味精的生产工艺

1、谷氨酸钠的生产工艺学生：张欣舒，指导教师：李永丽内蒙古工业大学化工学院，呼和浩特，010051摘要味精是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。味精的主要作用是增加食品的 鲜味，在中国菜里用的最多，也可用于汤和调味汁。中国自 1965年以来已全部 采用糖质或淀粉原料生产谷氨酸，然后经等电点结晶沉淀、离子交换或锌盐法精 制等方法提取谷氨酸，再经脱色、脱铁、蒸发、结晶等工序制成谷氨酸钠结晶。 现在随着工业的发展的，味精的加工规模、设备等也向着大型化发展。本文论述 了味精生产的发展过程、生产设备与生产配料选择等内容。关键词：谷氨酸；发展过程；生产工艺；生产设备；配料选择引言1861年能国的一位教授从小麦的

2、面筋当中，第一次提取出味精的 组成成分谷氨酸。1908年，日本池田菊苗教授采用水提取和结晶的 方法，从海带中分离出谷氨酸，制成一种新型的调味品，并将其味道 命名为umami （鲜味），即谷氨酸钠，申请了专利并起名“味之素”。 日本的味之素传入中国后，引起一位名叫吴蕴初的化学工程师的兴趣， 买了一瓶来研究，后来他独立发明出一种生产谷氨酸钠的方法，称之为味精。在小麦戴皮（面筋）中，谷氨酸的含量可达 40%,他先用 34%的盐酸加压水解面筋，得到一种黑色的水解物，经过活性炭脱色， 真空浓缩，就得到白色结晶的谷氨酸。再把谷氨酸同氢氧化钠反应， 加以浓缩、烘干，就得到了谷氨酸钠。他是世界上最早用水解法来

3、生 产味精的人1。用水解法生产味精很不经济，因为这种方法要耗用很 多粮食，每生产1吨味精，至少要花费40吨的小麦。而且，在提取 谷氨酸钠时要放出许多味道不好的气体， 使用的盐酸也易腐蚀机器设 备，还会产生许多有害污水。因此，味精公司不得不继续进行研究工 作，以便用更好的方法生产出更好的产品来2。1956年，日本协和发 酵公司宣布，发现找到了短杆菌。谷氨酸钠的发酵法生产就此诞生。 科学家们用糖、水分和尿素等配制成培养液，再用高温蒸汽灭菌法将 那些杂菌统统杀死，然后把培育好的纯种短杆菌在最有利的环境下接 种进去，让它们繁衍后代。短杆菌把绝大部分的糖和尿素转变为谷氨酸，最后，把它中和成为钠盐 网。近

4、几年来，很多味精公司、生物研 究所等都在致力于开发新的耗糖少，产酸多，产酸稳定的菌种。1、谷氨酸生产工艺1.1 发展历程第一阶段：1866年德国人H Ritthasen俚德豪森）博士从面筋中 分离到氨基酸，他们称谷氨酸，根据原料定名为秋酸或谷氨酸（因为 面筋是从小麦里提取出来的）。1908年日本东京大学池田菊苗试验， 从海带中分离到L一谷氨酸结晶体，这个结晶体和从蛋白质水解得到 的L一谷氨酸是同样的物质，而且都是有鲜味的。第二阶段：以面筋 或大豆粕为原料通过用酸水解的方法生产味精，在1965年以前是用这种方法生产的。这个方法消耗大，成本高，劳动强度大，对设备要 求高，需耐酸设备。第三阶段：随着

5、科学的进步及生物技术的发展， 使味精生产发生了革命性的变化4。自1965年以后我国味精厂都采 用以粮食为原料（玉米淀粉、大米、小麦淀粉、甘薯淀粉）通过微生 物发酵、提取、精制而得到符合国家标准的谷氨酸钠，为市场上增加 了一种安全又富有营养的调味品，用了它以后使菜肴更加鲜美可口。1.2 谷氨酸生产工艺的绿色探索谷氨酸的生产一向不太受到好评，主要是原有的生产工艺不能顺 应国家的宏观政策，在能源和环保方面做得不好。目前为止，谷氨酸 生产企业的工艺路线也是有很大差别，总体来说，可以分为三类：传 统工艺：亚适量菌种+单罐等电+离交+喷浆造粒；最新工艺：温敏型 菌种+浓缩连续等电+变晶+生物饲料（肥料）；

6、混合工艺：亚适量菌 种+单罐等电+离交+变晶+喷浆造粒，温敏型菌种+浓缩连续等电+变 晶+喷浆造粒。这三种工艺的区别主要体现在发酵、提取以及环保 方面，淀粉和糖的工艺相对来说都比较成熟，区别不大，之所以把工 艺这样区别，主要是从技术的更新替代方面来说。 最新的工艺并不能 代表是最先进的技术，并不一定是最佳工艺，随着技术进步，可能会 有更好更完善的工艺来代替。对于发酵来说，菌种的影响因素至关重要，它影响转化率和单罐 产量，最终影响着生产成本和经济效益。从长远和发展的观点来说， 高产酸菌种的使用势在必行，高产酸菌种不仅仅是指温敏型菌种， 也 包括产酸和转化率高的亚适量菌种6。发酵原辅料的选择也很重

7、要， 随着国家政策的变化，能找到更好更经济的原辅料来进行发酵生产已 经影响到了企业的利润空间，对谷氨酸企业来说，相同的工艺比拼的 就是原辅料的消耗和价格了，比如氮源，豆浓、氨基酸粉、玉米浆等 都可以作为氮源使用，因为价格差异较大，用哪种用多少如何合理分 配使用以期达到最佳发酵成绩尤为重要。2、生产所用设备味精加工设备与选型根据味精生产工艺可知，其生产设备包括： 原料处理设备（粉碎、蒸煮、糖化设备）、培养基制备设备、菌种选 育及培养扩大设备、发酵设备、空气净化系统、谷氨酸分离设备、味 精制造设备（中和、脱色、除铁、结晶设备等）、计量包装设备等。 其中，关键技术设备为糖化设备、发酵设备、分离设备、

8、中和罐、脱 色罐、结晶设备等。2.1糖化设备分为间歇糖化设备和连续糖化设备，间歇糖化设备又称糖化锅， 为一罐体，由加热系统、冷却系统、进料系统、出料系统、加曲装置 等构成，糖化的整个过程都始终处于糖化锅中。而连续糖化设备则由后熟器、真空装置、糖化锅、液曲罐、冷凝器、硫酸桶等组成 7。 2.2发酵设备近几年，新设计的240,450,790m 3等大型和超大型发酵罐不断投 入生产，为氨基酸工业的发展做出重要贡献8。由我国独立研发设计 的793m 3大型发酵罐已经投产，该设备是目前国内外最大的氨基酸 发酵罐，全部使用国产化材料制作，由我国工程技术人员和技术工人 制作和安装调试，突破诸多技术难点，取得

9、成功9。经过近几年的研 发和生产摸索，在满足工艺条件下，发酵罐容积与电机功率之比为1m 3 <0.7 kW,如350m3发酵罐配用250 kW电机，450m ,发酵罐配 用 300 k W 电机10。2.3 脱色设备国内主要脱色方法有活性炭脱色和离子交换树脂脱色， 活性炭类 型较多，用于味精脱色活性炭，主要有粉末状药用炭和K -15颗粒活 性炭两种11。2.4 结晶设备真空煮晶锅通常用于分批操作对蔗糖、味精、柠檬酸等进行结晶， 当结晶过程完成时，破坏真空，由底阀排放至分离机（通常用三足式 离心机）分离母液，得到谷氨酸钠的湿晶体12。味精行业近年来设计的新型内热搅拌结晶罐，不但设备大型化，

10、生产周期短，产量高，同 时节能效果也极为显著，因此目前全国味精行业已在使用。2.5 分离设备去除粘附在味精晶体上的母液和水分， 借助离心力的作用，将晶 体上的液体甩去。结晶分离多采用三足式离心机，为减轻劳动强度可 用三足式下卸料离心机或卧式活塞推料离心机提高效率 13。三足式过 滤离心机是最早出现的一种过滤式离心机， 至今目前仍广泛应用于生 物工业，由于各种新技术的相继应用，三足式过滤离心机得到了迅速 发展，出现了许多新型的自动操作的三足式过滤离心机，整个操作在完全自动的周期性循环过程下进行14。2.6 干燥设备根据味精产品性质和质量要求选择干燥设备，因含有结晶水，所以干燥温度需严格控制，以不

11、超过 80c为宜。干燥设备可用箱式烘 房、真空箱式干燥、气流干燥、带式干燥、振动流化床式干燥等。振 动流化床式干燥特点适合于味精干燥，振动流化干燥器是在干燥器内 装有振动床的装置15。味精晶体在振动床上被通入干燥器内的干热空 气所干燥。3、生产中配料选择通过查阅资料，发现影响谷氨酸发酵生产的因素有很多 ，有时在 菌种、发酵培养基及种子培养基无任何变化的情况下 ，生产中出现周 期延长或缩短，产酸、提取收率不稳定，发酵生产波动，使成本上升, 效益下降，令管理者十分头疼。往往就是采取减少或增加糖蜜、玉米浆用量，更换菌种等措施16。实际在谷氨酸发酵生产中很难找到菌种 与生物素用量最佳配比，不是生物素用

12、量多了 ，就是少了，造成周期 不稳定。生物素用量固定的前提下，发酵生产中周期，产酸，及收率 出现波动，往往是原材料变化。如新进南方糖蜜生物素含量发生变化 生产淀粉的玉米产地的变化造成糖液中各种营养成份含量波动，玉米浆质量的变化等关键因子17,由于目前大部分谷氨酸发酵厂家化 验手段及仪器都存在缺陷，不能准确测出原材料营养成份及含量，给 稳产、高产带来了很大困难，加强原材料特别是关键因子化验数据准 确分析势在必行，也是谷氨酸发酵生产稳定的基础，另外菌种配方、 性能也是不可忽视的一个方面。4、结束语近几年，味精生产设备向大型化、自动化发展。发酵罐向大型化、 自动化方向发展，致力打造绿色生产、稳定生产

13、、节能生产。在味精 生产工艺上，科研技术人员不断对设备、生产条件、配料等进行研发 改革。在充分认识行业差距，借鉴国内外、业内外先进经验的基础上， 不断技术创新，加速企业技术进步，为味精工业发展做出更大贡献。 味精工业是技术密集型产业，展望未来，味精工业将会达到更高水平， 味精工业前景将更加美好。参考文献1吴蕴初：中国的味精大王我国工商业发展纪实之H一.东南大学STS研究中心.蒋玲.参考经济报2008.08.29 第012版.2Sano Chiaki.History of glutamate production.The American Journal of ClinicalNutrition

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