味精的生产技术

味精的生产技术一生化法制味精班级：精化1122演讲者：李文祥一、认识产品味精又名“味之素”，学名“а-氨基戊二酸一纳”。主要成分：谷氨酸钠化学式：C5H8O4NNa·H2O摩尔质量：187.13gmol-1分子结构：物理性质：外观是八面柱状晶体，不溶于纯酒精、乙醚、丙酮等有机溶剂，易溶于水，比重为1.65，熔点为195℃，在120℃以上逐渐失去分子中的晶体水。在适量盐酸溶液中的比旋光度{a}D=2+25.16°在0.2%谷氨酸一钠溶液中的PH值为7.0。20温度（℃）510152025303540溶解度65.6567.4569.4371.7174.2277.0280.1283.55温度（℃）45505560657085100溶解度87.4191.5796.23104.4107113.5137.51722.与碱作用，生成谷氨酸二钠盐，加酸后又生成单钠盐：HClNaC5H8O4N+NaClHClC5H8O4NHClNaC5H8O4N+HCl→C5H9O4N+NaCl化学性质：1.与酸作用，生成谷氨酸，或者谷氨酸盐酸盐：NaC5H8O4N+NaOH→Na2C5H7O4N+H2O3.在水溶液中加热，引起部分失水而生成焦谷氨酸钠：H2C一CH2H2C一CH2︱︱︱︱O=CCH一COONa→O=CCH一COONa+H2O︱︱△＼／OHH2NN︱H↓+H2O（在酸或碱作用下）NaC5H8O4N味精的功能及应用：功能:味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96%能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。又能参与脑蛋白质代谢和糖代谢，促进氧化过程，对中枢神经系统的正常活动起良好的作用。味精中的主要成分谷氨酸钠还具有治疗慢性肝炎、肝昏迷、神经衰弱、癫痫病、胃酸缺乏等病的作用。应用：食品风味增强剂，医药（肝脏病患的辅助药物，神经中枢及大脑皮质的补剂，药用谷氨酸内服片，谷氨酸钠注射液，谷氨酸钙注射液，乙酰谷氨酸注射液等），还可用于日用品工业，如用焦谷氨酸钠制高级润肤剂等。质量标准99%味精谷氨酸钠%≥99≥99≥95≥90≥80水分%≤0.2≤0.3≤0.5≤0.7≤1.0氯化钠%≤0.15（以Cl—计）≤0.5（以Cl—计）≤5.0（以NaCl计）≤10.0（以NaCl计）≤20.0（以NaCl计）透光率%≥95≥90≥85≥80≥70外观白色有光泽晶体白色粉末白色粉末或混盐晶体白色粉末或混盐晶体白色粉末或混盐晶体砷ppm≤0.5≤0.5≤0.5≤0.5≤0.5铅ppm≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0≤1.0铁ppm≤5.0≤5.0≤10.0≤10.0≤10.0锌ppm≤5.0≤5.0≤5.0≤5.0≤5.0规格指标项目单位晶体粉状95%味精95%味精80%味精追根求源尽管味精广泛存在于日常食品中，但谷氨酸以及其它胺基酸对于增强食物鲜味的作用，在20世纪早期，才被人们科学地认识到。1907年，日本东京帝国大学的研究员池田菊苗发现了一种，昆布（海带）汤蒸发后留下的棕色晶体，即谷氨酸。这些晶体，尝起来有一种难以描述但很不错的味道。这种味道，池田在许多食物中都能找到踪迹，尤其是在海带中。池田教授将这种味道称为“鲜味”。继而，他为大规模生产谷氨酸晶体的方法申请了专利。池田教授将谷氨酸钠称为“味之素”。这种风靡整个日本的“味之素”，很快传入中国，改名叫“味精”。不久，味精风靡全世界，成为人们不可缺少的调味品。味精是人所共知的调味品。它的诞生至今还不到100年。说起味精的发明，纯属一种偶然。1908年的一天中午，日本帝国大学的化学教授池田菊苗坐到餐桌前。由于在上午完成了一个难度较高的实验，此刻他的心情特别舒展，因此当妻子端上来一盘海带黄瓜片汤时，池田一反往常的快节奏饮食习惯，竟有滋有味地慢慢品尝起来了。池田这一品，竟品出点味道来了。他发现今天的汤味道恃别的鲜美，一开始他还以为是今天心情特别好的缘故，再喝上几口觉得确实是鲜。“这海带和黄瓜都是极普通的食物，怎么会产生这样的鲜味呢？”池田自言自语起来，“嗯，也许海带里有奥妙。”职业敏感使教授一离开饭桌，就又钻进了实验室里。他取来一些海带，细细研究起来。这一研究，就是半年。半年后，池田菊苗教授发表了他的研究成果，在海带中可提取出一和叫做谷氨酸钠的化学物质，如把极少量的谷氨酸钠加到汤里去，就能使味道鲜美至极。池田在发表了上述研究成果后，他便转向了其他的工作。当时一位名叫铃木三朗助的日本商人，正和他人共同研究从海带中提取碘的生产方法。当他一看到池田教授的研究成果后，灵机一动立刻改变了主意，“好哇，咱们不搞提取碘的事了，还是用海带来提取谷氨酸钠吧！”铃木按响了池田家的门铃，一位学者和一位商人就此携起手来，池田告诉铃木，从海带中提取谷氨酸钠作为商品出售不够现实，因为每10公斤的海带中只能提出0．2克的这种物质。可是，在大豆和小麦的蛋白质里也含有这种物质，利用这些廉价的原料也许可以大量生产谷氨酸钠。池田和铃木的合作很快就结出了硕果。不久后，一种叫“味之素”的商品出现在东京浅草的一家店铺里，广告做得大大的——“家有味之素，白水变鸡汁”。一时间，购买“味之素”的人差一点挤破了店铺的大门。发展历程：味精，学名谷氨酸钠。其发展大致有三个阶段：第一阶段：1866年德国人H·Ritthasen(里德豪森)博士从面筋中分离到氨基酸，他们称谷氨酸，根据原料定名为麸酸或谷氨酸（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—谷氨酸结晶体，这个结晶体和从蛋白质水解得到的L—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。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。我国的发展历史：1925年，吴蕴初将自己的生产工艺公开，以做好向欧美行销的准备。1926～1927年吴蕴初还将“佛手牌”味精的配方、生产技术等，向英、美、法等化学工业发达国家申请专利，并获批准。这也是中国历史上，中国的化学产品第一次在国外申请专利。1926年，佛手牌味精获得美国费城世界博览会金奖。1930年，1933年，吴蕴初的味精继续在世界博览会上连续获得奖项，佛手牌味精打入了欧洲等海外市场。日本“味之素”在东南亚的市场也被中国产品取代。按照北洋政府的专利法，吴蕴初的味精专利可以享有5年的专利保护。1926年，吴蕴初宣布，放弃味精的国内的专利，希望全国各地大量仿造生产。此后，国内各地先后出现了十几个味精品牌，国货味精市场极大繁荣，日本的“味之素”除了在日本关东军占领的我国东北地区外，在中国的其他地区再也难见踪影。1925年，因有了声势浩大的五卅运动相助，日货更受抵制，本来无力与味精竞争的味の素更趋颓萎，连南洋的华侨也弃日货味の素，改用了国货味精，进入了“天厨”。佛手牌味精不但打入了南洋各国市场，而且很快就成了该市场的紧俏商品。谷氨酸的生产方法一，蛋白质水解法（极少使用）二，合成法三，发酵法(广泛应用)蛋白质水解法蛋白质是由许多a-氨基酸的分子缩合而成的，将蛋白质水解，可得到相应的氨基酸：OO‖‖水解······一N一CH一C一N一CH一C一N一CH一C······→︱︱︱︱︱︱H2OHR'HR''HR''OHOO‖︱‖‖H一N一CH一C一OH+H一N一C一OH+H一N一CH一C一OH︱︱︱︱︱︱HR'HR''HR''蛋白质的分子中也可能存在谷酰胺，经水解也可得到谷氨酸。水的催化剂可以用酸（20%HCL或40%H2SO4）、碱（20%NaOH或14%Ba（OH）2）或用蛋白酶。但碱水解得到的产物为光学消旋体，即DL一型氨基酸，而酸水解或酶水解得到的主要为L一型氨基酸。因此，生产上均用酸水解，也可用酶法。蛋白质一般来自植物性蛋白质原料，如面筋，豆饼，玉米蛋白等。方法是借盐酸在高温和较长时间条件下水解，一般要150℃1.5小时或者110℃24小时才能水解完全。由水解液提取谷氨酸可采用盐酸法和中和法两种方法，前者是利用谷氨酸盐酸法在浓盐酸中溶解度极小的特性，将溶液浓缩，提高盐酸的含量，则谷氨酸盐酸盐结晶析出，经与其他氨基酸分离后再加碱中和至谷氨酸等电点pH3.2，是谷氨酸析出：COOHCOOH︱︱（CH2）2（CH2)2︱︱CHNH2CLˉ+NaOH→CHNH2+NaCL+H2O谷氨酸盐酸盐谷氨酸+中和法是将水解液调pH5.6~6.5，先使中性氨基胺沉淀除去后再调pH3.2，使谷氨酸沉淀析出。析出的谷氨酸结晶经中和精制，便得到谷氨酸一钠（味精）蛋白质水解法制造味精的工艺流程为：面筋盐酸水解过滤蒸发结晶压滤酸洗谷氨酸盐酸盐+黑废液中和、离心谷氨酸中和、去铁、脱色压滤浓缩、结晶离心干燥过筛磨粉99%味精90%、80%味精每吨99%味精需要耗用湿面筋（含蛋白质20.4%计）12t,或耗用干面筋（以含蛋白质74.1%）3.85t,或耗用豆粕（以含蛋白质14.5%）20t。蛋白质水解制作味精是最古老的一个方法。其：优点：水解操作易于掌控缺点：原料来源少，价格高，得率低，对设备腐蚀性打，劳动繁重合成法制味精合成法是用碳化物、丙烯腈、丙烯醛、糠醛等为原料，在高温下合成的。如：CH2=CHCN+CO+H2（可逆反应）羰化︱Co（CO）4↓120℃，20MPa,以异戊醇为溶剂NC一CH2一CH2一CHO氰氨化↓NH3+HCNNC一CH2一CH2一CH一CN︱︱︱NH2水解︱NaOH,2MPa↓↓NaOOC一CH2一CH2一CH一COONa︱︱︱NH2↓H2SO4HOOC一CH2一CH2一CH一COOH︱︱︱NH2↓H2SO4HOOC一CH2一CH2一CH一COOH︱︱︱NH2↓（配成浓度52%）↓DL一谷氨酸分割↓加L一谷氨酸晶种5%，30分钟D一谷氨酸（析出30%）L一谷氨酸（得30%）中和，精制味精100~200℃DL一谷氨酸消旋分割是利用L一谷氨酸与DL一谷氨酸溶解度不同，加晶种使L一谷氨酸结晶析出。如将DL一谷氨酸配成52%浓度，加热至50℃，加进5%的L一谷氨酸晶种，保醛50℃30分钟，可得到30%L一谷氨酸。取出L一谷氨酸后，D一谷氨酸也析出30%（即与L一谷氨酸等量），然后将D一谷氨酸固体加热到190~200℃，便全部变成DL一谷氨酸。在进行分割，循环处理。此外，也有用酶解法进行分割的。合成法优点：不用粮食原料。缺点：需要高温高压，设备需求高，严密，严密性好，不适于一般工厂生产。发酵法制味精原料：淀粉质原料（玉米、小麦、甘薯、大米等），糖蜜原料（甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜）氮源料（尿素或氨水）生产原理：谷氨酸是由谷氨酸棒杆菌以葡萄糖为原料生产的一种呈味氨基酸，其代谢机理为：葡萄糖经糖酵解（EMP)和单磷酸己糖途径(HMP)生成丙酮酸，一方面丙酮酸脱羧生成乙酰CoA，另一方面经CO2固定作用生成草酰乙酸，两者合成柠檬酸进入三羧酸循环(TCA循环)，由三羧酸循环的中间产物α一酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化下，还原氨基化合成谷氨酸。由于谷氨酸棒杆菌为生物素缺陷型突变株，要在培养基中添加亚适量（浓度应在5ug/L左右）生物素维持细胞正常生长和控制细胞膜的透性达到高产谷氨酸的目的。回收的谷氨酸，并无鲜味，将其进行中和精制得到味精。该技术改进之处：合理利用原材料，采用新工艺，新技术，提高技术水平，生产设备大型化，自动化，关键设备先进化，加强废水治理和综合利用，提高环境效益淀粉原料的要求：尽可能采用纯淀粉含量高的，而蛋白质、酸度和灰分等杂质较低的工业淀粉。对于劣质淀粉，使用前应加以精制处理，力争淀粉原料的相对稳定，