味精的生产技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,味精的生产技术,一生化法制味精,班级：精化1122,演讲者：李文祥,一、认识产品,味精又名“味之素”，学名“-氨基戊二酸一纳”。,主要成分：谷氨酸钠,化学式：C,5,H,8,O,4,NNaH,2,O,摩尔质量：187.13g mol,-1,分子结构：,物理性质,：外观是八面柱状晶体，不溶于纯酒精、乙醚、丙酮等有机溶剂，易溶于水，比重为1.65，熔点为195，在120以上逐渐失去分子中的晶体水。,在适量盐酸溶液中的比旋光度a,D,=2+25.16在0.2%谷氨酸一钠溶液中的PH值为7.0。,20,温度（）,5,10,15,20,25,30,35,40,溶解度,65.65,67.45,69.43,71.71,74.22,77.02,80.12,83.55,温度（）,45,50,55,60,65,70,85,100,溶解度,87.41,91.57,96.23,104.4,107,113.5,137.5,172,2.与碱作用，生成谷氨酸二钠盐，加酸后又生成单钠盐：,HCl,NaC,5,H,8,O,4,N+NaCl,HCl,C,5,H,8,O,4,NHCl,NaC,5,H,8,O,4,N+HClC,5,H,9,O,4,N+NaCl,化学性质,：,1.与酸作用，生成谷氨酸，或者谷氨酸盐酸盐：,NaC,5,H,8,O,4,N+NaOHNa,2,C,5,H,7,O,4,N+H,2,O,3.在水溶液中加热，引起部分失水而生成焦谷氨酸钠：,H,2,C 一 CH,2,H,2,C 一 CH,2, ,O=C CH一COONaO=C CH一COONa+H,2,O, ,OH H,2,N N,H,+H,2,O（在酸或碱作用下）,NaC,5,H,8,O,4,N,味精的功能及应用：,功能,: 味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96%能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。又能参与脑蛋白质代谢和糖代谢，促进氧化过程，对中枢神经系统的正常活动起良好的作用。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。,应用,：食品风味增强剂，医药（肝脏病患的辅助药物，神经中枢及大脑皮质的补剂，药用谷氨酸内服片，谷氨酸钠注射液，谷氨酸钙注射液，乙酰谷氨酸注射液等），还可用于日用品工业，如用焦谷氨酸钠制高级润肤剂等。,质量标准,规格,指标,项目,单位,晶体,粉状,95%味精,95%味精,80%味精,追根求源,尽管味精广泛存在于日常食品中，但谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用，在20世纪早期，才被人们科学地认识到。1907年，日本东京帝国大学的研究员池田菊苗发现了一种，昆布（海带）汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道，池田在许多食物中都能找到踪迹，尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”。继而，他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利。池田教授将谷氨酸钠称为“味之素”。这种风靡整个日本的“味之素”，很快传入中国，改名叫“味精”。不久，味精风靡全世界，成为人们不可缺少的调味品。,味精是人所共知的调味品。它的诞生至今还不到100年。,说起味精的发明，纯属一种偶然。1908年的一天中午，日本帝国大学的化学教授池田菊苗坐到餐桌前。由于在上午完成了一个难度较高的实验，此刻他的心情特别舒展，因此当妻子端上来一盘海带黄瓜片汤时，池田一反往常的快节奏饮食习惯，竟有滋有味地慢慢品尝起来了。,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。,这一研究，就是半年。半年后，池田菊苗教授发表了他的研究成果，在海带中可提取出一和叫做谷氨酸钠的化学物质，如把极少量的谷氨酸钠加到汤里去，就能使味道鲜美至极。,池田在发表了上述研究成果后，他便转向了其他的工作。,当时一位名叫铃木三朗助的日本商人，正和他人共同研究从海带中提取碘的生产方法。当他一看到池田教授的研究成果后，灵机一动立刻改变了主意，“好哇，咱们不搞提取碘的事了，还是用海带来提取谷氨酸钠吧！”,铃木按响了池田家的门铃，一位学者和一位商人就此携起手来，池田告诉铃木，从海带中提取谷氨酸钠作为商品出售不够现实，因为每,10,公斤的海带中只能提出,0,2,克的这种物质。可是，在大豆和小麦的蛋白质里也含有这种物质，利用这些廉价的原料也许可以大量生产谷氨酸钠。,池田和铃木的合作很快就结出了硕果。不久后，一种叫“味之素”的商品出现在东京浅草的一家店铺里，广告做得大大的,“,家有味之素，白水变鸡汁”。一时间，购买“味之素”的人差一点挤破了店铺的大门。,发展历程：,味精，学名谷氨酸钠。其发展大致有三个阶段：,第一阶段：,1866,年德国人,HRitthasen(,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。,第二阶段：以面筋或大豆粕为原料通过用酸水解的方法生产味精，在,1965,年以前是用这种方法生产的。这个方法消耗大，成本高，劳动强度大，对设备要求高，需耐酸设备。,第三阶段：随着科学的进步及生物技术的发展，使味精生产发生了革命性的变化。自,1965,年以后我国味精厂都采用以粮食为原料（玉米淀粉、大米、小麦淀粉、甘薯淀粉）通过微生物发酵、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠，为市场上增加了一种安全又富有营养的调味品，用了它以后使菜肴更加鲜美可口。,我国的发展历史：,1925年，吴蕴初将自己的生产工艺公开，以做好向欧美行销的准备。19261927年吴蕴初还将“佛手牌”味精的配方、生产技术等，向英、美、法等化学工业发达国家申请专利，并获批准。这也是中国历史上，中国的化学产品第一次在国外申请专利。1926年，佛手牌味精获得美国费城世界博览会金奖。,1930年，1933年，吴蕴初的味精继续在世界博览会上连续获得奖项，佛手牌味精打入了欧洲等海外市场。日本“味之素”在东南亚的市场也被中国产品取代。,按照北洋政府的专利法，吴蕴初的味精专利可以享有5年的专利保护。1926年，吴蕴初宣布，放弃味精的国内的专利，希望全国各地大量仿造生产。此后，国内各地先后出现了十几个味精品牌，国货味精市场极大繁荣，日本的“味之素”除了在日本关东军占领的我国东北地区外，在中国的其他地区再也难见踪影。,1925年，因有了声势浩大的五卅运动相助，日货更受抵制，本来无力与味精竞争的味素更趋颓萎，连南洋的华侨也弃日货味素，改用了国货味精，进入了“天厨”。佛手牌味精不但打入了南洋各国市场，而且很快就成了该市场的紧俏商品。,谷氨酸的生产方法,一，蛋白质水解法（极少使用）,二，合成法,三，发酵法(广泛应用),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, H,2,O,H R H R H R,O,H,O,O,H一N一CH一C一OH+H一N一C一OH+H一N一CH一C一OH, ,H R H R H R,蛋白质的分子中也可能存在谷酰胺，经水解也可得到谷氨酸。,水的催化剂可以用酸（20%HCL或40%H,2,SO,4,）、碱（20%NaOH或14%Ba（OH）,2,）或用蛋白酶。但碱水解得到的产物为光学消旋体，即DL一型氨基酸，而酸水解或酶水解得到的主要为L一型氨基酸。因此，生产上均用酸水解，也可用酶法。,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1501.5小时或者11024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：,COOH COOH, ,（CH,2,）,2,（CH,2,),2, ,CHNH,2,CL + NaOH CHNH,2,+ NaCL + H,2,O,谷氨酸盐酸盐 谷氨酸,+,中和法是将水解液调pH5.66.5，先使中性氨基胺沉淀除去后再调pH3.2，使谷氨酸沉淀析出。,析出的谷氨酸结晶经中和精制，便得到谷氨酸一钠（味精）,蛋白质水解法制造味精的工艺流程为：,面筋,盐酸,水解,过滤,蒸发,结晶,压滤,酸洗,谷氨酸盐酸盐+黑废液,中和、离心,谷氨酸,中和、去铁、脱色,压滤,浓缩、结晶,离心,干燥,过筛,磨粉,99%味精,90%、80%味精,每吨99%味精需要耗用湿面筋（含蛋白质20.4%计）12t,或耗用干面筋（以含蛋白质74.1%）3.85t,或耗用豆粕（以含蛋白质14.5%）20t。,蛋白质水解制作味精是最古老的一个方法。其：,优点,：水解操作易于掌控,缺点,：原料来源少，价格高，得率低，对设备腐蚀性打，劳动繁重,合成法制味精,合成法是用碳化物、丙烯腈、丙烯醛、糠醛等为原料，在高温下合成的。如：,CH,2,=CHCN+CO+H,2,（可逆反应）,羰化Co（CO）,4,120，20MPa,以异戊醇为溶剂,NC一CH,2,一CH,2,一CHO,氰氨化NH,3,+HCN,NC一CH,2,一CH,2,一CH一CN, , NH,2,水解NaOH,2MPa,NaOOC一CH,2,一CH,2,一CH一COONa, , NH,2,H,2,SO,4,HOOC一CH,2,一CH,2,一CH一COOH, , NH,2,H,2,SO,4,HOOC一CH,2,一CH,2,一CH一COOH, , NH,2,（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%）,L一谷氨酸 （得30%）,中和，精制,味精,100200,DL一谷氨酸,消旋,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5030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190200，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。,合成法,优点,：不用粮食原料。,缺点,：需要高温高压，设备需求高，严密，严密性好，不适于一般工厂生产。,发酵法制味精,原料,：淀粉质原料（玉米、小麦、甘薯、大米等），糖蜜原料（甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜）氮源料（尿素或氨水）,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：葡萄糖经糖酵解（EMP)和单磷酸己糖途径(HMP)生成丙酮酸，一方面丙酮酸脱羧生成乙酰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一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。,该技术改进之处,：合理利用原材料，采用新工艺，新技术，提高技术水平，生产设备大型化，自动化，关键设备先进化，加强废水治理和综合利用，提高环境效益,淀粉原料的要求,：尽可能采用纯淀粉含量高的，而蛋白质、酸度和灰分等杂质较低的工业淀粉。对于劣质淀粉，使用前应加以精制处理，力争淀粉原料的相对稳定，以保证发酵生产的稳定性。一般精制淀粉杂质含量比粗制淀粉少，精制淀粉纯淀粉量通常在8384%左右，粗制巅峰含淀粉量仅在7880%左右。,味精的生产全过程可以划分为四个工艺阶段：,原料的预处理及淀粉水解糖的制备,液化和糖化，淀粉先要经过液化阶段，然后再与淀粉酶作用进入糖化阶段。,种子扩大培养及谷氨酸发酵,谷氨酸发酵是一个复杂的微生物成长过程，谷氨酸菌摄取原料的营养，并通过体内特定的酶进行复杂的生化反应。,谷氨酸的提取,利用氨基酸的两性性质，谷氨酸的等电点在pH3.0处，谷氨酸在此酸碱度时溶解度最低，可经长时间的沉淀得到谷氨酸，粗得的谷氨酸经过干燥后封装成袋保存,。,谷氨酸制取味精及味精成品加工,谷氨酸钠溶液经过活性炭脱色及离子交换柱去除Ca、Fe、Mg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295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状况实时控制谷氨酸钠溶液输入量和进水量。进过十几个小时的蒸发结晶，当结晶形体达成一定要求、物料积累到80%高度时，将料液放至助晶槽，结晶成长后分离出味精，送去干燥和筛选。,发酵法制造谷氨酸是国内外使用最广泛的一种方法。,发酵法制作谷氨酸的工艺流程大致如下：,淀粉水解糖或糖蜜,配料,发酵,等电点提取,离心分离,母液上离子交换柱,谷氨酸,洗脱,晶种,一级种子,二级种子,菌种,中和，脱色,真空煮晶,分离,干燥,筛分,成品（味精）,由此流程图可知，制造过程基本分为淀粉水解、种子培养发酵提取、精制等几个工序。由于发酵是目前主要的生产方法，因此着重介绍发酵法。,发酵法的优缺点：,优点,：,原料来源丰富，含糖原料、碳氢化物等经微生物发酵均可获得需要的产品，不像水解法那样，只能利用蛋白质为原料。,得率高，成本低，按目前发酵法水平，每100Kg糖发酵转化为谷氨酸可达45Kg左右，如用碳氢化物，转化率可高达70%以上。成本较水解法低50%以上。,有利于 机械化自动化生产，劳动强度降低，生产率较高,缺点,：需要严密的生产管理和严格的生化操作，否则会由于微生物感染而造成很大的损失，此外还需要理想的生产菌种。,工艺操作,主要设备,功能,过筛,筛选机,去除固体杂质，使原料颗粒均匀,浸泡,浸泡桶,使原料内部结构松散,粉碎,盘磨机,将原料磨碎，便于液化,调浆,调浆桶,调节淀粉乳浓度,液化,液化锅,在一淀粉酶作用下，将淀粉转化为糊精和低聚糖,灭酶,液化锅,升温使酶失活,配料,配料桶,用草酸调ph至4.5,糖化,糖化锅,利用糖化酶将糊精和低聚糖转化为葡萄糖,原料预处理及制糖工艺过程与设备,工艺操作,主要设备,功能,配料,配料桶,使发酵培养基中营养物混合均匀,灭菌,连消塔,杀灭发酵培养基中的杂菌,维持,维持罐,协助杀菌,冷却,喷淋冷却器,冷却至发酵温度,接种发酵,机械搅拌/通风发酵罐,完成谷氨酸发酵过程,谷氨酸发酵工艺设备,工艺操作,主要设备,功能,等电点中和,中和桶,使谷氨酸在等电点附近结晶析出,淌槽,沉淀池,使粗谷氨酸晶体沉淀与菌体、细谷氨酸分离,离心,离心式甩干机,将粗谷氨酸中液体初步甩干,离子交换处理,离子交换柱,对谷氨酸母液选择吸附，与杂质分离，再经洗脱、浓缩，制取谷氨酸,等电点离子换法提取谷氨酸工艺设备,工艺操作,主要设别,功能,中和,中和桶,谷氨酸和碱反应生成味精,除铁,中和桶,用硫化钠去除Fe,3+,过滤,半框压滤机,分离固体沉淀杂质,脱色,炭柱,利用活性炭吸附作用分离中和液中的色素,浓缩结晶,真空煮晶锅,析出味精晶体,分离,三足式离心机,将味精晶体和母液分开,干燥,振动式干燥床,是味精晶体干燥,过筛,振动筛,将不同大小的味精颗粒分开,包装,封口机,包装后，塑料袋封口,味精精制工艺及设备,关键过程与关键技术,1，菌种制备的整个过程牢固无菌概念，严防杂菌污染。,2，流加糖消毒灭菌温度不宜过高，切要迅速降温至3045，105在搅拌以防止糖液的焦化产生焦糖和色素，流加过程中残糖控制量不宜忽高忽低。,3，等电点法提取谷氨酸注意,A、发酵液纯度高：谷氨酸/残糖比值高，胶体少，提前除菌体好；,B、发酵液处理要及时；,C、加酸调pH、温度、育晶时间、搅拌服从结晶规律，特别是观察到晶体后，要停止搅拌2h育晶，否则产物无法沉淀；,D、谷氨酸结晶中要控制条件，避免型结晶析出。,4，中和使用NaCO3，在pH7左右得到谷氨酸一钠，在pH910得到的谷氨酸二钠，因此中和严格控制反应的pH。,5，注意配料顺序：硫酸镁和磷酸氢二钾应分别溶解，交叉加入,工艺参数,温度的控制,pH的控制,溶解氧的控制,种龄和种量的控制,泡沫的控制,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3436,前期pH控制在7.58.5左右,发酵中、后期控制在7.07.2左右,搅拌转速固定不变，通风比适宜,一级种子菌龄控制在1112h,二级种子菌龄控制在78h,消泡剂的用量，一般为发酵液的0.1%0.2%（体积分数）,泡敌的用量为0.02%0.03%（体积分数）,谷氨酸发酵过程中的工艺参数,食用味精的七大禁忌,一忌：高温使用,烹调菜肴时，如果在菜肴温度很高的时投入味精就会发生化学变化，使味精变成焦谷氨酸钠。这样，非但不能起到调味作用，反而会产生轻微的毒素，对人体健康不利。科学实验证明，在,70-90,的温度下，味精的溶解度最好。,所以，味精投放的最佳时机是在菜肴将要出锅的时候。若菜肴需勾芡的话，味精投放应在勾芡之前。根据高温不应放味精这个道理可以得知，您在上浆挂糊时也不必加味精。,二忌：低温使用,温度低时味精不易溶解。如果您想吃拌菜需要放味精提鲜时，可以把味精用温开水化开，晾凉后浇在凉菜上。,三忌：用于碱性食物,在碱性溶液中，味精会起化学变化，产生一种具有不良气味的谷氨酸二钠。所以烹制碱性食物时，不要放味精。如鱿鱼是用碱发制的，就不能加味精。,三忌：用于碱性食物,在碱性溶液中，味精会起化学变化，产生一种具有不良气味的谷氨酸二钠。所以烹制碱性食物时，不要放味精。如鱿鱼是用碱发制的，就不能加味精。,四忌：用于酸性食物,味精在酸性菜肴中不易溶解，酸度越高越不易溶解，效果也越差。,五忌：用于甜口菜肴,凡是甜口菜肴如“冰糖莲子”、“番茄虾仁”都不应加味精。甜菜放味精非常难吃，既破坏了鲜味又破坏了甜味。,六忌：投放过量,过量的味精会产生一种似咸非咸、似涩非涩的怪味，使用味精并非多多益善。一般情况下，每人每天食用味精不宜超过,6,克，否则，就可能产生头痛、恶心、发热等症状过量食用味精也可能导致高血糖。老年人及患有高血压、肾炎、水肿等疾病的病人应慎重食用。,七忌：用于炒黄菜,炒黄菜即炒鸡蛋。鸡蛋本身含有许多谷氨酸，炒鸡蛋时一般都要放一些盐，而盐的主要成分是氯化钠，经加热后，谷氨酸与氯化钠这两种物质会产生新的物质谷氨酸钠，即味精的主要成分，使鸡蛋呈现很纯正的鲜味。炒鸡蛋加味精如同画蛇添足，加多了反而不美。,不宜人群：,味精吃多了，常常会感到口渴，这是因为味精中含有钠，过多摄入可导致高血压。60岁以上的人对钠的摄入尤为敏感，所以，老年人和患有高血压、肾病、水肿等疾病的人尤其应该少吃味精。,锌是婴幼儿身体和智力发育的重要营养素。因此，孕妇、婴幼儿和正在哺乳期的母亲应禁食或少食味精。,因为味精的主要成分是谷氨酸钠，授乳的产妇在摄入高蛋白饮食的同时，再食用过量的味精这样大量的谷氨酸钠，就可通过乳汁进入婴儿体内。谷氨酸钠能与婴儿血液中的锌发生特异性的结合，形成不能被身体吸收的谷氨酸锌而随尿排出，从而导致婴儿锌的缺乏。婴幼儿缺锌不仅会出现味觉差、厌食，还可造成智力减退，生长发育迟缓以及性晚熟等不良后果。可见，过量的谷氨酸钠对婴儿，尤其是12周以内的婴儿发育有严重影响，为了减少进入婴儿体内的谷氨酸钠，产妇产后3个月内不宜食用过量味精，以免造成婴儿锌缺乏症。,结束,