谷氨酸與味精ppt課件(2)-資料下載頁
2025-05-03 18:19本頁面
【正文】 ，細胞易衰老；溫度過低，發(fā)酵周期長。 ? pH 谷氨酸棒狀桿菌能夠利用葡萄糖，經(jīng)過復(fù)雜的代謝過程形成谷氨酸； 但當(dāng)終產(chǎn)物 —谷氨酸的合成過量時，就會抑制 谷氨酸脫氫酶的活性， 從而導(dǎo)致合成途徑中斷，當(dāng)谷氨酸濃度下降時，抑制作用就會被解除，該合成反應(yīng)又重新啟動 。 第五節(jié) 谷氨酸的分離純化 ? 谷氨酸發(fā)酵液、提取液和水解液中，還含有許多雜質(zhì) : ? 諸如丙氨酸、天門冬氨酸等其他氨基酸；乳酸、酮酸等有機酸； ? 各種糖類；各種無機離子； ? 微生物菌體等。 ? 需要通過一系列分離純化技術(shù)，將雜質(zhì)分離，才能得到所需的純化谷氨酸。 ? 谷氨酸分離純化的方法主要有 離心分離、沉淀分離、過濾與膜分離、層析分離 等。 ? 一 、離心分離 ? 離心分離是借助離心機高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使不同大小和不同密度的物質(zhì)分離的技術(shù)。 ? 常速離心機 轉(zhuǎn)速 ≤8000r/min，相對離心力 ≤10kg ? 高速 x 104 r/min，相對離心力 10 100kg ? 超速 – 8 x 104 r/min，相對離心力 8 x 108kg 二 、沉淀分離 ? 沉淀分離是通過改變某些條件，使混合液中某種溶質(zhì)的溶解度降低，從溶液中沉淀析出，而與其他溶質(zhì)分離的技術(shù)。沉淀分離是谷氨酸分離純化過程中經(jīng)常使用的技術(shù)。 ? 等電點沉淀法 ? 等電點沉淀法是利用兩性電解質(zhì)在等電點時溶解度最低，以及不同的兩性電解質(zhì)具有不同的等電點這一特性，通過改變?nèi)芤旱?pH，而對兩性電解質(zhì)進行分離的技術(shù)。 ? 谷氨酸是兩性物質(zhì)，在等電點的條件下，谷氨酸的溶解度最小，谷氨酸的等電點為 pH 。它除與溶液的 pH有關(guān)，溫度越低，溶解度越小，很多生產(chǎn)廠采用低溫等電點法。 二 、沉淀分離 ? 復(fù)合沉淀法 ? 溶液中加入某些大分子物質(zhì)，使之與微生物菌體、蛋白質(zhì)等形成復(fù)合物而沉淀。 ? 加熱沉淀法 ? 經(jīng)加熱使混合液中微生物菌體和蛋白質(zhì)變性而沉淀。谷氨酸發(fā)酵液加熱到 8085℃ ，使菌體蛋白除去。 三 、谷氨酸的離子交換層析 ? 原理： ? 它是利用離子交換劑上的可解離的基團對各種離子的親和力的不同，而使不同物質(zhì)分離的技術(shù)。 ? 由于谷氨酸是一種兩性電解質(zhì)，可以用陽離子交換樹脂也可用陰離子交換樹脂進行分離純化。 ? 在溶液的 pH小于 ，谷氨酸分子帶正電荷，可以用陽離子交換樹脂進行層析分離。由于在此條件下，陽離子交換樹脂對谷氨酸的吸附力較弱，所以應(yīng)采用強酸性陽離子交換樹脂，若采用弱酸性陽離子交換樹脂，則吸附性較差，容易脫落； 三 、谷氨酸的離子交換層析 ? 在溶液的 pH大于 ，谷氨酸分子帶負電荷，則要用陰離子交換樹脂進行層析分離，在此條件下，陰離子交換樹脂對谷氨酸的吸附力較強，宜采用弱堿性陰離子交換樹脂，若采用強堿性陰離子交換樹脂，則吸附牢固而難以洗脫。 四、過濾與膜分離 ? 粗濾 ? 常壓、加壓、減壓過濾 ? 膜分離技術(shù) ?加壓膜分離 ?靜壓膜分離 ? 微濾、超濾、反滲透 ?電場膜分離 ?擴散膜分離 第六節(jié) 谷氨酸鈉的生產(chǎn) ? 谷氨酸鈉，又稱麩酸鈉，谷氨酸一鈉，學(xué)名為一氨基戊二酸一鈉 ?谷氨酸鈉的生產(chǎn)是在前述獲得的純化的谷氨酸的基礎(chǔ)上，再經(jīng)中和、脫色、濃縮、結(jié)晶、分離等步驟制造而成。 純化谷氨酸 → 中和 → 脫色 → 濃縮 → 結(jié)晶 → 分離 味精發(fā)酵生產(chǎn)工藝流程 一 、谷氨酸的中和 ? 谷氨酸的中和是指谷氨酸與堿或堿性鹽反應(yīng)生成谷氨酸鈉的過程。 ? 中和作用所使用的堿是氫氧化鈉，使用的堿性鹽為碳酸氫鈉或碳酸鈉。 ? 在谷氨酸鈉的生產(chǎn)過程中，控制中和液的 pH在～ ，就可使谷氨酸大部分生成谷氨酸鈉。 pH過低，則中和不完全； pH過高，則生成較多谷氨酸二鈉，都會使谷氨酸鈉生成率降低。 ? 溫度一般控制在 60℃ 左右。 二 、除鐵 ? 在谷氨酸加堿中和后，中和液還需要進行除鐵過程，即通過一些處理，以除去存在于中和液中過量的鐵離子。 ? 由于鐵離子容易氧化變成黃色，對谷氨酸鈉的質(zhì)量有所影響。所以谷氨酸鈉產(chǎn)品必須控制鐵離子的含量，一般要求低于 5mg／ kg。 ?(1)硫化鈉除鐵 ? 硫化鈉除鐵是在谷氨酸中和液中加入一定量 10%左右濃度硫化鈉溶液，生成硫化亞鐵沉淀。 ? Fe2+ + Na2S → FeS + 2Na+ ? 由于硫化亞鐵在堿性條件下幾乎不溶于水，而在酸性條件下溶解度較大，所以在操作時為了除鐵較完全，應(yīng)控制好 pH，并加入稍過量的硫化鈉。 (2)離子交換樹脂除鐵 ? 谷氨酸中和液中的鐵，一般以二價或三價鐵離子存在?？梢圆捎眠m當(dāng)?shù)碾x子交換樹脂進行離子交換而除去。 ? 我國常用于谷氨酸中和液除鐵的離子交換樹脂有通用一號樹脂、 122弱酸性陽離子交換樹脂和酚醛樹脂等。 ? 采用離子交換樹脂除鐵，除鐵較完全，而且不會有殘留的硫化鈉存在于谷氨酸鈉產(chǎn)品之中，在實際生產(chǎn)中較多采用。 三、脫色 ? (1)活性炭脫色 ? 采用顆粒狀的活性炭進行脫色時，一般是讓谷氨酸鈉溶液通過活性炭柱，色素被吸附，而得到的流出液為脫除了色素的谷氨酸鈉溶液。 ? 采用粉末狀活性炭進行谷氨酸鈉溶液的脫色時，一般是將粉末狀的活性炭按溶液體積的 1%～ 2%的比例加到谷氨酸中和液中，不斷攪拌 2h左右，使活性炭充分吸附色素，然后通過過濾除去，以達到脫色目的。 (2)離子交換樹脂脫色 ? 由于谷氨酸鈉溶液中所帶的色素大部分是與蛋白質(zhì)結(jié)合的大分子物質(zhì)，一般帶負電荷，所以，選用的脫色樹脂一般都是大孔徑的陰離子交換脫色樹脂。 ? 脫色是在谷氨酸中和、除鐵以后進行，中和液的 pH為 ～ 。脫色溫度以 40～ 50℃ 為宜。 四、 濃縮與結(jié)晶 ?經(jīng)過上述中和、除鐵、脫色處理以后，得到較純的谷氨酸鈉溶液。該溶液含有大量的水，需要經(jīng)過濃縮與結(jié)晶，才能得到所需的谷氨酸鈉結(jié)晶產(chǎn)品。 ? 濃縮 ? 在 65～ 70℃ 條件下進行蒸發(fā)濃縮，當(dāng)溶液濃度達到 30～ ，即可加入谷氨酸鈉晶種進行結(jié)晶。 ? 結(jié)晶 自然起晶、刺激起晶、晶種起晶 ? 加入的晶種顆粒的大小一般為 24～ 40目，加入量一般為谷氨酸鈉含量的 10%～ 15%。加入晶種后，慢慢攪拌。 ? 五、干燥 ? 真空干燥、氣流干燥、紅外線干燥、冷凍干燥、吸附干燥、噴霧干燥等。在谷氨酸鈉結(jié)晶的干燥方面，常用的有真空干燥和氣流干燥等。 味精發(fā)酵設(shè)備 我國味精技術(shù)進展情況 制糖工藝進展： 酸法水解 → 酶酸法水解 → 雙酶法水解。 發(fā)酵工藝進展 ：亞適量生物素水平（產(chǎn)酸 4～ 6g／ dl） → 高生物素水平（產(chǎn)酸 12～ 15g／ dl）。 提取工藝進展 ：等電點法（少數(shù)鋅鹽法） → 等電離交法 → 低溫連續(xù)等電點法（少數(shù)廠家采用）。 精制工藝進展： 全粉炭脫色、硫化堿除鐵 → 顆粒炭脫 色、樹脂除鐵。
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