1、食品發酵之 知識拓展知識拓展 味精味精定義：味精是無色至白色的柱狀結晶或白色結晶性粉末，含一分子結晶水，無氣味，易溶于水，微溶于乙醇，無吸濕性，對光穩定，中性條件下水溶液加熱也不分解，一般情況下無毒性。有很濃的鮮味，味精被食用后，經胃酸作用轉化為谷氨酸，被消化吸收構成蛋白質并參與體內其他代謝過程，有較高的營養價值。種類：味精的品種較多，一般將其分為四大類，即普通味精，強力味精、復合味精、營養強化味精。味精的重要性：1 1、生物化學的研究顯示，味精中的谷氨酸是生物體內氨基酸和碳水化合物代謝的重要橋梁2 2、美國ReedsReeds博士的最新研究發現，飲食中的谷氨酸進入消化道時，提供消化道表面細胞

2、代謝所需的大部分能量，也提供其合成必需氨基酸所需的材料。3 3、SchiffmanSchiffman教授的研究證實，食物中添加味精可以增加正常老人和患病老人的攝食量，也顯著地改善營養狀況和身體免疫力。味精各種生產方法比較味精各種生產方法比較制造方法制造方法原理原理原料原料優點優點缺點缺點改進方向改進方向蛋白質水解法蛋白質水解法蛋白質是由許蛋白質是由許多多-氨基酸氨基酸的分子縮合而的分子縮合而成，將其水解成，將其水解即可得到相應即可得到相應的氨基酸的氨基酸面筋，豆餅，面筋，豆餅，玉米蛋白玉米蛋白水解操作易于水解操作易于掌握掌握原料來源少，原料來源少，價格高價格高此法古老，現此法古老，現已很少使用

3、，已很少使用，已被發酵法代已被發酵法代替替合成法合成法高溫高壓下將高溫高壓下將原料碳化，腈原料碳化，腈氨化，水解以氨化，水解以及中和精制及中和精制碳化物、丙烯碳化物、丙烯醛、糠醛、丙醛、糠醛、丙烯腈烯腈不用糧食為原不用糧食為原料料需要高溫高壓需要高溫高壓的條件，設備的條件，設備要求高、嚴密要求高、嚴密性好性好一般工廠不適一般工廠不適于生產于生產發酵法發酵法淀粉水解、菌淀粉水解、菌種培育使配料種培育使配料發酵，提取谷發酵，提取谷氨酸將其精制氨酸將其精制含糖原料、碳含糖原料、碳氫化合物等氫化合物等原料來源豐富，原料來源豐富，得率高，成本得率高，成本低，有利于機低，有利于機械化自動化生械化自動化生產

4、產需嚴密的生產需嚴密的生產管理和嚴格的管理和嚴格的生化操作，否生化操作，否則會由于微生則會由于微生物感染而造成物感染而造成很大的損失很大的損失需要理想的生需要理想的生產菌種產菌種一、谷氨酸生產二、谷氨酸提取三、谷氨酸制味精Table of Contents內容大綱一、谷氨酸生產一、谷氨酸生產谷氨酸生產原料及其處谷氨酸生產原料及其處理理1谷氨酸合成途徑谷氨酸合成途徑3谷氨酸發酵工藝谷氨酸發酵工藝5谷氨酸產生菌谷氨酸產生菌2谷氨酸代謝調控谷氨酸代謝調控4（一）谷氨酸生產原料及處理一）谷氨酸生產原料及處理CA原料：原料：淀粉淀粉（玉米、小麥、甘薯、大米等）；（玉米、小麥、甘薯、大米等）；糖蜜糖蜜（甘

5、蔗糖蜜、甜菜糖蜜）；醋酸；乙醇；（甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜）；醋酸；乙醇；正烷烴（液體石蠟）；氮原料：尿素或氨水正烷烴（液體石蠟）；氮原料：尿素或氨水B糖蜜的預處理：糖蜜的預處理：原因原因：糖蜜（特別是甘蔗糖蜜中含有過量的生物素，會導致：糖蜜（特別是甘蔗糖蜜中含有過量的生物素，會導致光長菌體，不產谷氨酸的后果，影響谷氨酸的積累光長菌體，不產谷氨酸的后果，影響谷氨酸的積累目的目的：降低：降低生物素生物素的含量的含量方法方法：活性炭處理法；水解活性炭處理法；樹脂處理法：活性炭處理法；水解活性炭處理法；樹脂處理法淀粉糖化的方法：淀粉糖化的方法：酸解法；酶解法；酸酶法；酸解法；酶解法；酸酶法；酶酸法酶酸法種

6、類谷氨酸棒桿菌、黑色短桿菌、乳糖發酵短桿谷氨酸棒桿菌、黑色短桿菌、乳糖發酵短桿菌、嗜氨小桿硫殖短桿菌。我國使用的菌株菌、嗜氨小桿硫殖短桿菌。我國使用的菌株主要有北京棒桿主要有北京棒桿AS.1.299AS.1.299，鈍齒棒桿菌，鈍齒棒桿菌AS.1.542AS.1.542、HU7251HU7251、672672等等。形態上的共同特點（芽孢桿菌除外1 1、革蘭氏陽性；、革蘭氏陽性；2 2、菌體為球形、短桿至、菌體為球形、短桿至棒狀；棒狀；3 3、不形成芽孢；、不形成芽孢；4 4、沒有鞭毛，不能、沒有鞭毛，不能運動；運動；5 5、都是生物素缺陷型；、都是生物素缺陷型；6 6、都是需氧、都是需氧型微生

7、物型微生物（二）谷氨酸產生菌（二）谷氨酸產生菌（三）谷氨酸合成途徑（三）谷氨酸合成途徑（1)1)氨基酸轉移作用氨基酸轉移作用 (2)(2)還原氨基化作用還原氨基化作用 （1 1）糖酵解途徑（）糖酵解途徑（EMPEMP途徑）途徑） （2 2）磷酸己糖途徑（）磷酸己糖途徑（HMPHMP途徑）途徑） （3 3）三羧酸循環途徑（）三羧酸循環途徑（TCATCA途徑途徑) ) （4 4）乙醛酸循環途徑（）乙醛酸循環途徑（DCADCA途徑）途徑） （5 5）伍德）伍德- -沃克反應（沃克反應（CO2CO2固定反應）固定反應） （6 6）-酮戊二酸的還原氨基化反應酮戊二酸的還原氨基化反應（1 1）谷氨酸脫氫酶

8、活性強）谷氨酸脫氫酶活性強（2 2）還原性輔酶）還原性輔酶IIII進入呼吸鏈能量缺陷或微弱進入呼吸鏈能量缺陷或微弱（3 3）不利用谷氨酸）不利用谷氨酸（4 4）解除谷氨酸反饋機制）解除谷氨酸反饋機制（5 5）具有向胞外分泌谷氨酸的能力）具有向胞外分泌谷氨酸的能力（6 6）不利于谷氨酸）不利于谷氨酸合成方式合成方式合成途徑合成途徑谷氨酸產生菌生化谷氨酸產生菌生化特征特征谷氨酸代謝調控谷氨酸代謝調控菌體代謝調節控制細胞膜通透性的特異調節發酵條件的適合（四）谷氨酸的代謝調控（四）谷氨酸的代謝調控菌體代謝調節控制菌體代謝調節控制1 1、優先合成與反饋調節、優先合成與反饋調節2 2、糖代謝的調節、糖代謝

9、的調節 （1 1）能荷控制）能荷控制 (2) (2)生物素對糖代謝的調節生物素對糖代謝的調節3 3、氮代謝的調節、氮代謝的調節4 4、其他調節、其他調節細胞膜通透性的特異調節細胞膜通透性的特異調節控制細胞膜通透性的方法：控制細胞膜通透性的方法：（1 1）控制磷脂的合成）控制磷脂的合成（2 2）控制細胞壁的合成：選育溫敏突變株）控制細胞壁的合成：選育溫敏突變株發酵條件的適合發酵條件的適合1 1、溫度的控制，國內常用菌株最適生長溫度、溫度的控制，國內常用菌株最適生長溫度30-3430-34，產生谷氨酸最適溫，產生谷氨酸最適溫度度34-3634-362 2、PHPH的控制，一般發酵的控制，一般發酵前

10、期前期PHPH控制在控制在7.5-8.57.5-8.5左右，發酵左右，發酵中后期中后期PHPH控制在控制在7.0-7.27.0-7.2，調低調低PHPH的目的在于提高與谷氨酸合成有關的酶的活性的目的在于提高與谷氨酸合成有關的酶的活性3 3、溶氧量的控制，谷氨酸產生菌是兼性好氧菌，通常調節通風量來改變供溶氧量的控制，谷氨酸產生菌是兼性好氧菌，通常調節通風量來改變供氧水平氧水平4 4、種齡和種量的控制，一級種子菌齡控制在、種齡和種量的控制，一級種子菌齡控制在11-1211-12小時小時，二級種子菌齡控，二級種子菌齡控制在制在7-87-8小時。接種量為小時。接種量為1%1%5 5、泡沫的控制，除了在

11、發酵罐內安裝機械消泡器外，還在發酵時加入消泡、泡沫的控制，除了在發酵罐內安裝機械消泡器外，還在發酵時加入消泡劑劑6 6、ODOD值是細菌個數、菌體大小和發酵液色澤深淺的綜合反應。控制值是細菌個數、菌體大小和發酵液色澤深淺的綜合反應。控制ODOD值的值的增長是保證菌體在胞外大量蓄積谷氨酸的重要手段增長是保證菌體在胞外大量蓄積谷氨酸的重要手段（五）谷氨酸的發酵工藝五）谷氨酸的發酵工藝種子的擴大培種子的擴大培養養種子的擴大培養：保藏菌種種子的擴大培養：保藏菌種斜面活化斜面活化一級種子培養一級種子培養二級種子培養二級種子培養發酵罐發酵罐發酵培養基發酵培養基主要成分：（主要成分：（1 1）碳源；）碳源；

12、（2 2）氮源；（）氮源；（3 3）無機鹽；）無機鹽；（4 4）生長因子）生長因子培養基滅菌培養基滅菌實罐培養基滅菌條件：實罐培養基滅菌條件：105-105-110110，滅菌，滅菌5min5min連續滅菌條件：連消塔滅菌溫連續滅菌條件：連消塔滅菌溫度為度為110-115110-115，維持罐溫度在，維持罐溫度在105-110105-110約約6min6min；冷卻至；冷卻至3030主要方法1 1、等電點法、等電點法2 2、離子交換法、離子交換法3 3、金屬鹽法、金屬鹽法4 4、鹽酸水解等電點法、鹽酸水解等電點法5 5、離子交換膜電滲析法、離子交換膜電滲析法”“二、谷氨酸提取二、谷氨酸提取味精

13、生產工藝流程原料的預處理及淀粉水解糖的制取原料的預處理及淀粉水解糖的制取 谷氨酸用適量的谷氨酸用適量的NaCO3 NaCO3 中和后，在經過過濾、中和后，在經過過濾、 谷氨酸生產菌種子的擴大培養谷氨酸生產菌種子的擴大培養 濃縮、離心分離等步濃縮、離心分離等步 驟最終制成味精驟最終制成味精谷氨酸發酵谷氨酸發酵 谷氨酸的提取與分離谷氨酸的提取與分離 由谷氨酸制成味精及味精成品加工由谷氨酸制成味精及味精成品加工 ”“三、谷氨酸得到味精三、谷氨酸得到味精 在味精生產過程中，所加的液氨以硫氨式排出，在味精生產過程中，所加的液氨以硫氨式排出，只是起到調節只是起到調節PHPH的作用。而且在增大成本的同時也增的作用。而且在增大成本的同時也增大了環境的污染，造成資源浪費。對此現象