味精的生产剖析.pptVIP

生产原理 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：葡萄糖经过糖酵解（EMP途径）途径和单磷酸已糖途径（HMP途径）生成丙酮酸，一方面丙酮酸脱羧生成乙酰，另一方面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途径（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，要在培养基中添加适量（浓度应在5ug/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。回收的谷氨酸并无鲜味，将其进行中和精制得到味精。 工艺流程说明及主要工艺参数 1.玉米为原料生产味精工艺概述 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工。 2.原料预处理及淀粉水解糖制备 2.1 原料的预处理 目的：初步破坏原料结构，提高原料的利用率，同时去除固体杂质，防止机器磨损。 设备： ①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。 ②盘磨机，锤式粉碎机和辊式粉碎机。 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。 3.1菌种选择 玉米为原料发酵生产味精常用菌株有：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。国产菌株有：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。本工艺选用谷氨酸棒状杆菌。 3.2菌种的活化 把保藏在斜面上的菌体移接到活化斜面（培养基中添加0.1%葡萄糖）上，在30~32℃下恒温培养18~24h，取出后存放于4℃冰箱内，随时取用。 3.3 一级种子培养 为了获得大量健壮的细胞，一级种子培养基应该营养丰富，有利于菌体的生长繁殖。为了避免培养过程中因产生有机酸引起培养基ph下降而造成菌体老化，所以培养基的含糖量要低，一般在2.5%左右。 温度：30～32℃ 时间：10-12h 3.4二级种子培养 通过一级种子扩大培养后，种量仍不能满足发酵用的需要，因此需要进一步扩大培养，二级培养基方面组成应与发酵培养基原料组成一致，只是配比上可有差异，这样就保证了二级种子接到发酵罐后能很快适应环境。经过二级种子培养之后，一般来说，种量能够满足需求，但是有些要求高种量还可以采用三级种子培养。 温度：32～34℃ 时间：6-8h 4.发酵过程与控制 4.1发酵培养基 发酵培养基不仅提供菌体生长繁殖所需要的营养和能量，而且是形成谷氨酸的物质来源，因此，要求发酵培养基含有足够的碳源和氮源，其量比种子培养基中含量要高出很多，发酵培养基的组成和配比，因菌种，设备，工艺条件和原料来源不同而异。通常可以采用以下配比（百分比）进行发酵，菌种采用B9，T6-13菌株，水解糖 12~14，氯化钾（KCL）0.05,尿素0.5~0.8，MgSO4 0.06,玉米0.6ml, pH7.0,Na2HPO4 0.17。 4.2谷氨酸发酵参数与控制 过滤的滤液冷却到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。 4.2.1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。 4.2.2 pH的控制 谷氨酸产生菌的最适宜PH：6.5～8.0.一般发酵前期pH控制在7.5-8.5左右，发酵中、后期pH控制在7.0～7.2，在将近放罐时pH：6.5～6.8为好。 4.2.3溶解氧的控制 谷氨酸产生菌是兼性好氧菌，故控制适当的氧溶量十分重要。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。 4.2.4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；