我国味精生产， 从发酵液中提取谷氨酸大多
采用带菌体冷冻等电加离交法， 由于发酵液中存
在大量的菌体蛋白、悬浮物及其它杂质，给谷氨酸
提取操作、提取收率、谷氨酸质量带来显著影响，
且废水含高 COD、 高 BOD 等严重污染环境的物
质，又给废水治理带来重重困难。
近几年来，国内一些味精生产企业、研究所，对
谷氨酸发酵液除菌体及提取谷氨酸进行了大量研
究，除菌体工艺有高速离心机分离，絮凝剂分离、膜
分离等，都取得了明显成果。按除菌体不同工艺、除
菌体率分别达到 70%～96%， 以膜分离法除菌率最
高达 95%以上，得到的发酵液澄清，OD 低，谷氨酸
提取操作方便，由于除去了影响谷氨酸结晶的大量
杂质，因而谷氨酸结晶颗粒大，纯度高、质量好，易
于沉降分离，提取收率明显提高。 高纯度谷氨酸有
利于味精精制，味精中和脱色过滤可降低活性碳或
树脂用量，提高味精结晶质量，大大降低味精生产
成本。 除菌体后的发酵液及等电提取后的废液中
COD、BOD 大大减少，减轻了环境污染，降低了废
水治理负荷与难度。得到的菌体经干燥后可以综合
利用，作高蛋白质饲料或作核苷酸的生产原料。
谷氨酸发酵液除菌体及多种新工艺提取谷氨
酸的研究， 是对我国味精工业清洁生产的有益探
索。随着研究的不断深化，许多先进工艺技术将会
被应用，味精生产终将进入一个新水平。
1
高速离心分离除菌体
，
浓缩等电提取
沈阳味精厂从瑞典引进 4 台 ALFA-LAVA 公
司的 FESX512S-31C 型蝶片式高速喷咀离心机，
转速 4650rpm/分，功率 45kw，对玉米淀糖为碳源，
尿素作氨源、 玉米浆为生物素的 T-613 菌发酵液
进行了工业性除菌体， 进料量 20m
3
/h， 喷咀直径
1.0mm，菌体分离率达 70%以上，轻流占 75%，重流占 25%左右，除菌体后发酵液中谷氨酸略增，还
原糖下降，OD 值明显降低，工业规模运转证明，该
设备对分离谷氨酸发酵液性能可靠，比较适宜。
发酵液除菌体后采用浓缩等电点提取法。
工艺路线：
除菌体后的发酵液， 经减压蒸发到含谷氨酸
12%～15%，后与重液经水解浓缩制成的二次蒸发
液进行等电中和（60℃、40rpm 搅拌），然后冷却、
沉淀、离心分离，提取达 83.14%～85.03%，比带菌
体浓缩等电点提取收率 77.24%显著增加。 且谷氨
酸含量高达 96%（干），用于制造味精时脱色液过
滤快，透光率高，味精质量好。
2
凝聚剂除菌体一次等电或浓缩等电提取
使用安全性高的壳聚糖作絮凝剂， 其阳离子
性能与发酵液中菌体（带负电荷）与蛋白凝聚使其沉淀而进行分离。
壳聚糖对金属离子、蛋白质、氨基酸、核酸均有
很强的吸附能力，特别对胶体微粒有甚大的絮凝作
用，其官能基团主要是氨基。在最佳 pH、搅拌速度、
用量、温度条件下，菌体去除率可达 90%左右。
壳聚糖不易溶于水，而溶解于酸性溶液中。 配
成一定浓度后，于发酵液中慢慢加入，搅拌速度也
以慢为好。过快易将凝絮物打碎，难过滤。菌体凝聚
沉降后，抽取上清液，沉降物可加硅藻土或珍珠岩
作助滤剂，尤以硅藻土作助滤剂好，不吸附谷氨酸。
中试规模过滤可用板框压滤， 小试规模实验室中，
采用高速离心机分离。应用国产高速离心机分离除
菌体凝絮物（包括菌体）至今未见报导，这也是用凝
絮法除菌体不能很快推广的一个较大问题。凝聚法
去除菌体后的谷氨酸发酵液的提取方法有：
2.1 一次等电点法
谷氨酸发酵液经絮凝处理后， 采用一次等电
点法，（即用酸逐步调到 pH3.2 法） 提取收率可达
76.18%，比对照收率 71.3%提高 6.2%，谷氨酸结
晶的透光率 52.25%，比对照 11.25%提高了 4 倍；
谷氨酸提取后的母液， 可减少谷氨酸 0.06%～
0.11%。 这是提高谷氨酸收率的一个重要原因，即
去除了干扰谷氨酸结晶因素。
2.2 浓缩等电点法
将除菌体经过滤的发酵液，真空浓缩一倍，用
加热快速调 pH 的方法， 一次性直接调到 pH3.2。
搅拌到常温，再搅拌 2h～3h 时，沉淀 3h，离心分离
谷氨酸， 谷氨酸一次收率平均可达 85%左右，纯
度可达 95%左右， 且调节 pH 的酸用量比普通谷
氨酸等电点法用量要少。
2.3 先等电提取后浓缩再提取法
谷氨酸发酵液除菌体后，先用一次等电点法（常
温或冷冻）提取出谷氨酸的 60%～75%，残母液中含
1.2%～1.5%左右的残谷氨酸，再加以浓缩（通过多效
蒸发器）3 倍，再提出剩余谷氨酸，总收率可达 85%
以上。 母液浓缩成浆状可作肥料，再根据当地的土质
情况，适当添加磷、钾等肥效成分。 这条工艺路线是
既提高了谷氨酸的提取收率，又产生综合效益。
从发酵液分离出的菌体经干燥作高蛋白饲料。
3
膜分离法除菌体提取谷氨酸
膜分离技术是国际公认最有发展前途的高效
分离技术， 利用膜对混合物中各组分的选择通透性分离、提纯和浓缩目的产物。膜分离过程在常温
下进行，无相变化，能耗低、设备简单，操作控制方
便，利用膜分离技术与提取谷氨酸工艺技术（包括
新工艺提取）结合，提高谷氨酸产量、质量、味精质
量，降低生产成本与节能减排等综合效益更显著，
更符合清洁工艺生产。
3.1 超滤除菌体提取谷氨酸
谷氨酸发酵液中的谷氨酸菌体大小约在
0.3～3μm，带有很强的亲水性。 具有 μn 级孔径的
超滤膜在分离谷氨酸菌体有独特优势。
3.1.1 Ulttra-f10 超滤膜系统除菌体等电提取谷氨酸
福州富成味精食品公司中型试验用 ultr-
craf10 超滤膜分离菌体后进行等电提取， 其工艺
流程图如下所示。
试验用发酵液进料量 630kg， 操作 ultra-f10
系统进口压力 5.5Bar 膜通量 3.35kg/s 膜过滤后渣
的加水量 250kg，得到滤渣 40kg
试验结果， 超滤去除了菌体及大部分可溶性
蛋白等大分子物质，去除率达 98%，发酵液质量
大大提高，OD 从 0.88 降到 0.015， 谷氨酸提取收
率达 91%以上（不包括滤渣回收的谷氨酸）。 谷氨
酸纯度及味精质量大幅提高，味精精制收率提高，
精制成本下降。
试验还表明该膜除菌体整个过程膜通量很
高，耗时短、运行平稳，分离效果好，收率高，操作
较易，设备安全可靠，工艺效率高，值得推广应用。
3.1.2 陶瓷膜分离菌体提取谷氨酸
陶瓷膜是无机材料， 有 pH 对膜通量影响较
小，发酵液或等电母液除菌时一般不用调节，适当
提高温度可提高膜通量等优点。
王焕章等利用无机 0.2μm 的 ZrO
2
陶瓷膜除
去发酵液中的菌体，除菌率达 100%。
徐昌洪等试验将陶瓷超滤膜除发酵液菌体
后，用浓硫酸水解残留液，过滤水解液，与超滤后
的发酵液进行谷氨酸提取， 还采用味精结晶母液
纯化谷氨酸结晶。 该工艺采用蒸发与冷却耦合连
续结晶技术，摒弃离子交换工艺，为谷氨酸清洁生
产探索出新途径。
广州奥桑味精食品有限公司采用陶瓷膜超滤
与浓缩连续等电技术相结合，成功应用于大生产，
该工艺有产品收率较高、生产周期缩短，副产品质
量高等优点，取得了明显经济与社会效益，又符合
国家提倡的清洁生产。
3.1.3 中空纤维微孔滤膜 （PVDF）分离菌体提取
谷氨酸
武汉味全食品有限公司研究， 采用聚偏氧乙
烯中空纤维孔滤膜（PVDF）分离发酵液菌体，提取
谷氨酸工艺。
工艺流程为：
试验发酵液量 900L。
根据谷氨酸发酵液的料液组成， 设计了内压
中空纤维膜装置 TWF 双向流工艺流程。将发酵液
以 20min 为周期进行倒向， 即发酵液流向按通常
的下进上出方式运行 20min 后，通过阀门切换，将
发酵液流向反转为上进下出方式， 运行 20min 后
再次换回， 依此循环进行、 膜装置进口压力为
0.1MPa、出口压力为 0.0MPa。
该工艺特点是同一支中空纤维膜组件在过滤
工作过程中，同时处于工作与清洗状态，从而保持
膜的高分离功效。 该工艺尤其适用于发酵液等较
粘稠液体的过滤与精制， 改变了以往中空纤维膜
不能用于浓粘液体的过滤分离的情况， 拓展了中
空纤维膜的应用领域。与板式膜和管式膜相比，中
空纤维膜装置具有设备占地少、造价低、浓缩液回
收率高等优点，尤其适用于大型发酵液的处理。
试验结果，发酵液除菌体率达 100%，分离效
果高，除菌体后的发酵液杂质少，粘度低，采用高
效浓缩 3～4 倍后再进行连续低温等电提取谷氨
酸，等电提取收率 93%～94%；等电母液中谷氨酸
含量低，不需再进行离子交换；提取工艺酸碱用量
（比等电离交工艺）节省 1/3；生产周期缩短；生产
设备减少；工艺简化，谷氨酸收率，质量提高，利于
味精精制，整体降低味精生产成本，也因废水排放
量大大减少，降低治污成本。
采用内压式聚偏氟乙烯中空纤维膜去除发酵
液菌体，真空浓缩连续低温等电法提取谷氨酸工艺
有明显效果，随着研究深入，可望应用于大生产中。
3.2 纳滤膜除菌体浓缩等电提取谷氨酸
纳滤（NF）是在反渗透基础上发展起来的重
要高效节能新型技术，通过膜分离在压差推动下，
除去谷氨酸发酵液中菌体及大粒子物质， 有提高
产品收率、质量，节能耗、降污染等效果，提高经济
效益，达到清洁生产。
德州华茂生物科技有限公司进行实验室试验
纳滤膜除发酵液菌体、浓缩等电提取谷氨酸工艺，
流程如下图示：
膜分离菌体工艺流程：
试验采用 Ф4 类寸卷式膜组件形式，8 个膜组
件 4 排并联、两个膜组件串联，高压泵流量 12.0m
3
/
h，P=2.0MPa，每批处理 10m
3
谷氨酸。膜技术采用错
流过滤，水流动平行于过滤表面，在过滤表面形成
较大剪切力， 可使阻塞膜物质始终处于悬浮状态，
减少微粒、溶质在膜面沉积，即减少膜污染，提高膜
使用寿命，比微滤膜工艺技术先进，膜处理周期与
更换周期均能延长 25%， 谷氨酸提取收率高达
94%， 质量提高， 发酵液中的 COD 含量降低到
1000mg/L 以下， 废水处理负荷及治理成本大大降
低，这是又一种清洁工艺的探索。
主要参考资料
1.发酵液除菌体提取谷氨酸.周秀琴，中国调味品 1992-3,8~11
2.谷氨酸发酵液超滤膜分离.姜红仙 ，发酵科技通讯 ，32 卷-
4，3~5
3.超滤膜技术在谷氨酸生产中研究进展.林永贤等.发酵科技
通讯,37 卷-4，38~39
4.味精闭环生产新工艺.徐昌兴.精细与专用化学品,2007-15,B-14
5.陶瓷膜在谷氨酸发酵除菌体过程中的应用 发酵科技通讯,
31 卷-1，14~17
6.中空纤维微孔滤膜（PVDF）在味精生产中应用王大春等.发
酵科技通讯，33 卷-1，40~41
7.纳滤膜技术研究与应用探讨.李环江等.发酵科技通讯 36 卷-
4，7~8
谷氨酸发酵液除菌体提取谷氨酸研究进展.pdf
