第五章 谷氨酸与味精
味精发酵
L/O/G/O
四、味精的精制
工艺流程： 谷氨酸→中和→除铁、锌→中和液脱色→浓缩结 晶 →分离、干燥、筛分、混盐 1、谷氨酸的中和：把谷氨酸加入水中成为饱和溶液， 然后加碱（碳酸钠）进行中和。 2、中和液除铁、除锌：硫化钠法、树脂法除铁锌。 3、谷氨酸中和液的脱色：活性炭脱色、离子交换树 脂脱色。 4、中和液的浓缩和结晶 ：工业中都是采用蒸发的方 法。
3生菌丧失或仅有微弱 的α -酮戊二酸脱氢酶活力，使α -酮戊二酸不能继 续氧化；但谷氨酸脱氢酶活力很强，同时NADPH2再 氧化能力弱，这样就使α -酮戊二酸到琥珀酸的过 程受阻；在有过量铵离子存在时， α -酮戊二酸经 氧化还原共轭的氨基化反应而生成谷氨酸。 （2）生成的谷氨酸不形成蛋白质，而分泌泄漏于 菌体外。 （3）谷氨酸产生菌大多为生物素缺陷型，谷氨酸 发酵时通过控制生物素亚适量，引起代谢失调，使 谷氨酸得以积累。 （4）谷氨酸产生菌不利用菌体外的谷氨酸，而使 谷氨酸成为最终产物。
淀粉水解的方法：酸解法，酶解法，酸酶 （酶酸）法。
二、菌种的扩大培养及谷氨酸发酵
（1）菌种的选择 我国使用的菌株主要有北京棒杆AS.1.299， 钝齿棒杆菌AS.1.542、HU7251、672等。 （2）种子的扩大培养 普遍采用二级种子培养流程：斜面菌种 → 一级种子培养→二级种子培养→发酵罐
（ ） 谷 氨 酸 发 酵
谷氨酸发酵的控制条件
• 温度的控制：国内常用菌株最适生长温度3034℃，产生谷氨酸最适温度34-36℃ • PH的控制：一般发酵前期PH控制在7.5-8.5左右， 发酵中后期PH控制在7.0-7.2，调低PH的目的在 于提高与谷氨酸合成有关的酶的活性。 • 溶氧量的控制：谷氨酸产生菌是兼性好氧菌， 通常通过调节通风量来改变供氧水平。 • 种龄和接种量的控制：一级种子菌龄控制在1112小时，二级种子菌龄控制在7-8小时。接种量 为1%。 • 泡沫的控制：除了在发酵罐内安装机械消泡器 外，还在发酵时加入消泡剂。
味精的生产工艺
味精的生产工艺【摘要】本文主要介绍了味精的发现、谷氨酸的生物合成以及由谷氨酸制得味精的工艺流程。
谷氨酸与适量的碱进行中和反应，生成谷氨酸一钠，其溶液经过脱色、除铁、除去部分杂质，最后通过减压浓缩、结晶及分离得到谷氨酸钠。
谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。
【关键字】味精、谷氨酸、发酵、氨基酸内蒙古阜丰生物科技有限公司是世界第一大谷氨酸生产商——中国阜丰集团的核心企业。
成立于2006年3月，坐落于呼和浩特经济技术开发区金川南区。
阜丰集团有限公司是一家在香港主板上市的国际化生物制品公司。
主要致力于生物发酵产品的生产、经营和研发，是全球第三大黄原胶生产商。
公司目前下辖谷氨酸、味精、淀粉、葡萄糖、复混肥、热电、黄原胶、新型建材厂等多个分厂。
主要产品及年产量为谷氨酸20万吨，味精10万吨，淀粉80万吨，结晶葡萄糖15万吨，复混肥30万吨，黄原胶2万吨。
主导产品谷氨酸、味精、黄原胶销往全国二十多个省市，并出口到世界四十多个国家和地区。
1.味精简介味精，又名“味之素”，学名“谷氨酸钠”。
成品为白色柱状结晶体或结晶性粉末，是目前国内外广泛使用的增鲜调味品之一。
其主要成分为谷氨酸和食盐。
我们每天吃的食盐用水冲淡400倍，已感觉不出咸味，普通蔗糖用水冲淡200 倍，也感觉不出甜味了，但谷氨酸钠盐，用于水稀释3000倍，仍能感觉到鲜味，因而得名“味精”。
2．味精的发现1908年的一天，日本东京大学教授Ikeda做完一天的实验后，回到家中。
妻子端上做好的晚饭，早已饥肠辘辘的教授吃得特别香，尤其是汤，尽管汤里只有几片黄瓜和海带，却异常鲜美。
黄瓜绝不会这么鲜美，教授心想，这个奥妙一定出自海带。
于是教授决定揭示其中的秘密。
通过对海带中含有的化学物质提取研究后，Ikeda终于发现海带里含有一种叫“谷氨酸钠”的物质。
它非常鲜美，放进汤里，能使汤的味道更佳。
池田菊苗教授给它取了个名字，叫“味之素”。
从此开始了工业化生产氨基酸的历史。
谷氨酸制味精
谷氨酸的中和、 第三节 谷氨酸的中和、除铁
氢镁盐具有消解焦虑症的功能。
第六章 谷氨酸制味精
谷氨酸的中和、 第三节 谷氨酸的中和、除铁
• • • • • • • • •
中和的工艺条件： 1）、投料比：湿谷氨酸：纯碱=1；0.3 2）、中和温度：60℃ 3）、 中和pH值：中性 4）、中和液浓度：21~23°Be 注意事项： 1）、中和升温问题 2）、谷氨酸质量问题 3）、碱的质量要求
第七章 谷氨酸制味精
谷氨酸 中和 沉淀 脱色 活性炭 硫化碱 过滤 脱色 过滤 GH15颗粒活性炭脱色 浓缩结晶 离心分离 母液 小结晶 干燥
第二节 谷氨酸制味精的工艺流程
水(或渣水) 碳酸钠
硫化碱 谷氨酸回调pH
活性炭脱色
活性炭二次脱色
硫化碱
晶种
流加母液
蒸馏水
结晶味精
干燥
过筛
粒状味精
拌盐粉碎
粉状味精
• 热稳定性
焦谷氨酸钠 谷氨酸一钠
H2O 在酸或碱的作用下
NaC5H8O4N
• 味精的生理作用与安全作用： 味精的生理作用与安全作用： • 1、参加氨基酸代谢 、
第一节 味精的性质
第六章 谷氨酸制味精
第一节Байду номын сангаас味精的性质
• 2、谷氨酸还参与脑蛋白质代谢与糖代谢，促进氧化过程， 谷氨酸还参与脑蛋白质代谢与糖代谢，促进氧化过程， 改善中枢神经系统的功能。 改善中枢神经系统的功能。 • 3、谷氨酸钠作为氨基酸类药。重症肝炎或肝功能不全时， 谷氨酸钠作为氨基酸类药。重症肝炎或肝功能不全时， 肝脏对由氨转化为尿素的环节发生障碍，导致血氨增高， 肝脏对由氨转化为尿素的环节发生障碍，导致血氨增高， 出现脑病症状。谷氨酸与精氨酸的摄入有利于降低及消除 出现脑病症状。 血氨，从而改善脑病症状防治肝昏迷。 血氨，从而改善脑病症状防治肝昏迷。 防治肝昏迷 • 4、【不良反应】①大量谷氨酸钠治疗肝性脑病时，可导致 不良反应】 大量谷氨酸钠治疗肝性脑病时， 严重的碱中毒与低血钾症，应同时检测电解质浓度； 严重的碱中毒与低血钾症，应同时检测电解质浓度；②输 液过快可出现流涎、脸红与呕吐、过敏等； 液过快可出现流涎、脸红与呕吐、过敏等；③儿童可出现 震颤。 震颤。
味精的生产工艺说明
味精的生产工艺说明一、味精及其生理作用1. 味精的种类按谷氨酸的含量分类： 99%、95%、90%、80%四种按外观形状分类：结晶味精、粉末味精2.味精的生理作用和安全性（1）参与人体代谢活动：合成氨基酸（2）作为能源（3）解氨毒味精的毒性试验表明是安全的。
二、味精的生产方法味精的生产方法：水解法、发酵法、合成法和提取法。
1、水解原理：蛋白质原料经酸水解生成谷氨酸，利用谷氨酸盐酸盐在盐酸中的溶解度最小的性质，将谷氨酸分离提取出来，再经中和处理制成味精。
生产上常用的蛋白质原料——面筋、大豆及玉米等。
水解中和，提取蛋白质原料——谷氨酸————味精2、发酵法原理：淀粉质原料水解生成葡萄糖，或直接以糖蜜或醋酸为原料，利用谷氨酸生产菌生物合成谷氨酸，然后中和、提取制得味精。
淀粉质原料—→糖液—→谷氨酸发酵—→中和—→味精3、合成法原理：石油裂解气丙烯氧化氨化生成丙烯腈，通过羰化、氰氨化、水解等反应生成消旋谷氨酸，再经分割制成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：以废糖蜜为原料，先将废糖蜜中的蔗糖回收，再将废液用碱法水解浓缩，提取谷氨酸，然后制得味精。
水解、浓缩中和，提取废糖蜜————→谷氨酸————→味精二、味精的生产工艺图三、原料来源谷氨酸发酵以糖蜜和淀粉为主要原料。
糖蜜：是制糖工厂的副产物，分为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜两大类。
淀粉：来自薯类、玉米、小麦、大米等1、淀粉的预处理（1）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-淀粉酶的作用将淀粉水解生成糊精和低聚糖。
（3）淀粉的糖化在糖化酶（如曲霉菌糖化剂）的作用下将糊精和低聚糖水解成葡萄糖。
喷射液化器出口温度控制在100-105℃，层流罐温度维持在95-100 ℃，液化时间约1h,然后进行高温灭酶。
淀粉浆液化后，通过冷却器降温至60 ℃进入糖化罐，加入糖化酶进行糖化。
糖化温度控制在60 ℃左右，pH值，糖化时间48h.糖化结束后，将糖化罐加热至80-85 ℃，灭酶30min.过滤得葡萄糖液。
味精的发酵过程
味精的发酵过程味精是一种常用的调味品，它能够增强食物的鲜味。
但很多人可能不清楚味精是如何制成的，其中的发酵过程是怎样的。
今天我就来为大家详细介绍一下味精的发酵过程。
味精的发酵过程主要分为两个步骤：菌种培养和主发酵。
首先，我们需要培养出一种能够产生谷氨酸的微生物，这是味精的主要成分。
一般来说，人们会选择一种叫做谷氨酸棒状杆菌的菌种。
菌种培养是味精发酵过程的第一步。
首先，我们需要准备一个培养基。
培养基是一种营养液，可以提供微生物生长所需的营养物质。
在制作味精时，培养基一般是由玉米或大豆等植物材料制成的。
将培养基装入发酵罐中，然后加热至适宜的温度。
接下来，将谷氨酸棒状杆菌接种入发酵罐中。
接种后，发酵罐内的菌种需要进行一定的搅拌，以保证菌种能够均匀地分布在培养基中。
同时，为了提供氧气给菌种，还需要在发酵罐中加入一些空气。
经过一段时间的培养，菌种便能够繁殖起来。
这时，我们需要取出其中的一部分菌种，用来进行主发酵。
主发酵是味精发酵过程的第二步。
将菌种和适量的培养基一同装入主发酵罐中，然后加热至适宜的温度。
同时，为了保持发酵罐中的温度恒定，一般会将发酵罐放在恒温的环境中。
在主发酵过程中，谷氨酸棒状杆菌会利用培养基中的营养物质进行代谢，产生出乳酸和谷氨酸。
乳酸是呈酸味的物质，而谷氨酸则是味精的主要成分。
通过不断地调节发酵罐中的温度和风速，可以控制发酵的速度和质量，从而获得高质量的味精。
主发酵一般需要持续几天甚至几周的时间，这期间需要不断地监测发酵罐中的各项指标，确保味精的质量。
一旦发酵结束，我们需要对发酵液进行过滤、浓缩和结晶等处理，最终得到味精的成品。
味精的发酵过程虽然看似简单，但其中的科学原理和技术操作并不简单。
需要严格控制各种参数，如温度、风速、发酵时间等，才能获得高质量的味精。
同时，发酵过程中还需要注意卫生和安全，以避免外界的微生物污染。
味精是一种常用的调味品，对于提升食物的鲜味起到了重要的作用。
通过了解味精的发酵过程，我们可以更加深入地了解味精的制作过程，也能够更好地使用和享受味精的美味。
6.谷氨酸及味精10-12-12
第八章
食醋（P148）
食醋是以醋酸为主体的液体酸味调味料， 但它与醋酸的稀溶液不同。因为除含有醋 酸以外，还含有其它的挥发性、不挥发性 的有机酸类、氨基酸类、脂类、糖类及无 机盐等等。所以它具有芳香美味的成份， 为人们日常生活中不可缺少的酸味的调料。
6
PDF pdfFactory Pro
4、国外产品
l 国际市场上的香醋（商品名）——
它辅料配兑而成的醋制品。
l
但亦有所谓醋精等特制品种，其酸度 可达10-15%。
l 合成醋的特点是不产生混浊和沉淀，
同时也无特殊的风味。
欧洲国家将果醋或麦芽醋进行蒸馏，则挥 发性醋酸与发酵中生成的挥发性物质如醇 类与酯类冷凝成为无色的蒸馏醋，再进行 配兑成5％酸度的成品。
Ø
Ø
酱油生产以蛋白质原料为主，淀粉质 原料为辅。 目前我国酱油生产中，主要以脱脂大 豆（豆饼粕)为发酵原料，其含有45～ 50%的粗蛋白质，是理想的蛋白质原料。
一、 酱油生产原料
Ø 淀粉质原料主要是面粉、小麦和麸皮。 Ø 这些原料在发酵过程中，经过以米曲
二、发酵菌种（P126）
Ø 酿造酱油常用的菌种以人工培养的米曲
压生产，所以产品成本较低。
糖质原料：甜菜、甘蔗糖蜜 化工原料：醋酸、乙醇、正烃烷（液
体石蜡）
Ø
3、生产常用菌种：
（1）AS1.299菌株：是65年从食品厂的淀粉废浆 水中分离出的一株革兰氏染色反应为阳性、无 芽孢的产生谷氨酸的细菌。定名为北京棒状杆 菌。 （2）AS1.542菌株：是从广州酿酒厂的土壤中分 离出来的，定名为钝齿棒状杆菌。革兰氏染色 反应为阳性、无芽孢的产生谷氨酸的细菌。 （3）Hu7251菌株：是从杭州味精厂的土壤中分 离出来的，鉴定为钝齿棒状杆菌。
谷氨酸的提取
• 出晶：加浓硫酸调PH 3．2，搅拌20-30h， 多罐串联，连续冷却结晶。连续分离出料。 母液含谷氨酸为3-5％，做肥料。
结晶洗涤三次，方法如下：
每个等电点罐容量为45-100t。
• (2)美国 • 美国圣何塞味精厂提取工艺，发酵液经
(2)离子交换法
• 先将发酵液稀释至一定浓度，用盐酸将发 酵液调至一定的PH值，采用阳离子交换树 脂吸附谷氨酸，然后用洗脱剂将谷氨酸从 树脂上洗脱下来，达到浓缩和提纯的目的。 收率可达85-90％左右。
• 但是酸碱用量大，废水排放量大。国内有 些味精厂采用等电点-离子交换法提取工艺 路线，总收率可达90％左右。
提炼：
• 将谷氨酸生产菌在发酵液中积累的L谷氦酸 提取出来，再进一步中和、除铁、脱色、 加工精制成谷氨酸单钠盐(俗称味精)这个过 程叫提炼。
• 目前生产上可分为谷氨酸提取与精制两个 阶段。
• 本章主要介绍以发酵液中提取谷氨酸的原 理、方法和生产上出现的异常问题及解决 的方法。
谷氨酸提取工艺的选择原则：
3．添加凝聚剂沉淀法
• 在发酵液中加入适量絮凝剂（如聚丙烯酰 胺)使菌体凝集一起，加助滤剂过滤除去。
三、发酵液的综合利用
• 发酵法生产味精的工厂，每天都有大量 废液和废菌体排放，造成环境污染，对发 酵废液的处理，是目前各味精厂急待解决 的问题。
发酵废液中含有一些量很小，价值很高的代 谢副产物。许多味精厂开展了综合利用，主 要有以下几个方面：
(4)盐酸水解-等电点法
• 发酵液中除含有谷氨酸外，尚含有一定量 的谷氨酰胺，焦谷氨酸和菌体蛋白，这些 物质用等电点、离子交换、锌盐法提取是 无法回收的。
第5章-味精
2.发酵法 发酵法 原理： 原理： 淀粉质原料水解生成葡萄糖， 淀粉质原料水解生成葡萄糖，或直接以糖蜜或醋酸为 原料，利用谷氨酸生产菌生物合成谷氨酸，然后中和、 原料，利用谷氨酸生产菌生物合成谷氨酸，然后中和、提取 制得味精。 制得味精。
淀粉质原料—→糖液 糖液—→谷氨酸发酵 谷氨酸发酵—→中和 —→ 味精 淀质原料 糖液 谷氨酸发酵 中和
③压力和时间的选择 糖化压力与水解反应速度成正比，压力升高， 糖化压力与水解反应速度成正比，压力升高，水解反应速度 加快，反应时间短；反之，压力降低，反应时间加长。 加快，反应时间短；反之，压力降低，反应时间加长。 高温短时间是最佳的水解方法，蒸汽压力一般为245~392KPa。 高温短时间是最佳的水解方法，蒸汽压力一般为 。 ④ 糖化设备的选择 糖化锅的结构对糖液质量有直接的影响。 糖化锅的结构对糖液质量有直接的影响。若糖化锅的体积 太大，进出料的时间长，使淀粉水解时间差别大， 太大，进出料的时间长，使淀粉水解时间差别大，部分先水解 的生成的葡萄糖易发生复合分解反应。 的生成的葡萄糖易发生复合分解反应。 因此，一般味精厂采用的糖化锅径高比为 ： 因此，一般味精厂采用的糖化锅径高比为1：1.5~2.5。 。
第五章
第一节
一、味精及其生理作用 1. 味精的种类
味精生产
概述
按谷氨酸的含量分类： 按谷氨酸的含量分类： 99%、95%、90%、80%四种 、 、 、 四种 按外观形状分类： 按外观形状分类： 结晶味精、 结晶味精、粉末味精
2.味精的生理作用和安全性
（1）参与人体代谢活动：合成氨基酸 ）参与人体代谢活动： （2）作为能源 ） （3）解氨毒 ） 谷氨酸 + NH3 谷氨酰胺 + 水
第三节
第五章_谷氨酸的提取
第五章 谷氨酸的提取 第三节 等电点法提取谷氨酸 三、等电点工艺的类型 （1）直接常温等电点法 （2）带菌体冷冻低温一次等电法 （3）除菌体常温等电点法 （4）浓缩、水解等电点法 （5）低温浓缩等电点法 （6）谷氨酸发酵液连续等电工艺
第五章 谷氨酸的提取 1、直接常温等电点法提取谷氨酸 提取谷氨酸工艺流程 提取谷氨酸
第五章 谷氨酸的提取 第一节概述 • 将谷氨酸生产菌在发酵液中积累的L-谷氨酸提取出来, 再进一步中和、除铁、脱色、加工精制成谷氨酸单钠 盐叫提炼。 • 提取工艺的选择原则:工艺简单,操作方便,提取收率高, 产品纯度高,劳动强度小,设备简单,造价低,使用的原材 料、药品价廉,来源容易。 • 谷氨酸是发酵的目的产物，必须将其与发酵液的菌体、 残糖、色素、胶体物质以及其他副产物分离出来。 • 谷氨酸，通常应用其两性电解质性质、溶解度、分子 大小、吸附剂的作用以及谷氨酸的成盐作用。
第五章 谷氨酸的提取 3、除菌体常温等电点法提取谷氨酸 提取谷氨酸工艺流程 提取谷氨酸
发酵液
菌体蛋白
离心分离 除菌体
加盐酸（或高流分母液pH1.5) 育晶2h(pH4-5) 加盐酸（或高流分母液pH1.5) 育晶2h(pH3.5-3.8) 加盐酸（或高流分母液pH1.5) 育晶2h(pH3.0-3.2) 冷却降温 搅拌育晶20-16h 沉淀4h
第五章 谷氨酸的提取 等电点法提取谷氨酸的原理： 等电点法是谷氨酸提取方法中最简单的一种方法,由于设 备简单、操作简便、投资少等优点,谷氨酸发酵液不经除菌或 除菌、不经浓缩或浓缩处理、在常温或低温下加盐酸调至谷 氨酸的等电点pH3.22,使谷氨酸呈过饱和状态结晶析出。 谷氨酸分子中含有2个酸性的羧基和一个碱性的氨基,在不 同的pH值溶液中以GA+、GA± 、GA-、GA＝、表示。
第五章谷氨酸的发酵控制
（3）消泡的方法
①物理方法：如改变温度 ②机械消泡：如耙式消泡器 优点：节省消泡剂，减少污染。 缺点：不能从根本上消除引起泡沫稳定的因素。
（3）消泡的方法
③化学消泡：加入消泡剂
优点：消泡效果好，作用快，用量少。
缺点：可能会影响菌体生长或代谢产物的生成； 增加染菌机会；添加过量会影响氧的传递。
④发酵工业上采用机械消泡与化学消泡结合 的方法。
１．高初糖发酵
如，在高初糖谷氨酸发酵中，高玉米浆用量和高生物 素用量可以明显降低高初糖对菌体细胞的抑制作用；
且在接种量１０％，玉米浆用量为０．５５％，生物 素用量为１０μｇ／Ｌ，初糖１９０ｇ／Ｌ的谷氨酸发酵 中，流加５００ｇ／Ｌ的浓糖，３０ｈ的产酸率达到１４ ５．８ｇ／Ｌ，糖酸转化率达到６０．３２％。
<24
180 2500 200
10
11.5
270 600～ 120 1800
1200 53
1200 8300 1300
第二节 主要发酵参数分段控制原则及其特点
一、中初糖流加高浓度糖液的 生物素“超亚适量”工艺
1. 流 程 图
2．谷氨酸发酵记录表
3.培养基的配方
（1）二级种子培养基 葡萄糖 300kg；KH2PO4 12kg；MgSO4· 2O 6kg；糖 7H 蜜100kg；玉米浆 200kg；纯生物素150mg；消泡剂 1.5kg；定容7000L，实消，121℃保温 10min。
3.无机盐
(3)钾 钾是许多酶的激活剂。 对谷氨酸发酵的影响： 谷氨酸发酵产物生成所需要的钾盐比菌体生长需要 量高，钾盐少利于长菌体，钾盐充足利于产谷氨酸。菌 体生长需钾约为1.0～1.5mmol／L，谷氨酸生成需钾约 为2.0～10.0mmol／L。
谷氨酸与味精
分子葡萄糖经第一阶段共5个反应，消 耗2个分子ATP为耗能过程，第二阶段5 个反应生成4个分子ATP为释能过程。 葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→1,6-二磷酸果 糖→3-磷酸甘油醛→1，3-二磷酸甘油酸 →磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸
（2）磷酸己糖途径
葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖后，经磷酸己糖途 径，可以生成核糖、乙酸辅酶A和4-磷酸赤 藓糖等芳香族氨基酸的前体物质，这些都是 细菌构建细胞所必需的。
（3）其他生物合成方式
谷氨酸合成酶的催化下可产生下列反应：
4、谷氨酸合成途径分析
➢谷氨酸生物合成途径主要有糖酵解途径
（EMP途径）、磷酸己糖途径（HMP途 径）、三羧酸循环（TCA）、乙醛酸循 环、伍德-沃克反应（二氧化碳的固定 反应）等。
4、谷氨酸生物合成过程中的途径（续）
(1) 糖酵解途径
第五章 谷氨酸及味精
概述 一、定义 味精：L-谷氨酸单钠的一水化合物，俗称味 精，它有强烈的肉类鲜味，将其添加在食品 中可使食品风味增强，鲜味增加，是食品的 鲜味调味品。
味精主要物理性质
1、旋光性 L-谷氨酸钠为右旋，在20℃，2mol/L盐
酸介质中的比旋光度为+25.16。
2、溶解度 可溶于水和酒精溶液，在水中随温度升
控制生物素添加量使菌种生产Glu 高浓度bio增强羧化酶活性，促进羧化反应利于
Glu合成。低浓度bio降低裂解酶活性，使菌体生 长后关闭乙醛酸循环，使底物流向Glu合成，低 浓度bio使膜磷脂合成缺陷，增加膜通透性，利于 Glu胞外分泌，解除反馈调节，利于Glu合成并大 量积累。
添加亚适量，5-10μg/L 培养基，生产Glu
高而增大；在酒精中随酒精浓度升高而 降低。
第章-谷氨酸与味精课件 (一)
第章-谷氨酸与味精课件 (一)本文主要介绍了第章-谷氨酸与味精课件的相关知识点，包括谷氨酸的定义、化学结构、生物合成、生理功能、以及味精的历史背景、化学性质、生产工艺和安全性等方面的内容。
一、谷氨酸的定义谷氨酸（glutamic acid）是一种非必需氨基酸，化学式为C5H9NO4，分子量为147.13，具有两个官能团：一个羧基（-COOH）和一个氨基（-NH2）。
二、谷氨酸的化学结构谷氨酸分子中主要存在两个异构体：L-谷氨酸和D-谷氨酸。
其中，L-谷氨酸是人体中所需的，具有生理功能；D-谷氨酸则是大肠杆菌等细菌的细胞壁成分之一。
三、谷氨酸的生物合成谷氨酸可通过转氨作用合成，即α-酮戊二酸通过转氨反应转化为谷氨酸。
在人体内，谷氨酸还可合成其他重要物质，如葡萄糖和乙酰辅酶A 等。
四、谷氨酸的生理功能谷氨酸是人体中最重要的神经递质之一，可促进脑细胞之间的信息传递；同时，谷氨酸还参与了蛋白质合成、碳水化合物代谢、酸碱平衡调节等生理过程，是一种生理活性很高的氨基酸。
五、味精的历史背景味精的历史可以追溯到1908年日本东京大学教授上海一郎发现“鲸鲨汁”，后者发明了味精的生产工艺，开创了味精的历史。
目前，味精被广泛应用于全球的食品产业中。
六、味精的化学性质味精化学结构为谷氨酸钠，是一种颗粒状、白色无臭味晶体。
味精具有良好的水溶性和稳定性，不易受热和PH值等影响。
七、味精的生产工艺目前，味精主要通过发酵法进行生产。
酵母菌、大肠杆菌等微生物在合适的培养基中进行发酵过程，产生谷氨酸，并与钠离子形成味精结晶。
八、味精的安全性味精是一种安全无毒的食品添加剂，主要以钠盐形式存在于食品中。
目前，世界卫生组织和联合国农业组织都认为，味精在规定使用量范围内不会对人体健康造成威胁。
但过量摄入味精还是会引起恶心、头痛、眼花等症状，故在食品中使用必须遵循“适量为宜”的原则。
综上所述，谷氨酸和味精是一对密不可分的搭档。
从谷氨酸的定义、生物合成、生理功能，到味精的历史背景、化学性质、生产工艺和安全性，本文对它们的相关知识点进行了全面介绍。
谷氨酸————————学习笔记
味精：L-谷氨酸单钠的一水化合物，俗称味精。
淀粉的水解原料 → 粉碎 → 加水 → 液化 → 糖化 → 淀粉水解糖 淀粉的液化在?-淀粉酶的作用将淀粉水解生成糊精和低聚糖。
淀粉的糖化在糖化酶（如曲霉菌糖化剂）的作用下将糊精和低聚糖水解成葡萄糖。
喷射液化器出口温度控制在100-105℃，层流罐温度维持在95-100 ℃ ，液化时间约1h,然后进行高温灭酶。
淀粉浆液化后，通过冷却器降温至60 ℃进入糖化罐，加入糖化酶进行糖化。
糖化温度控制在60 ℃左右，pH 值4.0-4.4，糖化时间48h.糖化结束后，将糖化罐加热至80-85 ℃ ，灭酶30min.过滤得葡萄糖液。
谷氨酸发酵的控制 1 温度的控制▪ 国内常用菌株的最适生长温度为30-34℃， 产生谷氨酸的最适温度为34～36℃。
▪ 0～12h 的发酵前期，主要是长菌阶段；▪ 发酵12h 后，菌体进入平衡期，增殖速度变得缓慢； ▪ 温度提高到34～36℃，谷氨酸的生成量就增加。
2 pH 的控制▪ 前期▪ 一般发酵前期pH 控制在7.5-8.5左右，发酵中、后期pH 控制在7.0～7.2，调低pH 的目的在于提高与谷氨酸合成有关的酶的活力。
▪ 尿素被谷氨酸生产菌细胞的脲酶所分解放出氨，因而发酵液的pH 会上升。
▪ 发酵过程中，由于菌体不断利用氨，以及有机酸和谷氨酸等代谢产物进入发酵液，使N 源不足和发酵液pH 下降，需再次流加尿素 。
3 溶解氧的控制▪ 谷氨酸产生菌是兼性好氧菌▪ 在实际生产中，搅拌转速固定不变，通常用调节通风量来改变供氧水平。
4 种龄和种量的控制▪ 微生物的生长大致可分为适应期、对数期、稳定期、衰老期 ▪ 种龄：一级种子菌龄控制在11～12h ，二级种子菌龄为7～8h 。
5 泡沫的控制▪ 生产上为了控制泡沫，除了在发酵罐内安装机械消泡器外，还在发酵时加入消泡剂。
谷氨酸单钠的精制 1.活性炭脱色采用颗粒状的活性炭进行脱色时，一般是让谷氨酸钠溶液通过活性炭柱，色素被吸附，而得到的流出液为脱除了色素的谷氨酸钠溶液。
味精的发酵
姓名:赵英琴班级:11级中药一斑学号:20115111057一，谷氨酸棒状杆菌发酵生产味精调控：1.氧浓度供氧不足：无氧呼吸生成乳酸，使发酵液的pH值下降，不利于谷氨酸的产生2、发酵液pHpH对细胞的生长和谷氨酸脱氢酶的活性有影响。
一般保持在7.0-7.5，3、发酵液中的碳氮比发酵过程中,应正确控制碳氮比。
一般在菌体生长期碳氮比应大一些(氮低）,在产酸期,碳氮比应小些(氮高）。
在碳源和氮源的比为3∶1时，谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸，但当碳源和氮源的比为4∶1时，谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸4、发酵温度发酵前期应采取菌体生长最适温度,即30～32 ℃。
发酵中、后期菌体生长基本停止, 为积累大量谷氨酸, 应适当提高发酵温度5、注意原料适时添加和产物适时排出。
二，微生物发酵过程微生物发酵过程即微生物反应过程，是指由微生物在生长繁殖过程中所引起的生化反应过程。
根据微生物的种类不同（好氧、厌氧、兼性厌氧），可以分为好氧性发酵和厌氧性发酵两大类。
（1）好氧性发酵在发酵过程中需要不断地通人一定量的无菌空气，如利用黑曲霉进行柠檬酸发酵、利用棒状杆菌进行谷氨酸发酵、利用黄单抱菌进行多糖发酵等等。
（2）厌氧性发酵在发酵时不需要供给空气，如乳酸杆菌引起的乳酸发酵、梭状芽抱杆菌引起的丙酮、丁醇发酵等。
（3）兼性发酵酵母菌是兼性厌氧微生物，它在缺氧条件下进行厌气性发酵积累酒精，而在有氧即通气条件下则进行好氧性发酵，大量繁殖菌体细胞。
按照设备来分，发酵又可分为敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵和深层发酵。
一般敞口发酵应用于繁殖快并进行好氧发酵的类型，如酵母生产，由于其菌体迅速而大量繁殖，可抑制其他杂菌生长。
所以敞口发酵设备要求简单。
相反，密闭发酵是在密闭的设备内进行，所以设备要求严格，工艺也较复杂。
浅盘发酵（表面培养法）是利用浅盘仅装一薄层培养液，接人菌种后进行表面培养，在液体上面形成一层菌膜。
在缺乏通气设备时，对一些繁殖快的好氧性微生物可利用此法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（5）乙醛酸循环
谷氨酸生产菌的a-酮戊二酸脱氢酶活力很弱。 因此，琥珀酸的生成量尚难满足菌体生长 的需要。通过乙醛酸循环异柠檬裂解酶的 催化作用，使琥珀酸、延胡索酸和苹果酸 的量得到补足，这对维持三羧酸循环的正 常运转有重要意义。
谷氨酸发酵的代谢途径
乙醛酸循环的作用
乙醛酸循环途径 可看作三羧酸循 环的支路和中间 产物的补给途径 在菌体生长期之 后，进入谷氨酸 生成期，为了大 量生成、积累谷 氨酸 ，最好没有 异柠檬酸裂解酶 催化反应，封闭 乙醛酸循环
建议每道菜味精添加量不应超过0.5毫克。
味精安全性使用
关于食用味精安全性问题，国际第14届食 品添加物专门委员会曾作过如下结论： 味精作为食品添加物是极其安全的，除 婴儿外，普通人一日允许摄取量为 120mg/kg体重。
味 精 发 酵 生 产 工 艺 流 程
第一节 谷氨酸生产菌种及其产酸机制
第五章 谷氨酸及味精
概述
一、定义 味精：L-谷氨酸单钠的一水化合物，俗称味 精，它有强烈的肉类鲜味，将其添加在食品 中可使食品风味增强，鲜味增加，是食品的 鲜味调味品。
味精主要物理性质
1、旋光性 L-谷氨酸钠为右旋，在20℃，2mol/L盐 酸介质中的比旋光度为+25.16。 2、溶解度 可溶于水和酒精溶液，在水中随温度升 高而增大；在酒精中随酒精浓度升高而 降低。
主要化学性质
1、与酸作用生成谷氨酸 2、与碱反应生成谷氨酸二钠 3、加热脱水反应，生成焦谷氨酸钠
味精安全性
味精代谢： 味精进入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。谷氨 酸被人体吸收后，参与体内许多代谢反应，并 与其他氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白质。 人体中的谷氨酸能与血液中氨结合形成谷氨酰 胺，从而解除组织代谢过程中所产生的氨的毒 害作用。 过食可造成体内钠驻留，血管变细，血压升高。
味精安全性
据最近台湾一项调查发现，约有30%的人由于 摄取味精过量而出现了嗜睡、焦躁等现象。 味精的主要成分为谷氨酸钠，在消化过程中能 分解出谷氨酸，后者在脑组织中经酶催化，可 转变成一种抑制性神经传递物质。当味精摄入 过多时，这种抑制性神经传递物质就会使人体 中各种神经功能处于抑制状态，从而出现眩晕、 头痛、嗜睡、肌肉痉挛等一系列症状。
CO2固定酶 系活力强
GDH酶活力强
异柠檬酸裂解酶 活力欠缺或微弱
乙醛酸循环弱
α-酮戊二酸氧化 能力缺失或微弱
谷氨酸脱氢酶能 力强
3、 代谢途径中谷氨酸合成的方式 （1）氨基转移作用
（2）还原氨基化作用
NH4+和供氢体[还原性辅酶II（NADPH2）]存在 的条件下，a一酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催 化下形成谷氨酸 。
②谷氨酸脱氢酶活性很高， 不被低浓度的谷氨酸抑制
③细胞膜对谷氨酸的通透性高
菌种选育模型与控制方法
提高细胞膜的 谷氨酸通透性
（6）还原氨基化反应
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化下， 发生还原氨基化反应，生成谷氨酸。 异柠檬酸脱氧过程中产生的NADPH为还 原氨基化反应提供了必需的供氧体。
二、葡萄糖发酵谷氨酸的理想途径
由葡萄糖生物合成谷氨酸的理想途径：A？
四
细胞膜通透性控制
①α-酮戊二酸脱氢酶活性极低或缺
失 谷氨酸生产菌的 主要生化特点
一、合成谷氨酸的途径 二、葡萄糖发酵谷氨酸的理想途径 三、控制谷氨酸生产菌细胞膜渗透性的方法 四、谷氨酸生产菌的特征和种类 五、生产菌种的扩大培养
一、谷氨酸发酵的代谢途径
生成的丙酮酸，一部分在丙酮酸脱 氢酶系的作用下氧化脱羧生成乙酰 CoA，另一部分经CO2固定反应生 成草酰乙酸或苹果酸，催化CO2固 定反应的酶有丙酮酸羧化酶、苹果 酸酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶。
糖酵解作用（glycolysis, EMP途径） 戊糖磷酸途径（pentose phosphate HMP途径） pathway，
三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle）
乙醛酸循环(glyoxylate cycle)
丙酮酸羧化支路（CO2固定反应）等
2、控制谷氨酸合成的重要措 施
（3）其他生物合成方式
谷氨酸合成酶的催化下可产生下列反应：
4、谷氨酸合成途径分析
谷氨酸生物合成途径主要有糖酵解途径
（EMP途径）、磷酸己糖途径（HMP途 径）、三羧酸循环（TCA）、乙醛酸循 环、伍德-沃克反应（二氧化碳的固定 反应）等。
4、谷氨酸生物合成过程中的途径（续）
(1) 糖酵解途径 糖酵解分为两个阶段共10个反应，每个 分子葡萄糖经第一阶段共5个反应，消 耗2个分子ATP为耗能过程，第二阶段5 个反应生成4个分子ATP为释能过程。 葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→1,6-二磷酸果 糖→3-磷酸甘油醛→1，3-二磷酸甘油酸 →磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸
磷 酸 己 糖 途 径
（3）三羧酸循环
丙氨酸、天冬 氨酸和谷氨酸 经脱氨基后， 可分别生成丙 酮酸、草酸乙 酸和a一酮戊二 酸。
（4）二氧化碳固定反应
由于合成谷氨酸不断消耗a-酮戊二酸，从而 引起草酰乙酸缺乏。 为了保证三羧酸循环不被中断和源源不断 供给a-酮戊二酸，在苹果酸酶和丙酮酸羧化 酶的催化下，分别生成苹果酸和草酸乙酸， 前者再在苹果酸脱氢酶催化下，被氧化成 草酸乙酸，从而使草酸乙酸得到了补充。
（2）磷酸己糖途径
葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖后，经磷酸己糖途 径，可以生成核糖、乙酸辅酶A和4-磷酸赤 藓糖等芳香族氨基酸的前体物质，这些都是 细菌构建细胞所必需的。 过程中有6-磷酸果糖、3-磷酸甘油醛和多量 NADPH2生成，前两者可以跟糖酵解途径联 系起来，进一步生成丙酮酸；后者是a一酮 戊二酸进行还原氨基化反应所必需的供氢体。
草酰乙酸与乙酰CoA在柠檬酸合成 酶催化作用下，缩合成柠檬酸，进 入三羧酸循环，柠檬酸在顺乌头酸 酶的作用下生成异柠檬酸，异柠檬 酸再在异柠檬酸脱氢酶的作用下生 成α-酮戊二酸，α-酮戊二酸是谷氨 酸合成的直接前体。 α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶作用下 经还原氨基化反应生成谷氨酸
1、谷氨酸的生物合成包括