味精的生产技术--生化法制味精.ppt
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1、味精的生产技术-生化法制味精一、认识产品味精又名味精又名“味之素味之素”,学名,学名“-氨基戊二酸一纳氨基戊二酸一纳”。主要成分:谷氨酸钠主要成分:谷氨酸钠化学式:化学式:C5H8O4NNaH2O摩尔质量:摩尔质量:187.13g mol-1分子结构:分子结构:物物理理性性质质:外外观观是是八八面面柱柱状状晶晶体体,不不溶溶于于纯纯酒酒精精、乙乙醚醚、丙丙酮酮等等有有机机溶溶剂剂,易易溶溶于于水水,比比重重为为1.65,熔熔点点为为195,在,在120以上逐渐失去分子中的晶体水。以上逐渐失去分子中的晶体水。在在适适量量盐盐酸酸溶溶液液中中的的比比旋旋光光度度a D=2+25.16在在0.2%谷
2、谷氨酸一钠溶液中的氨酸一钠溶液中的PH值为值为7.0。20温度温度()510152025303540溶解度溶解度65.6567.4569.4371.7174.2277.0280.1283.55温度温度()45505560657085100溶解度溶解度87.4191.5796.23104.4107113.5137.5172 2.与碱作用,生成谷氨酸二钠盐,加酸后又生成单钠盐:与碱作用,生成谷氨酸二钠盐,加酸后又生成单钠盐:HClNaC5H8O4N+NaClHClC5H8O4NHCl NaC5H8O4N+HClC5H9O4N+NaCl 化学性质化学性质:1.与酸作用,生成谷氨酸,或者谷氨酸盐酸盐:
3、与酸作用,生成谷氨酸,或者谷氨酸盐酸盐:NaC5H8O4N+NaOHNa2C5H7O4N+H2O3.在水溶液中加热,引起部分失水而生成焦谷氨酸钠:在水溶液中加热,引起部分失水而生成焦谷氨酸钠:H2C 一 CH2 H2C 一 CH2 O=C CH一COONaO=C CH一COONa+H2O OH H2N N H +H2O(在酸或碱作用下)NaC5H8O4N味精的功能及应用:功能功能:味精可以增进人们的食欲,提高人体对其他各种食物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
4、需要的一种氨基酸,量的谷氨酸,是人体所需要的一种氨基酸,96%能被人体吸能被人体吸收,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,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、癫痫分谷氨酸钠还具有治疗慢性肝炎、肝昏迷、神经衰弱、癫
5、痫病、胃酸缺乏等病的作用。病、胃酸缺乏等病的作用。应用应用:食品风味增强剂,医药(肝脏病患的辅助药物,神经: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。用品工业,如用焦谷氨酸钠制高级润肤剂等。质量标准 99%味味 精精谷氨酸钠%99 99959080水分%0.20.30.50.71.0氯化钠%0.15(以Cl计)0.5(以Cl计)5.0(以NaCl
6、计)10.0(以NaCl计)20.0(以NaCl计)透光率%9590858070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ppm0.50.50.50.50.5铅ppm1.01.01.01.01.0铁ppm5.05.010.010.010.0锌ppm5.05.05.05.05.0规格指标项目单位晶体粉状95%味精味精95%味精味精80%味精味精追根求源 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,在基酸对于增强食物鲜味的作用,在20世纪早期,才被人们科世纪早期,才被人们科学地认
7、识到。学地认识到。1907年,日本东京帝国大学的研究员池田菊苗年,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。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中。池田教授将这种味道称为“鲜味鲜味”。继而,他为大规模。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生产谷氨酸晶体的方法申请了专利。池田教
8、授将谷氨酸钠称为为“味之素味之素”。这种风靡整个日本的。这种风靡整个日本的“味之素味之素”,很快传入,很快传入中国,改名叫中国,改名叫“味精味精”。不久,味精风靡全世界,成为人们。不久,味精风靡全世界,成为人们不可缺少的调味品。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味精是人所共知的调味品。它的诞生至今还不到100年。年。说起味精的发明,纯属一种偶然。说起味精的发明,纯属一种偶然。1908年的一天中午,日本年的一天中午,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
9、当妻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。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。喝上几口觉得确实是鲜。“这海带和黄瓜都是极普通的食物,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?怎么会产生这样的鲜味呢?”池田自言自语起来
10、,池田自言自语起来,“嗯,也嗯,也许海带里有奥妙。许海带里有奥妙。”职业敏感使教授一离开饭桌,就又钻进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。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。极。池田在发表了上述研究成果后,他便转向了其他的工作。池田在发表了上述研
11、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,后,灵机一动立刻改变了主意,“好哇,咱们不搞提取碘的好哇,咱们不搞提取碘的事了,还是用海带来提取谷氨酸钠吧!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来,池田告诉铃木,从海带中提取谷
12、氨酸钠作为商品出售不够现实,因为每够现实,因为每10公斤的海带中只能提出公斤的海带中只能提出02克的这种物克的这种物质。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。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,一种叫池田和铃木的合作很快就结出了硕果。不久后,一种叫“味味之素之素”的商品出现在东京浅草的一家店铺里,广告做得大大的商品出现在东京浅草的一家店铺里,广告做得大大的的“家有味之素,白水变鸡汁家有味之素,白水变鸡汁”。一时间,购买。一时间,购买“味之味之素素”
13、的人差一点挤破了店铺的大门。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:味精,学名谷氨酸钠。其发展大致有三个阶段:第一阶段:第一阶段:1866年德国人年德国人HRitthasen(里德豪森里德豪森)博士从面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)。谷氨酸(因为面筋是从小麦里提取出来的)。1908年日本东年日本东京大学池田菊苗试验,从海带中分离到京大学池田菊苗试验,从海带中分离到L谷氨酸结晶体,谷氨酸结晶体,这个结晶体和从蛋白质水解得到的这个结晶体和从
14、蛋白质水解得到的L谷氨酸是同样的物质,谷氨酸是同样的物质,而且都是有鲜味的。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,在味精,在1965年以前是用这种方法生产的。这个方法消耗大,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。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。自发生了革命性的变化。自1965年以后我国味精厂都采用以粮年以后我国味精厂都采
15、用以粮食为原料(玉米淀粉、大米、小麦淀粉、甘薯淀粉)通过微食为原料(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。菜肴更加鲜美可口。我国的发展历史: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。行销的准备。19261927年吴蕴初还将年吴蕴初还将“佛手牌佛手牌”味精的配味精的配方、生产技术等,向英、
16、美、法等化学工业发达国家申请专方、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。在国外申请专利。1926年,佛手牌味精获得美国费城世界博年,佛手牌味精获得美国费城世界博览会金奖。览会金奖。1930年,年,1933年,吴蕴初的味精继续在世界博览会上连年,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。日本续获得奖项,佛手牌味精打入了欧洲等海外市场。日本“味味之素之素”在东南亚的市场也被中国产品取代。在东南亚的市场也被中国产品取代。按照北洋政府的专利
17、法,吴蕴初的味精专利可以享有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。年的专利保护。1926年,吴蕴初宣布,放弃味精的国内的专年,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,日本的了十几个味精品牌,国货味精市场极大繁荣,日本的“味之味之素素”除了在日本关东军占领的我国东北地区外,在中国的其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。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,日货更受抵年,因有了声势浩大的
18、五卅运动相助,日货更受抵制,本来无力与味精竞争的味素更趋颓萎,连南洋的华侨制,本来无力与味精竞争的味素更趋颓萎,连南洋的华侨也弃日货味素,改用了国货味精,进入了也弃日货味素,改用了国货味精,进入了“天厨天厨”。佛手。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。紧俏商品。谷氨酸的生产方法一,蛋白质水解法(极少使用)一,蛋白质水解法(极少使用)二,合成法二,合成法三,发酵法三,发酵法(广泛应用广泛应用)蛋白质水解法蛋白质是由许多蛋白质是由许多a-氨基酸的分子缩合而成的,将蛋白质水解,氨基酸的分子缩合而成的,将蛋白质水解,可得
19、到相应的氨基酸:可得到相应的氨基酸:O O 水解水解 一一N一一CH一一C一一N一一CH一一C一一N一一CH一一C H2O H R H R H R O H O O H一一N一一CH一一C一一OH+H一一N一一C一一OH+H一一N一一CH一一C一一OH H R H R H R 蛋白质的分子中也可能存在谷酰胺,经水解也可得到谷氨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。酸。水的催化剂可以用酸(水的催化剂可以用酸(20%HCL或或40%H2SO4)、碱)、碱(20%NaOH或或14%Ba(OH)2)或用蛋白酶。但碱水解得到)或用蛋白酶。但碱水解得到的产物为光学消旋体,即的产物为光学消旋体
20、,即DL一型氨基酸,而酸水解或酶水解一型氨基酸,而酸水解或酶水解得到的主要为得到的主要为L一型氨基酸。因此,生产上均用酸水解,也可一型氨基酸。因此,生产上均用酸水解,也可用酶法。用酶法。蛋白质一般来自植物性蛋白质原料,如面筋,豆饼,玉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,一般要般要1501.5小时或者小时或者11024小时才能水解完全。由水解小时才能水解完全。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
21、盐酸中溶解度极小的特性,将溶液浓缩,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酸分离后再加碱中和至谷氨酸等电点pH3.2,是谷氨酸析出:,是谷氨酸析出:COOH COOH (CH2)2 (CH2)2 CHNH2CL +NaOH CHNH2 +NaCL +H2O 谷氨酸盐酸盐谷氨酸盐酸盐 谷氨酸谷氨酸+中和法是将水解液调中和法是将水解液调pH5.66.5,先使中性氨基胺沉淀,先使中性氨基胺沉淀除去后再调除去后再调pH3.2,使谷氨酸沉淀析出。,使谷氨酸
22、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(味析出的谷氨酸结晶经中和精制,便得到谷氨酸一钠(味精)精)蛋白质水解法制造味精的工艺流程为:蛋白质水解法制造味精的工艺流程为:面筋面筋盐酸盐酸水解水解过滤过滤蒸发蒸发结晶结晶压滤压滤酸洗酸洗谷氨酸盐酸盐谷氨酸盐酸盐+黑废液黑废液中和、离心中和、离心谷氨酸中和、去铁、脱色中和、去铁、脱色压滤压滤浓缩、结晶浓缩、结晶离心离心干燥干燥过筛过筛磨粉磨粉99%味精味精90%、80%味精味精 每吨每吨99%味精需要耗用湿面筋(含蛋白质味精需要耗用湿面筋(含蛋白质20.4%计)计)12t,或耗用干面筋(以含蛋白质或耗用干面筋(以含蛋白质74.1%)3.
23、85t,或耗用豆粕或耗用豆粕(以含蛋白质(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:蛋白质水解制作味精是最古老的一个方法。其:优点优点:水解操作易于掌控:水解操作易于掌控缺点缺点:原料来源少,价格高,得率低,对设备腐蚀性打,劳:原料来源少,价格高,得率低,对设备腐蚀性打,劳动繁重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,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:在高温下合成的。如:CH2=CHCN+CO+H2(可逆反应)(可逆反应)羰化羰化Co(CO)4 120,20MPa,以异戊醇为溶剂以异戊醇为溶剂 NC一一
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