引言：
谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品工业、医学和生物研究等领域。在食品中，谷氨酸常作为味精的主要成分，用于增强鲜味，同时它在神经科学研究中也被用作研究神经递质的关键分子。
简介：谷氨酸的定义
L-谷氨酸（L-glutamate，L-Glu），酸性氨基酸，又称 α-氨基戊二酸。L-谷氨酸为鳞片或粉末状晶体，有鲜味。它微溶于水，几乎不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。L-谷氨酸是第一种商品化的氨基酸，在奶酪、绿茶、西红柿和人类母乳中含量很高，每年产量占据全球几百万吨的市场。其理化性质详细说明见表:
1. 谷氨酸功能
谷氨酸分子的构型有 L 型、D 型和 DL 型三种：其中 DL 型为消旋体。在动、植物和微生物等生物体内天然存在的谷氨酸都是 L 型的。L-Glu 是组成人体蛋白质的 20 种氨基酸之一，可以作为碳源和氮源参与人体的各种代谢过程，具有较高的营养价值。在血氨转运中，谷氨酸与氨在谷氨酰胺合成酶的催化下可以结合生成谷氨酰胺，谷氨酰胺由于能容易透过细胞膜，因此成为人体内氨的主要运输方式；在体内，谷氨酸自身也可作为神经递质，传递各种化学信号；在氨基酸的合成过程中，谷氨酸可作为如脯氨酸、精氨酸等多种氨基酸合成的前体。近年来随着对 L-谷氨酸营养价值和医疗价值的进一步挖掘，L-Glu 被广泛应用于医药行业、食品行业、日用化工、农业等各领域中。
2. 谷氨酸的好处
谷氨酸是一种被称为“大脑食物”的氨基酸，因为它能够促进智力发展。作为一种重要的神经递质，谷氨酸在提高中枢神经系统神经元的放电方面发挥关键作用。其主要用途和好处包括：
（1）改善脑部血液流动：有助于提升认知功能。
（2）增强记忆力和注意力。
（3）作为神经递质：支持神经系统的健康。
（4）促进大脑氧合：提升脑部氧气供应。
（5）优化心脏和四肢的血液循环。
（6）血管舒张：有助于缓解静脉曲张、痔疮以及腿部沉重感。
（7）抗氧化作用：其中含有的黄酮类化合物作为强效抗氧化剂，保护身体免受氧化损伤。
3. 谷氨酸有什么用？
3.1 L-谷氨酸在食品行业的应用
早在 1908 年日本东京大学教授 K.Ikeda 就利用 L-谷氨酸和 NaOH 反应生成了一种具有极强增鲜作用的物质，即谷氨酸钠，又被称作为味精，其鲜味阈值为 0.03%。
（1）一方面，味精可以被作为增鲜剂，通常用于提高烹饪食品的鲜香，从而将食品味道提升一个层次，使食物更加鲜嫩、爽滑。
（2）另一方面，味精的主要成分是谷氨酸钠。在摄入后，胃酸中的氢离子会与谷氨酸钠中的羧基反应，形成谷氨酸。谷氨酸是一种基础氨基酸，氨基酸是蛋白质合成的基本单位。因此，生成的谷氨酸会参与到人体的代谢过程，促进大分子蛋白质的合成，从而提供丰富的营养价值。
3.2 L-谷氨酸在医药行业的应用
L-谷氨酸是作为一种基础氨基酸，在生命体的代谢活动中可以以碳氮营养的形式参与其中，另外，在调节人体代谢，改善生理机能方面，L-谷氨酸也发挥着很大的作用。
（1）以L-谷氨酸为前体合成的药物，如L-谷氨酸钠、L-谷氨酸钾和谷氨酸片，可以用于解氨毒。在体内服用后，这些药物通过吸收到血液中，其中的羧基与血液中的氨反应生成谷氨酰胺，从而减少血氨的毒性。这一过程有助于保护肝脏并治疗肝功能不足等相关问题。
（2）谷氨酸在支持大脑营养和预防脑部损伤方面也发挥着重要作用。首先，谷氨酸作为大脑细胞的能量来源，在20多种常见氨基酸中，只有谷氨酸可以被大脑细胞氧化利用。其次，谷氨酸不仅能够提供神经中枢所需的营养，还能缓解神经元的异常兴奋，因此常用于治疗神经损伤和癫痫等神经系统疾病。
（3）对于肠胃方面的疾病也可以通过谷氨酸来治疗。例如，患有胃酸不足的病症时，通常在给药前为患者服用谷氨酸盐酸盐，从而达到改善患者胃酸环境，提高药物吸收的目的；谷氨酰胺具有修复胃肠黏膜，缓解胃酸刺激的功效，因此常用来治疗综合性胃溃疡等疾病。
（4）谷氨酸有助于记忆。在中枢神经系统中，谷氨酸作为一种兴奋性神经递质，在学习和记忆等生理过程以及中枢疼痛传递中发挥关键作用，同时还能提高脑功能，对于脑震荡的症状有比较明显的治疗效果。
3.3 L-谷氨酸在化工行业的应用
（1）利用谷氨酸可以合成 γ-聚谷氨酸，γ-聚谷氨酸是一种新型可降解材料，具有绿色，无污染，易于降解的优良性状，常被用于作为食品包装，化妆品配料等。
（2）焦谷氨酸钠具有吸湿和保湿的作用，其吸湿和保湿作用比甘油高约 50%，能够更好的保持皮肤和毛发的柔软和光滑，防止干枯、干裂。又由于其绿色、无毒、无害，因此常被用于制作高级化妆品。
（3）月桂酰氯与谷氨酸反应可合成N-酰基谷氨酸钠，这是一种对皮肤和毛发安全且无刺激的物质。N-酰基谷氨酸钠能够提升皮肤和毛发的光泽和柔软度，并对角质层的损伤具有一定的修复效果。因此，它常用于生产香皂和高档香波。
参考：
[1]刘佳峰,乔郅钠,赵有玺,等. 理性代谢工程改造促进谷氨酸棒杆菌高效合成L-谷氨酸 [J]. 生物工程学报, 2023, 39 (08): 3273-3289. DOI:10.13345/j.cjb.230018.
[2]刘佳峰. 理性代谢工程改造谷氨酸棒杆菌高效合成L-谷氨酸[D]. 江南大学, 2023. DOI:10.27169/d.cnki.gwqgu.2023.001530.
[3]刘景阳. L-谷氨酸生产菌的代谢工程理性改造及其发酵控制优化[D]. 天津科技大学, 2022. DOI:10.27359/d.cnki.gtqgu.2022.000790.
[4]https://www.cancer.gov/
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