SẢN XUẤT GLUTAMATE(MSG)

SẢN XUẤT GLUTAMATE(MSG)

Sản xuất Glutamate

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Bộ môn: Kĩ thuật thực phẩm 3

Nhóm sinh viên thực hiện:

Giáo viên giảng dạy: Phạm Minh Tuấn

Sản xuất Glutamate

SẢN XUẤT GLUTAMATE

Nội dung cần trình bày:

I Khái quát về Glutamate (Mì

chính)

II Tính chất của Glutamate

III Lịch sử và tình hình phát triển của sản xuất

Phương pháp lên men

Sản xuất Glutamate

2 Vai trò của mì chính

Mì chính là chất điều vị trong chế biến thực phẩm, làm gia vị cho các món ăn, cháo, mì ăn liền, thịt nhân tạo, các loại thịt cá đóng hộp…,nhờ đó sản phẩm hấp dẫn hơn

Glutamat đóng vai trò quan trọng trong cơ chế chuyển hoá chất

bổ dưỡng trong cơ thể con người

Cơ thể mỗi người có khoảng

2kg glutamat được tìm thấy

trong các cơ bắp, não, thận,

gan và các cơ quan khác

Nhiệt độ nóng chảy 195oC.

Tan nhiều trong nước, nhiệt độ

tăng độ hoà tan tăng

Sản xuất GlutamateKhi nhiệt độ lớn hơn 80oC Glutamat natri bị mất nước:

Phản ứng mất nước.

Sản xuất Glutamate

Nung glutamate natri trong chén sứ ở nhiệt độ cao > 350oC:

Ở nhiệt độ cao trên dưới 100oC, axit glutamic trong dung dịch nguyên chất bị mất nước và chuyển thành axit hydroglutamic

Sự mất mát axit glutamic trong dung dịch nguyên chất khi đun nóng là rất nhanh: sau 8 giờ đun sôi axit glutamic bị mất đến 50%

Phản ứng phân huỷ ở nhiệt độ cao.

Sản xuất Glutamate

Tác dụng của pH.

pH có ảnh hưởng rất lớn đến sự phân huỷ axit glutamic Ở pH= 4,5 axit glutamic tổn hao nhiều nhất: sau 1 giờ là 8,75%; sau 5 giờ tăng lên 24,1% Trong khi đó nếu môi trường là trung tính hay các điểm lân cận(pH= 6,5-7) thì sự mất mát giảm được rất nhiều

Sản xuất Glutamate

Sự biến đổi của axit glutamic trong quá trình chế biến còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như: chịu ảnh hưởng của các axit amin khác, các sản phẩm phân huỷ của đường, các hợp chất có 2 nhóm cacbonyl,…

Các nhân tố ảnh hưởng chủ yếu dẫn đến sự biến đổi axit glutamic là nồng độ, nhiệt độ, pH, sự chiếu sáng các hợp chất hữu cơ, các peroxit và các ion kim loại

Các phản ứng thường xảy ra là: sự khử cacboxyl, sự khử amin, sự oxy hoá, sự mất nước, phản ứng ngưng tụ ở nhóm amin và các phản ứng trùng hợp hình thành nên các hợp chất cao phân tử

Tác dụng của các yếu tố khác

Sản xuất Glutamate

1 Lịch sử mì chính

Trở về Nhật Bản ông làm việc tại viện đại học hoàng gia Trong bữa ăn gia đình, vợ ông khi chế biến thức ăn đã cho loại rong biển mà các đầu

bếp Nhật Bản hay dùng Quả nhiên vị của thức ăn trở nên ngọt hơn, có vị thịt hấp dẫn

Tại phòng thí nghiệm của mình, Kikunae Ikeda

đã nghiên cứu và tách được acid glutamic từ rong

biển Laminaria Japonica rồi chuyển thành Natri

glutamate

http://www.suckhoe24h.net/forum/showthread.php?tid=126

(địa chỉ tham khảo thêm)

Sản xuất Glutamate

2 Tình hình sản xuất mì chính trên thế giới và

Việt Nam.

Tình hình sản xuất mì chính trên thế giới:

Các nước sản xuất mì chính với sản lượng lớn nhất thế giới: Nhật, Mỹ, Đài loan, Trung Quốc, Indonexia,…

Nước khẩu(%)Xuất hương(%)Tạo nghiệp thực Công

Sản xuất Glutamate

Tình hình sản xuất mì chính ở Việt Nam

• Trong năm 1968 và 1970, Lê Văn Nhương và cộng sự đã thu thập được nhiều chủng vi sinh vật có khả năng sinh lizin

và L-AG từ nước và đất vùng Hà Tây và Hà Nội, đây là

nguồn Gen thiên nhiên quý của Việt Nam

• Năm 1972, Lương Đức Phẩm đạt được hiệu suất lên men

30-35g/lit L-AG khi dùng vi khuẩn Brevibacterium Flavum

lên men sacaroza hay rỉ đường ở phạm vi bình lắc

• Năm 1986, Nguyễn Thiện Luân và cộng sự đạt được hiệu suất lên men 37-45g/lit L-AG khi lên men trong môi trường glucoza 12% ở trong bình lắc

Sản xuất Glutamate

IV Các phương pháp sản xuất mì chính.

Mì chính dù được sản xuất bằng phương pháp nào cũng thường tuân theo một số tiêu chuẩn

Thành phần NaCl không được quá 0,5%;

Các tạp chất còn lại không chứa Asen, kim loại và hợp chất Canxi

Ưu điểm: Phương pháp này có thể sử dụng nguồn

nguyên liệu không phải thực phẩm để sản xuất ra

và tận dụng được các phế liệu của công nghiệp

dầu hoả

Sản xuất Glutamate

Phương pháp tổng hợp hoá học.

Nhược điểm: Chỉ thực hiện được ở những nước có công nghiệp dầu hoả phát triển và yêu cầu kỹ thuật cao Mặt khác sản xuất bằng con đường này tạo ra một hỗn hợp không quay cực D,L-acid glutamic, việc tách L-acid glutamic ra lại khó khăn nên làm tăng giá thành sản phẩm Do nhược điểm như vậy nên phương pháp này ít được sử dụng ở các nước

Sản xuất Glutamate

Phương pháp này sử dụng các tác nhân xúc tác là các hoá

chất hoặc fecmen để thuỷ phân một nguồn nguyên liệu protit nào đó(khô đậu, khô lạc,…) ra một hỗn hợp aminoaxit từ đấy tách các acid glutamic ra và sản xuất mì chính

Ưu điểm: Dễ khống chế quy trình sản xuất và áp dụng

được vào các cơ sở thủ công, bán cơ giới, cơ giới dễ dàng

Nhược điểm:

Cần sử dụng nguyên liệu giàu protit hiếm và đắt

Cần nhiều hoá chất và các thiết bị chống ăn mòn

Hiệu suất thấp đưa đến giá thành cao

Phương pháp thuỷ phân protit.

có cấu tạo gần giống acid amin, từ đấy lợi dụng vi sinh vật tiếp tục tạo ra acid amin.

Phương pháp kết hợp.

Sản xuất Glutamate

Phương pháp lên men.

Nguyên liệu → Acid glutamic → Mì chính

Phương pháp này lợi dụng một số vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra các acid amin từ các nguồn glucid và đạm vô cơ

Phương pháp này có nhiều triển vọng phát triển ở khắp các nước, nó tạo ra được nhiều loại amino acid như: acid glutamic, lizin, valin, alanin, phenylalanine, triptophan, methionin,…

Sản xuất Glutamate

Phương pháp lên men có nguồn gốc

từ Nhật Bản, năm 1956 khi mà Shukuo và Kinoshita sử dụng chủng

Micrococcus glutamicus sản xuất

glutamate từ môi trường có chứa glucoza và ammoniac Sau đó một số loài vi sinh vật cũng được sử dụng như Brevi Bacterium và

Microbacterium.

Phương pháp lên men.

Sản xuất Glutamate

Nguyên liệu

Sản xuất Glutamate

Tất cả các loài vi sinh vật này đều có một 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, không có tiên mao;

Biotin là yếu tố cần thiết cho sinh trưởng và phát triển;

Tích tụ một lượng lớn glutamic từ hydrat cacbon

và NH4+ trong môi trường có sục không khí

Chủng vi sinh:

Sản xuất Glutamate

Kỹ thuật sản xuất axit glutamic:

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

Sản xuất Glutamate

Chu trình crep

Sản xuất Glutamate

α - cetoglutarat Chu trình crep

axit glutamic Glutamate natri(mì chính)

Bản chất của quá trình hình thành glutamate

natri từ quá trình lên men

Đi vào Sản sinh

Sản xuất Glutamate

Minh hoạ

Sản xuất Glutamate

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

Sản xuất Glutamate

Dây chuyền công nghệ sản xuất mì chính

theo phương pháp lên men

Sản xuất Glutamate

Tinh sạch acid glutamic:

Kết thúc quá trình lên men, acid glutamic được tạo thành cùng với một số tạp chất khác, do đó cần phải tinh chế các tạp chất này ra khỏi dung dịch chứa acid glutamic

Phương pháp thường dùng là nhựa trao đổi rezin Nhựa trao đổi rezin có hai loại: rezin dương tính (mang tính acid)

và rezin âm tính (mang tính kiềm)

Sản xuất Glutamate

Quá trình: Dịch lên men có chứa acid glutamic và tạp

chất cho chảy qua cột nhựa (có chứa rezin)

từ dưới lên với tốc độ 150 – 180 lít/ phút, thời gian chảy qua cột là 150 – 180 phút Song song, người ta cho dòng nước chảy qua cột cùng chiều với dung dịch lên men

để rửa các vi khuẩn bám vào bề mặt rezin Giữ nhiệt độ trong cột trao đổi ion là 60 – 650C Sau khi kết thúc quá trình trao đổi ion, dùng NaOH 4 – 5% để tách acid glutamic ra khỏi cột (tốc độ chảy NaOH là

5 – 6m/ giờ, lưu lượng 100lít/ phút)

Sản xuất Glutamate

Người ta có thể sử dụng than hoạt tính để khử màu Acid glutamic được thu bằng cách điều chỉnh pH=3,2 rồi cô đặc dung dịch và giảm nhiệt độ xuống 40 – 150C sẽ thu được tinh thể acid glutamic với lượng 77 – 88% hoặc cao hơn

Quá trình:

Sản xuất Glutamate

Mì chính là muối natri của axit glutamic, gọi là glutamat natri Dùng NaOH 40 – 50% để trung hòa dung dịch axit glutamic đến pH = 6,8, sau

đó đem lọc, cô đặc, và kết tinh bằng phương pháp sấy chân không ở nhiệt

độ thấp sẽ thu được tinh thể mì chính màu trắng Độ tinh khiết của mì chính

có thể đạt 99 – 99,6% monoglutamat natri

Sự tạo thành mì chính:

Hiệu suất cao, giá thành hạ;

Tạo ra acid glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao

Sản xuất Glutamate

Nguồn tài liệu tham khảo:

1 Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men truyền thống Chủ biên: Nguyễn Thị Hiền và cộng

sự