第六章有机酸发酵201103-讲义

中国味精大鼠长期毒性试验总结
Summary of Long Term Toxicity Experiment on Mouse for Monosodium Glutamate
味精是以淀粉或糖质为原料通过微生物发酵法生产出来的 一种谷氨酸的钠盐,是自然界存在的氨基酸的一种.对于它 的安全性,在国际上,特别是日本曾做过大量工作,以翔实的、 科学的数据证实了食用味精是安全的.联合国粮农组织和世 界卫生组织食品添加剂法规委员会第19届会议宣布结论:" 对味精每人每天摄入量不需作任何规定".时隔10多年,至 今还有一部分消费者对味精的安全性存在疑虑. 中国发酵 工业协会组织味精行业,在中国中医研究院的大力支持下, 对我国味精产品进行了<大鼠长期毒性试验>,通过试验,再 一次证实了食用味精是安全的.
的八面柱状结晶体，易溶于水不溶于纯酒精 等有机溶剂。具有强烈肉鲜味，120℃以上 逐渐失去结晶水而改变化学性质。
主要化学性质
1.与酸作用生成谷氨酸或谷氨酸盐酸盐 2.与碱作用生成谷氨酸二钠盐 3.长时间受热引起分子内失水生成焦谷
氨酸钠。
强力味精
定义：又名特鲜味精或新味精，它由味 精配以适量的I+G混合制成
1965年，日本协和公司采用醋酸发酵生产谷氨酸
1977年，用糖蜜为原料发酵法生产谷氨酸。
我国
1923年，上海天厨味精厂首先采用盐酸水解面筋生产味精
1932年，沈阳味精厂开始用豆粕水解生产味精
1958年，我国有关研究所和工厂开始研究发酵法制备谷氨 酸的工艺
1964年，上海天厨味精厂首先以黄色短杆菌617为生产菌 株，采用发酵法生产谷氨酸中型试验获得成功，继而投入 工业化生产
第二节 谷氨酸合成的机制
（一）合成途径
谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经糖酵 解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成 丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA)，然 后进入三羧酸循环，生成α 酮戊二酸。α-酮 戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH4+存在 的条件下，生成谷氨酸。当生物素缺乏时，菌 种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳 酸发酵。因此，一般将生物素控制在亚适量条 件下，才能得到高产量的谷氨酸。
1964年，杭州味精厂与中国科 学院微生物研究所等单位协作 进 行 北 京 棒 杆 菌 As1.299 发 酵 法生产谷谷氨酸扩大试验
1965年获得成功并投入工业化 生产。
同时，天津味精厂与天津工业 微生物研究所等单位也成功采 用发酵法制谷氨酸。
沈阳味精厂也相继用发酵法生 产味精。
2009年世界味精需求量超过200万t,占全球产 能的70%以上。中国已经成为世界味精的主产 地，也是世界上第一大出口国，2007年出口17 万t，与2009年出口量达到22万t。生产企业从 2002年140多家减少到目前的50家。
第六章有机酸发酵 201103
精品
一、味精工业的发展史
1866年，德国人雷哈生利用硫酸水解小麦面筋，最先分 离出谷氨酸。
1908年，日本人池田菊苗和铃木合作从海带汁液中提取 谷氨酸成功。
1910年 日本味之素公司用水解法生产出谷氨酸。
1936年，美国人从甜菜废液中提取谷氨酸。
1946年，美国发明发酵法生产“α-酮戊二酸，并发表了 用酶法或化学法将此酮酸转换为L—谷氨酸的研究报告。
它们依次是：河南莲花味精集团、山东菱花 集团、江苏菊花味精集团、山东三九味精集团、 广州奥桑味精食品公司、沈阳红梅集团、武汉 味全食品公司、杭州味精厂。
味精：味素，L-谷氨酸的单钠盐。具有一
分子结晶水，分子量187.13。 分子式为：NaC5H8O4N.H2O α-氨基酸戊二酸一钠。白色透明有光泽
菌种选育
1、 选育营养缺陷型菌株 2、 利用基因工程获得高产菌株 3、 选育调节突变型菌株 谷氨酸生产菌特征
谷氨酸生产菌能够在体外积累菌体最大生长需要量300多 倍的谷氨酸，研究发现：大量积累并非是当初设想的 由于特异代谢途径导致，而是：
①代谢调节控制； ②细胞膜通透性的特异调节； ③发酵条件的适合；
1957年，日本协和发酵公司开始以糖质原料，采用发酵法 生产谷氨酸成功，并于1957年投入工业化生产。
1959年，美国也开始采用发酵法生产味精。
1962年，日本味之素公司采用以丙烯腈为原料，化学合成 DL—谷氨酸，再经化学分割生成L—谷氨酸钠，后来由于石 油价格提高，加上消费者对化学合成味精不放心的心理， 影响市场销售，而告全部停产。
三、氨基酸合成机理和菌种选育
（一） 发酵机理
（二）合成条件
细胞内氨基酸合成特点： 1、 某一类氨基酸往往有一个共同的前体 2、 氨基酸合成与EMP、TCA循环有密切关系 3、 一种氨基酸可能是另一种氨基酸的前体
因此，要使细胞内积累大量氨基酸，必须：
1、 解除氨基酸代谢途径中的反馈抑制
2、 防止所合成的目标氨基酸降解或用于合成其它组分
高产谷氨酸菌种的生理生化特征
1.异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱 2.还原型辅酶II进入呼吸链能力弱或缺
陷 3.酮戊二酸氧化能力缺欠或微弱 4.柠檬酸合成酶、乌头激酶、异柠檬酸
脱氢酶活力弱 5.谷氨酸脱氢酶活力强 6.二氧化碳固定反应酶活力强
7.分解利用谷氨酸的能力弱 8.耐高糖、耐高谷氨酸 9.谷氨酸对谷氨酸反馈控制作用丧失 10.具有向环境泄露谷氨酸的能力
3、 若集中氨基酸有一个共同前体，应切断其它氨基酸 的合Baidu Nhomakorabea途径
4、 增加细胞的通透性，使合成的氨基酸及时排出体外， 降低胞内浓度。
以谷氨酸合成为例：
措施1：限制细胞内α-酮戊二酸脱氢酶复合物的活性
措施2：增加细胞通透性，使谷氨酸排出体外，解除反馈 抑制
加入biotin、油酸盐、饱和脂肪酸、青霉素等
用途：调味用 G具有香覃味道 I具有鲣鱼质鲜味 一般比例：99%味精：I+G=98%：2%
食用味精的安全性
1973年联合国食品添加剂标准委员会规 定，摄入量为0—120mg/Kg体重，不 适合未满12周即3个月的婴儿
1987年2月，WHO/WTO根据联合国 食品添加剂标准委员会对味精毒理性试 验规定使用味精不做限量