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生物技術產業化

《極簡生物學》100-78 微生物發酵技術

(含實例:味精和冬蟲夏草)

摘要

微生物發酵技術由來已久, 人類生活離不開它。 對人類的最大貢獻是用於抗生素生產,

讓人類平均壽命延長了20-30年。 所以, 微生物發酵技術還將幫助人類提高生活品質、長壽和健康傳代。 味精和冬蟲夏草的液體發酵技術是有代表性的產品, 它們開創了微生物液體發酵技術的新領域——食品工業和微生物來源的中藥產業。

古代釀酒(至少4000年前)就有了微生物固體發酵技術, “發酵”一詞來自

民間做饅頭的技術——酵母發酵技術, 是固體培養微生物技術(簡稱:微生物固體發酵技術)。

就是大規模的發酵微生物“克隆”技術——微生物產業化技術。

20世紀初, 由微生物固體發酵技術隨著工業化的發展, 有了“微生物液體

發酵技術”, 開始用於生產酒精、乳酸、檸檬酸、澱粉酶、蛋白酶;20世紀40年代, 這微生物液體發酵技術開始用於青黴素生產, 進而有了數以萬億計的抗生素工業、氨基酸工業、酶工業;20世紀80年代又有了基因工程工業、微生物製藥工業、酶工業和新能源工業……

微生物液體發酵技術對人類的最大貢獻是讓人類平均壽命延長了20-30年。 所以, 微生物(菌類)是人類的朋友、兄弟姐妹、祖先, 它們還將幫助人類提高生活品質、長壽和健康傳代。

這類工業的製造最大的成本是能耗。 解決高能耗可能還是依靠生物技術方法。

實例:

l味精

1861年從麵筋中發現谷氨酸鈉, 它是一種氨基酸類的鮮味劑(調味劑);1908年, 從海帶中發現谷氨酸鈉;1957年, 從微生物代謝產物中發現谷氨酸, 微生物液體發酵技術推動了氨基酸工業, 發展成氨基酸產業, 品種已超過一千種, 產量已達億噸級。 因為氨基酸類具有營養、調味、添色、增香、矯味、除臭、保鮮、保色、抗氧化等多種功能, 應用範圍涉及到醫藥、食品、農業、飼料……雖然一時被污蔑為“有毒”, 中國的產量仍然沒有下降, 反升為世界第一。 味精 “有毒”, 而取代味精的雞精主要成分還是味精(雞精國家標準:谷氨酸鈉≥35%, (注意:這標準不設上限)。 這算不算“商業廣告的一大笑話”?

l冬蟲夏草的產業化。

使用一兩千年的傳統中藥材冬蟲夏草是中藥三大寶(人參,

鹿茸, 冬蟲草)之一, 冬蟲夏草還是中國特產。 其中人參已大量種植, 鹿也已成功養殖, 到20世紀80年代, 唯冬蟲夏草還仍然依賴天然採挖。 鑒於在19世紀已經認識到“冬蟲夏草不是蟲, 不是草, 是一種真菌”, 也認識到“我們平時吃冬蟲夏草就是吃冬蟲夏草的菌絲體”;1980年, 中國科學家分離到冬蟲夏草菌種, 1983年, 用微生物液體發酵技術培養出冬蟲夏草菌絲體, 1991年製成中藥品;2014年, 又製成保健食品。 冬蟲夏草菌絲體的產量從天然採挖的110噸到2017年計畫產量1000噸以上, 未來可能還會增加。 看來, 只有生物產業化才能滿足了市場需求。 就品質和療效上看, 天然的冬蟲夏草遠遠超不過產業化的。 實現了“買得起,
用得足, 經常用”的生物學家的理想。

類似有奇效的真菌還有許多, 它們天然產量只有20-200千克, 唯有產業化才行, 生物產業前途無量。

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