1908年日本的化學教授池田菊苗從海帶中提取出壹種白色化學物質,經化驗是谷氨酸鈉,發現這就是海帶煲湯味道鮮美的秘密,申請了專利並起名“味之素“,成了暢銷產品。
日本的味之素傳入中國後,引起壹位名叫吳蘊初的化學工程師的興趣,買了壹瓶來研究,後來他獨立發明出壹種生產谷氨酸鈉的方法,稱之為味精。在小麥麩皮(面筋)中,谷氨酸的含量可達40%,他先用34%的鹽酸加壓水解面筋,得到壹種黑色的水解物,經過活性炭脫色,真空濃縮,就得到白色結晶的谷氨酸。再把谷氨酸同氫氧化鈉反應,加以濃縮、烘幹,就得到了谷氨酸鈉。他是世界上最早用水解法來生產味精的人。
用水解法生產味精很不經濟,因為這種方法要耗用很多糧食,每生產1噸味精,至少要花費40噸的小麥。而且,在提取谷氨酸鈉時要放出許多味道不好的氣體,使用的鹽酸也易腐蝕機器設備,還會產生許多有害汙水。因此,味精公司不得不繼續進行研究工作,以便用更好的方法生產出更好的產品來。
1956年,日本協和發酵公司宣布,他們已找到了這位“小工藝師”,這就是短桿菌。谷氨酸鈉的發酵法生產就此誕生。協和的科學家們用糖、水分和尿素等配制成培養液,再用高溫蒸汽滅菌法將那些雜菌統統殺死,然後把培育好的純種短桿菌在最有利的環境下接種進去,讓它們繁衍後代。由於“小工藝師”們的努力,把絕大部分的糖和尿素轉變為谷氨酸,最後,把它中和成為鈉鹽。
1957年左右開始采用工業化方法進行生產,現在大部分谷氨酸鈉都用此法制得。
制作方法
1.發酵原料:用澱粉、糖化液、廢糖蜜和合成醋酸作為炭素源,氮源則用中和了的氨、尿素等。另外還添加壹定量的磷酸鉀、硫酸鎂、硫酸鐵等無機鹽類和生物素、硫胺(維生素B2),而且還必須加入適量的青黴素和界面活性劑。
2.加工、發酵:將殺菌後的原料放入大缸中,在其中接種已培養好的種菌。用於生產谷氨酸的菌種已發現多種,但往往采用Micrococcus glutamicus和Brevibacterium屬的細菌。加入本培養液5%左右的前培養液,平均每分鐘送入為原料容量1/2~1/4的無菌空氣,邊送邊攪拌進行培養,其酸度保持在PH7~8。生產谷氨酸的菌種是壹種具有特殊生理性質的細菌。如環境條件不能滿足量,則谷氨酸的發酵過程就不能進行。
3.除菌:壹般在30~32℃下,經過40個小時培養之後,進行過濾除去菌體而得到谷氨酸溶液。
4.濃縮、析晶、分離:將谷氨酸溶液濃縮而得到谷氨酸結晶體。
5.中和、精制:用氫氧化鈉或碳酸鈉中和、精制而成谷氨酸鈉。谷氨酸的產量為所用糖料的30~50%。
但是,國內味精廠從發酵液中提取谷氨酸時,壹般受目前已有的設備和工藝的限制,並不先分離菌體,而直接從含有菌體和蛋白質的發酵液中提取谷氨酸,由於發酵液中存在的菌體不利於谷氨酸結晶的分離,所以都存在著收率難以提高,質量不易控制,生產過程中產生大量高濃度廢水的處理得不到徹底解決等缺點。