L'acide glutamique est responsable de l'un des cinq goûts de base, umami (savoureux), les quatre autres étant sucré, salé, acide et amer. Il est naturellement présent dans les aliments de base comme la viande et le fromage : par exemple la morue (9,4g/100g), le parmesan (8,7g/100g) et le lait (7,6g/100g).
C'est un additif alimentaire autorisé par l'union européenne, sous forme acide (E620) ou bien de sel (de E621 à E625).
Le glutamate monosodique (sel sodique de l'acide glutamique) apporte une saveur semblable. Il a pour avantage de contenir 3 fois moins de sodium que le sel de table et est utilisé pour cette raison comme additif alimentaire. Quelques cas d'intolérance au glutamate monosodique ont été rapportés, mais aucune recherche n'a permis d'établir un rapport glutamate monosodique=intolérances de façon concluante.
De manière générale, le glutamate monosodique a longtemps été décrit comme responsable du "syndrome du restaurant chinois" du fait que la cuisine asiatique est très riche en glutamate. En cas de réaction, le premier symptôme est un "flush" (coloration rouge intense et passagère du visage, du cou et du torse). Peuvent apparaitre aussi : yeux injectés de sang, céphalées, sensation de brûlures survenant au niveau du tronc et irradiant vers la périphérie, impression d'oppression thoracique brûlures de la tête, bouffées de chaleur, nausées et vomissements, tendance à faire des malaises... Cette affection survient un quart d'heure à une demi-heure après ingestion et peut durer jusqu'à deux heures. La puissance de cette réaction n'est pas forcément proportionnelle à la dose ingérée, quelques milligrammes suffisent. Son lien direct avec l'ingestion de glutamate n'est pas scientifiquement prouvé. À peu près une personne sur 5 000 serait sensible à son ingestion, mais curieusement une sur 50 000 dans les pays asiatiques. De nombreux aliments utilisés dans la cuisine occidentale sont riches en glutamate monosodique comme l'asperge verte (106mg/100g), la coquille saint jacques (140mg/100g) et la tomate (246 mg/100g) et malgré leur fort taux en glutamate ils ne sont pas connus pour être des déclencheurs de migraines.
Il est actuellement utilisé couramment en combinaison avec des arômes dans les apéritifs (goût bacon, goût fromage, ...). Cela permet de rehausser le goût de bacon, du fromage, etc. Il est rare de trouver un apéritif qui n'en contienne pas. On en trouve aussi dans certaines capsules de médicaments mais pas pour ses fonctions gustatives.
Le glutamate a été impliqué dans les crises d'épilepsie, au vu de la dépolarisation foudroyante (une seconde) qu'il provoque in vitro par microinjection intraneuronale, laquelle dépolarisation reproduit le phénomène de shift de dépolarisation paroxystique observé sur EEG lors d'une crise in vivo.
Un mécanisme suggéré est la baisse du potentiel membranaire de repos au niveau du foyer épileptique, qui provoquerait l'ouverture de canaux voltage-dépendants, provoquant un influx de glutamate qui entretiendrait la dépolarisation.
Le glutamate monosodique est utilisé dans le cadre d'expérience pour induire l'obésité de rats avec des objectifs expérimentaux tels que la détermination des mécanismes de l'obésité.
Certains auteurs ont effectué des études de toxicité chez le rat et ont observé des cécités chez les animaux soumis à de fortes doses de glutamate. Mais depuis l'évaluation de ces études par les autorités sanitaires ont révélés que les doses de glutamate injectées directement dans le cerveau des rats correspondaient à des injections de 2 kg de glutamate par jour pour une personne de 70 kg (alors que le niveau maximal autorisé dans l'alimentation est de 10 g·kg-1 voir directive 95/2) et que la barrière hémato-encéphalique n'avait pas été respectée, le glutamate ingéré dans l'alimentation ne passant pas la barrière hémato-encéphalique.