第八章味精的發(fā)酵工藝

1、味精的發(fā)酵工藝味精的發(fā)酵工藝味精的產(chǎn)品特性：味精的產(chǎn)品特性：谷氨酸鈉谷氨酸鈉商品味精：商品味精： 加鹽味精加鹽味精 無鹽味精無鹽味精 特鮮味精特鮮味精或稱或稱強(qiáng)力味精強(qiáng)力味精，指，指味精味精中又加上了中又加上了核苷酸鈉核苷酸鈉等增等增鮮劑，比谷氨酸鈉要鮮得多。其性狀也與之相似，為白色鮮劑，比谷氨酸鈉要鮮得多。其性狀也與之相似，為白色至米黃色結(jié)晶或粉末，無臭，味鮮，至米黃色結(jié)晶或粉末，無臭，味鮮，與谷氨酸鈉合用有顯與谷氨酸鈉合用有顯著的協(xié)同作用，鮮度大增。著的協(xié)同作用，鮮度大增。 其中，核苷酸鈉有兩種：一種中其中，核苷酸鈉有兩種：一種中5鳥苷酸二鈉鳥苷酸二鈉(GMP,G)；另一種是另一種是5肌苷

2、酸二鈉肌苷酸二鈉(IMP, I)。 目前特鮮（強(qiáng)力）味精以添加呈味核苷酸二鈉目前特鮮（強(qiáng)力）味精以添加呈味核苷酸二鈉（Disodium 5-ribonucleotide） （lG）的居多。）的居多。 l+G是什么是什么? “5鳥苷酸二鈉鳥苷酸二鈉”加加”5肌苷酸二鈉肌苷酸二鈉”，俗稱，俗稱l+G。 我國我國食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)已批準(zhǔn)使用，是以呈味已批準(zhǔn)使用，是以呈味核苷酸二鈉（核苷酸二鈉（lG，即即5鳥苷酸二鈉鳥苷酸二鈉+5肌苷酸二鈉）肌苷酸二鈉）的形式批準(zhǔn)使用的。形成一種完美的鮮醇滋味，即添加呈的形式批準(zhǔn)使用的。形成一種完美的鮮醇滋味，即添加呈味核苷酸二鈉的食品，使味

3、覺改善，使甜、酸、苦、辣、味核苷酸二鈉的食品，使味覺改善，使甜、酸、苦、辣、鮮、香、咸諸味更加濃郁而更加協(xié)調(diào)。鮮、香、咸諸味更加濃郁而更加協(xié)調(diào)。在罐頭食品中添加在罐頭食品中添加呈味核苷酸二鈉后，能抑制淀粉味和鐵腥味；在午餐肉罐呈味核苷酸二鈉后，能抑制淀粉味和鐵腥味；在午餐肉罐頭中添加呈味核苷酸二鈉后可得到非常理想的效果；在醬頭中添加呈味核苷酸二鈉后可得到非常理想的效果；在醬類中添加它能改善醬味；在風(fēng)味小食品如牛肉干、魚片干類中添加它能改善醬味；在風(fēng)味小食品如牛肉干、魚片干等中應(yīng)用能減少澀味。等中應(yīng)用能減少澀味。 味精的發(fā)展史 早期從天然的食物材料中取得；1820 年水解蛋白質(zhì)開始。 中期最早商

4、業(yè)化制造味精的原料是面筋； 1866 年德國的立好生博士利用硫酸水解小麥面筋，分離出一種酸性氨基酸，依據(jù)原料的取材，便將此氨基酸命名為谷氨酸。 1908.日本.池田菊苗首先從海帶中提取出谷氨酸鈉，命名為“味之素”； 近期糖是生產(chǎn)味精的主要原料； 1956.日本協(xié)和發(fā)酵公司分離出可產(chǎn)谷氨酸的細(xì)菌谷氨酸棒桿菌；1957 1957 年發(fā)酵法味精正式商年發(fā)酵法味精正式商業(yè)性生產(chǎn)，這標(biāo)志著氨基酸發(fā)酵工業(yè)的誕生。業(yè)性生產(chǎn)，這標(biāo)志著氨基酸發(fā)酵工業(yè)的誕生。味精的安全性：味精的安全性：安全安全正確食用味精的方法：正確食用味精的方法： 溫度溫度: 80 OC 用量用量:千分之千分之2-5 酸堿度：微酸酸堿度：微酸

5、 中國味精業(yè)空間巨大中國味精業(yè)空間巨大2001年東南亞地區(qū)味精人均消費(fèi)量：臺(tái)灣：2000克韓國：1200克日本：1020克香港：1000克中國大陸：500克 中國味精消費(fèi)每年至少有160160萬噸萬噸的空間原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制取原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制取谷氨酸生產(chǎn)菌種子的擴(kuò)大培養(yǎng)谷氨酸生產(chǎn)菌種子的擴(kuò)大培養(yǎng)谷氨酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵谷氨酸的提取與分離谷氨酸的提取與分離由谷氨酸制成味精及味精成品加工由谷氨酸制成味精及味精成品加工 味精生產(chǎn)工藝流程味精的發(fā)酵工藝味精的發(fā)酵工藝主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：第一節(jié)：谷氨酸生產(chǎn)第一節(jié)：谷氨酸生產(chǎn)第二節(jié)：第二節(jié)：谷氨酸的提取谷氨酸的提取第三節(jié)：第三節(jié)：谷氨酸制

6、味精谷氨酸制味精第一節(jié)第一節(jié) 谷氨酸生產(chǎn)谷氨酸生產(chǎn)概述：概述：氨基酸發(fā)酵氨基酸發(fā)酵一一. 谷氨酸生產(chǎn)原料及其處理谷氨酸生產(chǎn)原料及其處理二二. 谷氨酸產(chǎn)生菌谷氨酸產(chǎn)生菌三三. 谷氨酸的合成途徑谷氨酸的合成途徑四、四、谷氨酸代謝的調(diào)控谷氨酸代謝的調(diào)控五五. 谷氨酸的發(fā)酵工藝谷氨酸的發(fā)酵工藝概述概述 氨基酸發(fā)酵氨基酸發(fā)酵1.1.氨基酸的作用：氨基酸的作用： （1）組成蛋白質(zhì)的基本成分； （2）可作為調(diào)味料； （3）提高食品的營養(yǎng)價(jià)值。生產(chǎn)氨基酸的大國為日本和德國。世界氨基酸生產(chǎn)三巨頭：協(xié)和、 味之素（日本） 德固沙（德國）它們能生產(chǎn)高品質(zhì)的氨基酸,可直接用于輸液制劑的生產(chǎn)。 2.氨基酸生產(chǎn)方法氨基酸

7、生產(chǎn)方法發(fā)酵法發(fā)酵法化學(xué)合成法化學(xué)合成法酶法酶法抽提法抽提法3.3.氨基酸發(fā)酵氨基酸發(fā)酵概念：利用微生物生長和代謝活動(dòng)生產(chǎn)各種氨基酸 作用的過程。原料 氨基酸 其他代謝產(chǎn)物氨基酸發(fā)酵是典型的代謝控制發(fā)酵，它的積累是建立在對微生物正常代謝的抑制上。關(guān)鍵：能否打破微生物的正常代謝調(diào)節(jié)，人為 的控制發(fā)酵。 微生物微生物微生物微生物（中間代謝產(chǎn)物）（中間代謝產(chǎn)物）一、谷氨酸生產(chǎn)原料及其處理一、谷氨酸生產(chǎn)原料及其處理 谷氨酸的作用：谷氨酸的作用：（1）合成人體代謝所需的其他氨基酸。）合成人體代謝所需的其他氨基酸。（2）降低血液中氨中毒作用。）降低血液中氨中毒作用。（3）參與腦蛋白代謝和糖代謝。）參與腦蛋

8、白代謝和糖代謝。 腦組織只能氧化谷氨酸，而不能氧化其他氨基酸。腦組織只能氧化谷氨酸，而不能氧化其他氨基酸。（4）對于防治腦震蕩或腦神經(jīng)損傷有一定的療效。）對于防治腦震蕩或腦神經(jīng)損傷有一定的療效。 長期適當(dāng)?shù)姆霉劝彼?，可提高神?jīng)有缺陷兒童長期適當(dāng)?shù)姆霉劝彼幔商岣呱窠?jīng)有缺陷兒童的智力。的智力。（5）生產(chǎn)味精，作重要的調(diào)味品。）生產(chǎn)味精，作重要的調(diào)味品。谷氨酸發(fā)酵的主要原料谷氨酸發(fā)酵的主要原料 淀粉淀粉：玉米、小麥、甘薯、大米等。糖蜜：糖蜜：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜醋酸醋酸乙醇乙醇正烷烴（液體石蠟）正烷烴（液體石蠟）氮源料氮源料：尿素或氨水。國內(nèi)：國內(nèi)： 淀粉（多數(shù)廠家）淀粉（多數(shù)廠家） 糖蜜（少數(shù)

9、廠家）糖蜜（少數(shù)廠家） 淀粉 水解 葡萄糖 谷氨酸生產(chǎn)菌 谷氨酸糖蜜 預(yù)處理 去除生物素的糖蜜 谷氨酸生產(chǎn)菌 谷氨酸（一）糖蜜的預(yù)處理（一）糖蜜的預(yù)處理 原因：糖蜜（特別是甘蔗糖蜜）中含有過量的生物素，會(huì)導(dǎo)致光長菌體，不產(chǎn)谷氨酸的后果，影響谷氨酸的積累。 目的：降低生物素的含量 方法： 1.活性炭處理法：吸附 2.水解活性炭處理法：用鹽酸水解糖蜜后再吸附 3.樹脂處理法：通過脫色樹脂交換柱（二）淀粉的糖化（二）淀粉的糖化 淀粉 水解 葡萄糖酸解法酶解法酸酶（或酶酸）結(jié)合法酸酶法酶酸法淀粉糖化的方法淀粉糖化的方法1.酸解法 淀粉 酸 高溫高壓 葡萄糖2.酶解法（雙酶法） 淀粉 a-淀粉酶 糊精和

10、低聚糖 糖化酶 葡萄糖 (液化) （糖化） 3.酸酶法 淀粉 酸解法 糊精和低聚糖 糖化酶 葡萄糖4.酶酸法 淀粉 a-淀粉酶 糊精和低聚糖 酸解法 葡萄糖二、谷氨酸產(chǎn)生菌二、谷氨酸產(chǎn)生菌 1.1.種類：種類： 谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌、嗜氨小桿菌、硫殖短桿菌。 我國使用的生產(chǎn)菌株是北京棒桿菌AS1.299、北京棒桿菌D110、鈍齒棒桿菌AS1.542、棒桿菌S-914和黃色短桿菌T613等。谷氨酸棒桿菌呈一端膨大的棒狀，折斷分裂形成“八”字狀排列2.2.形態(tài)上共同特點(diǎn)（芽孢桿菌除外）形態(tài)上共同特點(diǎn)（芽孢桿菌除外）: :（1 1）革蘭氏陽性）革蘭氏陽性（2 2）菌體為球形、短桿

11、至棒狀）菌體為球形、短桿至棒狀（3 3）不形成芽孢）不形成芽孢（4 4）沒有鞭毛，不能運(yùn)動(dòng)）沒有鞭毛，不能運(yùn)動(dòng)（5 5）都是生物素缺陷型）都是生物素缺陷型（6 6）都是需氧型微生物）都是需氧型微生物三、谷氨酸合成途徑 1、谷氨酸的生物合成途徑：三、谷氨酸合成途徑1.谷氨酸合成的方式（1）氨基轉(zhuǎn)移作用 - -酮戊二酸酮戊二酸 + + 氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 + + - -酮酸酮酸（2）還原氨基化作用 - -酮戊二酸酮戊二酸 + NH4+ NH4+ + + NADPH+ NADPH2 2 谷氨酸谷氨酸+ NADPH + H+ NADPH + H2 2O O2 2、谷氨酸合成途徑、谷氨酸合成途徑

12、谷氨酸的生物合成過程中的幾個(gè)途徑谷氨酸的生物合成過程中的幾個(gè)途徑 主要有：（1）糖酵解途徑（EMP途徑）（2）磷酸己糖途徑（HMP途徑）（3）三羧酸循環(huán)途徑（TCA循環(huán)）（4）乙醛酸循環(huán)途徑（DCA循環(huán)）（5）伍德-沃克反應(yīng)（CO2固定反應(yīng)）（6）-酮戊二酸的還原氨基化反應(yīng) 這6條途徑之間是相互聯(lián)系和相互制約的，如圖所示：葡萄糖葡萄糖 HMP3-3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛丙丙 酮酮 酸酸乙酰輔酶乙酰輔酶ACO2草酰乙酸草酰乙酸檸檸 檬檬 酸酸蘋果酸蘋果酸異檸檬酸異檸檬酸延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸NADPH-酮戊二酸酮戊二酸NADPHNH4+谷氨酸谷氨酸乳酸乳酸乙酰輔酶A乙醛酸循環(huán)乙醛酸乙醛酸E

13、MPTCA谷氨酸谷氨酸CO2固定透透過過細(xì)細(xì)胞胞膜膜-酮戊二酸的還原氨基化3.谷氨酸的生物合成谷氨酸的生物合成 過程中的幾個(gè)途徑過程中的幾個(gè)途徑三羧酸循環(huán)（TCA）4.4.谷氨酸產(chǎn)生菌的生化特征谷氨酸產(chǎn)生菌的生化特征（1）CO2固定能力強(qiáng)。 （2）-酮戊二酸氧化能力微弱: -酮戊二酸脫氫酶喪失或活性低。（3）異檸檬酸裂解酶活力微弱。（4）谷氨酸脫氫酶活性強(qiáng)。（5）還原性輔酶(NADPH+H+)進(jìn)入呼吸鏈能力缺陷或微弱。（6）不利用谷氨酸。（7）耐高糖耐高谷氨酸。（8）解除谷氨酸反饋抑制。（9）具有向胞外分泌谷氨酸的能力。谷氨酸理論轉(zhuǎn)化率谷氨酸理論轉(zhuǎn)化率 如果草酰乙酸全部由CO2固定獲得，則1摩

14、爾葡萄糖生成1摩爾的谷氨酸。 C6H12O6+NH3+1.5O2C5H9O4+CO2+3H2O 理論轉(zhuǎn)化率=147/180=81.7% 谷氨酸的大量積累不是由于生物合成途徑谷氨酸的大量積累不是由于生物合成途徑的特異，而是：的特異，而是：（一）（一）菌體代謝調(diào)節(jié)控制菌體代謝調(diào)節(jié)控制（二）（二）細(xì)胞膜通透性的特異調(diào)節(jié)細(xì)胞膜通透性的特異調(diào)節(jié)（三）（三）發(fā)酵條件的適合發(fā)酵條件的適合四、谷氨酸代謝的調(diào)控四、谷氨酸代謝的調(diào)控遺傳改變；遺傳改變；細(xì)胞透性調(diào)節(jié)；細(xì)胞透性調(diào)節(jié)；發(fā)酵條件控制。發(fā)酵條件控制。 代謝調(diào)控操作途徑：代謝調(diào)控操作途徑：人工育種控制措施人工育種控制措施 針對細(xì)胞正常代謝時(shí)的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)針對細(xì)

15、胞正常代謝時(shí)的自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制制 營養(yǎng)缺陷型突變營養(yǎng)缺陷型突變 （指微生物等不能在無機(jī)鹽類和碳源組成的基本培養(yǎng)基中增殖，必須補(bǔ)充一種或一種以上的營養(yǎng)物質(zhì)才能生長。）條件解除反饋調(diào)節(jié)條件解除反饋調(diào)節(jié) 條件控制膜透性條件控制膜透性 滲漏營養(yǎng)缺陷突變滲漏營養(yǎng)缺陷突變 解除反饋調(diào)節(jié)解除反饋調(diào)節(jié) 營養(yǎng)缺陷回復(fù)突變營養(yǎng)缺陷回復(fù)突變 解除反饋調(diào)節(jié)解除反饋調(diào)節(jié) 結(jié)構(gòu)類似物抗性突變結(jié)構(gòu)類似物抗性突變 解除反饋調(diào)節(jié)解除反饋調(diào)節(jié) 代謝調(diào)控育種的措施（遺傳改變）代謝調(diào)控育種的措施（遺傳改變） 關(guān)鍵問題：控制機(jī)制被解除 打破微生物正常代謝調(diào)節(jié)例如：瓜氨酸缺陷型菌株可以降低反饋?zhàn)饔梦餄舛瓤刂萍?xì)胞滲透性控制發(fā)酵環(huán)境條件（一）菌

16、體代謝調(diào)節(jié)控制（一）菌體代謝調(diào)節(jié)控制1.谷氨酸生物合成的調(diào)節(jié)機(jī)制谷氨酸生物合成的調(diào)節(jié)機(jī)制琥珀酸 -酮戊二酸脫氫酶（弱） -酮戊二酸 谷氨酸脫氫酶（強(qiáng)）谷氨酸透過細(xì)胞膜谷氨酸谷氨酸生物合成的調(diào)節(jié)機(jī)制1. 優(yōu)先合成與反饋調(diào)節(jié)2.糖代謝的調(diào)節(jié)（1）能荷控制（能荷即ATP,ADP和AMP濃度之和所負(fù)荷的高能磷酸基數(shù)量 ）（2）生物素對糖代謝的調(diào)節(jié)3.氮代謝的調(diào)節(jié)4.其他調(diào)節(jié)（如Cu 2+的調(diào)節(jié)）（二）細(xì)胞膜通透性的特異調(diào)節(jié)（二）細(xì)胞膜通透性的特異調(diào)節(jié)用能積累谷氨酸菌株做如下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn): :1. 生物素充足時(shí),細(xì)胞內(nèi)含大量谷氨酸,但培養(yǎng)液里幾乎不含谷氨酸2. 用溶菌酶消化細(xì)胞壁得到的原生質(zhì)體仍不分泌谷氨酸

17、3. 當(dāng)把原生質(zhì)體放入低滲溶液里,將其漲破,谷氨酸才排出4. 生物素亞適量時(shí),培養(yǎng)液里含大量谷氨酸,細(xì)胞里含量少結(jié)論結(jié)論: :谷氨酸的分泌是由細(xì)胞膜控制谷氨酸的分泌是由細(xì)胞膜控制 控制細(xì)胞膜通透性的方法：控制細(xì)胞膜通透性的方法：1.控制磷脂的合成；2.控制細(xì)胞壁的合成：選育溫敏突變株 1.1.控制控制磷脂的合成生物素營養(yǎng)缺陷型生物素營養(yǎng)缺陷型 作用機(jī)制:生物素是脂肪酸生物合成最初反應(yīng)的關(guān)鍵酶乙酰CoA羧化酶的輔酶,參與了脂肪酸的合成,進(jìn)而影響脂肪酸的合成。當(dāng)磷脂合成量少到正常的1/2左右時(shí),細(xì)胞變形,Glu向膜外漏出，積累于發(fā)酵液中。 控制關(guān)鍵:使用該類突變株必須限制發(fā)酵培養(yǎng)基中生物素亞適量(

18、5-10g/L).在發(fā)酵初期(0-8小時(shí)),細(xì)胞正常生長,當(dāng)生物素耗盡后,在菌的再次倍增時(shí),開始出現(xiàn)異常形態(tài)細(xì)胞,即完成了細(xì)胞從生長型到積累型轉(zhuǎn)換.突變株突變株 油酸營養(yǎng)缺陷型油酸營養(yǎng)缺陷型 作用機(jī)制:油酸營養(yǎng)缺陷型喪失了合成油酸的能力,通過控制油酸使磷脂合成量減少到正常量的1/2左右. 控制關(guān)鍵:保證在培養(yǎng)基中油酸亞適量,完成細(xì)胞從生長型到生產(chǎn)型的轉(zhuǎn)換.突變株突變株甘油缺陷型甘油缺陷型 作用機(jī)理：喪失L-甘油-3-磷酸(NADP氧化還原酶)，不能合成a-磷酸甘油和磷脂，只有添加甘油才能生長。在甘油限量供應(yīng)下，由于控制了細(xì)胞膜中與滲透性有直接關(guān)系的磷脂的含量，使谷氨酸得以積累。 控制的關(guān)鍵：添

19、加亞適量的甘油或甘油衍生物。甘油過少，菌株生長不夠好;甘油過量，磷脂合成正常，產(chǎn)谷氨酸低。突變株突變株添加表面活性劑(如吐溫60)或不飽和脂肪酸(C16-18),也能造成細(xì)胞滲漏,積累谷氨酸。 機(jī)理:兩者在脂肪酸合成時(shí)對生物素有拮抗拮抗作用,導(dǎo)致磷脂合成不足,形成不完整的細(xì)胞膜。 關(guān)鍵:控制好脂肪酸或表面活性劑的時(shí)間和濃度,必須在藥劑加入后,在這些藥劑存在下進(jìn)行分裂,形成產(chǎn)酸型細(xì)胞。其他添加表面活性劑添加表面活性劑添加青霉素添加青霉素 機(jī)理:青霉素抑制谷氨酸生產(chǎn)菌細(xì)胞壁后期的合成,細(xì)胞膜在失去保護(hù),在滲透壓的作用下受損,向外泄露谷氨酸. 控制關(guān)鍵:一般在進(jìn)入對數(shù)生長期的早期(3-6小時(shí))添加.

20、添加青霉素后倍增的菌體不能合成完整的細(xì)胞壁,完成細(xì)胞功能的轉(zhuǎn)換. 其他谷氨酸發(fā)酵強(qiáng)制控制工藝谷氨酸發(fā)酵強(qiáng)制控制工藝 如:“高生物素 高吐溫”或“高生物素 高青霉素” 控制方法:在發(fā)酵培養(yǎng)基中預(yù)先配加一定量(過量)的純生物素,大大地削弱每批原料中生物素含量變化的影響,高生物素 大接種量能促進(jìn)菌體迅速增殖.再在菌體倍增的早期加入相對高的吐溫或青霉素,形成產(chǎn)酸型細(xì)胞.固定其它條件,確保高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn).其他（三）發(fā)酵條件的控制（三）發(fā)酵條件的控制 （1 1）發(fā)酵發(fā)酵溫度溫度 谷氨酸發(fā)酵前期(012h):30-32。 對數(shù)生長期:菌體濃度迅速增大（12h），糖耗快，維持溫度30-32 在發(fā)酵中、后期:是谷氨酸

21、大量積累的階段，而催化谷氨酸合成的谷氨酸脫氫酶的最適溫度在32-36。 （2 2） pHpH值值1） pH值對谷氨酸產(chǎn)生菌生長的影響2） pH值對谷氨酸積累的影響 發(fā)酵液的pH影響微生物的生長和代謝途徑。 發(fā)酵前期如果pH偏低，則菌體生長旺盛，長菌而不產(chǎn)酸；如果pH偏高，則菌體生長緩慢，發(fā)酵時(shí)間拉長。在發(fā)酵前期將pH值控制在7.58.0左右較為合適。 而在發(fā)酵中、后期將pH值控制在7.07.6左右對提高谷氨酸產(chǎn)量有利。 （3 3） 通風(fēng)通風(fēng) 在谷氨酸發(fā)酵過程中，發(fā)酵前期以低通風(fēng)量為宜；發(fā)酵中、后期以高通風(fēng)量為宜。 實(shí)際生產(chǎn)上，以氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)來檢查通氣量，即以每分鐘單位體積的通氣量表示通風(fēng)強(qiáng)度

22、。另外發(fā)酵罐大小不同，所需攪拌轉(zhuǎn)速與通風(fēng)量也不同。 （4 4） 泡沫的控制泡沫的控制 在發(fā)酵過程中由于強(qiáng)烈的通風(fēng)和菌體代謝產(chǎn)生的CO2，使培養(yǎng)液產(chǎn)生大量的泡沫，不僅使氧在發(fā)酵液中的擴(kuò)散受阻，影響菌體的呼吸和代謝。給發(fā)酵帶來危害，必須加以消泡。 消泡方法：機(jī)械消泡(耙式、離心式、刮板式、蝶式消泡器)化學(xué)消泡(天然油脂、聚酯類、醇類、硅酮等)（5 5） 發(fā)酵時(shí)間發(fā)酵時(shí)間 不同的谷氨酸產(chǎn)生菌對糖的濃度要求也不一樣，其發(fā)酵時(shí)間也有所差異。 低糖(10%12%)發(fā)酵，其發(fā)酵時(shí)間為3638h， 中糖(14%)發(fā)酵，其發(fā)酵時(shí)間為45h。 五、谷氨酸發(fā)酵工藝五、谷氨酸發(fā)酵工藝整個(gè)過程可簡單的分為2 個(gè)階段:

23、1.菌體生長階段;2.產(chǎn)酸階段,谷氨酸得以大量積累。 發(fā)酵過程參數(shù)測定還原糖的測定谷氨酸的測定菌體形態(tài)觀察菌體濃度測定發(fā)酵過程參數(shù)的控制D0值pH溫度攪拌速度發(fā) 酵發(fā) 酵 液冷卻接種三角瓶培養(yǎng)固體斜面培養(yǎng)上罐實(shí)消培養(yǎng)基的配制谷氨酸發(fā)酵的工藝流程簡圖谷氨酸發(fā)酵的工藝流程簡圖1.1.發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基 主要成分：（1）碳源（2）氮源（3）無機(jī)鹽（4）生長因子2.2.培養(yǎng)基滅菌培養(yǎng)基滅菌（1）滅菌條件 實(shí)罐培養(yǎng)基滅菌條件：105110 ，滅菌5min 連續(xù)滅菌條件：連消塔滅菌溫度為110115 , 維持罐溫度在105110約6min。（2）冷卻：至30左右。3.3.種子的擴(kuò)大培養(yǎng)種子的擴(kuò)大培養(yǎng) 接

24、種量：1% 兩級擴(kuò)大培養(yǎng)的方法，其工藝流程為： 保藏菌種 斜面活化 搖瓶種子培養(yǎng)（一級種子） 種子罐（二級種子） 發(fā)酵罐 谷氨酸發(fā)酵過程中,生產(chǎn)菌種的特性、生物素、發(fā)酵溫度、pH值、通風(fēng)和發(fā)酵產(chǎn)生的泡沫都是影響谷氨酸積累的主要因素。在實(shí)際生產(chǎn)中,只有針對存在的問題,嚴(yán)格控制工藝條件嚴(yán)格控制工藝條件,才能達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目的。 將谷氨酸發(fā)酵菌在發(fā)酵液中積累的L-谷氨酸提取處理，再進(jìn)一步中和、除鐵、脫色加工精制成谷氨酸單鈉鹽（俗稱味精），這個(gè)過程叫提煉。 從生產(chǎn)上分為谷氨酸提取與精制兩個(gè)階段。第二節(jié)第二節(jié) 谷氨酸的提取谷氨酸的提取目前國內(nèi)各味精廠提取谷氨酸的主要方法：1.等電點(diǎn)法2.離子交換法3.

25、金屬鹽法4.鹽酸水解等電電法5.離子交換膜電滲析法國外提取谷氨酸方法：日本：協(xié)和發(fā)酵采用 濃縮等電點(diǎn)工藝美國：旋轉(zhuǎn)真空膜過濾谷氨酸發(fā)酵液谷氨酸發(fā)酵液常溫等電法等電結(jié)晶沉降分離脫色中和結(jié)晶冷凍等電法上清液（母液）離子交換谷氨酸晶體谷氨酸晶體冷凍結(jié)晶濃縮結(jié)晶谷氨酸鈉晶體（味精）谷氨酸鈉晶體（味精）谷氨酸的分離與味精的制備谷氨酸的分離與味精的制備 一、等電點(diǎn)法提取谷氨酸一、等電點(diǎn)法提取谷氨酸( (簡單、常用簡單、常用) )原理：HOOCCH2CH2CH(NH2)COOH 谷氨酸（GA）HOOCCH2CH2CH(NH3 +)COOH GA+HOOCCH2CH2CH(NH3+)COO- GA士HOOCC

26、H2CH2CH(NH2)COO- GA- -OOCCH2CH2CH(NH2)COO- GA= 谷氨酸在等電點(diǎn)是它呈電中性時(shí)所處的環(huán)境的PH值，用PI表示。谷氨酸在等電點(diǎn)時(shí),絕大部分以偶極離子(GA)狀態(tài)存在,其分子內(nèi)部正負(fù)電荷相等,并含有等量的帶不同電荷的陽離子(GA+)和陰離子(GA-),因此溶液中總靜電荷等于零。 由于谷氨酸分子之間相互碰撞,再通過靜電引力的作用,結(jié)合成較大的聚合體而被沉淀析出,因而處于等電點(diǎn)時(shí)GA的溶解度最小。 又由于溫度對GA的溶解度影響很大,溫度越低溶解度越小,生產(chǎn)上多采用04。等電點(diǎn)法提取工藝等電點(diǎn)法提取工藝操作簡單，收率60。周期長，占地面積大20BeHCl pH4.54.0 2h 20BeHCl pH4.54.0 2h 慢加酸慢加酸發(fā)酵液發(fā)酵液 第一中和點(diǎn)第一中和點(diǎn) 停酸育晶停酸育晶 等電點(diǎn)等電點(diǎn)pH5.0pH5.0時(shí)慢加 pH3.03.2 低速攪拌結(jié)晶低速攪拌結(jié)晶 靜止沉降靜止沉降 濕谷氨酸濕谷氨酸 離心分離離心分離 谷氨酸谷氨酸20h20h母液 等電點(diǎn)法提取谷氨酸注意三個(gè)方面：1.發(fā)酵液純度高：谷氨酸/殘?zhí)潜戎蹈撸z體少，提前除菌體最好；2.發(fā)酵液處理要及時(shí)；3