味精的生产工艺：从水解法到发酵法的转变及进展

（一）工艺流程（按产品的形成过程）

（二）操作要点

从1923年我国开始生产味精以来，至今已有90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，由创建之初的以面筋、豆粕为原料的水解法生产工艺改变为现在以糖质为原料的发酵法生产工艺。发酵法制造味精的生产技术进步较大，尤其近几年进展更快，无论菌种还是工艺方法及装备水平，都逐步缩小了与国际上的差距。目前我国味精的生产一般分为制糖（液化和糖化），谷氨酸发酵、中和提取及谷氨酸钠精制等主要工序。

1.液化和糖化

目前大多数味精厂都使用淀粉作为原材料，淀粉先要经过液化阶段，然后再与β-淀粉酶作用进入糖化阶段。首先利用α-淀粉酶将淀粉浆液化，降低淀粉黏度并将其水解成糊精和低聚糖，因为淀粉中蛋白质的含量低于原来的大米，所以经过液化的混合液可直接加入糖化酶进入糖化阶段，而不用像以大米为原材料那样液化后需经过板筐压滤机除去大量蛋白质沉淀。液化过程中除了加淀粉酶还要加氯化钙，整个液化时间约30min。一定温度下液化后的糊精及低聚糖在糖化罐内进一步水解为葡萄糖。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值为4.5，糖化时间为18～32h。糖化结束后，将糖化罐加热至80～85℃，灭酶30min。过滤得葡萄糖液，经过压滤机后进行油水分离，再经过滤、连续消毒后进入发酵罐。

2.谷氨酸发酵

消毒后的谷氨酸培养液在流量监控下进入谷氨酸发酵罐，经过罐内冷却蛇管将温度冷却至32℃，置入菌种，如氯化钾、硫酸锰、消泡剂及维生素等，通入消毒空气，经一段时间适应后，发酵过程即开始缓慢进行。谷氨酸发酵是一个复杂的微生物生长过程，谷氨酸菌摄取原料的营养，并通过体内特定的酶进行复杂的生化反应。培养液中的反应物透过细胞壁和细胞膜进入细胞体内，将反应物转化为谷氨酸产物。整个发酵过程一般要经历3个时期，即适应期、对数增长期和衰亡期。每个时期对培养液浓度、温度、pH值及供风量都有不同的要求。因此，在发酵过程中，必须为菌体的生长代谢提供适宜的生长环境。经过大约34h的培养，当产酸、残糖、光密度等指标均达到一定要求时，即可放罐。

3.谷氨酸提取

谷氨酸发酵产物中除含有大量谷氨酸外，发酵液中还含有菌体及其他杂质，其含量因菌种和发酵工艺条件而不同。通常发酵液中谷氨酸铵盐含量为5%～8%，其他氨基酸总量不超过0.5%，残糖低于1%，铵盐约0.8%，无机离子的量也很少，湿菌体占2%以上，还含有一定数量的有机酸、色素及残存的消泡剂。所以进行谷氨酸的分离纯化，是利用谷氨酸与杂质间的物理、化学性质的差异，采用适当方法将其与杂质分开。国内味精厂主要采用等电点法、离子交换法、锌盐法等。(www.xing528.com)

（1）等电点法：将发酵液加盐酸调pH值至谷氨酸的等电点，使谷氨酸沉淀析出，其收率可达60%～70%。采用低温冷冻等电点法，将液温降至5℃以下，收率可达78%（发酵液谷氨酸含量大于5.5%）。

①加酸调等电点：谷氨酸的等电点pH值约为3.2，将发酵完毕的发酵液放入等电池，待温度降至30℃加盐酸调pH值至4.0～4.5，观察晶核是否形成。如有晶核形成，停酸育晶1～2h，使晶核增大，然后缓慢将pH值调至3.0～3.2，继续搅拌20h。

②谷氨酸分离：停止搅拌，静置沉淀4h，放出上清液，除去谷氨酸沉淀层表面的菌体等。底部谷氨酸结晶取出送离心机分离，所得湿谷氨酸供进一步精制。

（2）离子交换法：先将发酵液稀释至一定浓度，用盐酸将发酵液调至一定pH值，采用阳离子交换树脂吸附谷氨酸，然后用洗脱剂将谷氨酸从树脂上洗脱下来，达到浓缩与提纯的目的。这一方法收率可达85%～90%。但其缺点是酸碱用量大，废水排放量也大。

（3）锌盐法：利用锌离子与谷氨酸生成难溶性的锌盐，将谷氨酸沉淀析出。在酸性环境中，谷氨酸锌被分解，在pH值为2.4时，谷氨酸溶解度最小，即成为谷氨酸结晶析出。

日本的谷氨酸提取工艺采用浓缩等电点法：将发酵液（含谷氨酸8%～10%）先分离菌体，再在60℃以下减压浓缩，浓缩液含谷氨酸15%～20%，然后加浓硫酸调pH值为3.2，搅拌20～30h，多罐串联，连续冷却结晶，连续分离出料，母液含谷氨酸3%～5%，可用作肥料。

4.谷氨酸钠的精制

谷氨酸钠溶液经过活性炭脱色及离子交换柱除去Ca2+、Mg2+、Fe2+离子，即可得到高纯度的谷氨酸钠溶液。将纯净的谷氨酸钠溶液导入结晶罐，进行减压蒸发，当波美度达到29.5时放入晶种，进入育晶阶段，根据结晶罐内溶液的饱和度和结晶情况实时控制谷氨酸钠溶液输入量及进水量。经过十几小时的蒸发结晶，当结晶形体达到一定要求、物料积累到80%高度时，将料液放至助晶槽，结晶长成后分离出味精，送去干燥和筛选。