一种从发酵液中提取谷氨酸钠的新工艺 一、 技术领域
本发明属于生物化工领域, 具体涉及一种从发酵液中提取谷氨酸钠的新工艺。发 酵液通过絮凝去除菌体蛋白, 上清液中加入离子膜碱、 Mg2+、 HPO42-, 形成 MgNH4PO4(MAP) 沉淀 和谷氨酸钠溶液, 谷氨酸钠溶液真空浓缩, 低温结晶得谷氨酸钠粗品, 谷氨酸钠粗品溶解、 活性炭脱色精制、 真空浓缩、 低温结晶得谷氨酸钠精品。 二、 背景技术
谷氨酸钠是味精的主要成分, 其作用主要是增加食品的鲜味, 有助于提高人体对 食物的消化率。此外, 谷氨酸钠还具有治疗慢性肝炎、 肝昏迷、 神经衰弱、 癫痫病、 胃酸缺乏 等病的作用。传统的味精生产工艺一般分为制糖、 谷氨酸发酵、 中和提取与精制等步骤, 尤 其是味精中和提取步骤主要采用硫酸调节等电点使谷氨酸等电结晶, 发酵液中的谷氨酸充 分结晶出来后, 得到谷氨酸晶体和谷氨酸母液, 谷氨酸晶体经中和反应得谷氨酸钠, 谷氨酸 母液经除菌体蛋白后、 再蒸发、 浓缩、 脱盐分离得到工业硫酸铵和谷氨酸脱盐废液。脱盐废 液中含有大量的氨氮是导致水体富营养化的主要原因之一, 对环境、 水源造成了直接的危 害。
本发明是谷氨酸发酵液经絮凝后, 直接加入离子膜碱生成谷氨酸钠, 同时利用发 2+ 2酵液中高浓度氨氮的特性加入 Mg 、 HPO4 , 获得具有特殊功能和高附加值的 MgNH4PO4(MAP) 产品。 与传统工艺相比, 本发明提供了一种工艺精, 周期短, 污染低, 附加值高的生产谷氨酸 钠的新工艺。 三、 发明内容
本发明是利用离子膜碱、 Mg2+、 HPO42- 从谷氨酸发酵液中提取谷氨酸钠, 简化味精提 取工艺, 减少味精生产过程中污水的产生量, 获得高附加值的 MgNH4PO4(MAP) 产品。
本发明的具体技术方案 :
1. 发酵液中菌体蛋白的去除
取谷氨酸发酵液, 加入絮凝剂 5 ~ 1 %的碱铝和 1 %~ 0 的硫酸锌, 碱铝浓度为 50%, 去除菌体蛋白, 得澄清溶液。
2.MgNH4PO4(MAP) 沉淀的生成
将上述澄清溶液中首先加入离子膜碱至开始出现氨味时, 边搅拌边加入离子膜 2+ 2碱、 Mg 和 HPO4 , 控制 pH 为 6.5 ~ 7, 产生大量的 MgNH4PO4(MAP) 沉淀, 收集沉淀得澄清谷 氨酸钠溶液。
3. 谷氨酸钠粗品的生成
将上述澄清谷氨酸钠溶液在真空度为 0.085 ~ 0.095Mpa, 温度为 50 ~ 70℃条件 下浓缩, 浓缩至 30 ~ 40° Bé 出现晶体, 停止浓缩, 低温结晶, 温度 4 ~ 10℃, 时间 10 ~ 20h, 得谷氨酸钠粗品。
4. 谷氨酸钠粗品的精制将上述谷氨酸钠粗品于 30 ~ 50℃溶解, 浓度 10 ~ 30° Bé, 加入 2 ~ 10%活性炭 脱色, 脱色液真空浓缩真空度为 0.075 ~ 0.085Mpa, 温度为 50 ~ 70℃, 浓缩至浓度为 30 ~ 40° Bé, 低温结晶, 温度为 4 ~ 10℃, 时间 10 ~ 20h, 得谷氨酸钠精品。
本发明的优势 : 1) 与传统谷氨酸钠生产工艺相比, 去除了硫酸酸化等点工艺, 消 除了硫酸根的残留, 提高了味精质量 ; 2) 与传统谷氨酸钠生产工艺相比, 减少了味精提取 过程中洗涤水的使用, 降低了 70 ~ 90%的废液排放 ; 3) 本发明与传统谷氨酸钠生产工艺相 比, 是一种从发酵液中获得谷氨酸钠的新工艺, 重要的是解决了味精提取过程中氨氮对大 气的污染, 以高附加值的 MAP 产品替代了低值的硫酸铵。 四 . 附图说明 :
图 1 一种从发酵液中提取谷氨酸钠的新工艺流程图
图 2Mg NH4PO4(MAP) 产生过程 五 . 具体实施方案 :
实施例 1. (1) 取谷氨酸发酵液 ( 内含谷氨酸 14.8% )1L, 加入 5%的碱铝, 碱铝浓度为 50%, 加入 1%硫酸锌, 适度搅拌, 去除菌体与部分杂蛋白, 过滤得澄清溶液和菌体蛋白, 澄清液透 光率为 95.6%。
(2) 向 澄 清 液 中 加 入 离 子 膜 碱 至 开 始 出 现 氨 味 时, 边 搅 拌 边 加 入 离 子 膜 碱, 2+ 2Mg ( 总量不超过 16g) 和 HPO4 ( 总量不超过 64g) 产生大量 MgNH4PO4(MAP) 沉淀, 控制 pH 为 6.5 ~ 7 至不再有 MgNH4PO4(MAP) 沉淀出现, 过滤得 MgNH4PO4(MAP) 沉淀和澄清谷氨酸钠溶 液。
(3) 将澄清谷氨酸钠溶液在真空度为 0.085 ~ 0.095Mpa, 温度为 50 ~ 70℃条件下 浓缩, 浓缩至 30 ~ 40° Bé 出现晶体, 停止浓缩, 低温结晶, 温度 4 ~ 10℃, 时间 10 ~ 20h, 得谷氨酸钠粗品 141.5g。
(4) 将谷氨酸钠粗品配成浓度为 10 ~ 30° Bé, 加入 2 ~ 10%活性炭脱色, 脱色液 真空浓缩真空度为 0.075 ~ 0.085Mpa, 温度为 50 ~ 70℃, 浓缩至浓度为 30 ~ 40° Bé, 低 温结晶, 温度为 4 ~ 10℃, 时间 10 ~ 20h, 得谷氨酸钠精品 138.7g, 纯度 98.9%。
实施例 2.
(1) 按照实施例 1 中的步骤 (1) 加入 3%的碱铝, 碱铝浓度为 50%, 加入 0.5%硫 酸锌, 得透光率为 93.2%的澄清液。
(2) 按照实施例 1 中步骤 (2) 操作。
(3) 按照实施例 1 中步骤 (3), 得谷氨酸钠粗品 137.9g。
(3) 按照实施例 1 中步骤 (4), 得谷氨酸钠精品 135.2g, 纯度 99.2%
实施例 3.
(1) 按照实施例 1 中的步骤 (1) 加入 3%的碱铝, 碱铝浓度为 50%, 加入 0.25%硫 酸锌, 得透光率为 94.7%的澄清液
(2) 按照实施例 1 中步骤 (2) 操作。
(3) 按照实施例 1 中步骤 (3), 得谷氨酸钠粗品 140.2g。
(4) 按照实施例 1 中步骤 (4), 得谷氨酸钠精品 137.3g, 纯度 98.9%
实施例 4.
(1) 按照实施例 1 中的步骤 (1) 加入 2%的碱铝, 碱铝浓度为 50%, 加入 0.1%硫 酸锌, 得透光率为 96.3%的澄清液
(2) 按照实施例 1 中步骤 (2) 操作。
(3) 按照实施例 1 中步骤 (3), 得谷氨酸钠粗品 142.5g。
(4) 按照实施例 1 中步骤 (4), 得谷氨酸钠精品 139.7g, 纯度 99.1%。
实施例 5.
(1) 按照实施例 1 中的步骤 (1) 加入 2%的碱铝, 碱铝浓度为 50%, 加入 0.1%硫 酸锌, 得透光率为 95.4%的澄清液
(2) 按照实施例 1 中步骤 (2) 操作。
(3) 按照实施例 1 中步骤 (3), 得谷氨酸钠粗品 141.1g。
(4) 按照实施例 1 中步骤 (4), 得谷氨酸钠精品 138.4g, 纯度 99.4%。
实施例 6.
(1) 按照实施例 1 中的步骤 (1) 加入 1 %的碱铝, 碱铝浓度为 50 %, 得透光率为 93.8%的澄清液。
(2) 按照实施例 1 中步骤 (2) 操作。
(3) 按照实施例 1 中步骤 (3), 得谷氨酸钠粗品 138.8g。
(4) 按照实施例 1 中步骤 (4), 得谷氨酸钠精品 136g, 纯度 99.6%。