Знайдете на цій картинці помилку?
Міф. Використовуваний в промисловості глутамат натрію - штучну речовину, і його дія на організм відмінно від дії того глутамату натрію, який міститься в нашій щоденній їжі.
Варіанти: в синтетичному глутамат натрію присутні ізомери / домішки / просто різну гидоту, здатні пошкодити нам, і біологічні функції яких відмінні.
Дисклеймер: Велика частина викладеної нижче інформації почерпнута звідси. англочітающім і цікавиться краще і корисніше вивчити оригінал. У ньому ж є посилання на конкретні роботи. Якщо десь набрехав - повідомте, виправлю. Ні в якому разі не хочу нікого вводити в оману.
Трохи історії
Вперше глутамат натрію (точніше, глутамінова кислота) був вперше отриманий в 1866 році в Німеччині шляхом кислотного гідролізу гліадин - одного з компонентів глютену. Але в той час ніхто не зміг навіть припустити, яке суперечливе майбутнє чекає цю речовину.
У 1908 році японський вчений Ікеда знайшов, що саме глутамінова кислота відповідальна за характерний смак водорості Комбу. яку багато століть використовували при приготуванні їжі (перша згадка про неї датується 797 роком, хоча є всі підстави вважати, що їли її і раніше). Шляхом екстракції гарячою водою з 40 кг водорості йому вдалося отримати 30 г глутамінової кислоти, в якій він визначив важливий смакової компонент.
Будучи людиною заповзятливим, він запатентував процес отримання глутамінової кислоти з пшеничного борошна (тобто з того самого глютену), і вже в 1909 році на ринку з'явився новий продукт під торговою маркою маркою «Аджіномото». що в перекладі означає «сутність смаку». Через зовсім небагато часу, були розроблені процеси отримання глутамату і з інших видів білка: соєвого, казеїну і ін. На сьогоднішній день Е621 один з найбільш тоннажних продуктів в харчовій промисловості і самий тоннажний серед усіх вироблених амінокислот.
Будь-яка амінокислота, як неодноразово зазначено моїми добрими і злими критиками, може існувати у вигляді двох оптичних ізомерів. Так і глутамат. Один ізомер (S- він же L-) смачний корисний і може брати участь в біохімічних реакціях в нашому організмі. Другий - несмачний і непотрібний. Не варто думати, що все харчовики (особливо Аджіномото) ідіоти. а хтось найрозумніший. Непотрібний R-ізомер ніхто нікуди не додає. По-перше, тому що він не смачний. По-друге тому що він взагалі нашому організму не потрібен. А по-третє, тому що харчовики не всі ідіоти.
Однією з основних завдань при отриманні глутамату натрію завжди була необхідність отримання в чистому вигляді саме потрібного нам ізомери. Завдання сама собою вирішується при виділенні глутамату з натуральної сировини (там міститься тільки потрібний нам ізомер), і не дуже просто, але вирішується при хімічному синтезі.
Ось саме цей ізомер нам і потрібен
Будь-який з відомих методів отримання глутамату натрію призводить до отримання спочатку глутамінової кислоти. Подальше перетворення її в Е621 полягає в обробці гарячого розчину глутамінової кислоти гідроксидом натрію і активованим вугіллям, концентрування під вакуумом і кристалізації. Навіщо такі складнощі - потім, що б кінцевий продукт був чистий з хімічної точки зору, не містив ніяких сторонніх речовин. Все в ім'я чистоти.
Перший промисловий спосіб
З 1909 року основним способом отримання глутамату був кислотний гідроліз клейковини (глютену), яка містить в своєму складі близько 25% (а взагалі в рослинному білку може бути аж до 40%) глутамінової кислоти. Клейковина піддавалася впливу соляної кислоти, отриманий розчин випарюють при зниженому тиску, знову закісляется концентрованою соляною кислотою. В результаті, після охолодження, викристалізовується гідрохлорид глутамінової кислоти.
Після кристалізації, гідрохлорид знову розчиняли у воді, фільтрували, і доводили pH до ізоелектричної точки (рН = 3,2), в якій глутамінова кислота має найменшу розчинність. Викристалізували чисту кислоту. Потім її знову розчиняли і перетворювали в сіль описаним вище методом.
Висновок: Перший промисловий спосіб отримання глутамату на увазі отримання з натуральних джерел. Говорити про якісь - то «ізомери», або «інших речовинах» годі й говорити. Це та сама глутамінова кислота, яку ми споживаємо з будь-яким білком. У процесі отримання - трехстадийная кристалізація: спочатку гідрохлорид, нейтральна кислота, натрієва сіль - дозволяли отримувати глутамат натрію дуже високого ступеня очищення, позбавлений домішок інших амінокислот, що утворюються в процесі гідролізу, і продуктів з взаємодії з вуглеводами.
Другий промисловий спосіб
Технологія була не дуже поширена, але була. Заснована була на переробці відходів продуктів переробки цукрових буряків. а так само з відходів від виробництва спирту з меляси.
У чистому вигляді глутамату як такого в цукровому буряку мало. Але є чимало глутаміну. який в ході переробки буряка (в цукор або спирт) перетворюється в піроглутаміновую кислоту:
Піроглутаміновая кислота може утворюватися не тільки з глутаміну, а й з глутамінової кислоти:
Нам ця реакція не потрібна. Набагато важливіше зворотна: здатність піроглутаміновой кислоти піддаватися гідролізу з утворенням ... ну ви правильно все зрозуміли.
Гідроліз проводиться при pH від 10,5 до 11,5 при 85С протягом 2х годин. Потім процедура вже знайома - підкислення до ізоелектричної точки і кристалізація нейтральної кислоти і перетворення її в глутамат натрію вже описаним вище способом.
Висновок: спосіб отримання «напівсинтетичний», так як має на увазі використання досить натуральної сировини, але його хімічну обробку в досить жорстких умовах. Але це нічого не змінює. Вихідна сировина - «правильно закручений» глутамин, який перетворюється в такий же «правильно закручений» глутамат. Багаторазова кристалізація. Продукт виходить хімічно і оптично чистий.
Третій промисловий спосіб. Хімічний.
Єдиний чисто хімічний спосіб отримання глутамату натрію (з акрилонітрилу) існував недовго. Схему наводжу нижче. Може кому цікаво.
Спосіб хороший, все йде з хорошими виходами, легко ставиться на потік, але ... Виникає велика проблема з хиральностью, а саме - в якості продуктів утворюється суміш двох ізомерів. а потрібен тільки один. Гарний хімічний метод отримання впирається в некрасиву завдання виділення потрібного нам S - ізомери в чистій формі.
Витончений спосіб вирішення втім був знайдений, запатентований і впроваджений. Аджіномото навіть придумали залишився після поділу ізомерів R-глутамат не викидати, а піддавати рацемизации (тобто перетворювати в суміш ізомерів). Повторюючи цей процес циклічно (поділ-рацемізації-поділ і т.п.) вдається майже кількісно отримати потрібний S-ізомер і не отримати відходів.
S-Глутаминовую кислоту після кристалізації перетворювали в сіль вже описаним в самому початку способом.
Висновок. Єдиний чисто хімічний спосіб отримання глутамату натрію ні в якому разі не мав на увазі отримання суміші ізомерів. Навпаки, зроблено все, для отримання в чистому вигляді S-ізомери. Того, який є носієм смаку і багатьох біологічних функцій.
Четвертий промисловий спосіб
Промислове синтез глутамату натрію продуктивністю близько 1 000 тон / місяць існував близько 10 років (з 1963), на сьогоднішній день цей процес повністю заміщений мікробіологічними методом.
На початку 1950х було виявлено, що ряд E.Coli (ті самі кишкові палички) в процесі життєдіяльності можуть виділяти амінокислоти. Вихід амінокислот значно збільшувався при додаванні в живильне середовище амонієвих солей. Незабаром була виявлена специфічна бактерія, яка продукувала великі кількості саме глутамінової кислоти, бактерію цю прозвали Corynebacterium glutamicum. Яка могла з виходами до 30% перетворювати вуглеводи в глутамінової кислоти по стехіометрії:
Подальше було справою техніки. Зрозуміло, не через тиждень, але були підібрані оптимальні умови ферментирование, склад живильного середовища (в якості якої можна використовувати майже будь-яке джерело вуглеводів). Сьогодні вихід із зазначеної реакції досягає 60%. а концентрація глутамінової кислоти в кінцевому розчині досягає 100 г / л, що дуже і дуже немало. Бактерія, синтезує тільки один, потрібний нам ізомер, сподіваюся це зрозуміло і очевидно.
Глутамінова кислота після кристалізації перетворюється в глутамат натрію вже описаним в самому початку способом. Так-так, очищення і кристалізація. Цей метод сьогодні єдиний, всі інші канули в лету.
Висновок. Згідно харчовому законодавству будь-якої країни, речовина отримане з натуральної сировини (вуглеводи) мікробіологічними методами (бактерії) є натуральним.
Так що весь використовуваний в харчовій промисловості глутамат - це дуже натуральна речовина. «Правильно закручене» і дуже чисте. Без всяких ізомерів / домішок / і просто різних гидот. У точності таке ж, яке ми їмо щодня в скажених кількостях і без всяких добавок.