Mononatriumglutamat
Mononatriumglutamat, auch als Natriumglutamat oder MNG (Vorlage:EnS, Vorlage:Lang) bezeichnet, ist das Natriumsalz der Glutaminsäure, einer der häufigsten natürlich vorkommenden, nicht-essenziellen Aminosäuren.<ref name="natural occurrence">Vorlage:Cite journal</ref> Industrielle Lebensmittelhersteller vermarkten und nutzen Mononatriumglutamat als Geschmacksverbesserer (umami) und -verstärker, da es für einen ausgeglichenen und abgerundeten Gesamteindruck anderer Geschmacksrichtungen sorgt und diese miteinander vermischt.<ref name="Loliger">Vorlage:Cite journal</ref><ref name="Yamaguchi91">Vorlage:Cite journal</ref> Mononatriumglutamat gilt aus wissenschaftlicher Sicht heute allgemein als gesundheitlich unbedenklich.<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref> Dennoch halten sich in der Bevölkerung hartnäckig Gerüchte über angebliche Gesundheitsgefahren, die jedoch jeder seriösen Grundlage entbehren.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref><ref>Vorlage:Internetquelle</ref><ref>Vorlage:Internetquelle</ref> Wenn in diesem Text oder in der wissenschaftlichen Literatur „Mononatriumglutamat“ ohne weiteren Namenszusatz (Deskriptor) erwähnt wird, ist das Enantiomer L-Mononatriumglutamat gemeint. D-Mononatriumglutamat und DL-Mononatriumglutamat besitzen keine praktische Bedeutung.
Natürliches Vorkommen
Mononatriumglutamat ist das Salz einer der 21 Aminosäuren, aus denen Proteine aufgebaut sind. Daher enthalten fast alle proteinhaltigen Lebensmittel Glutaminsäure.<ref>n-tv.de: Mehr Geschmack im Essen: Was ist Glutamat?, abgerufen am 24. März 2012.</ref> Unter physiologischen Bedingungen liegt Mononatriumglutamat dissoziiert als Glutamat-Anion (kurz: „Glutamat“) vor. Es dient auch als Neurotransmitter, der an Glutamatrezeptoren bindet. Einige Lebensmittel wie Pilze, reife und insbesondere getrocknete Tomaten, Käse (vor allem Parmesan), Fischsauce oder Sojasauce, die wegen ihres besonderen Aromas verwendet werden, enthalten natürlicherweise große Konzentrationen an freiem (nicht proteingebundenem) Glutamat.<ref name="Ikeda">Vorlage:Cite journal</ref> Außerdem enthält der Seetang Kombu hohe Mengen und wurde von asiatischen Köchen schon vor 1.500 Jahren wegen seiner geschmacksverstärkenden Wirkung genutzt.<ref>Lebensmittellexikon.de: Glutamat, abgerufen am 24. März 2012.</ref><ref name="guardian">Alex Denton: If MSG is so bad for you, why doesn't everyone in Asia have a headache?, The Guardian vom 10. Juli 2005, abgerufen am 1. Dezember 2015 (englisch).</ref> In der menschlichen Muttermilch ist Glutamat die am häufigsten vorkommende Aminosäure,<ref name="Biesalski">Hans Konrad Biesalski: Mikronährstoffe als Motor der Evolution. Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-642-55397-4, S. 164.</ref> mit 220 mg pro Kilogramm Muttermilch.<ref>Deutsche Forschungsgemeinschaft, Senatskommission zur Beurteilung der gesundheitlichen Unbedenklichkeit von Lebensmitteln: Stellungnahme zur potentiellen Beteiligung einer oralen Glutamat-Aufnahme an chronischen neurodegenerativen Erkrankungen. vom 8. April 2005. S. 3. (PDF).</ref>
In Lebensmitteln und Aromen mit einem natürlich hohen Gehalt an Glutamat entsteht es durch den Abbau von Proteinen mittels Proteasen (siehe Autolyse). Dieses gilt nach deutschem Lebensmittelrecht nicht als Lebensmittelzusatzstoff und erhält keine E-Nummer. Die Freisetzung von Glutamat durch Risse in den Zellmembranen wird durch Garen, Trocknen oder Fermentieren verstärkt.
Entwicklung als Geschmacksverstärker
Der japanische Chemiker Kikunae Ikeda erkannte Anfang des 20. Jahrhunderts die Bedeutung der in der ostasiatischen Küche verwendeten natürlichen Geschmacksverstärker und suchte das wirksame Prinzip für den damit zusammenhängenden Geschmack, den er Umami nannte.<ref name="guardian" /> Ihm war aufgefallen, dass die japanische Dashi-Brühe aus Katsuobushi und Kombu einen besonderen Geschmack hatte, der zu diesem Zeitpunkt wissenschaftlich noch nicht beschrieben worden war und sich von den Geschmacksrichtungen süß, salzig, sauer und bitter unterschied.<ref name="New seasonings">Vorlage:Cite journal</ref> Ikeda isolierte im Jahr 1908 Glutaminsäure durch wässrige Extraktion aus der Alge Laminaria japonica (Hauptquelle für Kombu) als neuen Geschmacksstoff.<ref name="Lindemann02">Vorlage:Cite journal</ref> Um zu überprüfen, ob Glutamat für den Umami-Geschmack verantwortlich war, erforschte Ikeda die Geschmackseigenschaften zahlreicher Glutamatsalze wie Calcium-, Kalium-, Ammonium- und Magnesiumglutamat. Unter diesen Salzen war Natriumglutamat das am besten lösliche und wohlschmeckendste und ließ sich leicht kristallisieren. Noch im Jahr der Entdeckung wurde ein Patent auf die Herstellungsmethode eingereicht.<ref>Ikeda K (1908). „A production method of seasoning mainly consists of salt of L-glutamic acid“. Japanese Patent 14804.</ref><ref name="New seasonings" />
Die Brüder Suzuki begannen im Jahr 1909 als Lizenznehmer mit der kommerziellen Herstellung von Mononatriumglutamat als Aji-no-Moto, einem japanischen Wort mit der Bedeutung „Essenz des Geschmacks“.<ref name="Yamaguchi98">Vorlage:Cite journal</ref><ref name="Kurihara09">Vorlage:Cite journal</ref><ref name="Sano09">Vorlage:Cite journal</ref> Große Hersteller sind das japanische Unternehmen Ajinomoto und das taiwanische Unternehmen Vedan sowie die südkoreanischen Unternehmen CJ CheilJedang und Daesang Miwon.<ref>Stellungnahme des Bundeskartellamts zur Übernahme von Orsan im Jahr 2003. PDF. Abgerufen am 17. März 2012.</ref>
Herstellung und chemische Eigenschaften
Seit der Markteinführung von Mononatriumglutamat wurden drei verschiedene Herstellverfahren industriell angewandt, die sich unter anderem in den verwendeten Ausgangsstoffen unterscheiden.
Das älteste Herstellverfahren beruhte auf der Hydrolyse von Pflanzenproteinen mit Salzsäure, um die Peptidbindungen aufzubrechen (1909–1962). Anfangs kam Weizengluten für die Hydrolyse zum Einsatz, da es mehr als 30 g Glutamat und Glutamin in 100 g Protein enthält.<ref>Vorlage:OrgSynth</ref>
Steigende Produktionsmengen machten neue Verfahren notwendig, wofür sich in den 1960er Jahren Acrylnitril als Rohstoff anbot: Es war aufgrund des Aufschwungs der Polyacrylfaserindustrie in Japan seit der Mitte der 1950er Jahre leicht verfügbar und bildete von 1962 bis 1973 die Grundlage für die Mononatriumglutamat-Herstellung.<ref name="Yoshida70">Vorlage:Cite journal</ref>
Gegenwärtig wird der Großteil der weltweiten Produktionsmenge von Mononatriumglutamat durch bakterielle Fermentation hergestellt.<ref name="Sano09" /> Das Natriumsalz entsteht durch Neutralisation der durch die Fermentation gebildeten Glutaminsäure. Während der Fermentation scheiden coryneforme Bakterien, die mit Ammoniak und Kohlenhydraten aus Zuckerrüben, Zuckerrohr, Tapioka oder Melasse kultiviert werden, Aminosäuren in die Kulturbrühe aus, aus der L-Glutamat isoliert wird. Das japanische Chemieunternehmen Kyōwa Hakkō Kōgyō K.K. (Vorlage:Lang, heute: Kyōwa Hakkō Kirin K.K.) entwickelte das erste industrielle Fermentationsverfahren zur Herstellung von L-Glutamat.<ref name="Kinoshita57">Vorlage:Cite journal</ref> Die Ausbeute der Umsetzung von Zucker in Glutamat und der Produktionsdurchsatz in der industriellen Herstellung werden stetig verbessert.<ref name="Sano09" /> Das Endprodukt nach dem Filtern, Konzentrieren und Kristallisieren ist eine Lösung von Natriumglutamat in Wasser. Reines Mononatriumglutamat ist ein farb- und geruchloser kristalliner Feststoff, der nicht hygroskopisch ist und sich unter Dissoziation in Wasser löst. Mononatriumglutamat ist praktisch unlöslich in üblichen organischen Lösungsmitteln wie Diethylether.<ref name="Biochemistry">Vorlage:Cite book</ref> Im Allgemeinen ist Mononatriumglutamat unter den Bedingungen der regulären Lebensmittelverarbeitung stabil. Während des Kochvorgangs zerfällt Glutamat nicht, sondern es kommt in Anwesenheit von Zucker bei sehr hohen Temperaturen zu einer Bräunung aufgrund der Maillard-Reaktion.<ref name="Yamaguchi98" />
Verwendung
Auf der menschlichen Zunge befinden sich Geschmacksrezeptoren für Glutamat, die den Sinneseindruck umami auslösen. Diese Rezeptoren dienen dem Auffinden proteinhaltiger Nahrungsquellen. Mononatriumglutamat allein besitzt keinen angenehmen Geschmack, wenn es nicht mit einem harmonierenden herzhaften Geruch kombiniert wird.<ref name="Rolls09">Vorlage:Cite journal</ref> Als Geschmacksstoff und in der richtigen Menge ist Mononatriumglutamat in der Lage, andere geschmacksaktive Bestandteile zu verstärken und den geschmacklichen Gesamteindruck bestimmter Gerichte auszugleichen und abzurunden. Mononatriumglutamat passt gut zu Fleisch, Fisch, Geflügel, vielen Gemüsesorten, Soßen, Suppen und Marinaden.<ref name="Loliger" /> Mononatriumglutamat verbessert den Wohlgeschmack nur in der richtigen Konzentration; im Übermaß angewendet ruiniert es den Geschmack eines Gerichts. Je nach Art des Lebensmittels variiert diese Konzentration. In einer klaren Suppe nimmt der wahrgenommene Wohlgeschmack bei mehr als 1 g Mononatriumglutamat pro 100 ml rapide ab.<ref name="Umami">Vorlage:Cite book</ref> Außerdem kommt es zu einer Interaktion zwischen Mononatriumglutamat und Speisesalz (Natriumchlorid) und anderen Geschmacksstoffen, wie beispielsweise den Nukleotiden; alle müssen für ein angenehmes Geschmackserlebnis in optimaler Konzentration vorliegen. Mononatriumglutamat ermöglicht einen reduzierten Verzehr von Speisesalz, das mit der Entstehung von Bluthochdruck und anderen Herz-Kreislaufkrankheiten in Verbindung gebracht wird.<ref>Vorlage:Cite journal</ref> Der Geschmack gesalzener Lebensmittel wird bei einer Salzreduzierung mit Mononatriumglutamat besser.<ref name="Mouritsen">Ole Mouritsen: Umami. Columbia University Press, 2014, ISBN 978-0-231-53758-2, S. 55.</ref> Der Natriumgehalt (in Masseanteilen) von Mononatriumglutamat ist etwa drei Mal geringer (12 %) als der von Natriumchlorid (39 %).<ref name="Yamaguchi06">Vorlage:Cite journal</ref> Auch andere Glutamatsalze wurden in salzarmen Suppen verwendet, allerdings mit schlechteren Geschmacksergebnissen als Mononatriumglutamat.<ref name="Ball02">Vorlage:Cite journal</ref>
Im Schnitt verzehrt jeder Mensch 600 Milligramm industriell hergestelltes Mononatriumglutamat pro Tag (ca. 4 g pro Woche), ein Drittel davon aus der Produktion des Weltmarktführers General Foods.<ref name="observer">Alex Renton: If MSG is so bad for you, why doesn't everyone in Asia have a headache? In: The Observer: Food & Drink, 10. Juli 2005 (o. S.)</ref>
Mononatriumglutamat ist ein zugelassener Zusatzstoff in Futtermitteln.<ref name="ec_europa_eu">European Commission: Community Register of Feed Additives pursuant to Regulation (EC) No 1831/2003 (PDF; 7,6 MB) Appendixes 3 & 4, Directorate D – Animal Health and Welfare, Unit D2 – Feed, S. 192, 15. Feb. 2010.</ref> Durch den gesteigerten Appetit fressen die Masttiere über die Sättigung hinaus und legen schneller an Gewicht zu. Dieser Effekt wird auch bei der Ratte und beim Menschen nachgewiesen, wenn Glutamat und zugehörige Rezeptorblocker verabreicht werden.<ref name="Hermanussen">Hermanussen M. et al.: Obesity, voracity and short stature: the impact of glutamate on the regulation of appetite. European Journal of Clinical Nutrition. 2006; 60, S. 25–31, PMID 16132059.</ref>
Sicherheit von Mononatriumglutamat als Geschmacksverstärker
Mononatriumglutamat wird seit dem frühen 20. Jahrhundert zum Würzen von Lebensmitteln verwendet. Während dieses Zeitraums wurden umfangreiche Studien durchgeführt, um die Eigenschaften und die Sicherheit von Mononatriumglutamat auszuleuchten. Mononatriumglutamat als Geschmacksverstärker gilt als unbedenklich für den menschlichen Verzehr.<ref name="Walker00">Vorlage:Cite journal</ref>
Der Mononatriumglutamat-Symptomkomplex („Chinarestaurant-Syndrom“)
Der „Mononatriumglutamat-Symptomkomplex“ wurde ursprünglich als „Chinarestaurant-Syndrom“ bezeichnet, nachdem einer Anekdote zufolge Robert Ho Man Kwok Symptome meldete, die er nach einer amerikanisch-chinesischen Mahlzeit bemerkte. Kwok schlug mehrere Möglichkeiten für diese Symptome vor, darunter Alkohol durch das Kochen mit Wein, den Natriumgehalt und die Mononatriumglutamat-Würzung. Mononatriumglutamat rückte jedoch in den Fokus, und die Symptome werden seitdem mit Mononatriumglutamat in Zusammenhang gebracht. Die Auswirkungen des Wein- oder Salzgehalts wurden nie untersucht.<ref name="freeman">Vorlage:Cite journal</ref> Im Laufe der Jahre hat die Liste unspezifischer Symptome auf Grundlage von Einzelberichten zugenommen. Unter normalen Bedingungen kann der Mensch Glutamat verdauen, da es eine sehr geringe akute Toxizität aufweist. Die orale letale Dosis bei 50 % der Testtiere, LD50, liegt zwischen 15 und 18 g/kg Körpergewicht bei Ratten bzw. Mäusen und ist damit fünfmal höher als die LD50 von Salz (3 g/kg bei Ratten). Die Aufnahme von Mononatriumglutamat als Geschmacksverstärker und die natürliche Menge an Glutaminsäure in Lebensmitteln sind daher für Menschen in toxikologischer Hinsicht kein Grund zur Besorgnis.<ref name="Walker00" /> Ein Bericht der Federation of American Societies for Experimental Biology (FASEB), der im Jahr 1995 im Auftrag der United States Food and Drug Administration (FDA) zusammengestellt wurde, kam zu dem Schluss, dass Mononatriumglutamat sicher ist, wenn es „in üblichen Mengen verzehrt wird“. Bei einer Untergruppe anscheinend gesunder Personen, die auf eine orale Dosis von 3 g Mononatriumglutamat in Abwesenheit von Lebensmitteln mit Symptomen reagierten, konnte ein kausaler Zusammenhang nicht nachgewiesen werden.<ref name="FASEB">Vorlage:Cite journal</ref> In einer kontrollierten klinischen Doppelblindstudie an mehreren Standorten wurde ein statistisch signifikanter Zusammenhang selbst bei Personen, die nach eigener Aussage mit den beschriebenen Symptomen auf Mononatriumglutamat reagierten, nicht festgestellt. Außerdem wurden die Symptome nicht beobachtet, wenn Mononatriumglutamat zusammen mit Lebensmitteln verabreicht wurde.<ref name="geha">R. S. Geha, A. Beiser, C. Ren, R. Patterson, P. A. Greenberger, L. C. Grammer, A. M. Ditto, K. E. Harris, M. A. Shaughnessy, P. R. Yarnold, J. Corren, A. Saxon: Review of alleged reaction to monosodium glutamate and outcome of a multicenter double-blind placebo-controlled study. In: The Journal of nutrition. Band 130, Nummer 4S Suppl, April 2000, S. 1058S–1062S, PMID 10736382 (Review).</ref><ref name="Tarasoff">Vorlage:Cite journal</ref><ref>Vorlage:Cite journal</ref><ref>Vorlage:Cite journal</ref>
In einer anderen placebokontrollierten Doppelblindstudie wurde Mononatriumglutamat in Kapseln verabreicht.<ref name="Tarasoff" /> Dabei erhielten 71 nüchterne Teilnehmer 5 g Mononatriumglutamat vor einem Standardfrühstück. Es gab nur eine symptomatische Reaktion und zwar in der Placebogruppe bei einer Person, die sich selbst als Mononatriumglutamat-sensibel beschrieb.<ref name="freeman" /> In einer anderen Doppelblindstudie durch Geha et al. (2000) wurden die Reaktionen von 130 Testpersonen getestet, die sich als Mononatriumglutamat-sensibel bezeichneten. Dabei wurden nur Personen mit mindestens zwei Symptomen getestet. Nur zwei Personen aus der gesamten Versuchsgruppe reagierten bei allen vier durchgeführten Tests. Diese geringe Prävalenz erlaubte keinen kausalen Zusammenhang zwischen der Einnahme von Mononatriumglutamat und den beschriebenen Symptomen.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>
Eine weitere Studie über 5 Jahre schloss einen von Mononatriumglutamat etwa verursachten Effekt auf Adipositas aus.<ref>Vorlage:Cite journal</ref><ref name="twsNovK5">Vorlage:Cite news</ref> Es existieren mehrere Studien, die eine berichtete Verbindung zwischen Mononatriumglutamat und Asthma untersuchen; die gegenwärtige Beweislage spricht nicht für einen kausalen Zusammenhang.<ref>Vorlage:Cite journal</ref>
Da Glutamat ein wichtiger Neurotransmitter im menschlichen Gehirn ist, der eine wichtige Rolle beim Lernen und für das Gedächtnis spielt, führen Neurologen gegenwärtig eine noch laufende Studie zu möglichen Nebenwirkungen von Mononatriumglutamat in Lebensmitteln durch, sind jedoch noch nicht zu abschließenden Ergebnissen gelangt, die etwaige Verbindungen aufzeigen könnten.<ref name="twsNovK8d">N. J. Maragakis, J. D. Rothstein: Glutamate transporters in neurologic disease. In: Archives of neurology. Band 58, Nummer 3, März 2001, S. 365–370, doi:10.1001/archneur.58.3.365, PMID 11255439 (Review): Vorlage:"</ref>
Europäische Union
Die Europäische Union hat die Substanz als Lebensmittelzusatzstoff mit der E-Nummer E621 klassifiziert.<ref>Vorlage:EU-Verordnung</ref> Die Europäische Kommission hält die Anwendung von Mononatriumglutamat als Lebensmittelzusatzstoff für sicher.<ref>Vorlage:CELEX</ref> Diese Auffassung teilen auch das deutsche Bundesinstitut für Risikobewertung<ref>Vorlage:Cite web</ref> sowie die Deutsche Gesellschaft für Ernährung.<ref>Vorlage:Cite web</ref>
Wissenschaftler halten es aufgrund von Tierversuchen für unwahrscheinlich, dass Glutamat die Blut-Hirn-Schranke von gesunden Erwachsenen passieren kann.<ref>Stellungnahme zur potentiellen Beteiligung einer oralen Glutamat-Aufnahme an chronischen neurodegenerativen Erkrankungen (Universität Kaiserslautern) (PDF; 143 kB).</ref> Da bei Neugeborenen die Blut-Hirn-Schranke durchlässiger ist (Entwicklung: Blut-Hirn-Schranke), wird Mononatriumglutamat in Deutschland nicht als Zusatz für Babynahrung verwendet.
Australien und Neuseeland
Food Standards Australia New Zealand<ref>Vorlage:Cite web</ref> (FSANZ) nennt „beeindruckende Beweise aus einer großen Anzahl wissenschaftlicher Studien“, um ausdrücklich jede Verbindung zwischen Mononatriumglutamat und „schwerwiegenden Nebenwirkungen“ oder „lang anhaltenden Wirkungen“ zu negieren, und erklärt Mononatriumglutamat als „für die allgemeine Bevölkerung sicher“. Es wird jedoch erwähnt, dass bei weniger als 1 % der Bevölkerung sensible Personen „vorübergehende“ Nebenwirkungen wie „Kopfschmerz, Taubheit/Prickeln, Erröten, Muskelkrämpfe und allgemeine Schwäche“ erleiden können, wenn sie in einer einzelnen Mahlzeit große Mengen an Mononatriumglutamat zu sich nehmen. Personen, die sich als empfindlich gegenüber Mononatriumglutamat betrachten, wird empfohlen, diese Beobachtung durch eine geeignete klinische Untersuchung bestätigen zu lassen.
In Australien und Neuseeland muss die Verwendung von Mononatriumglutamat als Lebensmittelzusatzstoff auf verpackten Lebensmitteln ausgewiesen werden. Das Etikett muss den Klassennamen des Lebensmittelzusatzstoffs (z. B. Geschmacksverstärker) nennen, entweder gefolgt von seinem Namen oder seiner INS-Nummer 621.<ref>Vorlage:Cite web</ref>
Vereinigte Staaten
Die US-amerikanische Food and Drug Administration hat Mononatriumglutamat als allgemein sicher anerkannt.<ref>Vorlage:Webarchiv, abgerufen am 18. März 2012.</ref> Aufgrund fehlender Regelungen der FDA ist es unmöglich herauszufinden, zu welchem Anteil es sich bei einem „natürlichen Geschmacksstoff“ tatsächlich um Glutaminsäure handelt. Die FDA hält Kennzeichnungen wie „Kein Mononatriumglutamat“ oder „Ohne Mononatriumglutamat-Zusatz“ für irreführend, wenn das Lebensmittel Zutaten enthält, die Quellen von freiem Glutamat sind, z. B. hydrolysiertes Protein. Im Jahr 1993 schlug die FDA vor, den Zusatz „(enthält Glutamat)“ zum allgemeinen oder üblichen Namen bestimmter Proteinhydrolysate hinzuzufügen, die wesentliche Mengen an Glutamat enthalten. In der Ausgabe von 2004 seines Buches On Food and Cooking erklärt der Autor Harold McGee, dass „[nach vielen Studien] Toxikologen zu dem Schluss gekommen sind, dass Mononatriumglutamat sogar in großen Mengen eine harmlose Zutat für die meisten Menschen darstellt“.<ref>McGee, Harold, On Food and Cooking, the Science and Lore of the Kitchen, 2004.</ref>
Literatur
- Geha, RS. et al.: Multicenter, double-blind, placebo-controlled, multiple challenge evaluation of reported reactions to monosodium glutamate. In: J Allergy Clin Immunol. 2000 106, 5, S. 973–980; PMID 11080723.
Weblinks
- Kurzinformationen des Lehrstuhls „Psychologie des Essens und Trinkens“ der Universität Heidelberg (PDF-Datei; 427 kB)
- Information des Europäischen Informationszentrums für Lebensmittel
- The Facts on Monosodium Glutamate (EUFIC)
Einzelnachweise
<references />