本發(fā)明涉及生物發(fā)酵
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體提供了一種利用等電技術(shù)制備味精的方法。
背景技術(shù)：
：味精，學(xué)名谷氨酸鈉，化學(xué)名α-氨基戊二酸一鈉，是一種由鈉離子與谷氨酸根離子形成的鹽，其中谷氨酸是一種氨基酸，而鈉是一種金屬元素。生活中常用的調(diào)味料味精的主要成分就是谷氨酸鈉。味精是日常生活中常用的調(diào)味劑，能夠增加食物的鮮味，有利于提高人體對(duì)食物的消化率。此外，谷氨酸鈉又有著十分重要的功能，被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、工業(yè)及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。申請(qǐng)人之前的專利技術(shù)“一種濃縮等電工藝制備味精的環(huán)保工藝”，該工藝采用兩種菌株復(fù)合發(fā)酵，并且通過濃縮等電技術(shù)來制備味精，其發(fā)酵效率高，環(huán)保無污染，但是存在菌株污染的風(fēng)險(xiǎn)增大，一旦其中一種菌株污染，就會(huì)造成發(fā)酵體系的癱瘓，而且兩種菌株發(fā)酵的工藝參數(shù)不容易固定，需要不斷地摸索和改變，導(dǎo)致操作難度增大?；谏鲜鰡栴}，我們開發(fā)了一種利用等電技術(shù)制備味精的新方法，以克服上述缺點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用等電技術(shù)制備味精的方法。本發(fā)明是通過如下方案來實(shí)現(xiàn)的：一種利用等電技術(shù)制備味精的方法，其包括如下步驟：步驟1）制備谷氨酸發(fā)酵液，步驟2）離心、超濾、濃縮，步驟3）等電，步驟4）中和、結(jié)晶。進(jìn)一步地，所述步驟1）制備谷氨酸發(fā)酵液，包括如下步驟：制備將谷氨酸棒桿菌(corynebacteriumglutamicum)atcc13761種子液以10％的接種量接種到發(fā)酵罐，發(fā)酵時(shí)間為60小時(shí)；0-58小時(shí)，控制溫度為32℃，常壓，其中，在第50小時(shí)，添加十六烷基三甲基溴化銨，在第55小時(shí)，添加氯化鈉；第59-60小時(shí)，控制溫度為39-40℃，壓強(qiáng)為3-3.5個(gè)大氣壓；發(fā)酵過程中，通過自動(dòng)流加氨水控制ph在4.5；并通過流加葡萄糖溶液將殘?zhí)强刂圃诓坏陀?.0wt％，發(fā)酵至60h停止，得谷氨酸發(fā)酵液。進(jìn)一步地，所述步驟2）離心、超濾、濃縮，包括如下步驟：用高速碟片分離機(jī)對(duì)谷氨酸發(fā)酵液離心處理，收集上層谷氨酸料液；谷氨酸料液經(jīng)過超濾膜超濾，收集濾過液，然后濃縮成原體積三分之一的濃縮液。進(jìn)一步地，所述步驟3）等電，包括如下步驟：往一級(jí)等電罐中流加濃縮液，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)節(jié)使等電罐中溶液的ph為3.5，溫度控制在22℃，經(jīng)過一級(jí)等電點(diǎn)罐的液體再依次經(jīng)過二級(jí)等電點(diǎn)罐，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)ph值，其中，二級(jí)等電點(diǎn)罐ph控制3.3，溫度10℃；經(jīng)過二級(jí)等電點(diǎn)罐的液體再依次經(jīng)過三級(jí)等電點(diǎn)罐，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)ph值，其中，三級(jí)等電點(diǎn)罐ph控制3.2，溫度5℃；離心獲得谷氨酸晶體。進(jìn)一步地，所述步驟4）中和、結(jié)晶，包括如下步驟：往谷氨酸晶體中添加五倍重量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳酸鈉水溶液溶解中和，中和溫度控制62℃，ph值控制在6.5，然后蒸發(fā)結(jié)晶，離心分離味精。優(yōu)選地，所述十六烷基三甲基溴化銨添加量為3-5μg/ml。優(yōu)選地，所述氯化鈉的添加量為10-20μg/ml。本發(fā)明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下幾個(gè)方面：本發(fā)明通過提高發(fā)酵培養(yǎng)溫度，可增加分子擴(kuò)散的速度，提高了谷氨酸的分泌率；增加壓力對(duì)細(xì)胞的擠壓作用增強(qiáng),輔助以適當(dāng)濃度的鹽溶液來改變菌體細(xì)胞的滲透壓，細(xì)胞表面發(fā)生輕微變形,細(xì)胞膜的通透性增加；培養(yǎng)過程后期加入ctab，干擾細(xì)胞壁的合成，改善菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞膜對(duì)催化反應(yīng)中底物和產(chǎn)物的傳質(zhì)限制；本發(fā)明通過添加ctab以及氯化鈉結(jié)合溫度壓強(qiáng)的改變，實(shí)現(xiàn)谷氨酸棒桿菌培養(yǎng)與透性化處理的耦合，可以在不需要對(duì)培養(yǎng)好的細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)透性化處理的情況下減小菌體細(xì)胞壁和細(xì)胞膜對(duì)底物和產(chǎn)物的傳質(zhì)限制，避免后續(xù)透性化處理細(xì)胞的步驟及相關(guān)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的投入；本發(fā)明發(fā)酵產(chǎn)率高，通過分離純化工藝使得味精純度和收率均達(dá)到90％以上，成品顏色感官好，結(jié)晶粒均勻；本發(fā)明采用濃縮等電技術(shù)，硫酸的消耗最低，大大降低了成本，提高了工業(yè)附加值；常規(guī)菌株在發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸過程中，需流加氨水控制7左右，而發(fā)酵結(jié)束時(shí)，需向發(fā)酵液中投入大量濃硫酸調(diào)節(jié)3左右，本發(fā)明采用低ph值的谷氨酸進(jìn)行發(fā)酵，可減少氨水和硫酸的消耗，降低了成本。具體實(shí)施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1一種利用等電技術(shù)制備味精的方法，其包括如下步驟：將谷氨酸棒桿菌(corynebacteriumglutamicum)atcc13761種子液（濃度為1×109cfu/ml）以10％（v/v）接種量接種到發(fā)酵罐，發(fā)酵時(shí)間為60小時(shí)；0-58小時(shí)，控制溫度為32℃，常壓，其中，在第50小時(shí)，添加十六烷基三甲基溴化銨(ctab)，添加量為3μg/ml，其中，在第55小時(shí)，添加氯化鈉，添加量為10μg/ml；第59-60小時(shí)，控制溫度為39℃，壓強(qiáng)為3個(gè)大氣壓；發(fā)酵過程中，通過自動(dòng)流加氨水控制ph在4.5；并通過流加濃度為200g/l的葡萄糖溶液將殘?zhí)强刂圃诓坏陀?.0wt％，發(fā)酵至60h停止，得發(fā)酵液；其中，發(fā)酵培養(yǎng)基為（質(zhì)量百分比）：葡萄糖6%，糖蜜3%，玉米漿5%，尿素0.5%，硫酸亞鐵0.02%，硫酸鎂0.02%，磷酸二氫鉀0.01%，磷酸氫二鉀0.01%，ph4-4.5；利用高速碟片分離機(jī)將谷氨酸料液和菌體蛋白分離；高速碟片機(jī)的轉(zhuǎn)速為4000rpm，時(shí)間為3min；谷氨酸料液經(jīng)過超濾膜超濾（超濾膜截留分子量為300da，超濾溫度為35℃），收集濾過液，然后濃縮成原體積三分之一的濃縮液；往一級(jí)等電罐中流加上述濃縮液，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)節(jié)使等電罐中溶液的ph為3.5，溫度控制在22℃，經(jīng)過一級(jí)等電點(diǎn)罐的液體再依次經(jīng)過二級(jí)等電點(diǎn)罐，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)ph值，其中，二級(jí)等電點(diǎn)罐ph控制3.3，溫度10℃；經(jīng)過二級(jí)等電點(diǎn)罐的液體再依次經(jīng)過三級(jí)等電點(diǎn)罐，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)ph值，其中，三級(jí)等電點(diǎn)罐ph控制3.2，溫度5℃；離心獲得谷氨酸晶體；往谷氨酸晶體中添加五倍重量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳酸鈉水溶液溶解中和，中和溫度控制62℃，ph值控制在6.5，然后蒸發(fā)結(jié)晶，離心分離味精。實(shí)施例2一種利用等電技術(shù)制備味精的方法，其包括如下步驟：將谷氨酸棒桿菌(corynebacteriumglutamicum)atcc13761種子液（濃度為1×109cfu/ml）以10％（v/v）接種量接種到發(fā)酵罐，發(fā)酵時(shí)間為60小時(shí)；0-58小時(shí)，控制溫度為32℃，常壓，其中，在第50小時(shí)，添加十六烷基三甲基溴化銨(ctab)，添加量為5μg/ml；第59-60小時(shí)，控制溫度為40℃，壓強(qiáng)為3.5個(gè)大氣壓，其中，在第55小時(shí)，添加氯化鈉，添加量為20μg/ml；發(fā)酵過程中，通過自動(dòng)流加氨水控制ph在4.5；并通過流加濃度為200g/l的葡萄糖溶液將殘?zhí)强刂圃诓坏陀?.0wt％，發(fā)酵至60h停止，得發(fā)酵液；其中，發(fā)酵培養(yǎng)基為（質(zhì)量百分比）：葡萄糖6%，糖蜜3%，玉米漿5%，尿素0.5%，硫酸亞鐵0.02%，硫酸鎂0.02%，磷酸二氫鉀0.01%，磷酸氫二鉀0.01%，ph4-4.5；利用高速碟片分離機(jī)將谷氨酸料液和菌體蛋白分離；高速碟片機(jī)的轉(zhuǎn)速為4000rpm，時(shí)間為3min；谷氨酸料液經(jīng)過超濾膜超濾，收集濾過液，然后濃縮成原體積三分之一的濃縮液；往一級(jí)等電罐中流加上述濃縮液，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)節(jié)使等電罐中溶液的ph為3.5，溫度控制在22℃，經(jīng)過一級(jí)等電點(diǎn)罐的液體再依次經(jīng)過二級(jí)等電點(diǎn)罐，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)ph值，其中，二級(jí)等電點(diǎn)罐ph控制3.3，溫度10℃；經(jīng)過二級(jí)等電點(diǎn)罐的液體再依次經(jīng)過三級(jí)等電點(diǎn)罐，同時(shí)加入濃硫酸調(diào)ph值，其中，三級(jí)等電點(diǎn)罐ph控制3.2，溫度5℃；離心獲得谷氨酸晶體；往谷氨酸晶體中添加五倍重量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的碳酸鈉水溶液溶解中和，中和溫度控制62℃，ph值控制在6.5，然后蒸發(fā)結(jié)晶，離心分離味精。實(shí)施例3各因素對(duì)谷氨酸發(fā)酵產(chǎn)量的影響：設(shè)置對(duì)照組，其中，對(duì)照組1：不改變溫度和壓強(qiáng)，維持溫度為32℃和常壓條件下，其余同實(shí)施例1；對(duì)照組2：不添加ctab和氯化鈉，其余同實(shí)施例1；試驗(yàn)組為實(shí)施例1。各組別發(fā)酵液中谷氨酸產(chǎn)量見表1：表1組別對(duì)照組1對(duì)照組2試驗(yàn)組谷氨酸產(chǎn)量（g/l）90.598.3124.6實(shí)施例4一、壓強(qiáng)梯度試驗(yàn)：針對(duì)發(fā)酵第59-60小時(shí)，選擇1-6大氣壓進(jìn)行測(cè)試，其余實(shí)驗(yàn)流程同實(shí)施例1，具體發(fā)酵結(jié)果見表2：表2大氣壓強(qiáng)度123456谷氨酸產(chǎn)量（g/l）103.6115.7124.6115.9104.897.9溫度梯度試驗(yàn)：針對(duì)發(fā)酵第59-60小時(shí)，選擇33-43℃進(jìn)行測(cè)試，其余實(shí)驗(yàn)流程同實(shí)施例1，具體發(fā)酵結(jié)果見表3：表3溫度℃333537394143谷氨酸產(chǎn)量（g/l）99.1105.8117.4124.6116.2104.5結(jié)論：適當(dāng)強(qiáng)度的壓強(qiáng)可以提高谷氨酸產(chǎn)量，壓強(qiáng)過大時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致菌株活力降低或者死亡，從而導(dǎo)致產(chǎn)酸量下降；適當(dāng)提高溫度可以增加細(xì)胞壁的透過性，從而提高谷氨酸產(chǎn)量，溫度過高時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致菌株活力降低或者死亡，從而導(dǎo)致產(chǎn)酸量下降。實(shí)施例5ctab對(duì)谷氨酸產(chǎn)量的影響：設(shè)置濃度梯度試驗(yàn)，以實(shí)施例1為例，檢測(cè)了ctab濃度對(duì)產(chǎn)酸量的影響，具體見表4：表4濃度μg/ml13579酸產(chǎn)量（g/l）117.4124.6126.3116.8105.6結(jié)論：合適濃度的ctab可以促進(jìn)谷氨酸的產(chǎn)率，隨著濃度增大，谷氨酸產(chǎn)率下降，可能與ctab產(chǎn)生的細(xì)胞毒作用有關(guān)。以上列舉的僅是本發(fā)明的最佳具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12