Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính 2010
Báo cáo : Công nghệ sản xuất bột ngọt
I. Mở đầu
ột ngọt (hay mì chính) là tên thường gọi Natri glutamat tên tiếng anh là
Monosodium Glutamate (viết tắt là MSG),B
• Tên quốc tế và cộng đồng châu Âu: INS 621, EEC 621
• Tên hóa học: Monosodium L – glutamat monohydrat, muối monohydra natri
đơn của axit glutamic.
• Công thức: C5H8NO4Na.
• Trọng lượng phân tử: 187,13
• Là hợp chất muối natri của axit glutamic, .Axit glutamic (còn gọi là axit –
aminoglutaric) là một trong hơn 20 loại axit amin để kiến tạo nên protein cơ thể
và là hợp chất phổ biến nhất trong các protein của các loại hạt ngũ cốc, như
trong prolamin của các hạt đậu chứa 43-46% axit này. Axit glutamic đóng vai rò
rất quan trọng trong việc trao đổi chất của cơ thể động vật, nhất là các cơ quan
não bộ, gan và cơ nâng cho khả năng hoạt động của cơ thể. Axit glutamic tham
gia phản ứng thải loại amoniac, một chất độc với hệ thần kinh. Amoniac là chất
thải trong quá trình trao đổi chất. Axit glutamic phản ứng với amoniac cho
aminoaxit mới là glutamin. Trong y học, axit glutamic được dùng như thuốc
chữa bệnh yếu cơ và choáng.
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và môi trường Trang 1
Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính 2010
1. Sơ lược lịch sử phát triển của Bột Ngọt
• Cách đây hàng ngàn năm người nhật bắt đầu dùng rong biển làm thực phẩm, họ
phát hiện ra loại rong lá( có tên khoa học là Laminaria japonica) còn là một loại
gia vị hảo hạn. Vào thời ấy, hoạt chất của loại rong lá làm thức ăn có hương vị
đậm đà (do acid glutamic) chưa được nhận diện. Vào năm 1980, nhà bác học
Rittenhausen ở Đức đang tìm kiếm để xác định cơ cấu của các protein động vật,
đặc biệt là acid amin kể cả acid glutamic.
• Tuy nhiên, việc phát hiện ra hoạt chất có trong rong biển làm cho thức ăn có
Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính 2010
• Công thức phân tử của mì chính
3. Các công ty sản xuất mì chính
• Ajinomoto
• Vedan
• Miwon
• A- One
• Orgsan
• Milliket
4. Các phương pháp sản xuất mì chính
• Hiện nay trên thế giới có 4 phương pháp sản xuất cơ bản:
• Phương pháp tổng hợp hóa học
• Phương pháp thủy phân protit
• Phương pháp lên men
• Phương pháp kết hợp
• Phương pháp tổng hợp hóa học
• Phương pháp này ứng dụng các phản ứng tổng hợp hóa học để tổng hợp nên
các a.glutamic và các aminoaxit khác từ các khí thải của công nghiệp dầu hỏa
hay các ngành khác
• 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 hỏa
• Nhược điểm:
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và môi trường Trang 3
Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính 2010
• Chỉ thực hiện được ở các nước có công nghiệp dầu hỏa phát triển và yêu cầu
kĩ thuật cao.
• Tạo hỗn hợp không quay cực D,L-axit glutamic, Việc tách L-axit glutamic
ra lại khó khăn làm tăng giá thành sản phẩm.
• Phương pháp thủy phân protit:
II. Nội dung
1. Nguồn nguyên liệu
• 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. 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.
2. Chủng vi sinh:
• 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.
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
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.
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và môi trường Trang 6
Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính 2010
3.3 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 – 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).
• 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.
3.4 Sự tạo thành bột ngọt = Axit glutamic + NaOH
• Đến đây, người ta đã có axit glutamic. Từ axit glutamic, người ta tạo ra bột ngọt
bằng cách 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.
• Theo TS. Đàm Sao Mai, Viện trưởng Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm -
Tuyển chọn
giống vi sinh vật
Giống cấp 1
Giống cấp 2
Giống cấp 3
Làm lạnh
Biotin
penicillin G
Lên men
Bột
Thủy phân
phân phân
Trung hòa
PHÂN
PHÂN
Ép
lọc
Sát trùng
H
2
O
Bã
HCl, H
2
SO
4
, Enzim
Lọc tách sinh khối VK
Báo cáo cơng nghệ sản xuất mì chính 2010
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
1. Công đoạn thủy phân tinh bột
2. Công đoạn lên men
3. Công đoạn trao đổi ion tách axit glutamic ra khỏi dịch lên men
4. Công đoạn trung hòa, tinh chế tạo glutamic natri tinh khiết
5.1 Công đoạn thủy phân
Mục đích của công đoạn này là tạo điều kiện để thực hiện các phản ứng thủy phân
tinh bột thành đường lên men được chủ chủ yếu là đường glucoza
Phản ứng sảy ra như sau :
nH
2
o
(C
6
H
10
O
6
)
n n
C
5
H
12
O
6
Có 3 phương pháp sau đây :
• phương pháp thủy phân bằng enzim
• Người ta có thể dùng amila , amila của các hạt nảy mầm hay của nầm mốc để
thủy phân tinh bột thành đường . phương pháp này có ưu điểm là không dùng
đến hóa chất hay thiết bị chụi axit, chịu áp lực … không độc hại cho người và