Als Glutamate werden die Ester und Salze der Glutaminsäure (E 620) bezeichnet. Bekannt sind vor allem Salze der L-Glutaminsäure durch ihren Einsatz als Geschmacksverstärker in Lebensmitteln. Das einfache Natriumsalz wird Mononatriumglutamat (E 621) genannt und ist das am meisten verwendete. Daneben sind Monokaliumglutamat (E 622), Calciumdiglutamat (E 623), Monoammoniumglutamat (E 624) und Magnesiumdiglutamat (E 625) zugelassen.
Verbindungen Mononatriumglutamat Monokaliumglutamat Calciumdiglutamat Monoammoniumglutamat Magnesiumdiglutamat Formel 170pxC5H8NNaO4 170pxC5H8KNO4 170pxC10H16CaN2O8 170pxC5H12N2O4 160pxC10H16MgN2O8 Molare Masse 169,13 g·mol−1 185,22 g·mol−1 332,32 g·mol−1 164,16 g·mol−1 316,55 g·mol−1 CAS PubChem Wikidata EG-Nummer 205-538-1 243-094-0 227-838-1 231-447-1 242-413-0 ECHA-Infocard E-Nummer E 621 E 622 E 623 E 624 E 625 Aggregat, Farbe farbloser, kristalliner Feststoff weißer Feststoff (Monohydrat) weißer geruchloser Feststoff weißer geruchloser Feststoff weißer Feststoff Schmelzpunkt 163 °C (Zersetzung) 115–118 °C (Monohydrat) 169–173 °C 130–135 °C (Zersetzung, Tetrahydrat) Löslichkeit 385 g·l−1 in Wasser (25 °C)Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 3rd ed., Volumes 1-26. New York, NY: John Wiley and Sons, 1978-1984., p. V2: 410 (1978). löslich in Wasser leicht löslich in Wasser leicht löslich in Wasser leicht löslich in Wasser Tox-Daten
Vorkommen Die Aminosäure L-Glutaminsäure kommt in allen Lebewesen als Bestandteil von Proteinen vor.Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Gregory J. Gatto jr., Lubert Stryer: Stryer Biochemie. Springer-Verlag, 2017, ISBN 978-3-662-54620-8, S. 35–41. Sie findet sich daher natürlicherweise auch in fast allen proteinhaltigen Lebensmitteln. Besonders reich an Glutaminsäure sind etwa Casein (23,6 %), Weizen-Gluten (31,4 %), Maiskleber (18,4 %), Sojaprotein (18,5 %), Hefeextrakt (11,9 %) oder auch Zuckerrübenmelasse. Bei normaler Mischkost liegt die tägliche Glutamataufnahme bei 8–12 g. Eine Auswahl zeigt die folgende Tabelle, in der neben dem Gehalt von gebundenem auch der Anteil an freiem Glutamat angegeben ist. Lebensmittel Gebundenes Glutamat Freies Glutamat Kuhmilch 0,82 % 0,002 % Muttermilch 0,23 % 0,02 % Parmesan 9,85 % 1,20 % Eier 1,58 % 0,02 % Rindfleisch 2,85 % 0,03 % Schweinefleisch 2,33 % 0,02 % Kabeljau 2,10 % 0,009 % Lachse 2,22 % 0,02 % Erbsen 5,58 % 0,20 % Mais 1,77 % 0,13 %
Durch proteinabbauende Enzyme (Proteasen) wird Glutaminsäure aus Proteinen freigesetzt. Die Freisetzung aus den Zellen kann bei einem Lebensmittel durch Garen, Trocknen oder Fermentieren über die dadurch erzeugten Risse in den Zellmembranen verstärkt werden. Im Allgemeinen nimmt der Glutamatanteil mit dem Reifungsgrad des Lebensmittels zu.Kumiko Ninomiya: Natural occurrence. In: Food Reviews International. 14, 1998, S. 177–211, doi:10.1080/87559129809541157. Bei Käse nimmt der Glutamatanteil mit der Reifungsdauer aufgrund des Proteinabbaus durch Bakterien und Pilze zu,Shizuko Yamaguchi, Kumiko Ninomiya: Umami and Food Palatability. In: The Journal of Nutrition. 130, 2000, S. 921S–926S, doi:10.1093/jn/130.4.921S. bei luftgetrocknetem Schinken infolge der im Lebensmittel enthaltenen proteinabbauenden Enzyme im Zuge der Autolyse.
Besonders reichlich sind freie Glutamate in vollreifen und getrockneten Produkten vorhanden, insbesondere von Tomaten, Fleisch, Shiitake, Käse sowie Würzmitteln und -saucen wie z. B. Sojasauce,P. Hajeb, S. Jinap: Umami taste components and their sources in Asian foods. In: Critical reviews in food science and nutrition. Band 55, Nummer 6, 2015, S. 778–791, doi:10.1080/10408398.2012.678422, PMID 24915349. Fischsauce, Brühe, Fond, Fleischextrakt, Hydrolysate von Proteinen, Hefeextrakt, Maggi-Würze und Selleriesaat.C. Agostoni, B. Carratù, C. Boniglia, E. Riva, E. Sanzini: Free amino acid content in standard infant formulas: comparison with human milk. In: J Am Coll Nutr. Band 19(4), 2000, S. 434–438. PMID 10963461. In der menschlichen Muttermilch ist der Baustein Glutaminsäure die am häufigsten vorkommende Aminosäure,Hans Konrad Biesalski: Mikronährstoffe als Motor der Evolution. Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-642-55397-4, S. 164. ihr freier Anteil erreicht etwa 0,2 ‰.
Glutamate in Lebensmitteln + Lebensmittel tierischen Ursprungs Lebensmittel GlutamatMassenanteil in % Schinken, getrocknet 0,337Ole G. Mouritsen, Klavs Styrbæk: Umami. Columbia University Press, 2014, ISBN 978-0-231-16890-8. S. 226–231. Entenfleisch 0,069 Hühnerfleisch 0,044 Rindfleisch 0,033 Schweinefleisch 0,023 Hühnerei 0,023 Lammfleisch 0,008 Sardine 0,280 Kalmar 0,146 Jakobsmuschel 0,140 Seeigel 0,140 Auster 0,130 Miesmuschel 0,105 Kaviar 0,080 Königskrabbe 0,072 Niboshi (getrocknete Sardinen) 0,050 Garnele 0,040 Makrele 0,036 Bonitoflocken 0,036 Thunfisch, getrocknet 0,031 Lachskaviar 0,022 Lachs 0,020 Krebse 0,019 Kabeljau 0,009 Hummer 0,009 Hering 0,009 Muttermilch 0,019 Ziegenmilch 0,004 Kuhmilch 0,001 Parmesankäse 1–2,7 Roquefort-Käse 1,280 Gruyère-Käse 1,050 Stilton-Käse 0,820 Cabrales-Käse 0,760 Danablu-Käse 0,670 Gouda-Käse 0,460 Camembert-Käse 0,390 Emmentaler-Käse 0,308 Cheddar-Käse 0,182
+ Lebensmittel pflanzlichen oder pilzlichen Ursprungs Lebensmittel GlutamatMassenanteil in % Tomate, getrocknet 0,648 Grüntee 0,450 Tomate 0,246 Kartoffel, gekocht 0,180 Kartoffel 0,102 Mais 0,130 Brokkoli 0,115 Erbse 0,106 Lotoswurzel 0,103 Knoblauch 0,099 Chinakohl 0,094 Sojabohne 0,066 Zwiebel 0,051 Weißkohl 0,050 Spargel, grün 0,049 Spinat 0,048 Kopfsalat 0,046 Blumenkohl 0,046 Spargel, weiß 0,036 Grüntee, geröstet 0,022 Zucchini 0,011 Paprika, grün 0,008 Salatgurke 0,001 Shiitake, getrocknet 1,060 Shiitake 0,071 Champignon 0,042 Trüffel 0,009 Walnuss 0,658 Erdbeere 0,045 Apfelsaft 0,021 Birne 0,020 Avocado 0,018 Kiwi 0,005 Weintraube, rot 0,005 Apfel 0,004 Kombu, getrocknet 1,4–3,2 Nori 1,378 Wakame 0,009
+ Lebensmittel nach Fermentation Lebensmittel GlutamatMassenanteil in % Sojasauce, koreanisch 1,264 Sojasauce, chinesisch 0,926 Sojasauce, japanisch 0,782 Soumbala 1,700 Douchi (schwarze Bohnen) 1,080 Miso 0,5–1 Tempeh 0,985 Natto 0,136 Sake 0,186 Anchovi 1,200 Fischsauce, japanisch 1,383 Fischsauce, vietnamesisch 1,370 Fischsauce, thailändisch 0,950 Fischsauce, chinesisch 0,828 Garum 0,623
Verwendung als Geschmacksverstärker Besondere Verwendung findet Glutaminsäure in der heutigen Nahrungsmittelindustrie, wo sie als sogenannter Geschmacksverstärker eingesetzt wird. Salze der Glutaminsäure wie Mononatriumglutamat (MNG) werden auch industriell produziert und verbreitet als Zusatzstoff aus der Gruppe der Geschmacksverstärker in Lebensmitteln eingesetzt.
Glutaminsäure wurde erstmals 1866 vom deutschen Chemiker Heinrich Ritthausen aus Weizengluten isoliert.Addison Ault: The Monosodium Glutamate Story: The Commercial Production of MSG and Other Amino Acid. In: Journal of Chemical Education. Band 81, Nr. 3, März 2004, S. 347–355, doi:10.1021/ed081p347. 1908 entdeckte der japanische Forscher Kikunae Ikeda dessen Bedeutung für die Geschmacksqualität. Er untersuchte die Ursache für den besonderen Wohlgeschmack von Käse, Fleisch und Tomaten, der aber nicht durch die vier bekannten Geschmacksrichtungen süß, sauer, salzig und bitter abgedeckt wird. Dabei konnte er aus dem in Japan in der Küche verwendeten Seetang Kombu Glutamat extrahieren und nachweisen, dass Glutamat für den speziellen Umami-Geschmack verantwortlich ist. Zusammen mit dem Industriellen Saburôsuke Suzuki gründete er zur Vermarktung seiner Entdeckung später das Unternehmen Ajinomoto. Heute wird Mononatriumglutamat vor allem in Südost-Asien biotechnologisch (Fermentation) mit Hilfe des Bakteriums Corynebacterium glutamicum hergestellt (1,7 Mio. Tonnen pro Jahr).
Insbesondere im westlichen Europa wünschen sich Verbraucher einen geringeren Einsatz solcher Stoffe, da sie von Verbrauchern nicht als natürlich angesehen werden, auch wenn sie biotechnisch erzeugt wurden und nach der Definition der Gesetzgeber natürlich sind.(Österreichisches) Bundesministerium für Gesundheit (Hrsg.): Entwicklung im Bereich von Zusatzstoffen, Aromen und Enzymen. Teil 2, März 2016, S. 98ff. (PDF). Zugefügte reine Glutaminsäure oder ihre Salze werden vor allem in der asiatischen Küche sowie bei der industriellen Herstellung von vorgefertigten Lebensmitteln eingesetzt. Bei vorgefertigten Lebensmitteln soll sie den Geschmacksverlust ausgleichen, der durch Kochen, Sterilisieren und Tiefgefrieren entsteht.Ian Humphery-Smith, Michael Häcker: Microbial proteomics: functional biology of whole organisms. Band 49, John Wiley and Sons, 2006, ISBN 0-471-69975-6, S. 138. Glutamate sind in der Lage, mögliche Geschmacksfehler zu überlagern, die durch zu lange Lagerung oder durch Verderbnis von Lebensmitteln zustande kommen können.Eva Derndorfer: Lebensmittelsensorik. Facultas Verlag, 2010, ISBN 978-3-7089-0588-4, S. 33. Der Weltmarkt für industriell hergestelltes Mononatriumglutamat betrug 2009 etwa 2 Millionen Tonnen.Chiaki Sano: History of glutamate production American Society for Nutrition. Report der American Society for Nutrition.
Gesetzliche Regelung In Deutschland waren Glutamate durch die 2021 aufgehobene Zusatzstoff-Zulassungsverordnung als Lebensmittelzusatzstoff bis zu einer Höchstmenge von 10 g/kg (berechnet als Glutaminsäure) beschränkt.. Auf EU-Ebene ist die Verwendung von Glutaminsäure und deren Salze als Lebensmittelzusatzstoff durch die Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 geregelt. In dieser Verordnung, die als europäische Verordnung – ohne Umsetzung in nationales Recht – unmittelbar in allen Mitgliedsstaaten gültig ist, ist eine maximal Erlaubte Tagesdosis (ETD; , ADI) nicht festgelegt.
Gesundheitliche Bewertungen
Basierend auf wissenschaftlichen Studien ist Glutamat nach Ansicht der DFG-Senatskommission als gesundheitlich unbedenklich zu beurteilen (laut einer Stellungnahme aus dem Jahre 2005).Deutsche Gesellschaft für Ernährung: DGEInfo 10/2005 – Forschung, Klinik und Praxis.
Als Überempfindlichkeit wurde vermutet, dass Mononatriumglutamat (MNG) der Auslöser des Chinarestaurant-Syndroms ist. Zwar kann man noch nicht ausschließen, dass es Personen gibt, die auf MNG empfindlich reagieren, doch konnte es 1987 in einer Doppelblindstudie das Expertengremium der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO), der Gemeinsame FAO/WHO-Sachverständigenausschuss für Lebensmittelzusatzstoffe (JECFA) an Personen, die angaben, am sogenannten Chinarestaurant-Syndrom zu leiden, nicht als dessen Ursache festgestellt werden.