Kwas glutaminowy, oprócz pozytywnego wpływu na działanie ludzkiego organizmu, posiada szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym. W tym przypadku funkcjonują jego dwie formy – związana (kwas glutaminowy połączony z innym aminokwasem, tworząc białko) oraz wolna (występuje jako pojedynczy aminokwas). Substancję tę jako pierwszy odkrył w 1886 r. niemiecki chemik Karl Heinrich Ritthausen.
Co to jest kwas glutaminowy?
Kwas glutaminowy (glutamic acid) to organiczny związek chemiczny z grupy aminokwasów, o wzorze sumarycznym C5H9NO4. Kwas glutaminowy (Glu, E) wchodzi w skład wszystkich produktów białkowych. W organizmie człowieka w czasie trawienia przechodzi w glutaminian sodu. Europejskie Towarzystwo Żywienia Klinicznego i Metabolizmu, ESPEN zaleca suplementację kwasu glutaminowego w sytuacji wzmożonego stresu metabolicznego.
Występowanie kwasu glutaminowego
Kwas glutaminowy produkowany jest przez organizm w ilościach sięgających około 50 g dziennie. Występuje w ośrodkowym układzie nerwowym w bardzo wysokim stężeniu, tworząc kilka zwartych dróg nerwowych. Ponadto człowiek średnio codziennie spożywa z produktami żywnościowymi od 10 do 20 g związanego w białkach kwasu glutaminowego oraz około 1 g wolnego glutaminianu. Kwas glutaminowy występuje w produktach mlecznych, a zwłaszcza serach (parmezan, ementaler, cheddar), żelatynie, zarodkach pszennych, nasionach słonecznika, orzechach arachidowych i pistacjowych, wędzonym łososiu, migdałach, nasionach lnu, bobie, brukselce i soczewicy. Ponadto w mniejszych ilościach w pomidorach, zielonym groszku, kukurydzy, cebuli, kapuście, szparagach zielonych, szpinaku, grzybach, fasoli, białych szparagach, marchwi i ziemniakach.
Kwas glutaminowy – preparaty
Substancje wykazujące właściwości wzmacniania lub kształtowania wrażeń smakowych określa się mianem wzmacniaczy smaku. Związki te dodaje się często do produktów rybnych, mięsnych czy warzywnych. Jednym z głównych wzmacniaczy smaku są pochodne kwasu glutaminowego, a wśród nich glutaminian sodu. Jest on oznaczany na opakowaniach produktów symbolem E-621. Środek ten posiada powszechne zastosowanie w przemyśle spożywczym jako substancja smakowo-zapachowa. Jest słodkawo-słona. Jej działanie skupia się szczególnie na zwiększaniu intensywności smaku przypraw roślinnych, wywarów mięsno-warzywnych, wędlin, wyrobów garmażeryjnych i konserw mięsnych. Glutaminian sodu jest substancją uznaną za bezpieczny dodatek do żywności przez Komitet Ekspertów do Spraw Dodatków do Żywności (JECFA FAO/WHO).
Kwas glutaminowy (E-620) to preparat, który ma zastosowanie jako wzmacniacz smaku w produktach takich jak: wyroby mleczne, sypkie przyprawy, koncentraty spożywcze, sosy w proszku, sos sojowy, zupy i dania błyskawiczne, przetwory owocowe, słodziki i wyroby cukiernicze.
Jakie działanie ma kwas glutaminowy?
Kwas glutaminowy wykazuje rozmaite działanie w organizmie ludzkim. Jego rola jest związana z cyklem uczenia się i pamięcią. Jego niedobór może prowadzić do rozwoju choroby Alzheimera, która objawia się zwłaszcza błędnym działaniem procesów pamięciowych. Stan ten jest konsekwencją zaniku neuronów glutaminergicznych w obrębie kory mózgu oraz zniszczenia układów przekaźnikowych.
Kwas glutaminowy aktywuje receptory jonotropowe, które związane są z przepływem jonów sodu, wapnia i potasu. Ponadto pobudza receptory metabotropowe (mGluR), które związane są z fosfolipazą C i adenylocyklazą przez białka G, sprzężone z kaskadą wewnątrzkomórkowego metabolizmu fosfolipidów.
Kwas glutaminowy to główny neuroprzekaźnik pobudzający ośrodkowy układ nerwowy (OUN). Szacuje się, że około połowa neuronów OUN wykorzystuje glutaminian do roli neuroprzekaźnika. W patofizjologii zaburzeń psychicznych duże znaczenie odgrywają szlaki glutaminergiczne:
- zstępujący szlak korowo-pniowy,
- szlaki korowo-korowe, łączące komórki piramidowe,
- zstępujące i wstępujące szlaki korowo-wzgórzowe,
- zstępujący szlak korowo-prążkowiowy.
Kwas glutaminowy przyspiesza proces gojenia się wrzodów żołądka i dwunastnicy. Zapobiega zanikom mięśni szkieletowych. Usprawnia rozwój umysłowy dzieci, a zwłaszcza proces zapamiętywania i odtwarzania informacji. Pobudza wydzielanie enzymów trawiennych trzustki. Przyczynia się do poprawy trawienia, a w konsekwencji do procesu przyswajania białek pokarmowych. Liczne badania dowiodły, że kwas glutaminowy hamuje wstrząs insulinowy. Wspomaga transport składników w płynie mózgowo-rdzeniowym i przez barierę krew-mózg. Wykazuje działanie odtruwające. Odpowiada za usuwanie amoniaku z organizmu. Zauważono, że działa przeciwdepresyjnie i neutralizuje objawy zmęczenia. Ponadto niektórzy badacze donoszą, że zapobiega impotencji. Ma zastosowanie w leczeniu choroby afektywnej dwubiegunowej. Trwają badania nad wykorzystaniem go w terapii schizofrenii.
Kwas glutaminowy wywołuje wrażenie smakowe określone jako umami. Zjawisko to w 1908 r. odkrył japoński badacz Kikunae Ikeda z Cesarskiego Uniwersytetu w Tokio, który w swoich badaniach zastosował sproszkowany kwas glutaminowy. W skali przemysłowej otrzymuje się go przez syntezę mikrobiologiczną.
Bibliografia:
1. Deska M., Substancje decydujące o smaku, „PRACE NAUKOWE Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie, Seria: CHEMIA I OCHRONA ŚRODOWISKA”, 2009, XIII, s. 17–28.
2. Murray R.K., Biochemia Harpera, Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2005.
3. Stryer L., Biochemia, Warszawa, PWN, 2003.
4. Goluch-Koniuszy Z., Fugiel J., Rola składników diety w syntezie wybranych neurotransmiterów, „Kosmos Problemy Nauk Biologicznych”, 2016, 4(313), s. 523–534.
5. Jessa M., Nazar M., Płaźnik A., Antagoniści aminokwasów pobudzających w farmakoterapii chorób układu nerwowego, „Farmakoterapia w Psychiatrii i Neurologii”, 1996, 2, s. 3–13.
6. Permoda-Osip A., Rybakowski J., Koncepcja glutaminergiczna chorób afektywnych, „Psychiatria Polska”, 2011, XLV(6), s. 875–888.
