第七章谷氨酸制味精

第七章谷氨酸制味精第一节、味精的性质一、味精的物理性质白色柱状或粉末状结晶C5H8O4NNa·H2O相对分子量187.13斜方晶系具有旋光性，L-Glu有鲜味易溶于水，不溶于乙醚、丙酮，难溶于纯酒精10%水溶液pH7熔点195℃二、味精的化学性质1.与盐酸作用2.与碱作用3.水溶液中加热4.水中解离PI=(PK2+PK3)/2=6.96三、味精的生理作用及安全性1.生理作用(1)合成其他氨基酸（2）作为脑组织的能源（3）降低血液中氨中毒（4）转化为糖2.安全性（1）急性毒性试验（2）亚急性毒性试验（3）慢性毒性试验（4）致畸形性试验（5）突然变异性试验1987年联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织(WHO)对味精规定做了修改,确认味精是一种安全可靠的食品添加剂，今后不再对任何需要对味精的每日摄入量作评价，但保留12周以下婴儿要慎用的意见。第二节、谷氨酸制味精工艺流程工艺流程第三节、谷氨酸的中和与除铁一、谷氨酸的中和1.原理2.中和工艺技术条件2.1中和剂的选择与用量Na2CO3：100gGlu=36.1gNa2CO3NaOH：100gGlu=27.2gNaOH2.2中和液的浓度21~230Bé2.3中和温度60~70℃2.4中和pHpH6.0~6.62.5中和要点速度缓慢、搅拌均匀二、中和液的除铁1.铁离子的来源原辅材料、设备腐蚀等2.铁的存在形式Fe2+、Fe3+3.除铁的方法3.1.硫化钠法（1）原理Na2S+H2O→2NaOH+H2SH2S+Fe2+→FeS↓+2H+H++NaOH→Na++H2O总反应：Na2S+Fe2+→FeS↓+Na+（2）除铁工艺控制中性或碱性条件下偏酸条件下（3）硫化钠除铁特点①操作环境差②间歇操作③效果较树脂差④费用低⑤有异味，对质量有影响2.树脂除铁2.1原理6R-C6H4OH+Fe3+→6H++[Fe-（R-C6H4O）6]3-6R-C6H4OH+Fe2+→6H++[Fe-（R-C6H4O）6]4-2.2操作过程①树脂预热②交换③收集④再生2.3树脂除铁影响因素（1）树脂的离子形式（2）中和液中铁含量（3）树脂层高度（4）吸附流量（5）洗脱剂浓度及树脂再生2.4树脂除铁的特点（1）操作环境好（2）连续操作（3）除铁完全（4）一次性设备投入大、耗酸碱、影响环境（5）产品质量好2.5除铁液检查方法第四节、谷氨酸中和液的脱色一、色素的来源淀粉制糖、培养基灭菌、发酵液浓缩等。用透光率的高低衡量。二、脱色方法活性炭脱色、树脂脱色1.活性炭脱色1.1原理：活性炭表面的吸附作用物理吸附和化学吸附1.2活性炭脱色特点粉末碳脱色：中和液第一步脱色颗粒碳脱色：最后一次脱色粉末活性炭颗粒活性炭颗粒小，表面积大，吸附量高，能除去料液中不溶性杂志颗粒大，表面积大，吸附量低，不能除去料液中不溶性杂质操作环境差，劳动强度大，存在加炭，卸炭，洗炭等繁琐劳动操作环境好，劳动强度小，调节阀门即可。间歇操作，设备一次性投入低连续操作，适合于大规模生产，设备一次性投入高活性炭一次使用，费用高，不耗费盐酸和烧碱活性炭可反复使用，费用低，需耗费盐酸、烧碱、和水1.3粉末活性炭脱色工艺技术条件（1）温度:Glu50~60℃（2）pH:6.2~6.4（3）活性炭用量:2~5/L（4）脱色时间:30min（5）操作先除铁后脱色先脱色后除铁1.4颗粒活性炭脱色工艺技术条件(1)预处理（2）上柱吸附条件流速与吸附上柱液质量上柱液温度洗脱和再生（3）设备2.树脂脱色2.1树脂的选择2.2操作要点（1）再生剂的选择（2）上柱液的温度（3）上柱流速（4）pH（5）上柱量三、脱色液质量要求项目指标透光率/%≥90谷氨酸钠浓度/（g/L）3.8~4.2脱色液浓度/oBé18~20pH6.6~6.8Cl-浓度1.2~1.5SO42-浓度/（g/L）1.0~1.8Ca2+、Mg2+浓度/（g/L）0.15~0.30Fe2+浓度/（mg/L）1~2四、结晶母液的脱色除铁脱色母液质量要求项目混合母液脱一次母液脱二次母液脱三次母液谷氨酸钠/（g/L）28~3225~3223~2620~23透光率/%78~8283~8578~8070~72pH6.6~6.86.6~6.86.6~6.86.6~6.8浓度/oBé17~1918~2016~1815~17第五节、谷氨酸中和液的浓缩与结晶一、中和液的浓缩溶液到晶体生成过程（1）形成过饱和溶液（2）晶核形成（3）晶体成长浓缩方法：常压蒸发减压蒸发二、结晶的基本原理1.谷氨酸一钠的溶解度S1=35.30+0.098t+0.0012t2S2=38.55+0.116t+0.00118t2t-温度S1-谷氨酸钠（无结晶水）溶解度S2-谷氨酸钠（一结晶水）溶解度a0-谷氨酸一钠饱和溶解度曲线a1、a2-谷氨酸一钠过饱和溶解度曲线2.饱和曲线和过饱和曲线（1）过饱和系数小于1时，即稳定区，（整晶）（2）过饱和系数1.0~1.2时，即养晶区，（晶种起晶）（3）过饱和系数1.2~1.3时，即刺激起晶区，（刺激起晶）（4）过饱和系数大于1.3时，即不稳区，（自然起晶）3.溶液特性与过饱和系数的关系三、结晶的过程三个阶段：形成过饱和溶液、晶核的形成、晶体的长大1.晶核的形成1.1晶核的形成机理1.2晶核的形成条件1.3晶核的形成方式（1）初级均相成核（2）初级非均相成核（3）二次成核2.起晶方法2.1自然起晶2.2刺激起晶2.3晶种起晶3.晶体的成长两个阶段（一）味精分子由液相一分子运动扩散方式透过膜达晶体界面即扩散过程。（二）味精分子到达晶体表面吸附层，发生表面反应，沉积到晶面上，液体浓度降到饱和浓度，即表面反应过程。晶体成长的速度K=kT（c-c1）/ηdK-结晶成长速度k-结晶系数T-热力学温度（K）c-溶液主体浓度（kg/kg水）c1-平衡饱和浓度（kg/kg水）η-黏度（Pa·S）D-液膜厚度(m)4.影响结晶速度的因素（1）过饱和系数（2）液膜的厚度（3）温度与真空度（4）夹层压力（5）稠度（6）料液质量（7）晶种质量5.结晶设备浓缩结晶设备、冷却结晶设备、其他结晶设备冷却结晶设备和等电点结晶设备浓缩结晶设备冷却结晶设备（冷却槽）四、味精的结晶工艺技术条件操作过程1.浓缩2.起晶3.整晶4.育晶5.养晶浓缩加入量：罐体积60%、80kPa、65℃浓缩到29.5~30.5oBé起晶：加晶种（1）晶种的质量质量要求项目质量要求外观整齐、均一、柱状体、无碎粒粒度常用20目、30目、40目纯度99%以上透光率95%以上（2）投晶种数量与投种浓度40目：结晶罐容积的3%~5%30目：结晶罐容积的6%~9%20目：结晶罐容积的6%~12%整晶：两种方法（1）先关蒸汽，维持66.66kPa，让晶种下沉，加入蒸馏水。（2）晶体运动状态下，加入蒸馏水，直至伪晶全部溶化育晶：通过补料而促使晶体长大的过程。方式：（1）间歇加料（2）连续加料养晶：晶体长大之后、放罐之前作用（1）溶解伪晶（2）调节浓度五、味精结晶母液的处理一、分离三足式离心机含水量：结晶味精：2%以下粉状味精：5%以下第六节、味精的分离、干燥、包装和成品的质量标准二、干燥结晶经离心后，结晶味精的晶体含水2%左右，粉末味精晶体的含水5%左右；成品结晶味精晶体含水低于0.2%，粉末味精成品晶体含水低于1%。干燥方法：箱式烘房、真空箱式干燥、气流干燥、传送带式干燥、震动床式干燥箱式烘房蛇形管通蒸汽加热。温度80℃，密闭干燥10h左右。特点：设备简单，投资低干燥面积小，干燥不均匀，时间长，劳动强度差，生产效率低。真空箱式干燥干燥过程采取减压措施，强化干燥效果，加快干燥速度，生产效率高气流干燥：待干燥的味精在干燥的热空气中呈悬浮状态，随着热空气的流动而被迅速干燥。特点：干燥速度快，时间短，干燥均匀，生产量大，结构简单，体积小，但是产品含水量有一定下限，粘稠物料不宜使用，易使晶体失去光泽传送带式干燥平铺在传送带上，同时通干燥热空气。对保护晶体晶形有利。振动床式干燥：利用振动输送代替传送带，通以热风干燥。特点：热效率高、料层均匀、干燥效果好、机器构造简单，造价低廉。不适宜粉状味精。三、结晶味精的筛选干燥后的结晶味精，通过不同筛目的振动筛组合，把不同颗粒的味精加以分开。8目、12目、20目、30目粗头、大片8目：打粉参入80%味精8目12目20目30目：包装成成品。30目以下：当做晶种四、粉状味精的混盐和磨粉1.混盐99%的味精，不加食盐95%、90%、80%等规格的均添加一定量的食盐。2.磨粉干燥后的粉状味精为原粉，与盐混合投入粉碎机2000r/min左右粉碎。五、包装手工、机械包装机味精的保存：干燥通风六、味精的质量标准七、味精生产中异常现象及其处理1.味粉混沌味粉溶解后出现混沌现象，透光率下降。（1）产生原因①硫化钠过量②消泡剂过量③含有DL-谷氨酸钠④原材料质量差（2）解决措施①中和、结晶操作规范②控制硫化钠质量和用量③控制消泡剂用量④控制原材料质量2.味精中含有白片（1）产生原因结晶味精生产过程中，底料液面低于隔层加热面，由于液体的剧烈沸腾，溅到加热面，在锅壁上积起一圈味精，随时间增加，焦化变质，跌落结晶液，带入味精。（2）解决措施控制结晶液面高度3.味精中含有焦谷氨酸钠（1）产生原因味精在高温下长时间受热失水生成。（2）解决措施控制好各个环节的温度和pH。4.味精光泽度差（1）产生原因①结晶过程温度、浓度过高；②贮晶槽内浓度偏高，分离时母液未甩干；③干燥温度高、时间长，晶面失水松化；④振动式干燥或筛选时频率过高或停留时间长（2）解决措施①控制好结晶的温度和浓度；②调整好分离浓度，分离液要甩净；③控制好干燥温度和时间；④调整好震动频率，缩短物料停留时间。5.味精带有颜色（1）产生原因味精发黄料液脱色不彻底，带有色素味精分离不干，母液带入味精，是色素增加味精干燥温度过高或过长，引起焦化变质洗活性炭中残留谷氨酸钠时，将被吸附的色素解析出来烘盘布清洗不干净，出现底层发黄味精发红母液除铁不干净母液接触铁器或味精将诶出铁器活性炭再生不完全，铁离子没清除彻底味精发灰发青发灰：活性炭带入味精中发青：硫化钠过量味精久放变黄料液除铁不彻底，带入成品谷氨酸含残糖高，带入成品（2）解决措施加强脱色操作加强结晶操作，合理控制参数加强分离操作采用振动式干燥器采用树脂除铁提高谷氨酸质量控制好硫化钠用量6.味精发臭（1）产生原因室内卫生差，母液染菌变质，带入味精活性炭渣子和洗水没及时处理，导致杂菌繁殖母液存放时间长或存放母液的容器长时间没用清洗，杂菌繁殖全中和操作时泡沫溢出，回收时带入杂菌湿谷氨酸堆放时间长，长菌霉变（2）解决措施搞好环境卫生母液和湿谷氨酸及时处理设备及时清洗7.味精大小头或细长（1）产生原因结晶过程处理伪晶时加水量过大，分布不均分离过程洗水温度过高，水量过大，分布不均晶种质量差，本身带有大小头（2）解决措施处理伪晶用水适当，用水分布均匀分离时注意水量和水温，分布均匀提高晶种质量8.并晶（1）产生原因放罐浓度过高，黏度过大而结块料液在贮晶槽内停留时间过长或温度下降晶粒间有母液粘连或晶体表面水分大造成粘连（2）解决措施放罐浓度29.5~30.5及时分离，不停搅拌，防治表面遇冷干皮加强分离脱水，分离时间要尽量保证水分甩干9.结晶味精发脆（1）产生原因结晶操作过程中长时间温度太低或结晶液黏度过高结晶液pH太低，结晶液质量差、杂质多干燥温度过高，时间长，晶体失水松化含有β-谷氨酸和DL-谷氨酸母液循环次数过多，含杂质多结晶操作过程，锅内温度忽高忽低（2）解决措施结晶温度65~70℃，浓度控制在亚稳区的养晶区提高料液纯度，调pH6.6~6.8采用震动干燥机，控制好干燥温度和时间提高谷氨酸质量控制母液循环次数第六节、强力味精添加了5′-鸟苷酸、5′-肌苷酸，鲜味倍增一、呈味核苷酸只有5′-核苷酸才具有特有的鲜味只有5′-核苷酸中嘌呤核苷酸6′-羟基取代物才具有特有的强力调味能力。5′-鸟苷酸5′-肌苷酸5′-鸟苷酸广泛存在于食品中。强力味精的配方MGS+GMP、MGS+IMP