第六章谷氨酸的提取
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（3）大量菌体、蛋白质等固形物质悬浮在发 酵液中，湿菌体约占发酵液的5-8％。
• （4）发酵液中尚有其它一些含量很少的发 酵副产物。
• 有机酸类有乳酸、酮戊二酸、琥珀酸等； 氨基酸类有天门冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸、 脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甘氨酸、组 氨酸和谷氨酰胺等。各种氨基酸含量小于1 ％。
• (5)谷氨酸发酵液中含有铵离子0.6-0.8％， 残糖1％以下。
• 一般地说，开始加酸中和至PH5左右，这 段时间加酸速度可以快一些，PH5以下，起 晶前后，加酸速度要慢，须倍加小心，发 现晶核时，应立即停止加酸，育晶2h，使 晶核成长壮大，继续缓慢加酸中和至 PH3．2，搅拌育晶。
• 目前工厂一般采用盐酸中和，若用硫酸中 和，要避免局部温度过高，防止形成β-型结 晶，更需缓慢加酸。同时要选用硫酸含量 高，含杂质少，减少溶解度，可提高收得 率。
• (1)从谷氨酸发酵液中提取腺嘌呤。腺嘌呤 是肌苷发酵的必要原料，同时它还可合成 ATP。腺嘌呤是发酵过程核酸降解产物， 利用其解离度不一，在732离子交换树脂中， 用氢氧化钠洗脱时出现两个峰，见图6-1。
可以分开收集。前者为谷氨酸，后者为腺 嘌呤。再精制就可制得腺嘌呤磷酸盐或腺 嘌呤盐酸盐。
(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。
• 发酵液经浓缩后加盐酸水解，可回收部分 谷氨酸，从而使谷氨酸的提取收率和谷氨 酸质量得到提高。
(5)离子交换膜电渗析法提取谷氨酸
• 根据渗透膜对各种离子物质的选择透性不 同而将谷氨酸分离，如电渗析和反渗透法。
• 因而在等电点时，谷氨酸的溶解度最小。 工业生产中等电点法提取谷氨酸就是根据 这一特性，将发酵液PH调至3．2，使谷氨 酸处于过饱和状态而结晶析出。
2．谷氨酸的溶解度
• 在一定温度下，每100g水中所能溶解谷氨 酸的最多克数，称为谷氨酸的溶解度。 可从下式求得：
（1）pH值对谷氨酸溶解度的影响
(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。
• 应当是工艺简单，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。同时还要从减少环境污染等方面综合 考虑。
目前国内各味精厂主要采用以下几种方 法提取谷氨酸：
（1）等电点法 将发酵液加盐酸调PH至谷氨酸的等电
点，使谷氨酸沉淀析出，其收率可达60-70 ％。如果采用冷冻低温等电点法，液温冷 却至5℃以下，收率可达78％左右。
• 由图6-3可知谷氨酸在PH1附近或碱性情况 下，溶解度很高，但在等电点PH3．22和 在30％以上的高浓度盐酸下，溶解度便显 著减少到最低点。
• 工业生产中的等电点，盐酸盐法提取谷氨 酸，就是巧妙地利用这一特性。
(2)温度对谷氨酸溶解度的影响
• 见表6-3，谷氨酸溶解度受温度影响较大， 温度越低，溶解度越小，这便是低温等电 点法提取谷氨酸能提高收率的依据。
国外提取谷氨酸工艺如下：
• (1)日本 • 目前(1978年)日本协和发酵采用浓缩等
电点工艺。发酵液先分离出菌体，加硫酸 结晶。菌体做饲料，母液做肥料。回收率 85-90％。
• 发酵液：谷氨酸含量为8-10％。
• 菌体分离：碟片式自动分离机，处理量为 70t／h，菌渣为14-15％，含谷氨酸2-3％。
• 加之发酵液色素深、菌体多、杂质多等因 素，致使等电点操作困难，因此，在这种 情况下，不能照搬原有工艺条件，应注意 提高育晶的PH和育晶时间，投入晶种或采 取除菌体等措施，以确保丰产又丰收。
(2)温度与降温速度对晶型的影响
• 结晶析出温度对晶型有很大影响，当结晶 析出温度超过30℃时，β-型结晶明显增加， 因此，为了避免形成β -型结晶，在等电点 法提取谷氨酸时，必须把发酵液的液温降 到30℃以下，再进行晶体析出。
两次4650 r／min高速离心机分离菌体和消 液，菌体经干燥制成鸡、奶牛饲料。
• 清液经90-95℃加热，使蛋白质等有机物凝 聚沉淀，并加入一定比例硅藻土助滤剂， 经旋转真空膜过滤机过滤，除去杂质。
•母液经五效蒸发器浓缩后加盐酸调PH使谷 氨酸结晶析出，再加入一定助滤剂，在旋转 真空膜过滤机过滤，分离出谷氨酸结晶和助 滤剂混合物，作为精制味精的原料。
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：
• 又如，碳水化合物水解液的存在，也会使 谷氨酸的溶解度有所增加。
二、谷氨酸的结晶
• 在等电点操作中，随着加酸调PH，温度的 降低，逐渐接近谷氨酸的等电点，溶液中 的谷氨酸处于过饱和状态，过量的溶质会 结晶析出。一般控制在介稳区时使溶液产 生微细的晶核。
• 再进行养晶、育晶即以已产生的晶核为中 心，陆续在晶核表面吸附周围的溶质分子， 使晶粒不断长大，通过对晶核形成与晶体 成长的控制，可得到满意的谷氨酸结晶。
1．机械分离法
• 一般采用高速离心分离机分离菌体。如用 国内生产的DP-400型和D-350型酵母高速 离心机，转速6500r／min，和GF-150型高 速管式离心机，转速13500-1500r／min。
2．加热沉淀法
• 将发酵液加热至80℃以上，静置使菌体和 蛋白质凝固沉淀而除去。
• 此法特别适用于发酵感染杂菌，噬菌体的 发酵液，经过加热既可杀死杂菌又可使大 量杂质凝固沉淀，有利于提取。但需消耗 较大能量。
• 如在中和时，可以多加些高流分(离子交换 柱洗脱下的高流液加酸调至PHl．5，用于 等电点中和)，以增加发酵液中谷氨酸含量， 同时在晶核形成前，PH在4左右，投入一 定量的晶种，以促进结晶的形成。
• 若采用添加青霉素，表面活性剂或高糖以 及后期流加糖等发酵工艺，虽然发酵产酸 可达8％以上，但是容易出现β-型结晶。
1．谷氨酸的晶型及性质
• 谷氨酸结晶具有多晶型性质，在不同条件 下会形成不同晶型的谷氨酸结晶。分为α-型 结晶和β-型结晶两种。
• α -型谷氨酸结晶为斜方六面晶体，是等电 点提取的一种理想的结晶，这种结晶体纯 度高，颗粒大，质量重，实测其视比重为 0．85晶体光泽，易沉降，与母液分离容易。
• 取容易，收率高。若含量在1．5-3．5％之 间，在常温下不易使谷氨酸达到过饱和状 态，即溶液的过饱和率小，结晶生成速度 很慢，难于形成晶核或晶核数量极少，遇 到这种情况应设法增加发酵液中的谷氨酸 含量：
(3)杂质对谷氨酸溶解度的影响
• 发酵液中含有残糖、其它氨基酸、 菌体及胶体物质等杂质，这些杂 质都会影响谷氨酸的溶解度。
• 例如发酵液有其它氨基酸存在时，会导致 谷氨酸溶解度的增加，当发酵液在23．5℃ 时，纯谷氨酸的溶解度为0．8l8％，倘若 有其它氨基酸存在时，(以0.097％计)，则 谷氨酸的溶解度增加为1．4l2％，是纯谷 氨酸溶解度的172．6％，严重影响谷氨酸 的收率。
• (2)谷氨酸菌体内含有大量的蛋白质(约占干 菌体重的60％)和核糖核酸。
• 谷氨酸发酵液先经高速离心机分离菌体， 回收菌体用自溶法可制得腺嘌呤核苷酸、 鸟嘌呤核苷酸，胞嘧啶核苷酸和尿嘧啶核 苷酸。
• 这些都是医药上贵重药物，在治疗肝炎， 血小板减少等症都有明显疗效。这样使菌 体的经济价值得到充分利用。而鸟嘌呤核 苷酸和腺嘌呤核苷酸经脱氨成肌苷酸，为 味精助鲜剂。
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：
(3)谷氨酸等电点的性质
• 谷氨酸的等电点是它呈电中性时所处环境 的PH值，即谷氨酸解离成兼性离子时所处 环境的PH值，习惯上常以PI代表。
• 谷氨酸在等电点时，正负电荷相等，总静 电荷等于零，形成偶极离子，在直流电场 中既不向阳极移动，也不向阴极移动，此 时，由于谷氨酸分子之间的相互碰撞，并 通过静电引力的作用，会结合成较大的聚 合体而沉淀析出。
• 浓缩：60℃以下减压浓缩，浓缩液含谷氨 酸为15-20%。
• 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
第二节 谷氨酸发酵液的性质和 发酵废液的综合利用
• 一、谷氨酸发酵液的主要性质
发酵液中的主要成分有： (1)发酵液中所含的谷氨酸为L-型，一般以
谷氨酸铵盐形式存在。
• (2)发酵液含有无机盐，有K、Na、NH4、 Mg、Ca、Fe、Po4等、还有残糖、色素、 尿素等。此外，也有消泡用的花生油、豆 油或合成消泡剂等留在发酵液中。
• 控制一定数量的晶核后，停止加酸，进行 育晶，使晶体成长壮大，析出的结晶为α-型， 晶粒颗粒大，易沉淀分离。
• 如果加酸速度太快，采用一次性将发酵液 调至终点PH3．2，
• 会局部过饱和，即使是正常发酵液，也很 快出现大量的细小晶核，经搅拌逐步形成 片状结晶，周围包住絮状物，形成β-结晶， 谷氨酸的纯度下降，不易沉淀，分离困难。
(3)金属盐法
• 金属盐法包括锌盐法和钙盐法，即利用谷 氨酸与Zn、Ca、Co等金属离子作用，生成 难溶于水的谷氨酸金属盐，沉淀析出，在 酸性环境中谷氨酸金属盐被分解，在 PH2．4时，谷氨酸溶解度最小，重新以谷 氨酸形式结晶析出。
• 一般锌盐法提取收率在85％左右，有的 厂采用等电点-锌盐法提取谷氨酸收率较稳 定。
二、菌体分离方法
• 国内味精厂从发酵液中提取谷氨酸时，一 般受设备条件限制，并不先分离菌体，而 直接从含有菌体和蛋白质的发酵液及其浓 缩物中提取谷氨酸。
• 但菌体存在于发酵液中不利于谷氨酸的结 晶分离。有条件的工厂如能将发酵液中菌 体预先分离，就会降低发酵液的粘度和杂 质含量，有利于谷氨酸发酵液的浓缩纯化 和结晶分离，提高产品收率和纯度。
• 中和时要控制液温缓慢下降，不能回升， 这样形成的谷氨酸颗粒较大，否则降温过 快或温度忽高忽低时，不仅晶核小而多， 结晶微细，而且会引起α-型结晶向β-型结晶 转换，导致分离困难，收率下降。
• 中和结束育晶2h后，温度应尽可能降低。 以减少谷氨酸的溶解度。
（3)加酸速度与终PH值的影响
• 放罐时发酵液的PH为7左右， 加酸速度的 快慢，对晶型的影响很大，特别是发酵不 正常，一定要缓慢加酸，控制PH缓慢下降 (不能回升)，使谷氨酸的溶解度逐渐下降， 这样晶核形成也不会太多。
• 如果用甜菜糖蜜发酵，对发酵液中的钙离 子要进行预处理，以防止生成硫酸钙沉淀 而影响谷氨酸纯度。
• 终PH要准，由于谷氨酸的溶解度在等电点 偏碱时比偏酸时增加速度快，所以为了防 止肉眼或仪器测定PH误差所造成的损失， 终点PH应调节3．0-3．2，停酸半小时， 搅拌均勺，取样复测PH。
• (3)菌体中含有丰富的蛋白质和脂肪等物质， 是动物的良好饲料。
• (4)发酵废液中含有大量铵和Байду номын сангаас钾等，是农 业生产中很好的肥料。
• (5)发酵废液还可用来进行酵母发酵，制取 单细胞蛋白，作饲料用，又可减少环境污 染。
第三节 等电点法提取谷氨酸
• 一、等电点提取谷氨酸的原理 • 1．谷氨酸的两性解离与等电点
• （4）发酵液中尚有其它一些含量很少的发 酵副产物。
• 有机酸类有乳酸、酮戊二酸、琥珀酸等； 氨基酸类有天门冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸、 脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甘氨酸、组 氨酸和谷氨酰胺等。各种氨基酸含量小于1 ％。
• (5)谷氨酸发酵液中含有铵离子0.6-0.8％， 残糖1％以下。
• 一般地说，开始加酸中和至PH5左右，这 段时间加酸速度可以快一些，PH5以下，起 晶前后，加酸速度要慢，须倍加小心，发 现晶核时，应立即停止加酸，育晶2h，使 晶核成长壮大，继续缓慢加酸中和至 PH3．2，搅拌育晶。
• 目前工厂一般采用盐酸中和，若用硫酸中 和，要避免局部温度过高，防止形成β-型结 晶，更需缓慢加酸。同时要选用硫酸含量 高，含杂质少，减少溶解度，可提高收得 率。
• (1)从谷氨酸发酵液中提取腺嘌呤。腺嘌呤 是肌苷发酵的必要原料，同时它还可合成 ATP。腺嘌呤是发酵过程核酸降解产物， 利用其解离度不一，在732离子交换树脂中， 用氢氧化钠洗脱时出现两个峰，见图6-1。
可以分开收集。前者为谷氨酸，后者为腺 嘌呤。再精制就可制得腺嘌呤磷酸盐或腺 嘌呤盐酸盐。
(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。
• 发酵液经浓缩后加盐酸水解，可回收部分 谷氨酸，从而使谷氨酸的提取收率和谷氨 酸质量得到提高。
(5)离子交换膜电渗析法提取谷氨酸
• 根据渗透膜对各种离子物质的选择透性不 同而将谷氨酸分离，如电渗析和反渗透法。
• 因而在等电点时，谷氨酸的溶解度最小。 工业生产中等电点法提取谷氨酸就是根据 这一特性，将发酵液PH调至3．2，使谷氨 酸处于过饱和状态而结晶析出。
2．谷氨酸的溶解度
• 在一定温度下，每100g水中所能溶解谷氨 酸的最多克数，称为谷氨酸的溶解度。 可从下式求得：
（1）pH值对谷氨酸溶解度的影响
(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。
• 应当是工艺简单，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。同时还要从减少环境污染等方面综合 考虑。
目前国内各味精厂主要采用以下几种方 法提取谷氨酸：
（1）等电点法 将发酵液加盐酸调PH至谷氨酸的等电
点，使谷氨酸沉淀析出，其收率可达60-70 ％。如果采用冷冻低温等电点法，液温冷 却至5℃以下，收率可达78％左右。
• 由图6-3可知谷氨酸在PH1附近或碱性情况 下，溶解度很高，但在等电点PH3．22和 在30％以上的高浓度盐酸下，溶解度便显 著减少到最低点。
• 工业生产中的等电点，盐酸盐法提取谷氨 酸，就是巧妙地利用这一特性。
(2)温度对谷氨酸溶解度的影响
• 见表6-3，谷氨酸溶解度受温度影响较大， 温度越低，溶解度越小，这便是低温等电 点法提取谷氨酸能提高收率的依据。
国外提取谷氨酸工艺如下：
• (1)日本 • 目前(1978年)日本协和发酵采用浓缩等
电点工艺。发酵液先分离出菌体，加硫酸 结晶。菌体做饲料，母液做肥料。回收率 85-90％。
• 发酵液：谷氨酸含量为8-10％。
• 菌体分离：碟片式自动分离机，处理量为 70t／h，菌渣为14-15％，含谷氨酸2-3％。
• 加之发酵液色素深、菌体多、杂质多等因 素，致使等电点操作困难，因此，在这种 情况下，不能照搬原有工艺条件，应注意 提高育晶的PH和育晶时间，投入晶种或采 取除菌体等措施，以确保丰产又丰收。
(2)温度与降温速度对晶型的影响
• 结晶析出温度对晶型有很大影响，当结晶 析出温度超过30℃时，β-型结晶明显增加， 因此，为了避免形成β -型结晶，在等电点 法提取谷氨酸时，必须把发酵液的液温降 到30℃以下，再进行晶体析出。
两次4650 r／min高速离心机分离菌体和消 液，菌体经干燥制成鸡、奶牛饲料。
• 清液经90-95℃加热，使蛋白质等有机物凝 聚沉淀，并加入一定比例硅藻土助滤剂， 经旋转真空膜过滤机过滤，除去杂质。
•母液经五效蒸发器浓缩后加盐酸调PH使谷 氨酸结晶析出，再加入一定助滤剂，在旋转 真空膜过滤机过滤，分离出谷氨酸结晶和助 滤剂混合物，作为精制味精的原料。
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：
• 又如，碳水化合物水解液的存在，也会使 谷氨酸的溶解度有所增加。
二、谷氨酸的结晶
• 在等电点操作中，随着加酸调PH，温度的 降低，逐渐接近谷氨酸的等电点，溶液中 的谷氨酸处于过饱和状态，过量的溶质会 结晶析出。一般控制在介稳区时使溶液产 生微细的晶核。
• 再进行养晶、育晶即以已产生的晶核为中 心，陆续在晶核表面吸附周围的溶质分子， 使晶粒不断长大，通过对晶核形成与晶体 成长的控制，可得到满意的谷氨酸结晶。
1．机械分离法
• 一般采用高速离心分离机分离菌体。如用 国内生产的DP-400型和D-350型酵母高速 离心机，转速6500r／min，和GF-150型高 速管式离心机，转速13500-1500r／min。
2．加热沉淀法
• 将发酵液加热至80℃以上，静置使菌体和 蛋白质凝固沉淀而除去。
• 此法特别适用于发酵感染杂菌，噬菌体的 发酵液，经过加热既可杀死杂菌又可使大 量杂质凝固沉淀，有利于提取。但需消耗 较大能量。
• 如在中和时，可以多加些高流分(离子交换 柱洗脱下的高流液加酸调至PHl．5，用于 等电点中和)，以增加发酵液中谷氨酸含量， 同时在晶核形成前，PH在4左右，投入一 定量的晶种，以促进结晶的形成。
• 若采用添加青霉素，表面活性剂或高糖以 及后期流加糖等发酵工艺，虽然发酵产酸 可达8％以上，但是容易出现β-型结晶。
1．谷氨酸的晶型及性质
• 谷氨酸结晶具有多晶型性质，在不同条件 下会形成不同晶型的谷氨酸结晶。分为α-型 结晶和β-型结晶两种。
• α -型谷氨酸结晶为斜方六面晶体，是等电 点提取的一种理想的结晶，这种结晶体纯 度高，颗粒大，质量重，实测其视比重为 0．85晶体光泽，易沉降，与母液分离容易。
• 取容易，收率高。若含量在1．5-3．5％之 间，在常温下不易使谷氨酸达到过饱和状 态，即溶液的过饱和率小，结晶生成速度 很慢，难于形成晶核或晶核数量极少，遇 到这种情况应设法增加发酵液中的谷氨酸 含量：
(3)杂质对谷氨酸溶解度的影响
• 发酵液中含有残糖、其它氨基酸、 菌体及胶体物质等杂质，这些杂 质都会影响谷氨酸的溶解度。
• 例如发酵液有其它氨基酸存在时，会导致 谷氨酸溶解度的增加，当发酵液在23．5℃ 时，纯谷氨酸的溶解度为0．8l8％，倘若 有其它氨基酸存在时，(以0.097％计)，则 谷氨酸的溶解度增加为1．4l2％，是纯谷 氨酸溶解度的172．6％，严重影响谷氨酸 的收率。
• (2)谷氨酸菌体内含有大量的蛋白质(约占干 菌体重的60％)和核糖核酸。
• 谷氨酸发酵液先经高速离心机分离菌体， 回收菌体用自溶法可制得腺嘌呤核苷酸、 鸟嘌呤核苷酸，胞嘧啶核苷酸和尿嘧啶核 苷酸。
• 这些都是医药上贵重药物，在治疗肝炎， 血小板减少等症都有明显疗效。这样使菌 体的经济价值得到充分利用。而鸟嘌呤核 苷酸和腺嘌呤核苷酸经脱氨成肌苷酸，为 味精助鲜剂。
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：
(3)谷氨酸等电点的性质
• 谷氨酸的等电点是它呈电中性时所处环境 的PH值，即谷氨酸解离成兼性离子时所处 环境的PH值，习惯上常以PI代表。
• 谷氨酸在等电点时，正负电荷相等，总静 电荷等于零，形成偶极离子，在直流电场 中既不向阳极移动，也不向阴极移动，此 时，由于谷氨酸分子之间的相互碰撞，并 通过静电引力的作用，会结合成较大的聚 合体而沉淀析出。
• 浓缩：60℃以下减压浓缩，浓缩液含谷氨 酸为15-20%。
• 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
第二节 谷氨酸发酵液的性质和 发酵废液的综合利用
• 一、谷氨酸发酵液的主要性质
发酵液中的主要成分有： (1)发酵液中所含的谷氨酸为L-型，一般以
谷氨酸铵盐形式存在。
• (2)发酵液含有无机盐，有K、Na、NH4、 Mg、Ca、Fe、Po4等、还有残糖、色素、 尿素等。此外，也有消泡用的花生油、豆 油或合成消泡剂等留在发酵液中。
• 控制一定数量的晶核后，停止加酸，进行 育晶，使晶体成长壮大，析出的结晶为α-型， 晶粒颗粒大，易沉淀分离。
• 如果加酸速度太快，采用一次性将发酵液 调至终点PH3．2，
• 会局部过饱和，即使是正常发酵液，也很 快出现大量的细小晶核，经搅拌逐步形成 片状结晶，周围包住絮状物，形成β-结晶， 谷氨酸的纯度下降，不易沉淀，分离困难。
(3)金属盐法
• 金属盐法包括锌盐法和钙盐法，即利用谷 氨酸与Zn、Ca、Co等金属离子作用，生成 难溶于水的谷氨酸金属盐，沉淀析出，在 酸性环境中谷氨酸金属盐被分解，在 PH2．4时，谷氨酸溶解度最小，重新以谷 氨酸形式结晶析出。
• 一般锌盐法提取收率在85％左右，有的 厂采用等电点-锌盐法提取谷氨酸收率较稳 定。
二、菌体分离方法
• 国内味精厂从发酵液中提取谷氨酸时，一 般受设备条件限制，并不先分离菌体，而 直接从含有菌体和蛋白质的发酵液及其浓 缩物中提取谷氨酸。
• 但菌体存在于发酵液中不利于谷氨酸的结 晶分离。有条件的工厂如能将发酵液中菌 体预先分离，就会降低发酵液的粘度和杂 质含量，有利于谷氨酸发酵液的浓缩纯化 和结晶分离，提高产品收率和纯度。
• 中和时要控制液温缓慢下降，不能回升， 这样形成的谷氨酸颗粒较大，否则降温过 快或温度忽高忽低时，不仅晶核小而多， 结晶微细，而且会引起α-型结晶向β-型结晶 转换，导致分离困难，收率下降。
• 中和结束育晶2h后，温度应尽可能降低。 以减少谷氨酸的溶解度。
（3)加酸速度与终PH值的影响
• 放罐时发酵液的PH为7左右， 加酸速度的 快慢，对晶型的影响很大，特别是发酵不 正常，一定要缓慢加酸，控制PH缓慢下降 (不能回升)，使谷氨酸的溶解度逐渐下降， 这样晶核形成也不会太多。
• 如果用甜菜糖蜜发酵，对发酵液中的钙离 子要进行预处理，以防止生成硫酸钙沉淀 而影响谷氨酸纯度。
• 终PH要准，由于谷氨酸的溶解度在等电点 偏碱时比偏酸时增加速度快，所以为了防 止肉眼或仪器测定PH误差所造成的损失， 终点PH应调节3．0-3．2，停酸半小时， 搅拌均勺，取样复测PH。
• (3)菌体中含有丰富的蛋白质和脂肪等物质， 是动物的良好饲料。
• (4)发酵废液中含有大量铵和Байду номын сангаас钾等，是农 业生产中很好的肥料。
• (5)发酵废液还可用来进行酵母发酵，制取 单细胞蛋白，作饲料用，又可减少环境污 染。
第三节 等电点法提取谷氨酸
• 一、等电点提取谷氨酸的原理 • 1．谷氨酸的两性解离与等电点