生物技术产业化

《极简生物学》100-78 微生物发酵技术

(含实例:味精和冬虫夏草)

摘要

微生物发酵技术由来已久,人类生活离不开它。对人类的最大贡献是用于抗生素生产,

让人类平均寿命延长了20-30年。所以,微生物发酵技术还将帮助人类提高生活质量、长寿和健康传代。味精和冬虫夏草的液体发酵技术是有代表性的产品,它们开创了微生物液体发酵技术的新领域——食品工业和微生物来源的中药产业。

古代酿酒(至少4000年前)就有了微生物固体发酵技术,“发酵”一词来自

民间做馒头的技术——酵母发酵技术,是固体培养微生物技术(简称:微生物固体发酵技术)。就是大规模的发酵微生物“克隆”技术——微生物产业化技术。

20世纪初,由微生物固体发酵技术随着工业化的发展,有了“微生物液体

发酵技术”,开始用于生产酒精、乳酸、柠檬酸、淀粉酶、蛋白酶;20世纪40年代,这微生物液体发酵技术开始用于青霉素生产,进而有了数以万亿计的抗生素工业、氨基酸工业、酶工业;20世纪80年代又有了基因工程工业、微生物制药工业、酶工业和新能源工业……

微生物液体发酵技术对人类的最大贡献是让人类平均寿命延长了20-30年。所以,微生物(菌类)是人类的朋友、兄弟姐妹、祖先,它们还将帮助人类提高生活质量、长寿和健康传代。

这类工业的制造最大的成本是能耗。解决高能耗可能还是依靠生物技术方法。实例:

l味精

1861年从面筋中发现谷氨酸钠,它是一种氨基酸类的鲜味剂(调味剂);1908年,从海带中发现谷氨酸钠;1957年,从微生物代谢产物中发现谷氨酸,微生物液体发酵技术推动了氨基酸工业,发展成氨基酸产业,品种已超过一千种,产量已达亿吨级。因为氨基酸类具有营养、调味、添色、增香、矫味、除臭、保鲜、保色、抗氧化等多种功能,应用范围涉及到医药、食品、农业、饲料……虽然一时被污蔑为“有毒”,中国的产量仍然没有下降,反升为世界第一。味精 “有毒”,而取代味精的鸡精主要成分还是味精(鸡精国家标准:谷氨酸钠≥35%,(注意:这标准不设上限)。这算不算“商业广告的一大笑话”?

l冬虫夏草的产业化。

使用一两千年的传统中药材冬虫夏草是中药三大宝(人参,鹿茸,冬虫草)之一,冬虫夏草还是中国特产。其中人参已大量种植,鹿也已成功养殖,到20世纪80年代,唯冬虫夏草还仍然依赖天然采挖。鉴于在19世纪已经认识到“冬虫夏草不是虫,不是草,是一种真菌”,也认识到“我们平时吃冬虫夏草就是吃冬虫夏草的菌丝体”;1980年,中国科学家分离到冬虫夏草菌种,1983年,用微生物液体发酵技术培养出冬虫夏草菌丝体,1991年制成中药品;2014年,又制成保健食品。冬虫夏草菌丝体的产量从天然采挖的110吨到2017年计划产量1000吨以上,未来可能还会增加。看来,只有生物产业化才能满足了市场需求。就质量和疗效上看,天然的冬虫夏草远远超不过产业化的。实现了“买得起,用得足,经常用”的生物学家的理想。

类似有奇效的真菌还有许多,它们天然产量只有20-200千克,唯有产业化才行,生物产业前途无量。

生物技术产业化

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