Quy trình sản xuất bột ngọt

CHUYÊN ĐỀ:

Công nghệ sản xuất bột ngọt






Phần I: Tổng quan
I.1. cấu tạo – nguồn gốc xuất sứ của bột ngọt
Tên hóa học theo IUPAC :
2 – aminopentanedioic acid
2 – aminoglutaric acid
Trung hòa
NaoH,NaH2PO4,Na2HPO4,
Cấu tạo: triền quang :L- AG
D – AG
Tên thương phẩm: mì chính
Bột ngọt
chất điều vị E621
I.2. Lịch sử phát hiện bột ngọt
Phát hiện hàng ngàn năm ớ nhật
1880 Rittenhuasen ở Humburg (Đức)
Kikunae 1908 và 1909 tên ajnomoto(nguồn gốc hương vị)
1933 bắt đầu sản xuất bột ngọt tại nhật

I.3. Tình hình sản xuất L – AG tại việt nam và thế giới
Sản xuất bằng phương pháp lên men
+ Tại nhật:1961: 15000 tấn, 1966: 67000 tấn, 1967: 72000 tấn, 2000: > 1 triệu tấn/ năm.
+ Thế giới: 1965: 109000 tấn, 1985: 370000 tấn, 1989: 613330 tấn/ năm
+ Việt nam hiện nay: 89000 tấn/ năm
Các công ty sản xuất mì chính hiện nay:ajinomoto,Vedan, A- One, Orgsan, Milliket
I.4. Giá trị dinh dưỡng – tác động lên người sử dụng
I.5. các phương pháp sản xuất
Tổng hợp hóa học
Thủy phân protit
Phương pháp lên men
I.5.1. phương pháp hóa học:
Nguồn CxHy(dầu mỏ) : L- AG và D – AG
Ưu điểm: tận dụng phế liệu
Nhược điểm: yêu cầu kỹ thuật cao, tạo ra cả D – AG
I.5.2. phương pháp thủy phân protit
Nguồn: đậu, lạc….
Ưu: dễ khống chế quá trình sản xuất, thủ công, bán cơ giới
Nhược: nguyên liệu đắt, tạo L,D – AG, ăn mòn thiết bị
I.5.3. phương pháp lên men
Dùng vi sinh vật: corynebacterium glutamicium, arthrobacter, brevibacterium, micrococus glutamicus.
Đây là:
VK gram dương
VK khoáng sinh bào tử
VK kháng thể chuyển năng
Tế bào có hình que hay hình cầu
Cầu khuẩn oxy hóa a.glutamic ra ketoglutarat thấp nhất
Họat tính gluco hydrogenase cao
Vk phát triển trên môi trường cần biotin
II. Sản xuất mì chính bằng phương pháp lên men.
Tại VN: Lương Đức Phẩm 1972: 30-35% g/l, brevibacterium flavum, lên men bằng sac hoặc rỉ đường ở bình lắc
Nguyễn Thiện Luân 1986:37-45g/l ở môi trường glucose 12%
Lê văn Nhương
II.1. sơ đồ quy trình và con đường hình thành L – AG nhờ vsv
II.2. Con đường hình thành L – AG từ glucose nhờ chủng: corynebacterium glutamicium VN3696 và Brevibacterium Divaricatum
II.1.3 hình thái, phân lập và tuyển chọn
- Nguồn gốc giống khác nhau:
+ corynebacterium sp, VN 3969, trung Quốc,105-110g/l
+ Brevibacterium Divaricatum,JP, Nhật, 100-110g/l
+ Brevibacterium Divaricatum,TH, VN,100-110g/l
+Micrococus glutamicus, TB, VN, 95-100g/l
+ Micrococus ammonia, DSM20156, Đức, 70-80g/l
Hình thái :VN3969 và BD: gram dương, que ngắn, ko vận động, hình chữ V hoặc song song từng đội một, chiều dài 0.8-1µm, rộng 1-3µm
Màu sắc: VN3969 màu vàng rơm, BD màu vàng chanh. Cả hai khuẩn lạc dày trọn và nhô lên khỏi mặt thạch, chứng tỏ hai vi khuẩn này là hiếu khí
VN3969
Trong môi trường MT1 ở 30 độ, 48h.
BD trong môi trường MT2 30 độ, 48h.
Quy trình nhân giống.


Phân lập và bảo quản trên môi trường MTT1( thạch – cao thịt – peptone)- mt không chứa đường

II.2. nguồn nguyên liệu
II.2.1. tinh bột sắn:
Có 2 loại: sắn đắng(200-300 mgtb/kgsắn), sắn ngọt
Thành phần hóa học:
Tinh bột: 83 -> 88%
Nước : 10.6 ->14.4%
Xenlulose: 0.1 -> 0.3%
Ñaïm: 0.1 -> 0.4%
Chất khoáng : 0.1 -> 0.6%
Chất hòa tan : 0.1 -> 1.3%
Nhiệt độ hồ hóa là 60-80 độ
Thu nhận glucose: thủy phân bằng acid, enzyem( α,β amylase)
II.2.2. rỉ đường
-Laø phaàn coøn laïi cuûa dòch ñöôøng sau khi ñaõ taùch phaàn ñöôøng kính keát tinh
-Chieám 3 - 4 % troïng löôïng mía ñöa vaøo cheá bieán
Thành phần:
ñöôøng 62%, caùc chaát phi ñöôøng 10%, nöôùc 20%, 25 ->40% saccharose , 15 -> 25% ñöôøng khöû (glucose vaø fructose), rafinose,lactose, mantose, xylose,
Caramen, phức hợp polyphenol Fe2+
keo
Fe,Zn,Mn,Ca, B, Co, Mo, pentotenic, nicotin,nicotinic,folic,B1,B2,B6, biotin
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
Nguồn cacbon:tạo khung, cung cấp năng lượng
nồng độ cơ chất: 10-21%(kitomo và cộng sự)
+glucose
+parafin
+acid hữu cơ
+etanol
Nguồn nito:tổng hợp protein
+ muối chứa NH4+ : NH4CL; (NH4)2SO4 ;NH4H2SO4 ; (NH4)2HPO4 , NH4OH hay khí NH3 hoặc ure làm nguồn cung câp nitơ

khoáng: K2HPO4:0.05-0.2%
, KH2PO4:0.05-0.2%,
MgSO4: 0.025-0.1%,
FeSO4:0.0005-0.01%,
MnSO4: 0.0005-0.015%
Trong đó: K cần cho sự trích lũy L – AG
Mn: thu nhận L – AG và hỗ trợ sinh trưởng
Chất điều hòa sinh trưởng: biotin 2-5 µg/l(tối ưu)
môi trường nghèo biotin:3µg/l, giàu: 20µg/l, thừa:300µg/l
Trong môi trường nghèo, giàu biotin tế bào hấp thụ hoàn toàn biotin ở giai đoạn tiềm phát và thời kỳ đầu của pha log.
pH :7-8
Nhiệt độ: 30-35 độ (tốt), 35-37 (một số ít), 41-43 (cá biệt)
Thông gió, cánh khuấy: duy trì oxy hòa tan, khống chế nồng độ oxy giới hạn.
Kđ(O2)= 7.106mol/ml/phut
Thiếu O2: rab=10,5.10-7mol/ml/phut
Thừa O2: rab= 68. 10-7mol/ml/phut
Áp suất: 00.35 at tiêu hao nhiều đường và lượng L- AG thấp
Cung cấp điện tử :(Hongo M và Iwahara)
I: 200-300 µA
UI=1.5V
C=0.01mM
Phage: là yếu tố gây độc hại đối với vi khuẩn
0-8h :xâm nhập
12h tấn công
Acid citric, oxalic acid, tri or tetrapolyphosphat, c
0.05-0.1% ức chế 100% phage
III. Các phương pháp nâng cao hiệu suất lên men tạo L- AG
Cải tạo giống vi sinh vật:
Ít , không sinh α – XG
Khống chế Decacboxylase
Giảm izoxitratase
Bền vững ,. Làm gia3m bớt quá trình photphoryl hóa hiếu khí vốn tiêu hao nhiều năng lượng của vi sinh vật
Tăng khả năng chống chịu kháng sinh
Phòng ngừa sản phẩm trung gian( sau 12h tăng, Ca, K oxalic)
ức chế tổng hợp tế bào thêm PG
Tích lũy α –XG như xitrat, syntetase
Bổ sung phụ gia: DM, DG với hiệu suất:108g/l. chuyển hóa 55.5%
Điều kiện tính toán tối ưu hóa:thiết bị, hoạt động bề mặt, hàm lượng glucose,tiên đoán can thiệp kiệp thời
Đề xuất quy trình mới cho chế độ bổ sung PG
Để vk bị đói thời gian ở pha sinh trưởng
Sau thời gian đói bổ sung thêm đường đến thừa sau đó bổ sung thêm PG sau vài giờ(3h)
Bổ sung dư lượng đường ở giai đoạn đầu của pha sx
ở giai đoạn cuối của pha sản xuất hạn chế sao cho CO2 không tăng ( áp và phun o2 ở chân không)
Thiết bị lên men:
Thiết bị dạng phun:
Công đoạn thu hồi :
Thiết bị cô đặc dạng tinh nhiều nồi
Ly tâm đĩa
Sấy
Sàng
Bao gói
Sơ đồ quy trình chung