味精讲义.ppt

二、味精的生产
• 从1923年，中国味精工业化生产以来，其生产方 法、流程等均在不断的更新中。
• 味精制造方法分为： • 1、水解提取法 • 2、合成法 • 3、发酵法 • 现在水解提取法（蛋白质水解法和从甜菜废糖蜜
中提取法）与合成法已停用。目前世界生产味精 的厂商都采用发酵法生产味精
菌种 斜面培养
发酵条件的控制
• 谷氨酸发酵过程可分为三个阶段，长菌阶 段、长菌型细胞向产酸型细胞的转移阶段 与产酸阶段。 发酵条件控制一般包括：发酵过程温度的 控制、pH控制、种龄与种量控制、泡沫控 制、排气CO2控制、通风与∆OD的控制以 及菌体形态变化与OD的变化等。
• 但尽管如此,许多人对味精依然有一定的误解.
• 因此,借此机会让我们一起来了解味精.
一、味精介绍
• 化学名： L-谷氨酸单钠一水化物(简称MSG) 或2氨基戊二酸单钠-水化物
• 结构式： HOOC-CH2-CH2-CH-COONa·H2O ︱ NH2
• 味精之所以能给食物带来美好的鲜香味,是 因为其中的L-谷氨酸钠本身具有很浓的鲜味, 并且其鲜味与pH有关.中性时鲜味最强,酸性 或碱性鲜味均降低.可见,鲜味的产生是由于 α-NH3+与γ-COO-两个基团的静电吸引,形成 五元环状的结构.
发酵培养基
• 包括碳源、氮源、无机盐及生长因子等 • 要根据不同菌种、不同原料质量而定；原
料的选择要考虑到菌体生长繁殖的营养要 求，更要考虑到有利于大量积累谷氨酸。 还要注意到原料来源丰富、价格便宜、发 酵周期短、对产物提取无妨碍等因素。
谷氨酸发酵
• 发酵机制 （一）谷氨酸合成的方式 （1）谷氨酸脱氢酶（GDH）所催化的还原
• 用于除杂的设备为筛选机，常用振动筛， 结构简单，使用方便；用于原料粉碎的设 备有盘磨机、锤式粉碎机和辊式粉碎机， 选择辊式粉碎机，实现物料的中碎和细碎
（2）淀粉水解糖的制备
• 淀粉糖化方法分为： • ①酸解法：传统的制糖方法
优点 工艺简单，水解时间短，生产效率高，设备周 转快
缺点 副产物多
• ②酶酸法：将淀粉乳先用α－淀粉酶液化，然后用酸水解 成葡萄糖，该工艺适用于大米在或粗淀粉原料，可少去大 米或粗淀粉原料加工成精制淀粉的生产过程。避免淀粉在 加工过程中的大量流失。
摇瓶扩大培养
原料 预处理
水解
味
种子罐扩大培养
精
生
产
工
艺
流
程
图
（
发
酵
细谷氨酸
法
）
过滤 淀粉水解糖
配料 发酵 等电点调节 沉淀 离心
粗谷氨酸 溶解
中和制味精
空气 空气压缩机
冷却 气液分离 过滤除菌
母液
除铁 过滤 脱色 浓缩结晶 离心
小结晶 干燥
拌盐粉碎 粉状味精
大结晶 干燥 过滤
成品味精
• 用发酵法生产谷氨酸，主要使用淀粉和大 米等为原料。
• 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：
– 1、原料的预处理及淀粉水解糖的制备； – 2、种子扩大培养及谷氨酸发酵； – 3、谷氨酸的提取及谷氨酸钠的制备； – 4、味精精制。
1、原料的预处理及淀粉水解糖的制 备
（1）原料的预处理
• 目的：初步破坏原料结构，以便提高原料 的利用率，同时去除固体杂质，防止机器 磨损。
2、种子扩大培养及谷氨酸发酵
• 常用的生产菌株
– 谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌、乳糖发酵短杆菌、 嗜氨小杆菌、硫殖短杆菌等。
– 北京棒杆菌AS1.299、北京棒杆菌7338、 – 北京棒杆菌D110、棒杆菌S-944、 – 钝齿棒杆菌AS1.542、钝齿棒杆菌HU7251 – 钝齿棒杆菌B9
• 谷氨酸生产菌的共同特征
• 味精在广泛存在于日常食品中
• 它能使食品风味增强，鲜味增加，是食品 的鲜味调味品
• 味精更是成为了中国人居家过日子的必备 品
• 但是……..
• 1968年，美籍华人医生 Ho Man Kwok 在 《新英格兰医学杂志》上发表短文，描述 自己在旧金山去中餐馆吃饭后突然出现四 肢发麻、浑身无力等症状，他推测说可能 是中餐里添加了味精（MSG）的缘故
• 以淀粉、大米水解糖为原料，发酵法生产 谷氨酸的基本要素，是采用优良的菌株和 控制合适的环境条件。谷氨酸生产菌之所 以能够在体内合成谷氨酸，并排出体外， 关键是菌体的代谢异常化、膨大的产酸型 细胞。这种代谢异常化的菌种对环境条件 是敏感的。
• 故要想获得高酸、高转化率、高效益的谷 氨酸发酵生产，除了选择优良的谷氨酸生 产菌外，必须按所用菌株的特性，选择适 宜的发酵工艺，控制最佳的发酵工艺条件。
• ③酶解法：又称双酶法，它是通过淀粉液化和酶糖化将淀 粉转化为葡萄糖的工艺。分为两步：第一步是液化过程， 用α－淀粉酶将淀粉液化，转化为糊精及低聚糖，使淀粉 的可溶性增加；第二步是糖化，利用糖化酶将糊精或低聚 糖进一步水解，转变为葡萄糖
• 三种糖化工艺，各有其优缺点。从糖液质 量、收得率、耗能以及对粗淀粉原料的适 应情况来看，以酶解法为最佳，酸酶法次 之，酸法最差。但酶解法生产周期长，糖 化设备较庞大。
• 由此引发了 “味精综合症” 这一新病的说 法,并给当时的中餐馆造成了不小的冲击
• 直到1987年，联合国粮农组织和世界卫生组织食 品添加剂法规委员会,根据多年对味精的试验,才取 消了对食用味精加以限量的规定
• 1995 年，美国食品和药品管理局（FDA ）也发 表报告，得出了同样结论
• 1999年，中国对味精也做了一次面对公众的毒性 试验，证明每天吃到200 克都没有问题.
– 细胞呈球形、棒形或短杆形； – 革兰氏染色呈阳性反应； – 无鞭毛，不能运动； – 是需氧性的微生物； – 不形成芽孢； – 以生物素作为生长因子； – 具有一定的谷氨酸蓄积能力
• 在生产之前，技术人员经过挑选将发酵菌 种从保藏菌种中取出，从试管斜面出发， 经活化培养，摇瓶培养，扩大至一级乃至 二级种子罐培养，最终向发酵罐提供足够 数量的健壮的生产菌种。
氨基化反应
α－酮戊二酸
谷氨酸
• （2）转氨酶（AT）催化的转氨反应
α－酮戊二酸
氨基酸
谷氨酸
α－酮酸
• （3）谷氨酸合成酶（GS）催化的反应
谷氨酸合成途径
➢wk.baidu.com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。