Question

Глутаминовая кислота NH2—CH(CH2CH2COOH)—COOH известна тем, что входит в состав белков всех живых организмов. Не менее известна и ее натриевая соль, глутамат натрия (пищевая добавка Е621), являющаяся усилителем вкуса (мясной вкус, или умами). Содержание глутамата натрия в пищевом концентрате, таком как бульонный кубик, может достигать 0,5 % по массе. В настоящее время считается, что избыточное потребление глутамата натрия является вредным для здоровья, полулетальной считается его доза 15—18 г на 1 кг веса.  а) В каком агрегатном состоянии находится глутаминовая кислота при 25 °С?  б) Будет ли различаться pH водных растворов глицина и глутаминовой кислоты? Ответ обоснуйте.  в) Напишите уравнения реакций взаимодействия глутаминовой кислоты с хлороводородной кислотой и избытком гидроксида натрия.  г) Установите состав глутамата натрия. Учтите, что из 30 г глутаминовой кислоты может быть получен 31 г глутамата натрия с 90%-ным выходом.  д) Какая масса глутамата натрия может содержаться в одном бульонном кубике массой 10 г? Опасно ли для здоровья периодическое потребление этого продукта?

Answer 1

дано:
1. Температура = 25 °C
2. Содержание глутамата натрия в пищевом концентрате = 0,5% по массе
3. Полулетальная доза глутамата натрия = 15-18 г на 1 кг массы
4. Масса глутаминовой кислоты = 30 г
5. Масса глутамата натрия при 90%-ном выходе = 31 г
6. Масса бульонного кубика = 10 г

найти:
а) Агрегатное состояние глутаминовой кислоты при 25 °C.
б) Различие pH водных растворов глицина и глутаминовой кислоты.
в) Уравнения реакций взаимодействия глутаминовой кислоты с HCl и NaOH.
г) Состав глутамата натрия.
д) Масса глутамата натрия в бульонном кубике и его потенциальная опасность для здоровья.

решение:
а) Глутаминовая кислота — это органическая кислота, которая при температуре 25 °C находится в жидком агрегатном состоянии, так как ее температура плавления примерно 24 °C. Поэтому при комнатной температуре она будет в виде жидкости.

б) pH водных растворов глицина и глутаминовой кислоты будет различаться. Глицин является нейтральной аминокислотой и имеет pH около 6-7. Глутаминовая кислота, будучи кислотой (с двумя карбоксильными группами), будет иметь более низкий pH (около 3-4), так как она способна диссоциировать, выделяя протоны в растворе.

в) Реакции глутаминовой кислоты с хлороводородной кислотой и избытком гидроксида натрия:

1. Реакция с HCl:
   NH2—CH(CH2CH2COOH)—COOH + HCl → NH3Cl+—CH(CH2CH2COOH)—COOH + H2O

2. Реакция с NaOH:
   NH2—CH(CH2CH2COOH)—COOH + NaOH → NH2—CH(CH2CH2COONa)—COOH + H2O (это с образованием натриевой соли)

г) Состав глутамата натрия:
Глутамат натрия (C5H8NNaO4) образуется из глутаминовой кислоты в результате замещения одного протона в карбоксильной группе на натрий.

Определим процент выхода:
При 90%-ном выходе из 30 г глутаминовой кислоты получится:
Масса глутамата натрия = 30 г * (31 г / 30 г) * 0,9 = 27,9 г

д) Масса глутамата натрия в бульонном кубике:
В 10 г бульонного кубика при содержании 0,5% глутамата натрия будет:
Масса глутамата натрия = 10 г * 0,5 / 100 = 0,05 г

Потенциальная опасность:
Если полулетальная доза глутамата натрия составляет 15-18 г на 1 кг, то для человека массой 70 кг это составляет 1050-1260 г. Поскольку в одном бульонном кубике содержится только 0,05 г глутамата натрия, периодическое потребление этого продукта не представляет опасности для здоровья. Однако важно учитывать общее количество добавок в рационе.