Tài liệu Quy trình công nghệ sản xuất bột ngọt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  ỨNG DỤNG CNSH TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Đề tài: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT NGỌT Thành viên nhóm 7: Nguyễn Thu Anh Huỳnh Thị Thúy Diễm Trần Đăng Quân Nguyễn Thành Đạt Trần Thị Hà Giảng viên hướng dẫn: Thầy Liêu Mỹ Đông TP. HỒ CHÍ MINH – 09/2019 BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ Tên sinh viên MSSV Lớp Nhiệm vụ Giới thiệu, phân Nguyễn Thu Anh 2005160009 07DHTP2 loại và vai trò của bột ngọt. Các phương pháp Trần Đăng Quân 2005160188 07DHTP2 sản xuất bột ngọt. Ưu, nhược điểm. Nguyên liệu. Nguyễn Thành Đạt 2005160017 07DHTP2 Giống vi sinh vật. Quy trình sản xuất bột ngọt. Huỳnh Thị Thúy Diễm 2005160020 07DHTP2 Giai đoạn thủy phân  lên men. Quy trình sản xuất bột ngọt. Giai đoạn trao đổi Trần Thị Hà 2005160047 07DHTP2 ion tách acid glutamic  trung hòa, tinh chế tạo MSG tinh khiết. MỤC LỤC MỤC LỤC..................................................................................................................... i DANH MỤC HÌNH ẢNH...........................................................................................ii QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT NGỌT (MÌ CHÍNH).....................1 1. Giới thiệu................................................................................................................... 1 1.1. Glutamate là gì?...................................................................................................1 1.2. Phân loại.............................................................................................................. 2 2. Các phương pháp sản xuất bột ngọt...........................................................................4 2.1. Phương pháp tổng hợp hoá học...........................................................................4 2.2. Phương pháp thủy phân protit..............................................................................4 2.3. Phương pháp lên men..........................................................................................5 2.4. Phương pháp kết hợp...........................................................................................6 3. Nguyên liệu – Vi sinh vật..........................................................................................7 3.1. Vi khuẩn Corynebacterium glutamicum..............................................................7 3.2. Rỉ đường mía.......................................................................................................9 3.3. Tinh bột sắn.......................................................................................................10 4. Quy trình sản xuất bột ngọt......................................................................................10 4.1. Công đoạn thủy phân.........................................................................................12 4.2. Lên men............................................................................................................. 15 4.3. Trao đổi ion tách acid glutamic ra khỏi dịch lên men........................................19 4.4. Trung hòa, tinh chế tạo glutamat natri tinh khiết...............................................21 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................26 i DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. Glutamate ở trạng thái tự nhiên có trong các loại thực phẩm............................3 Hình 2. Glutamate sản xuất............................................................................................3 Hình 3. Tế bào vi khuẩn Corynebacterium glutamicum................................................8 Hình 4. Cơ chế lên men axit glutamic..........................................................................17 Hình 5. Con đường amin hóa – khử.............................................................................17 Hình 6. Con đường chuyển amin.................................................................................18 ii QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT NGỌT (MÌ CHÍNH) 1. Giới thiệu 1.1. Glutamate là gì? Glutamate là dạng tồn tại khi axit glutamic liên kết với một gốc khoáng chất. Natri và kali là các khoáng chất phổ biến nhất trong thực phẩm tự nhiên. Điều này có nghĩa Glutamate trong thực phẩm tự nhiên chủ yếu tồn tại dưới dạng mononatri và monokali Glutamate. Trên thực tế, axit glutamic được khám phá ra bởi nhà khoa học Ritthausen vào năm 1866 và nhà khoa học Fischer, người sau đó đã công bố rằng khi nếm, đầu tiên axit glutamic có vị chua, sau đó có vị không rõ rệt. Fischer không nhận ra rằng Glutamate có vị đặc trưng. Tuy nhiên sau đó Giáo sư Ikeda – Đại học Hoàng gia Tokyo, Nhật Bản đã khám phá ra rằng dạng muối Glutamate, chứ không phải bản thân axit glutamic, có khả năng tạo ra vị Umami. Glutamate hầu như chỉ tồn tại dưới dạng muối trong nhiều thực phẩm như cà chua, phomat, thịt, cá v.v. Giáo sư Ikeda cũng xác nhận rằng các dạng muối khác nhau của Glutamate – natri, kali hay canxi đều có vị Umami, và khám phá ra rằng các tinh thể mononatri glutamate là thành phần lý tưởng nhất giúp bổ sung vị Umami vào món ăn dưới dạng gia vị giống như đường hoặc muối, vì chất này dễ tan trong nước. Ngày nay, mononatri glutamate còn được gọi là bột ngọt (mỳ chính) hay gia vị Umami và được sử dụng phổ biến trong chế biến món ăn hàng ngày trên toàn cầu. Axit glutamic có vị chua QTCNSX bột ngọt 1 (Mono) natri glutamate có vị umami Bột ngọt (hay mì chính) là tên thường gọi của Natri Glutamat, tên Tiếng Anh là Monosodium Glutamate (MSG). Công thức hóa học: C5H8NO4Na Bột ngọt là muối của Natri với axit glutamic, một trong những axit amin dồi dào nhất trong tự nhiên và là thành phần quan trọng của protein. Glutamate trong thực phẩm có hương vị độc đáo (được gọi là umami). Glutamate là một thành phần của gia vị tăng cường hương vị từ thời La Mã cổ đại như “Garum”, và ở Nhật Bản trong hơn 1200 năm. Glutamate làm tăng hương vị tự nhiên của nhiều loại thực phẩm, và hiệu quả nhất khi được sử dụng với các thực phẩm mặn có chứa protein (như các món thịt và rau). 1.2. Phân loại Có hai dạng glutamate:  Glutamate có thể ở trạng thái tự nhiên không bị ràng buộc với protein, hoặc liên kết với các axit amin khác như là một phần của protein. Glutamate tự nhiên là một loại có vị umami và đóng một vai trò trong sự ngon miệng của thực phẩm. Thực phẩm có hàm lượng glutamate tự do cao, chẳng hạn như phô mai và cà chua chín, thường được sử dụng trong nhà bếp vì hương vị đặc biệt của chúng. QTCNSX bột ngọt 2 Hình 1. Glutamate ở trạng thái tự nhiên có trong các loại thực phẩm  Glutamate sản xuất: Bằng quy trình lên men tương tự như quá trình sản xuất giấm, bia hoặc nước tương, glutamate được sản xuất từ các nguồn tự nhiên như tinh bột hoặc mật rỉ có nguồn gốc từ củ cải đường hoặc mía. Hình 2. Glutamate sản xuất + Danh pháp IUPAC: Sodium (2S)-2-amino-5-hydroxy-5-oxo-pentanoate. QTCNSX bột ngọt 3 + Bề ngoài: bột kết tinh màu trắng. + Độ hòa tan trong nước: hòa tan nhiều trong nước. + Khối lượng mol: 169,111 g/mol. + Điểm nóng chảy: 225℃. 2. Các phương pháp sản xuất bột ngọt Bột ngọt dù được sản xuất bằng phương pháp nào cũng thường tuân theo một số tiêu chuẩn sau:  Tinh thể MSG chứa không ít hơn 99% MSG tinh khiết.  Độ ẩm (trừ nước kết tinh) không được cao hơn 0,5%.  Thành phần NaCl không được quá 0,5%.  Các tạp chất còn lại không chứa Asen, kim loại và hợp chất Canxi. Có nhiều phương pháp sản xuất bột ngọt khác nhau, từ các nguồn nguyên liệu khác nhau. Hiện nay, trên thế giới có 4 phương pháp cơ bản: 2.1. Phương pháp tổng hợp hoá học Nguyên tắc: Phương pháp này ứng dụng các phản ứng tổng hợp hoá học để tổng hợp nên axit glutamic và các amino axit 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: Chỉ thực hiện được ở những nước có công nghiệp dầu hỏa 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 – axit glutamic, việc tách L – axit glutamic ra lại khó khăn nên làm tăng giá thành sản phẩm. Do nhược điểm như vậy nên phương pháp này ít được ứng dụng ở các nước. QTCNSX bột ngọt 4 2.2. Phương pháp thủy phân protit Nguyên tắc: Phương pháp này sử dụng các tác nhân xúc tác là các hoá chất hoặc fermen để thủy phân một nguồn nguyên liệu protit nào đó (khô đậu, khô lạc…) ra một hỗn hợp amino axit, từ đấy tách các axit glutamic ra và sản xuất bột ngọt. Quá trình này có thể tóm tắt như sau: gluten của bột mì được thủy phân bằng axit HCl để giải phóng ra tất cả các axit amin ở 150 oC. Sau đó các chất cặn bã sẽ được lọc, dịch lọc được cô đặc và giữ ở nhiệt độ thấp để làm giảm độ hòa tan của chất tan, từ đó các hạt tinh thể kết tinh của hydroclorat glutamic natri quá bão hòa sẽ dần dần được tạo thành. Những hạt tinh thể này sẽ được lọc để tách riêng và sau đó được hòa tan trong nước. Dung dịch này sẽ được trung hòa bằng Na 2CO3 cho tới pH = 3,2 (pH đẳng điện), ở pH này tinh thể axit glutamic sẽ kết tinh ra khỏi dung dịch và được tách riêng bằng phương pháp ly tâm. Sau đó pha loãng và kết tinh lần 2 với dung dịch Na 2CO3 ở pH = 5,7 – 7. Than hoạt tính và Na 2CO3 được thêm vào để khử màu và kết tủa các tạp chất. Tạp chất sẽ được lọc, dịch lọc được cô đặc bằng phương pháp bay hơi chân không thu được dịch cô đặc MSG, dịch cô đặc được tách nước bằng phương pháp ly tâm, sản phẩm thu được được sấy khô nên tinh thể cuối cùng là MSG tinh khiết. Hiệu suất thu hồi MSG thay đổi trong khoảng 15 – 25% khi sử dụng bột mì. Đối với đậu nành thì hiệu suất thu hồi MSG thấp hơn rất nhiều, chỉ khoảng 4 – 7%. Hiện nay ở nước ta và nhiều nước trên thế giới chủ yếu vẫn sử dụng phương pháp này.  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 hóa chất và các thiết bị chống ăn mòn. + Hiệu suất thấp, đưa đến giá thành cao. QTCNSX bột ngọt 5 2.3. Phương pháp lên men Nguyên tắc: Phương pháp này lợi dụng một số vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra các axit amin từ các nguồn glucid và đạm vô cơ. Phương pháp này đang có nhiều triển vọng phát triển ở khắp các nước, nó tạo ra được nhiều loại amino axit như: axit glutamic, lizin, valin, alanin, phenylalanin, tryptophan, methionin… Nhiệt độ lên men giữ ở 28 oC và duy trì pH = 8,0 bằng cách thường xuyên bổ sung ure. Điều kiện hiếu khí là rất quan trọng bởi vì nếu không được sục khí thì sản phẩm tạo thành không phải là axit glutamic mà là lactate. Khi sử dụng nguyên liệu lên men là rỉ đường thì cần phải bổ sung các chất kháng biotin để kiểm soát sự sinh trưởng của vi sinh vật. Phương pháp này có nhiều ưu điểm nên đang được nghiên cứu và ứng dụng ở nước ta và các nước trên thế giới.  Ưu điểm: + Không sử dụng nguyên liệu protit. + Không cần sử dụng nhiều hóa chất và thiết bị chịu ăn mòn. + Hiệu suất cao, giá thành hạ. + Tạo ra axit glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao.  Nhược điểm: + Quá trình đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao và nghiêm ngặt. + Đảm bảo vô trùng mới tạo sản phẩm. + Khó điều khiển được quá trình. 2.4. Phương pháp kết hợp Nguyên tắc: Phương pháp kết hợp giữa tổng hợp hóa học và vi sinh vật học. Phương pháp vi sinh vật tổng hợp nên axit amin từ các nguồn đạm vô cơ và gluxit mất QTCNSX bột ngọt 6 nhiều thời gian, do đó người ta lợi dụng các phản ứng tổng hợp tạo ra những chất có cấu tạo gần giống axit amin, từ đấy lợi dụng vi sinh vật tiếp tục tạo ra axit amin. Nhược điểm: Phương pháp này tuy nhanh nhưng phải qua nhiều giai đoạn và yêu cầu kỹ thuật cao, chỉ áp dụng nghiên cứu chứ ít áp dụng vào công nghiệp sản xuất. 3. Nguyên liệu – Vi sinh vật 3.1. Vi khuẩn Corynebacterium glutamicum Chủng vi sinh vật thường được sử dụng là: Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium lactormentus, Micrococcus glutamicus; chủ yếu nhất vẫn là Corynebacterium glutamicum.  Đặc điểm của các chủng VSV + Hình dạng tế bào từ hình cầu đến hình que ngắn. + Vi khuẩn Gram (+), hô hấp hiếu khí và 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 NH 4+ trong môi trường có sục không khí. Corynebacterium glutamicum được biết đến đầu tiên với vai trò là chủng nguyên liệu sản xuất acid glutamic, được phát hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu người Nhật vào giữa những năm 1950. Nghiên cứu sâu hơn về Corynebacterium glutamicum, các nhà khoa học đã khám phá ra rằng, ngoài khả năng tiết acid glutamic, Corynebacterium glutamicum còn tiết nhiều loại amino acid khác vào môi trường nuôi cấy như: lysine, methion, arginine, threonine… Ngày nay, Corynebacterium glutamicum là một trong những vi khuẩn quan trọng trong công nghiệp, sản xuất 2 triệu tấn amino acid mỗi năm, trong đó có khoảng 0,6 triệu tấn L-lysine. Các nghiên cứu về Corynebacterium glutamicum vẫn đang được các nhà khoa học trong và ngoài nước thực hiện với mục đích nâng cao năng suất thu nhận amino acid, chủ yếu dựa trên kĩ thuật di truyền. QTCNSX bột ngọt 7  Ưu điểm: + Chủng C. Glutamicum có khả năng tạo nhiều axit glutamic nhất. + Tốc độ sinh trưởng phát triển nhanh, có tính ổn định cao trong thời gian dài. + Chịu được nồng độ acid cao, môi trường nuôi cấy đơn giản và dễ dàng áp dụng trong thực tế sản xuất. + Đặc biệt, chủng này không bị giới hạn bởi nồng độ biotin vì giống này có khả năng sinh tổng hợp acid glutamic cao và không bị khống chế bởi nồng độ biotin.  Đặc điểm hình thái và vị trí phân loại Dưới kính hiển vi phóng đại 400-1000 lần, tế bào Corynebacterium glutamicum có dạng hình que ngắn điển hình, không đều. Tế bào sắp xếp dạng hình chữ V, một số xếp song song, không di động, không hình thành bào tử. Tế bào bắt màu tím khi nhuộm Gram và cho hiện tượng kéo sợi khi phản ứng với dung dịch KOH 3%, chứng tỏ Corynebacterium glutamicum thuộc nhóm vi khuẩn Gram (+). Khuẩn lạc mọc trên môi trường thạch có dạng tròn đầy, trơn bóng, màu vàng nhạt, kích thước 1-1,5 mm (sau một ngày nuôi cấy). (a) (b) Hình 3. Tế bào vi khuẩn Corynebacterium glutamicum (a) Tế bào vi khuẩn Corynebacterium glutamicum sinh trưởng trên môi trường phức hợp. QTCNSX bột ngọt 8 (b) Tế bào quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét. Cấu tạo tế bào vi khuẩn có một lớp peptidoglycan dày, vách tế bào chứa arabino galactan và acid mycolic có 26-36 carbon. Hàm lượng G:G là 54,1%.  Vị trí trong hệ thống phân loại của Corynebacterium glutamicum:  Giới (kingdom): Bacteria  Ngành (phylum): Actinobacteria  Lớp (class): Actinobacteria  Bộ (order): Actinomycetales  Họ (family): Corynebacteriaceae  Chi (genus): Corynebacterium  Loài (species): Corynebacterium glutamicum Do vi sinh vật lên men sử dụng nguồn dinh dưỡng chủ yếu là các loại đường, nên nguyên liệu cho công nghệ lên men phải giàu gluxit như: tinh bột sắn, rỉ đường, glucose, saccharose. Ngoài ra còn có các nguồn dinh dưỡng bổ sung như muối amoni, photphat, sulfat, biotin,... Chọn nguyên liệu là rỉ đường mía vì nó phù hợp với yêu cầu, dễ kiếm, tận dụng được bã mía từ các nhà máy đường. Đặc biệt, trong thành phần của rỉ đường có sẵn biotin, chất điều hòa sinh trưởng cần thiết cho quá trình lên men. 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 α, β - amylaza rồi sau đó mới bổ sung thêm dinh dưỡng vào môi trường lên men. 3.2. Rỉ đường mía Rỉ đường mía là phần còn lại của dung dịch đường sau khi đã tách phần đường kết tinh. Số lượng và chất lượng của rỉ đường phụ thuộc vào giống mía, điều kiện trồng trọt, hoàn cảnh địa lý và trình độ kỹ thuật chế biến của nhà máy đường.  Thành phần chính: QTCNSX bột ngọt 9 + Đường 62%: 25 – 40% saccaroza; 15 – 25% đường khử (glucoza và fructoza); 3 – 5% đường không lên men được. + Các chất phi đường 10%. + Nước 20%: nước phần lớn ở trạng thái tự do và một số ít ở trạng thái liên kết dưới dạng hydrat. Rỉ đường mía rất giàu các chất sinh trưởng như axit pantotenic, nicotinic, folic, B1, B2 và đặc biệt là biotin. Rỉ đường mía Mỹ không thua kém cao ngô là loại vẫn thường dùng làm nguồn cung cấp chất sinh trưởng cho một số loại môi trường nuôi cấy vi sinh vật. 3.3. Tinh bột sắn  Thành phần chính: + Tinh bột: 83 – 88% + Nước: 10,6 – 14,4% + Xenlulozo: 0,1 – 0,3% + Đạm: 0,1 – 0,6% + Chất khoáng: 0,1 – 0,6% + Chất hòa tan: 0,1 – 1,3%  Nhiệt độ hòa tan của tinh bột sắn nằm trong khoảng 60 – 80oC. 4. Quy trình sản xuất bột ngọt QTCNSX bột ngọt 10 QTCNSX bột ngọt 11 Nguyên liệu chính Thủy phân Chất dinh dưỡng Pha chế môi trường Nguyên liệu phụ lên men Thanh trùng, làm nguội Chuẩn bị men giống Men giống Lên men Trao đổi ion Nước nóng và NaOH Tách acid Glutamic Acid hóa acid Glutamic Nước lạnh Dịch thải Làm lạnh, kết tinh Trung hòa Sấy mìkết chính Cô đặc, tinh Sàng mì chính Sản phẩm Bao gói  Quy trình sản xuất ngọt gồm 4 công đoạn QTCNSX bột ngọt bột chính: 12  Thủy phân tinh bột.  Lên men.  Trao đổi ion tách acid glutamic ra khỏi dịch lên men.  Trung hòa, tinh chế tạo glutamat natri tinh khiết. 4.1. Công đoạn thủy phân Mục đích: chuẩn bị. Mục đích của công đoạn này là tạo điều kiện để thực hiện phản ứng thủy phân tinh bột thành đường lên men được, chủ yếu là đường glucose. Phản ứng xảy ra như sau: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 Để thực hiện phản ứng trên, người ta có thể tiến hành theo nhiều phương pháp khác nhau và mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng, đáng chú ý nhất là 3 phương pháp sau:  Phương pháp thủy phân bằng enzyme Dùng α, β – amylase của các hạt nảy mầm hay của nấm mốc để thủy phân tinh bột thành đường. Ưu điểm: không sử dụng hóa chất hay thiết bị chịu acid, chịu áp lực…, không độc hại cho người và thiết bị. Nhược điểm: giai đoạn đường hóa không triệt để tinh bột thành đường glucose, mà hình thành ở dạng trung gian là dextrin… làm cho vi khuẩn lên men mì chính không có khả năng sử dụng. Thời gian đường hóa tương đối dài, hàm lượng đường sau khi đường hóa thấp, do đó phải sử dụng thiết bị to, cồng kềnh.  Phương pháp thủy phân bằng H2SO4 Ưu điểm: Phương pháp này có ưu nhược điểm cơ bản là sau khi thủy phân, việc trung hòa acid dư sau này không phải dùng Na 2CO3 hay NaOH mà dùng CaO rẻ tiền QTCNSX bột ngọt 13 hơn. Mặt khác, sản phẩm của phản ứng trung hòa lại kết tủa làm cho dịch đường trong theo phản ứng dưới mà không tạo ra NaCl như dùng HCl. CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O Nhược điểm: hiệu suất thủy phân bằng H2SO4 thấp hơn dùng HCl.  Phương pháp thủy phân bằng HCl Quá trình thủy phân được tiến hành theo phản ứng sau: (C6H10O5)n + nH2O HCl nC6H12O6 Tinh bột → Hòa nước và HCl → Thủy phân → Trung hòa → Tẩy màu → Dung dịch đường glucose. Yêu cầu: Dung dịch ra có nồng độ: 100oBe. pH = 1.5. Thời gian: 1 giờ. Tỉ lệ đường hóa ≥ 90%. Hàm lượng đường: 16 – 18%. Ưu điểm: hiệu suất cao, thời gian thủy phân ngắn hơn do cường lực xúc tác mạnh. Nhược điểm: khi trung hòa acid dư phải dùng Na2CO3 có tạo ra một lượng muối NaCl trong dung dịch làm tăng áp suất thẩm thấu đến tế bào vi sinh vật ảnh hưởng đến quá trình nuôi cấy vi khuẩn. 2HCldư + Na2CO3 → 2NaCl + CO2 + H2O phải dùng thiết bị chịu acid ở nhiệt độ cao, áp suất cao và sau khi thủy phân xong ta phải tiến hành tiếp các giai đoạn sau:  Trung hòa Mục đích: chuẩn bị, hoàn thiện. QTCNSX bột ngọt 14 Thủy phân xong dung dịch đưa vào thiết bị trung hòa, cho NaOH 30% vào để đạt pH = 4.8. Cho than hoạt tính vào để tẩy màu (khoảng 100kg tinh bột cho 0.45kg than), than tẩy màu và giúp cho quá trình lọc dễ, dung dịch có màu trắng sáng.  Ép lọc Mục đích: khai thác. Tách các phần bã và các chất không hòa tan, ta được dung dịch đường glucose có hàm lượng đường 16 – 18%.  Pha chế dịch lên men Mục đích: chuẩn bị Nguyên liệu phụ Hàm lượng Cao ngô 0.7% K2HPO4 0.15% MgSO4 0.075% MnSO4 2% Ure (khử trùng riêng) Ure ban đầu khống chế 1.7 ÷ 1,8%. Bổ sung giữa chừng 1.2%. Nồng độ K2HPO4 không được > 0.25% vì nếu lớn hơn sẽ làm tổn hao đường nhanh và acid glutamic sản sinh ra ít. Đem đi phối chế để tạo môi trường lên men với pH = 6.7 ÷ 6.9. Nếu pH < 6.2 hoặc pH > 7.5, quá trình lên men sẽ diễn ra bất bình thường ảnh hưởng đến hiệu suất tạo ra acid glutamic.  Thanh trùng – Làm nguội Mục đích: chuẩn bị. Thanh trùng môi trường lên men nhằm tiêu diệt hết các loại vi sinh vật nhiễm tạp, tạo điều kiện thuận lợi cho giống sinh trưởng và tích lũy nhiều L-AG. QTCNSX bột ngọt 15 Việc thanh trùng môi trường cần được làm thận trọng, đúng nhiệt độ và thời gian quy định. Thanh trùng ở nhiệt độ cao và thời gian kéo dài sẽ làm cho đường bị caramen hóa, melanoit hóa, một số acid amin bị phân hủy làm thất thoát chất dinh dưỡng, dẫn đến giảm chất lượng môi trường kéo dài thời kì tiềm phát của giống, giảm hiệu suất chuyển hóa đường ra L-AG ở giai đoạn sau. Sau khi thanh trùng xong, cần phải làm nguội môi trường càng nhanh càng tốt. Làm nguội môi trường quá chậm cũng sẽ làm giảm chất lượng môi trường. Thanh trùng ở nhiệt độ 121oC trong 45 ÷ 60 phút. Nhiệt độ làm nguội 30 ÷ 35oC. 4.2. Lên men Đây là công đoạn có tính quyết định nhất đối với toàn bộ dây chuyền sản xuất. Trong công đoạn này có 3 giai đoạn nhỏ là: nuôi giống cấp I, nuôi giống cấp II và lên men lớn. Trong suốt quá trình lên men cần bổ sung chất kích thích sinh trưởng biotin với hàm lượng 2 ÷ 5 g/l. Không được để điều kiện lên men yếm khí vì sản phẩm tạo ra sẽ là acid lactic, vì vậy trong suốt quá trình lên men cần bổ sung O2 liên tục.  Chuẩn bị men giống Sau khi chuẩn bị đầy đủ môi trường, dụng cụ… dùng que cấy cấy giống từ ống gốc sang ống thạch nghiêng để vào tủ ấm 24 giờ cho khuẩn lạc phát triển → giống đời I. Cấy truyền giống sang ống thạch nghiêng 1 lần nữa để vào tủ ấm 12 giờ → giống đời II. Bảo quản giống trên môi trường thạch nghiêng: peptone 1%, cao thịt bò 1%, NaCl tinh chế 0.5%, thạch 2%. Ống bảo quản trong tủ lạnh, 2 tháng cấy lại 1 lần, 6 tháng phân lập và tuyển chọn lại nòi có hiệu lực cao. Quá trình nuôi giống được tiến hành theo các bước sau: Giống gốc → cấy truyền ra ống thạch nghiêng đời 1 → cấy truyền ra ống thạch nghiêng đời 2 → lên men bình lắc (giống cấp 1) → nuôi ở thùng tôn (giống cấp 2) → lên men chính (nồi lên men cấp 3). QTCNSX bột ngọt 16