味精的生產(chǎn)工藝說明

1、味精的生產(chǎn)工藝說明一、味精及其生理作用1. 味精的種類按谷氨酸的含量分類：99%、 95%、90%、80%四種按外觀形狀分類：結(jié)晶味精、粉末味精2.味精的生理作用和安全性（ 1）參與人體代謝活動(dòng)：合成氨基酸（ 2）作為能源（ 3）解氨毒味精的毒性試驗(yàn)表明是安全的。二、味精的生產(chǎn)方法味精的生產(chǎn)方法：水解法、發(fā)酵法、合成法和提取法。1、水解原理：蛋白質(zhì)原料經(jīng)酸水解生成谷氨酸，利用谷氨酸鹽酸鹽在鹽酸中的溶解度最小的性質(zhì)，將谷氨酸分離提取出來，再經(jīng)中和處理制成味精。生產(chǎn)上常用的蛋白質(zhì)原料 面筋、大豆及玉米等。水解中和，提取蛋白質(zhì)原料 谷氨酸 味精2、發(fā)酵法原理：淀粉質(zhì)原料水解生成葡萄糖，或直接以糖蜜或

2、醋酸為原料，利用谷氨酸生產(chǎn)菌生物合成谷氨酸，然后中和、提取制得味精。淀粉質(zhì)原料 糖液 谷氨酸發(fā)酵 中和 味精3、合成法原理：石油裂解氣丙烯氧化氨化生成丙烯腈，通過羰化、氰氨化、水解等反應(yīng)生成消旋谷氨酸，再經(jīng)分割制成 L- 谷氨酸，然后制成味精。丙烯氧化、氨化丙烯睛谷氨酸味精4、提取法原理：以廢糖蜜為原料，先將廢糖蜜中的蔗糖回收，再將廢液用堿法水解濃縮，提取谷氨酸，然后制得味精。水解、濃縮中和，提取廢糖蜜 谷氨酸 味精二、味精的生產(chǎn)工藝圖三、原料來源谷氨酸發(fā)酵以糖蜜和淀粉為主要原料。糖蜜：是制糖工廠的副產(chǎn)物，分為甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜兩大類。淀粉：來自薯類、玉米、小麥、大米等1、淀粉的預(yù)處理（ 1）

3、淀粉的水解原料粉碎加水液化糖化淀粉水解糖（ 2）淀粉的液化在 -淀粉酶的作用將淀粉水解生成糊精和低聚糖。（ 3）淀粉的糖化在糖化酶（如曲霉菌糖化劑）的作用下將糊精和低聚糖水解成葡萄糖。噴射液化器出口溫度控制在 100-105，層流罐溫度維持在 95-100 ，液化時(shí)間約 1h,然后進(jìn)行高溫滅酶。淀粉漿液化后，通過冷卻器降溫至60 進(jìn)入糖化罐，加入糖化酶進(jìn)行糖化。糖化溫度控制在 60 左右， pH 值 4.0-4.4，糖化時(shí)間 48h.糖化結(jié)束后，將糖化罐加熱至 80-85 ，滅酶 30min.過濾得葡萄糖液。噴射液化器層流罐糖化罐四、谷氨酸菌種的培養(yǎng)1、谷氨酸發(fā)酵菌的特征和分類谷氨酸發(fā)酵菌分屬

4、于棒桿菌屬、短桿菌屬、小節(jié)菌屬和節(jié)桿菌屬中的細(xì)菌。棒桿菌屬細(xì)胞為直或微彎的桿菌，常呈一端膨大的棒狀，不運(yùn)動(dòng)，革蘭氏染色陽性。例如， AS.1.299，AS.1.542 等。短桿菌屬細(xì)胞為短的不分支的直桿菌，大多數(shù)不運(yùn)動(dòng)，革蘭氏染色陽性。小節(jié)菌屬為桿狀菌，形狀和排列都和棒桿菌相似，有時(shí)呈球桿菌狀。節(jié)桿菌屬主要特點(diǎn)是在培養(yǎng)過程中出現(xiàn)細(xì)胞形態(tài)由球菌變桿菌， 由桿菌變球菌。 一般不運(yùn)動(dòng)。我國(guó)谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中使用的菌株主要有北京棒桿菌 AS.1.299 鈍齒棒桿菌 AS.1.542、HU7251、672 等。2、谷氨酸菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)普遍采用 二級(jí)種子 培養(yǎng)流程 :即保藏菌種斜面種子搖瓶種子培養(yǎng)種子罐發(fā)酵

5、罐(1)、菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)斜面菌種培養(yǎng)： 32培養(yǎng)培養(yǎng)基成分AS.1.299AS1.542HU7251 或 B9672蛋白胨（ %）1111牛肉膏（ %）10.511氯化鈉（ %）0.50.50.50.5葡萄糖（ %）0.10.1瓊脂（ %）222.72pH7.07.27.07.07.27.0(a)、一級(jí)種子的培養(yǎng)將培養(yǎng)好的培養(yǎng)基分裝于 1000ml 三角瓶中，每瓶裝 200250ml 液體培養(yǎng)基，瓶口用 6 層紗布加一層絨布包扎，在 0.1MPa 的蒸汽壓下滅菌 30min。每只斜面菌種接種 3 只一級(jí)種子三角瓶。接種后， 32振蕩培養(yǎng) 12h。培養(yǎng)好的一級(jí)種子放在 4冰箱備用。(b)、二級(jí)種

6、子的培養(yǎng)通常使用種子罐培養(yǎng)， 種子罐的大小是根據(jù)發(fā)酵罐的容積配套確定的。二級(jí)種子的數(shù)量是發(fā)酵培養(yǎng)液體積的1%。二級(jí)種子的培養(yǎng)溫度為32，時(shí)間為 710h(2)、種子的質(zhì)量要求(a)、鏡檢菌體健壯，排列整齊，大小均勻，呈單個(gè)或八字形排列。革蘭氏染色陽性。(b)、要求二級(jí)種子活力旺盛， 對(duì)數(shù)期種子的呼吸強(qiáng)度 （ QO2）大于 1000 lO2/ml ·h。(c)、平板檢查，菌落蛋黃色，中間隆起，表面濕潤(rùn)，有光澤邊緣整齊，呈半透明狀。(d)、小搖瓶發(fā)酵試驗(yàn)，產(chǎn)酸穩(wěn)定，并在高峰五、谷氨酸合成途徑1、谷氨酸發(fā)酵的控制（ 1）、溫度的控制國(guó)內(nèi)常用菌株的最適生長(zhǎng)溫度為30-34， 產(chǎn)生谷氨酸的最適

7、溫度為3436。012h 的發(fā)酵前期，主要是長(zhǎng)菌階段；發(fā)酵12h 后，菌體進(jìn)入平衡期，增殖速度變得緩慢；溫度提高到34 36，谷氨酸的生成量就增加。（ 2）、PH 控制? 一般發(fā)酵前期 pH 控制在 7.5-8.5 左右，發(fā)酵中、后期 pH 控制在 7.07.2，調(diào)低 pH 的目的在于提高與谷氨酸合成有關(guān)的酶的活力。? 尿素被谷氨酸生產(chǎn)菌細(xì)胞的脲酶所分解放出氨， 因而發(fā)酵液的 pH 會(huì)上升。? 發(fā)酵過程中，由于菌體不斷利用氨， 以及有機(jī)酸和谷氨酸等代謝產(chǎn)物進(jìn)入發(fā)酵液，使 N 源不足和發(fā)酵液pH 下降，需再次流加尿素。（ 3）、溶解氧的控制? 谷氨酸產(chǎn)生菌是兼性好氧菌? 在實(shí)際生產(chǎn)中，攪拌轉(zhuǎn)速固

8、定不變，通常用調(diào)節(jié)通風(fēng)量來改變供氧水平。? 通風(fēng)比（ m3 /m3 .min ）：每分鐘向 1m3 的發(fā)酵液中通入 0.1cm3 無菌空氣，用 1:0.1 表示。（ 4）、種齡和種量的控制? 微生物的生長(zhǎng)大致可分為適應(yīng)期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰老期? 種齡：一級(jí)種子菌齡控制在 1112h，二級(jí)種子菌齡為 7 8h。? 種量：指接入發(fā)酵罐內(nèi)種子的量占發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵培養(yǎng)基量的百分比。 接種量的多少對(duì)適應(yīng)期的延續(xù)時(shí)間也有很大的影響。接種量一般以 1為好。種量過多，使菌體生長(zhǎng)速度過快，菌體嬌嫩，不強(qiáng)壯，提前衰老自溶，后期產(chǎn)酸不高；如果接種量過少，則菌體增長(zhǎng)緩慢，會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，容易染菌。（ 5）、泡沫的

9、控制? 生產(chǎn)上為了控制泡沫， 除了在發(fā)酵罐內(nèi)安裝機(jī)械消泡器外， 還在發(fā)酵時(shí)加入消泡劑。? 目前谷氨酸發(fā)酵常用的消泡劑有：花生油、豆油、玉米油、棉子油、泡敵和硅酮等。天然油脂類的消泡劑的用量較大，一般為發(fā)酵液的0.1%0.2%(體積分?jǐn)?shù) )，泡敵的用量為 0.02%0.03%(體積分?jǐn)?shù) )。六、谷氨酸的提?。?1）、谷氨酸發(fā)酵液的組分正常谷氨酸發(fā)酵液的組分如下：1、L-型谷氨酸，一般以谷氨酸銨鹽(C5H8O4N ·NH4)形式存在。2、無機(jī)鹽 (K+ 、 Na+、NH+ 、Mg2+、 Ca2+、SO42-等 )、殘?zhí)?、色素、尿素以及消泡用的花生油、豆油或合成消泡劑等?、大量菌體、蛋白

10、質(zhì)等固形物質(zhì)懸浮在發(fā)酵液中，濕菌體約占發(fā)酵液的2 -3。還存在著核苷酸類物質(zhì)及其降解產(chǎn)物和其它氨基酸。（ 2）、等電點(diǎn)法提取谷氨酸? 酸中和向中和罐盤管內(nèi)注入冷凍鹽水，將發(fā)酵液溫度降至 22，然后加硫酸中和，使其 pH 值從 7.0 降至 3.2，溫度從 22 降至 8.該過程要先以較快的速率加酸，將 pH 先調(diào)整至 5.0，停止加酸與攪拌 1.5h，保證晶體增長(zhǎng)。然后繼續(xù)緩慢加酸調(diào)整，直到 pH 降為 3.2，溫度冷卻至 8，達(dá)到等電點(diǎn)，停止中和及攪拌。? 堿中和過濾得谷氨酸結(jié)晶，加入溫水溶解，用碳酸鈉將谷氨酸溶液的pH 值調(diào)到5.6，T=70? 注意：pH-谷氨酸二鈉、谷氨酸溫度 -焦谷氨

11、酸，速度 二氧化碳。冷凍鹽水較快加硫酸停止加酸攪拌緩慢加酸發(fā)酵液發(fā)酵液發(fā)酵液晶體增長(zhǎng)發(fā)酵液T=22PH=5.015hPH=3.2pH=7.0T=8酸中和4060碳酸鈉 70谷氨酸結(jié)晶谷氨酸溶液 谷氨酸鈉溶液 PH=5.6堿中和七、谷氨酸單鈉的精制1、活性炭脫色? 即采用活性炭脫色。用活性炭脫色時(shí)，溫度控制在 50-60， pH 保持在 6.4 以上，脫色時(shí)間為 30min 。為了加快吸附過程的進(jìn)行，可適當(dāng)攪拌中和液。? 活性炭的用量：根據(jù)活性炭脫色能力的強(qiáng)弱及中和液色澤的深淺等情況決定，一般為中和液的 2 3?；钚蕴糠譃榉勰畹乃幱锰亢?GH-15 顆?；钚蕴?jī)煞N。? 用粉末活性炭脫色， 一種

12、方法是在中和過程中加炭脫色后除鐵， 另一種方法是將中和液先除鐵，用谷氨酸回調(diào) pH6.26.4，蒸汽加熱 60，使谷氨酸全部溶解， 再加入適量的活性炭脫色。 經(jīng)粉末活性炭脫色后， 往往透光率達(dá)不到要求，需進(jìn)入 GH15 活性炭柱進(jìn)行最后一步脫色工序。2、離子交換柱除去 Ca2+,Mg2+,Fe2+離子? 有離子交換樹脂脫色法。 離子交換樹脂的脫色主要靠樹脂的多孔隙表面對(duì)色素進(jìn)行吸附， 即樹脂的基團(tuán)與色素的基團(tuán)形成共價(jià)鍵， 因而對(duì)雜質(zhì)起到吸附與交換作用。一般選用弱堿性陰離子交換樹脂。? 中和液中的雜質(zhì)，有些分子量較大，在交換過程中擴(kuò)散速度慢。因此，脫色時(shí)流速要適當(dāng)慢些。溫度控制在40-50條件下

13、進(jìn)行脫色較合適。3、濃縮結(jié)晶上述溶液含有大量的水，需要經(jīng)過濃縮與結(jié)晶，才能得到所需的谷氨酸鈉結(jié)晶產(chǎn)品 .在 6570條件下進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，當(dāng)溶液濃度達(dá)到 3030.5 波美度時(shí)，即可加入谷氨酸鈉晶種進(jìn)行結(jié)晶。4、中和液的濃縮和結(jié)晶（ 1）、中和液的濃縮谷氨酸鈉在水中的溶解度很大， 要想生成大量的結(jié)晶必須除去大量的水分使溶液達(dá)到過飽和狀態(tài)而析出結(jié)晶。濃縮方法：一是降低溶液的溫度，使溶質(zhì)的溶解度減小，達(dá)到過飽和狀態(tài)；二是在溫度不變的條件下， 蒸發(fā)掉溶液中的一部分水， 使溶液的濃度升高， 達(dá)到過飽和狀態(tài)。中和液的濃縮不宜在高溫下進(jìn)行， 因?yàn)楣劝彼嵋烩c在高溫下容易環(huán)化， 生成焦谷氨酸鈉。設(shè)備：味精生產(chǎn)的

14、濃縮過程普遍采用減壓濃縮工藝， 主要設(shè)備有減壓蒸發(fā)式結(jié)晶罐。濃縮時(shí)的工藝條件， 一般控制真空度在 80kPa 以上，料液的溫度控制在70以下。濃縮時(shí)，真空度愈高，料液的沸點(diǎn)就越低，這樣既可加快濃縮，又可避免谷氨酸一鈉的脫水環(huán)化形成焦谷氨酸鈉?？傊?，中和液的濃縮以真空度高、料液溫度低，操作時(shí)間短較為宜。（ 2）、谷氨酸一鈉的結(jié)晶析出結(jié)晶操作的基本過程可分為濃縮、起晶、整晶、育晶、放罐等幾個(gè)階段。結(jié)晶味精的晶體要求顆粒大小均勻、透明、光潔。制作結(jié)晶味精所用的中和液要求雜質(zhì)含量少，透光度在90以上。具體操作：1、起晶當(dāng)濃縮液的濃度達(dá)到3030.5Be(70)時(shí)，投入晶種，進(jìn)行起晶。起晶時(shí)溶液微混濁，

15、 經(jīng)過一定時(shí)間晶種的晶粒稍有長(zhǎng)大，并出現(xiàn)細(xì)小的新晶核 (稱假晶 )。當(dāng)料液濃度增加，晶粒長(zhǎng)大速度反而比晶核長(zhǎng)大速度小時(shí)，需要整晶。2、整晶所謂整晶就是加入一定量的、與料液溫度接近的溫水， 使晶核全部溶解掉。加水量不宜過多，以溶掉新形成的小晶核為止，防止晶種溶化。整晶后繼續(xù)濃縮，若再次出現(xiàn)新晶核就要多次進(jìn)行整晶。3、育晶 在結(jié)晶過程中，需根據(jù)料液濃度，補(bǔ)加稀釋的脫色液 (加熱 )，以保持鍋內(nèi)濃度維持在較低的過飽和狀態(tài)， 保證晶體不斷成長(zhǎng)，又較少生成新的晶核。通過補(bǔ)料而促使晶粒長(zhǎng)大的過程稱為育晶。 補(bǔ)料結(jié)束后，待晶粒長(zhǎng)成所要求的大小時(shí)，準(zhǔn)備出料。出料前預(yù)先加入同溫度的溫水，使?jié)舛冉档偷?29-39.5Be。出料后放在貯精槽內(nèi)， 立即進(jìn)行離心分離。 離心后的母液中仍含有大量的谷