活性炭在食品行业的应用主要为制糖工业脱色、饮料工业脱色及味精工业脱色提纯等。味精即白色左旋谷氨酸钠晶体,是常用的调味品。现在,左旋谷氨酸钠主要由发酵法制造。糖化淀粉或甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、酷酸等发酵后,将发酵液(醒液)浓缩并加酸,让左旋谷氨酸在共等电点(PH=3.2)析晶分离,然后用氢氧化钠中和制成钠盐溶液,用味精专用活性炭对该溶液进行脱色处理,最后送至产品结晶工序制得纯左旋谷氨酸钠晶体。
制造过程中,从发酵液分离出来的左旋谷氨酸干品纯度为95%一98%,呈粗结晶形式,含有附随在母液中和吸附在晶体内的色素及氨基酸蛋白质等含氮化合物和无机盐类等各种杂质。色素有来自发酵原料的,如淀粉糖、甘蔗糖蜜中的类黑精及焦糖色素;有在发酵过程中由菌类产生的色素。有在发酵液处理过程中,加盐酸加热,与不溶性腐黑质一起生成的褐色色素等。谷氨酸的溶解性变化和色素非常相似,因此谷氨酸析晶时相当多的一部分色素进人谷氨酸的粗晶之中。
粗左旋谷氨酸钠的脱色,需要使用食品级脱色专用活性炭,可用粉状活性炭也可用粒状活性炭。脱色过程中,特别是在使用粉状活性炭时,由发酵原料或发酵过程形成的蛋白质或胶体妨碍脱色及活性炭的过滤操作。胶体首先被活性炭吸附,阻碍了色素的吸附。活性炭粉吸附胶体引起的本身解胶,造成了活性炭过滤的困难。为改善过滤操作,可使用颗粒大的活性炭、增加活性炭用量、添加助滤剂(硅藻土等),或先用粒状活性炭填充床除去胶体再用粉状活性炭进一步脱色,也可添加可溶性蛋白质以造成变性凝固改善其过滤操作。
左旋谷氨酸钠溶液的粉状活性炭脱色,有的仅用小规模的一段间歇接触法,在大规模生产中为提高经济效益可采用二段甚至三段的逆流接触法。脱色温度通常是室温至50℃,因加热也生成色素,且生成的色素(二次性色素)难以被活性炭吸附,温度升高将加剧活性炭的氧化作用对谷氨酸的分解,吸附速度却随温度的升高而加快,故有必要规定脱色温度和接触时间。杂质中的苯基丙氨酸和酪氨酸等芳香族氨基酸易被吸附,但其它的氨基酸及有机酸类和钙、镁等金属无机盐等杂质难以被吸附除去。
左旋谷氨酸钠溶液的脱色也可用粒状活性炭填充塔进行。吸附塔可用固定层式或移动层式。粒状活性炭脱色,设备费高,但粒状活性炭可再生,变动价格小,有利于大规模生产。
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