为什么味精生产要用谷氨酸棒杆菌

民以食为天，食以味为先。味精是餐桌上最常见的调味增鲜品。味精的化学名称叫“谷氨酸钠”。其中的谷氨酸是构成蛋白质的天然氨基酸之一，是酸的；钠就是我们日常吃的食盐，是咸的；谷氨酸与钠结合在一起才有鲜味。食盐用水稀释400倍后，人已感觉不出它的咸味；而味精用水稀释3000倍后，人仍能感觉出它的肉鲜味道。

其实，古代就有味精了，只是不叫味精，而是叫海草粉。中国明朝的厨师烧菜添加这种海草粉，令食物味道浓郁。1908年日本的池田菊苗从海带中提取到该物质，发现是谷氨酸钠。1923年中国的吴蕴初创立了天厨味精厂，用酸水解面筋（蛋白）来制取味精。1965年以后普遍采用微生物发酵法生产味精。目前中国的味精产量已稳居世界第一，2010年产量超250万吨。中国味精生产在近几十年来得到快速发展，其中最重要的原因就是人们找到了合成谷氨酸能力很强的微生物菌种，学名叫“谷氨酸棒杆菌”。

谷氨酸钠

为什么谷氨酸棒杆菌能生成谷氨酸呢？随着科学研究的深入，人们逐步揭开了这一秘密。谷氨酸棒杆菌是从土壤中筛选到的一种细菌，在显微镜下放大1000倍才能被人们看见，它是单细胞的，形似“棒杆”状。谷氨酸棒杆菌有一个很重要的特点，就是当培养基中的“生物素”含量在“亚适量”时，它的菌体细胞内会大量积累糖代谢过程中所产生的中间物——酮戊二酸，在结构上它与谷氨酸只差一个氨基。这时，如果有氨离子存在，谷氨酸脱氢酶和合成酶就能把这些氨转移到酮戊二酸上，生成谷氨酸，并将它排出菌体细胞之外。这样，棒杆菌发酵液中就含有大量谷氨酸，然后通过收集、中和、脱色和精制，就制得了谷氨酸钠盐——味精。

生产味精的主要原料是大米、山芋或玉米淀粉。人们先将淀粉用酶水解成葡萄糖，再供谷氨酸棒杆菌利用。发酵过程中加入适量氨水或尿素、少量无机盐、微量生长因子等，整个发酵过程在几十吨乃至上百吨容积的密封大铁罐中进行。

棒杆菌细胞自身就是个天然高效的化工厂，加工产品的效率非常高，一昼夜能转化超过自身体重几十倍的原料。它的繁殖速度惊人，在生长高峰期的半小时内就可以再造一个与自身一样大小的细胞工厂。它们尽心尽力、夜以继日地工作，加工生产的味精产量可超过自身重量的几千倍，而且只经过发酵一天半就可收获味精产品了。

发酵罐

棒杆菌本领高强，但毕竟自身个体太小，它们必须依靠集体的力量才能办大事。现代化的谷氨酸发酵工厂都是由一排装满发酵原料（培养基）、叫作发酵罐的高大圆柱体铁罐组成。这种罐容积小的有几十立方米，大的则有几百立方米，无数微生物“细胞工厂”就被集中在这种发酵罐内进行“集约化”生产。

棒杆菌发酵法生产味精，具有里程碑的意义。它使世界迅速出现了一个氨基酸发酵新兴行业。目前构成蛋白质的20种天然氨基酸几乎都可以使用微生物发酵法生产了。同时，它还带动了有机酸、维生素、酶制剂等发酵工业的发展。（范长胜）