Đang tải... (xem toàn văn)
Axit glutamic sản xuất bằng phương pháp lên men vi khuẩn, với nguyên liệu là đường, mật rỉ. Quá trình này được xúc tác nhờ hệ enzym có sẵn trong vi khuẩn, chuyển hóa qua nhiều giai đoạn trung gian với nhiều phản ứng khác nhau tạo ra nhiều sản phẩm phụ, và cuối cùng là sản phẩm axit glutamic.Để sản xuất mì chính từ axit glutamic bằng phương pháp lên men, quy trình công nghệ được triển khai theo các giai đoạn sau: Chuẩn bị dịch lên men: Môi trường lên men được chuẩn bị sẵn từ các nguyên liệu đường hoặc tinh bột được thanh trùng kỹ trước khi cấy vi khuẩn lên men glutamic vào. Giai đoạn lên men: Dung dịch nhân sinh khối vi khuẩn, dung dịch lên men được chuyển vào các dụng cụ, thiết bị lên men, sau đó cho corynebacterium glutamicum vào, cho lên men trong điều kiện thoáng khí, giữ ở nhiệt độ 32 – 370C trong thời gian 38 – 40 giờ.
LÊN MEN SẢN XUẤT ACID GLUTAMIC Hiện có phương pháp SX bột giới MSG dù sản xuất phương pháp thường tuân theo số tiêu chuẩn sau: Tinh thể MSG chứa không 99% MSG tinh khiết; Độ ẩm (trừ nước kết tinh) không cao 0,5%; Thành phần NaCl không 0,5%; Các tạp chất lại không chứa Asen, kim loại hợp chất Canxi Phương pháp tổng hợp hoá học Phương pháp ứng dụng phản ứng tổng hợp hoá học để tổng hợp nên acid glutamic amino acid khác từ khí thải công nghiệp dầu hoả hay ngành khác Ưu điểm: Phương pháp sử dụng nguồn nguyên liệu thực phẩm để sản xuất tận dụng phế liệu công nghiệp dầu hoả Phương pháp kết hợp Đây phương pháp kết hợp tổng hợp hoá học vi sinh vật học Phương pháp vi sinh vật tổng hợp nên acid amin từ nguồn đạm vô glucid nhiều thời gian, người ta lợi dụng phản ứng tổng hợp tạo chất có cấu tạo gần giống acid amin, từ lợi dụng vi sinh vật tiếp tục tạo acid amin Phương pháp lên men Nguyên liệu → Acid glutamic → Mì Phương pháp lợi dụng số vi sinh vật có khả sinh tổng hợp acid amin từ nguồn glucid đạm vô Phương pháp có nhiều triển vọng phát triển khắp nước, tạo nhiều loại amino acid như: acid glutamic, lizin, valin, alanin, phenylalanine, triptophan, methionin,… PHƯƠNG PHÁP HOÀN TOÀN ĐƯỢC THẾ GIỚI SỬ DỤNG LÀ PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN Phương pháp lên men Phương pháp lên men có nguồn gốc từ Nhật Bản, năm 1956 mà Shukuo Kinoshita sử dụng chủng Micrococcus glutamicus sản xuất glutamate từ môi trường có chứa glucoza ammoniac Sau số loài vi sinh vật sử dụng Brevi Bacterium Microbacterium Nguyên liệu Rỉ đường Khoai mì Chủng vi sinh: Corynebacterium Glutanicum Corynebacterium Glutamicum Chủng vi sinh: Tất loài vi sinh vật có số đặc điểm sau: Hình dạng tế bào từ hình cầu đến hình que ngắn; Vi khuẩn Gram(+); Hô hấp hiếu khí; Không tạo bào tử; Không chuyển động được, tiên mao; Biotin yếu tố cần thiết cho sinh trưởng phát triển; Tích tụ lượng lớn glutamic từ hydrat cacbon NH4+ môi trường có sục không khí Tuyển chọn VSV Giống cấp LÊN MEN Giống cấp Biotin Penicillin G Giống cấp Nhựa resin trao đổi nước PHA CHẾ DỊCH SAU LÊN MEN TRAO ĐỔI ION Tái chế nhựa TÁCH ACID GLUTAMIC LÀM LẠNH KẾT TINH TRUNG HÒA Trung hòa mẻ sau Na2S TRUNG HÒA Than hoạt tính TẨY MÀU, LỌC CÔ ĐẶC, KẾT TINH Bã than LY TÂM BỘT NGỌT Nước SẤY SÀNG Cô lại với mẻ sau SÀNG BAO GÓI BẢO QUẢN Tinh acid glutamic: Kết thúc trình lên men, acid glutamic tạo thành với số tạp chất khác, cần phải tinh chế tạp chất khỏi dung dịch chứa acid glutamic Phương pháp thường dùng nhựa trao đổi rezin Nhựa trao đổi rezin có hai loại: rezin dương tính (mang tính acid) rezin âm tính (mang tính kiềm) Quá trình: Dịch lên men có chứa acid glutamic tạp chất cho chảy qua cột nhựa (có chứa rezin) từ lên với tốc độ 150 – 180 lít/ phút, thời gian chảy qua cột 150 – 180 phút Song song, người ta cho dòng nước chảy qua cột chiều với dung dịch lên men để rửa vi khuẩn bám vào bề mặt rezin Giữ nhiệt độ cột trao đổi ion 60 – 650C Sau kết thúc trình trao đổi ion, dùng NaOH – 5% để tách acid glutamic khỏi cột (tốc độ chảy NaOH – 6m/ giờ, lưu lượng 100lít/ phút) Quá trình: Người ta sử dụng than hoạt tính để khử màu Acid glutamic thu cách điều chỉnh pH=3,2 cô đặc dung dịch giảm nhiệt độ xuống 40 – 150C thu tinh thể acid glutamic với lượng 77 – 88% cao Sự tạo thành mì chính: Mì muối natri axit glutamic, gọi glutamat natri Dùng NaOH 40 – 50% để trung hòa dung dịch axit glutamic đến pH = 6,8, sau đem lọc, cô đặc, kết tinh phương pháp sấy chân không nhiệt độ thấp thu tinh thể mì màu trắng Độ tinh khiết mì đạt 99 – 99,6% monoglutamat natri Ưu điểm phương pháp lên men: Không sử dụng nguyên liệu protit; Không cần sử dụng nhiều hoá chất thiết bị chịu ăn mòn; Hiệu suất cao, giá thành hạ; Tạo acid glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao VI SINH VẬT • VSV: – Corynebacterium glutamicum (phổ biến) – Brevibacterium flavum – Microbacterium aminoniaphilum • VK gram (+), không sinh bào tử, không chuyển động • Cần biotin để sinh trưởng / biotin không sản xuất SP – Nhiều biotin – thu sinh khối (sinh trưởng) – Ít không tạo acid glutamic – → vừa đủ – Rỉ đường nhiều biotin • Để đạt hiệu suất cao → đột biến VSV → nhiều SP Môi Trường • Nguyên liệu – C • Glucose, tinh bột • Bổ sung thêm biotin từ rỉ đường • Rỉ đường có nhiều biotin → giảm: than hoạt tính hấp thụ biotin • Bổ sung chất kháng sinh: cản trở hấp thụ biotin vào tế bào VSV – N • Ure, muối amon – Thành phần khác: vi lượng Mg, Mn Lên Men • Cấy giống 5-6% (v/v) • pH 7-8, bổ sung muối amon NH4+ → chỉnh pH, tạo nguồn N • Sục khí: O2 40-80mg/l phút – 80 → tạo acid a-ketoglutaric • Chất sinh trưởng: biotin – Nhiều → sinh khối – Ít → không tạo acid glutamic • Nhiệt độ 28-32oC • Thời gian 40-60h Thu nhận & Tinh • • • • Điện phân Chuyển → muối glutamate không tan Trao đổi ion Acid hóa → pI protein tủa (3,2), dùng acid giảm pH môi trường (dễ làm) PP Tách A.glutamic • Canh trường sau lên men → tách sinh khối lọc (màng membrance) không gia nhiệt làm acid amin → tách màu than hoạt tính → cô chân không (40-50oC), nước bốc nhiệt độ thường • Acid hóa = HCl, pH 3,2 (pI) • Kết tinh (+ mầm) • Li tâm → tinh thể glutamic acid (80%) • Hòa tan tinh thể lại • Xử lý than hoạt tính • Ly tâm → tách tinh thể acid glutamic (90%) • Sấy < 70oC → SP PP Tách Bột • Canh trường sau lên men → tách tinh thể acid glutamic → + NaOH/NaCO3 • Lọc loại tạp chất → dd muối natriglutamate • Dd muối cô chân không (40-50oC) nồng độ 60% • Kết tinh • Ly tâm → tinh thể bột (natri glutamate) • Sấy < 70oC → tinh thể có độ ẩm 0,5-1% • Nghiền • Rây → SP: bột