味精的生产技术 PPT课件

淀粉：来自薯类、玉米、小麦、大米等
大米进行浸泡磨浆，再调成15Bx，调pH6.0，加细菌a-淀粉酶 进行液化，85 ℃30min，加糖化酶60 ℃糖化24h，过滤后可 供配制培养基。
以及氮源料：尿素或氨水
2 生产原理
3 工艺流程
菌种
原料
斜面培养
预处理
摇瓶扩大培养
水解
种子罐扩大培养
过滤
淀粉水解糖
配料
第一阶段：1866年德国人H·Ritthasen(里德豪森)博士从面筋中分离到氨基酸，他 们称谷氨酸，根据原料定名为麸酸或谷氨酸（因为面筋是从小麦里提取出来的）。 1908年日本东京大学池田菊苗试验，从海带中分离到L—谷氨酸结晶体，这个结 晶体和从蛋白质水解得到的L—谷氨酸是同样的物质，而且都是有鲜味的。
需要理想的 生产菌种
3 现在常用的生产方法
目前主要的生产方法为发酵法
三 生产技术
1 原料及要求
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。
糖蜜原料：不宜直接用来作为谷氨酸发酵的碳源，因含丰富的 生物素。
预处理方法：活性碳或树脂吸附法和亚硝酸法吸附或破坏生 物素。也可以在发酵液中加入表面活性剂吐温60或添加中 青霉素。
18~32h。糖化结束后,将糖化罐加热至80～85℃,灭酶30min。过滤得葡萄糖液,经过 压滤机后进行油水分离(一冷分离,二冷分离),再经过滤后连续消毒后进入发酵罐。
3.菌种的活化及种子液的制备 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种子。
作为脑组织的能源 降低血液中氨中毒
3 产品的功能
具有提鲜、滋补、开胃、助消化的能力以及治疗慢性 肝炎、肝昏迷、神经衰弱、癫痫病、胃酸缺乏等病的 作用

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。

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。
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味精的发酵生产
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目录 味精特性及其生产原理 谷氨酸发酵的工艺流程及主特性
味精又名味之素或调味粉，因味精起源 于小麦，故俗名麸酸钠，化学名称α -氨基 戊二酸一钠。 味精是无色至白色的柱状结晶或白色 结晶性粉末，含一分子结晶水，无气味， 易溶于水，微溶于乙醇。无吸湿性，对光 稳定，中性条件下水溶液加热也不分解， 一般情况下无毒性。具有很浓的鲜味，被 食用后具有较高的营养价值。
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。
斜面种子一级种二级种原料预处理淀粉水解糖糖蜜原料预处理淀粉水解糖糖蜜发酵发酵空气空气压缩过滤器无菌空气空气空气压缩过滤器液氮降温水消泡剂消泡剂谷氨酸谷氨酸中和精制味精中和精制味精味精发酵生产的主要步骤一淀粉水解糖液的制备二菌种的扩大培养及谷氨酸发酵三谷氨酸的提取四味精的精制谷氨酸生产菌都不能直接作用淀粉必须将淀粉质原料水解成葡萄糖

池田这一品，竟品出点味道来了。他发现今天的汤味道
恃别的鲜美，一开始他还以为是今天心情特别好的缘故，再 喝上几口觉得确实是鲜。“这海带和黄瓜都是极普通的食物， 怎么会产生这样的鲜味呢？”池田自言自语起来，“嗯，也 许海带里有奥妙。”职业敏感使教授一离开饭桌，就又钻进 了实验室里。他取来一些海带，细细研究起来。
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NH2
↓（配成浓度52%）
↓ DL一谷氨酸 分割↓加L一谷氨酸晶种5%，30分钟
D一谷氨酸 （析出30%）
消旋 100~200℃
L一谷氨酸 （得30%） 中和，精制
DL一谷氨酸
味精
分割是利用L一谷氨酸与DL一谷氨酸溶解度不同，加 晶种使L一谷氨酸结晶析出。如将DL一谷氨酸配成52%浓度， 加热至50℃，加进5%的L一谷氨酸晶种，保醛50℃30分钟， 可得到30%L一谷氨酸。取出L一谷氨酸后，D一谷氨酸也析 出30%（即与L一谷氨酸等量），然后将D一谷氨酸固体加 热到190~200℃，便全部变成DL一谷氨酸。在进行分割， 循环处理。此外，也有用酶解法进行分割的。
蛋白质一般来自植物性蛋白质原料，如面筋，豆饼，玉
米蛋白等。方法是借盐酸在高温和较长时间条件下水解，一 般要150℃1.5小时或者110℃24小时才能水解完全。由水解 液提取谷氨酸可采用盐酸法和中和法两种方法，前者是利用 谷氨酸盐酸法在浓盐酸中溶解度极小的特性，将溶液浓缩， 提高盐酸的含量，则谷氨酸盐酸盐结晶析出，经与其他氨基 酸分离后再加碱中和至谷氨酸等电点pH3.2，是谷氨酸析出：
蛋白质水解法
蛋白质是由许多a-氨基酸的分子缩合而成的，将蛋白质水解， 可得到相应的氨基酸：
O
O
‖
‖
水解
······一N一CH一C一N一CH一C一N一CH一C······→

①中和 淀粉水解糖化后，糖化液温度很高（140~150℃），经冷却后 才能中和。
中和的目的是降低糖化液酸度，调节pH值。生产中常用的中和 剂有纯碱、氢氧化钠溶液，中和温度控制在80℃，终点pH控制 在4.0~5.0。
②脱色和除杂
水解糖液中的杂质不仅对谷氨酸发酵不利，而且影响谷氨酸的 提纯。 糖液脱色方法 活性炭吸附法 离子交换树脂脱色法。 活性炭的用量为0.2%~0.8%，脱色温度为70~80℃。
味精生产
概述
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 谷氨酸 + NH3 谷氨酰胺 + 水
味精的毒性试验表明是安全的。
第一代鲜味料
第二代鲜味料
第三代鲜味料
二、味精的生产方法
最适生长温度是生物化学反应速度最高，酶蛋白的钝化最低的协
调平衡温度。微生物种类不同，所要求的温度范围不同；同一种 微生物，在不同培养条件下其最适温度也往往不同。 谷氨酸菌的最适生长温度与产物生成所需温度不同。其最 适生长温度为30～32C，谷氨酸形成的最适温度为34～37C。在 谷氨酸发酵前期，若温度过高，菌种易衰老，耗糖慢，谷氨酸
培养基成分 AS.1.299 AS1.542 HU7251或B9 672
蛋白胨（%） 牛肉膏（%） 氯化钠（%） 葡萄糖（%） 琼脂（%） pH
1 1 0.5 — 2 7.0~7.2
1 0.5 0.5 0.1 2 7.0
1 1 0.5 0.1 2.7 7.0~7.2
1 1 0.5 — 2 7.0
⑵一级种子的培养

用不锈钢制造的水解罐机械强度高，能耐酸， 碱，使用时间长，但成本较高. 搪瓷的水解罐(搪瓷衬里)优点是具有良好的耐 腐性能，耐浓盐酸和耐150℃的高温，但缺点 是质脆，若受到冲击就容易破碎且不能在搪瓷 设备上进行焊接。 衬耐酸砖及耐酸橡胶的加压糖化罐优点是承受 较大的压力，耐热，耐酸，机械强度也好，一 般本厂可以动手施工，但使用时间一长，瓷砖 有脱离现象，必须经常检查和保养。
设备图 示意图
环境条件引起谷氨酸合成的代谢转换
控制 因子 氧 NH+4 (不足)乳酸或琥珀酸 (不足)α-酮戊二酸
产物
谷氨酸(充足) 谷氨酸(适量) α-酮戊二酸(过量) 谷氨酰胺(过量)
生物 谷氨酸 (限量) 素 pH
乳酸或琥珀酸(充足) 谷氨酸(中性或微碱性) 缬氨酸
(酸性)N-乙酰-谷氨酰胺


味精生产普遍采用中温淀粉酶或高温淀粉酶液化， 高转化率液体糖化酶糖化的双酶法制糖工艺。 酶法制糖工艺，特别是采用耐高温淀粉酶液化的 新双酶法制糖工艺，其淀粉－酶的转化率和糖液 的质量均高于以前的酸法工艺或酸酶法工艺。 首先是将淀粉经由淀粉酶液化生成糊精，再由糖 化酶将糊精转化为葡萄糖。酶法制糖所得的产物 可称为酶法糖液，以区别于酸法等水解的糖液。

当前各味精厂主要是采用等电点或等电点－ 离子交换法提取谷氨酸，优点是能节约酸碱 用量、产品得率高，易于操作等。与这两条 工艺路线相对应的主要设备是等电点罐和离 子交换柱，此外还有离心分离机、酸和碱高 位槽及调配罐等。
离子交换柱

离子交换法提取谷氨酸是将发酵液通过一定型 号的离子交换树脂(现国内多采用732强酸性阳 离子交换树脂)，谷氨酸及其他阳离子先后被 树脂交换吸附，然后用热碱洗脱，强碱中的阳 离子将已被吸附的谷氨酸置换下来，收集谷氨 酸洗脱流分，冷却，加盐酸调pH＝3.0～3.2进 行结晶，用离心机分离结晶析出的谷氨酸，树 脂经再生后重复使用。

谷氨酸发酵的环境控制
影响因素4：碳源
发酵液中糖含量与谷氨酸的发酵有密切的关系。在 一定范围内，谷氨酸的产量随糖含量的增加而增加， 但糖含量过高，渗透压过大，对菌体生长不利，谷氨 酸对糖的转化率低。
发酵液中还原糖的含量一般应控制在10%～13%。
谷氨酸发酵的环境控制
影响因素5：碳氮比
在谷氨酸发酵过程中，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 。
• 种龄 7~8h， pH 7.2左右，OD值 ， 净增0 .5左右 • 无菌检查 (-) 噬菌体检查(-)
• 如何防止种子染菌，一旦染菌如何检验？
• 1）防止种子带菌种子带菌的原因：
– – – – 灭菌不彻底(如假压)； 移种污染； 养或保藏过程中污染； 无菌室管理不善。
谷氨酸的发酵
在发酵罐中进行。 • 适应期，尿素分解氨使Ph上升。糖不利用。2-4小时，接 种量和发酵条件控制使改期缩短。 • 对数生长期，糖耗快，尿素大量分解使ph上升，氨被利 用Ph 又迅速增大，菌体形态为排列整齐的八字形，不产 酸，12H，采取流加尿素办法及时供给菌体生长必须的氮 源及调节ph在7.5-8.0，维持温度30-32℃。 • 菌体生长停滞期，谷氨酸合成，糖和尿素分解产生α、酮 茂二酸和氨用于合成谷氨酸。及时流加尿素以提供足够 的氨并使ph维持在7.2-7.4.大量通气，控制温度34-37℃。
• （三）二级种子培养
•
为了获得发酵所需要的足够数量的菌体，在一级种子培养的 基础上进而扩大到种子罐的二级种子培养。种子罐容积大小取 决于发酵罐大小和种量比例。

（2）种龄和种量的控制 一级种子控制在11-12h，二级控制在7-8h。 种种量为1％。过多，菌体娇嫩，不强壮，提前衰老自溶，后期产酸量不高。 （3）pH。 发酵前期，幼龄细胞对pH较敏感，pH过低，菌体生长旺盛，营养成分消耗大，转入正常发酵慢，长菌不长酸。 谷氨酸脱氢酶最适pH为7.0-7.2，转氨酶最适pH 7.2-7.4。在发酵中后期，保持pH不变。过高转为谷氨酰胺，过低氨离子不足。
2、一级种子培养：由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。pH6.5-6.8。1000ml装200-250ml振荡，32℃ ,一级种的种龄为11－12h。 3、二级种子培养：用种子罐培养，料液量为发酵罐投料体积的1％，用水解糖代替葡萄糖，于32℃ 进行通气搅拌二级种龄控制在7-10h。 种子质量要求：二级种子培养结束时，无杂菌或噬菌体污染，菌体大小均一，呈单个或八字排列。活菌数为108-109 /ml。 接种量为1％。过多菌体弱，产酸少； 过少菌体生长慢，发酵周期长。
控制： （1）菌体生长或耗糖慢时，少量多次流加尿素，避免pH过高 （2）菌体生长或耗糖过快时，流加尿素可多些，以抑制菌体生长。 （3）发酵后期，残糖少，接近放罐时，少加或不加尿素，以免造成氨基酸提取困难。 （4）氨水对pH影响大，应采取连续流加。
温度对氨基酸发酵的影响及其控制
菌体生长达一定程度后再开始产生氨基酸，因此菌体生长最适温度和氨基酸合成的最适温度是不同的。 前期32℃，温度过高，则菌体易衰老。 后期34－37 ℃，因菌体生长基本结束，适当提高温度，利于产酸。 采取措施：少量多次流加尿素，维持最适生长温度，减少风量等，促进菌体生长。
3酸酶结合水解法：将淀粉先酸化成糊精、低聚糖，再用糖化酶水解成葡萄糖。
谷氨酸发酵的工艺控制

制造方法 原理
原料
优点
缺点
改时方向
蛋白质水解 法
蛋白质是由许 多α-氨基酸 的分子缩合而 成，将其水解 即可得到相应 的氨基酸
面筋、豆饼、 水解操作易
玉米蛋白
于掌握
合成法
高温、高压下 将原料羰化， 氰氨化，水解 以及中和精制
碳化物、丙 不用粮食为 烯醛、糠醛、 原料 丙烯腈
原料来源少， 价格高，得率 低，对设备腐 蚀性大劳动繁 重
生物性质 参与人体生成代谢，合成氨基酸，作为能源，能解氨 毒
3
产品功能 一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
1、味精能增加食品的鲜味，引起人们食欲，有助于提高人体对食物的消化率。 2、味精中的主要成分谷氨酸钠还具有治疗慢性肝炎、肝昏迷、神经衰弱、癫 痫病、胃酸缺乏等病的作用
工。
2.原料预处理及淀粉水解糖制备
2.1 原料的预处理
此工艺操作的目的在于初步破坏原料结构，以便提高原料的利用率，同时去除固体杂质， 防止机器磨损。用于除杂的设备为筛选机，常用的是振动筛和转筒筛，其中振动筛结构较为 简单，使用方便。用于原料粉碎的设备除盘磨机外，还有锤式粉碎机和辊式粉碎机。盘磨机 广泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料，而锤式粉碎机应用于薯干等脆性原料的中碎和细碎 作用，辊式粉碎机主要用于粒状物料的中碎和细碎。
谷氨酸钠发酵生产工艺流程图
4 1.玉工米为艺原料流生产程味精说工艺明概述及及工主艺流要程图工艺参数 一是作为领导干部一定要树立正确的权力观和科学的发展观，权力必须为职工群众谋利益，绝不能为个人或少数人谋取私利
玉米为原料生产味精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)菌种的活化及种子液的制备；(3)发酵；(4)谷氨酸制取味精及成品加

（
四 实验内容
一）工艺流程 原料的预处理及淀粉水解糖的制取→谷氨酸生产菌种子的扩大培 养→谷氨酸发酵→谷氨酸的提取与分离→由谷氨酸制成味精 及味精成品加工
（二）实验步骤 1 斜面菌种制备：接种针挑取1环原始菌种，于斜面培养基划线， 在恒温培养箱32 ℃培养18-24h。 2液体种子培养：接一环生长良好的斜面种子至装有50ml种子培 养基的500ml三角瓶（1000ml装200-250ml），放在冲程为 8cm的往复式摇瓶柜上培养，转速为 96r／min，温度 32℃， 培养8-9h。 一级种子质量标准： pH 6.5 光密度 △OD0.75以上 残糖0.5%以下 镜检：菌体生长均匀、粗壮，革兰氏阳性，无杂菌，八字形 占95%以上由于发酵罐的容积较小，所以省略了二级种子的 培养。

4）放罐 发酵结束后，将发酵液加热至80℃维持15min灭菌， 并清洗发酵罐及补料瓶。 从发酵4小时开始，每间隔2小时测定OD，pH，糖含 量，镜检 3-2 发酵培养——摇瓶发酵 取种子培养液以10%接种量接种至装有25mL发酵培 养基的500mL三角瓶中，8层纱布封口，置巡回式摇 床(220r/min)上振荡培养 36h。添加 2滴1%苯酚红指 示剂，间歇流40％加尿素控制 pH 在 7.0 左右。温度： 前期32～33℃，后期34～37 ℃ 。转速：前期100r／ min，后期220r/min。
味精的制作


一 实验目的
1掌握谷氨酸发酵的原理及发酵过程的控制和操作 2掌握培养基的配制和灭菌的基本技术、谷氨酸菌种制备及种 子扩大培养。 3了解用等电法从发酵液回收谷氨酸的方法。 4掌握由谷氨酸制备谷氨酸钠的方法。 味精,也称味素,因味精起源于小麦,俗称麸酸钠、谷氨酸钠（分 子式C5H8NO4Na ）。谷氨酸是由谷氨酸棒杆菌以葡萄糖为原料生 产的一种呈味氨基酸，其代谢机理为：葡萄糖经糖酵解（EMP） 和单磷酸己糖途径（HMP）生成丙酮酸，一方面丙酮酸氧化脱 羧生成乙酰CoA，另一方面经CO2固定作用生成草酰乙酸，两 者合成柠檬酸进入三羧酸循环（TCA循环），由三羧酸循环的 中间产物α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化下，还原氨基化合 成谷氨酸。由于谷氨酸棒杆菌为生物素缺陷型突变株，要在培 养基中添加亚适量（浓度应在5g/L左右）生物素维持细胞正 常生长和控制细胞膜的透性达到高产谷氨酸的目的。回收的谷 氨酸又称麸酸，并无鲜味，将其进行中和精制得到味精。