陈琦先生

我是从1962年4月份调到微生物所工作的，原来在山东大学教书。调我来工作，就是叫我来承担谷氨酸发酵生产的这个课题的。

现在大家都知道味精的主要化学成分是谷氨酸的钠盐。味精最早是日本人发明的，当时叫味之素。上个世纪20年代我国科学家也试制成功，大受欢迎。当时是用从豆粕或小麦面粉中得到的面筋，经盐酸水解得到谷氨酸，再转变成钠盐而成的，被命名为味精。新中国成立后，味精成为我国出口的重要产品。自从日本在1958年采用细菌发酵生产谷氨酸后，成本大大降低，因为原来要36吨豆粕或36吨小麦才可以得到1吨味精，而用发酵法生产，用5吨玉米提取的淀粉就可以生产1吨味精了。在国际市场上日本便把我国的产品排挤出来了，为此，外贸部门要求轻工业部研究细菌的谷氨酸发酵进而用发酵法生产出味精。

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从1958年开始，国内做谷氨酸发酵的已经不少，听说最早的是北京大学生物系，他们分离出来的菌，编号叫29906，因为产生谷氨酸比较多，就同上海医药工业研究院、我院的上海生化研究所进行合作研究，最后发表了研究文章，但是没有做到生产上去。我1962年开始工作的时候，他们已经发表了很多文章了。当时还有上海市轻工业研究所发酵研究室（后来在1966年改名为上海市工业微生物研究所）、在北京的轻工部发酵工业研究所等单位也开展这方面的研究。

在那个时候，应该说中国科学院在发酵工业方面还应该是很强的，当时我的老师方心芳先生负责这个事情。国内谷氨酸发酵研究从1958年开始到1962年，有好几年了，进展不大。方先生说谷氨酸发酵这个事，我们科学院应该把他拿下来。日本1958年就正式投产了，可我们到1962年还连生产菌种都没有解决。轻工部有这方面的计划，但我们（微生物所）没有人做。

我来之前，已经有两个人在探索。一位就是沈明珠，后来调到农科院去了；另一位就是现在你们知道的程光胜。程光胜当时是仅仅探索一些分析谷氨酸的方法，主要是用滤纸层析（色谱）进行快速定性（检测）。我来所时方先生因为心脏病在阜外医院住院，我去看他。他就说，你应该做（谷氨酸），国家急需这个事。我就承担下来了。

菌种筛选

承担下来之后，我便开始考虑我该怎样做。当时国内那么多人做，除前面说的那两个研究单位外，还有一个天津食品发酵研究所（天津工业微生物所前身）等单位在做，还有三家味精厂，就是沈阳味精厂、上海天厨味精厂和天津味精厂，这是当时国内比较大的味精厂，都属于轻工系统的，他们也都在做，而且人很多。在这样的形势下，还是要承担这个项目，我应该怎么做啊？

当时的轻工部计划只要能产酸2%，就可以想办法投产，在我看来这个指标并不算很好，国外达到4%了，而我们2%就要投产。可是就我一人是搞微生物的，另外两人，他们不是学微生物的。微生物在自然界中种类有千百万，所以我首先要解决怎么样从自然界中把微生物分离出来。要不然你就会盲目，大海捞针一样。

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于是我首先查文献，根据查文献的结果看他们用什么菌。经过归纳，知道产生谷氨酸的细菌在革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类中都有，而首先是革兰氏阳性菌。我抓住这两个特性，也就是说，革兰氏阳性菌、不产芽孢的。我自己要分离这种细菌，就要考虑它需要什么营养，营养太丰富不行，所以我采用了半合成培养基。因为用半合成培养基，就可以把很多营养要求比较丰富的细菌排除了，同时也把那些对营养要求比较严格的菌排除了，这样，我要找的菌种更缩小了范围嘛。因为采用选择培养基，便选择培养了适合我要的菌。

在工业微生物学界，采用选择培养大家都可以理解。分离到了菌种，下一步我得想办法检测，它是不是产生谷氨酸，哪个产酸高，哪个产酸低，都要做化学分析，进行筛选。他们原来做的纸层析，今天点样，明天看结果。可是你筛选菌一下子做个30、20株菌，就不一定能很快得到结果。要想大量地做筛选，就遇到两个问题。一个是培养问题，一个是分析问题。我到所之后，并没有马上做实验，9月份才开始做。那个时候沈明珠已经走了，程光胜是为全室做分析工作，并没有具体参加我们组的分离工作，那么就剩下我一个人了。这时分配来了无锡轻工学院毕业的一位大学毕业生跟我做，叫张震元，他已经去世了。还分配了一位技术人员，就有了三个人。

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我首先就考虑培养方法问题，用斜面培养不行，因为要测定发酵液中谷氨酸的生成，所以得用液体培养基，液体培养就是要通气培养，那么就得用摇瓶。一个摇瓶最少也得装15毫升或20毫升，一架摇床最多能放100个摇瓶，也就是最多一次检测100株分离到的菌种，培养也要好几天，这样大量筛选就受到影响。所以我改用新的办法，就是用试管来培养。一个试管装2毫升、3毫升就可以了，液面高所以一夜蒸发不干，这样我一次可以培养几百个试管，在一架摇床上我可以放好多试管架，这样我们的主要工作就是接种了。

要分析那么多发酵试管怎么办，有产酸的，有不产酸的，有产的多的，有产的少的。所以我想要一种可以大量分析的方法。因为分离到的那么多菌株，我要的是高产的呀。首先要采取定性，产不产谷氨酸。氨基酸有一个显色反应，就是氨基酸与一种显色剂茚三酮会发生特异的反应，呈现蓝色、紫色或者红色。只要经过培养的接种到试管里的细菌能产生氨基酸，就会有颜色。于是我们就用毛细管从培养好的发酵液试管中取样，在一张滤纸上每管滴上一点，扩散后也就是一粒花生米那么大，接着喷茚三酮显色，于是那些有氨基酸的就显出颜色来了，这样大量不产酸的就淘汰了，还可以根据颜色的深浅用肉眼初步判断产生的量，这样，需要进一步定量分析的就没那么多了。这样就可以留下显了颜色和颜色深的那些试管，其它的就送到培养室去洗刷吧，就不管了。

接着是定量，定量的问题又来了。原来用纸层析方法，起码要一夜，今天下午点样，到明天上午才能出结果。我又想到采用滤纸电泳的办法。用电泳的话，两个小时就出结果了。那时我有五、六个电泳槽子。一张滤纸起码可以做20多个样品，因为要定量的并不很多，两个槽子就够了。这样不就可以大量淘汰嘛，我们的筛选工作就大大的加快了。

为什么电泳的效率那么高呢？因为电泳是根据分子的带电性不同来定性的。氨基酸分三大类：中性氨基酸、碱性氨基酸和酸性氨基酸。碱性氨基酸就是赖氨酸、精氨酸、组氨酸等，酸性氨基酸就是谷氨酸和天门冬氨酸两种，其他大部分就是中性氨基酸了。电泳时，中性氨基酸就在中线上不动，碱性氨基酸就往负极移动，酸性氨基酸就往正极走。而这两种酸性氨基酸不但移动距离有差异，颜色也不一样，我的印象是谷氨酸显出的颜色偏红一点，很快就可以找出来了。这样又淘汰了一批。然后把挑出来的产酸的试管中的发酵液拿来做定量分析，用标准曲线确定培养液里面氨基酸的含量有多少。这个电泳方法有好处，等到定量氨基酸成分的时候，就没几个菌了。

我在几个月之内分析了上万株菌，每一个菌都是要经过培养、显色，最后又用电泳做定性和定量，这不就很快了嘛。这是我自己的找到的一种筛选过程。你要分离菌，想不漏掉是不可能的，自然界的东西你是不会全部拿到的，可是你想快，就必须有大量的筛选，能够把你要的抓到手，从大量地的对象中筛选，最后剩下很少了，你才容易抓到。

我从1962年9月以后开始做试验，到1963年的3月份我就拿到菌了，当时这株菌的编号是L5-18，就是后来我们那株闻名全国的北京棒杆菌AS1.299，它是我们在北京郊区清河采样分离出来的。这株细菌在摇瓶发酵实验中产生的谷氨酸可以达到3%以上，而轻工业部当时计划只要达到2%就可以考虑投产。当时我们在几个月中筛选的菌株，起码上万，到最后都没地方放了，都不要了。研究工作没有自己的办法，常规做，不会有什么新发现。旁人做过的不算你的，人家是人家的事。

得到高产菌株后就进行摇瓶的发酵条件实验。到1964年5月份以前，发酵条件试验便完成了，就可以做中试之前的准备，可以上中试了。通过发酵条件试验，这株菌最高的产酸量可以达到4%到4.5%，糖转化率可以达到40%以上，也就是在这个时候已经超过或达到日本的生产水平了。从1962年9月份开始实验工作，到1963年3月份拿到高产菌，到1964年实验室的工作完成了，总结报告就写出来了。

正好这个时候，1964月的6月，我们收到上海寄来的谷氨酸发酵中试鉴定会邀请函，要我所派人参加他的会，我们都是同行嘛，他做成了，中试规模是5吨发酵罐。他们所用的菌种是轻工部系统通过上海的天厨味精厂从香港买来的，菌号是617号，是一株黄色短杆菌。这株菌什么时候进来的我不知道。我去参加了那个鉴定会，当然他们做的挺好的，产酸水平差不多，日本也就这个水平嘛。当时北大和上海医工院已经不做生产研究了，我的工作他们当然不知道，当时没机会交流。鉴定会开完后，就说要出席会议的各个单位人员开个交流会。

在会上我就提出，可以把我们的工作给大家讲一讲，他们欢迎。我就把我们的工作报告了，介绍了我们这株菌的产酸发酵条件。结果会上就轰动了。为什么呢？那株617号菌有一个很重要的问题，就是在发酵培养过程中要添加尿素，谷氨酸的那个氨基就是从尿素来的，可是在培养中尿素一次加多了，浓度高了那个菌就不长，所以必须待消耗到一定程度后再补加，这个工艺在发酵工业上叫做流加，就是分很多次添加。要在发酵过程当中，每隔几个小时加一次，这就很繁琐了。还有一个缺点是容易污染杂菌，污染了，发酵不就完蛋了吗？我就讲我的菌不是这个工艺，跟你们不一样。我的菌是不要流加，一次把尿素加足，2%就行了，而他们那株菌尿素达到2%就不长了。我的菌加2%尿素产酸这么高，就是很大的特点啊，大家就轰动了。

中试生产

杭州有一个粮食化工厂当时也参加他们的工作，他们那个实验队伍人很多，号称是一百零八将。他们想解决谷氨酸发酵生产的事，可是并没解决了。杭州那个厂的人听过我的介绍后就要求马上和我们合作，我说可以啊，他们马上就派人跟我回到北京来。他们在我实验室里有两个人，一个技术科长，一个技术员，来学方法。学完以后，就回去接着筹划实验室，筹划发酵罐，就干起来了。杭州粮食化工厂后来叫味精厂，这个厂本来也做味精，但不叫味精厂，他是粮食系统的。他们知道我们的菌种后，就看好了。因为用这个菌不得了，不容易污染，工艺也没那么复杂，就上马了。这个时候，他们筹划实验室，我回来得进一步做我的工作，为中试做准备工作。到这年的10月份到11月份，方先生派我到上海生化所去跟着周光宇学习谷氨酸代谢，因为他已经在做这方面的工作，方先生也重视理论学习。可是周光宇是民主人士，他正好参加学习去了，一时不能回实验室，我就跑到杭州去了。到了杭州我跟他们一块建立实验室，做摇瓶试验。到了春节，实验室建立好了，实验室的工作也做好了，50立升发酵小罐也立起来了。春节我就没有回来，留在杭州了，过春节三天假，也没时间逛西湖。接着就上罐，连续上了三小罐，按照我摇瓶的条件一次添加尿素，一直到发酵结束，大约30到40多个小时，谷氨酸的产量就到了4.0%以上，达到我们说的指标了。他们当时就说我们中国自己的菌种能“吃大苦，耐大劳，不娇气”。我就留在那里，三次50立升小罐成功了，马上就做500立升罐。到3月初，500立升罐上了十几罐也通过了，1965年3月20号左右就开技术鉴定会了。那是多快，1962年，我正式实验工作是9月份，到1965年也就是2年多一点时间，就把中试干完了。

工业化生产

做中试期间，还没做鉴定的时候，我在杭州住着。那个时候除了上海天厨味精厂，还有南通味精厂，苏州味精厂，常州味精厂，南京味精厂还有好多江苏，浙江一些小味精厂，都到了杭州去学习了。那时候跟现在不一样，我们那个年代是为人民服务，不是为自己服务，也不要钱，就是主动把技术送上门去，有机会在那里学习。到5、6月份5000立升罐（5吨罐）已经过关了，过关以后一些小味精厂都回去了，大家回去都自己也模仿杭州做一个5吨罐就上去了，1965年下半年就好多小厂就起来了，很快的。到了1965年的10月份之后，杭州味精厂就做了30000立升罐（30吨罐）试生产，是当时国内最大的正运行的生产罐，应该是颇具生产规模了。

当时不叫竞争，叫竞赛。那个时候轻工系统的三个大厂根据他们1964年鉴定的结果都造50吨大罐，都在那里建大厂，他们认为第一次1964年就中试成功了，5吨罐都可以生产了。可是到1965年，不到一年杭州就上了30吨罐，但是上海天厨味精厂、沈阳味精厂、天津味精厂的50吨罐都还没做出来呢，真正大规模投产还在杭州厂，还是我们的菌。天津味精厂当时就跟我们合作了，天津有一个天津食品发酵研究所，天津味精厂去找他们，也找我们，我们就把菌给他们了，我经常去，就知道他们做这个事。天津50000立升罐是1966年4月份投产，用我们菌投产，原来那个617号菌就不用了。到了1966年4月份，4月份那时候还没文化大革命，文化大革命是下半年的事，6月份以后，上海天厨味精厂、沈阳味精厂也分别投产他们的50吨罐了。可是沈阳味精厂用了他的菌，连续倒了18罐， 18罐都是被污染了。我上面说过，用他们的菌种，培养基中尿素浓度耐不住那么高，要流加尿素，容易染菌。上海天厨味精厂也发生过倒罐，他可能好一点，因为技术是从他那里先开始的。但是这个时候，文化大革命已经开始了，那工人老大哥地位提高了，他们说，国内的菌那么好，干吗不用呢？就造反了。这一造反了，也就换我们的菌了。沈阳味精厂换了我们的菌，天津味精厂早就用了。从1966年的下半年最大规模的厂都换了我们的菌。

菌种鉴定

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我们的菌当时用的是分离菌号，因为这个菌要正式对外，就把原始的分离号L5-18，就改成正式的保藏号AS1.299，AS1.299那时候就在全国扬名了，味精界都知道这个菌了。这个时候我就开始做这个菌的鉴定了，究竟是一个什么菌呢。这个菌我是从北京清河粉丝厂分离出来的。经过鉴定，是革兰氏阳性无芽孢菌，但是我发现它有一个特点，它里面不是典型的球菌，细胞里面有异染颗粒，异染颗粒在细菌里面应该是属于棒状杆菌类，因为我是弄微生物的，对微生物还是比较熟悉。这个菌从北京分离出来，经过培养鉴定，应该属于棒状杆菌，这是属名，种名就叫北京棒状杆菌，正式定了这个种名，因为当时也希望国内能够有自己的技术。正式定了名，我也发表文章了。其实在我看来，日本人根本不懂微生物，我一看他的文章，知道他也是属于棒状杆菌，但他为了突出自己，来一个短杆菌，阳性菌，无芽孢。他没有把异染颗粒给抓住。木下祝郎是第一发现人，就命名为谷氨酸小球菌，其实根本就不是小球菌，以后他也改了，叫做谷氨酸棒状杆菌。这种细菌的分类地位是我先发现的，他们后来发现也许是相近的也就改了。后来我也就不管那个事了，专门进行发酵生产的大面积推广了。

谷氨酸发酵在文化大革命当中开始大量投产了，这个时候在发酵过程中出现了噬菌体，1967年的上半年，我们所里面搞噬菌体的研究组就进驻了天津味精厂来采样，分离到了抗噬菌体的菌株。我们所还有其他好多人也到天津味精厂下厂，参加谷氨酸的工作。

1965年，AS1.299菌投产后，我们又派人出差去广州，按照我的方法，分离到第二株菌，该菌株后来定名钝齿棒状杆菌，编号AS1.542，这株菌也有他的特点。杭州厂曾来人到我们实验室参加过该菌的小试工作，同意他们带回作为备用菌。后来经中试后，该菌也推广应用于生产了。还有一株编号是AS1.545的，也是广州分离到的，但后来没有推广。

那时候也没有报奖的想法，只是想什么呢？那时候我就只一个想法，有饭吃，有活干，有地方住就可以了，其它就不管了，为人民服务嘛。那个时候为什么谷氨酸的发酵生产是一个大问题呢？因为当时老法生产味精用的粮食实在太多了，做一吨味精需要36吨大豆饼，36吨小麦，可是要是用我们这个发酵的办法，只用5吨老玉米就够了。那个年代，粮食那么缺乏，这样得省多少粮食啊。当时用面筋制取味精，全国有二十几家味精厂，全年的味精产量不到5000吨，采用我们这个菌以后，在两三年之内，一下子产量就达到10万多吨了，味精厂从20多家发展到上百家了，两年以后就有200多家了，那就发展很快了。现在味精到了100万吨了，世界第一了，世界上没有别的国家做味精了，都是中国人做了。

（作者：微生物所“足迹”工作小组）