Quy trình công nghệ sản xuất bột ngọt

Quy trình công nghệ sản xuất bột ngọt, Quy trình công nghệ sản xuất bột ngọt , Quy trình công nghệ sản xuất bột ngọt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Bài báo cáo:

QUY TRÌNH SẢN XUẤT GLUTAMAT NATRI (BỘT NGỌT) TRONG CÔNG NGHIỆP

Đỗ Như Đăng MSSV: 06125023 Lớp: DH06BQ

Tháng 12/2008

Mở đầu:

Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu về thực phẩm của con ngời càng cao cấp hơn Yêu cầu dối với các thực phẩm không chỉ bổ dưỡng mà còn phải hấp dẫn để tăng giá trị cảm quan, với mục đích trên mà các chất phụ gia được bổ sung thêm vào công thức chế biến

Đã từ lâu, các bậc nội trợ đã quen thuộc với các nhãn hiệu bột ngọt (mỳ chính) như Vedan, Ajino moto, Knor Bên cạnh muối, tiêu, đường… thì bột ngọt góp phần làm tăng mùi vị, tăng thêm tính đậm đà cho món ăn Để hiểu rõ hơn về khả năng điều vị của bột ngọt, bài báo cáo sẽ giới thiệu một cách khái quát cho người đọc về quy trình sản xuất glutamat natri (bột ngọt) trong công nghiệp

I Sự ra đời của bột ngọt:

Khi thưởng thức một món ăn ta phải dùng các giác quan của mình để cảm nhận Vị giác của con người, ngoài bốn vị cơ bản là chua, ngọt, mặn, đắng

ra, chúng ta dường như cảm nhận được một vị thứ năm cơ bản nữa, đó là vị ngon

Các nhà khoa học đã phát hiện ra thành phần của các vị ngon trong thực phẩm, đó là Narti Glutamat trong rong biển, axít succinic trong sò hến, ethylamid glutamat trong trà xanh vv Từ những phát hiện này, người ta nhận biết được rằng, vị ngon là vị tổng hợp diệu kỳ của các loại axít amin và axít hữu cơ Trong các loại vị ngon đó, Narti glutamat (tức bột ngọt, mì chính) được xem là tiêu biểu nhất Sự phát hiện ra bột ngọt có thể tìm thấy được từ những

kỹ thuật nấu nướng của Phương Ðông thời cổ đại, thời đó người ta đã dùng rong biển phơi khô để làm gia vị nấu canh hoặc từ rong biển chiết xuất ra bột nêm và loại bột nêm này làm tăng vị ngon cho thực phẩm

Năm 1908, giáo sư Ikeda trường đại học Tokyo Nhật Bản đã phân tích thành phần rong biển, phát hiện trong rong biển có một hàm lượng lớn Natri glutamat và cũng chính Natri glutamat đã tạo nên nên vị ngon cho thực phẩm

Từ đó, người Nhật đã bắt đầu thực hiện chiết xuất Natri glutamat có độ thuần khiết cao để làm gia vị thực phẩm

II Quy trình sản xuất glutamat natri (bột ngọt):

1 Nguyên liệu sản xuất bột ngot:

Để lên men sản xuất axit glutamic, người ta dùng nguyên liệu chủ yếu là dịch có đường, hoặc rỉ đường, hoặc các nguồn nguyên liệu tinh bột đã qua giai đoạn đường hóa Các loại tinh bột chính có mặt trên thị trường hiện nay gồm có: tinh bột khoai mì, tinh bột khoai tây, bột bắp và bột mì So sánh những loại tinh bột này, ta thấy rằng thành phần và tính chất của tinh bột khoai mì gần với tinh bột khoai tây hơn và tốt hơn bột bắp và bột mì Tuy nhiên, về mặt giá thành, tinh bột khoai tây cao hơn nhiều so với tinh bột khoai mì Với các ưu thế hấp dẫn về mặt tính chất và giá thành, nhu cầu dùng tinh bột khoai mì dường như đang tăng lên ở mọi nơi trên thế giới.Khoai mì là nguyên liệu tinh bột được

sử dụng nhiều nhất hiện nay Ngoài ra còn có các nguồn dinh dưỡng bổ sung như muối amôn, photphat, sulfat, biotin, vitamin B…

Trong thực tế sản xuất, người ta dùng rỉ đường làm môi trường lên men thay cho cao bắp Rỉ đường thường pha loãng đến 13 – 14% và thanh trùng trước khi lên men Nếu là nguyên liệu chứa tinh bột, thì tinh bột phải được thủy phân (quá trình dịch hóa và đuờng hóa) nhờ enzym a -b- amylaza rồi sau đó mới bổ sung thêm dinh dưỡng vào môi trường lên men

Quy trình chế biến tinh bột khoai mỳ

2 Chủng vi sinh sử dụng trong quy trình lên men :

Tham gia vào quá trình lên men sản xuất axit glutamic, chủng vi sinh thường sử dụng là: Corynebacterium Glutanicum, Brevibacterium, Lactofermentus, Micrococus Glutamicus; nhưng chủ yếu nhất vẫn là chủng Corynebacterium Glutamicum (loại vi khuẩn này đã được nhà vi sinh vật Nhật Bản Kinosita phát hiện từ 1956, có khả năng lên men từ tinh bột, ngô, khoai, khoai mì để tạo ra axit glutamic)

Giống vi khuẩn thuần khiết này được lấy từ ống thạch nghiêng tại các cơ

sở giữ giống, sau đó được cấy truyền, nhân sinh khối trong môi trường lỏng (như đã nói ở phần trên) Khối lượng sinh khối đuợc nhân lên đến yêu cầu phù hợp cho quy trình sản xuất đại trà Trước khi nhân, cấy, môi trường lỏng phải được thanh trùng bằng phương pháp Pasteur

Chủng vi khuẩn giống phải có khả năng tạo ra nhiều axit glutamic, tốc

độ sinh trưởng phát triển nhanh, có tính ổn định cao trong thời gian dài, chịu được nồng độ axit cao, môi trường nuôi cấy đơn giản, dễ áp dụng trong thực tế sản xuất

Corynebacterium Glutanicum

3 Kỹ thuật sản xuất axit glutamic và bột ngọt:

Bột ngọt (còn gọi là mì chính) là

một trong 20 axit amin cấu tạo

nên phân tử protein được sử

dụng nhiều trong thực tế cuộc

sống vì công dụng của nó Axit

glutamic sản xuất bằng phương

pháp lên men vi khuẩn, với

nguyên liệu là đường 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 Thực chất của quá trình này là đuờng đuợc chuyển hóa (quá trình đường phân theo Enbden – Meyerhoff), rồi sau đó thông qua chu trình Krebs của quá trình hô hấp hiếu khí của vi khuẩn, sản phẩm axit glutamic được hình thành Sự hình thành axit glutamic phụ thuộc vào sự tích tụ axit a - xêtoglutaric trong tế bào vi khuẩn và sự có mặt của NH3

và enzym xúc tác là glutamat dehydrogenaza

Phương pháp lên men vi khuẩn là phương pháp được sử dụng rộng rãi hiện nay trên thế giới để sản xuất axit glutamic và bột ngọt Hằng năm, sản lượng bột ngọt cả thế giới sản xuất theo phương pháp này khoảng 25 – 30 vạn tấn Ở Việt Nam cũng có nhiều nhà máy sản xuất bột ngọt bằng phương pháp lên men như VeDan, Ajino Moto, Việt Trì, Thiên Hương…

Để sản xuất bột ngọt 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 (như đã nêu ở phần trên) 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 corynebacterium glutamicum vào, cho lên men trong điều kiện thoáng khí, giữ ở nhiệt độ 32 –

370C trong thời gian 38 – 40 giờ Kết thúc quá trình lên men, lượng acid glutamic có thể đạt 50 – 60g/ lít

Trong thời gian lên men, pH sẽ chuyển dần sang acid do sự hình thành acid glutamic do đó người ta thường bổ sung thêm dinh dưỡng vào môi trường nguồn amôn (NH4Cl, (NH4)2SO4, urê) để giữ ổn định độ pH cho vi khuẩn hoạt động tốt

Không được để điều kiện lên men là yếm khí vì sản phẩm tạo ra sẽ là acid lactic Để tạo thoáng khí, trong các thiết bị lên men bố trí bộ phận khuấy trộn dịch với tốc độ V = 450 vòng/ phút

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)

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 600 – 6500C 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)

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

Sự tạo thành bột ngọt:

Bột ngọt 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 bột ngọt màu trắng Độ tinh khiết của bột ngọt có thể đạt 99 – 99,6% monoglutamat natri

III Kết luận:

Trong thực phẩm có 5 chất dinh dưỡng cơ bản: đường, đạm, mỡ, chất khoáng và vitamin Trong đó, đạm (protein) là chất dinh dưỡng quan trọng tồn tại trong hầu hết thực phẩm, nhất là các thực phẩm từ động vật có hàm lượng đạm rất dồi dào Protein do 20 loại axít amin kết hợp cấu tạo nên, trong đường tiêu hóa của cơ thể người, protein trong thực phẩm sẽ bị tiêu hóa thành axít amin cá biệt, qua hấp thụ của ruột non, truyền tới các bộ phận cơ thể nhờ máu,

để tạo thành các tổ chức, các thành phần cơ thể

Trong protein thực phẩm, axít glutamic chiếm tỷ lệ hơn hẳn các axít amin khác, đủ thấy tầm quan trọng của nó đối với vật thể sống như thế nào

Kết qủa nghiên cứu sinh hóa cho thấy, axít glutamic trong bột ngọt là cầu nối quan trọng trong trao đổi chất của axít amin và hydrat cacbon trong cơ thể sinh vật

Nghiên cứu mới nhất của tiến sĩ Reeds (Mỹ) cho thấy, axít glutamic trong thức ăn đồ uống vaò đường tiêu hóa, cung cấp một phần lớn năng lượng cần thiết để trao đổi chất cho các tế bào bề mặt của đường tiêu hóa, do vậy axít amin trong thực phẩm rất quan trọng đối với các tế bào đường tiêu hóa

Nghiên cứu của giáo sư Schiffman đã chứng minh được, cho thêm bột ngọt vào đồ ăn, có thể làm những người già có bệnh ăn được nhiều hơn, cải thiện rõ rệt trạng thái dinh dưỡng và khả năng miễn dịch của cơ thể

Tuy nhiên, trong thực tế quan sát thấy có một số trường hợp khi ăn thức

ăn có nhiều bột ngọt, ví dụ “Hội chứng quán ăn Trung Hoa” biểu hiện những khó chịu tạm thời sau khi ăn thực phẩm.Vì vậy cần sử dụng theo liều lượng nhất định:

Liều không hạn chế 0-120 mg / kg thể trọngcho mọi lứa tuổi, trẻ em dưới 1 tuổi không được sử dụng (theo Hội đồng OMS/FAO)>

ở Việt Nam theo dự báo điều lệ vệ sinh an toàn thực phẩm của Bộ Y tế quy định 0-40 mg/kg thể trọng Không cho vào thức ăn của trẻ em dưới 6 tháng tuổi, trù trường hợp bệnh lý

IV Tài liệu tham khảo:

Vương Thị Việt Hoa,bài giảng Vi sinh thực phẩm

Dương thanh liêm, bài giảng Dinh dưỡng và sức khỏe veej sinh an toàn thực phẩm

http://www.vedan.com.vn/

http://www.thucphamvadoisong.vn/