Giáo trình Công nghệ lên men

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHAO 
KHOA HOÁ KỸ THUẬT 
------ *------ 
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CÔNG NGHỆ LÊN MEN 
 GVPT: GVC – Th.s Trần Xuân Nghạch 
 GVC – Th.s Phan Bích Ngọc 
Đà Nẵng, - 2005 - 
MỤC LỤC 
Chương I: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ÊTYLIC .............................. trang 3 
1.1 Lĩnh vực sử dụng rượu êtylic ........................................................................... 3 
1.2. Một số tính chất của rượu êtylic ...................................................................... 3 
1.3. Nguyên liệu sản xuất rượu êtylic ..................................................................... 3 
1.4. Nấu nguyên liệu tinh bột. ................................................................................ 3 
1.5. Sản xuất chế phẩm enzim đường hoá............................................................... 6 
1.6. Đường hoá: ....................................................................................................... 14 
1.7. Lên men dịch đường......................................................................................... 19 
1.8. Chưng cất và tinh chế ....................................................................................... 26 
1.9. Tính toán cơ bản ............................................................................................... 30 
Chương II: KỸ THUẬT SẢN XUẤT VANG ........................................................ 32 
2.1. Giới thiệu:......................................................................................................... 32 
2.2. Nguyên liệu ...................................................................................................... 32 
2.3. Công Nghệ Sản Xuất Vang .............................................................................. 33 
2.4. Champagne ....................................................................................................... 36 
2.5. Cognac: (armagnac).......................................................................................... 38 
2.6. Tình hình sản xuất vang ở Việt Nam ............................................................... 39 
Chương III: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU PHA CHẾ & NƯỚC GIẢI KHÁT 
KHÔNG RƯỢU ...................................................................................................... 40 
3.1. Khái niệm: ........................................................................................................ 40 
3.2. Công nghệ sản xuất rượu mùi pha chế ............................................................. 40 
3.3. Kỹ Thuật sản xuất nước giải khát..................................................................... 44 
Chương IV: KỸ THUẬT SẢN XUẤT BIA ........................................................... 46 
I.Nguyên liệu dùng để sản xuất bia ........................................................................ 46 
4.1. Malt................................................................................................................... 46 
4.2. Hoa houblon .................................................................................................... 67 
4.3. Nước ................................................................................................................. 70 
4.4. Nguyên liệu thay thế......................................................................................... 72 
4.5. Lọc dịch đường................................................................................................. 77 
4.6. Houblon hoá ..................................................................................................... 77 
4.7. Lắng trong và làm lạnh dịch lên men ............................................................... 80 
4.8. Lên men dịch đường......................................................................................... 82 
4.9. Làm trong bia ................................................................................................... 91 
4.10. Ổn định bia ..................................................................................................... 92 
4.11. Chiết bia.......................................................................................................... 92 
4.12. Các phương pháp nâng cao độ bền cho bia.................................................... 92 
 Trang 1 
4.13. Các chỉ tiêu chất lượng của bia ...................................................................... 94 
Chương V: KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM........................................... 97 
I. SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ GIẢI ................... 97 
5.1. Nguyên liệu ...................................................................................................... 97 
5.2. Xư lý nguyên liệu ............................................................................................. 97 
5.3. Thuỷ phân......................................................................................................... 98 
5.4. Trung hoà và lọc............................................................................................... 99 
5.5. Phối chê, thanh trùng và cô đặc sản phẩm ..................................................... 100 
II. SẢN XUẤT NƯỚC CHẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEM................ 101 
5.1. Qui trình công nghệ ........................................................................................ 101 
5.2. Nguyên liệu .................................................................................................... 101 
5.3. Xử lý ............................................................................................................... 102 
5.4. Làm ẩm........................................................................................................... 102 
5.5. Hấp.................................................................................................................. 102 
5.6. Đánh tơi và làm nguội .................................................................................... 103 
5.7. Nuôi cấy mốc giống ....................................................................................... 103 
5.8. Nuôi mốc ........................................................................................................ 105 
5.9. Lên men .......................................................................................................... 106 
5.10. Dội rút........................................................................................................... 108 
5.11. Bảo quản và hoàn thiện sản phẩm................................................................ 109 
5.12. Ưu nhược điểm của phương pháp sản xuất nước chấm lên men ................. 109 
Chương IV: KỸ THUẬT SẢN XUẤT MÌ CHÍNH ............................................. 110 
I. CÁC TÍNH CHẤT CỦA MÌ CHÍNH................................................................ 110 
II. SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ GIẢI...................... 111 
6.1. Nguyên liệu .................................................................................................... 111 
6.2. Qui trình sản xuất ........................................................................................... 112 
6.3. Thuỷ phân....................................................................................................... 112 
6.4. Tách axít Glutamic ......................................................................................... 113 
6.4. Tinh chế axít Glutamic và tạo ra natriglutamat.............................................. 115 
III. SẢN XUẤT MÌ CHÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN..................... 116 
6.1. Nguyên liệu, phối chế và thuỷ phân............................................................... 118 
6.2. Chuẩn bị môi trường lên men......................................................................... 118 
6.3. Lên men dịch đường....................................................................................... 118 
6.4. Tách và tinh chế axít Glutamic....................................................................... 121 
6.5. Kết tinh ........................................................................................................... 121 
6.6. Tinh chế axít Glutamic và tạo Natriglutamat ................................................. 121 
 Trang 2 
Chương I: KỸ THUẬT SẢN XUẤT RƯỢU ÊTYLIC 
1.1. Lĩnh vực sử dụng rượu êtylic 
 + Thực phẩm: đồ uống có rượu: rượu mùi pha chế dùng cồn thực phẩm. 
 + Công nghệ khác: tổng hợp hoá học, thuốc. 
 + Năng lượng: khí đốt, chất đốt. 
1.2. Một số tính chất của rượu êtylic 
 Công thức cấu tạo: R_OH 
 R: CH3 - rượu mêtylic 
 R: CnH2n+1 hoặc gốc phức tạp khác (n 3) ≥
 + Dầu fusel (trong thực phẩm) 
 (Dầu khét, dầu váng) 
 - Hoà tan vô hạn trong nước. 
 - Hoà tan tỏa nhiệt. 
 - Tạo liên kết Hyđro với nước co thể tích khi hoà tan (nồng độ cồn càng 
cao: độ co càng lớn). 
→
 - Điểm đẳng phí P = 760 mmHg nếu nồng độ cồn = 95,57% 97,2% V 
89,41% mol với t
⇔
⇔ osôi = 78,15oC. 
 Cồn lớn hơn 97,2% V (cồn tuyệt đối) cần dùng phương phát đặc biệt để sản 
xuất, không dùng phương pháp châng cất thông thường. 
1.3. Nguyên liệu sản xuất rượu êtylic. 
 * Nhóm nguyên liệu gluxit thực phẩm: 
 - Tinh bột tên của phương pháp đường hóa → ≡ tên của phương pháp sản 
xuất. 
 - Đường: (n2 đường ) lên men trực tiếp. →
1.4. Nấu nguyên liệu tinh bột. 
a. Các tính chất hoà lý của tinh bột. 
* Tính chất hoá học: polyme tự nhiên (C6H10O5)n tuỳ theo vị trí cacbon có các liên 
kết , , ( : amyloza, , : amylopectin). 4−1α 6−1α 3−1α 4−1α 6−1α 3−1α
 - Tạo phức màu với dung dịch lugol (I2 / KI). 
 Màu phụ thuộc vào độ dài và cấu tạo của mạch. 
 • Mạch dài: xanh, xanh thẫm. 
 • Oligo (m): nâu. 
 • 1, 2 : không màu. 
 Phân cắt (thủy phân) tinh bột trong quá trình đường hoá. 
 Sự tạo màu với Iôt mang tính chất định tính. 
* Tính hút nước, trương nở, tạo tính chất chức năng gel. 
 - Tinh bột không tan trong nước, nhưng hút nước và trương nở. 
 Trang 3 
 Tính hút nước nhiều trương nở phụ thuộc vào lượng nước, thời gian, nhiệt 
độ. 
 Ngoài ra còn phụ thuộc vào độ pH, enzim amylaza. Khi hút nước và trương 
nở thi hạt tinh bột tăng thể tích, hạt tinh bột nằm trong tế bào dự trữ đến một lúc nào 
đó hạt tinh bột không hút thêm nước được nữa nhưng chưa bị vỡ ⇒ trương nở cực 
đại. 
 Khả năng hút nước của hạt tinh bột nói chung gấp 60 đến 100 lần so với thể 
tích hạt ban đầu. 
 Trong thực tế sự trương nở cực đại chỉ xẩy ra trong điều kiện lý tưởng 
điều kiện tĩnh. ⇔
 Vào thời điểm trương nở cực đại: tác động vào hạt tinh bột chư khuấy 
trộn, đun nóng giải phóng ra tinh bột ở dạng tự do. 
→
→
 Trong thực tế quá trình phá vỡ màng tế bào tiến hành song song với quá trìng 
trương nở (do là trong điều kiện động tinh bột chịu tác động của các yếu tố: thủy -
cơ - nhiệt) thì quá trình phá vỡ màng tế bào giải phóng tế bào tự do đạt max. Đây là 
cơ sở (lý thuyết) của quá trình nấu (điều này giả thích tại sao không nghiền nguyên 
liệu tốn nhiều năng lượng). 
 Mức độ phá vỡ màng tế bào phụ thuộc vào các yếu tố: 
 - Lượng nước. 
 - Thời gian om. 
 - Nhiệt độ và cơ chế nâng nhiệt. 
 - Tốc độ khuấy trộn. 
 - Các yếu tố bổ sung: độ pH, lượng axit, nồng độ enzin. 
 Độ nhớt và hiện tượng dịch hoá, hồ hoá. 
 Độ nhớt xẩy ra khi hạt tinh bột có dạng tự do, hút nước và hạt tinh bột có 
kích thước hạt keo. Có 2 hiện tượng: 
 - Hút nước và trương nở tự do: sự dịch hoá. 
 - Trương nở cực đại đến hạt tinh bột tự do: hồ hoá. 
 Trong thực tế sự dịch hoá ≡ ngậm nguyên liệu tính tạo gel. 
 Tính chất chức năng: là tính chất nào đó thoả mãn chức năng thành phần (tạo 
kết cấu, hồ hoá, gel). 
 Gel là một khối thực phẩm được tạo thành có quy luật gồm có nút và mạng. 
 Gel: protein. 
 tinh bột 
 Polysacarit aga aga 
 thạch, rau câu 
(gel: keo dán, bột nhào, giò, chả). 
 Trang 4 
 Tạo gel tinh bột trong điều kiện tĩnh dễ xẩy ra hiện tượng bay hơi nước từ từ 
với lớp keo trên bề mặt bị mất nước nhiều nhất toạ thành lớp tinh bột biến chứng 
chức năng (váng tinh bột). 
 Dùng cơ hoặc nhiệt phá vỡ, sau đó dùng enzim, axit thì có hoặc không tạo 
lớp tinh bột biến tính chức năng trở lại. 
 Lớp tinh bột biến tính chức năng trở lại: khi không làm biến đổi sâu sắc tính 
chất của tinh bột chức năng. 
 Hiện tượng tinh bột biến tính chức năng gọi là hiện tượng lão hoá. 
 Một khi tinh bột đã bị biến tính chức năng hầu như không tác dụng được 
hiệu quả đường hoá giảm. 
→
 Trong điều kiện động hiện tượng lão hoá tinh bột vẫn xẩy ra, khi đó tạo ra 
hạt tinh bột lão hoá gây ra hiện tượng co cuôn hạt tinh bột. 
 Trong thực tế hạn chế hiện tượng lão hoá bằng các biện pháp: 
 - Nấu ở điều kiện động: tại nhiệt độ cao, đủ nước. 
 - Tăng tốc độ dịch hoá bằng các biện pháp bổ sung enzim, axit H2SO4 lactic 
(nếu dùng axit để toạ pH thấp < 5 cần lưu ý hiện tượng tăng tạo đường, tạo 
caramen, melanoidin, tạo hiệu suất đường giảm hiệu suất tạo cồn). →
 + Lượng nước để nấu: 
 Mục đích của quá trìng nấu: giải phóng tinh bột ra ở dạng tự do để tạo điều 
kiện thuận lợi cho quá trình đường hoá. 
 Nấu: dùng hơi trực tiếp. 
 Nồng độ chất khô của khối nấu đạt: 18 ÷ 25%. 
 Cần phải tính toán lượng rượu như thế nào để đảm bảo: 
 - Hạt: 3,5 ÷ 4,5 l / kg. 
 - Củ tươi: 2,0 ÷ 2,5 l / kg. 
 + Phương thức nấu: 
 - Nâng nhiệt dần dần và om: nấu gián đoạn, nấu thủ công. 
 - Nhiệt độ và áp cao: nầu bán liên tục, liên tục. 
b. Các phương pháp nấu. 
 Phương pháp nấu gián đoạn thủ công: to = 120 ÷ 135oC. 
 Dùng men thuốc bắc. 
 Yêu cầu: chín tới, không nát, không sống, không khê. 
 Phương pháp nấu bán liên tục kiểu nấu đứng: thực chất là nấu gián đoạn chỉ 
cải tiến thiết bị nhằm để sử dụng hơi thứ và không khuấy trộn bằng cơ khí. 
 Lưu ý: trong gian đoạn nấu sơ bộ, do quá trình nấu chủ động thêm axit trong 
nguyên liệu luôn chứa enzim amylaza (củ tươi, hạt mới). 
 Toap amylaza = 55 ÷ 62oC. 
 Trang 5 
 Khi ngâm hoặc nấu sơ bộ hoặc duy trì nhiệt độ nấu sơ bộ < Toap amylaza 
(~ 45oC) hoặc nấu vượt quá Toap (70oC) 
 Lấy mẫu nấu cần được lưu ý: 
 - Mức độ phá vỡ cấu trúc của màng tinh bột giải phóng tinh bột ở dạng tự do 
 hiệu suất nấu, hiệu suất thu hồì không cao và lại, thời gian nấu dài vì thế sản 
xuất hiện đại dùng nấu liên tục. 
→
 Nấu liên tục: hơi thứ, hiệu quả nấu cao. 
 Đặc điểm chính: có bộ tiếp xúc nhiệt và khối nầu đi liên tục, nhằm tạo sự 
tiếp xúc giữa khối nấu và hơi nhiệt ở áp suất, nhiệt độ cao. Do đó khối nấu nhận 
được một động năng lớn để tiếp tục vân chuyển liên tục vào các thiết bị tiếp theo, 
loại bỏ quá trình phân huỷ tinh bột, lão hoá. 
 Tuỳ theo sơ đồ: Misuvin: 135 ÷ 155oC 
 Mirost: 160 ÷ 175oC. 
1.5. Sản xuất chế phẩm enzim đường hoá. 
 Hiệu suất thu hồi cần phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng enzim. 
a. Nguồn enzim emylaza 
 - Bản thân nguyên liệu tinh bột. 
 - Malt, malt thoc, malt tiểu mạch, malt lúa mì: phương pháp amylaza 
(phương pháp amylo) 
 - Nguồn enzin trong malt chủ yếu là, amylaza. β,α
 - Men thuốc bắc: là cộng sinh của các loại vi sinh vật. 
 + Nầu mốc rất phong phú, có tính đặc hiệu cao. 
• AspOrizac (nấm mốc vàng). Mốc tương →
• Aspniger (nấm mốc nâu). 
• Aspawamori (nấm móc đen). Phương pháp nuôi cấy bề mặt 
• Aspusami (nấm móc đen). 
 + Vi khuẩn: đặc hiệu, p ... 2 + 8H2O 
 Khi coï màût caïc axit maûnh hån mç chênh dãù tham gia phaín æïng trao âäøi: 
 C5H8NO4Na + HCl = C5H9NO4 + NaCl 
 Nãn khi sæí duûng haûn chãú cho mç chênh vaìo caïc saín pháøm chua. 
 Do trong cäng thæïc cáúu taûo cuía axit glutamic coï mäüt cacbon báút âäúi nãn noï 
coï hai daûng âäöng phán quang hoüc: D vaì L. Daûng L-natriglutamat muìi vë thåm ngon 
vaì coï giaï tri sinh hoüc nãn trong quaï trçnh saín xuáút ngæåìi ta cäú gàõng taûo ra daûng L, 
haûn chãú daûng D. 
 Axit glutamic laì mäüt axit amin thay thãú do âoï noï cuîng coï giaï trë dinh dæåîng 
nháút âënh. Axit glutamic coìn tham gia vaìo quaï trçnh biãún âäøi sinh hoïa cuía hãû tháön 
kinh trung æång vç váûy noï âæåüc duìng trong y hoüc âãø chäúng suy nhæåüc tháön kinh vaì 
giaím trê nhåï. 
 Âãø saín xuáút mç chênh ngæåìi ta coï thãø sæí duûng 2 phæång phaïp: hoïa giaíi vaì lãn 
men. 
 Trang 110 
II. SAÍN XUÁÚT MÇ CHÊNH BÀÒNG PHÆÅNG PHAÏP HOÏA GIAÍI 
6.1 Nguyãn liãûu: 
 Âãø saín xuáút mç chênh bàòng phæång phaïp hoïa giaíi ngæåìi ta coï thãø sæí duûng caïc 
loaûi nguyãn liãûu khaïc nhau vaì baío âaím caïc yãu cáöu sau: 
 - Giaìu protein vaì trong protein coï tè lãû axit glutamic cao. 
 - Protein dãù taïch khoíi caïc thaình pháön khaïc. 
 - Khäng âäüc haûi. 
- Nhiãöu vaì giaï thaình reí. 
 Thaình pháön cuía mäüt säú nguyãn liãûu âæåüc cho trong baíng sau: 
Tãn nguyãn liãûu 
Tè lãû protein 
(% nguyãn liãûu) 
Tè lãû axit glutamic 
(% protein) 
Bäüt mç 
Âáûu xanh 
Âáûu Haì Lan 
Ngä 
Laûc 
Khä laûc 
Khä âáûu tæång 
Caï 
Thët gaì 
Thët tráu boì 
12 ÷15 
23,2 
22,4 
10 
27,5 
50÷60 
35÷40 
16,519 
20,3÷22,4 
18÷21 
30÷36 
21 
18,5 
31,3 
18 
10,7÷24,1 
22 
12 
13÷14 
 13÷14 
 Qua baíng trãn ngæåìi ta tháúy duìng khä laûc vaì khä âáûu tæång âãø saín xuáút mç 
chênh laì håüp lê nháút. Nhæng hai loaûi nguyãn liãûu naìy khäng âuí cung cáúp liãn tuûc cho 
saín xuáút nãn phäø biãún nháút váùn laì nguyãn liãûu bäüt mç vaì gluten cuía ngä. 
 Trang 111 
6.2. Qui trçnh saín xuáút: 
Nguyãn liãûu 
Xæí lê 
 Axit thuíy phán 
Taïch axit glutamic 
Tinh chãú axit glutamic vaì taûo natriglutamat 
Kãút tinh natri glutamat 
Sáúy 
Phán loaûi 
Bao goïi 
 Saín pháøm 
6.3. Thuíy phán: 
Duìng axit vä cå maûnh (HCl, H2SO4) âãø thuíy phán. Nãúu duìng H2SO4 thç khi 
trung hoìa seî taûo Na2SO4 hoàûc CaSO4 khoï taïch, khoï taûo âiãøm âàóng âiãûn cho axit 
glutamic. Duìng HCl taïc duûng maûnh hån, âãø duy trç âiãøm âàóng âiãûn båíi sæû taûo thaình 
håüp cháút hidrocloric cuía axit glutamic. 
 Theo lê thuyãút thç âãø thuíy phán 14g nitå cáön 36,5g HCl. Nãúu biãút læåüng 
nguyãn liãûu vaì haìm læåüng protein thç seî tênh âæåüc haìm læåüng nitå vaì tæì âoï xaïc âënh 
âæåüc læåüng HCl 100% cáön duìng âãø thuíy phán (haìm læåüng nitå = haìm læåüng protein 
(6,25). Trong thæûc tãú, HCl coìn tham gia thuíy phán caïc thaình pháön khaïc nhæ tinh 
 Trang 112 
bäüt, xenlullose... nãn læåüng HCl thæûc tãú phaíi låïn hån (nhán thãm hãû säú 1,5÷1,8). 
Näöng âäü HCl thêch håüp nháút laì 16÷18%. 
 Nhiãût âäü thuíy phán 120÷160oC. Nãúu nhiãût âäü tháúp thç thåìi gian thuíy phán 
daìi, hiãûu suáút tháúp. Nhæng nãúu nhiãût âäü cao seî taûo nhiãöu saín pháøm phuû,û laìm giaím tè 
lãû axit amin vaì khoï tinh chãú vãö sau. 
 Thåìi gian thuíy phán tæì 16÷20h. Thiãút bë thuíy phán laì näöi 2 voí, chëu axit vaì 
coï caïnh khuáúy. 
6.4. Taïch axit glutamic: 
 Häùn håüp sau khi thuíy phán gäöm coï: HCl, axit glutamic, caïc axit amin khaïc, 
caïc saín pháøm thuíy phán cuía gluxit, cuía lipit, caïc caramen, melanoid,... âãø saín xuáút 
mç chênh cáön taïch riãng axit glutamic ra khoíi häùn håüp naìy. Âãø taïch axit glutamic coï 
nhiãöu phæång phaïp khaïc nhau nhæng phäø biãún nháút laì caïc phæång phaïp sau: 
6.4.1. Phæång phaïp taûo hidroclorua cuía axit glutamic: 
 Phæång phaïp naìy taïch axit glutamic dæåïi daûng ngáûm HCl. Cå såí chênh cuía 
phæång phaïp laì axit glutamic ngáûm HCl dãù hoìa tan trong næåïc nhæng khoï hoìa tan 
trong mäi træåìng HCl. Do âoï ngæåìi ta taïch axit glutamic theo så âäö sau: 
Dung dëch caïc 
axit amin khaïc
Axit glutamic
 ngáûm HCl
Phán liKãút tinhcä âàûc dëch thuíy phán 
Phæång phaïp naìy âåî täún hoïa cháút nhæng hiãûu suáút thu häöi tháúp vaì thåìi gian 
keïo daìi. 
6.4.2. Phæång phaïp taûo âiãøm âàóng âiãûn: 
 Cå såí cuía phæång phaïp naìy laì caïc axit amin khaïc nhau coï âiãøm âàóng âiãûn 
khaïc nhau. Trong âoï axit glutamic coï âiãøm âàóng âiãûn khaïc biãût pH = 2,9÷3,2 coìn 
caïc axit amin khaïc coï âiãøm âàóng âiãûn åí pH = 5,07÷5,96. Dæûa trãn cåí såí naìy ngæåìi 
ta taïch axit glutamic theo 2 så âäö sau: 
 Trang 113 
* Så âäö 1: 
Dëch thuíy phán 
Trung hoìa âãún pH = 5,06
Phán li
Pháön âàûc laì caïc 
axit amin khaïc 
nhau 
Pháön loaîng laì 
axit glutamic 
* Så âäö 2: 
Dëch thuíy phán 
Axit hoïa âãún pH = 1,2
Phán li Càûn baî
Dung dëch axit amin 
Trung hoìa âãún pH = 2,9÷3,2 
Phán li
Axit glutamic 
kãút tuía 
Dung dëch caïc
axit amin 
 Trang 114 
6.4.3. Phæång phaïp trao âäøi ion: 
 Nhæûa trao âäøi ion (hay coìn goüi laì rezin) laì håüp cháút cao phán tæí, khäng tan 
trong næåïc, axit, bazå vaì caïc dung mäi hæîu cå. Trong phán tæí cuía noï coï chæïa nhoïm 
hoaût âäüng hoïa hoüc coï khaí nàng phán li thaình ion. Coï 2 loaûi rezin: rezin trao âäøi ion 
dæång (goüi laì rezin dæång tênh) vaì rezin trao âäøi ion ám (rezin ám tênh). Bao gäöm 
rezin dæång tênh maûnh vaì rezin dæång tênh yãúu, rezin ám tênh maûnh vaì rezin ám tênh 
yãúu. Âãø taïch axit glutamic ngæåìi ta sæí duûng rezin dæång tênh maûnh, chëu âæåüc nhiãût 
âäü 100oC, mæïc âäü trao âäøi ion: Fe3+> Ca2+> Mg2+> K+> NH4+> Axit glutamic> H+ 
 Do váûy, coï thãø duìng NaOH nhaí háúp phuû axit glutamic trãn rezin. 
 * Taïch axit glutamic bao gäöm caïc cäng âoaûn: 
 - Phäúi liãûu âãø dëch trao âäøi âaím baío læåüng axit glutamic: 0,45÷0,5kg/m3, 
pH≤ 5, nhæng khäng dæåïi 3,2 âãø traïnh sæû tæû kãút tinh cuía axit glutamic do taûo âiãøm 
âàóng âiãûn. 
 - Tiãún haình trao âäøi: dëch lãn men âi tæì dæåïi lãn trong cäüt chæïa âáöy rezin: v = 
8÷10 m/h; Q = 150÷180l/phuït; t = 150÷180 phuït. 
 Duìng næåïc noïng 70oC cho chaíy qua cäüt trao âäøi âãø ræía vaì chäúng kãút tinh axit 
glutamic trãn bãö màût nhæûa. 
 - Nhaí háúp phuû: duìng NaOH 4÷5%; nhiãût âäü = 65oC; v = 6m/h; Q = 
100l/phuït; t = 30phuït. 
* Phæång trçnh nhaí háúp phuû: 
RSO3 NH - CH - CH2 - CH2 - COOH + Na+ RSO3 Na + C5H9NO4
 COOH 
6.5. Tinh chãú axit glutamic vaì taûo natriglutamat: 
 Axit glutamic sau khi taïch coìn láùn taûp cháút nhæ HCl, cháút maìu, taûp cháút sàõt,... 
Vç váûy, cáön phaíi qua tinh chãú. Quaï trçnh gäöm caïc kháu sau: 
6.5.1. Táøy ræía: 
 Sau khi thu âæåüc axit glutamic ngáûm HCl, duìng HCl 31% âãø ræía nhàòm hoìa 
tan hãút caïc axit amin khaïc ra khoíi axit glutamic ngáûm HCl. Khäng nãn ræía quaï 
nhiãöu âãø âåî täún hoïa cháút. 
 Trang 115 
6.5.2. Trung hoìa: 
 Âãø taïch HCl ra khoíi axit glutamic ngáûm HCl vaì taûo natriglutamat, ngæåìi ta 
duìng Na2CO3 hoàûc NaOH âãø trung hoìa. 
6.5.3. Khæí sàõt vaì canxi: 
 Saín xuáút mç chênh bàòng phæång phaïp hoïa giaíi duìng axit maûnh, näöng âäü cao 
nãn sàõt tæì thiãút bë hoaì tan vaìo, canxi trong næåïc sæí duûng âãø saín xuáút cuîng råi vaìo 
saín pháøm. Do âoï ngæåìi ta phaíi khæí sàõt, canxi bàòng häùn håüp Na2S vaì axit oxalic: 
 FeCl2 + Na2S FeS + 2 NaCl 
C2H2O4 + Ca2+ C2O4 Ca + 2H+
 FeS vaì C2O4 Ca kãút tuía âæåüc taïch ra khoíi dung dëch bàòng loüc hoàûc li tám. 
6.5.4. Táøy maìu: 
 Âãø baío âaím täúc âäü kãút tinh natriglutamat vaì cháút læåüng saín pháøm, træåïc khi 
kãút tinh cáön táøy maìu dung dëch bàòng than hoaût tênh åí nhiãût âäü thêch håüp (60oC), sau 
âoï loüc eïp taïch baî than. 
6.5.5. Kãút tinh natriglutamat vaì sáúy: 
 Cä âàûc dung dëch natriglutamat âãún âäü quaï baîo hoìa åí nhiãût âäü <80 oC 
(thæåìng cä âàûc chán khäng åí nhiãût âäü 65 oC). Sau âoï âi laìm laûnh tråü tinh âãø kãút tinh. 
Mç chênh æåït (non) âæåüc taïch ra bàòng li tám, næåïc caïi âem âi cä âàûc laûi âãø táûn thu 
mç chênh. 
 Sáúy mç chênh trong thiãút bë sáúy thuìng quay åí nhiãût âäü 70÷80 oC, âãún W = 
0,5÷1%. 
6.5.6. Bao goïi: 
 Mç chênh sau khi sáúy âæåüc laìm nguäüi, qua saìng phán loaûi ra mç chênh caïnh 
hoàûc mç chênh bäüt räöi bao goïi vaìo tuïi ni läng chäúng áøm 
III. SAÍN XUÁÚT MÇ CHÊNH BÀÒNG PHÆÅNG PHAÏP LÃN MEN: 
 Âiãöu khaïc nhau cå baín cuía phæång phaïp lãn men so våïi phæång phaïp hoïa 
giaíi laì duìng vi sinh váût coï khaí nàng sinh täøng håüp axit glutamic tæì cå cháút ban âáöu 
laì âæåìng. 
 Quaï trçnh saín xuáút mç chênh bàòng phæång phaïp lãn men theo så âäö sau: 
 Trang 116 
Nguyãn liãûu tinh bäüt 
6.1. Nguyãn liãûu, phäúi chãú vaì thuíy phán: 
Phäúi chãúH2O HCl
Thuíy phán 
Phäúi chãú dëch lãn men Nguyãn liãûu phuû
Men giäúng Thanh truìng dich lãn men
Ch nguáøn bë men giäú Lãn men
Trao âäøi ion
Taïch axit glutamic vaì taûo natriglutamat
Táøy maìu, khæí sàõt, Ca
Sáúy, phán loaûi vaì bao goïi saín pháøm
Cä dàûc, kãút tinh
 Trang 117 
 Coï thãø sæí duûng nguyãn liãûu laì tinh bäüt (sàõn, ngä, gaûo...) hoàûc rè âæåìng. Âäúi 
våïi tinh bäüt phaíi âæåüc thuíy phán bàòng axit. Âãø thuíy phán coï thãø phäúi chãú nguyãn 
liãûu theo tè lãû: tinh bäüt /næåïc/HCl100% = 100/350/0,77. Tiãún haình thuíy phán åí nhiãût 
âäü 148÷150 oC, aïp suáút = 2,5 kg/cm2, thåìi gian 30÷34 phuït. Sau khi thuíy phán xong 
laìm nguäüi dung dëch xuäúng 60÷70 oC vaì tiãún haình trung hoìa: âãø trung hoìa láön 1 
ngæåìi ta duìng Na2CO3 trung hoìa âãún pH = 4,8÷5, täúc âäü caïnh khuáúy 65 voìng/phuït. 
Tiãúp theo cho than hoaût tênh âãø táøy maìu så bäü räöi loüc taïch baî than vaì càûn. Tiãúp tuûc 
duìng Na2CO3 trung hoìa láön 2 âãún pH = 6,7÷7, täúc âäü caïnh khuáúy 60 voìng/phuït. 
Duìng Na2CO3 væìa reí tiãön væìa laìm cho dëch âæåìng khäng coï vë âàõng nhæ NaOH. 
6.2. Chuáøn bë mäi træåìng lãn men: 
 Ngoaìi dëch âæåìng thuíy phán, trong mäi træåìng lãn men phaíi bäø sung thãm 1 
säú cháút khaïc. Vê duû: mäi træåìng lãn men sau: 
 Dëch âæåìng hoïa 13% 
 Cao ngä 0,7% 
K2HPO4 0,15% 
MgSO4 0,075% 
 Urã cho ban âáöu 2%, bäø sung giæîa chæìng 1,2% 
 MnSO4 2% 
 Trong thæûc tãú saín xuáút ngæåìi ta duìng rè âæåìng mêa thay cho cao ngä vaì âáy 
cuîng laì nguäön cung cáúp caïc loaûi âæåìng cho vi khuáøn sinh täøng håüp axit glutamic. 
 Sau khi phäúi chãú, mäi træåìng âæåüc thanh truìng vaì laìm nguäüi. Yãu cáöu dëch 
âæåìng lãn men phaíi vä truìng tuyãût âäúi, baío âaím âäü khä 5÷6 Be. 
6.3. Lãn men dëch âæåìng: 
 *Chuíng náúm men: ngæåìi ta coï thãø sæí duûng caïc chuíng náúm men vi khuáøn sau 
âãø lãn men täøng håüp axit glutamic: Corynebacterium glutamicum vaì 
Brevibacterium flavum,... 
 Vi khuáøn sæí duûng træûc tiãúp âæåìng vaì NH3 cuía mäi træåìng lãn men âãø sinh 
täøng håüp L-axit glutamic coï thãø diãùn ra theo 2 con âæåìng: 
 Trang 118 
 - Con âæåìng amin hoïa-khæí: 
Axit pivuvic
Axit α-xetoglutavic
Con âæåìng amin hoïa-khæí Con âæåìng chuyãøn amin 
L-axit glutamic
Hexemonophotphat
Glucose
HOOC-CO-CH2-CH2-COOH + NADPH2 HOOC-CH-CH2- CH2-COOH + H2O 
 NH2 
 + NADP 
 - Con âæåìng chuyãøn amin: 
HOOC-CO-CH2-CH2-COOH + R-CH-OOH HOOC-CH-CH2- CH2-
COOH + NH2 
NH2 
 + 
RCO-COOH 
*Phæång trçnh täøng quaït cuía quaï trçnh lãn men: 
 C6H12O6 + NH3 + 3/2 O2 C5H9NO4 + CO2 + 3H2O 
* Nhæîng yãúu täú aính hæåíng âãún quaï trçnh lãn men: 
 + Âäü pH cuía mäi træåìng: 
 Caïc chuíng vi khuáøn sinh täøng håüp L-glutamic âãöu thêch håüp åí mäi træåìng 
trung tênh hay kiãöm yãúu åí pH = 6,7÷8. Trong quaï trçnh lãn men âäü pH giaím vç taûo 
ra axit glutamic vaì 1 säú axit hæîu cå khaïc. Do âoï phaíi âiãöu chènh âäü pH thæåìng 
 Trang 119 
xuyãn bàòng NH4+. Nguäön NH4+ sæí duûng phäø biãún laì: urã, næåïc NH3, khê NH3, 
NH4Cl,... 
 + Sæû cung cáúp O2: 
 Lãn men täøng håüp axit glutamic laì quaï trçnh hiãúu khê bàõt buäüt. Do âoï sæû 
cung cáúp oxi trong khi lãn men laì hãút sæïc quan troüng. Nãúu thiãúu O2 thç saín pháøm chuí 
yãúu laì axit lactic, nãúu thæìa oxi thç saín pháøm chuí yãúu laì axit α-xetoglutavic. Oxi 
âæåüc cung cáúp cho dëch lãn men bàòng caïch suûc khäng khê vä truìng kãút håüp våïi 
khuáúy träün liãn tuûc, váûn täúc caïnh khuáúy 150 voìng/phuït. 
 + Nhiãût âäü: 
 Nhiãût âäü thêch håüp nháút cho quaï trçnh lãn men laì 26÷37oC, trong thæûc tãú lãn 
men giai âoaûn âáöu åí 30÷32 oC vaì giai âoaûn cuäúi 36÷37 oC. 
 + Cháút kêch thêch sinh træåíng: 
 Quaï trçnh täøng håüp axit glutamic ráút cáön biotin. Biotin khäng chè laì cháút sinh 
træåíng maì coìn laì cháút xaïc âënh thaình pháön vaì säú læåüng caïc saín pháøm lãn men. Sinh 
khäúi cuía vi khuáøn tàng tè lãû våïi haìm læåüng biotin nhæng våïi axit glutamic thç khäng 
hoaìn toaìn nhæ váûy: læåüng axit glutamic âæåüc taûo thaình nhiãöu nháút khi trong mäi 
træåìng haìm læåüng biotin tháúp hån nhiãöu so våïi læåüng biotin cáön thiãút cho sæû phaït 
triãøn täúi âa cuía sinh khäúi. Biotin khäng laìm thay âäøi hoaût læûc cuía caïc enzim täøng 
håüp nãn axit glutamic maì aính hæåíng âãún tênh tháøm tháúu cuía maìng tãú baìo, laìm cho 
axit glutamic tæì bãn trong tãú baìo vi sinh váût khuyãúch taïn ra ngoaìi mäi træåìng lãn 
men. Näöng âäü biotin thêch håüp nháút cho sinh täøng håüp axit glutamic 2÷5g/l. 
 Nguäön cung cáúp biotin laì cao ngä, rè âæåìng mêa. Trong quaï trçnh lãn men nãúu 
duìng rè âæåìng mêa laìm nguäön cung cáúp âæåìng vaì biotin thç thæåìng xaíy ra hiãûn tæåüng 
thæìa biotin seî khäng coï låüi, sinh täøng håüp axit glutamic êt, nãúu suûc khê keïm seî taûo ra 
alanin vaì axit lactic. Vç váûy, ngæåìi ta phaíi bäø sung thãm penicilin âãø kçm haîm sæû 
phaït triãøn cuía vi khuáøn trong mäi træåìng giaìu biotin âäöng thåìi tàng træåíng quaï trçnh 
täøng håüp axit glutamic. 
* Caïc phæång phaïp lãn men: coï thãø lãn men giaïn âoaûn, baïn liãn tuûc vaì liãn tuûc. Åí 
næåïc ra caïc nhaì maïy saín xuáút bäüt ngoüt âãúu duìng phæång phaïp giaïn âoaûn. 
 Men giäúng phaíi âæåüc nuäi cáúy sàôn tæì äúng thaûch nghiãng vaì cho âãún khi âaût tè 
lãû giäúng theo yãu cáöu. 
 Trang 120 
 Mäi træåìng sau khi chuáøn bë vaì thanh truìng xong âæåüc laìm nguäüi âãún nhiãût 
âäü lãn men vaì cáúy men giäúng vaìo våïi tè lãû 1% âãø lãn men. Thåìi gian lãn men 
32÷38h, nhiãût âäü lãn men 32÷38 oC. Trong quaï trçnh lãn men phaíi cung cáúp khäng 
khê vä truìng liãn tuûc, bäø sung thãm urã âãø chènh pH cuía mäi træåìng lãn men vaì phaíi 
khuáúy träün. Do mäi træåìng lãn men taûo nãn axit glutamic cuìng våïi thaình pháön cuía 
mäi træåìng coï xu hæåïng laìm tàng sæïc càng bãö màût. Vç váûy, trong quaï trçnh lãn men 
taûo thaình nhiãöu boüt aính hæåíng âãún quaï trçnh sinh täøng håüp nãn phaíi sæí duûng cháút 
phaï boüt (dáöu laûc, dáöu âáûu tuång,...axit oleic). 
 Sau khi lãn men xong ta chuyãøn dung dëch sang thiãút bë trao âäøi ion âãø taïch 
axit glutamic. 
6.4. Taïch vaì tinh chãú axit glutamic: ngæåìi ta sæí duûng phæång phaïp trao âäøi ion. 
6.5. Kãút tinh: 
 Sau khi nhaí háúp phuû ta thu âæåüc dung dëch axit glutamic coï näöng âäü cao, 
ngæåìi ta duìng HCl âiãöu chènh pH = 3,1 âãø kãút tuía vaì kãút tinh axit glutamic. 
6.6. Tinh chãú axit glutamic vaì taûo natriglutamat: giäúng nhæ saín xuáút mç chênh 
bàòng phæång phaïp hoïa giaíi. 
 Trang 121