・グルタミン酸ナトリウムの科学


(1)「うま味」はタンパク質のセンサー

グルタミン酸ナトリウムは、昆布の出汁のうま味成分として、日本料理に欠かせない味であり、アジア圏の料理にも広く用いられています。このため、グルタミン酸ナトリウムを純粋に取り出した「うま味調味料」は、各国で大きな成功を収めてきました。しかし、その一方で、この「うま味調味料」は、最も酷い中傷を受け、最も誤解されている食品添加物でもあります。今に至っても、「うま味調味料」というものは、「現代の化学技術が社会に解き放った有害物質」というイメージを持つ人が、多数派なのではないでしょうか。

また、日本人には少し不思議なことですが、欧米ではつい最近まで、「うま味」という味は、その存在さえも認められていませんでした。欧米人はグルタミン酸の味をほとんど感じず、何度かテストが行われたものの、結局「無味」という結論が下されたのです。欧米人が常食する肉など「うま味」は、イノシン酸という化合物に因るところが大きく、欧米人の舌は、このイノシン酸の味に慣らされていたのです。イノシン酸は、グルタミン酸と一緒に口に入れると相乗効果が起こり、うま味を強く感じることが知られています。しかし、この作用があったため、欧米人には「グルタミン酸は単に他の味を強めるだけの物質であり、単独の味覚ではない」と捉えられてしまったのです。うま味が世界的に認められたのは、2000年にマイアミ大学の研究グループが、舌の味蕾にグルタミン酸を感知する「受容体」があることを発見してからのことです。これほどまでに愛され、嫌われ、無視されてきた味覚というものは、世界の食の歴史において、全く類例を見ません。

 

.1  気の毒なグルタミン酸ナトリウム

 

私たちが生命を維持するのに、最も大事な物質は何でしょうか?恐らく、科学者の答えは「タンパク質」で一致します。私たちの身体を作る筋肉の主成分はタンパク質だし、骨や腱を作るコラーゲンもタンパク質の一種です。その他、身体に必要な物質を合成したり、血液中で酸素を運んだり、体外から侵入してきた病原菌を撃退したりといった作用も、すべてタンパク質が請け負います。そもそも、私たちがDNAの形で祖先から受け継ぐ遺伝情報というのは、「このタンパク質を作れ」という指令の集合体なのです。

 そのタンパク質とはどんなものかといえば、要するに数百個のアミノ酸が数珠つなぎになったものです。アミノ酸は、「アミノ基」(-NH2)と「カルボキシ基」(-COOH)の両方を分子内に持つ化合物のことであり、タンパク質の構成要素となっているアミノ酸は20種類あります。これらは、図.2のような共通構造を持ち、「側鎖」と呼ばれる部分だけが異なっています。わずか20種類でしかないアミノ酸の順列組み合わせだけで、あれほどまで複雑多彩な機能が実現されているというのは、自然の大きな驚異の1つに数えられるでしょう。そして、このグルタミン酸は、生命の基本単位である20種類のアミノ酸の1つなのです。

 

.2  アミノ酸の基本構造

 

 多くのタンパク質の寿命は、せいぜい数日でしかありません。人体を構成するタンパク質は、古くなればすぐに分解され、新しく作り直されなければなりません。このため、動物は生涯に渡って、欠かさずタンパク質を摂取し続ける必要があります。肉や魚や大豆など、食事から取り入れられたタンパク質は、体内でアミノ酸単位まで分解され、新たなタンパク質に組み替えられます。世界を満たす生命たちの営みは、アミノ酸リサイクの壮大な繰り返しによって支えられているのです。

 このような訳で、動物は重要な栄養源であるタンパク質を積極的に摂取するため、その存在を捉えるセンサーを発達させました。すなわち、タンパク質のあるところには、必ずそれが分解されてできるグルタミン酸などのアミノ酸が存在しています。この「タンパク質の目印」を摂取したときに快楽を感じるよう、人体は進化しました。長時間煮込んだスープがおいしいのは、肉や骨などに含まれるタンパク質が加熱によって分解し、グルタミン酸などのアミノ酸ができるためです。味噌や醤油などの「うま味」も、発酵作用によって生成したグルタミン酸の味わいなのです。また、ヒトの母乳に含まれているアミノ酸の半分はグルタミン酸です。つまり、私たちは生まれながらに「うま味」を求めるようにできているともいえます。なお、グルタミン酸はそのままだと酸味もあるため、そのナトリウム塩であるグルタミン酸ナトリウムが、もっぱら「うま味調味料」として利用されています。

 

.3  昆布には、乾燥質量で4%ものグルタミン酸が含まれる

 

(2)グルタミン酸ナトリウムの発見者

池田屋騒動などがあって、世の中が勤皇討幕の動きに揺れていた1864年、志士たちが駆け回る京都の薩摩藩邸で、1人の子供が産声を上げました。彼の名は池田菊苗――後に東京帝国大学(現在に東京大学)の教授となり、世界の調味料の歴史を大きく塗り替えることになる人物です。池田は、16歳の頃には大阪衛生試験所の技師である村橋次郎から化学を学び、後に東京に出て、1889年に東京帝国大学の理学部化学科を卒業しました。さらに1899年には、ヨーロッパに渡り、ドイツのライプツィヒ大学でウィルヘルム・オストワルドに学び、次いでイギリスの王立研究所で勉強しました。オストワルドといえば、後に化学反応速度に関する理論研究でノーベル化学賞を受賞する物理化学の泰斗ですが、ここでの経験が、池田に大きな影響を与えました。また、ロンドン滞在中には、後の文豪である夏目漱石と同宿し、大いに文学論を戦わせて、漱石を慰めたという逸話が残されています。池田は、東洋哲学から政治論に至るまで該博な知識を持ち、典型的な明治の教養人でもあったといいます。坪内逍遥の後を受けて、国学院大学においてシェークスピアの講義をしたこともあるといいますから、その才人ぶりには、実に驚くべきものがあります。

 帰国して東京帝国大学の化学第三講座の教授となった池田は、昆布のうま味に興味を持ち、湯豆腐の出汁に含まれるうま味成分の研究に着手します。そして1907年、池田は約38 kgもの昆布を買い求めると、早速実験に取りかかりました。昆布を煮出した汁を煮詰め、徐々に不純物を除いた後に鉛塩を加えることで、約30 gのグルタミン酸ナトリウムを結晶として取り出すことに成功したのです。このときに昆布を煮詰めるために用いられたイギリス製の大蒸発皿は、当時の貴重な資料として、現在も東京大学大学院・理学系研究科研究室にあります。

池田は1908年に「グルタミン酸塩を主成分とする調味料製造法」の特許を取得。翌1909年、東京化学会誌に「新調味料に就きて」という題の論文(池田菊苗、東京化学会誌、30820-836(1909))を発表しました。この論文で、池田は昆布のうま味成分として、グルタミン酸塩の抽出に成功したことを初めて述べたのです。そして、この1909年には「味の素」が鈴木製薬所から売り出され、世界的にもユニークなアミノ酸工業が誕生しました。現在の味の素株式会社の発端です。

 

.4  「味の素」の主成分(97.5%)はグルタミン酸ナトリウムである

 

(3)アミノ酸の歴史

 そもそも、アミノ酸が天然に発見されたのは1806年のことで、アスパラガスの煮出し汁からアスパラギンが発見されています。続いて1810年には、尿路結石から硫黄を含むアミノ酸であるシステインが発見され、19世紀の終わり頃までにグリシン、アラニン、バリン、ロイシン、セリン、リシン、アルギニン、ヒスチジン、フェニルアラニン、チロシンなど、重要なアミノ酸が相次いで発見されていきました。いずれも、絹や羊毛、ゼラチン、カゼイン、グルテン、動物の臓器などのタンパク質を加水分解することによって得られたものでした。

 トリプトファンやプロリンも、1901年にはカゼインの加水分解液中から発見されているので、天然のタンパク質を構成するアミノ酸として現在知られている20種類のアミノ酸は、イソロイシン(1904年、F・エールリッヒが糖蜜とフィブリン加水分解液より発見)、トレオニン(1935年、WC・ローズがラットの成長必須因子としてフィブリン加水分解物より発見)、メチオニン(1922年、JH・メーラーが溶血性連鎖状球菌の成長因子としてタンパク質加水分解物より発見)を除き、そのほとんどがすでに20世紀の初頭には顔を揃えていたことになります。

参考までに、タンパク質を構成する20種類のアミノ酸を、次の図.5に示します。この中で、生体内で全く合成できないか、もしくは必要な量を十分に合成できず、生育のために外部から摂取しなければならないアミノ酸を「必須アミノ酸といいます(*印が付けてあります)。ヒトの必須アミノ酸は、成人では9種類で、幼児ではさらにアルギニンも加わります。アルギニンは生体内でも合成され、成人では必須アミノ酸ではありませんが、成長の早い乳幼児期では、生体内の合成量が十分でなく、不足しやすくなるのです。

 

.5  タンパク質を構成する20種類のアミノ酸

 

 さて、グルタミン酸が発見されたのは1866年のことで、小麦粉の粘りの素である「グルテン」の加水分解物から、ドイツの化学者であるH・リットハウゼンによって分離されました。グルテンは、ラテン語で「糊」を意味し、そこからグルタミン酸の名前が付けられました。グルタミン酸は、糖の代謝過程で生合成されるので、非必須アミノ酸です。

生体内には極めて高い濃度のグルタミン酸が存在しており、グルタミン酸は生体内で重要な役割を担っています。特に高濃度にグルタミン酸が存在するのは筋肉で、生体内の遊離グルタミン酸のうちの約50%が存在しています。17%が腸、9%が肝臓、8%が脳に存在しています。また、細胞内のミトコンドリアに存在する遊離アミノ酸の5070%がグルタミン酸であるというデータは、特にその重要な役割を暗示します。特に神経系では、グルタミン酸は興奮性神経伝達物質として働くことが分かっており、記憶や学習などの脳高次機能に重要な役割を果たしていることが知られています。

 ところが、一方でグルタミン酸は血液中の濃度が急激に上昇した場合などには、灼熱感、顔面の圧迫感、頭痛、眠気などを誘発したりすることもあり、「味の素」などのうま味調味料をふんだんに使った中華料理などを食べ過ぎたときに、この症状が現れたりすることがあります。そういうことから、この症状には「チャイニーズレストランシンドローム(グルタミン酸ナトリウム症候群)」という変な病名が付けられたりしています。そのため、「グルタミン酸ナトリウムは使用しておりません」という表示が、中華料理店の店頭には貼り出してあることがありますし、世間には「グルタミン酸ナトリウムが放り込まれた料理を食べると、健康に悪い」という認識がまかり通っています。しかし、この認識には大きな誤解があります。

 

.6  グルタミン酸ナトリウムが原因とされる「チャイニーズレストランシンドローム」には大きな誤解がある

 

(4)「うま味調味料」は有害なのか

 まず、グルタミン酸はタンパク質を構成するアミノ酸の一種なので、私たちの生体内にはもちろん、様々な食品にも含まれています。キノコやトマトの料理がおいしいのは、グルタミン酸の濃度が高いからです。パルメザンチーズやカマンベールチーズのあの独特な風味にも、グルタミン酸が大きく関わっています。特にパルメザンチーズは、固形の食品中最もグルタミン酸含量が多く、一振りで料理の味を大きく変えてしまいます。いわば、「イタリア版うま味調味料」といってもいい存在です。このように、グルタミン酸は私たちが日々摂取する食品に、広く行き渡っているのです。それどころか、ある計算によると、食品に自然に含まれるグルタミン酸を摂取する量は、添加物でグルタミン酸を摂取する量よりも遥かに多かったのです。それでは、「チャイニーズレストランシンドローム」の原因は、一体何なのでしょうか?

 この問題の発端は、1968年のアメリカでした。中国系アメリカ人医師のホウ・マン・クォックは、突然、胸と顎が締め付けられるように感じ、頭痛、身体の痺れ、首の後ろに熱い感覚を覚えました。それは、中華料理店で食事をした直後のことでした。症状は悪化することはなく、しばらくすると消失していきました。クォックは「ニューイングランド・ジャーナル・オブ・メディスン」に論文を書き、一連の症状に「チャイニーズレストランシンドローム」と名付けたのでした。そして、グルタミン酸ナトリウムを静脈に注射すると、一連の症状を引き起こす可能性があることが分かり、「チャイニーズレストランシンドロームの原因はグルタミン酸ナトリウムである」という説が、一般に浸透していったのです。

アメリカでも、すでにグルタミン酸はスナック菓子などに広く使われていたので、その衝撃は大きく、使用禁止を求める声はすぐに強まりました。しかし、チャイニーズレストランシンドローム」の自覚症状は一定しておらず、心拍や血圧、皮膚温度などの他覚症状は、チャイニーズレストランシンドローム」の発作中も変化がなかったのです。また、1969年にはワシントン大学の研究者であるジョン・オルニーが「グルタミン酸ナトリウムをマウスに大量に投与すると、マウスの脳細胞が破壊される」という結論を出しましたが、マウスとヒトが同じ影響を受けるのかどうかは疑問です。なぜなら、その後、霊長類を対象にした研究が数多く行われましたが、グルタミン酸ナトリウムを注射されたり食べさせられたりしても、霊長類には何の影響も現れなかったからです。しかも、そのマウスの実験も「生後1012日目のマウスに体重1 kg当たり1 gのグルタミン酸ナトリウムを投与する」というもので、これは人間でいえば、数十グラムのグルタミン酸ナトリウムの濃厚水溶液を、直接チューブなどで乳幼児の胃の中に流し込んだ状態です。それだけ一気に摂取すれば、何らかの障害を引き起こすのも当然でしょう。

 こうして1992年、アメリカ食品医薬品局(FDA)は、グルタミン酸ナトリウムに不安を持つ大衆にせかされ、第三者の科学者に調査を委ねようと、応用生物学アメリカ協会(FASEB)に問題の研究を依頼しました。1995年、協会は包括的な報告書をまとめ、「慎重な二重盲検法(被験者および投与管理者ともに投与状態を識別できない臨床試験)で調査を行った結果、グルタミン酸ナトリウムは通常の摂取量では何の問題も起こさないが、大量に摂取すると、灼熱感、顔面の圧迫感、頭痛、眠気などを引き起こし、ごく稀に衰弱する場合もある」と発表しました。

 この「大量」とは、一体どれほどの量なのでしょうか?これには「閾値」の問題があります。閾値とは、「ある刺激を感知することができるかどうか」の限界の最小値を表します。先に挙げた症状は、一回の食事で2.5 g以上のグルタミン酸ナトリウムを摂取した人々にだけ見られる症状です。この2.5 gという量は、一般的な中華料理数人前に含まれる量です。

また、カナダの研究では、グルタミン酸ナトリウムの安全性をもっと明確に強調しています。「自分はグルタミン酸ナトリウムに敏感だ」と主張する61人の被験者を対象に調査を行ったところ、一回の食事でグルタミン酸ナトリウムの量が2.5 gを下回る場合、グルタミン酸ナトリウムと偽薬の間に違いは見られませんでした。なお、FASEBの調査によると、「一食の典型的なグルタミン酸ナトリウムの使用量は0.5 g以下である」といいますから、「うま味調味料としての一般的な使用」をしている限り、グルタミン酸ナトリウムに危険性は全くありません。

これらのことから、明らかに、グルタミン酸ナトリウムは社会悪ではありません。グルタミン酸ナトリウムは、食後の不快の原因にされやすいですが、実際に調査を行ったところ、それがどんな食事であれ、食後には4割の人が「不快な症状が出た」と報告することが分かっています。「チャイニーズレストランシンドローム」の症状が出ても、症状は一様でなく、それはたいてい一過性で良性のものであり、客観的な測定値やグルタミン酸の血中濃度には反映されません。

つまり、「チャイニーズレストランシンドローム」の原因が、グルタミン酸ナトリウムであるという科学的根拠は、一切見つかっていないのです。一説によると、料理に含まれる過剰のナトリウムを急激に摂取したことによる血圧の変化や、劣化した油脂の多量摂取などが原因ではないかとするものもあります。また、偽薬に副作用があると信じ込むことによって、その副作用が強く出現することをノーシーボ効果といいますが、この現象がグルタミン酸ナトリウムで起こってしまったということも考えられます。

 

.7  チャイニーズレストランシンドローム」の原因は、劣化した油脂の多量摂取である可能性もある

 

(5)自然界の「味の素」

 池田菊苗が、昆布のうま味成分としてグルタミン酸ナトリウムを分離し、これが「味の素」として世界中の人たちによって愛用されるようになると、グルタミン酸の生産はとても昆布の煮出し汁などでは追い付かなくなりました。幸いにして、小麦グルテンを加水分解することによってある程度の量は得られますが、それでも経済的には採算が取れません。そこで1960年代には、味の素社はグルタミン酸の一部を石油からの化学合成で供給しましたが、これがまた世間からの指弾を受けました。しかし、化学の目で見れば、これは何ら非難される筋合いではありません。原料が昆布であろうが小麦粉であろうが石油であろうが、できあがったものは同じグルタミン酸という分子であり、そこには何の差異もありません。原料が何であろうが、原子に個性はない以上、つながり方さえ同じなら同じ分子であり、区別する理由は何もありません。しかし、味の素社は十数年で化学合成法から撤退し、現在ではサトウキビを原料とし、含まれる炭水化物をミクロコッカス・グルタミカスという微生物の働きで、グルタミン酸にする発酵生産の方法が用いられています。

今では、鰹節からのイノシン酸、貝類からのコハク酸、キノコからのイボテン酸やトリコロミン酸なども、うま味成分として分離されています。面白いことに、キノコの中では、イボテン酸やトリコロミン酸もグルタミン酸から作られることが分かっているので、そういうことからすると、グルタミン酸はまさに文字通り、自然界における「味の素」なのかもしれません。ただし、トリコロミン酸を含むハエトリシメジは食用になりますが、イボテン酸を含むイボテングタケやベニテングタケは有毒なので、注意が必要となります。

 

.8  イボテン酸はグルタミン酸ナトリウムの10倍ほどの強いうま味を呈するが、毒性がある


戻る

 

・参考文献

1) 薬理凶室「アリエナイ理科ノ教科書VC」三才ブックス(2009年発行)

2) 薬理凶室「アリエナイ理科」三才ブックス(2012年発行)

3) 鈴木勉「毒と薬【すべての毒は「薬」になる!?】」新星出版社(2015年発行)

4) 船山信次「毒の科学-毒と人間のかかわり-」ナツメ社(2013年発行)

5) ジョーシュワルツ「シュワルツ博士の化学はこんなに面白い」主婦の友社(2002年発行)

6) 山崎幹夫「新化学読本-化ける、変わるを学ぶ」白日社(2005年発行)

7) 佐藤健太郎「炭素文明論」新潮社(2013年発行)

8) 佐藤健太郎「化学物質はなぜ嫌われるのか」技術評論社(2008年発行)

9) 船山信次「こわくない有機化合物超入門」技術評論社(2014年発行)

10) 大宮信光「面白いほどよくわかる 化学」日本文芸社(2003年発行)