谷氨酸生产工艺及其应用研究

1、谷氨酸生产工艺及其应用研究09应化 28 苑亚辉摘要：谷氨酸在牛物体内的蛋白质代谢过程中占有重耍地位，参与动物、梢物和微牛物中的许多重耍化学 反应。目前，我国许多工厂采川多种方法来提高谷氨酸产率，如选冇高产菌种、改进发酵工艺、搞好发酵 控制、引进微机控制、增加控制参数等。这些方法对于提高谷氨酸产率非常有效。谷氨酸是生产味精的主要原料，随着发酵法生产谷氨酸技术的发展，我国味 精生产始于1923年，至今已有80多年历史，随着科学技术的不断进步，味精生 产技术也在不断变革，由创建z初的以面筋、豆粕为原料水解法生产工艺，改变 为现在以淀粉为原料发酵法生产工艺，发酵法生产工艺从1964年在上海味精厂 首

2、次投入生产以来，发酵法生产谷氨酸的生产技术进步较大，尤其是近儿年随着 菌种的突破以及新技术，新设备的应用进展更快，进入九十年代，尤其九五年后, 技术进步较快，廿前行业最好水平时(仅少数厂家)制糖收率99%以上，发酵产 酸11-12%,转化率59-62%,提取收率96-98%-制收率96%,与80年代比较全行 业平均制糖收率捉高了 10%,发酵产酸率捉高了 117%,转化率捉高了 43%,捉取 收率提高了 20%,精制收率提高了 8.8%,综合技术指标淀粉消耗下降了 166% 一.生产工艺h前，谷氨酸生产厂家多采用等屯离交工艺等方法从发酵液中提取谷氨酸, 即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调pii值至

3、谷氨酸等电点(pii3. 0- 3.2),温度降 到10以下沉淀，离心分离谷氨酸，再将上清液用硫酸调ph至1.5 ± 732强酸 性阳离子交换树脂，用氨水调上清液ph10进行洗脱，洗脱下来的高流分再用硫 酸调phl. 0返冋等电车间加入发酵液进行等电提取，离交车间的上柱后的上清液 及洗柱水送去环保车间进行废水处理。该工艺方法存在废水量大，治理成本高， 酸碱用量大等缺点此外，部分谷氨酸生产厂家采用连续等电工艺，即将谷氨酸发 酵液适当浓缩后控制40°c左右，连续加入冇品种的等电罐屮，同时加入硫酸， 控制等电罐中h值维持在3. 2左右，温度40°c进行结晶，该工艺方法废

4、水量相 对较少，但谷氨酸提取率及产品质量较差我们提供-种酸碱用量小，废水量小， 且能保证。谷氨酸提取收率及产品质量高的谷氨酸提取工艺方法，具体包括如卜步骤：%1 先将谷氨酸发酵液进行过滤，除去发酵液中菌体蛋白质及色素；%1 将过滤后的发酵液加热至75 95 ,加硫酸调发酵液ph至3.04.0,然后进 入结晶锅进行蒸发浓缩；%1 浓缩至蒸发掉50%80%水份后，出料至助晶槽缓慢冷却至60以下，离心分离 谷氨酸；%1 将离心分离谷氨酸z后的离心水用硫酸调ph至1. 5,上柱即上阳离子交换树 脂，并用氨水洗脱，洗脱下的高流掺入发酵液中进行蒸发浓缩，返冋到第(2)步 骤；%1 1柱后的污水收集到环保车

5、间，进行污水治理目丽，国内味精行业谷氨酸提取体现着两条工艺主线：一是以众多厂家为应 用的等电加离交工艺，二是以莲花为代表的浓缩高温连续等电加转品工艺。同时 两条工艺主线间穿插采用膜过滤等电离交工艺大家都比较熟悉，而浓缩高温连续 等电转晶工艺是莲花公司木着，能减排、优化环保工艺减少环保压力的口的在国 外先进技术的基础上，通过实践探索总结而来，现已取得良好的社会效益和经济 效益，特别是在全民倡导健康，挖潜增效的大背景下效益更加突现。谷氨酸提取也称粗制它是发酵液浓缩，高温连续等电，转晶、多级分离、谷 氨酸中和高温带压，连续水解的有机组合，产品为中和液。二.谷氨酸的应用氨基酸作为人体生长的重要营养物质

6、，不仅具冇特殊的生理作用，而且在食 品工业中貝有独特的功能。构成蛋口质的氨基酸主要有20多种。在食品工业中 应用较多的氨基酸有谷氨酸、赖氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、苏氨酸、精氨酸、纟颉 氨酸、色氨酸、丙氨酸等。各种氨基酸都冇自己独特的呈味效应，其中应用较多 的有谷氨酸钠和甘氨酸。谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具冇增强作用。谷氨酸钠广泛 用于食品调味剂，既可单独使用，乂能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增 香作用。在食品屮浓度为0.2%-0.5%,每人每天允许摄入量(ad1)为0120微克 /t克(以谷氨酸计)。在食品加工中一般用量为0. 2-1. 5克/公斤。甘氨酸具有甜味，和味精协同

7、作用能显着提高食品的风味。谷氨酸作为风味 增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品冇保 鲜作用。1 在日用化妆品中的应用谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种，作为营养药物可用于皮肤和毛发。 用于生发剂，能被头皮吸收，预防脱发并使头发新生，对毛乳头、毛母细胞有营 养功能，并能扩张血管，增强血液循环，冇生发防脱发功效。用于皮肤，对治疗 皱纹有疗效。n酰基谷氨酸钠系列产詁是由谷氨酸缩合而成的性能优良的阴离子表面活 性剂，广泛用于化妆品、香皂、牙膏、香波、泡沫浴液、洗洁净等产品中。生 物表面活性剂n酰基谷氨酸钠不同于化学法合成的表面活性剂，它不但性能优 良，并月具冇良好的生物降

8、解性和安全性，在人体内能分解为氨基酸和脂肪酸 而吸收利用。n酰基谷氨酸钠耐硬水，能在碱性、屮性和弱酸条件下使用。这种表面活 性剂具冇明显的发展优 势，其新的使用性能包括具冇良好的洗净力和发泡力， 对人体无毒无害，无异味，性质柔和无刺激，能稳定酶的活性，是高档香波和浴 液的主要原料，能牢固地吸附在头发和皮肤上，增加和保持头发的柔软、蓬松、 光泽，使皮肤舒适光洁，对毛发角质损伤有保护和修复作用。n酰基谷氨酸钠可用于肥皂的改性剂，在香皂小加入n酰基谷氨酸钠可 缓和对皮肤的刺激，提高香皂在硬水中的钙皂分散性，使泡沫细腻持久，提高发 泡性和洗净力，易于被皮肤吸收，使皮肤保持滋润光滑。n酰基谷氨酸钠具冇抑

9、菌效果，由于无刺激性常可用于儿童洗涤制品和皮 肤病患者，n酰基谷氨酸钠溶液，具有突出的发泡能力和稳泡力，常可与其它 表面活性剂复配，具有协同增效作用。谷氨酸为天然植物成分，出世界上最先进的生物酶工程技术制取，以护发生 发、护肤类化妆品为口用化妆品的发展方向，用谷氨酸合成生物表面活性剂貝有 大的市场。聚谷氨酸是一种出色的环保塑料，可用于食品包装、一次性餐具及其它工业 用途，可在自然界迅速降解，不污染环境。2 在医药行业中的应用谷氨酸还可用于医药，因为谷氨酸是构成蛋口质的氨基酸之一，虽然它不是 人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养与机体代谢，有较高的营养价值。谷氨 酸被人体的吸收后，易与血氨形成谷

10、酰氨，能解除代谢过程中氨的毒害作用， 因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏，是肝脏疾病患者的辅助药物。脑组织只能 氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作为脑组织的能量物质，改 进维持大脑机能。谷氨酸作为神经中枢及大脑皮质的补剂，对于治疗脑震荡或神 经损伤、癫痫以及对弱智儿童均有一定疗效。用谷氨酸制成的成药有药用谷氨酸 内服片，谷氨酸钠（钾）注射液，谷氨酸钙注射液，乙酰谷氨酸注射液等3. 在食品行业中的应用食品工业作为食品及饮料类的增稠剂，改善饮料的味道，作稳定剂添加在 冰淇淋中，纹理强化剂，粘结剂，动物饲料的添加剂，抗冻剂或保护剂，减轻苦 味剂，作为添加剂使用在淀粉食品（面包&面条）可避免老化、改善食品的质地 和保持食物的形状4. 在水处理中的应用在水处理屮可用作重金属的吸收剂或螯合剂5 在食品保健中的应用有利于骨质疏松症者对钙的吸收参考文献：【1】http:/wenku. baidu. com/view/b62c746d58fafab069dc0230. html?from=rec&pos=3&weight二3&1astweight=3&count二5【2】http:/zhidao. baidu. com/