浅谈味精生产工艺流程

浅谈味精生产工艺流程

黄静

黄静（安徽医学高等专科学校安徽合肥230601）

【摘要】目前，我国味精年产量已达100万T以上，居世界第一。味精由名谷氨酸钠，它是增强食品风味的生物增味剂。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单钠的制备；(4)味精精制。

【关键词】预处理水解发酵精制

【中图分类号】R19【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）35-0050-02

1味精生产工艺

1.1原料预处理及淀粉水解糖制备

1.1.1原料预处理

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，这里选择辊式粉碎机，实现物料的中碎和细碎。

本次设计原料为淀粉，将原料粉碎到0.6-1.5mm的颗粒后才能进行糖化发酵，目的是为了增加原料接触面积。

1.1.2淀粉水解糖制备

由于谷氨酸生产菌不能直接利用淀粉作为碳源，因而必须将淀粉水解为葡萄糖，才能供发酵使用。淀粉水解为葡萄糖先要进入液化阶段，然后再与糖化酶作用进入糖化阶段。

液化阶段：首先利用α-淀粉酶将淀粉浆液化，降低淀粉黏度并将其水解成糊精和低聚糖。液化使用喷射液化器，工作蒸汽压0.4Mpa，温度维持在90℃，液化时间60min，碘色反应呈棕色即可。然后130-140℃灭酶5-10min。经板式换热器冷却到70℃以下，进入糖化罐。从换热器出来的热水供配料和洗滤渣用。

糖化阶段：一定温度下液化后的糊精及低聚糖在糖化罐内将进一步水解为葡萄糖。糖化过程需要加入糖化酶，糖化温度控制在60℃左右，pH值4.0-4.4，糖化时间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，经过换热器、维持罐进行连续消毒后作为培养液进入发酵罐。

1.2种子扩大培养及谷氨酸发酵

1.2.1种子扩大培养

种子扩大培养是为了保证谷氨酸发酵过程所需的大量种子，发酵车间内设置有种子站，完成生产菌种的扩大培养任务。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。

谷氨酸发酵开始前，首先必须配制发酵培养基，并对其作高温短时灭菌处理。消毒后的谷氨酸培养液在流量监控下进入谷氨酸发酵罐，经过罐内冷却蛇管将温度冷却至32℃，接入菌种，添加氯化钾、硫酸锰、消泡剂及维生素等，通入无菌空气，菌种经一段时间适应后，发酵过程即开始缓慢进行。整个发酵过程一般要经历3个时期，即适应期、对数增长期和衰亡期。每个时期对培养液浓度、温度、pH值及供风量都有不同的要求。因此，在发酵过程中，必须为菌体的生长代谢提供适宜的生长环境。经过培养，当产酸、残糖、光密度等指标均达到一定要求时即可放罐。

1.3谷氨酸的提取及谷氨酸单钠的制备

该过程由等电点中和与二次中和两部分完成。

1.3.1谷氨酸的提取

利用氨基酸两性的性质，谷氨酸在等电点时，绝大部分分子以偶极离子状态存在，其分子在静电引力的作用下，易于形成较大的聚合体，即等电点下溶解度最低，可经长时间的沉淀得到谷氨酸。因此提取即用无机酸将发酵液的pH值调整到等电点pH3.2处并获得谷氨酸的结晶。

1.3.2谷氨酸单钠的制备

二次中和（碱中和）是将上述溶液过滤得到谷氨酸结晶，加入40-60℃的温水溶解，用碳酸钠将谷氨酸溶液的pH值调至5.6。谷氨酸是两性电解质，在不同的pH值下有不同的电离方式。pH值低，溶液中的谷氨酸浓度百分率高；pH高，溶液中的谷氨酸二钠的浓度百分率高。谷氨酸及谷氨酸二钠均无味精的鲜味，因此，碱中和时必须控制适宜的pH值，以使谷氨酸尽可能生成谷氨酸单钠。碱中和时速度要缓慢，以免中和时产生大量的二氧化碳泡沫，造成液面升高或逸出。加碱的速度过快，搅拌不均匀还会导致局部pH值过高，同样影响中和效果。中和温度要控制在70℃以内，温度过高，会使谷氨酸钠脱水，生成焦谷氨酸钠，影响产品质量与收率。

1.4味精的精制

谷氨酸单钠粗品经提纯、加工、包装，得到成品，即味精。

谷氨酸钠溶液经过脱色及离子交换柱除去Ca2+、Mg2+、Fe2+离子，即可得到高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发，当波美度达到29.5时放入晶种，进入育晶阶段，根据结晶罐内溶液的饱和度和结晶情况实时控制谷氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时的蒸发结晶，当结晶形体达到一定要求、物料积累到80％高度时，将料液放至助晶槽，结晶长成后分离出味精，送去干燥和筛选。

2总结

谷氨酸提取操作中的要点

谷氨酸发酵是一个较为复杂的生化过程，要使菌体生长迅速、代谢正常、多出产物，必须为其提供良好的生长环境。

溶解氧的控制：谷氨酸菌的生长必须在有氧的环境下进行，根据不同的生长时期改变通风量，其中在对数增长期，菌体生长代谢最活跃，需要的氧量最多。由于菌体生存于发酵液中，发酵液中的溶解氧（DO值）对菌体极为重要。空气经过分配器的小孔进入发酵罐底部，鼓泡而上，再经过充分的搅拌，对O2向液相扩散起到重要的作用。因此，生物供氧不能简单停留在按发酵阶段调整通风量的设定值上，这里采用溶解氧在线分析器、排气CO2和O2浓度分析器组成了多变量的先进控制系统，计算机根据发酵液中实际氧含量及菌体生长代谢情况调节通风量控制系统的设定值和搅拌电机转速，对改善溶解氧的浓度起到了良好的作用。

pH值控制：发酵过程的pH值变化比较缓慢，并且受温度、通风量、菌体的生长代谢情况影响，比一般的酸碱中和过程复杂得多。在整个发酵过程中，pH设定值是时间的函数，每时每刻对pH值的动态精度要求都很高，发酵全程pH值不能低于6.4，否则产酸率、产酸速率将明显下降。在发酵的初始阶段，因为其产酸能力较低，不能过快的增加液氨流量，应对控制器输出适当限幅。采用具有多种约束的非线性PID控制方法，以获得优良的控制效果。

温度控制：根据发酵进行的时间和工艺要求设计一个最优发酵温度设定函数，然后通过计算机根据此函数自动控制温度变化。从发酵开始，温度设定在32℃，每经过12h，升温1-2℃，当发酵时间接近34h时，温度升至37℃。

参考文献：

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