進入21世紀第三個十年之後，芯片的短缺成為了全球共同面臨的一大難題。近日的一則報道指出，全球的芯片其實被生活中不起眼的小小味精卡住了脖子。

味精的生産過程究竟如何？它又是如何卡住了芯片生産的脖子？伴随着味精工業産生的大量副産品又有哪些重要用途？

1、味精的生産工藝流程

早期的味精生産工藝一般被稱之為水解法，通過對原料小麥、大豆的酸水解、脫色、濃縮和結晶提取出谷氨酸。谷氨酸再與堿反應得到谷氨酸鈉，提純後便制得味精。該種方法工序繁瑣，且原料浪費嚴重，目前已經被淘汰。現代味精的生産主要采用發酵法，發酵法沿用至今，不同的技術工藝有着細微差别，總體上可以分為澱粉糖化、谷氨酸發酵、谷氨酸提取及谷氨酸鈉生産和味精精制四大步驟。

澱粉糖化

我國一般采用澱粉作為發酵法生産味精的原料，将澱粉水解成葡萄糖，作為後續發酵步驟原料的過程便稱之為澱粉糖化。目前糖化工藝普遍采用的是雙酶法制糖工藝。

谷氨酸發酵

發酵過程是味精生産的核心所在，主要流程是将糖液和其他配料制成培養基入罐滅菌，同時添加尿素或氨補充氮源，在無菌空氣、攪拌和控制溫度的條件下進行發酵。

谷氨酸提取及谷氨酸鈉生産

從發酵液中提取谷氨酸主要采用等電點或等電點-離子交換法，提取出的谷氨酸和适量的碳酸鈉或氫氧化鈉溶液中和，制得粗産品的谷氨酸鈉。

味精精制

粗産品經過脫色、除鐵和過濾等工序除去色素和鐵等雜質，再通過減壓濃縮、結晶、離心、幹燥、過篩等工序，最終制得純淨的味精晶體。

2、味精會成為市場的“新寵”嗎？

自20世紀80年代我國味精産業進入高速發展以來，我國味精行業經曆了“産能不足”、“産能過剩”和“産能平衡”三大階段。90年代初，我國味精年産量僅22.3萬噸，經曆了高速發展和07-08年的産業整合，30%-40%的味精産能退出了市場，行業産能趨向于集中。目前，我國味精生産企業大約為35家，市場産量超過200萬噸/年，行業規模超過130億，整個行業呈現出行業集中度較高、技術壁壘低、創新技術較為分散的特點。

近年來，我國味精消費市場出現了一定程度的萎靡，主要歸因于下遊需求行業餐飲業的波動和調味品行業産品升級趨勢的加劇。受新冠疫情影響，餐飲業遭遇寒冬，下遊市場的縮緊勢必影響到上遊市場的供應。同時，調味品産品升級加劇，調味産品多樣性的增強，也進一步減少了用于餐飲業和居民消費的味精需求。随着我國經濟内循環腳步加快和餐飲業逐步回暖，未來味精行業會保持一個較為穩健的增長态勢。

3、味精卡住了全世界芯片的脖子？

20世紀70年代，日本味之素集團在研究味精生産過程中的副産品時，發現相關副産物可以做出擁有極高絕緣性的樹脂類合成素材，進而設計合成出了一種耐用性強、熱膨脹性低、易于加工的熱固性薄膜—ABF膜，而這種薄膜正好可以用作印刷電路闆時的絕緣材料。與英特爾公司展開合作後，味之素集團的ABF膜成了CPU FC-BGA産品的首選材料。

目前，用于芯片的硬質基闆材料主要包括BT樹脂、ABF膜和MIS，ABF膜主要用于CPU、GPU和電子遊戲機産品等高端芯片的封裝。随着人工智能産業的大幅度增長，CPU和GPU的需求也持續走高，因而ABF膜的需求量也随之逐年攀升。

同時由于ABF載闆更加适合5G基站的建設，5G技術的發展又進一步增強了對ABF材料的需求度。目前，國際上超過九成的ABF材料市場被味之素公司一家獨占，相關核心技術皆掌握在味之素公司手中。

可以說，味之素公司的ABF産能在很大程度上影響着CPU/GPU芯片的供應，進而影響到下遊各個相關行業，在CPU/GPU制造領域，味精确實卡住了芯片的脖子。

4、味精工業副産品的其他應用領域

除了能夠制造ABF膜，卡住全球CPU/GPU領域芯片的副産品，味精在生産過程中還會同時産生種類繁多、産量較大的副産品。光是國内味精巨頭蓮花味精一年便會産出近20萬噸副産品。

如何對這些副産品加以重新利用，成為了味精行業每個從業企業亟需認真思索的命題。

目前，味精産業的價值較高副産物主要包括小麥谷朊粉、菌體蛋白、純糖蛋白、熟化蛋白、玉米胚芽等。

小麥谷朊粉是在味精制造中生産小麥澱粉時回收的高附加值副産品，目前我國已經擁有年産4萬噸的小麥谷朊粉回收産能，強化了對小麥的深加工和利用，從而進一步降低了味精生産的成本。

菌體蛋白是發酵工序中的副産物，可以作為飼料替代部分魚粉、豆粕降低飼料成本。我國蛋白飼料資源較為短缺，豆粕和魚粉原材料價格較高，加重了下遊畜禽飼養業的壓力。谷氨酸菌體蛋白富含蛋白質和其他營養物質，可以作為部分魚粉、豆粕的替代品，從而緩解我國蛋白飼料短缺現象，降低養殖成本，對養殖業企業降本增效具有重要意義，在未來擁有廣闊的開發和應用前景。

純糖蛋白是在味精生産過程中利用玉米渣和氨基酸發酵液制得的，可以等量替代玉米，可以用來改善飼料顔色，降低飼料成本，在飼料生産和加工中有着廣泛的應用前景。

熟化蛋白是味精深加工過程中分離的蛋白質通過發酵、幹燥工藝制得的，它是一種高純植物性蛋白質飼料原料，可以被用于各種飼料的深加工過程。

玉米胚芽是味精工藝初級階段玉米澱粉制備過程中的副産品，在油脂深加工行業中它被大量用于精制色拉油，而在飼料加工行業中，榨油後的玉米胚芽還可以被用作營養強化劑原料。

傳統路線上味精工業的副産品主要應用領域集中在養殖業和飼料加工行業，這與副産品多為蛋白類産品有關。在近幾年出現的新技術中，味精工業副産品也被開始應用于制造一些附加值更高的産品，如利用菌體蛋白、米渣為原料，通過酶解、發酵等工藝生産醬油。新技術的開發和推廣進一步提高了味精工業副産品的應用價值，拓寬了副産品的應用領域。

作為世界第一大味精生産國，我國味精工業副産品在産量和種類多樣性方面具有天然的優勢。味精行業從業企業需要積極應用和發掘相關生物、化學化工技術，以技術創新為驅動力，以期在味精工業副産品領域開發出更多高附加值産品。

作者丨褚昱昊，北京化工大學博士，中國石化北京化工研究院工程師

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