Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính

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

mùi vị ngon là Ikeda. Ong đã khám phá ra thứ hoạt chất trích từ rong biển là
monosodium glutamate, đây là một muối của acid glutamic. Vào 21/4/1909 ông
đã đăng ký paten số 9440 với nhan đề là " sản xuất chất liệu gây vị".
• Năm 1909 ông kết hợp với nhà kinh doanh có tên là Saburosuke Suzuki (là một
dược sĩ), họ đã chọn từ " Aji nomoto " làm tên cho sản phẩm của mình. "Aji" có
nghĩa là nguồn gốc, "moto" có nghĩa là hương vị. Đến năm 1933 sản xuất bọt
ngọt tại Nhật đạt 4,5 triệu kg hàng năm.
2. phân loại
• Bột ngọt tự nhiên
• Bột ngọt có sẵn trong các thực phẩm tự nhiên như thịt, cá, sữa (kể cả sữa mẹ) và có
trong nhiều loại rau quả như cà chua, đậu hà lan, bắp, cà rốt …... Trong khoảng
100g cà chua hiện hữu 0,14g bột ngọt; 0,044g/100g thịt gà; 0,043g/100g tôm. Cơ
thể con người cân nặng từ 60g đến 70g, thì lượng prôtêin chiếm từ 14 đến 17%
trong đó có khoảng 1/5 là bột ngọt.
Bột ngọt dạng tự nhiên tồn tại trong thực phẩm cũng như trong các tế bào dưới hai
trạng thái: trạng thái độc lập không kết nối với các axít amin khác trong thành phần
prôtein. Khi trong trạng thái độc lập, bột ngọt mới có thể phát huy tác dụng tạo
hương vị đậm đà cho món ăn
• Bột ngọt sản xuất
• Mô tả: Bột kết tinh trắng không dính vào nhau, rời rạc, không mùi, tan dễ dàng
trong nước, tan vừa phải trong cồn. MSG vừa có vị ngọt hoặc hơi mặn. pH của
dung dịch mẫu có tỷ lệ 1/20 giữa 6,7 và 7,2.
• Chức năng sử dụng trong thực phẩm: tăng vị Umami.
• Monosodium Glutamate (bột ngọt) là một loại phụ gia thực phẩm có tác dụng
điều vị làm cho thực phẩm ngon và hấp dẫn hơn.
• Bột ngọt hiện nay được làm từ nguyên liệu thiên nhiên như tinh bột sắn và mật
mía đường bằng phương pháp lên men, một quá trình tương tự như sản xuất bia,
giấm, nước tương.
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và môi trường Trang 2

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:

• Phương pháp này sử dụng các tác nhân xúc tác là các hóa chất hoặc fecmen để
thủy phân một nguồn nguyên liệu protit nào đó( khô đậu, khô lạc…) ra một hỗn
hợp các aminoaxit, từ nay tách các axit glutamic ra và sản xuất mì chính
• Ưu điểm: dễ khống chế quy trình sản xuất và áp dụng được vào các cơ sở thủ
công , bán cơ giới và 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 gía thành cao
• Phương pháp lên men
• Phương pháp này lợi dụng một số vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra các
axit amin từ các nguồn gluxit và đạm vô cơ .
• Sử dụng một số vi sinh vật để lên men như là Micrococcus glutamicus, Brevi
bacterium
• Ưu điểm:
• Không sử dụng nguyên liệu protit
• Không cần sử dụng nhiều hóa chất và thiết bị chịu ăn mòn
• Hiệu suất cao, gía thành hạ
• Tạo ra axit glutamic dạng L, có họat tính sinh học cao
• Phương pháp kết hợp:
• Đây là phương pháp tổng hợp hóa học và vi sinh vật học
• Phương pháp vi sinh vật học tổng hợp nên axit amin từ các nguồn đạm vô cơ và
gluxit mất 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 nay lợi dụng vi sinh vật tiếp tục
tạo ra axit amin
• Phương pháp này tuy nhanh nhưng yêu cầu kỹ thuật cao, chỉ áp dụng và nghiên
cứu chứ ít áp dụng vào công nghiệp sản xuất.
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và môi trường Trang 4
Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính 2010

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

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
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và môi trường Trang 5
Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính 2010
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:
3.1 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. gọi là corynebacterium glutamicum.
3.2 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.
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 -

Trường ĐH Công nghiệp TPHCM, sau khi sấy, bột ngọt đóng thành từng tảng,
hạt tinh thể không đồng nhất nên yêu cầu phải nghiền.
• Người ta sử dụng hệ thống nghiền bằng bi thép không rỉ để nghiền các tảng tinh
thể này thành bột.
• Sau đó, dùng rây làm bằng lụa hoặc sợi hóa học để rây, lọc thành các hạt có
kích thước đồng nhất. Yêu cầu chất lượng là sản phẩm phải là tinh thể màu
trắng, có kích thước > 1mm, đồng đều, độ tinh khiết 80 – 99%, độ ẩm <1%.
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và môi trường Trang 7
Báo cáo cơng nghệ sản xuất mì chính 2010
• Do bột ngọt có tính chất dễ hút ẩm, dễ chảy rữa nên cần bao gói cẩn thận, tránh
tiếp xúc với khơng khí và hơi nước. Người ta tiến hành đóng gói bằng các loại
bao bì như chai thủy tinh, hộp sắt tráng thiếc, giấy khơng thấm, polyethylen với
khối lượng 1kg, 0,5kg, 200g, 100g.
• 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, cơ đặc,
và kết tinh bằng phương pháp sấy chân khơng 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.
4.Dây truyền cơng nghệ sản xuất Mì Chính
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và mơi trường Trang 8
Giai đoạn thuỷ phân
Giai đoạn lên men
Pha chế dòch sau lên men
Trao đổi ion
Tái chế nhựa
Tách a.glutamic
Nhựa resin trao
đổi nước

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

Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và mơi trường Trang 9
Bao gói
Sàng
Sàng
Bảo quản

Giai đoạn trung hòa và tách
mì chính
Cô đặc, kết tinh
Ly tâm
Nước cái
Cô lại với mẻ sau

Sấy
Mì
chính
Giai đoạn tách L-AG
Trung hòa 2
Làm lạnh kết tinh
Trung hòa 1
Trung hòa
với mẻ sau
Than hoạt tính Tẩy màu, lọc
Na
2
S
Bã than
Báo cáo công nghệ sản xuất mì chính 2010
5.Thuyết minh dây truyền
Căn cứ vào dây truyền sản xuất ta có thể chia ra bốn công đoạn như sau :

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

thiết bị
• Nhược điểm :
• Đường hóa không triệt để tinh bột, mà còn ổ dạng trung gian như detrin
….làm cho vi khuẩn lên men mì chính không có khả năng sử dụng
• Thời gian dường hóa tương đối dài
• Lượng đường sau khi đường hóa thấp, do đó phải sử dụng thiết bị to,
cồng kềnh
Nhóm Chim cánh cụt biết bay
Lớp 07SH112-khoa CN Sinh học và môi trường Trang 10