參考用量為0.5%至5.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)配方及工藝要求調(diào)整。

十、發(fā)酵領(lǐng)域

L-谷氨酸本身就是微生物發(fā)酵工業(yè)的重要產(chǎn)品。以谷氨酸棒桿菌（Corynebacteriumglutamicum）或短桿菌屬（Brevibacterium）等菌種為生產(chǎn)菌，以糖質(zhì)原料（如葡萄糖、糖蜜、淀粉水解糖等）為碳源，通過發(fā)酵法生產(chǎn)L-谷氨酸。發(fā)酵培養(yǎng)基中，L-谷氨酸作為產(chǎn)品在發(fā)酵液中積累，其產(chǎn)量一般可達(dá)每升發(fā)酵液40克至140克（以L-谷氨酸計(jì)），高產(chǎn)菌株可達(dá)更高水平。

在以L-谷氨酸為原料進(jìn)行后續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)其他產(chǎn)品時(shí)（如利用L-谷氨酸生產(chǎn)γ-氨基丁酸等），L-谷氨酸作為底物的添加濃度一般在每升1克至20克范圍內(nèi)，具體根據(jù)轉(zhuǎn)化菌種和工藝條件確定。

在培養(yǎng)基配制中，若需要外源添加L-谷氨酸作為氮源或生長因子，常見添加量為每升培養(yǎng)基0.5克至5克，但不同菌種和培養(yǎng)基配方差異較大。

十一、合成領(lǐng)域

化學(xué)合成法生產(chǎn)L-谷氨酸的路線有多種，包括以丙烯酸酯為原料的Strecker合成法、以谷氨酸二酯為中間體的水解法等。在化學(xué)合成過程中，L-谷氨酸作為Zui終產(chǎn)品，其合成收率和投料比根據(jù)具體合成路線確定。以化學(xué)合成中間體或衍生物的生產(chǎn)為例，如合成N-酰-L-谷氨酸、L-谷氨酸二酯等，L-谷氨酸的投料量根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物的摩爾比和反應(yīng)計(jì)量確定。實(shí)際使用量需根據(jù)產(chǎn)品含量、規(guī)格及具體配方進(jìn)行換算。

十二、衍生物領(lǐng)域

L-谷氨酸的常見衍生物包括：谷氨酸鈉（味精，CAS號142-47-2）、谷氨酸鉀、N-酰-L-谷氨酸、L-谷氨酸二酯鹽、聚-γ-谷氨酸（γ-PGA，CAS號28829-38-1）、吡咯烷酮羧酸、谷氨酰胺（由L-谷氨酸經(jīng)酶法轉(zhuǎn)化而得）等。

在谷氨酸鈉的生產(chǎn)中，以L-谷氨酸為原料，與氫氧化鈉或碳酸鈉中和反應(yīng)制得。根據(jù)反應(yīng)計(jì)量，每生產(chǎn)1千克谷氨酸鈉約需0.870千克L-谷氨酸（以干基純品計(jì)，不計(jì)收率損失）。實(shí)際生產(chǎn)中需考慮反應(yīng)收率和產(chǎn)品純度進(jìn)行投料折算。

在聚-γ-谷氨酸（γ-PGA）的生產(chǎn)中，以L-谷氨酸為單體，通過微生物發(fā)酵或化學(xué)聚合制得。發(fā)酵法生產(chǎn)時(shí)，培養(yǎng)基中L-谷氨酸的初始投料濃度一般為每升10克至50克。化學(xué)聚合法中，L-谷氨酸的用量根據(jù)目標(biāo)聚合度和產(chǎn)品規(guī)格確定。

在N-酰-L-谷氨酸的合成中，L-谷氨酸與?；噭ㄈ纾┓磻?yīng)，L-谷氨酸的投料量按化學(xué)計(jì)量比確定，實(shí)際生產(chǎn)中需考慮反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品純度。

在谷氨酰胺的生產(chǎn)中，以L-谷氨酸為底物，通過谷氨酰胺合成酶催化或化學(xué)法轉(zhuǎn)化，L-谷氨酸的投料量根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物量和轉(zhuǎn)化效率確定。

各種衍生物的具體生產(chǎn)用量因工藝路線、產(chǎn)品規(guī)格和生產(chǎn)規(guī)模不同而存在較大差異，應(yīng)結(jié)合具體生產(chǎn)工藝和技術(shù)資料確定。