第十三章發(fā)酵實(shí)例詳解

第十三章發(fā)酵實(shí)例詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共109頁。優(yōu)選第十三章發(fā)酵實(shí)例當(dāng)前2頁，總共109頁。一、啤酒生產(chǎn)的原料1、大麥（主原料）要求：粉質(zhì)粒在80%以上胚乳斷面軟質(zhì)白色粉質(zhì)粒致密有透明光澤玻璃質(zhì)粒部分透明部分白色半玻璃質(zhì)粒

發(fā)芽力（3天）不低于85%；發(fā)芽率（最終）不低于96%當(dāng)前3頁，總共109頁。2、輔助原料降低成本、改善麥汁浸出物組成、增強(qiáng)啤酒的保存性大米或玉米當(dāng)前4頁，總共109頁。3、酒花(hop)桑科葎草屬，多年生蔓性；雌雄異株，啤酒用雌花新疆甘肅當(dāng)前5頁，總共109頁。

酒花的功能：

4）增加麥汁和啤酒的防腐能力3）與麥汁共沸時(shí)能促進(jìn)蛋白凝固，利于澄清2）增進(jìn)啤酒泡持性和穩(wěn)定性1）賦予啤酒香味和爽口苦味當(dāng)前6頁，總共109頁。酒花的成分：1）-酸2）酒花油具苦味和防腐能力，其多少是衡量酒花質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)花粉內(nèi)，味芳香；萜烯、酯類等3）多酚物質(zhì)能與蛋白結(jié)合，促進(jìn)凝固沉淀（雙重性——穩(wěn)定、渾濁）當(dāng)前7頁，總共109頁。4、水對(duì)硬度有較高要求當(dāng)前8頁，總共109頁。二、啤酒生產(chǎn)工藝流程

麥芽制備

麥芽汁制備

麥芽煮沸與酒花添加

發(fā)酵

過濾、分裝當(dāng)前9頁，總共109頁。一）麥芽制備

制麥目的：1）使大麥生成各種酶2）使麥粒中的淀粉和蛋白質(zhì)適度溶解3）產(chǎn)生麥芽特有的色香味當(dāng)前10頁，總共109頁。

制麥流程：

浸麥浸麥度——浸麥后大麥的含水量。43～48%

發(fā)芽地板式、開放箱式；6～11天發(fā)芽箱麥芽的干燥當(dāng)前11頁，總共109頁。

干燥的目的：1）終止酶的作用2）干燥便保藏3）除去生青氣，產(chǎn)生特有的色香味當(dāng)前12頁，總共109頁。干燥過程：1）萎凋：水分由42～45%下降到10%左右（停止麥芽生長(zhǎng)）2）焙焦：水分由10%左右降到5%以下（物化結(jié)合水；形成特有的色香味）當(dāng)前13頁，總共109頁。麥芽干燥塔當(dāng)前14頁，總共109頁。麥芽質(zhì)量的評(píng)定：1）葉芽伸長(zhǎng)度（粒長(zhǎng)的2/3～1占70%以上）2）玻璃質(zhì)粒（8%以下）3）千粒重（干千粒重30～40克；溶解度越高，越輕）4）糖化力(65～75L;Lintner)當(dāng)前15頁，總共109頁。當(dāng)前16頁，總共109頁。二）麥芽汁制備（糖化）

粉碎利用麥芽自身的酶原麥汁應(yīng)比最終麥汁濃度高2-4度糖化后應(yīng)立即過濾，否則影響色香未去麥糟稱糖化醪；去后稱麥汁

糖化

過濾糖化設(shè)備當(dāng)前17頁，總共109頁。三）麥汁煮沸與酒花添加

目的：1）蒸發(fā)多余水分使麥汁濃縮至規(guī)定濃度2）溶出酒花有效成分，增加麥汁的香氣、苦味和防腐力3）促進(jìn)蛋白凝固析出，增加啤酒穩(wěn)定性4）破壞全部酶當(dāng)前18頁，總共109頁。麥汁煮沸方法：間歇常壓煮沸法；1-2小時(shí)當(dāng)前19頁，總共109頁。酒花的添加：方法：通常分3次添加第一次初沸時(shí)，1/5第二次煮40分鐘時(shí)，2/5第三次終了前10分鐘，2/5加得早，苦味重；加得晚，香味大當(dāng)前20頁，總共109頁。

酒花的加量：淡色啤酒以突出清香和苦味為主0.18～0.20%濃色啤酒以突出麥芽香為主，加量少些當(dāng)前21頁，總共109頁。四）發(fā)酵1、菌種下面酵母上面酵母發(fā)酵時(shí)酵母懸浮于發(fā)酵液內(nèi)，終了很快凝結(jié)成塊并沉淀發(fā)酵時(shí)隨CO2漂浮在液面上，發(fā)酵終了形成酵母泡蓋，長(zhǎng)時(shí)放置也很少下沉我國生產(chǎn)的啤酒多屬下面酵母發(fā)酵大型廠家多有自己獨(dú)特的酵母當(dāng)前22頁，總共109頁。2、擴(kuò)大培養(yǎng)

斜面（原種）250～500ml;20～25℃;2～3d10～20升；15～20℃；4～6天150～250升；10～15℃；10～15天

巴氏瓶

卡氏罐

漢森罐

酵母繁殖槽

主發(fā)酵當(dāng)前23頁，總共109頁。3、主發(fā)酵（下面酵母）麥汁冷至6～8℃，接入0.5～0.65%的酵母當(dāng)前24頁，總共109頁。三階段接種15～20h，池四周出現(xiàn)白沫，漸向中間擴(kuò)展，直至全液面；糖度下降，溫度上升；2.5～3d發(fā)酵最旺盛期；泡沫豐厚（20～30cm)；2～3天；應(yīng)密切注意降溫發(fā)酵衰落，溫度下降，泡沫收縮；2～3d低泡期高泡期落泡期當(dāng)前25頁，總共109頁。啤酒發(fā)酵池鋼或水泥結(jié)構(gòu)涂料涂里（瀝青、松香、環(huán)氧樹脂）當(dāng)前26頁，總共109頁。錐形罐當(dāng)前27頁，總共109頁。威海啤酒廠錐形罐錐底當(dāng)前28頁，總共109頁。湖南啤酒廠30萬噸啤酒發(fā)酵罐群河南月山啤酒廠發(fā)酵罐群當(dāng)前29頁，總共109頁。珠江啤酒廠發(fā)酵罐群當(dāng)前30頁，總共109頁。4、后發(fā)酵（貯酒）目的：1）完成殘?zhí)堑淖詈蟀l(fā)酵，增加啤酒穩(wěn)定性，飽充CO22）充分沉淀蛋白，澄清酒液3）消除嫩酒味，促進(jìn)成熟[雙乙酰（2,3-丁二酮）、醛類等]當(dāng)前31頁，總共109頁。五）過濾、分裝

過濾常用硅藻土（diatomaceousearth）過濾法多孔，表面積大，吸附能力強(qiáng)

分裝生?。?天）殺菌（巴氏消毒、超高溫瞬時(shí)）當(dāng)前32頁，總共109頁。罐裝消毒、貼標(biāo)簽成品下線當(dāng)前33頁，總共109頁。當(dāng)前34頁，總共109頁。第二節(jié)谷氨酸（味精）的發(fā)酵生產(chǎn)當(dāng)前35頁，總共109頁。一、谷氨酸生產(chǎn)菌1、主要菌株

棒狀桿菌屬(Corynebacterium)短桿菌屬(Brevibacterium)小桿菌屬（Microbacterium）節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)當(dāng)前36頁，總共109頁。國內(nèi)常用菌株：北京棒桿菌AS1.299、7338、S-941、D110鈍齒棒桿菌

AS1.542、HU7251、B9天津短桿菌T6-13、FM-8207、U-9、TG-3、TG-866、D85當(dāng)前37頁，總共109頁。2、谷氨酸生產(chǎn)菌的主要特征1）G+、無芽孢、無鞭毛、不運(yùn)動(dòng)；2）都是需氧型；3）多為生物素缺陷型；4）不分解淀粉、纖維素、油脂、酪蛋白等；5）發(fā)酵中菌體發(fā)生明顯的形態(tài)變化，同時(shí)發(fā)生細(xì)胞膜滲透性的變化；6）二氧化碳固定反應(yīng)酶系活力強(qiáng)；7）異檸檬酸裂解酶活力欠缺或微弱、乙醛酸循環(huán)弱；8）-酮戊二酸氧化能力缺失或微弱；9）檸檬酸合成酶、烏頭酸酶、異檸檬酸脫氫酶、谷氨酸脫氫酶活力強(qiáng)；10）具有向環(huán)境中泄漏谷氨酸的能力；當(dāng)前38頁，總共109頁。二、谷氨酸發(fā)酵機(jī)制當(dāng)前39頁，總共109頁。1、生成谷氨酸的主要反應(yīng)1)谷氨酸脫氫酶(GHD)催化的還原氨基化反應(yīng)

GHD-酮戊二酸+NH4++NADPH2——→谷氨酸+H2O+NADP2)轉(zhuǎn)氨酶催化的轉(zhuǎn)氨反應(yīng)3)谷氨酸合成酶(GS)催化的反應(yīng)谷氨酸發(fā)酵機(jī)制當(dāng)前40頁，總共109頁。2、谷氨酸生物合成途徑酵解途徑(EMP)己糖一磷酸途徑(HMP)三羧酸循環(huán)(TCA)乙醛酸循環(huán)二氧化碳固定反應(yīng)谷氨酸發(fā)酵機(jī)制當(dāng)前41頁，總共109頁。TCA循環(huán)谷氨酸發(fā)酵機(jī)制檸檬酸合成酶順烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體谷氨酸脫氫酶當(dāng)前42頁，總共109頁。由葡萄糖合成谷氨酸的代謝途徑谷氨酸發(fā)酵機(jī)制乙醛酸循環(huán)TCA循環(huán)的一條回補(bǔ)途徑檸檬酸裂解酶、蘋果酸合酶CO2固定當(dāng)前43頁，總共109頁。由葡萄糖發(fā)酵谷氨酸的理想途徑谷氨酸合成的理想途徑谷氨酸發(fā)酵機(jī)制當(dāng)前44頁，總共109頁。谷氨酸積累機(jī)理：1）谷氨酸產(chǎn)生菌喪失或僅有微弱的-酮戊二酸脫氫酶活力，使-酮戊二酸不能繼續(xù)氧化；但谷氨酸脫氫酶活力很強(qiáng)，同時(shí)NADPH2再氧化能力弱，這樣就使-酮戊二酸到琥珀酸的過程受阻；在有過量銨離子存在時(shí)，-酮戊二酸經(jīng)氧化還原共軛的氨基化反應(yīng)而生成谷氨酸。2）谷氨酸產(chǎn)生菌大多為生物素缺陷型，谷氨酸發(fā)酵時(shí)通過控制生物素亞適量，引起代謝失調(diào)，使谷氨酸得以積累。3）生成的谷氨酸不形成蛋白質(zhì)，而分泌泄漏于菌體外。4）谷氨酸產(chǎn)生菌不利用菌體外的谷氨酸，而使谷氨酸成為最終產(chǎn)物。谷氨酸發(fā)酵機(jī)制當(dāng)前45頁，總共109頁。

但是，當(dāng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，菌體的生物代謝也會(huì)發(fā)生變化，谷氨酸發(fā)酵會(huì)向其他發(fā)酵轉(zhuǎn)換，谷氨酸積累減少，而其他副產(chǎn)物積累量增加。例如：溶氧適中不足過量產(chǎn)生谷氨酸產(chǎn)生乳酸產(chǎn)生-酮戊二酸磷酸鹽適中過量產(chǎn)生谷氨酸產(chǎn)生纈氨酸谷氨酸發(fā)酵機(jī)制當(dāng)前46頁，總共109頁。3、控制細(xì)胞膜的通透性

谷氨酸發(fā)酵的關(guān)鍵在于發(fā)酵培養(yǎng)期間谷氨酸生產(chǎn)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能上的特異性變化，使細(xì)胞膜轉(zhuǎn)變成有利于谷氨酸向膜外滲透的樣式，即完成谷氨酸非積累型細(xì)胞向谷氨酸積累型細(xì)胞的轉(zhuǎn)變。這樣，由于終產(chǎn)物谷氨酸不斷地排出細(xì)胞外，使細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸不能積累到引起反饋調(diào)節(jié)的濃度，谷氨酸就會(huì)在細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)不斷地被優(yōu)先合成。谷氨酸發(fā)酵機(jī)制當(dāng)前47頁，總共109頁?？刂萍?xì)胞膜滲透性的方法：控制的關(guān)鍵：亞適量控制生物素1、化學(xué)控制法通過控制發(fā)酵培養(yǎng)基中的化學(xué)成分，達(dá)到控制磷脂、細(xì)胞膜的形成或阻礙細(xì)胞壁正常的生物合成，使谷氨酸生產(chǎn)菌處于異常的生理狀態(tài)，以解除細(xì)胞對(duì)谷氨酸向胞外漏出的滲透障礙。1）生物素缺陷型作用機(jī)制：生物素作為催化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)而影響磷脂的合成。當(dāng)磷脂合成減少到正常量的一半左右時(shí)，細(xì)胞變形，谷氨酸向膜外漏出，積累于發(fā)酵液中。谷氨酸發(fā)酵機(jī)制當(dāng)前48頁，總共109頁。2）添加表面活性劑或飽和脂肪酸化學(xué)控制法

使用生物素過量的糖蜜原料發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸時(shí)，通過添加表面活性劑（如吐溫60）或是高級(jí)飽和脂肪酸及其親水聚醇酯類，同樣能清除滲透障礙物，積累谷氨酸。作用機(jī)制：在不飽和脂肪酸合成過程中作為抗代謝物對(duì)生物素有拮抗作用，通過拮抗脂肪酸的生物合成，導(dǎo)致磷脂合成不足，結(jié)果形成磷脂不足的細(xì)胞膜，提高細(xì)胞膜對(duì)谷氨酸的滲透性。關(guān)鍵：必須控制好添加表面活性劑、飽和脂肪酸的時(shí)間與濃度當(dāng)前49頁，總共109頁?；瘜W(xué)控制法3）油酸缺陷型作用機(jī)制：

油酸缺陷型菌株喪失了自身合成油酸的能力，也即喪失脂肪酸合成能力，必須由外界供給油酸才能生長(zhǎng)；油酸含量的多少直接影響到磷脂合成量的多少和細(xì)胞膜的滲透性；通過控制油酸，使磷脂合成量減少到正常量的一半左右時(shí)，細(xì)胞變形，谷氨酸分泌積累于發(fā)酵液?？刂频年P(guān)鍵：必須控制油酸的亞適量（細(xì)胞內(nèi)生物素含量的多少影響甚微）當(dāng)前50頁，總共109頁。4）甘油缺陷型化學(xué)控制法作用機(jī)制：甘油缺陷型不能合成-磷酸甘油和磷脂，必須由外界供給甘油才能生長(zhǎng)；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)系的磷脂含量，使谷氨酸得以積累?？刂频年P(guān)鍵：

必須控制添加亞適量的甘油或甘油衍生物以上都是通過控制磷脂的合成，導(dǎo)致形成磷脂合成不足的不完全的細(xì)胞膜當(dāng)前51頁，總共109頁。5）添加青霉素法作用機(jī)制：在發(fā)酵對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的早期添加青霉素抑制細(xì)胞壁的合成，使細(xì)胞膜處于無保護(hù)狀態(tài)，又由于膜內(nèi)外的滲透壓差，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞膜的物理損傷，增大了谷氨酸向胞外漏出的滲透性。化學(xué)控制法關(guān)鍵：在生長(zhǎng)的什么階段添加青霉素是影響產(chǎn)酸的關(guān)鍵。必須在增殖過程的適當(dāng)時(shí)期添加，且必須在添加后再進(jìn)行一定的增殖。當(dāng)前52頁，總共109頁。2、物理控制法如利用溫度敏感突變型（Ts）關(guān)鍵：在生長(zhǎng)的什么階段轉(zhuǎn)換溫度是影響產(chǎn)酸的關(guān)鍵突變發(fā)生在決定與谷氨酸分泌有密切關(guān)系的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)基因上當(dāng)前53頁，總共109頁。二、生產(chǎn)工藝淀粉水解糖的制備谷氨酸發(fā)酵谷氨酸提取谷氨酸制味精當(dāng)前54頁，總共109頁。一）淀粉水解糖的制備目前的谷氨酸產(chǎn)生菌都不能直接利用淀粉，也基本上不能利用糊精。因此必須將淀粉水解成葡萄糖。當(dāng)前55頁，總共109頁。水解糖制備的方法：1、酸解法以無機(jī)酸為催化劑、高溫高壓2、酸酶法先將淀粉水解成糊精或低聚糖，再用糖化酶水解為萄糖3、酶酸法將淀粉乳先用-淀粉酶液化，再用酸水解成葡萄糖4、雙酶法用淀粉酶和糖化酶結(jié)合將淀粉水解成葡萄糖當(dāng)前56頁，總共109頁。以大米為原料的酶酸法制糖工藝：

清洗

浸泡常溫；以手捏碎為佳(1-5h)

粉碎

調(diào)漿15波美度左右

加保護(hù)劑0.3%CaCl2,pH6.3-6.5;保護(hù)淀粉酶活力當(dāng)前57頁，總共109頁。

加酶-淀粉酶，0.25～0.3%

液化90℃，間隙通空氣，10～20min；碘液反應(yīng)檢查

殺酶100～105℃，5min

壓濾

調(diào)pHpH1.8當(dāng)前58頁，總共109頁。

糖化0.28MPa，10-15min；無白色反應(yīng)（無水酒精檢查）

中和

調(diào)pH4.0-4.8，蛋白析出

脫色活性碳吸附法；0.1-0.4%;70℃

壓濾當(dāng)前59頁，總共109頁。二）谷氨酸發(fā)酵1、菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)普遍采用二級(jí)發(fā)酵（一級(jí)種子罐）斜面種子罐發(fā)酵罐搖瓶當(dāng)前60頁，總共109頁。斜面菌種：

30-32℃；18-24小時(shí)搖瓶種子：

目的在于大量繁殖活力強(qiáng)的菌體，培養(yǎng)基組成以少含糖分、多含有機(jī)氮為主。當(dāng)前61頁，總共109頁。種子罐培養(yǎng)

接種量:0.8-1.0%溫度:32℃時(shí)間:7-8小時(shí)通風(fēng)量:50L:1:0.5250L:1:0.3500L:1:0.25當(dāng)前62頁，總共109頁。2、發(fā)酵控制1）培養(yǎng)基碳源：多用淀粉水解糖

在一定范圍內(nèi)，谷氨酸的產(chǎn)量隨糖濃度增加而增加；但過高，由于滲透壓增大，對(duì)菌體生長(zhǎng)和發(fā)酵均不利。

目前國內(nèi)常用125-150g/L，產(chǎn)酸55-70g/L；有的采用高糖工藝（170–190g/L),產(chǎn)酸80g/L，但周期延長(zhǎng)當(dāng)前63頁，總共109頁。淀粉水解糖質(zhì)量對(duì)谷氨酸發(fā)酵的影響很大◆如果淀粉水解不完全，有糊精存在，不僅造成浪費(fèi)，還會(huì)產(chǎn)生過多泡沫，影響發(fā)酵的正常進(jìn)行?！羧舻矸鬯膺^分，葡萄糖發(fā)生復(fù)合反應(yīng)生成龍膽二糖、異麥芽糖等非發(fā)酵性糖，同時(shí)葡萄糖發(fā)生分解反應(yīng)，生成5-羥甲基糠醛，并進(jìn)一步分解生成有機(jī)酸和黑色素等物質(zhì)，對(duì)菌體生長(zhǎng)和谷氨酸發(fā)酵均有抑制作用。發(fā)酵控制當(dāng)前64頁，總共109頁。氮源

尿素

玉米漿、麩皮水解液

液氨

碳酸氫銨◆

30～80%的氮用于合成谷氨酸發(fā)酵控制當(dāng)前65頁，總共109頁。C/N

C/N=100：15～30

（比一般高；100：0.2-2.0)在發(fā)酵的不同階段控制不同的C/N在長(zhǎng)菌階段，如NH4+過量會(huì)抑制菌體生長(zhǎng)；在產(chǎn)酸階段，如NH4+不足，谷氨酸的積累減少。發(fā)酵控制當(dāng)前66頁，總共109頁。生長(zhǎng)因子：

目前以糖質(zhì)原料為碳源的谷氨酸產(chǎn)生菌均為生物素缺陷型，以生物素為生長(zhǎng)因子

生物素的作用主要是影響谷氨酸產(chǎn)生菌細(xì)胞膜對(duì)谷氨酸的通透性用量：菌體生長(zhǎng)所需的“亞適量”；一般5g/L生物素過量，不產(chǎn)或少產(chǎn)谷氨酸；生物素不足，菌體生長(zhǎng)不好，谷氨酸產(chǎn)量也低。發(fā)酵控制當(dāng)前67頁，總共109頁。提供生長(zhǎng)因子的農(nóng)副產(chǎn)品原料：玉米漿麩皮水解液糖蜜酵母發(fā)酵控制當(dāng)前68頁，總共109頁。2）溫度最適生長(zhǎng)溫度30～34℃谷氨酸產(chǎn)生的最適溫度35～37℃可采用變溫控制發(fā)酵控制當(dāng)前69頁，總共109頁。3）pH發(fā)酵前期控制在7.5左右發(fā)酵中期7.2發(fā)酵后期7.0臨近放罐時(shí)6.5～6.8發(fā)酵控制當(dāng)前70頁，總共109頁。調(diào)節(jié)pH方法：

尿素流加法

國內(nèi)廠家多采用

液氨或氨水添加法

液氨含氨量99-99.8%;氨水含氨量20-25%國外多采用該法發(fā)酵控制當(dāng)前71頁，總共109頁。4）供氧在菌體生長(zhǎng)期

供氧必須滿足菌體呼吸的需氧量谷氨酸生成期

應(yīng)充分供氧（在細(xì)胞最大呼吸速率時(shí)，谷氨酸產(chǎn)量大）發(fā)酵控制當(dāng)前72頁，總共109頁。三）谷氨酸提取等電點(diǎn)法離子交換法金屬鹽法鹽酸水解—等電點(diǎn)法離子交換膜電透析法

國內(nèi)多采用等電點(diǎn)—鋅鹽法該法收率可達(dá)85～90%當(dāng)前73頁，總共109頁。等電點(diǎn)—鋅鹽法工藝簡(jiǎn)介：1、先采用等電點(diǎn)法提取谷氨酸

(回收70%左右）1）原理pH=pI時(shí)谷氨酸的溶解度最小谷氨酸的等電點(diǎn)pI=(pK1+pK2)/2=(2.19+4.25)/2=3.22將發(fā)酵液調(diào)至pH=3.2，使谷氨酸處于過飽和狀態(tài)而結(jié)晶析出當(dāng)前74頁，總共109頁。2）谷氨酸的晶型及性質(zhì)在不同條件下會(huì)形成兩種不同的晶體

-型晶體：

斜方六面體；純度高，顆粒大，質(zhì)量好，與母液分離容易；為理想的晶型

-型晶體：

粉狀或針狀、鱗片狀；晶體微細(xì)，純度低，晶體無光澤；質(zhì)量輕，難沉淀；生產(chǎn)上應(yīng)避免形成該類晶體當(dāng)前75頁，總共109頁。3）影響谷氨酸結(jié)晶的主要因素A)溫度與降溫速度當(dāng)結(jié)晶析出溫度超過30℃，-型晶體明顯增加因此須把發(fā)酵液的溫度降到30℃以下，再進(jìn)行

晶體析出。中和時(shí)要控制液溫緩慢下降，不能回升降溫過快或忽高忽低，則晶核小而多、結(jié)晶微細(xì)；且會(huì)引起-型向-型轉(zhuǎn)變當(dāng)前76頁，總共109頁。B)加酸速度與終pH的影響若加酸速度太快，會(huì)局部過飽和，出現(xiàn)大量細(xì)小晶核，形成-型晶體開始加酸至pH5左右，加酸可快些；pH5以下、起晶前后，加酸速度要慢，須小心發(fā)現(xiàn)晶核時(shí)，應(yīng)立即停止加酸，育晶2h，使晶核成長(zhǎng)，然后再繼續(xù)緩慢加酸中和至pH3.2。當(dāng)前77頁，總共109頁。C)投晶種起晶有兩法自然起晶加晶種起晶加晶種起晶，晶核容易控制，不易出現(xiàn)-型晶體但必須注意晶種的質(zhì)量（選擇較好的-型晶體）并應(yīng)掌握好投晶種的時(shí)機(jī)當(dāng)前78頁，總共109頁。D)攪拌的影響攪拌有利于晶體長(zhǎng)大，避免“晶簇”生成太快，液體翻動(dòng)劇烈，會(huì)引起晶體的磨損，不利晶體長(zhǎng)大，使晶體細(xì)小。太慢，晶體容易下沉，pH和溫度不均勻，引起局部pH過低，易生成-型晶體。

一般采用：槳式攪拌器；25～35rpm當(dāng)前79頁，總共109頁。2、再用鋅鹽法進(jìn)一步提取

（總回收可達(dá)80～90%）

原理◆在一定pH條件下(pH6.3)，谷氨酸與鋅離子

生成難溶于水的谷氨酸鋅沉淀下來◆在酸性條件下，溶解谷氨酸鋅；再調(diào)pH至2.4，谷氨酸結(jié)晶析出由于溶液中鋅離子濃度很高，產(chǎn)生共存離子效應(yīng)，使谷氨酸等電點(diǎn)pH值降低當(dāng)前80頁，總共109頁。

工藝流程

等電點(diǎn)法母液

加ZnSO4加NaOH調(diào)pH6.3

含鋅廢液（處理或綜合利用）谷氨酸鋅鹽加水調(diào)pH至2.4

濕谷氨酸

鋅鹽母液谷氨酸

洗水水洗離心當(dāng)前81頁，總共109頁。四）谷氨酸制味精味精為谷氨酸納，無谷氨酸的酸味，而具很強(qiáng)的鮮味味精晶體為棱柱狀的八面體當(dāng)前82頁，總共109頁。

工藝流程谷氨酸中和濕谷氨酸：純堿Na2CO3=1：0.3-0.3460℃;pH6.9-7.0;濃度21-23波美度除鐵、鋅加Na2S,生成硫化亞鐵、硫化鋅沉淀

中和液脫色濕谷氨酸：活性碳=1：0.01;攪拌30分鐘，自然沉淀當(dāng)前83頁，總共109頁。濃縮結(jié)晶結(jié)晶鍋；真空度600mmHg以上；溫度65℃以下；當(dāng)鍋內(nèi)濃度達(dá)31.5波美度時(shí)，用真空吸入晶種起晶、育晶、養(yǎng)晶分離、干燥、篩分、混鹽分離：晶液8000-10000每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)干燥：溫度80℃篩分：采用8、12、20、30四種目孔當(dāng)前84頁，總共109頁。

味精生產(chǎn)中常見的幾個(gè)質(zhì)量問題

味粉混濁硫化物過量消泡油過量夾帶DL-谷氨酸鈉

原材料質(zhì)量差（如純堿含雜質(zhì)多）當(dāng)前85頁，總共109頁。

產(chǎn)生焦谷氨酸鈉（正常帶1分子水）中和、脫色溫度高味精烘干溫度過高濃縮結(jié)晶過程溫度過高、時(shí)間長(zhǎng)各道母液循環(huán)次數(shù)多當(dāng)前86頁，總共109頁。

味精發(fā)紅母液除鐵不凈，含鐵離子活性炭鹽酸再生不完全，解析鐵離子不徹底當(dāng)前87頁，總共109頁。味精發(fā)黃母液脫色不徹底，帶有色素味精干燥溫度過高、時(shí)間過長(zhǎng)，引起焦化當(dāng)前88頁，總共109頁。結(jié)晶味精無光澤結(jié)晶操作過程中受長(zhǎng)時(shí)間的高溫（75℃以上）味精分離之前，助晶槽母液濃度偏高干燥溫度過高當(dāng)前89頁，總共109頁。味精發(fā)脆

結(jié)晶操作過程中鍋內(nèi)溫度忽高忽低結(jié)晶母液pH太低（6.2以下）母液質(zhì)量差或結(jié)晶液循環(huán)次數(shù)過多當(dāng)前90頁，總共109頁。當(dāng)前91頁，總共109頁。第三節(jié)檸檬酸(citricacid)的發(fā)酵生產(chǎn)當(dāng)前92頁，總共109頁。一、檸檬酸的用途1、在食品工業(yè)上的應(yīng)用第一食用酸味劑廣泛用于飲料、果醬、果胨、腌制品、罐頭賦予水果風(fēng)味，增溶、緩沖、抗氧化等2、在醫(yī)藥上的應(yīng)用檸檬酸糖漿：發(fā)燒病人的清涼飲料，清涼、解毒、矯口味檸檬酸鐵銨：溫和的補(bǔ)鐵劑，用于缺鐵性貧血檸檬酸鉀：治療膀胱炎和糖尿病所致的酸中毒檸檬酸鈉：抗凝血?jiǎng)?，用于輸血、血液和血漿的保存檸檬酸銅：消毒殺菌劑并有收斂作用，用于配制眼膏檸檬酸鎂：溫和的瀉藥，用于X光透視前的清腸3、在化工上的應(yīng)用常用的電鍍緩沖劑和絡(luò)合劑許多化學(xué)反應(yīng)的催化劑如環(huán)氧樹脂的交聯(lián)、聚尿烷泡沫塑料用于制造高效無公害洗滌劑用于生產(chǎn)牙膏、洗面乳、洗發(fā)劑當(dāng)前93頁，總共109頁。

1891年，德國Wehmer首先發(fā)現(xiàn)一種青霉菌能積累檸檬酸，隨后開始了發(fā)酵法生產(chǎn)的研究

1919年，比利時(shí)成功地進(jìn)行了淺盤發(fā)酵法的工業(yè)生產(chǎn)

1923年，美國Pfizer公司開始用淺盤法大規(guī)模生產(chǎn)

1968年，我國利用薯干粉原料深層發(fā)酵獲得成功，成為我國檸檬酸生產(chǎn)的一大特色

目前我國有近百家生產(chǎn)廠，產(chǎn)品主要出口日本和西歐當(dāng)前94頁，總共109頁。二、檸檬酸發(fā)酵微生物1、黑曲霉(Aspergillusniger)目前最有競(jìng)爭(zhēng)力的菌種，我國多數(shù)廠家采用2、酵母酵母的重要性在于能發(fā)酵烷烴產(chǎn)生檸檬酸解脂假絲酵母(Candidalipolytica)當(dāng)前95頁，總共109頁。三、檸檬酸發(fā)酵機(jī)理1、丙酮酸脫氫酶2、檸檬酸合成酶3、烏頭酸（水合）酶4、5、異檸檬酸脫氫酶6、-酮戊二酸脫氫酶7、8、琥珀酸脫氫酶系9、富馬酸（延胡索酸）酶10、蘋果酸脫氫酶11、丙酮酸羧化酶12、蘋果酸酶當(dāng)前96頁，總共109頁。檸檬酸雖在TCA循環(huán)中是一個(gè)中間產(chǎn)物，在正常情況下，檸檬酸在細(xì)胞內(nèi)不會(huì)積累，且檸檬酸是黑曲霉的良好碳源。從理論上推測(cè)，烏頭酸水合酶失活或受抑，TCA循環(huán)阻斷是積累檸檬酸的必要條件檸檬酸積累是菌體代謝失調(diào)的結(jié)果當(dāng)前97頁，總共109頁。檸檬酸積累的代謝調(diào)節(jié)磷酸果糖激酶丙酮酸激酶烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶當(dāng)前98頁，總共109頁。

黑曲霉中除具有一條標(biāo)準(zhǔn)呼吸鏈外，還有一條側(cè)系呼吸鏈側(cè)系呼吸鏈

側(cè)系呼吸鏈對(duì)水楊酰異羥肟（音臥）酸(SHAM)敏感，檸檬酸發(fā)酵受SHAM強(qiáng)烈抑制，而菌體生長(zhǎng)不受它抑制側(cè)系呼吸鏈當(dāng)前99頁，總共109頁。丙酮酸羧化途徑在積累檸檬酸的情況下，TCA被阻斷，因此必須有另外的途徑提供草酰乙酸草酰乙酸是由丙酮酸羧化形成的當(dāng)前100頁，總共109頁。檸檬酸積累的機(jī)理:1）由錳離子缺乏抑制了蛋白質(zhì)合成而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)NH4+濃度升高和一條呼吸活性強(qiáng)的側(cè)系呼吸鏈，不產(chǎn)ATP，這兩方面的因素分別解除了對(duì)磷酸果糖激酶(PFK)的代謝調(diào)節(jié)，促進(jìn)了EMP途徑暢通；2）由組成型的丙酮酸羧化酶源源不斷地提供草酰乙酸；3）在控制Fe2+含量的情況下，烏頭酸水合酶活性低而不能及時(shí)轉(zhuǎn)化檸檬酸；4）一旦檸檬酸濃度升高，就會(huì)抑制異檸檬酸脫氫酶，從而進(jìn)一步促進(jìn)了檸檬酸自身的積累。當(dāng)前101頁，總共109頁。四、工藝流程原料（薯干、木薯）粉碎液化接種包裝脫色除金屬離子濃縮結(jié)晶離心、成品干燥酸解發(fā)酵菌絲過濾

CaCO3中和斜面茄瓶麩曲種子罐當(dāng)前102頁，總共109頁。1、薯類原料的處理糖化或液化：黑曲霉雖有糖化能力，但檸檬酸發(fā)酵菌種的糖化或液化能力不強(qiáng)。為了縮短發(fā)酵時(shí)間等目的，淀粉原料通常要經(jīng)過糖化或液化處理。國外多采用糖化法，國內(nèi)主要采用液化法。液化法

是我國檸檬酸發(fā)酵工業(yè)上的特色方法，它利用了黑曲霉糖化酶能力強(qiáng)的特點(diǎn)。即淀粉的液化是由外加酶