點心優課，每週一種物質，每天一個角度，化學日課帶你開眼看世界。
走進餐廳，點上一份精緻的菜餚；回到家裡，喝上一碗鮮美的魚湯。無論是米其林星級大廚還是最熟悉的媽媽的味道。一道打開味蕾的美食，除開優質的食材、精準的火候外，另一個功臣就是我們的食品添加劑。
萬丈高樓平地起，最基本的也是使用最普遍的食品添加劑就是味精。近年來食品工業發展很快，新的食品添加劑層出不窮，可是仍然沒有取代掉味精這位年齡超過一百一十歲的添加劑元老。簡單的工藝，低廉的價格，極高的安全性是味精屹立不倒的法寶。科學發現很多都是源於偶然，味精的發現也有一個有趣的故事。
味精的誕生
1907年的晚上，有一位日本科學家池田菊苗完成了一天的高難度實驗回到家中，吃著妻子為他熱的剩飯。由於實驗的完成，池田先生心情不錯，對著簡單的湯細細品味起來。可當他喝了一口湯時，卻發現這湯異常鮮美。然而湯裡只有幾片黃瓜和海帶絲，妻子所說的做法也跟平常沒什麼兩樣。敏銳的他沒有放過這個小事情，職業習慣使他立刻離開了餐桌，回到實驗室鑽研起湯的成分來。
這一研究就是半年，他發現海帶中可以提取出一種叫做穀氨酸鈉的物質，極少量加入湯中就會使其非常鮮美。一位商人看到了其中的商機，兩人聯合起來，迅速生產出了世界上第一種味精產品——味之素。生意空前火爆，小小的店鋪前面站滿了前來購買的人。這種能夠讓白水變得跟雞汁一樣鮮美的東西，當時的人們又怎麼會不喜愛呢？
為了不被淘汰，在接下來的一百年裡，味精可不是一成不變的，它也隨著時代不斷進步。生產技術的革新大大降低了味精的成本，越來越高的產量滿足了更多人的需要。新出現的超級味精更是比味精鮮美600倍以上，真正告訴了我們什麼叫做鮮無止境。
味精的工業生產
純味精含99%以上穀氨酸鈉，所以生產味精的主要過程就是生產穀氨酸鈉。味精可不是簡單的用化學試劑相互反應制成的，原料需要在微生物的作用下經歷複雜的生化反應才會變成我們需要的東西。在這裡微生物可是幫了我們一個大忙。這種方法不僅原料來源廣，成本也相對較低，我們所使用的微生物還可以重複利用。簡單來說，味精的生產分為以下四個步驟：糖化、發酵、提取、精製。
糖化：味精的初始原料小點心們應該都很熟悉，那就是澱粉。澱粉在大米、小麥、土豆、玉米中廣泛存在，我們平常吃的包子饅頭大米的主要成分也都是澱粉。人體無法直接吸收澱粉，因此我們的體內會有多種酶將澱粉分解，最終產生葡萄糖被吸收。這一點對於我們在生產味精中使用的微生物是一樣的，它們也不能直接“吃”澱粉，所以需要我們幫助它將澱粉分解為葡萄糖。那麼聰明的科學家用的是什麼辦法呢？科學家在自然界中精選出了可以高效分解澱粉的酶，它可以在高溫下高效率的分解澱粉。這樣一來，產生的葡萄糖溶液就可以被微生物享用了。這裡涉及到了一個簡單的澱粉分解成葡萄糖的反應，我們會在高中化學和高中生物中學習到。
發酵：所謂的發酵，用一點學長的話來說就是微生物在裡面吃飯睡覺玩耍。為了更好地經濟效益，我們生產的糖液可不會隨便給野生的微生物吃，好鋼要用在刀刃上。我們將糖液和其它配料製成培養基，經過滅菌冷卻後再接種我們需要的微生物。無菌空氣為微生物提供氧氣的同時也防止了外來人員入侵，微生物們就能夠自由自在的生長了。這一步裡葡萄糖會經歷以下幾個步驟：葡萄糖——中間產物——α-酮戊二酸——穀氨酸，具體過程比較複雜，有興趣的小點心們可以自行摸索。
提取：發酵完畢後的液體內通常含有4%~8%的穀氨酸，這些穀氨酸通常以銨鹽形式存在。除此之外還有其他氨基酸，殘留的糖類，有機酸，無機鹽和大量的菌體。當前各大味精廠主要選用等電點-離子交換法提取出味精。等電點法相對簡單，氨基酸有一個獨特的性質，它在不同的環境下呈現不同的酸鹼性。每一個氨基酸有一個獨特的等電點，此時氨基酸整體顯示中性，溶解度最小，因此可以將其分離出來。離子交換法需要用到離子交換樹脂，我們選用的樹脂會吸附穀氨酸，其他雜質則會被洗脫，最後我們再將穀氨酸弄下來就完成了提取。
精製：提取出來且未經提純的產物我們通常叫做粗品，就像粗鹽一樣。我們知道味精是穀氨酸鈉，我們剛剛製成的是穀氨酸。因此我們將穀氨酸與適量碳酸鈉或者氫氧化鈉中和，製成穀氨酸鈉溶液。活性炭是一種具有強吸附性的黑色固體，我們使用活性炭為產品脫色，接著過濾除去活性炭不溶的雜質。然後經過減壓濃縮、結晶、離心分離、乾燥、過篩等一系列操作最終得到我們的可食用味精。
誰也不會想到，味精是從一碗剩菜做成的湯裡發現的。多虧了科學家敏銳的嗅覺，才讓鮮美的秘密被揭開。從味之素到味精，百年來它也經歷了許多滄桑變革。從我們熟知的澱粉到味精只需要經歷四個步驟，小點心們還記得它們分別是什麼嗎？接下來就由一點學長為你們總結。
味精原料是澱粉，來源廣泛價格低；細菌選擇性很強，只吃香濃葡萄糖；糖化步驟解澱粉，生成糖液細菌喝；發酵條件莫有失，小心野菌來偷食；如何提取穀氨酸，離子交換等電點；得到粗品要精製，鹼性中和試一試；穀氨酸鈉終可見，多步提純產品現！
接下來又到了激動人心的問答環節，小點心們準備好了嗎？
1. 澱粉是最常見的生物大分子之一，看似結構非常複雜，其實也是由一種物質為單元連接而成的。澱粉的單體是什麼呢？我們如何簡單的檢驗樣品中是否含有澱粉？
2. 生化反應最重要的催化劑是酶。那麼酶的本質是什麼呢？跟無機催化劑有什麼區別？
我們見過了味精這位老爺爺，可還沒有見過食品添加劑中風華正茂的年輕人。在迅猛發展的食品工業裡，誰又是時代弄潮兒呢？下一期前沿化學，一點學長為你揭曉。
點心優課，每週一種物質，每天一個角度，化學日課帶你開眼看世界。週一到週五同一時間不見不散。
