2010年自考農(nóng)學類串講資料匯總

1、味精的生產(chǎn),授課教師：肖順 學生：何叢，林龍,概述,味精：L-谷氨酸單鈉的一水化合物，俗稱味精。,味精的生產(chǎn)工藝圖,,原料的來源,谷氨酸發(fā)酵以糖蜜和淀粉為主要原料。糖蜜：是制糖工廠的副產(chǎn)物，分為甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜兩大類。淀粉：來自薯類、玉米、小麥、大米等,淀粉的預處理,淀粉的水解原料 → 粉碎 → 加水 → 液化 → 糖化 → 淀粉水解糖,,淀粉的液化在?-淀粉酶的作用將淀粉水解生成糊精和低聚糖。淀粉的糖化在糖化酶

2、（如曲霉菌糖化劑）的作用下將糊精和低聚糖水解成葡萄糖。,噴射液化器出口溫度控制在100-105℃，層流罐溫度維持在95-100 ℃ ，液化時間約1h,然后進行高溫滅酶。淀粉漿液化后，通過冷卻器降溫至60 ℃進入糖化罐，加入糖化酶進行糖化。糖化溫度控制在60 ℃左右，pH值4.0-4.4，糖化時間48h.糖化結(jié)束后，將糖化罐加熱至80-85 ℃ ，滅酶30min.過濾得葡萄糖液。,糖化罐,層流罐,噴射液化器,,谷氨酸菌種的培養(yǎng),谷氨酸菌種

3、,我國谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中使用的菌株主要有北京棒桿菌AS.1.299、鈍齒棒桿菌AS.1.542、HU7251、672等。,谷氨酸菌種的擴大培養(yǎng),普遍采用二級種子培養(yǎng)流程:即保藏菌種→斜面種子→搖瓶種子培養(yǎng)→種子罐→發(fā)酵罐一級種子培養(yǎng)1000ml三角瓶中二級種子培養(yǎng)種子發(fā)酵罐,種子發(fā)酵罐,搖瓶種子制備流程,,谷氨酸合成途徑,,由葡萄糖生物合成谷氨酸,谷氨酸發(fā)酵的控制,1 溫度的控制國內(nèi)常用菌株的最適生長溫度為30-34℃， 產(chǎn)

4、生谷氨酸的最適溫度為34～36℃。0～12h的發(fā)酵前期，主要是長菌階段；發(fā)酵12h后，菌體進入平衡期，增殖速度變得緩慢；溫度提高到34～36℃，谷氨酸的生成量就增加。,2 pH的控制,前期一般發(fā)酵前期pH控制在7.5-8.5左右，發(fā)酵中、后期pH控制在7.0～7.2，調(diào)低pH的目的在于提高與谷氨酸合成有關(guān)的酶的活力。尿素被谷氨酸生產(chǎn)菌細胞的脲酶所分解放出氨，因而發(fā)酵液的pH會上升。發(fā)酵過程中，由于菌體不斷利用氨，以及有機酸和

5、谷氨酸等代謝產(chǎn)物進入發(fā)酵液，使N源不足和發(fā)酵液pH下降，需再次流加尿素 。,3 溶解氧的控制,谷氨酸產(chǎn)生菌是兼性好氧菌在實際生產(chǎn)中，攪拌轉(zhuǎn)速固定不變，通常用調(diào)節(jié)通風量來改變供氧水平。通風比（ m3 /m3 .min ）：每分鐘向1m3的發(fā)酵液中通入0.1cm3無菌空氣，用1:0.1表示。,4 種齡和種量的控制,微生物的生長大致可分為適應期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰老期種齡：一級種子菌齡控制在11～12h，二級種子菌齡為7～8h。種量：

6、指接入發(fā)酵罐內(nèi)種子的量占發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵培養(yǎng)基量的百分比。接種量的多少對適應期的延續(xù)時間也有很大的影響。接種量一般以1％為好。種量過多，使菌體生長速度過快，菌體嬌嫩，不強壯，提前衰老自溶，后期產(chǎn)酸不高；如果接種量過少，則菌體增長緩慢，會導致發(fā)酵時間延長，容易染菌。,5 泡沫的控制,生產(chǎn)上為了控制泡沫，除了在發(fā)酵罐內(nèi)安裝機械消泡器外，還在發(fā)酵時加入消泡劑。目前谷氨酸發(fā)酵常用的消泡劑有： 花生油、豆油、玉米油、棉子油、泡敵和硅酮等。

7、 天然油脂類的消泡劑的用量較大，一般為發(fā)酵液的0.1%～0.2%(體積分數(shù))， 泡敵的用量為0.02%～0.03%(體積分數(shù))。,發(fā)酵罐,發(fā)酵過程的控制,谷氨酸的提取,,谷氨酸發(fā)酵液的組分,正常谷氨酸發(fā)酵液的組分如下： 1.L-型谷氨酸，一般以谷氨酸銨鹽(C5H8O4N·NH4)形式存在。 2.無機鹽(K+、Na+、NH+、Mg2+、Ca2+、SO42-等)、殘?zhí)?、色素、尿素以及消泡用的花生油、豆油或合成消泡劑?/p>

8、。 3.大量菌體、蛋白質(zhì)等固形物質(zhì)懸浮在發(fā)酵液中，濕菌體約占發(fā)酵液的2％～5％。 還存在著核苷酸類物質(zhì)及其降解產(chǎn)物和其它氨基酸。,等電點法提取谷氨酸,酸中和向中和罐盤管內(nèi)注入冷凍鹽水，將發(fā)酵液溫度降至22，然后加硫酸中和，使其pH值從7.0降至3.2，溫度從22降至8.該過程要先以較快的速率加酸，將pH先調(diào)整至5.0，停止加酸與攪拌1.5h，保證晶體增長。然后繼續(xù)緩慢加酸調(diào)整，直到pH降為3.2，溫度冷卻至8，達到等電點，停止中和

9、及攪拌。,堿中和過濾得谷氨酸結(jié)晶，加入溫水溶解，用碳酸鈉將谷氨酸溶液的pH值調(diào)到5.6，T=70℃注意：pH---谷氨酸二鈉、谷氨酸 溫度---焦谷氨酸鈉速度—二氧化碳,發(fā)酵液,,冷凍鹽水,發(fā)酵液T=22℃pH=7.0,晶體增長,發(fā)酵液pH=5.0,,,較快加硫酸,停止加酸攪拌,發(fā)酵液pH=3.2T=8 ℃,,緩慢加酸,1.5h,谷氨酸結(jié)晶,谷氨酸溶液,谷氨酸鈉溶液Ph=5.6,,,40~60℃溫水,,碳

10、酸鈉,70 ℃,酸中和,堿中和,,,谷氨酸單鈉的精制,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。2.離子交換柱除去Ca2+,Mg2+,Fe2+離子,離子交換設(shè)備,,3.濃縮結(jié)晶上述溶液含有大量的水，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.在65～70℃條件下進行蒸發(fā)濃縮，當溶液濃度達到30～30.5波美度時，即可加入谷氨酸鈉晶種

11、進行結(jié)晶。,,結(jié)晶罐,谷氨酸單鈉的精制,,4.干燥、包裝 經(jīng)過離心分離后的晶體必須進行干燥處理。目前，采用的干燥方法有箱式烘房干燥，真空箱式干燥、氣流干燥、傳送帶式干燥、振動床式干燥。 結(jié)晶味精要求顆粒大小均勻，因此干燥好的晶體要經(jīng)過振動篩分，除去過大或過小的晶粒，使晶粒大小更加均勻。篩分時能通過10目而不通過24目的晶粒稱為粗晶，能通過14目而不通過28目的晶粒稱為細晶。味精的包裝在大部分工廠均為手工操作，生產(chǎn)效率低。