味精的生产工艺22页PPT

中间产物
NH4 +
谷氨酸
α-酮戊二酸
谷氨酸 脱氢酶 抑制
四：味精的生产过程
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）谷氨酸制取味精及味精成品加工。
因此，味精生产厂一般都设置糖化车间、发酵 车间、提取车间、精制车间为主要生产车间。
1温度的控制
国内常用菌株的最适生长温度为3034℃， 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
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 。
（三） 发 酵
灭菌设备
用于灭菌的工艺除采用连消塔—维持罐 一喷淋冷却系统外，还可采用喷射加热 器—维持管—真空冷却系统或薄板换热 器灭菌系统。但由于糖液粘度较大，流 动性差，容易将维持管堵塞，同时真空 冷却器及薄板加热器的加工制造成本较 高，因而应用较少。
发酵设备
国内味精厂大多采用机械搅拌通风通 用式发酵罐，罐体大小在50m3到 200m3之间。对于发酵过程采用人工 控制，检测仪表不能及时反映罐内参 数变化，因而发酵进程表现出波动性， 产酸率不稳定。
谷氨酸发酵参数与控制
过滤的滤液（葡萄糖液）冷却到32℃， 进入发酵罐发酵，用冷却水调温，每隔 12小时升温1～2℃，当发酵时间接近34h 时，温度升至37℃。加水使糖化液浓度 为14%，发酵时间为34h，发酵菌种的产 酸量与葡萄糖量之比为50％。具体来说 有温度，PH，氧溶量，菌种种龄、种量， 泡沫的控制。

葡萄糖的过程，称为淀粉的酸解。 • 2〕葡萄糖的复合反响 • 淀粉酸解过程中生成的葡萄糖，在酸、加热和
催化作用下，主要通过α-1，6糖苷键连接成异 麦芽糖和经β-1，6糖苷键连接成龙胆二糖，这 种反响称为复合反响。 • 3〕葡萄糖的分解反响 • 4〕酸解淀粉工艺流程
• 2、酶水解法
α-淀粉酶将淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用糖化 酶将糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖的方法，称为 酶解法。
• 〔二〕一级种子培养 • 一级种子培养的目的在于大量繁殖活力
强的菌体，培养基组成应以少含糖分， 多含有机氮为主，培养条件从有利于长 菌考虑。 • (1) 培养基组成 • 葡萄糖 2.5％ 尿素 0.5％ • 硫酸镁 0.04％ 磷酸氢二钾 0.1％ • 玉米浆 2.5~3.5％(按质增减) • 硫酸亚铁、硫酸锰 各2ppm • PH 7．0 • (2) 培养条件 • 用1000mL三角瓶装入培养基200mI，
谷氨酸的发酵机理
• 谷氨酸发酵机理主要有糖酵解途 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 曼反响〔CO2的固定反响〕等。
谷氨酸发酵技术
• 一、淀粉水解糖制取 • 淀粉的水解方法有：酸水解法、酶水解法、酸
酶水解法和酶酸水解法4种。 • 1、酸解法 • 1〕淀粉的酸解反响 • 以无机酸为催化剂，使淀粉发生水解反响生成
谷氨酸发酵的环境控制
影响因素8： 泡沫
谷氨酸发酵是好气性发酵，因通风和搅拌产生泡 沫是正常的，但泡沫过多会带来一系列问题： (1) 泡沫形成泡盖时，代谢产生的气体不能及时排出 ，阻碍菌体呼吸作用，影响菌体的正常代谢； (2) 泡沫过多，发酵液会外溢，造成浪费和污染； (3) 泡沫过多，易冲上罐顶，造成染菌。因此，在谷 氨酸的发酵过程中控制好过多的泡沫是发酵成败的 关键。

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。
︱
︱
︱
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······→

重规矩，严要求，少危险。2020年11月26日 星期四12时58分59秒12:58:5926 November 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午12时58分59秒下午12时58分12:58:5920.11.26
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.11.2620.11.2612:5812:58:5912:58:59Nov-20
→高生物素水平（产酸12～15g／dl）。 提取工艺进展：等电点法（少数锌盐法）→等电离交法
→低温连续等电点法（少数厂家采用）。 精制工艺进展：全粉炭脱色、硫化碱除铁→颗粒炭脱
色、树脂除铁。
糖化
玉米淀 粉
加液化酶
调浆
一次喷 射
二次喷 射
闪冷
层流罐液 化
冷却
加糖化酶
糖化
双酶法
灭酶 过滤
工艺流程图
糖化 发酵
谷氨酸-钠
谷氨酸钠简介：
化学名α-氨基戊二酸一钠 化学式：C5H8NO4Na 外观为白色晶体
谷氨酸钠俗称味精，是世界上应用范围最广、产销量 最大的一种氨基酸。
纯味精(含谷氨酸钠99％以上)。
谷氨酸的生物合成
NH4＋
谷氨酸 脱氢酶
抑制
我国味精技术进展情况
制糖工艺进展：酸法水解→酶酸法水解→双酶法水解。 发酵工艺进展：亚适量生物素水平（产酸4～8g／dl）
精制 提取
谷
氨
酸
钠
设生
备产
流 程
总
示流
意 图
程
图
糖化工艺说明
我国用发酵法生产味精，一般是使用淀粉作为 原料。但到目前为止，生产上所采用的谷氨酸 产生菌均不能直接利用淀粉，也基本上不能利 用糊精作为碳源。

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

提取工序
生产工艺流程
生产工艺流程
提取工序说明
氨酸发酵完毕，在发酵液 中的谷氨酸含量一般为 4～8％,是以谷氨酸铵盐 形式存在的。提取谷氨酸 的方法主要有等电点法、 离子交换法，等电点－离 子交换法，盐酸盐法，锌 盐法等几种方法。
精制工序
生产工艺流程
生产工艺流程
精制工序说明
从发酵液中提取的谷氨 酸，并不就是味精而仅 仅是味精生产过程中的 半成品，因此要进行精 制工序。精制工段主要 分为：脱色过程、精制 过程、干燥过程。
生产工艺流程
生产工艺流程图
生产设备
由味精加工设备与生产工艺可知， 其生产设备包括：原料处理设备 （粉碎、蒸煮、糖化设备）、培 养基制备设备、菌种选育及培养 扩大设备、发酵设备、空气净化 系统、谷氨酸分离设备、味精制 造设备（中和、脱色、除铁、结 晶设备等）、计量包装设备等。 其中，关键技术设备为糖化设备、 发酵设备、提取设备、精制设备 等。
1. 水解提取法 2. 合成法 3. 发酵法
味精生产方法
水解提取法
水解提取法包括植物蛋白 质水解法和甜菜糖蜜提取 法。植物蛋白质水解法是 生产味精的传统工艺。但 是，这两种方法收率低， 而且不经济，已经停止使 用。
味精生产方法
合成法
主要以糠醛，丙烯晴和环 戊二烯为原料进行合成。 这种方法的生产条件要求 较高，设备投入较大，生 产工艺复杂，因此生产中 很少用到这种方法。
味精生产工艺设计
THE PROFESSIONAL POWERPOINT TEMPLATE
演讲人 ： 组员 ：，
目录
CONTENTS
Part 01/味精的简介 Part 02/味精生产方法 Part 03/生产工艺流程 Part 04/生产设备

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16
低压喷射液化器的结构
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17
液化工艺原理
将淀粉车间送来的淀粉乳加水配制成规定浓度，加稀碱水调 整PH值，加入规定数量的耐高温淀粉酶制剂，泵入以汽 带料的高压蒸汽喷射器，将淀粉乳迅速升至规定温度，料 液经过高温保压管维持3-5分钟进入一次闪蒸罐进行自然 扩散降温，然后泵入串联的多级层流罐进行液化，淀粉降 解成低分子糊精，料液流出层流罐后进入真空降温罐进行 蒸发降温，降温后的料液进入糖化岗位，蒸发的水蒸汽经 列管式冷凝器间接降温后形成冷凝水用于调节淀粉乳浓度。
型号 A
B
C
D
E
F
G
H
G
K 重量Kg
K514A 495 749 225 255 152 152 152 537 1857 203 320
L
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23
液化工艺流程
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24
糖化理论 糖化：以无机酸或酶为催化剂，在一定温度下
使淀粉水解，将淀粉的液化产物糊精、麦芽糖、 低聚糖转化为葡萄糖，得到可发酵性糖的过程。
糖化剂 ：糖化过程中所用的催化剂。包括无机 酸和酶。
糖化的目的：将淀粉转化为可发酵性糖。
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25
DE值： 糖化液中还原糖含量（以葡萄糖 计）占干物质的百分率，用以 表示淀粉糖的糖组成份。
DE 值干 还物 原质 糖含 含 % %） ） 量 量 1（ （ 0% 0
还原糖用菲林试剂法或碘量法测 定，干物质用阿贝折光仪测定。
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18
直链淀粉分子结构简式 及 α -淀 粉 酶 剪 截 方 式
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19
支链淀粉分子结构简式 及α-淀粉酶剪截方式
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→高生物素水平（产酸12～15g／dl）。 提取工艺进展：等电点法（少数锌盐法）→等电离交法
→低温连续等电点法（少数厂家采用）。 精制工艺进展：全粉炭脱色、硫化碱除铁→颗粒炭脱
色、树脂除铁。
6
糖化 发酵
精制 提取
谷
氨
酸
钠
设生
备产
流 程
总
示流
意 图
程
图7
糖化
玉米淀 粉
加液化酶
调浆
一次喷 射
二次喷 射
设备图
示意图
14
罐体是由圆柱形中部及椭圆形或碟形封头焊 接而成的封闭式的受压容器，制造材料为碳 钢或不锈钢，对于大型发酵罐还可用内衬不 锈钢板(厚度2～3mm)或复合钢板制成，以 节约不锈钢材。钢板的厚度要根据最大使用 压力(一般使用灭菌时的蒸汽压力为 0.15MPa表压)来决定。
设备图
示意图
15
22精制56脱色液树脂柱除铁离子结晶母液液调ph值至6770颗粒炭柱脱色分离炭一次脱色二次脱色加粉状活性炭一次脱色颗粒炭柱脱色脱色液调ph值至6770结晶罐离心分离机湿味精热空气干燥成品味精生产设备图片23精制工艺说明从发酵液中提取的谷氨酸并不就是味精而仅仅是味精生产过程中的半成品要将谷氨酸制成味精成品首先应将谷氨酸与适量的碳酸钠或氢氧化钠进行中和制成谷氨酸钠溶液然后经过脱色除铁过滤等工序除去色素
闪冷
层流罐液 化
冷却
加糖化酶
糖化
双酶法
灭酶 过滤
工艺流程图 8
糖化工艺说明
我国用发酵法生产味精，一般是使用淀粉作为 原料。但到目前为止，生产上所采用的谷氨酸 产生菌均不能直接利用淀粉，也基本上不能利 用糊精作为碳源。因此当以淀粉作为原料时， 必须先将淀粉水解成为葡萄糖才能供发酵使用， 这个过程称为“糖化”，所制得的糖液称为淀 粉水解糖。

症。 NADPH2生成，前两者可以跟糖酵解途径联 络起来，进一步生成丙酮酸；后者是a一酮 戊二酸进展复原氨基化反响所必需的供氢体。
第32页，共72页。
磷 酸 己 糖 途 径
第33页，共72页。
〔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。
2 糖蜜的处置
(1)糖蜜中糖浓度高，必需进展稀释，普通稀释 至18～20%。
(2)糖蜜中杂质很多，如黑色素、灰分等，必需进展 廓清、过滤。普通采用加酸静置，加酸调pH 3.0～ 3.8，并定时通风，除溶液中的SO2、NO2等有害性挥 发成分。
(3)糖蜜中的含氮物质较少，应补充营养盐，如硫酸 氨，磷酸钙等物质。
化 → 淀粉水解糖 该工艺优点： 淀粉的液化条件、方法、控制 淀粉糖化 水解作用、酶来源、糖化工艺
第14页，共72页。
3、酸酶法 4、酶酸法
第15页，共72页。
第三节 菌株及扩展培育
• 一、常用的消费菌株 • 1、 谷氨酸消费菌的共同特征
• 细胞呈球形、棒形或短杆形；
• 革兰氏染色呈阳性反响；
• (1) 糖酵解途径 • 糖酵解分为两个阶段共10个反响，每个分
子葡萄糖经第一阶段共5个反响，耗费2个 分子ATP为耗能过程，第二阶段5个反响生 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
第31页，共72页。
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。
第2页，共72页。
主要化学性质
1、与酸作用生成谷氨酸
2、与碱反响生成谷氨酸二钠

取出后存放 (cúnfàng)于 4℃冰箱内，随 时取用。
说明 含糖 时间 温度 种龄 种量 量
一级 获得
种子 大量
2.5% 10-12h 30~32℃ 11~12h
1%
培养 健壮
的细
胞
二级 满足
种子
发酵 用的
2.5%
6-8h
32～ 34℃
7~8h
1%
培养 种量
第十页，共22页。
2发酵过程与控制
第八页，共22页。
4.2 菌种的活化及种子(zhǒng zi)液的制备
从试管斜面出发，经活化培养，摇瓶培养，扩大(kuòdà)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。
1、菌种选择与活化
原料：玉米
T=30~32℃
菌种：谷氨酸棒状杆菌
0.1%葡萄糖
t=18~24h
第九页，共22页。
柱
再经洗脱、浓缩, 制取谷氨酸
第十六页，共22页。
表4：味精(wèijīng)的制备
序
设备名称
工艺操作
号
功能
1
中和捅
中和
谷氨酸和碱反应生成味精
2
中和桶
除铁
用硫化钠去除Fe2+
3
板 框压滤机
过滤
分离固体沉淀杂质
4
炭柱
脱色
利用活性炭吸附作用分离中和液 中的色素
5
真空浓缩结晶锅
浓缩结晶
析出味精晶体
6
三足式离心机
分离
将味精晶体和母液分开
7 振动式干燥床气流干燥 干燥
使味精晶体干燥
8
振动筛
过筛
将不同大小的味精颗拉分开

色、树脂除铁。
2021/2/6
4
糖化
2021/2/6
玉米淀 粉
加液化酶
调浆
一次喷 射
二次喷 射
闪冷
层流罐液 化
冷却
加糖化酶
糖化
双酶法
灭酶 Hale Waihona Puke 滤工艺流程5图糖化
发酵 2021/2/6
精制 提取
谷
氨
酸
钠
设生
备产
流 程
总
示流
意 图
程
图6
糖化工艺说明
我国用发酵法生产味精,一般是使用淀粉作为 原料。但到目前为止，生产上所采用的谷氨酸 产生菌均不能直接利用淀粉，也基本上不能利 用糊精作为碳源。
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32
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21
精制
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结晶母液液 一次脱色
颗粒炭柱脱色 调PH值至6.7－7.0
脱色液
5.6液
一次脱色 二次脱色
加粉状活性炭
分离炭
树脂柱除铁离子
颗粒炭柱脱色
调PH值至6.7－7.0
脱色液
结晶罐
助晶槽 离心分离机
湿味精 热空气干燥
生产设备图片 成品味精 22
精制工艺说明
从发酵液中提取的谷氨酸,并不就是味精而仅 仅是味精生产过程中的半成品，要将谷氨酸 制成味精成品，首先应将谷氨酸与适量的碳 酸钠或氢氧化钠进行中和，制成谷氨酸钠溶 液，然后经过脱色、除铁，过滤等工序除去 色素。铁等杂质，取后通过减压浓缩、结晶， 离心分离，干燥，过筛等一系列操作，才能 制得纯净的晶体味精产品。
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设备图
示意图
12
罐体是由圆柱形中部及椭圆形或碟形封头焊 接而成的封闭式的受压容器,制造材料为碳 钢或不锈钢，对于大型发酵罐还可用内衬不 锈钢板(厚度2～3mm)或复合钢板制成，以 节约不锈钢材。钢板的厚度要根据最大使用 压力(一般使用灭菌时的蒸汽压力为 0.15MPa表压)来决定。