味精的發(fā)酵工藝

味精的發(fā)酵工藝第一頁(yè)，共三十八頁(yè)。味精是調(diào)味料的一種，主要成分為谷氨酸鈉。味精的主要作用是增加食品的鮮味，在中國(guó)菜里用的最多，也可用于湯和調(diào)味汁。一：簡(jiǎn)介第二頁(yè)，共三十八頁(yè)。第一階段：從面筋中分離到氨基酸與從海帶中分離到L—谷氨酸結(jié)晶體是同樣的物質(zhì)，而且都是有鮮味的。第二階段：以面筋或大豆粕為原料通過(guò)用酸水解的方法生產(chǎn)味精。第三階段：隨著科學(xué)的進(jìn)步及生物技術(shù)的發(fā)展我國(guó)味精廠都采用以糧食為原料通過(guò)微生物發(fā)酵、提取、精制而得到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的谷氨酸鈉二：味精的發(fā)展史第三頁(yè)，共三十八頁(yè)。三：谷氨酸生物合成途徑糖經(jīng)過(guò)酵解途徑（EMP）和單磷酸己糖途徑（HMP）生成丙酮酸；一方面丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA，另一方面經(jīng)CO2固定作用生成草酰乙酸，兩者合成檸檬酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)（TCA）；三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物α-酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶的催化下，還原氨基化合成谷氨酸。第四頁(yè)，共三十八頁(yè)。中間產(chǎn)物葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酸脫氫酶NH4+抑制第五頁(yè)，共三十八頁(yè)。可劃分為四個(gè)工藝階段：

（1）原料的預(yù)處理及淀粉水解糖的制備；

（2）菌種的活化及種子液的制備；

（3）發(fā)酵；

（4）谷氨酸制取味精及味精成品加工。因此，味精生產(chǎn)廠一般都設(shè)置糖化車間、發(fā)酵車間、提取車間、精制車間為主要生產(chǎn)車間。四：味精的生產(chǎn)過(guò)程第六頁(yè)，共三十八頁(yè)。（一）：原料的預(yù)處理及

淀粉水解糖的制備（以玉米為原料）第七頁(yè)，共三十八頁(yè)。

目的：在于初步破壞原料結(jié)構(gòu)，以便提高原料的利用率，同時(shí)去除固體雜質(zhì)，防止機(jī)器磨損。1、原料的預(yù)處理常用的篩選機(jī)：振動(dòng)篩和轉(zhuǎn)筒篩，其中振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。用于原料粉碎的設(shè)備除盤(pán)磨機(jī)外，還有錘式粉碎機(jī)和輥式粉碎機(jī)。第八頁(yè)，共三十八頁(yè)。2、淀粉水解糖的制備首先利用α-淀粉酶將淀粉漿液化,降低淀粉粘度并將其水解成糊精和低聚糖,因?yàn)榈矸壑械鞍踪|(zhì)的含量低,所以經(jīng)過(guò)液化的混合液可直接加入糖化酶進(jìn)入糖化階段,液化過(guò)程中除了加淀粉酶還要加氯化鈣,整個(gè)液化時(shí)間約30min。第九頁(yè)，共三十八頁(yè)。淀粉漿液化后,通過(guò)冷卻器降溫至60℃進(jìn)入糖化罐,加入糖化酶進(jìn)行糖化，溫度控制在60℃左右,pH值4.5,糖化時(shí)間18~32h。結(jié)束后,將糖化罐加熱至80～85℃,滅酶30min。過(guò)濾得葡萄糖液,經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)后進(jìn)行油水分離(一冷分離,二冷分離),再經(jīng)過(guò)濾后連續(xù)消毒后進(jìn)入發(fā)酵罐。

2、淀粉水解糖的制備第十頁(yè)，共三十八頁(yè)。（二）種子擴(kuò)大培養(yǎng)及谷氨酸發(fā)酵第十一頁(yè)，共三十八頁(yè)。

谷氨酸棒桿菌、黃色短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌、嗜氨小桿菌、硫殖短桿菌等。北京棒桿菌AS1.299、北京棒桿菌7338、北京棒桿菌D110、棒桿菌S-944、鈍齒棒桿菌AS1.542、鈍齒棒桿菌HU7251、鈍齒棒桿菌9

常用的生產(chǎn)菌株1.菌種的選擇本工藝選用谷氨酸棒桿菌第十二頁(yè)，共三十八頁(yè)。

把保藏在斜面上的菌體移接到活化斜面（培養(yǎng)基中添加0.1%葡萄糖）上，在30~32℃下恒溫培養(yǎng)18~24h，取出后存放于4℃冰箱內(nèi)，隨時(shí)取用。2.菌種的活化

第十三頁(yè)，共三十八頁(yè)。為了獲得大量健壯的細(xì)胞，一級(jí)種子培養(yǎng)基應(yīng)該營(yíng)養(yǎng)豐富，有利于菌體的生長(zhǎng)繁殖。為了避免培養(yǎng)過(guò)程中因產(chǎn)生有機(jī)酸引起培養(yǎng)基Ph下降而造成菌體老化，所以培養(yǎng)基的含糖量要低，一般在2.5%左右。3.一級(jí)種子培養(yǎng)第十四頁(yè)，共三十八頁(yè)。通過(guò)一級(jí)種子擴(kuò)大培養(yǎng)后，種量仍不能滿足發(fā)酵用的需要，因此需要進(jìn)一步擴(kuò)大培養(yǎng)，二級(jí)培養(yǎng)基方面組成應(yīng)與發(fā)酵培養(yǎng)基原料組成一致，只是配比上可有差異，這樣就保證了二級(jí)種子接到發(fā)酵罐后能很快適應(yīng)環(huán)境。經(jīng)過(guò)二級(jí)種子培養(yǎng)之后，一般來(lái)說(shuō)，種量能夠滿足需求，但是有些要求高種量還可以采用三級(jí)種子培養(yǎng)。4.二級(jí)種子培養(yǎng)第十五頁(yè)，共三十八頁(yè)。（三）發(fā)酵第十六頁(yè)，共三十八頁(yè)。滅菌設(shè)備用于滅菌的工藝除采用連消塔—維持罐一噴淋冷卻系統(tǒng)外，還可采用噴射加熱器—維持管—真空冷卻系統(tǒng)或薄板換熱器滅菌系統(tǒng)。但由于糖液粘度較大，流動(dòng)性差，容易將維持管堵塞，同時(shí)真空冷卻器及薄板加熱器的加工制造成本較高，因而應(yīng)用較少。第十七頁(yè)，共三十八頁(yè)。發(fā)酵設(shè)備國(guó)內(nèi)味精廠大多采用機(jī)械攪拌通風(fēng)通用式發(fā)酵罐，罐體大小在50m3到200m3之間。對(duì)于發(fā)酵過(guò)程采用人工控制，檢測(cè)儀表不能及時(shí)反映罐內(nèi)參數(shù)變化，因而發(fā)酵進(jìn)程表現(xiàn)出波動(dòng)性，產(chǎn)酸率不穩(wěn)定。第十八頁(yè)，共三十八頁(yè)?？諝膺^(guò)濾除菌供給系統(tǒng)首先由高空采氣塔采集高空潔凈空氣，經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮后導(dǎo)入冷凝器、油水分離器兩級(jí)處理，再送入貯氣罐，進(jìn)而經(jīng)焦炭、瓷環(huán)填充的主過(guò)濾器和纖維分過(guò)濾器除菌后，送至發(fā)酵罐使用。在北方地區(qū)由于空氣濕度小、溫度低，還可采用空氣壓縮、冷卻過(guò)濾流程，省去一級(jí)冷卻設(shè)備。第十九頁(yè)，共三十八頁(yè)。滅菌開(kāi)始發(fā)酵前，先進(jìn)行空罐滅菌，將設(shè)備以及各個(gè)管道中的雜菌除盡。將制備好的葡萄糖液，采用連續(xù)滅菌，將培養(yǎng)基注入發(fā)酵罐中。第二十頁(yè)，共三十八頁(yè)。發(fā)酵培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基不僅提供菌體生長(zhǎng)繁殖所需要的營(yíng)養(yǎng)和能量，而且是形成谷氨酸的物質(zhì)來(lái)源，因此，要求發(fā)酵培養(yǎng)基含有足夠的碳源和氮源，其量比種子培養(yǎng)基中含量要高出很多，發(fā)酵培養(yǎng)基的組成和配比，因菌種，設(shè)備，工藝條件和原料來(lái)源不同而異。通?？梢圆捎靡韵屡浔龋ò俜直龋┻M(jìn)行發(fā)酵，水解糖

12~14，KCL

0.05,尿素0.5~0.8，MgSO4

0.06,玉米0.6ml,Ph7.0,Na2HPO4

0.17。第二十一頁(yè)，共三十八頁(yè)。過(guò)濾的濾液（葡萄糖液）冷卻到32℃，進(jìn)入發(fā)酵罐發(fā)酵，用冷卻水調(diào)溫，每隔12小時(shí)升溫1～2℃，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間接近34h時(shí)，溫度升至37℃。加水使糖化液濃度為14%，發(fā)酵時(shí)間為34h，發(fā)酵菌種的產(chǎn)酸量與葡萄糖量之比為50％。具體來(lái)說(shuō)有溫度，PH，氧溶量，菌種種齡、種量，泡沫的控制。谷氨酸發(fā)酵參數(shù)與控制第二十二頁(yè)，共三十八頁(yè)。國(guó)內(nèi)常用菌株的最適生長(zhǎng)溫度為30-34℃，

產(chǎn)生谷氨酸的最適溫度為34～36℃。0～12h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。溫度的控制第二十三頁(yè)，共三十八頁(yè)。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7.0～7.2，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(guò)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

。2.pH的控制

第二十四頁(yè)，共三十八頁(yè)。谷氨酸產(chǎn)生菌是兼性好氧菌，故控制適當(dāng)?shù)难跞芰渴种匾Ｔ趯?shí)際生產(chǎn)中，攪拌轉(zhuǎn)速固定不變，通常用調(diào)節(jié)通風(fēng)量來(lái)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(wú)菌空氣，用1:0.1表示。

3.溶解氧的控制

第二十五頁(yè)，共三十八頁(yè)。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11～12h，二級(jí)種子菌齡為7～8h。4.種齡和種量的控制第二十六頁(yè)，共三十八頁(yè)。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(guò)多，使菌體生長(zhǎng)速度過(guò)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(guò)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。第二十七頁(yè)，共三十八頁(yè)。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))。5.泡沫的控制第二十八頁(yè)，共三十八頁(yè)。谷氨酸的提取第二十九頁(yè)，共三十八頁(yè)。

發(fā)酵液進(jìn)入等電點(diǎn)中和罐，進(jìn)入罐前使溫度降為22℃。谷氨酸的等電點(diǎn)為pH3.2。加硫酸調(diào)節(jié)pH值，該過(guò)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，直至pH降為3.2，溫度冷卻至8℃，使之達(dá)到等電點(diǎn)，停止中和及攪拌。谷氨酸沉淀后用離心泵送到離心分離機(jī)進(jìn)行分離，得到谷氨酸的凝稱物。谷氨酸提取工序第三十頁(yè)，共三十八頁(yè)。然后進(jìn)入二次中和罐加水加純堿中和成谷氨酸鈉，加水溶解溫度為40～60℃，碳酸鈉調(diào)pH5.6，中和溫度控制在70℃以內(nèi)。得到谷氨酸鈉的溶液再進(jìn)入精制工序。這一工序中包括流體輸送，傳熱，離心分離等谷氨酸鈉的制備第三十一頁(yè)，共三十八頁(yè)。谷氨酸制取味精及味精成品加工第三十二頁(yè)，共三十八頁(yè)。

提取工序后得到的谷氨酸鈉鹽溶液進(jìn)入活性炭脫色器脫色，分離，再進(jìn)入離子交換柱除去Ca2+、Fe2+、Mg2+等金屬離子。脫色液進(jìn)入結(jié)晶罐進(jìn)行濃縮結(jié)晶，當(dāng)波美度達(dá)到29.5時(shí)加入晶種，蒸發(fā)結(jié)晶到80％時(shí)放入助晶槽。谷氨酸鈉精制工序第三十三頁(yè)，共三十八頁(yè)。結(jié)晶槽內(nèi)真空度為0.075～0.085Mpa，溫度為70℃，最終濃縮液濃度波美度為33～36，結(jié)晶時(shí)間10～14h。晶體經(jīng)過(guò)板框過(guò)濾機(jī)分離，得到濕晶體。這一工序中包括流體輸送，非均相物系得分離，蒸發(fā)等。谷氨酸鈉精制工序第三十四頁(yè)，共三十八頁(yè)。

濕晶體經(jīng)過(guò)流化床干燥器干燥，細(xì)小粉塵經(jīng)旋風(fēng)分離回收。得到的大小不一的晶體進(jìn)行篩分分級(jí)，小顆?？俗鰹榫ХN添加，大顆粒進(jìn)行分裝，得成品。這一工序中包括流體輸送，板框過(guò)濾，旋風(fēng)分離等。干燥工序

第三十五頁(yè)，共三十八頁(yè)。第三十六頁(yè)，共三十八頁(yè)。第三組：蔡靜（組長(zhǎng)）郝帥姜絲雨王修孟侯靜凡曹笑楠祝華建杜習(xí)倩閆可韓雪第三十七頁(yè)，共三十八頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)味精的發(fā)酵工藝。（1）