味精的生产
一、 味精及其生理作用 1. 味精的种类
按谷氨酸的含量分类： 99%、95%、90%、80%四种 按外观形状分类：结晶味精、粉末味精 2.味精的生理作用和安全性
（1）参与人体代谢活动：合成氨基酸 （2）作为能源
（3）解氨毒
味精的毒性试验表明是安全的。 二、味精的生产方法
味精的生产方法：水解法、发酵法、合成法和提取法。 1、水解
原理：蛋白质原料经酸水解生成谷氨酸，利用谷氨酸盐酸盐 在盐酸中的溶解度最小的性质，将谷氨酸分离提取出来，再经 中和处理制成味精。
生产上常用的蛋白质原料——面筋、大豆及玉米等。
水解 中和，提取
蛋白质原料 —— 谷氨酸 —— —— 味精
2、发酵法 原理：
淀粉质原料水解生成葡萄糖，或直接以糖蜜或醋酸为 原料，利用谷氨酸生产菌生物合成谷氨酸，然后中和、提取 制得味精。
淀粉质原料—→糖液—→谷氨酸发酵—→中和 —→味精
3、合成法
原理：石油裂解气丙烯氧化氨化生成丙烯腈，通过羰化、 氰氨化、水解等反应生成消旋谷氨酸，再经分割制成L-谷氨酸， 然后制成味精。
丙烯→氧化、氨化→丙烯睛→谷氨酸→味精 4、提取法
原理：以废糖蜜为原料，先将废糖蜜中的蔗糖回收，再将废液 用碱法水解浓缩，提取谷氨酸，然后制得味精。
水解、浓缩 中和，提取
废糖蜜 ————→ 谷氨酸 ————→ 味精
二、 味精的生产工艺图
三、 原料来源
谷氨酸发酵以糖蜜和淀粉为主要原料。
糖蜜：是制糖工厂的副产物，分为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜两大类。 淀粉：来自薯类、玉米、小麦、大米等 1、淀粉的预处理 （1）淀粉的水解
原料 → 粉碎 → 加水 → 液化 → 糖化 → 淀粉水解糖
（2）淀粉的液化
在?-淀粉酶的作用将淀粉水解生成糊精和低聚糖。 （3）淀粉的糖化
在糖化酶（如曲霉菌糖化剂）的作用下将糊精和低聚糖水解成葡萄糖。
喷射液化器出口温度控制在100-105℃，层流罐温度维持在95-100 ℃ ，液化时间约1h,然后进行高温灭酶。淀粉浆液化后，通过冷却器降温至60 ℃进入糖化罐，加入糖化酶进行糖化。糖化温度控制在60 ℃左右，pH值4.0-4.4，糖化时间48h.糖化结束后，将糖化罐加热至80-85 ℃ ，灭酶30min.过滤得葡萄糖液。
喷射液化器 层流罐
糖化罐
四、谷氨酸菌种的培养
1、谷氨酸发酵菌的特征和分类
谷氨酸发酵菌分属于棒杆菌属、短杆菌属、小节菌属和节杆菌属中的细菌。 ⑴棒杆菌属
细胞为直或微弯的杆菌，常呈一端膨大的棒状，不运动，革兰氏染色阳性。例如，AS.1.299，AS.1.542等。
⑵短杆菌属
细胞为短的不分支的直杆菌，大多数不运动，革兰氏染色阳性。 ⑶小节菌属
为杆状菌，形状和排列都和棒杆菌相似，有时呈球杆菌状。 ⑷节杆菌属
主要特点是在培养过程中出现细胞形态由球菌变杆菌，由杆菌变球菌。一般不运动。
我国谷氨酸发酵生产中使用的菌株主要有北京棒杆菌AS.1.299 钝齿棒杆菌AS.1.542、HU7251、672等。 2、谷氨酸菌种的扩大培养 普遍采用二级种子培养流程:
即保藏菌种→斜面种子→摇瓶种子培养→种子罐→发酵罐 (1)、菌种的扩大培养
斜面菌种培养：32℃培养 培养基成分 AS.1.299 AS1.542 HU7251或B9 672 蛋白胨（%） 1 1 1 1 牛肉膏（%） 1 0.5 1 1 氯化钠（%） 0.5 0.5 0.5 0.5 葡萄糖（%） — 0.1 0.1 — 琼脂（%） 2 2 2.7 2 pH 7.0~7.2 7.0 7.0~7.2 7.0 (a)、一级种子的培养 将培养好的培养基分装于1000ml三角瓶中，每瓶装200~250ml液体培养基，瓶口用6层纱布加一层绒布包扎，在0.1MPa的蒸汽压下灭菌30min。每只斜面菌种接种3只一级种子三角瓶。接种后，32℃振荡培养12h。培养好的一级种子放在4℃冰箱备用。
(b)、二级种子的培养 通常使用种子罐培养，种子罐的大小是根据发酵罐的容积配套确定的。二级种子的数量是发酵培养液体积的1%。二级种子的培养温度为32℃，时间为7~10h (2)、种子的质量要求
(a)、镜检菌体健壮，排列整齐，大小均匀，呈单个或八字形排列。革兰氏染色阳性。 (b)、要求二级种子活力旺盛，对数期种子的呼吸强度（QO2）大于1000?lO2/ml·h。 (c)、平板检查，菌落蛋黄色，中间隆起，表面湿润，有光泽边缘整齐，呈半透明状。
(d)、小摇瓶发酵试验，产酸稳定，并在高峰
五、谷氨酸合成途径
1、谷氨酸发酵的控制 （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。 （2）、PH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 。 （3）、溶解氧的控制
? 谷氨酸产生菌是兼性好氧菌
味精的工艺流程
