[发明专利]一种谷氨酸提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种谷氨酸的提取技术，具体地，涉及一种收率高、质量优、消耗低的谷氨酸提取方法，属发酵食品技术领域。

背景技术

谷氨酸是一种重要氨基酸，是制造味精的前体物质，目前主要由葡萄糖通过微生物发酵生成，然后从发酵液中提取获得谷氨酸晶体。

通常，谷氨酸发酵液中含有10～16％(w/v)的谷氨酸，对谷氨酸提取技术而言，首要考虑的是谷氨酸提取收率，其次是谷氨酸晶体质量。因为谷氨酸发酵液中还残留少量未发酵的残余葡萄糖、菌体细胞、其它杂氨基酸、无机盐等杂质，因此，从杂质含量较高的发酵液中提取谷氨酸，还必须考虑产品质量指标，如谷氨酸晶体纯度，晶体所夹带的硫酸根离子浓度，以及晶体溶解液的透光等指标；另外，谷氨酸提取也是硫酸、液氨等物耗，以及蒸汽、电力等能耗较大的工序，如何有效降低物耗和能耗，也是谷氨酸提取技术所需解决的问题；谷氨酸提取技术还与最终污染物的排放量大小密切相关。因此，谷氨酸提取技术是味精生产过程中影响经济效益和社会效益最为显著的一个环节。

现有的谷氨酸提取技术主要有“等电离交”和“浓缩等电转晶”两种。“等电离交”工艺是国内味精生产企业应用最广泛的提取工艺：发酵液先通过一步冷冻等电结晶提取80％左右的谷氨酸，残留在母液中的谷氨酸通过离子交换法回收。由于采用离子交换二次回收谷氨酸，“等电离交”工艺的提取收率可达到94％左右。但由于离子交换技术必须在pH1.5以下上柱吸附，在pH9.0以上洗脱，因此硫酸、液氨的消耗大，吨谷氨酸约消耗硫酸850kg，液氨120kg；“等电离交”工艺中，洗脱的高流份约为发酵液体积的60～70％，大体积、高杂质的高流份回用，导致谷氨酸结晶质量差，表现为晶体干纯低，仅95％左右；透光低，仅30％左右；而硫酸根离子浓度在0.6％以上；另外，采用“等电离交”工艺，提取后高浓废水(COD50000～80000ppm)体积较发酵液增加20～60％，每吨谷氨酸还增加中浓度离交树脂洗水20～30吨(COD3000～5000ppm)，给后续的废水污染治理带来严重压力。

“浓缩等电转晶”是先将发酵液浓缩2～3倍，使谷氨酸浓度达28～30％，然后连续等电结晶，等电母液作为废水排出提取工段；结晶得到的α晶型谷氨酸通过转晶变成β晶型谷氨酸。采用“浓缩等电转晶”工艺，革除了酸碱消耗大、废水产出多的离子交换技术，硫酸、液氨的消耗大幅度下降，吨谷氨酸硫酸消耗从850kg降到550kg左右，无液氨消耗；其次，通过转晶技术，提取获得的谷氨酸结晶质量好，产品干纯可达97.5％，透光70％，硫酸根离子浓度小于0.1％的优质指标，为后续精制生产味精创造了良好的条件；因发酵液浓缩了2～3倍，高浓废水量较发酵液减少50～60％；但该工艺的缺点是提取收率低，一般仅86～88％左右，其次，转晶过程中的电力、蒸汽消耗较高，导致生产成本增加，经济效益低下。

综上所述，现有产业化谷氨酸提取工艺存在或收率低、或产品质量差、或消耗高、或污染重等等问题，制约着味精行业的可持续发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种收率高、质量优、消耗低的谷氨酸提取方法。

一种谷氨酸提取方法，包括如下步骤：

a、在温度5～50℃下，调整发酵液pH值至2.9～3.2，谷氨酸结晶析出，分离上述结晶料液，得谷氨酸粗品和等电母液；

b、洗涤步骤a中所述谷氨酸粗品，得谷氨酸成品和洗涤母液；将步骤a中所述等电母液进行除菌，得清母液和菌体；

c、将步骤b中所述清母液进行蒸发浓缩，将所得浓缩液降温至10～40℃，育晶，分离，得谷氨酸结晶和结晶母液；

d、将步骤c中所述谷氨酸结晶和步骤b中所述洗涤母液混合，酸化至pH小于2.0，至谷氨酸结晶溶解，得酸化液；

步骤a中，调整发酵液pH值时，酸化剂包括步骤d中所述的酸化液。

作为对本技术方案的改进，步骤a中，所述谷氨酸结晶的方法包括分批式间歇等电结晶，或连续等电结晶。

再者，步骤a中，调整发酵液pH值时，酸化剂还包括硫酸，或水解味精精制母液得到的水解液。当步骤d中提供的酸化液不足以将发酵液的pH值调整到2.9～3.2之间时，可以直接向发酵液中补充添加硫酸或水解液(水解味精精制母液得到的水解液)的一种或两种，添加量由等电结晶的终点pH值决定。分离步骤a中所述结晶料液的方法包括离心机离心分离，或真空带式过滤机过滤。

再者，步骤b中，所述洗涤的方法包括用水淋洗，或用水搅洗，洗涤用水的重量是谷氨酸粗品重量的0.2～2倍。