CN115088829A - 提高味精产品色度的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于味精生产技术领域，公开了提高味精产品色度的生产工艺，其包括如下步骤：步骤1)离心分离，步骤2)浓缩等电，步骤3)脱色过滤，步骤4)吸附结晶，步骤5)分离烘干。本发明生产工艺得到的谷氨酸钠产品在保证高纯度的同时，光泽度、晶体颗粒度等感官效果得到明显提升，符合高品质谷氨酸氨的生产指标要求。

Description

提高味精产品色度的生产工艺

技术领域

本发明属于氨基酸及其衍生产品生产技术领域，具体涉及提高味精产品色度 的生产工艺。

背景技术

提高味精色度和品质是企业需要不断解决的技术问题。一方面目前国内的谷 氨酸钠过度饱和，全国每年的谷氨酸钠产能达到了200万吨左右，而随着环保形 势的压力越来越大，谷氨酸钠的产能得到了一定的控制。全国各地的谷氨酸钠生 产企业也逐渐转变生产理念，由量产向质产转变。企业开始不断追求高品质的谷 氨酸钠的生产工艺的研发。

如何提高味精品质一般从两个方面来着手，第一是在发酵过程中，尽量减少 色素含量高的培养基原料的添加，例如玉米浆、豆粕等，从而降低后续分离的难 度；第二是优化分离纯化步骤和参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供解决味精纯度和色度方法，通过该方法 降低了味精分离纯化的难度，提高了味精的品质。

本发明是通过如下技术方案来实现的。

提高味精产品色度的生产工艺，其包括如下步骤：步骤1)离心分离，步骤2) 浓缩等电，步骤3)脱色过滤，步骤4)吸附结晶，步骤5)分离烘干。

具体地，所述生产工艺包括如下步骤：

步骤1)离心分离：谷氨酸发酵液经碟片离心机离心，收集上层液体；

步骤2)浓缩等电：上层液体浓缩三倍，然后缓慢降温至20℃，调节成等电溶液， 沉降6小时，离心，收集粗晶体，在投入到投入纯化水中，直至完全溶解，再浓 缩三倍，再调节成等电溶液；温度控制在15℃，沉降6小时，收集谷氨酸湿晶 体；

步骤3)脱色过滤：往谷氨酸湿晶体中添加占谷氨酸湿晶体一半重量的纯碱，然 后添加水，边搅拌边加热至65℃，直至全部溶解；然后转移到脱色罐中，并加 入粉末活性炭，65℃保温搅拌脱色30min；脱色完成后泵入板框中，过滤拦截活 性炭，收集板框滤液；

步骤4)吸附结晶：将板框滤液泵入树脂柱，收集经树脂吸附后的中和液，再泵 入到结晶罐中浓缩结晶，结晶罐内温度控制在71±1℃，真空度-0.073±0.02； 步骤5)分离烘干：浓缩结束的料液用平板离心机分离；分离的晶体用振动流化 床烘干，即得。

优选地，

所述碟片离心机以5000rpm离心4min。

优选地，

所述粉末活性炭的添加量为0.5％，w/v。

优选地，

所述树脂为大孔弱碱阴离子树脂。

优选地，

所述谷氨酸发酵液的制备方法为：将谷氨酸棒杆菌种子液按10％接种量接入装有清洁发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养，发酵温度为32℃，待发酵液OD₆₀₀＝30 时，提高发酵温度为37.5℃，直至发酵结束；整个发酵过程中，控制通风比1∶ 0.8，搅拌转速300rpm，溶氧维持在20％，流加800g/L的葡萄糖溶液维持残糖 为1％，流加消泡剂消泡，同时流加氨水调节发酵液的pH值至7.2，直至发酵结 束；发酵总时间36h；发酵至8h时，往发酵罐中流加调节剂，流加速率为 0.2ml/L.min。

更优选地，

所述清洁发酵培养基为：葡萄糖80g/L，MnSO₄·H₂O 3mg/L，FeSO₄·7H₂O 3mg/L，MgSO₄·7H₂O 2g/L，Na₂HPO₄·12H₂O 4g/L，KCl 2g/L，VB₁10mg/L，生物素7μg/L， 生物氮素2g/L，甲硫氨酸0.6g/L。

更优选地，

所述调节剂包括：甘油5g/L，柠檬酸锌2g/L，五水硫酸铜0.8g/L。

最优选地，

所述调节剂的组分为：甘油5g/L，柠檬酸锌2g/L，五水硫酸铜0.8g/L。

本发明还要求保护按照上述生产工艺制备的味精产品。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方 面：

在发酵产酸过程中，避免玉米浆、豆粕、菌体蛋白水解液等物质的使用，从 源头上杜绝色素等杂质的发生；发酵过程中，实现各营养元素的合理配比，最大 发挥菌体的产酸能力，以提高发酵转化率和产酸；谷氨酸产生菌增殖到较大值， 谷氨酸生成酶系形成完全时，加入适量的Cu2+离子能够抑制乙醛酸循环中的关 键酶,削弱乙醛酸循环，进而增加TCA循环中的碳流，提高谷氨酸的发酵效率； 甘油提供碳骨架，促进谷氨酸的合成，并且能够提高细胞膜通透性，促进谷氨酸 分泌到发酵液中；通过添加柠檬酸锌能够加强菌体细胞代谢能力，提高菌体细胞 内关键酶的活力，有利于维持菌体细胞活力，进而提高谷氨酸产率。三种营养物 质配伍合理，实现了1+1+1＞3的协同效果，增加谷氨酸分泌，提高了谷氨酸的 产量，实现了谷氨酸发酵效益的提升。

本发明分离纯化工艺采用浓缩等电技术，硫酸的消耗最低，降低了成本，提 高了工业附加值；采用活性炭和树脂配合的方式来脱色味精，降低了树脂的用量， 而且味精损耗较低。

附图说明

图1：柠檬酸钠对谷氨酸产量的影响；

图2：五水硫酸铜对谷氨酸产量的影响。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申 请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅 仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领 域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当 属于本发明保护的范围。

实施例1

谷氨酸清洁发酵生产方法，包括如下步骤：将谷氨酸棒杆菌GDK-9种子液 (OD₆₀₀＝20)按10％接种量接入装有500L清洁发酵培养基的1000L发酵罐中进行 发酵培养，发酵温度为32℃，待发酵液OD₆₀₀＝30时，提高发酵温度为37.5℃， 直至发酵结束；整个发酵过程中，控制通风比1∶0.8，搅拌转速300rpm，溶氧 维持在20％，流加800g/L的葡萄糖溶液维持残糖为1％，流加消泡剂消泡，同 时流加氨水调节发酵液的pH值至7.2，直至发酵结束；发酵总时间36h；发酵至 8h时，往发酵罐中流加调节剂，流加速率为0.2ml/L.min(即按照每升发酵液每 分钟流加0.2ml)。

所述清洁发酵培养基为：葡萄糖80g/L，MnSO₄·H₂O 3mg/L，FeSO₄·7H₂O 3mg/L，MgSO₄·7H₂O 2g/L，Na₂HPO₄·12H₂O 4g/L，KCl 2g/L，VB₁10mg/L，生物素7μg/L， 生物氮素2g/L，甲硫氨酸0.6g/L。

所述调节剂为：甘油5g/L，柠檬酸锌2g/L，五水硫酸铜0.8g/L。

上述培养基和调节剂的溶剂均为水。

对比例1

谷氨酸的绿色清洁发酵工艺，包括如下步骤：将谷氨酸棒杆菌GDK-9种子液 (OD₆₀₀＝20)按10％接种量接入装有清洁发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养， 发酵温度为32℃，待发酵液OD₆₀₀＝30时，提高发酵温度为37.5℃，直至发酵结 束；整个发酵过程中，控制通风比1∶0.8，搅拌转速300rpm，溶氧维持在20％， 流加800g/L的葡萄糖溶液维持残糖为1％，流加消泡剂消泡，同时流加氨水调 节发酵液的pH值至7.2，直至发酵结束；发酵总时间36h。

所述清洁发酵培养基为：葡萄糖80g/L，MnSO₄·H₂O 3mg/L，FeSO₄·7H₂O 3mg/L，MgSO₄·7H₂O 2g/L，Na₂HPO₄·12H₂O 4g/L，KCl 2g/L，VB₁10mg/L，生物素7μg/L， 生物氮素2g/L，甲硫氨酸0.6g/L。

实施例2

1.在对比例1的基础上，验证不同组分和配比的调节剂对谷氨酸发酵的影响。 根据之前的研究成果首先确定调节剂中甘油的最适添加浓度为5g/L；设置柠檬 酸锌的浓度为0,1,2,3,4,5,6,7,单位为g/L，如图1所示，谷氨酸的产量随着柠 檬酸锌浓度的增大而增加，柠檬酸锌浓度达到2g/L后谷氨酸产量增速明显放缓， 糖酸转化率的趋势和谷氨酸产量基本保持一致。

2.在调节剂(甘油5g/L+柠檬酸锌2g/L)的基础上进行进一步的试验，设置五水 硫酸铜的浓度为0,0.1,0.2,0.4,0.8,1.6,3,2,6.4单位为g/L，如图2所示，过 低浓度的五水硫酸铜对谷氨酸的产量没有明显影响，当五水硫酸铜浓度增加到 0.4g/L时，谷氨酸产量有一定的提升，继续增大到0.8g/L，谷氨酸产量达到峰 值，继续增加五水硫酸铜浓度，谷氨酸产量并没有明显提高，糖酸转化率的趋势 和谷氨酸产量基本保持一致。

五水硫酸铜对谷氨酸棒杆菌发酵产谷氨酸的影响，可能源于其对乙醛酸循环中关键酶的弱化和抑制作用；但是也有研究表明，缺失乙醛酸循环活性的突变株的谷 氨酸产量非但没有降低，反而有所下降，这说明乙醛酸循环的存在是必需的，鉴 于细胞信号通路的复杂性，难以通过推理来判断某一物质对乙醛酸循环和谷氨酸 合成途径之间的影响。

3.调节剂中各组分对谷氨酸产量和糖酸转化率的影响。

相同发酵条件下，具备可比性。

组1：不添加调节剂；

组2：甘油5g/L；

组3：柠檬酸锌2g/L；

组4：五水硫酸铜0.8g/L；

组5：甘油5g/L，柠檬酸锌2g/L，五水硫酸铜0.8g/L。

各组的谷氨酸发酵产量和糖酸转化率见表1：

表1

如上表1所示，调节剂中的三种组分配伍合理，实现了1+1+1＞3的协同效果， 增加谷氨酸分泌，提高了谷氨酸的产量，实现了谷氨酸发酵效益的提升。谷氨酸 糖酸转化率从67.4％提升至73.8％，计算按照在年产20万吨生产线上实施应用来 计算，实现综合生产成本下降15％以上，年新增效益8000万元以上。

实施例3

提高味精产品色度的生产工艺，其包括如下步骤：

实施例1制备的谷氨酸发酵液经碟片离心机以5000rpm离心4min，收集菌体蛋 白和上层液体；

上层液体浓缩三倍，然后缓慢降温至20℃，调节成pH为3.22的等电溶液，沉 降6小时，离心，收集粗晶体，在投入到投入纯化水中，直至完全溶解，再浓缩 三倍，再调节成pH为3.22的等电溶液；温度控制在15℃，沉降6小时，收集 谷氨酸湿晶体；

往谷氨酸湿晶体中添加占谷氨酸湿晶体一半重量的纯碱，然后添加水，边搅拌边加热至65℃，直至全部溶解；然后转移到脱色罐中，并加0.5％(w/v)粉末活性 炭，65℃保温搅拌脱色30min；脱色完成后泵入板框中，过滤拦截活性炭，收集 板框滤液，板框滤液透光86.9％。

将板框滤液泵入树脂柱(大孔弱碱阴离子树脂装量1m³)，进料流量2m³/h，收集 经树脂脱色后中和液透光98.6％；经树脂脱色后的中和液泵入到结晶罐中浓缩结 晶，结晶罐内温度控制在71±1℃，真空度-0.073±0.02；浓缩结束的料液用平 板离心机分离；分离的晶体用振动流化床烘干，进风温度75℃，烘干后的味精 成品雪白透亮。

以上列举的仅是本发明的最佳具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例， 还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联 想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.提高味精产品色度的生产工艺，其包括如下步骤：步骤1)离心分离，步骤2)浓缩等电，步骤3)脱色过滤，步骤4)吸附结晶，步骤5)分离烘干。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺包括如下步骤：

步骤1)离心分离：谷氨酸发酵液经碟片离心机离心，收集上层液体；

步骤2)浓缩等电：上层液体浓缩三倍，然后缓慢降温至20℃，调节成等电溶液，沉降6小时，离心，收集粗晶体，在投入到投入纯化水中，直至完全溶解，再浓缩三倍，再调节成等电溶液；温度控制在15℃，沉降6小时，收集谷氨酸湿晶体；

步骤3)脱色过滤：往谷氨酸湿晶体中添加占谷氨酸湿晶体一半重量的纯碱，然后添加水，边搅拌边加热至65℃，直至全部溶解；然后转移到脱色罐中，并加入粉末活性炭，65℃保温搅拌脱色30min；脱色完成后泵入板框中，过滤拦截活性炭，收集板框滤液；

步骤4)吸附结晶：将板框滤液泵入树脂柱，收集经树脂吸附后的中和液，再泵入到结晶罐中浓缩结晶，结晶罐内温度控制在71±1℃，真空度-0.073±0.02；

步骤5)分离烘干：浓缩结束的料液用平板离心机分离；分离的晶体用振动流化床烘干，即得。

3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述碟片离心机以5000rpm离心4min。

4.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述粉末活性炭的添加量为0.5％，w/v。

5.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述树脂为大孔弱碱阴离子树脂。

6.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述谷氨酸发酵液的制备方法为：将谷氨酸棒杆菌种子液按10％接种量接入装有清洁发酵培养基的发酵罐中进行发酵培养，发酵温度为32℃，待发酵液OD₆₀₀＝30时，提高发酵温度为37.5℃，直至发酵结束；整个发酵过程中，控制通风比1∶0.8，搅拌转速300rpm，溶氧维持在20％，流加800g/L的葡萄糖溶液维持残糖为1％，流加消泡剂消泡，同时流加氨水调节发酵液的pH值至7.2，直至发酵结束；发酵总时间36h；发酵至8h时，往发酵罐中流加调节剂，流加速率为0.2ml/L.min。

7.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，所述清洁发酵培养基为：葡萄糖80g/L，MnSO₄·H₂O 3mg/L，FeSO₄·7H₂O 3mg/L，MgSO₄·7H₂O 2g/L，Na₂HPO₄·12H₂O 4g/L，KCl2g/L，VB₁10mg/L，生物素7μg/L，生物氮素2g/L，甲硫氨酸0.6g/L。

8.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，所述调节剂包括：甘油5g/L，柠檬酸锌2g/L，五水硫酸铜0.8g/L。

9.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征在于，所述调节剂的组分为：甘油5g/L，柠檬酸锌2g/L，五水硫酸铜0.8g/L。

10.按照上述生产工艺制备的味精产品。

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