第八章 糖蜜原料发酵生产谷氨酸.ppt

第八章 糖蜜原料发酵生产谷氨酸 糖蜜是很好的发酵原料。糖蜜原料发酵生产谷氨酸，可大幅度降低成本，节约能源，节约酸、碱，简化操作，便于实行高糖发酵工艺，有利于产酸率和转化率的提高。 糖蜜原料发酵生产谷氨酸工艺，除了需要增加糖密原料的脱钙处理，和适时、适量添加表面活性剂之类添加物，此外，发酵操作及提取操作与淀粉水解糖发酵生产谷氨酸工艺，其本相同。 国外，谷氨酸发酵几乎都是以糖蜜为发酵原料。国内，以糖蜜为原料发酵生产谷氨酸的较少，或很不普遍。但近几年来，国内的研究试验成果表明，在试验条件下，产酸率水平最高达10％以上，转化率水平最高达60％。 因此，可以说，经过进一步研究，使糖蜜原料发酵生产谷氨酸的工艺加以推广，达到普遍工业化，必将推动我国味精工业走上新的进步。 第一节 糖蜜原料 一、糖蜜原料的分类 1．糖蜜的概念 发酵工业上所谓的糖蜜，主要是指制糖工业上的废糖蜜而言的。所谓废糖蜜，就是指不能再用以煮制糖品的废糖蜜，有的亦称终糖蜜或赤糖蜜。 2．糖蜜的种类 根据来源的不同，糖蜜分为甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜和高级糖蜜等。 其中的高级糖蜜是指甘蔗榨汁(糖浆)加入适量的硫酸或用酵母的转化酶处理，制成转化糖，该蜜由于提高了溶解度，可使糖浓度提高到70-85％。 此外，还有两种废糖蜜：一种是精制粗糖时所分离出的糖蜜，称为粗糖蜜，另一种是葡萄糖工业上，不能再结晶葡萄糖的母液称为葡萄糖蜜。 二、糖蜜的产量及利用 1．糖蜜的产量 废糖蜜，以含糖(总糖分）50％为标准，进行计算。甘蔗糖蜜的产量为所处理甘蔗量的3％左右。甜菜糖蜜的产量为所处理甜菜量的3．5％左右。 我国黄河以北等地区出产甜菜，浙、闽及两广等地区出产甘蔗。糖蜜基本是自产自用。 2.糖蜜的利用 目前国内用糖蜜，以工业化规模进行生产的产品有：酒精、丙酮丁醇、柠檬酸、谷氨酸、酵母、甘油、醋酸、乳酸、衣康酸、琥珀酸、草酸、葡萄糖酸和抗生素等。另外也用作饲料。 国外， 日本所用糖蜜，97％靠进口。1984年，日本总共利用8l万吨糖蜜。其中用于制酒精的占总糖蜜量的24．1％，用于制氨基酸和核酸的占34．3％，用于制酵母的占9％，另外，用制饲料的占34．3%。日本生产味精，主要使用糖蜜作碳源。 三、糖蜜原料的性质和组成 糖蜜的外观，是一种粘稠、黑褐色、呈半流动状的物体。PH5．5左右。相对密度1．43。 糖蜜的组成，因制糖原料的种植、贮藏及加工方法等条件的不同而有差异。其一般组成见表8-1。各种糖蜜中的糖类组成也不相同。 四、糖蜜原料发酵生产谷氨酸的工艺特点 1．糖蜜原料发酵生产谷氨酸工艺的优点 糖蜜原料，是发酵工业的传统的廉价原料，主要用作碳源。使用糖蜜原料，可省去淀粉糖化工序，这不仅可以降低成本，缩短周期，简化设备，而且可以节省大量的酸、碱、水，节省大量能源。 2．糖蜜原料发酵生产谷氨酸工艺的难点 糖蜜原料中，含有过剩(对于谷氨酸发酵的亚适量言)生物素，需添加吐温60之类，抑制生物素作用的添加物，这就比淀粉水解糖发酵生产谷氨酸的工艺复杂。 （1）糖蜜中生物素的含量，与糖蜜来源、生产批次等有关，而且其它营养成分也有变动。因此要稳定生产，必须密切注意原料组成的变化。 （2）糖蜜含有黑褐色色素，影响成品色泽。需注意加强精制脱色的操作。发酵废液也因色度过高，造成环境污染。 （3）糖蜜含有胶体物质，粘度大，致使发酵中泡沫较多，对于提取也带来困难。需要水解，脱除胶体物质，或使其含量降低。 （4）糖蜜中含有较多的钙质物质，这对于谷氨酸的提取，及味精的精制上，要增加糖蜜原料的脱钙操作。为此要在发酵前，进行糖蜜脱钙处理，以降低钙的含量。 第二节糖蜜的预处理 糖蜜的预处理，包括澄清处理和脱钙处理，以及脱除生物素的处理。一般糖蜜原料的谷氨酸发酵生产中，所说的预处理，一般是指前两者(即澄清处理或脱钙处理）而言的。 后者的脱除生物素处理，可使生物素过剩的糖蜜原料，做淀粉水解糖一样地用于发酵生产谷氨酸。 一、糖蜜的澄清处理 1．糖蜜澄清处理的目的 糖蜜中由于含有大量的灰分和胶体，不但影响菌体营养，也影响谷氨酸的纯度，待别是胶体的存在，致使发酵中产生大量泡沫，也影响谷氨酸结晶提炼。因此，糖蜜在投入谷氨酸发酵之前，要进行适当的澄清处理。 2.硫酸处理法 糖蜜加水（1：1)，再加硫酸，PH2．0，于95-100℃加热20Min，以使胶体分解，并促使蔗糖转化，也可以在此时驱除可能存在的有碍于菌体的亚硝酸，然后用15%右灰乳中和处理，由于生成大量的石膏，以及钙离子的离子置换作用，可除去大量的钾、钠等金属元素，从而得到澄清糖液。 3．石灰处理法 糖蜜加水(1：1)，加15％新鲜石灰乳，调节PH7．5-7．2，加热至100℃，