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。

喷射液化器层流罐

糖化罐

四、谷氨酸菌种的培养

1、谷氨酸发酵菌的特征和分类

谷氨酸发酵菌分属于棒杆菌属、短杆菌属、小节菌属和节杆菌属中的细菌。⑴棒杆菌属

细胞为直或微弯的杆菌，常呈一端膨大的棒状，不运动，革兰氏染色阳性。例如，AS.1.299，AS.1.542等。

⑵短杆菌属

细胞为短的不分支的直杆菌，大多数不运动，革兰氏染色阳性。

⑶小节菌属

为杆状菌，形状和排列都和棒杆菌相似，有时呈球杆菌状。

⑷节杆菌属

主要特点是在培养过程中出现细胞形态由球菌变杆菌，由杆菌变球菌。一般不运动。

我国谷氨酸发酵生产中使用的菌株主要有北京棒杆菌AS.1.299

钝齿棒杆菌AS.1.542、HU7251、672等。

2、谷氨酸菌种的扩大培养

普遍采用二级种子培养流程:

即保藏菌种→斜面种子→摇瓶种子培养→种子罐→发酵罐

(1)、菌种的扩大培养

斜面菌种培养：32℃培养

(a)、一级种子的培养

将培养好的培养基分装于1000ml三角瓶中，每瓶装200~250ml液体培养基，瓶口用6层纱布加一层绒布包扎，在0.1MPa的蒸汽压下灭菌30min。每只斜面菌种接种3只一级种子三角瓶。接种后，32℃振荡培养12h。培养好的一级种子放在4℃冰箱备用。

(b)、二级种子的培养

通常使用种子罐培养，种子罐的大小是根据发酵罐的容积配套确定的。二级种子的数量是发酵培养液体积的1%。二级种子的培养温度为32℃，时间为7~10h

(2)、种子的质量要求

(a)、镜检菌体健壮，排列整齐，大小均匀，呈单个或八字形排列。革兰氏染色

阳性。

(b)、要求二级种子活力旺盛，对数期种子的呼吸强度（QO2）大于1000 lO2/ml·h。

(c)、平板检查，菌落蛋黄色，中间隆起，表面湿润，有光泽边缘整齐，呈半透明状。

(d)、小摇瓶发酵试验，产酸稳定，并在高峰

五、谷氨酸合成途径

1、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。

▪通风比（m3 /m3 .min ）：每分钟向1m3的发酵液中通入0.1cm3无菌空气，用1:0.1表示。

（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。

▪种量：指接入发酵罐内种子的量占发酵罐内发酵培养基量的百分比。接种量的多少对适应期的延续时间也有很大的影响。接种量一般以1％为好。

种量过多，使菌体生长速度过快，菌体娇嫩，不强壮，提前衰老自溶，后

期产酸不高；如果接种量过少，则菌体增长缓慢，会导致发酵时间延长，容易染菌。

（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。

▪目前谷氨酸发酵常用的消泡剂有：

花生油、豆油、玉米油、棉子油、泡敌和硅酮等。

天然油脂类的消泡剂的用量较大，一般为发酵液的0.1%～0.2%(体积分数)，泡敌的用量为0.02%～0.03%(体积分数)。

六、谷氨酸的提取