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会计学目前生产上可分为谷氨酸提取与精制两个阶段。本章主要介绍(jièshào)以发酵液中提取谷氨酸的原理、方法和生产上出现的异常问题及解决的方法。谷氨酸提取工艺(gōngyì)的选择原则:目前国内各味精厂主要采用以下(yǐxià)几种方法提取谷氨酸:(2)离子交换(lízǐjiāohuàn)法但是(dànshì)酸碱用量大,废水排放量大。国内有些味精厂采用等电点-离子交换法提取工艺路线,总收率可达90%左右。(3)金属(jīnshǔ)盐法一般锌盐法提取收率(shōulǜ)在85%左右,有的厂采用等电点-锌盐法提取谷氨酸收率(shōulǜ)较稳定。(4)盐酸(yánsuān)水解-等电点法(5)离子交换(lízǐjiāohuàn)膜电渗析法提取谷氨酸国外提取(tíqǔ)谷氨酸工艺如下:发酵液:谷氨酸含量为8-10%。菌体分离:碟片式自动分离机,处理量为70t/h,菌渣为14-15%,含谷氨酸2-3%。浓缩:60℃以下减压浓缩,浓缩液含谷氨酸为15-20%。出晶:加浓硫酸调PH3.2,搅拌20-30h,多罐串联,连续(liánxù)冷却结晶。连续(liánxù)分离出料。母液含谷氨酸为3-5%,做肥料。结晶洗涤(xǐdí)三次,方法如下:(2)美国美国圣何塞味精厂提取工艺(gōngyì),发酵液经两次4650r/min高速离心机分离菌体和消液,菌体经干燥制成鸡、奶牛饲料。清液经90-95℃加热(jiārè),使蛋白质等有机物凝聚沉淀,并加入一定比例硅藻土助滤剂,经旋转真空膜过滤机过滤,除去杂质。第二节谷氨酸发酵液的性质(xìngzhì)和发酵废液的综合利用(2)发酵液含有无机盐,有K、Na、NH4、Mg、Ca、Fe、Po4等、还有残糖、色素(sèsù)、尿素等。此外,也有消泡用的花生油、豆油或合成消泡剂等留在发酵液中。(3)大量菌体、蛋白质等固形物质悬浮在发酵液中,湿菌体约占发酵液的5-8%。(4)发酵液中尚有其它一些含量很少的发酵副产物。有机酸类有乳酸、酮戊二酸、琥珀酸等;氨基酸类有天门冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸、脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甘氨酸、组氨酸和谷氨酰胺等。各种氨基酸含量小于1%。(5)谷氨酸发酵液中含有(hányǒu)铵离子0.6-0.8%,残糖1%以下。二、菌体分离(fēnlí)方法但菌体存在于发酵液中不利于谷氨酸的结晶分离。有条件的工厂如能将发酵液中菌体预先分离,就会降低发酵液的粘度和杂质(zázhì)含量,有利于谷氨酸发酵液的浓缩纯化和结晶分离,提高产品收率和纯度。1.机械(jīxiè)分离法2.加热(jiārè)沉淀法3.添加(tiānjiā)凝聚剂沉淀法三、发酵液的综合利用(zōnghélìyòng)发酵废液中含有一些量很小,价值很高的代谢副产物。许多味精厂开展了综合利用(zōnghélìyòng),主要有以下几个方面:/可以分开(fēnkāi)收集。前者为谷氨酸,后者为腺嘌呤。再精制就可制得腺嘌呤磷酸盐或腺嘌呤盐酸盐。(2)谷氨酸菌体内含有大量(dàliàng)的蛋白质(约占干菌体重的60%)和核糖核酸。谷氨酸发酵液先经高速离心机分离菌体,回收菌体用自溶法可制得腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸,胞嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸。这些都是医药上贵重药物,在治疗肝炎,血小板减少等症都有明显疗效(liáoxiào)。这样使菌体的经济价值得到充分利用。而鸟嘌呤核苷酸和腺嘌呤核苷酸经脱氨成肌苷酸,为味精助鲜剂。(3)菌体中含有丰富的蛋白质和脂肪等物质,是动物的良好饲料。(4)发酵废液中含有大量铵和磷钾等,是农业生产中很好的肥料。(5)发酵废液还可用来进行(jìnxíng)酵母发酵,制取单细胞蛋白,作饲料用,又可减少环境污染。第三节等电点法提取(tíqǔ)谷氨酸(3)谷氨酸等电点的性质(xìngzhì)谷氨酸在等电点时,正负电荷相等,总静电荷等于零,形成偶极离子,在直流电场中既不向阳极移动,也不向阴极移动,此时,由于(yóuyú)谷氨酸分子之间的相互碰撞,并通过静电引力的作用,会结合成较大的聚合体而沉淀析出。因而在等电点时,谷氨酸的溶解度最小。工业生产中等电点法提取谷氨酸就是(jiùshì)根据这一特性,将发酵液PH调至3.2,使谷氨酸处于过饱和状态而结晶析出。/2.谷氨酸的溶解度(1)pH值对谷氨酸溶解度的影响(yǐngxiǎng)由图6-3可知谷氨酸在PH1附近或碱性情况(qíngkuàng)下,溶解度很高,但在等电点PH3.22和在30%以上的高浓度盐酸下,溶解度便显著减少到最低点。工业生产中的等电点,盐酸盐法提取谷氨酸,就是巧妙地利用这一特性。(2)温度(wēndù)对谷氨酸溶解度的影响/(3)杂质(zázhì)对谷氨酸溶解度的影响例如发酵液有其它氨基酸存在时,会导致谷氨酸溶解度的增加,当发酵液