中性氨基酸的等电点(味精是化学物会致癌？怕吃味精、鸡精的人都看看吧)

点心优课，每周一种物质，每天一个角度，化学日课带你开眼看世界。

走进餐厅，点上一份精致的菜肴；回到家里，喝上一碗鲜美的鱼汤。无论是米其林星级大厨还是最熟悉的妈妈的味道。一道打开味蕾的美食，除开优质的食材、精准的火候外，另一个功臣就是我们的食品添加剂。

万丈高楼平地起，最基本的也是使用最普遍的食品添加剂就是味精。近年来食品工业发展很快，新的食品添加剂层出不穷，可是仍然没有取代掉味精这位年龄超过一百一十岁的添加剂元老。简单的工艺，低廉的价格，极高的安全性是味精屹立不倒的法宝。科学发现很多都是源于偶然，味精的发现也有一个有趣的故事。

味精的诞生

1907年的晚上，有一位日本科学家池田菊苗完成了一天的高难度实验回到家中，吃着妻子为他热的剩饭。由于实验的完成，池田先生心情不错，对着简单的汤细细品味起来。可当他喝了一口汤时，却发现这汤异常鲜美。然而汤里只有几片黄瓜和海带丝，妻子所说的做法也跟平常没什么两样。敏锐的他没有放过这个小事情，职业习惯使他立刻离开了餐桌，回到实验室钻研起汤的成分来。

这一研究就是半年，他发现海带中可以提取出一种叫做谷氨酸钠的物质，极少量加入汤中就会使其非常鲜美。一位商人看到了其中的商机，两人联合起来，迅速生产出了世界上第一种味精产品——味之素。生意空前火爆，小小的店铺前面站满了前来购买的人。这种能够让白水变得跟鸡汁一样鲜美的东西，当时的人们又怎么会不喜爱呢？

为了不被淘汰，在接下来的一百年里，味精可不是一成不变的，它也随着时代不断进步。生产技术的革新大大降低了味精的成本，越来越高的产量满足了更多人的需要。新出现的超级味精更是比味精鲜美600倍以上，真正告诉了我们什么叫做鲜无止境。

味精的工业生产

纯味精含99%以上谷氨酸钠，所以生产味精的主要过程就是生产谷氨酸钠。味精可不是简单的用化学试剂相互反应制成的，原料需要在微生物的作用下经历复杂的生化反应才会变成我们需要的东西。在这里微生物可是帮了我们一个大忙。这种方法不仅原料来源广，成本也相对较低，我们所使用的微生物还可以重复利用。简单来说，味精的生产分为以下四个步骤：糖化、发酵、提取、精制。

糖化：味精的初始原料小点心们应该都很熟悉，那就是淀粉。淀粉在大米、小麦、土豆、玉米中广泛存在，我们平常吃的包子馒头大米的主要成分也都是淀粉。人体无法直接吸收淀粉，因此我们的体内会有多种酶将淀粉分解，最终产生葡萄糖被吸收。这一点对于我们在生产味精中使用的微生物是一样的，它们也不能直接“吃”淀粉，所以需要我们帮助它将淀粉分解为葡萄糖。那么聪明的科学家用的是什么办法呢？科学家在自然界中精选出了可以高效分解淀粉的酶，它可以在高温下高效率的分解淀粉。这样一来，产生的葡萄糖溶液就可以被微生物享用了。这里涉及到了一个简单的淀粉分解成葡萄糖的反应，我们会在高中化学和高中生物中学习到。

发酵：所谓的发酵，用一点学长的话来说就是微生物在里面吃饭睡觉玩耍。为了更好地经济效益，我们生产的糖液可不会随便给野生的微生物吃，好钢要用在刀刃上。我们将糖液和其它配料制成培养基，经过灭菌冷却后再接种我们需要的微生物。无菌空气为微生物提供氧气的同时也防止了外来人员入侵，微生物们就能够自由自在的生长了。这一步里葡萄糖会经历以下几个步骤：葡萄糖——中间产物——α-酮戊二酸——谷氨酸，具体过程比较复杂，有兴趣的小点心们可以自行摸索。

提取：发酵完毕后的液体内通常含有4%~8%的谷氨酸，这些谷氨酸通常以铵盐形式存在。除此之外还有其他氨基酸，残留的糖类，有机酸，无机盐和大量的菌体。当前各大味精厂主要选用等电点-离子交换法提取出味精。等电点法相对简单，氨基酸有一个独特的性质，它在不同的环境下呈现不同的酸碱性。每一个氨基酸有一个独特的等电点，此时氨基酸整体显示中性，溶解度最小，因此可以将其分离出来。离子交换法需要用到离子交换树脂，我们选用的树脂会吸附谷氨酸，其他杂质则会被洗脱，最后我们再将谷氨酸弄下来就完成了提取。

精制：提取出来且未经提纯的产物我们通常叫做粗品，就像粗盐一样。我们知道味精是谷氨酸钠，我们刚刚制成的是谷氨酸。因此我们将谷氨酸与适量碳酸钠或者氢氧化钠中和，制成谷氨酸钠溶液。活性炭是一种具有强吸附性的黑色固体，我们使用活性炭为产品脱色，接着过滤除去活性炭不溶的杂质。然后经过减压浓缩、结晶、离心分离、干燥、过筛等一系列操作最终得到我们的可食用味精。

谁也不会想到，味精是从一碗剩菜做成的汤里发现的。多亏了科学家敏锐的嗅觉，才让鲜美的秘密被揭开。从味之素到味精，百年来它也经历了许多沧桑变革。从我们熟知的淀粉到味精只需要经历四个步骤，小点心们还记得它们分别是什么吗？接下来就由一点学长为你们总结。

味精原料是淀粉，来源广泛价格低；细菌选择性很强，只吃香浓葡萄糖；糖化步骤解淀粉，生成糖液细菌喝；发酵条件莫有失，小心野菌来偷食；如何提取谷氨酸，离子交换等电点；得到粗品要精制，碱性中和试一试；谷氨酸钠终可见，多步提纯产品现！

接下来又到了激动人心的问答环节，小点心们准备好了吗？

1. 淀粉是最常见的生物大分子之一，看似结构非常复杂，其实也是由一种物质为单元连接而成的。淀粉的单体是什么呢？我们如何简单的检验样品中是否含有淀粉？

2. 生化反应最重要的催化剂是酶。那么酶的本质是什么呢？跟无机催化剂有什么区别？

我们见过了味精这位老爷爷，可还没有见过食品添加剂中风华正茂的年轻人。在迅猛发展的食品工业里，谁又是时代弄潮儿呢？下一期前沿化学，一点学长为你揭晓。

点心优课，每周一种物质，每天一个角度，化学日课带你开眼看世界。周一到周五同一时间不见不散。