Tiểu luận công nghệ sản xuất bọt ngọt words

ĐỀ TÀI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT NGỌT
1. GIỚI THIỆU
1.1 Lịch sử ra đời 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.
- Lịch sử mì chính có thể cắm mốc đầu tiên là ngày chàng thanh niên ở Tokyo có tên là Ikeda.
Việc phát hiện ra hoạt chất có trong rong biển làm cho thức ăn có mùi vị ngon là Ikeda. Ông
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".[2]
- Sau đó, ông đã tiếp tục nghiên cứu và kết hợp với Công ty Ajinomoto để tạo ra một loại gia
vị mới. Công ty Ajinomoto đã cho ra đời sản phẩm bột ngọt đầu tiên vào năm 1909. - - Tuy
nhiên, phải một thời gian khá lâu sau đó, sản phẩm này mới được phổ biến ở các nước khác.
- Mãi đến sau Thế chiến thứ hai, vào năm 1947, sản phẩm bột ngọt đầu tiên mới xuất hiện tại
Mỹ
- Ajinomoto được giới thiệu với công chúng như một loại gia vị mang lại hương vị đậm đà cho
những món ăn. Từ thời điểm đó, bột ngọt được sản xuất và sử dụng rộng rãi tại hầu hết các
quốc gia trên thế giới, tạo nên một dấu ấn đặc sắc trong văn hoá ẩm thực toàn cầu.[9]
1.2 Giới thiệu chung về bột ngọt
1.2.1 Bột ngọt là gì?
- Bột ngọt (hay mì chính) là tên thường gọi Natri glutamat
- Tên tiếng anh là Monosodium Glutamate (viết tắt là MSG),
-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[6]
- Bột ngọt là muối natri của axit glutamic – một loại axit amin tham gia vào việc cấu thành
nên protein của cơ thể.

-Axit glutamic có nhiều trong thịt, cá, trứng, sữa….
-Nó là một axit amin bán cần thiết, nghĩa là cơ thể có thể tổng hợp được glutamic từ các nguồn
khác nhau mà không cần phải cung cấp từ thức ăn
-Bột ngọt có vị ngọt của thịt nên được sử dụng làm chất điều vị làm cho người sử dụng có cảm
giác ngon miệng hơn [8]
1.2.2 Tính chất vật lý
- Bột ngọt hay còn gọi là mì chính là loại bột trắng hoặc tinh thể hình kim óng ánh, kích
thước tùy theo điều kiện khống chế khi kết tinh.
- Mì chính thuần độ 99%, tinh thể hình khối 1-2 mm màu trong suốt, dễ dàng hòa tan trong
nước và không hòa tan trong cồn.
- Thực phẩm qua chế biến có sử dụng mì chính : thơm, ngon, kích thích vị giác.
- Hằng số vật lý:
+Trọng lượng phân tử 187
+Nhiệt độ nóng chảy 195
o
C
+pH 6.8 ÷ 7.2
1.2.3 Tính chất hóa học
-Công thức hóa học: C
5
H
8
NO
4
Na
- Công thức cấu tạo:
-Công thức hoàn chỉnh: C
5
H
8

NO
4
Na.H
2
O
a) Phản ứng mất nước:
Khi nhiệt độ lớn hơn 80
0
C glutamate natri bị mất nước
b)Phản ứng phân hủy ở nhiệt độ cao
Khi ở nhiệt độ >350
0
C glutamate natri bị phân hủy.
c) pH ảnh hưởng rất lớn đến sự phân hủy của axit glutamic
d) Tác dụng của các yếu tố khác
- Sự biến đổi của axit glutamic trong quá trình chế biến còn phụ thuộc vào các yếu tố khác
như: chịu ảnh hưởng của các axit amin khác, các sản phẩm phân hủy của đường, các hợp
chất có 2 nhóm cacbonyl
- Các nhân tố chủ yếu dẫn đến sự biến đổi axit glutamic là nồng độ, nhiệt độ, pH, sự chiếu
sáng, các hợp chất hữu cơ
e) Tính hoạt quang
- Có tính hoạt động quang học như các aminoxit khác và có 2 dạng đồng phân D, L và có
C bất đối
+ Đồng phân L có mùi vị thơm ngon
+ Đồng phân D có mùi vị không thơm ngon nên hạn chế tạo thành trong sản xuất.
1.3 Vai trò của bột ngọt
- Khi trung hòa, acid glutamic chuyển thành natri glutamat (mì chính) kết tinh có vị ngọt
dịu trong nước, gần giống với vị của thịt, có ý nghĩa lớn đối với đời sống con người. Nó
được sử dụng rộng rải ở các nước Trung Quốc, Nhật Bản, Việt Nam và các nước Châu Âu.
- Mì chính là chất điều vị trong chế biến thực phẩm, làm gia vị cho các món ăn nhờ đó mà

các món ăn có vị hấp hẩn hơn và L-AG được đưa vào cơ thể, làm tăng khả năng lao động
trí óc và chân tay của con người.
- Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng, Glutamat đống vai trò quan trọng trong cơ chế
chuyển hóa chất bổ dưởng trong cơ thể con người.
- Các nghiên cứu cũng đã cho thấy rằng Glutamat tự nhiên có trong thực phẩm và
Glutamat có nguồn gốc từ mì chính đều giống nhau. Thực tế nghiên cứu cũng
đã cho thấy, Glutamat từ thực phẩm hay từ mì chính đều quan trọng đối với chức năng của
hệ tiêu hóa [5]
2. NỘI DUNG
2.1 Chủng vi sinh vật
- Tham gia vào quá trình lên men sản xuất axit glutamic, chủng vi sinh thường sử dụng
là: Corynebacterium Glutanicum, Brevibacterium Lactofermentus, Micrococus
Glutamicus;
- Vi sinh vật được lựa chọn sử dụng là chủng C.Glutamicum.
2.1.1 Giới thiệu về vi khuẩn C. 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.
- Có thể phân lập vi khuẩn này trong đất,dựa vào đặc tính:tiết ra 1 lượng lớn
acid glutamic khi ở điều kiện thích hợp.
- Không gây bệnh, thường đc tìm thấy trong đất,phân động vật,rau quả,trái cây.
2.1.2 Phân loại khoa học :
Vi khuẩn C.Glutamicum thuộc:
- Giới: Bacteria
- Ngành: Actinobacteria
- Bộ : Actinomycetales
- Họ:Corynebacteriaceae
- Chi: Corynebacterium
- Loài: Corynebacterium glutamicum
2.1.3 Hình thái và cấu tạo:
Đại thể Kích thước 1 – 1,5 mm

Hình dạng Trơn bóng tròn đầy
Màu sắc Vàng nhạt
Đặc điểm Hiếu khí
Vi thể Kích thước 1 x 1,5 – 2 µm
Hình dạng Hình que, ngắn, có nhánh
Sắp xếp tế bào Chuỗi ngẵn
Bào tử Không
Gram Dương
Khả năng di động Không
Sinh lý ,sinh hóa pH 7
Nhiệt độ 30
0
C
+ Là vi sinh vật dị dưỡng hóa năng.[12]
+ Biotin là yếu tố cần thiết cho sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn này.
+ Tích tụ một lượng lớn glutamic từ hydratcacbon và NH
4
+
trong môi trường có sục
không khí [2]
* Ưu điểm:
- Chủng C.Glutanicum 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 accit 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.[11]

Vikhuẩn C.Glutamicum
- 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. 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.
- Hình thức sinh sản: sinh sản vô tính theo hình thức nhân đôi.Sau khi nhân đôi, các cá
thế có khuynh hướng dính với nhau thành chuỗi ngắn hình chữ V.
2.1.4 Các phương pháp dùng để cải tạo giống C.Glutamicum, nâng cao hoạt lực
Cải tạo giống là quá trình làm đổi mới một phần bộ máy di truyền của tế bào nhằm đáp
ứng nhu cầu, mục đích sử dụng của con người.Một số phương pháp nhằm cải tạo giống
C.Glutamicum :
2.1.4.1 Huấn luyện thích nghi:
Nguyên tắc của phương pháp:
Khả năng thích nghi với điển kiện sống của vi sinh vật rất cao do cơ thể chúng là cơ thể
đơn bào. Mọi tác động của môi trường đều có thể là những tác động trực tiếp. Mặt khác, cơ
thể vi sinh vật thực hiện những quá trình trao đổi chất, sinh sản, phát triển rất nhanh trong một
chu kỳ sống rất ngắn. Do đó giai đoạn thích nghi phải được xảy ra nhanh và mạnh trong một
giai đọan phải rất ngắn so với chu kỳ phát triển và chu kỳ sống của chúng.
Khi đã tạo được khả năng thích nghi của giống vi sinh vật đối với một tác động môi trường
nào đó phải luôn luôn duy trì tác động đó ở mức độ tạo ra tính thích nghi. Thực chất của tính
thích nghi là thường biến nên không di truyền, do đó đặc điểm này không bền, dễ bị mất đi khi
ngưng tác động hoặc làm thay đổi mức độ tác động.[12]
2.1.4.2 Kỹ thuật di truyền:
Kỹ thuật di truyền cổ điển: [12]
 Phương pháp lai: là tiến hành cho lai giữa hai tế bào có đặc điểm di truyền tốt khác
nhau để tạo ra dòng chứa đặc điểm di truyền tốt của cả 2 tế bào ban đầu. Phương pháp
này không phức tạp nhưng có sự giới hạn về sự pha trộn đặc tính di truyền chỉ trong
một vài loài.
 Phương pháp gây đột biến nhân tạo nhờ tác nhân hóa học (acid nitric – HNO2),
Bromode xiuridine, 5-bromuraxil, EMS, MMS, EI, NG…) hoặc tác nhân vật lý (tia tử

ngoại): là phương pháp gây đột biến điểm, đột biến này nằm trong cấu trúc của các
nucleotide ( trong cấu trúc của các base chứa nitơ).
+ Ưu điểm: Dễ thực hiện, tạo ra được giống vi sinh vật có rất nhiều đặc tính quý.
+ Nhược điểm: Tần số xảy ra đột biến thấp, không định hướng, không ổn định.
2.2 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.
Nguyên tắc: Áp dụng các phản ứng hóa học để tổng hợp nên các axit glutamic và các
amino axit khác từ khí thải công nghiệp dầu hỏa hay các ngành khác.
Ưu điểm:
- Có thể sử dụng nguồn nguyên liệu không phải là thực phẩm để sản xuất.
- Tận dụng được các khí thải của công nghiệp dầu hỏa hay các ngành khác.
Nhược điểm:
- Chỉ thực hiện được ở những nước có ngành công nghiệp dầu hỏa phát triển
và yêu cầu kĩ thuật cao.
- Sản phẩm tạo hỗn hợp D,L-axit glutamic, việc tách L-axit glutamic ra khỏi
hỗn hợp khó khăn, làm tăng giá thành sản phẩm.
Vì vậy phương pháp này ít được sử dụng
+ Phương pháp thủy phân protit.
Nguyên tắc: Sử dụng các hóa chất làm chất xúc tác để thủy phân nguồn nguyên liệu
protit ( khô đậu, khô lạc…) ra một hỗn hợp các amino axit ,từ đó tách được axit glutamic và
sản xuất bột ngọt.
Ưu điểm :
- Dễ điều khiển quy trình sản xuất.
- Các cơ sở thủ công ,bán cơ giới, cơ giới cũng có thể áp dụng được phương
pháp này.

Nhược điểm:
- Cần nhiều hóa chất và các thiết bị chống ăn mòn.
- Cần sử dụng nguyên liệu giàu protit hiếm, có giá trị cao.
- Hiệu suất làm việc thấp, dẫn đến giá thành cao.
+ Phương pháp kết hợp:
Nguyên tắc: đây là sự kết hợp của 2 phương pháp tổng hợp hóa học và vi sinh vật
học.Tổng hợp nên các chất có cấu tạo gần giống axit amin từ các nguồn đạm vô cơ và gluxit,từ
đó lợi dụng vi sinh vật để tạo ra các axit amin.
Nhược điểm:
- Yêu cầu kỹ thuật cao, chỉ áp dụng trong nghiên cứu.
- Phải qua nhiều giai đoạn.
Phương pháp này tuy nhanh nhưng yêu cầu kĩ thuật cao, chỉ áp dụng nghiên cứu
chứ ít áp dụng vào công nghiệp sản xuất.
+ Phương pháp lên men.
Nguyên tắc: Sử dụng các loại vi sinh vật như Micrococcus glutamicus, Brevi
bacteriumđể sinh tổng hợp ra các axit amin từ nguồn gluxit và đạm vô cơ.
Ưu điểm:
- Nguyên liệu rẻ hơn so với các phương pháp trên
- Có thể sử dụng các loại nguyên liệu khác nhau
- Không sử dụng nguyên liệu protit.
- Không cần sử dụng nhiều hóa chất và thiết bị chịu ăn mòn.
- Hiệu suất làm việc cao dẫn đến giá thành sản phẩm thấp.
- 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
Tạo ra dạng L-axit glutamic ,có hoạt tính sinh học cao.
Do đó, phương pháp lên men được sử dụng rộng rãi và phổ biến để tạo ra axit glutamit sản
xuất bột ngọt.[2]

2.3 Nguyên liệu
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.
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.
2.4 Quy trình sản xuất
Giai đoạn thủy phân
PHA CHẾ DỊCH LÊN MENGiai đoạn lên men
TRAO ĐỔI IONPha chế dịch sau lên men
TÁCH ACID GLUTAMICTrao đổi ion
Tái chế nhựa
Tách a.glutamic
Nhựa refin trao đổi nước
Tuyển chon giống vi sinh vật
Giống cấp I
Giống cấp II
Giống cấp III
Làm lạnh
Biotin
penicillin G
Lên men
Rỉ đường
Thủy phân
Trung hòa
Ép
Sát trùng
H
2
O

Bã
HCl, H
2
SO
4
, Enzim
Lọc tách sinh khối VK
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 II
Làm lanh kết tinh
Trung hòa I
Than hoạt tính
Tẩy màu, lọc
Na
2
S
Bã than
2.4.1/Công đoạn thủy phân rỉ đường:
- Mục đích : tạo điều kiện để thực hiện các phản ứng thủy phân rỉ đường thành đường

glucose, nguyên liệu cho quá trình lên men.
- Phản ứng sảy ra như sau :
nH
2
O
(C
12
H
22
O
11
)
n
nC
6
H
12
O
6
- Có 3 phương pháp sau đây :
• phương pháp thủy phân bằng enzim
Người ta có thể dùng amilaza 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
• Phương pháp thủy phân bằng H2SO4
Ưu điểm : Sau khi thủy phân việc trung hòa axit dư sau này không phải dùng Na2CO3 hay

NaOH mà dùng CaO rẻ tiền hơn, mặt khác sản phẩm của phản ứng trung hòa lại kết tủa làm
cho dịch đường trong theo phản ứng:
CaO +H2SO4 =CaSO4 +H2O
Nhược điểm : Hiệu suất thủy phân bằng H2SO4 thấp hơn bằng HCL, trong thực tế hay dùng
HCL.
• Phương pháp thủy phân bằng HCl
Ưu điểm :cho hiệu suất nhanh, thời gian phản ứng ngắn hơn do cường lực xúc tác mạnh, khi
trung hào tạo ra một lượng NaCL trong dung dịch ảnh hưởng tới quá trình nuôi cấy vi khuẩn
Nhược điểm : phải dùng thiết bị chịu axit ở nhiệt độ cao, áp suất cao sau khi thuỷ phân xong ta
tiến hành tiếp các giai đoạn sau:
+ Trung hòa :Thủy phân xong dung dịch vào thiết bị trung hòa cho 30% vào để đạt pH=4.8.
cho than hoạt tính vào tẩy màu (khoảng 100kg tinh bột cho 0.45 kg than ). Than tẩy màu và
giúp cho quá trình lọc dễ, dung dịch có màu trong sáng.
+ Ép lọc: Tách các phần bã vá các chất không hòa tan,được dịch đường glucoza 16-18%
2.4.2 Công đoạn lên men:
Đây là giai đoạn có tính quyết định đến năng suất tạo ra lượng axit-glutamic.
Công đoạn này gồm có 3 giai đoạn nhỏ: 2 lần nhân giống vi sinh vật và lên men chính.
2.4.2.1 Nhân giống cấp 1:
• Mục đich: tăng số lượng vi khuẩn cho nhân giống cấp 2
• Chuẩn bị môi trường:
- Đường glucose tinh khiết: 2,5%
- Rỉ đường: 0,25%
- MgSO
4
.7H
2
O: 0,04%
- Fe, Mn: 0,002%
- Ure:0,5%
- B

1
: 0,00015%
• Tiến hành:
Tất cả các thành phần trên cho vào bình tam giác, thanh trùng ở 121
o
C, 1atm, trong 20’
rồi làm nguội 30-32
o
C và cấy giống nuôi khoảng 2-3 ngày. Trong quá trình nuôi lắc
liên tục với tốc độ 100 vòng/phút.
2.4.2.2 Nhân giống cấp 2:
• Mục đích: chuẩn bị số lượng giống cho thiết bị lên men.
• Chuẩn bị môi trường:
- Đường glucoso: 200g
- Rỉ đường: 600g
- MgSO
4
: 24g
- H
3
PO
4
: 60g
- Ure: 480g
- B
1
: 20mg
- KOH có pH= 9
• Tiến hành:
Các thành phần được thanh trùng rồi cho vào các thùng nhôm đã được khử trùng và

cấy nuôi giống 2-3 ngày.
2.4.2.3 Giai đoạn lên men lớn:
a) Chuẩn bị môi trường, dịch lên men:
- Dịch đường hóa: 13%
- K2HPO4: 0,15%
- MgSO4.7H20: 0,075%
- MnSO4: 0,0025%
- Cao ngô: 0,7%
Có thể cho thêm Na
2
CO
3
để đạt độ pH= 6,7- 7
b) Quá trình lên men:
Cơ chế lên men axit glutamic
Nguồn C là glucose được phân hủy thành các đoạn C3 và C2 bời các vi khuẩn thông
qua con đường Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) và chu trình pentoso-photphat và các đoạn
đi vào chu trình Tricacboxylic acid (TCA).
Con đường EMP phổ biến hơn trong điều kiện sản xuất axit glutamic. Tiền chất chính
của acid glutamic là α-ketoglutarate được hình thành trong chu trình TCA thông qua citrate và
isocitrate và sau đó chuyển hóa thành L-glutamic acid amin với các ion NH4+ tự do. Bước
cuối cùng được thực hiện nhờ xúc tác của NADP và glutamate dehydrogenase.NADPH2 cần
thiết cho giai đoạn phản ứng này được cung cấp nhờ quá trình oxy hóa khử nhóm Carboxyl
của isocitrate thành α-ketoglutarate nhờ enzym isocitrate dehydrogenase. NADPH2 sau đó
được tái tạo bằng cách khừ amin của ketoglutate.[10]
Điều kiện cho vi khuẩn lên men:
a. Độ pH của môi trường:
Các chủng vi khuẩn sinh tổng hợp L-Glutamic đều thích hợp ở môi trường trung tính hay
kiềm yếu ở pH= 6,7 – 8. Trong quá trình lên men độ pH giảm vì tạo ra axit glutamic và một số
axit hữu cơ khác. Do đó, phải điều chỉnh độ pH thường xuyên bằng NH4

+
. Nguồn của NH4
+
sử dụng phổ biến là ure, khí NH3, NH4Cl [11]
b. Nhiệt độ:
Lên men ở nhiệt độ thích hợp là 30 – 37
o
C, thường thì ở giai đoạn đầu là 30 – 32
o
C và giai
đoạn cuối là 36 – 37
o
C.[11]
c. Sự cung cấp Oxi:
Lên men tổng hợp axit glutamic là quá trình hiếu khí bắt buộc. Do đó, sự cung cấp oxi
trong khi lên men là hết sức quan trọng. Nếu thiếu O2 thì sản phẩm chủ yếu là axit lactic, nếu
thừa O2 thì sản phẩm chủ yếu là axit α-xetoglutaric. Oxi được cung cấp cho dịch lên men
bằng cách sục không khí vô trùng kết hợp với khuấy trộn liên tục.[11]
d. Chất kích thích sinh trưởng:
Quá trình tổng hợp axit glutamic rất cần biotin.Biotin không chỉ là chất sinh trưởng mà
còn là chất xác định thành phần và số lượng các sản phẩm lên men. Sinh khối của vi khuẩn tỷ
lệ với hàm lượng biotin nhưng với axit glutamic thì không hoàn toàn như vậy. Lượng axit
glutamic được tạo thành nhiều nhất khi trong môi trường hàm lượng biotin thấp hơn nhiều so
với hàm lượng biotin cần thiết cho sự phát triển tối đa của sinh khối. Biotin không làm thay
đổi hoạt lực của enzym tổng hợp nên axit glutamic mà ảnh hưởng đến tính thẩm thấu của
màng tế bào, làm axit glutamic từ bên trong tế bào vi sinh vật khuếch tán ra ngoài môi trường
lên men. Nồng độ thích hợp nhất cho sinh tổng hợp axit glutamic 2-5g/l.[11]
Nguồn cung cấp biotin là cao ngô, rỉ đường mía.Trong quá trình lên men nếu dùng rỉ
đường mía làm nguồn cung cấp đường và biotin thì thường xảy ra hiện tượng lượng thừa
biotin sẽ không có lợi, sinh tổng hợp axit glutamic ít, nếu sục khí kém sẽ tạo ra alanin và axit

lactic. Vì vậy, người ta bổ sunh thêm penicilin để kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn trong
môi trường giàu biotin đồng thời tăng trưởng quá trình tổng hợp axit glutamic.[11]
Quá trình trong sản xuất xảy ra 3 giai đoạn:
• Giai đoạn đầu: 8-12g gọi là giai đoạn sinh khối, làm cho vi khuẩn lớn lên, đạt kích
thước cực đại và bắt đầu sinh sản và phân chia
Những biểu hiện của giai đoạn này là:
- Càng về cuối giai đoạn tốc độ tăng nhiệt càng nhanh
- pH tăng dần từ 6,5-6,7 lên 7,5-8
- Bọt tạo thành tăng dần
- Lượng tế bào vi khuẩn tăng dần từ khoảng 0,13-0,14 đến 1
- Hàm lượng a.glutanmic chưa có hoặc rất ít.
• Giai đoạn giữa:
Từ giờ thứ 10, 12 đến giờ thứ 24; 26, giai đoạn này giữ cho số tế bào không tăng thêm
nữa hoặc tăng rất ít. Lượng axit glutamic tạo thành lại hòa tan vào các môi trường làm
cho pH môi trường giảm dần, CO
2
bay ra nhiều và bọt tăng ào ạt.
• Giai đoạn cuối:
Những giờ còn lại tất cả các biểu hiện đều giảm dần cho đến khi hàm lượng đường chỉ
còn ≤ 1% thì lên men kết thúc.
Các yếu tố kỹ thuật trong quá trình lên men:
- Nhiệt độ lên men luôn giữ khoảng 30 - 32
o
C
- Áp suất: 1kg/cm
2
.
- Lượng không khí cho vào: 30-40 m
3
/h cho

- Tốc độ cánh khuấy: 180-200 v/phút.
- Khi pH giảm đến 7 phải bổ sung ngay ure để tăng pH lên đến 8, thường quá trình
lên men bổ sung 2 lần,
- Khi bọt nhiều phải bổ sung dầu phá bọt (dầu lạc thô) ngay để phá bọt tạo điều kiện
cho CO
2
thoát ra khỏi dễ dàng.
2.4.3 Công đoạn trao đổi ion
► Mục đích: là lấy axit glutamic ra khỏi dịch lên men bằng hạt nhựa polyetylen sunfuric
(refin).
►Người ta lợi dụng tính chất của refin sau khi bị cation hóa (được tái sinh) có khả năng giữ
lại trên bề mặt nó anion ( ở đây chủ yếu là a.glutamic). Sau đó lại dùng NaOH để tách anion
( axit glutamic) ra khỏi hạt nhựa.
▪ Quá trình hấp phụ:
R' - SO
3
H
+
+ NH
3
ROO
-
→ R'SO
3
NH
3
RCOOH
▪ Quá trình tách ( nhả hấp phụ):
R'SO
3

NH
3
RCOOH +NaOH -> R'SO
3
Na + NH
2
RCOOH + H
2
O
Các giai đoạn chính trong quá trình trao đổi ion:
 Pha chế dịch lên men.
 Xử lí hạt nhựa Refin.
 Trao đổi ion.
 Tách acid glutamic.[13]
*Pha loãng dịch sau lên men:
- Dịch lên men có hàm lượng axit glutamic khoảng 40g/l tức là
mật độ phân tử tương đối dày đặc, nếu cứ để vậy thì dòng chảy qua
khối nhựa sẽ giảm, mức độ hấp thu giữa a.glutamic và hạt nhựa kém
gây ra hiệu suất trao đổi thấp.
- Vì thế trước khi đưa vào trao đổi ion người ta phải pha loãng
dịch lên men bằng dịch thải lần trao đổi trước hay bằng nước lạnh với
tỷ lệ nào đó sao cho hàm lượng a.glutamic khoảng 18 → 20 g/l. mặt
khác dịch lên men thường có pH = 6 →7, ở điều kiện này khả năng hấp
thụ kém. Để tăng khả năng hấp phụ phải dùng HCl điều chỉnh pH dịch
lên men xuống 5→5.5.[2]
*Xử lí hạt nhựa refin:
- Mục đích: Nhựa rezin sau 1 mẻ trao đổi không còn khả năng hấp phụ nữa vì vậy
phải xử lý.
- Quá trình thực hiện:
+ Dùng nước sạch rửa ngược trong 1h , thỉnh thoảng dùng áp suất chân không và van

đóng mở gián đoạn để sục đảo cho khối nhựa tơi, đều, xả bỏ hết lớp nước bẩn ở trên, rửa xuôi
cho tới khi pH =7 thì kết thúc và tiến hành tái sinh.
+ Tái sinh : dùng axit thu hồi cho chảy ngược 15 -> 20 phút, sau đó cho axit mới
phavào và giữ cho tốc độ ra vào ngang nhau để cho mặt nước có chiều cao cố định cho tới khi
dịch ra có pH = 2->2.5 thì ngừng cho HCl.
+ Rửa tái sinh: mở van đáy thu hồi axit cho tái sinh lần sau rồi mới cho nước lạnh rửa
xuôi cho tới khi pH = 3 thì ngừng . thời gian rủa tái sinh thường là 40 -> 60 phút
*Trao đổi ion:
- Trao đổi ngược: Sau khi hạt nhựa đã được tái sinh, rửa tái sinh và dùng chân không đóng
mở ngắt quãng làm cho hạt nhựa tơ xốp để ổn định rồi cho dịch lên men vào và trao đổi
ngược, lưu tốc vừa phải, khống chế tầm 80p 1 mẻ là vừa.
- Rửa trao đổi: sau khi trao đổi hết để cho rezin lắng xuống tự nhiên , bỏ lớp dịch bẩn ở trên
bề mặt, đảo trộn hạt nhựa rồi cho nước sạch vào rửa ngược cho tới khi sạch thì thôi. (nước thải
thải ra hết).
- Gia nhiệt : sau khi rửa sạch , ngừng cho nước lạnh vào và cho nước nóng 600C và để gia
nhiệt hạt nhựa. Nước thải ra lúc đầu có chứa 1 lượng nhỏ a.glutamic nên được thu hồi lại làm
nước pha dịch men ở mẻ sau. Gia nhiệt cho đến khi nước thải đạt 450C thì thôi và cho NaOH
5% vào để tách a.glutamic [2]
*Tách acid Glutamic:
Dung dịch NaOH 5% đã được đun nóng đến 60
o
C được đưa vào để tách a.glutamic. lúc này
dịch thải ra vẫn thu hồi để pha chế mẻ sau nhưng đồng thời phải liên tục kiểm tra pH và độ
baumé vì axit glutamic theo dịch ra nhanh chóng. Khi độ baumé đạt 0
o
thì lập tức thu hồi
a.glutamic. Chỉ 4-> 5 phút sau độ baumé đạt cực đại ( khoảng 4,5
0
-> 5
o

Be ), lúc này thôi
choNaOH. Sau khi đạt cưc đại độ Be giảm dần và cũng chỉ 4 -> 5 phút sau nó giảm về
0
Be thi
kết thúc thu hồi axit glutamic, phần còn lại được thu hồi làm nước chấm.[3]
2.4.4 Công đoạn tinh chế và hoàn thành sản phẩm natri glutamat.
1/ Acid hóa acid glutamic.
Toàn bộ acid glutamid thu được thu ở trên đưa vào thùng kết tinh. Cho cánh khuấy hoạt
động để ngăn ngừa acid glutamic kết tinh sớm, tinh thể nhỏ và hiệu suất thấp. Cho HCl 31%
vào để tạo điểm đẳng điện ở ph 2.9 - 3.2 thì ngưng và bắt đầu làm lạnh.
2/ Làm lạnh kết tinh.
Dịch acid glutamic sau khi đạt điểm đẳng điện thì cho nước lạnh vào vỏ thùng và làm lạnh
nhằm tăng độ quá bão hòa của dung dịch tạo kết tinh của acid glutamic đuợc tốt. Trong quá
trình này cánh khuấy hoạt động liên tục làm cho acid glutamic kết tinh to, xốp và tơi, 8 giờ
sau thì ngừng khuấy nhưng vẫn giảm nhiệt độ đến nhiệt độ của môi trường tốt nhất giảm đến
và giữ ở 12 độ c sau ít nhất 48h thì quá trình kết tinh kết thúc. Lúc này trong hỗn hợp gồm 2
pha:
* pha rắn gồm: acid glutamic đã kết tinh và lắng xuống
* pha lỏng gồm: nước và một ít acid glutamic không kết tinh hòa tan và ta gọi đó là nước cái.
phần nước cái đem đi trao đổi lại, phần kết tinh đem li tâm và thu đuợc acid glutamic ẩm.
3/ Trung hòa kết tinh.
- Mục đích : công đoạn này là chuyển acid glutamic thành mì chính glutamiat natri theo phản
ứng:
C5H9NO4 + Na2CO3 = C5H8NO4Na + CO2 + H2O
Kết hợp quá trình này là quá trình khử sắt và tẩy mùi, để có hiệu quả quá trình này phải đảm
bảo các yêu cầu sau:
+ Nồng độ của dung dịch khống chế ở 21 - 31 độ Be
+ PH= 6.5 - 6.7
+ Sắt phải đuợc khử hết, kiểm tra Na
2

S quá lượng không còn vết tủa đen.Dịch thải trong
suốt.
Để phản ứng trung hòa và phản ứng khử sắt đuợc tốt, triệt để phản ứng xẩy ra ở 70-80 độ C là
tốt nhất và phản ứng xẩy ra như sau:
Trung hòa 1:
- Cho lượng nước vào trung hòa ( tính toán lượng nước sao cho sau khi trung hòa, dịch có
nồng độ 22-23 độ Be), gia nhiệt đến 70 độ C , cho cánh khuấy hoạt động và từ từ cho acid
glutamic vào, vừa cho Na2CO3 cho đến khi PH = 5 - 5.5. Cho gần 50% lượng than vào để tẩy
màu, sau đó cho Na2S vào để khử sắt (Na2S đã đươc pha loãng ở 13 - 15 độ Be)
Khi cho Na2S vào sẽ có phản ứng sau:
Do các phản ứng khi Na2S vào thì PH tăng lên và có H2S tỏa ra (H2S độc nên chú ya an toàn)
sau 1h phản ứng được thực hiện xong người ra cho Na2CO3 vào để trung hòa và tạo glutamic
natri đến PH = 6,6-6,8, rồi đem đi ép lọc lần 1
Trung hòa 2:
- Mục đích : Tẩy màu dịch ép lọc sau trung hòa 1, sau ép lọc 1, dịch đuợc bơm sang thùng
trung hòa 2.
- Ở đây dịch được gia nhiệt lên đến 50 - 60 độ C rồi cho than hoạt tính vào khuấy đều. Đồng
thời cũng kiểm tra lượng Na2S, nếu còn sắt thì tiếp tục cho Na2S vào khử cho hết, lọc cho
trắng, trong suốt thì tiến hành ép lọc lần 2 được dung dịch glutamic natri và đưa đi cô đặc.
+ Dịch ép lọc lần 1: yêu cầu trong suốt ,PH = 6,5 - 6,8
+ Dịch ép lọc lần 2: yêu cầu trắng trong, PH = 6,5 - 6,8 kiểm tra không còn sắt.
4/ Cô đặc kết tinh:
Đây là một trong những khâu phức tạp để tạo ra mì chính tinh khiết. Qúa trình cô đặc nếu các
chỉ tiêu kỹ thuật không thực hiện được nghiêm túc thì có thể xảy ra một trong các hiện tượng
sau:
* Kết tinh thành mảng trong nồi: mỳ chính không kết tin thành tinh thể như mong muốn mà nó
kết tinh thành mảng to và cuối cùng toàn bộ kết tinh thành khối lớn chặt trong nồi. Khi đó cho
nước nóng vào hòa tan rồi cô đặc thành mỳ chính bột.
* Mầm tinh thể tiếp tục bị hòa tan hết.
* Kết tinh dày đặc: ngoài màng tinh thể tiếp vào còn xuất hiện các mầm tinh thể mới nhỏ và

dày đặt, khi đó ta được mỳ chính nửa bột nửa tinh thể và không đạt yêu cầu.
* Qúa trình cô đặc tinh thể mỳ chính như sau:
* Cô đặc: cho 80% dung dịch cần cô đặc có nồng độ 31,5 - 32 độ Be thì cho cánh khuấy hoạt
động và cho mầm tinh thể vào ( mầm là mỳ chính tinh thể sàng lấy ra ở mẻ trước, loại hạt nhỏ
đều), cho lượng mầm vào khoảng 7% so với tổng lượng mỳ chính đưa vào cô đặc.
* Nuôi mầm: mầm ở số dịch còn lại (20%) pha loãng 12 độ Be, gia nhiệt đến 60 độ C rồi bổ
sung liên tục vào nồi cô đặc sao cho lượng bổ sung cân bằng với lượng nước bay hơi. Lúc này
mần tinh thể lớn dần nhưung phải chú ý, nếu thấy xuất hiện các mầm tinh thể nhỏ thì phải tiếp
nước ngưng tụ ở 60 độ C vào. Khi thấy các hạt tinh thể lớn thành hat mỳ chính như mong
muốn thì ngưng cô đặc và đưa ngay xuống ly tâm.
* Ly tâm: khi ly tâm phải dùng 1 lít nước ấm, sạch , tia nhẹ vào khối mỳ chính để hòa tan các
hạt kết tinh nhỏ và phần dịch bám ngoài tinh thể làm cho mỳ chính được sáng bóng. Qua ly
tâm ta được mỳ chính tinh thể và tạo nước cái. Mỳ chinh được đem đi sấy còn nước cái pha
vào cô với mẻ sau.
5/ Sây mỳ chính:
Mỳ chính sau khi được ly tâm tải ra khay và đưa đi sấy:
- Bề dày lớp mỳ chính trong khay là 2 - 3 cm,
- Nhiệt độ không khí sấy 800 độ C, cứ 30 phút ta đảo trộn 1 lần khi độ ẩm mỳ chính còn lại
khoảng 0.5% thì kết thúc quá trình sấy. Thường thì sấy trong 2h.
6/ Phân loại và bao gói:
* Để phân loại người ta dùng sàng 12 lỗ, 24 lỗ và 36 lỗ phân loại ta được:
- Loại trên sàng 12 lỗ là loại vốn cục quá to, có thể hòa nước được và cô mẻ sau.
- Loại trên màng 24 lỗ , trên màng 36 lỗ là mỳ chính thành phẩm.
- Loại dưới màng 36 lỗ dùng làm mầm tinh thể cho mẻ sau.
* Mỳ chính sau khi đựoc phân loại được bao gói Polyetilen 2 lần , khối lượng mỗi túi từ 100 -
1000g tùy theo yêu cầu của khách hàng, ở giữa 2 túi có nhãn hiệu ghi rõ khối lượng tịnh, hàm
lượng ngày sản xuất, người bao gói và hướng dẫn cách sử dụng.[4]
KẾT LUẬN
Bột ngọt là một loại gia vị không thể thiếu cho các món ăn của người Việt,đây là một
gia vị có nhiều lợi ích cho sức khỏe.Khi trung hòa axit glutamic chuyển thành natri glutamate

kết tinh có vị ngọt dịu trong nước, gần giống với vị của thịt,nhờ đó mà làm món ăn hấp dẫn
hơn.
Glutamat trong bột ngọt là chất dẫn truyền thần kinh quan trọng trong não,đóng vai trò
chính trong hoạt động học hỏi và ghi nhớ.Các nghiên cứu gần đây cho thấy nó còn đóng vai
trò trong việc chuyển hóa các chất bổ dưỡng trong cơ thể người.
Năm 1987 FAO và WHO đã xác nhận bột ngọt là chất điều vị an toàn.Tuy nhiên đây
cũng chỉ là chất phụ gia,không có vai trò thay thế thực phẩm thông thường như thịt ,cá
,trứng ,sữa.
Tài liệu tham khảo:
[1] Sách “vi sinh học thực phẩm”-Nguyễn Lân Dũng chủ biên.NXB giáo dục,2005.
[2] PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền. Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên men cổ
truyền. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật)
[3]Lê Bạch Tuyết.Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, Nhà sản xuất
giáo dục.
[4] /> [5]
[6] />but-chi&catid=17:thong-tin-thuong-hieu&Itemid=23#
[7] />[8] />[9] />[10] />[11] Đồ án Thiết kế nhàn máy sản xuất acid glutamic hiện đại từ tinh bột sắn với năng suất
3820 tấn sản phẩm/năm – Tài liệu ,ebook, giáo trình.
[12] />[13] Đồ án công nghệ 2 của Châu Thị Lâm Uyên – GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh.