谷氨酸提取产业现状与无废化发展方向

谷氨酸提取的工艺路线及其技术对味精生产成本、质量和环境等因素的影响最为重要。现有"等电离交"工艺技术收率高,但存在辅料消耗大、废水多等缺陷;"浓缩等电转晶工艺"辅料消耗低、废水少且质量好,但存在谷氨酸收率低的缺点;"喷浆造粒工艺"消除了高浓废水的污染,但又造成严重的废气污染,环境问题随着味精制造规模的扩大而呈加重趋势。"谷氨酸提取无废低耗工艺"在清洁生产思想指导下,吸收现有技术的优点,整体谋求经济、环境和质量的集成,通过开发关键技术,形成成本低、质量好、无污染且易于工程放大的谷氨酸提取新型工艺路线。

谷氨酸母液的二次等电结晶

本文介绍了等电母液除菌后,蒸发浓缩二次等电结晶提取谷氨酸。确定了脱盐最佳工艺流程,谷氨酸总的回收率可达95%。蒸发的冷凝水可以回用,脱除的硫酸铵经干燥处理后可制得无机肥料,实现味精清洁生产。

苏云金芽孢杆菌伴孢晶体的制备

采用液体培养和固体培养两种不同的方法培养苏云金芽孢杆菌,并比较了高速离心法、透析法以及等电点沉淀法三种纯化方式对伴孢晶体的纯化效果。镜检观察结果表明,固体培养更有利于菌体产生伴孢晶体。利用棉铃虫进行的生物测定结果表明,透析法纯化所得伴孢晶体生物效价较高,达到150000IU.mg-1。扫描电镜观察结果显示,透析法纯化所得伴孢晶体纯度较高且形态完整。

等电点-冷却结晶去除谷氨酸中的焦谷氨酸

研究搅拌转速、育晶时间、调酸速率、冷却温度4个因素对降低谷氨酸结晶中焦谷氨酸含量的影响。在保证谷氨酸回收率的基础上,确定焦谷氨酸含量达到欧盟E621标准(≤0.2%),其最优结晶组合为搅拌转速150r/min、育晶时间30min、调酸速率3drops/min、冷却温度5℃。在上述实验中,焦谷氨酸的初始含量均小于1%。通过延长育晶时间至60min,可使初始焦谷氨酸含量为1.27%的谷氨酸,在结晶后,焦谷氨酸含量降至0.18%。

谷氨酸结晶工艺控制研究

谷氨酸等电点结晶工艺对于味精制作成本和质量控制来说非常重要,主要进行了谷氨酸发酵液粘度、发酵结束等待时间、谷氨酰胺含量、流加浓度、还原糖含量等方面的实验。结果表明:发酵液粘度≤8.0CP,谷氨酰胺含量≤0.08g/dL,流加发酵液浓缩浓度≤32.0g/dL,流加发酵液还原糖含量≤1.20g/dL,发酵结束立即放罐对谷氨酸结晶工艺较好。

L-天冬氨酸结晶过程

从分子解离状态变化的观点，分析了滴加，调节溶液ｐＨ对Ｌ－Ａｓｐ溶解度的影响，研究了晶种的加入量和Ｈ２ＳＯ４的滴加速度对Ｌ－Ａｓｐ结晶动力学的影响，确定了间歇冷却操作曲线。

液膜法提取发酵液中的苯丙氨酸 IV.等电点结晶工艺

采用等电点结晶法，对液膜法提取的苯丙氨酸内相的模拟浓缩液进行了结晶工艺的研究。对不同操作温度、初始浓度和外界添加物影响下结晶质量的考察结果表明：只有控温在转化点温度以上才能得到优良的α－晶型；盐析剂氯化钠的加入对提高收率效果明显，乙醇的加入可以提高产品的纯度；保持较高的初始浓度（ｗ＞０．０５）对产生α－晶型和提高收率均有利。

苏云金芽孢杆菌伴胞晶体蛋白提取方法比较研究

采用液体双相分层法和等电点沉淀法提取苏云金芽孢杆菌伴胞晶体蛋白．原子力显微镜观测，发现液体双相分层提取的晶体蛋白具有完整典型的晶体结构；等电点法提取的得率高，不能检测到完整的晶体结构．聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，等电点法提取的蛋白质含量是液体双相法提取的蛋白含量的1～2倍．将2种方法提取的晶体蛋白对初孵棉铃虫幼虫生物测定均表现杀虫生物活性，经统计分析，液体双相法提取的蛋白质生测毒力比等电点法的高1．5～3倍．

谷氨酸分批等电结晶中晶种表面积及其粒径对产品粒度分布的影响

在谷氨酸分批等电结晶过程中,添加晶种与否直接影响产品的粒度分布(CSD)。通过在谷氨酸结晶过程中添加不同晶种的方法,研究晶种表面积及其粒径对结晶的影响,以期获得谷氨酸分批等电结晶中添加晶种的最优条件。实验结果表明,对于平均粒径不同的晶种,添加的晶种表面积存在临界值Sc使得此时得到的产品粒度分布均匀,中位径(D50)最大。当晶种平均粒径位于67.3～91.9μm,晶种表面积为50 cm2时得到的产品D50最大、CSD最好,即该晶种粒径对应的Sc不大于50 cm2;晶种平均粒径位于103.7～117.7μm时对应的Sc为100 cm2;晶种平均粒径为154.8μm时对应的Sc不小于250 cm2;当晶种平均粒径大于235.9μm时得到的CSD为双峰。表面积相同时,与粒径小的晶种相比,粒径大的晶种破碎率大、吸收溶质的速率小,所以晶种粒径越大表面积临界值越大。

DL-蛋氨酸不同晶型在水中溶解度的研究

用硫酸和氢氧化钠作为调节剂,并采用间接碘量法分析测量了不同温度、不同pH下α和γ型蛋氨酸(DLMet)固体在水中的溶解平衡数据,在分析其离子化溶解机理的基础上建立溶解平衡模型,描述预测其溶解特性.实验结果研究表明:离子化平衡模型可准确地描述蛋氨酸在水中溶解情况和离子化程度,即随pH的增大,两种晶型的DLMet在水中的溶解度先减小后增大,极值点为等电点;温度升高使得两种晶型的DL-Met在水中溶解增加,且溶解度差值缩小.

冷冻浓缩-等电点结晶法对谷氨酸等电母液的资源化利用

以谷氨酸等电母液为研究对象,开展了冷冻浓缩-等电点结晶实验研究,主要考察了成冰率、育晶温度、晶种添加量、晶种粒径等因素对结晶产量和质量的影响。结果表明,成冰率会直接影响晶体的析出量与形态,在成冰率为70%~80%、育晶温度为0℃、添加3%的150目α型谷氨酸晶种时,冷冻浓缩-等电点结晶效果最佳,每升谷氨酸等电母液中能回收13.75 gα型谷氨酸。以上研究结果可为实现谷氨酸资源化回收提供参考。