焦谷氨酸钠的应用

背景及概述^[1][2]

焦谷氨酸钠与大脑记忆力和认知功能味精的出现至今已有 1 0 0 多年的历史了，1866 年瑞特豪森(Ritthausen)将小麦麸用硫酸水解而得到的酸性氨基酸。1908 年池田菊苗博士，利用海带单独分离出味美成分，并证明了这种味美成分就是谷氨酸钠盐，从而生产化学调味料投放市场。目前，国外均是以糖、蜜作为原料来生产味精，而在我国呢，用的是玉米或者大米这样的粮食作物来生产味精。

在过去相当长的一段时间里，味精对健康有益还是有害，一直是人们争论的焦点。食用味精在正常范围内不会对健康有任何损害，但食用过多会使部分人，尤其是西方人，会出现头痛，面红，多汗，面部压迫或肿胀，口部或口周麻木、胃部烧灼感及胸痛等中毒症状，中毒以后可每天口服 50 毫克维生素 B6 缓解症状。日常生活中要适量使用，每人每天食用量不要超过20 克。

炒菜时油温一般在150℃～ 200℃，对于加入味精的“半成品” 配菜的烹饪，应以蒸、煮为妥。在现实生活当中，科学家们经常探索如何能够增加大脑的记忆能力与认知能力的物质或方法。在意大利西西里岛卡塔尼亚大学的研究人员对 40 位由于年老记忆力衰退的人做了焦谷氨酸效果实验。其中的 20 人每天服用焦谷氨酸，另 20 人则服用安慰剂。两个月后，多种记忆力测试都表明，那些服用焦谷氨酸的人在记忆力上有了十分明显的提高。

从实验室中的结论可以看出，焦谷氨酸钠对于人体大脑是有补充与提高的。焦谷氨酸钠虽然对人体无害，但是焦谷氨酸钠没有鲜味，会使味精鲜味丧失。形成环状的焦谷氨酸钠如果要进行破坏或者让环状断裂，则需要更大的能量，因此其在保持物质的稳定，物质的化学性质上有着明显的提升，焦谷氨酸钠的化学别名为：L - 2 -吡咯烷酮- 5 -羧酸钠；吡咯烷酮羧酸钠；PC A 钠；焦谷氨酸钠；5 - 氧代脯氨酸钠。

结构^[2]

焦谷氨酸钠为白色结晶性粉末，极易溶于水，使用时基本无毒，有弱的刺激性，无过敏反应，结构如下：

应用^[3]

1. 化妆品

化妆品是焦谷氨酸钠应用最多的领域，可以用于化妆乳液、粉剂，护肤保湿液、护发剂和固发剂等中。肤护化妆品是以防止皮肤粗糙，使皮肤保持细嫩为目的，最近根据保湿效果很重要的见解，获取保湿效果高的化妆品特别引人 注目。一种油包水型乳化化妆品涂布到皮肤上时，由于形成了水分难以蒸发的油性薄膜，使皮肤处于优良的保湿状态。

但是，历来的化妆品中使用普通乳化剂，只形成简单的油包水型乳化物，含水量一高，乳化物就 不稳定，因此从保 存稳定性 角度考虑，必须含水量少，油量相当多，这样的乳液就会出现粘乎乎的不快感觉。若在乳液中加入焦谷氨酸钠乳化助剂，就可以获得含水量高，有油性感但不发粘，保存稳定性 良好的新型油包水型化妆乳液。

这种乳液的一种配方如下：( 1 ) 硬脂酸 2 份，( 2 ) 鲸蜡醇 4 份，( 3 ) 液态石蜡 8 份，( 4 ) 聚氧乙烯硬脂酸酷 2 份，( 5 ) 三 乙醇胺 1 份，( 6 ) 焦谷氨 酸钠 3 份，( 7 ) 香料、防腐剂适量，( 8 ) 水 81 . 5 份。在由( 1 )-( 4 ) 组成的均匀混合液中，慢慢加入已加热到 20℃ 的由 ( 5 ) - ( 8 ) 组成的混合液，乳化后得到油包水型乳化化妆料。改变焦谷氨酸钠的含量，可以调节含水量。

在粉末化妆品中，焦谷氨酸钠可以代替矿物油、动值物油、合成油等油脂类以及甘油、丙二醇水溶性高分子化合物保湿剂，而 且效果更好。一种能长期保存，在水中分散性好的化妆粉配方如下：( A ) 磷脂酞胆碱 8% (重量 比 )，胆固醇 2%，丙二醇 4 %；( B ) 焦谷氨酸 钠 6 5 %；( C ) 糊精 2 0 %。加热混合 ( A ) 成分，慢慢加入 3 倍量的热水，形成水包油型乳液，在乳液中加入 ( B ) 成分，仔细混合后，加入 ( C ) 成分的 3 倍水稀释液，喷雾干燥，得到自乳化粉末化妆料。

2. 肥皂

普通皂坯料中加入着色剂、香料等成分制成的香皂，由于水分慢慢蒸发会引起肥皂重量和尺寸的变化，香皂表面很容易发生龟裂，商品价值下降，即使使用前不龟裂，但使用时肥皂浸水后，必定会经历反复干燥的过程，肥皂表面就会产生龟裂，不仅影响外观，而且有时会裂成块状。如果在皂坯中添加 0.5-15 % 的焦谷氨 酸钠，的添加量为约 5 %，制成的香皂保存性明显提高，使用后由于焦谷氨酸钠对皮肤的作用，皮肤上有一种湿润的感觉。

制造工艺如下：在 10 份皂坯料中，加入 5 份焦谷氨酸钠，充分混合后在小型皂料轧制机中进行混炼，将所得的片状皂坯混合物用挤出机挤出，挤出机的套管和 喷嘴温度分别保持在，挤出成棒状，再把所得皂棒在成型机中制成成品。这种香皂与市售化妆皂相比，具有摩擦溶解度高，成型性好，重复洗涤干燥不会龟裂，使用后皮肤感觉好的优点。在其它透明皂、化妆肥皂中，也可以添加焦谷氨酸钠来提高质量。

3. 食品

在糕点、奶糖等制品中，加入吸湿性焦谷氨酸钠，可以大大减少水分的损失，延长制品的保存期。在糕点、巧克力奶糖各两份配料中，其中一份添加 5 % 焦谷氨酸钠，其它制作条件都相同，制成成品后，将它们在空气中暴露 9 天，加入焦谷氨酸钠的糕点表面仍然光滑，外观好，而对照样品中心部位已有几条深的裂纹；加人焦谷氨 酸钠的奶糖非常柔软，且表面光滑，而对照奶糖硬且表面逐渐呈粉状。

4. 软胶囊

在医药、食品中常用的软胶囊基质 (如明胶是水溶性 的，若填充物是水性溶液或悬浊液时，难以形成软胶 囊，为了克服这一缺 陷向来采用加配油脂等的油包 水型乳化方法，或者采用强化明胶覆膜本身的方法来制造。但是加配油脂不是所有场合都能用的，强化明胶覆膜的硬化剂使用不当会造成难以溶解的问题。如果在水性成分中添加焦谷氨酸钠 (或者与添加糖醇类，乳酸钠等并用 )保湿剂，形成油包水型乳化液，使水难以向基质明胶膜移动，防止明胶膜直接与水性胶囊填充物接触，这样做成的软胶囊克服了上述的不足，是一种十分理 想的软胶囊制品。

一种牛肉汁胶囊制法如下：在 50 份牛肉汁 (含水分40 % ) 中，混合50 份D-山梨醇，50份乳酸钠，50份焦谷氨酸钠、30份 L -赖氨酸或脯氨酸，得到混合物，采 用旋转式软胶 囊成型机，用明胶和甘油制成 的膜将混合物成型为 2 5 m m 的球形胶囊 (总重10. 8 克，内容物重 10 克，膜厚 0 . sm m )，在 20 ℃ 干燥至膜水分至1 0 % 即成。将这种 牛肉汁胶囊置 于 4 0 ℃ 和湿度为6 0 % 的恒温 恒湿槽中保存 1 2 0 天，所有胶囊的明胶膜均未破裂，又将这些胶囊投入8 0 ℃ 热水中，3 0 秒钟 内完全溶解，得到良好的具有牛肉香味的调味液。

5. 药品

药用软膏、霜剂中添加焦谷氨酸钠可以改善稳定性和对皮肤的亲和性；与食品软胶囊的制法原理相同，添加焦谷氨酸钠制成的水性药用软胶囊，提高了药 品的吸收利用率，而且能在不 混 合油脂的条件下提供水性药品成分；焦谷氨酸钠也可以作固相免疫试剂和液体药剂的稳定剂。一种消克，1 . 3-丁二醇 7 克，丁 酮 10 克，异丁醇 30克，2% 焦谷氨酸钠溶液 5 克，混合后加入 2 克甲灭酸，再用乙醇稀释到 l 00 m l。

6. 织物

焦谷氨酸钠能赋予纤维优良的柔软性，处理过程中不会引起各种染色的变色，可以和荧光染料稳定地并用，而且它在水中容易溶解或者分散，形成稳定而均匀的水性体系，因此作为纤维柔软剂是很合适的。使用时将它配成 5-1 0 % 的水溶液、分散液或者乳化液 (可以添加适当的乳化剂)浸渍丝或编织布。用浸染、喷染等方法处理。可对羊毛、棉花、人造丝、尼龙、聚醋等所有纤维进行柔软整理。

处理的实例如下：在 1 升 2 % 焦谷氨酸钠水溶液中，将预退浆处理过的细平布 (棉布)于 40 ℃浸溃 3 0 分钟，然后脱水、干燥，处理后的布料具有优良的纽默里特性 (毛织物摩擦性能 )、柔软性和弹性，在用作衣料时，具有湿润的手感和优良的保暖性。

7. 油墨

在不会堵塞喷嘴且印字质量高的喷墨记录用水性油墨组成物中可含有焦谷氨酸钠。喷墨记录基本上是从微小的喷墨嘴 (通常孔径为数十至数百微米 ) 以微滴喷出油墨记录文字和图形的。喷墨记录用的油墨要求不会发生喷墨嘴的堵塞，印字干燥性好、不会渗化，电导率适当。由于具有电导率调节作用的焦谷 氨酸钠有极高的吸水性，所 以在水溶性染料油墨配方中加入 2- 1 0 % 的焦谷氨酸钠及一定量的多元醇构成的油墨就能满足上述的要求，当然在油 墨 配方中还可以加入如防霉剂、PH 调节剂、表面张力调剂 (表面活性剂)，紫外线吸收剂、抗氧剂等。

一种油墨配方如下：直接黑 19，1 . 5 % (重量比)，焦谷氨酸钠 2.5 %，聚乙二醇 (平均分子量 300 ) 5 %，水 90 . 95 %，1 . 2-苯并异唾哇琳-3-酮0.05 %。混合这些成分后，用过滤 器过滤两次，制成油墨。经试验证明，这种油墨是一种不会发生喷墨嘴堵塞，印字质量优良的水性油墨。

8. 管道清洗

对下水道能发挥清洗作用的管道清洗剂含有焦谷氨酸与氢氧化钠的反应产物和金属铝。还可含有某些无机盐如硝酸钾、硝酸钠等。它们在水的存在下与铝发生化学反应，放出热量。这种热量以及焦谷氨酸钠和游离氢氧化钠对提高有机物的溶解 能力有协 同作用，所以有特异的清洗优点。

制备^[1][2]

将200 克 NaOH 加到 200 克水中，然后加入 6 0 克焦谷氨酸，搅拌，所得固形物在 100 ℃ 干燥 100-120 小时，即得焦谷氨酸钠。

主要参考资料

[1] 吴志峰, 童欣. 焦谷氨酸钠含量测定及产生原因探讨[J]. 发酵科技通讯, 1998, 27(2): 17-18.

[2] 楼秀余, 朱洪庆. 焦谷氨酸钠与大脑记忆力和认知功能[J]. 中国科技信息, 2012 (2): 93-93.

[3] 虞杏英, 李兆龙. 焦谷氨酸钠的应用[J]. 今日科技, 1992 (10): 3-4.