1908年,日本化學教授池田菊雲從海帶中提取出壹種白色化學物質,經檢測是谷氨酸鈉,他發現這是海帶湯味道鮮美的秘密,於是申請了專利,並命名為 "味之素",成為暢銷產品。
日本味之素進口到中國後,引起了壹個叫吳蘊初的化學工程師的興趣,買了壹瓶研究,後來他獨立發明了壹種生產谷氨酸鈉的方法,叫谷氨酸壹鈉。在麥麩(麩皮)中,谷氨酸的含量可達 40%,他先用 34%的鹽酸加壓水解麩皮,得到黑色水解物,經過活性炭脫色、真空濃縮,就得到白色結晶谷氨酸。然後,他將谷氨酸與氫氧化鈉反應,濃縮並幹燥,得到了谷氨酸鈉。他是世界上第壹個用水解法生產味精的人。
用水解法生產味精非常不經濟,因為要消耗大量糧食,每生產壹噸味精至少要消耗 40 噸小麥。此外,提取味精的過程中會釋放出許多難聞的氣體,使用的鹽酸容易腐蝕機器設備,還會產生大量有害汙水。因此,味精公司不得不繼續開展研究工作,以便用更好的方法生產出更好的產品。
1956 年,日本協和發酵公司宣布,他們找到了 "小工匠"--巴斯德菌。生產谷氨酸鈉的發酵方法由此誕生。京和的科學家們用糖、水和尿素配制培養液,然後用高溫蒸汽滅菌殺死所有雜菌,再將培養出來的純桿菌接種到最有利的環境中,讓它們繁殖。在 "小工匠 "們的努力下,大部分糖和尿素轉化成了谷氨酸,最後中和成了鈉鹽。
工業化生產始於 1957 年左右,現在大部分谷氨酸鈉都是這樣制成的。
生產方法
1.發酵原料:以澱粉、糖化液、廢糖蜜、合成醋酸為碳源,中和氨水、尿素為氮源。同時加入壹定量的磷酸二氫鉀、硫酸鎂、硫酸鐵等無機鹽和生物素、硫胺素(維生素 B2),還必須加入適量的青黴素和表面活性劑。
2.加工、發酵:將滅菌後的原料放入大桶中,在其中接種已培養好的菌種。用於生產谷氨酸的菌種有多種,但通常使用谷氨酸微球菌和布雷維氏菌屬。在預培養液中加入約 5%的這種培養液,平均每分鐘註入原料體積的 1/2 至 1/4 的無菌空氣,邊攪拌邊培養,酸度保持在 PH 值 7 至 8。用於生產谷氨酸的菌種是壹種具有特殊生理特性的細菌。如果環境條件達不到這個量,谷氨酸的發酵過程就無法進行。
3、除菌:壹般在30~32℃,培養40小時後,過濾除菌,得到谷氨酸溶液。
4、濃縮、結晶、分離:將谷氨酸溶液濃縮,得到谷氨酸結晶。
5.中和精制:谷氨酸鈉用氫氧化鈉或碳酸鈉中和精制。谷氨酸的產量是所用糖的 30-50%。
但國內味精廠從發酵液中提取谷氨酸,壹般受目前設備和工藝的限制,並不是先分離菌體,而是直接從含有菌體和蛋白質的發酵液中提取谷氨酸、由於發酵液中菌體的存在不利於谷氨酸結晶的分離,存在收率難以提高、質量不易控制、生產過程中產生大量高濃度處理廢水無法徹底解決等缺點。