(优选)新型有机酸的发酵法制备技术
有机酸发酵工艺
有机酸发酵工艺一、介绍有机酸是一类具有重要应用价值的化学品，广泛用于食品、医药、化妆品等领域。
有机酸发酵是利用微生物在合适条件下将底物转化为有机酸的过程。
本文将就有机酸发酵工艺进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、有机酸发酵的微生物在有机酸发酵中，微生物起着关键的作用。
常见用于有机酸发酵的微生物有以下几类：1. 乳酸菌乳酸菌是广泛应用于乳制品工业中的微生物，在乳酸发酵中能将糖类转化为乳酸。
乳酸发酵工艺中常用的乳酸菌有乳酸杆菌、乳酸链球菌等。
2. 醋酸菌醋酸菌能将醇类、醛类和糖类等底物进行醋酸发酵。
其主要产物是醋酸，因此常用于醋的生产过程中。
3. 丙酸菌丙酸菌能将底物转化为丙酸，常用于丙酸的生产过程中。
丙酸菌有一定的耐受性和适应能力，能在不同环境条件下进行发酵。
三、有机酸发酵的工艺有机酸发酵的工艺包括底物选择、菌种选用、发酵条件等多个方面。
1. 底物选择底物选择是有机酸发酵中的关键步骤。
不同微生物对底物的需求和适应能力不同，因此在选择底物时需要考虑微生物的特性和产酸能力。
常用的底物有糖类、醇类、脂肪类等。
2. 菌种选用菌种的选用直接影响到有机酸发酵的效果。
在选用菌种时，需要考虑菌种的产酸能力、发酵稳定性、产酸速度等因素。
同时，菌种的保存和培养也是发酵过程中的重要环节。
3. 发酵条件发酵条件包括温度、pH值、氧气供应以及营养物质等。
合理调控发酵条件可以提高产酸效果和产酸速度。
不同的有机酸发酵过程对发酵条件的要求有所差异，需要根据具体情况进行调整。
4. 发酵过程监控发酵过程的监控是保证有机酸发酵稳定进行的重要环节。
通过监测有机酸产量、底物消耗、pH值变化等指标，可以及时调整发酵条件，保证发酵效果。
四、有机酸的应用有机酸在食品、医药、化妆品等领域有广泛的应用。
1. 食品工业有机酸常用于食品的酸化处理和防腐。
例如，乳酸广泛应用于酸奶、酸黄瓜等食品的制作中；柠檬酸常用于饮料和果汁中，起着增酸的作用。
2. 医药工业有机酸在医药领域有重要的应用价值。
有机酸发酵工艺学
有机酸发酵工艺学有机酸发酵工艺学是研究有机酸生产过程中的发酵工艺及其相关技术的学科。
本文旨在探讨有机酸发酵工艺学的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、有机酸发酵工艺学的基本原理有机酸发酵工艺学是以微生物发酵为基础，通过控制发酵条件和优化发酵过程来生产有机酸的一门学科。
有机酸是一类重要的化学品，广泛应用于食品、医药、农业等领域。
有机酸的生产过程中，微生物起着至关重要的作用，通过利用微生物对底物的代谢，将底物转化为目标有机酸。
有机酸发酵工艺学在食品工业、制药工业、农业等领域有着广泛的应用。
在食品工业中，有机酸可用作食品的防腐剂、酸味剂等；在制药工业中，有机酸可用作药物的原料或中间体；在农业领域，有机酸可用于土壤改良、养分释放等。
三、有机酸发酵工艺学的发展方向随着生物技术的不断发展，有机酸发酵工艺学也在不断进步。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 提高产酸菌株的筛选和改造技术：通过对产酸菌株的筛选和改造，提高其产酸能力和抗逆性，从而提高有机酸的产量和质量。
2. 优化发酵条件：通过调控发酵条件，包括温度、pH值、底物浓度等，以提高发酵效率和产酸速率。
3. 开发新的底物资源：利用农业废弃物、工业副产物等作为底物资源，降低有机酸生产成本，减少环境污染。
4. 发展联合发酵技术：通过不同菌株的联合发酵，提高有机酸的产量和种类，实现多种有机酸的同时生产。
5. 提高发酵过程的自动化和智能化程度：利用自动化和智能化技术，实现发酵过程的实时监测和控制，提高生产效率和品质稳定性。
四、结语有机酸发酵工艺学是一门重要的学科，对于有机酸的生产和应用具有重要意义。
通过不断研究和创新，可以提高有机酸的产量和质量，满足不同领域的需求。
希望本文能够为读者对有机酸发酵工艺学的了解提供一些帮助。
有机酸发酵及提取提纯技术与经验
有机酸发酵及提取提纯技术与经验下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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利用微生物生产有机酸的研究进展
利用微生物生产有机酸的研究进展在化工领域，有机酸是一类重要的有机化合物，广泛应用于食品、医药、化妆品等多个行业。
传统的有机酸生产方法通常依赖于化学合成，但这种方法存在成本高、环境污染等问题。
近年来，利用微生物生产有机酸的方法受到了广泛关注，因为它具有环境友好、资源可再生等优势。
本文将介绍利用微生物生产有机酸的研究进展。
一、利用发酵方法生产有机酸发酵方法是目前生产有机酸的主要途径之一。
通过将合适的微生物与底物（如葡萄糖、淀粉等）进行发酵，微生物可以将底物转化为有机酸。
常用的微生物包括大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌等。
其中，乳酸菌广泛应用于乳酸、苹果酸等有机酸的生产中。
通过改变发酵条件和发酵菌株的选用，可以调节有机酸的种类和产量。
二、利用代谢工程优化产酸微生物除了传统的发酵方法，利用代谢工程优化产酸微生物的研究也取得了一定的进展。
通过基因工程手段改造微生物的代谢网络，可使微生物在产酸过程中更高效地利用底物、产物切换更为灵活。
例如，研究人员通过引入异源代谢途径，成功构建了乳酸菌产丙酸和丁酸的菌株，从而扩大了有机酸的种类。
三、利用固定化技术提高酸生产效率固定化技术是利用载体材料对微生物进行固定化，以提高其酸生产效率的一种方法。
固定化可以增加微生物对底物的吸附速度和细胞密度，提高产酸绝对产量。
近年来，一些研究在微生物生产有机酸中采用固定化技术取得了良好的效果。
例如，将醋酸菌固定在多孔陶瓷颗粒上，提高了醋酸的产量和稳定性。
四、利用代谢调控策略优化产酸微生物代谢调控是指通过改变微生物发酵条件中的某些因素，如pH值、温度、底物浓度等，来调节微生物产酸性能的一种策略。
代谢调控可以提高底物转化率、增加产酸速率，并且有助于维持微生物代谢的平衡。
例如，通过控制发酵的pH值和温度，研究人员成功提高了丙酸菌的产丙酸效率。
总结起来，利用微生物生产有机酸的研究进展日益明显。
发酵方法、代谢工程、固定化技术以及代谢调控策略等手段的不断发展与应用，使得微生物生产有机酸的效率和经济性得到了显著提高。
有机酸发酵工艺
有机酸发酵工艺有机酸发酵工艺是一种利用微生物将有机物转化为有机酸的生物技术。
有机酸是一类重要的化学品，广泛应用于食品、医药、化工等领域。
有机酸发酵工艺具有高效、环保、可持续等优点，因此备受关注。
有机酸发酵工艺的基本原理是利用微生物代谢过程中产生的酶将有机物转化为有机酸。
常用的微生物有革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、放线菌等。
其中，革兰氏阳性菌是最常用的微生物，如乳酸菌、丙酸菌、醋酸菌等。
有机酸发酵工艺的步骤包括原料处理、发酵、分离纯化等。
原料处理是指将有机物进行预处理，如破碎、消毒等。
发酵是指将预处理后的有机物与微生物在一定条件下进行反应，产生有机酸。
分离纯化是指将发酵液中的有机酸与其他杂质分离，得到纯净的有机酸。
有机酸发酵工艺的条件包括温度、pH值、氧气含量等。
不同的微生物对这些条件的要求不同，因此需要根据具体情况进行调整。
一般来说，发酵温度在30-40℃之间，pH值在5-7之间，氧气含量较低。
有机酸发酵工艺的优点主要包括高效、环保、可持续等。
与传统化学合成方法相比，有机酸发酵工艺具有以下优点：1. 高效：微生物具有高度的代谢活性，能够在较短时间内将有机物转化为有机酸，生产效率高。
2. 环保：有机酸发酵工艺不需要使用有毒有害的化学试剂，对环境友好。
3. 可持续：有机酸发酵工艺可以利用废弃物、农副产品等廉价原料进行生产，具有可持续性。
有机酸发酵工艺在食品、医药、化工等领域有广泛应用。
在食品领域，乳酸、柠檬酸、醋酸等有机酸被广泛应用于食品保鲜、调味等方面。
在医药领域，某些有机酸具有抗菌、抗病毒等作用，被用于药物制剂。
在化工领域，有机酸被用于合成某些化学品，如丙烯酸、醋酸纤维等。
总之，有机酸发酵工艺是一种高效、环保、可持续的生物技术，具有广泛的应用前景。
随着生物技术的不断发展，有机酸发酵工艺将会得到更广泛的应用。
有机酸的制备与性质
有机酸的制备与性质有机酸是一类化合物，其中含有羧基（-COOH）。
它们在生活和工业中具有广泛的应用。
本文将介绍有机酸的制备方法和性质。
一、有机酸的制备方法有机酸的制备方法多种多样，下面将分别介绍几种常见的方法。
1. 羧酸的氧化方法羧酸是有机酸的一种重要类型，其制备可以通过氧化反应实现。
其中一种常用的方法是通过将醇氧化为醛，再将醛进一步氧化为羧酸。
例如，乙醇可以通过氧化反应制备乙醛，然后将乙醛进一步氧化为乙酸。
2. 脂肪酸的皂化方法脂肪酸是指在天然油脂和动物脂肪中所含的有机酸。
脂肪酸可以通过将油脂或动物脂肪与碱进行皂化反应得到。
皂化反应会将脂肪酸与碱中的羟基发生酯化反应，生成相应的乳酸盐。
3. 烃类的氧化方法烃类可以通过氧化反应制备有机酸。
其中一种典型的方法是将烃类进行强氧化，使其发生功能团转化生成有机酸。
例如，正丁烷可以通过催化氧化反应制备丁酸。
二、有机酸的性质1. 酸性有机酸一般呈现酸性，在溶液中会释放出氢离子。
有机酸的酸性强弱与羧基的位置、酸根中的电子效应和共振效应有关。
酸性越强，其共轭碱的稳定性越差。
例如，乙酸是一种中强酸，其共轭碱乙酰根离子易于形成，而苯甲酸是一种较弱酸，其共轭碱苯甲酰根离子稳定性更强。
2. 溶解性有机酸在水中的溶解性与酸根离子的极性有关。
一般来说，带有极性基团的有机酸易溶于水。
然而，随着碳链长度的增加，溶解性逐渐降低。
这是因为长碳链对极性基团的影响逐渐减弱。
3. 酯化反应有机酸可以与醇发生酯化反应，生成酯。
酯化反应在酸性条件下进行，常常需要催化剂的存在。
酯是一类重要的有机物，广泛应用于化学工业和生活中。
4. 氧化反应有机酸的氧化反应可以生成相应的醛或酮。
氧化反应通常需要强氧化剂的存在，常见的氧化剂包括酸性高锰酸钾和酸性过硫酸。
总结：本文介绍了有机酸的制备方法和性质。
有机酸的制备方法多种多样，常见的方法包括羧酸的氧化、脂肪酸的皂化和烃类的氧化。
有机酸一般呈现酸性，在溶液中会释放出氢离子。
有机酸发酵工艺
有机酸发酵工艺
有机酸发酵工艺是指以微生物为媒介，将含有可发酵的有机物质转化为有机酸的一种生产工艺。
有机酸发酵工艺可以分为单一微生物发酵和多菌种共同发酵两种方式。
单一微生物发酵指的是利用单一种类的微生物，如乳酸菌、醋酸菌等，通过发酵将有机物转化为有机酸。
这种方式的优点是操作简单，发酵过程容易控制，但也存在微生物的特异性限制，只能利用特定的微生物进行发酵。
多菌种共同发酵则是利用多种微生物的协同作用，共同完成有机物质的转化。
这种方式可以利用微生物的互补作用，提高发酵效率和产量，但同时也需要控制不同微生物之间的竞争关系，以避免不良反应的发生。
有机酸发酵工艺在食品、饲料、医药等领域都有广泛应用。
例如，乳酸菌发酵可制备酸奶、酸乳等乳制品；醋酸菌发酵可制备醋；柠檬酸菌发酵可制备柠檬酸等酸味剂。
此外，某些有机酸还具有一定的保健功能，如乳酸可以调节肠道菌群平衡、增强免疫力等。
有机酸发酵工艺的发展趋势是向高效、高产、低耗、绿色化方向发展，同时也要考虑微生物的资源可持续利用和环境保护等因素。
- 1 -。
《有机酸发酵生产》课件
基于化学方法的生产 方法
使用化学催化剂和合成反应， 实现高效有机酸的合成。
基于混合方法的生产 方法
将生物法和化学法相结合，既 充分利用微生物发酵产酸的能 力，又提高了产量和纯度。
发展趋势及前景
市场需求分析
随着生物技术和环保意识的提高，对有机酸的需求逐渐增加。
发展趋势预测
有机酸生产技术将更加成熟和高效，市场规模将继续扩大。
发展前景展望
有机酸生产具有巨大的经济和环保潜力，将在多个领域发挥重要作用。
结论
1 经济、环保的生产方 2 生物技术将提高生产 3 前景广阔的市场
法
效率和质量
有机酸生产市场前景广阔，
发酵生产有机酸是一种经
发展生物技术将进一步提
未来的发展潜力可期。
济、环保的生产方法，对
高有机酸生产的效率和质
可持续发展具有重要意义。
有机酸生产的三种方法
1 发酵法
利用微生物进行发酵反应生成有机酸。
3 混合法
结合发酵法和化学法进行有机酸的生产。
2 化学法
通过化学反应合成有机酸。
发酵生产原理
1 发酵生产的基本原理
通过微生物代谢产生有机酸，如乳酸、醋酸、丙酮酸、柠檬酸等。
2 发酵微生物的分类和特性
微生物的选择和调控对发酵生产有机酸的效率和产量有重要影响。
3 发酵过程的调控
温度、pH值、氧气供应等因素对发酵过程的控制十分关键。
发酵生产流程
1
原料准备
选择和处理适宜的原料，如各种碳源和
发酵罐装置
2氮源。选择合适的发酵 Nhomakorabea和系统，提供合适的
环境条件。
3
控制系统
使用自动化控制系统监测和调节发酵过
有机酸苹果酸的发酵生产工艺设计
有机酸苹果酸的发酵生产工艺设计引言有机酸是一类具有重要生理活性和广泛应用价值的化合物。
苹果酸是最常见的有机酸之一，广泛应用于食品、制药和化妆品等领域。
发酵是生产苹果酸的常用方法之一，通过合适的发酵生产工艺设计，可以实现高产量和优质的苹果酸制备。
本文将介绍有机酸苹果酸的发酵生产工艺设计，包括发酵菌种选择、培养基配方、发酵条件控制等方面的内容，旨在为苹果酸的工业生产提供参考和指导。
发酵菌种选择发酵菌种的选择是影响发酵生产工艺设计的重要因素之一。
针对苹果酸的生产，一般选择可以高效产酸的菌种，如Aspergillus niger、Rhizopus oryzae等。
Aspergillus niger是一种厌氧菌，能够分泌苹果酸的酶，具有较高的产酸能力和生长速度。
Rhizopus oryzae则是一种好氧菌，能够在适宜条件下产酸，同时具有良好的耐糖性和耐高温能力。
根据实际需要和资源情况，选择适合的菌种进行发酵试验和生产。
培养基配方合适的培养基配方是保证发酵过程中菌株正常生长和产酸的关键。
苹果酸的发酵一般采用含有苹果汁或苹果浆的培养基，通过添加适量的碳源、氮源和微量元素等来满足菌株的营养需要。
以下是一种常用的培养基配方示例：•碳源：适量的葡萄糖或果糖•氮源：适量的酵母粉或氨基酸•磷源：适量的磷酸二氢钾•微量元素：适量的镁盐、锰盐、锌盐等在制备培养基时，可以根据实际需要调整各组分的比例，以达到较好的发酵效果。
同时，还可以通过添加辅助酶解剂、酵母提取物等来增加培养基的营养价值和菌株生长的促进作用。
发酵条件控制发酵条件的控制对于苹果酸的高产量和高质量很重要。
合理的控制温度、pH 值、曝气量等参数可以提高发酵效果。
在发酵过程中，温度是一个重要的因素。
一般来说，选择适宜的温度范围可以促进菌株的生长和产酸能力。
在苹果酸的发酵中，常见的温度范围为25-35摄氏度，根据菌种特性和生产要求，可以进行进一步的温度调整。
pH值的控制也是影响发酵效果的关键因素之一。
一种发酵有机酸的精制方法[发明专利]
![一种发酵有机酸的精制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e7f9a58b1eb91a37f0115ca7.png)
专利名称：一种发酵有机酸的精制方法专利类型：发明专利
发明人：高大成,李晓姝,吴丹
申请号：CN201210442787.8
申请日：20121108
公开号：CN103804173A
公开日：
20140521
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种发酵有机酸的精制方法。
该方法包括：I、将终止发酵液加热灭活；II、酸化使有机酸结晶析出，获得有机酸结晶液；III、将有机酸结晶液或过滤得到的含水的有机酸滤饼与醚类有机溶剂混合使有机酸溶解，其中加入适量的碱性溶液，然后进行有机相和水相分离；IV、分离后的有机相经洗涤后，加入吸附剂，过滤脱除固形物；V、步骤IV得到的有机相冷却至有机酸结晶析出，经过滤，干燥得到精制的有机酸产品。
本发明方法使用醚类有机溶剂和碱性溶液精制有机酸，不但缩短了工艺流程，节省了设备、时间和能耗等投入，并且可以得到纯度高、总氮含量低的聚合级产品，更适宜于工业化生产。
申请人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
地址：100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍：CN
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新型有机酸的发酵法制备技术50页PPT
ห้องสมุดไป่ตู้
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
新型有机酸的发酵法制备技 术
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
新型有机酸的发酵法制备技术共50页文档
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
有机酸发酵工艺
有机酸发酵工艺有机酸发酵工艺是一种利用微生物进行发酵过程产生有机酸的技术。
有机酸是一类重要的化学品，广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。
有机酸发酵工艺的研究和应用，对于提高有机酸的产量和质量，促进产业发展具有重要意义。
有机酸发酵工艺的基本原理是利用微生物的代谢特性，将底物（如糖类、脂类等）通过发酵过程转化为有机酸。
发酵过程中，微生物通过分解底物并产生酶类，将底物转化为有机酸。
有机酸发酵工艺的关键在于选择适合的微生物菌株和优化发酵条件。
选择适合的微生物菌株至关重要。
常用的有机酸生产菌株包括乳酸菌、醋酸菌、柠檬酸菌等。
不同的菌株对于底物的选择和发酵条件的适应性不同，因此在选择菌株时需要考虑到产酸效果和耐受性。
优化发酵条件是提高有机酸产量和质量的关键。
发酵过程中，温度、pH值、氧气供应等因素都会对发酵效果产生影响。
合理调控这些因素，可以提高微生物的代谢活性，促进有机酸的合成和积累。
有机酸发酵工艺的应用十分广泛。
在食品工业中，乳酸、柠檬酸等有机酸被广泛用于调味品、酸奶、果汁等产品的生产中，不仅能够增加食品的口感和风味，还具有抑菌和保鲜的效果。
在医药工业中，有机酸被用作药物的原料和媒介，可以提高药物的稳定性和生物利用度。
在化妆品工业中，有机酸被用于调节化妆品的pH值，保持产品的稳定性和品质。
然而，有机酸发酵工艺也面临一些挑战。
首先，有机酸发酵工艺的发酵周期相对较长，需要耐心等待。
其次，发酵过程中会产生大量的废水和废气，对环境造成一定的压力。
此外，微生物的生长和代谢受到很多因素的影响，如污染物、抗生素等，这些因素都会对发酵工艺产生影响。
为了克服这些挑战，研究人员正在不断改进有机酸发酵工艺。
通过选择更具酸产能的菌株、优化发酵条件、改进废水处理技术等手段，可以提高有机酸的产量和质量，减少对环境的影响。
有机酸发酵工艺是一项重要的技术，对于有机酸的生产和应用具有重要意义。
通过选择适合的菌株和优化发酵条件，可以提高有机酸的产量和质量，促进产业发展。
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0
2.0
3 t /h 1.6
2
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1
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0.8
0.4
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3
0.2
1
F
0.1
0 0 10 20 30 40 50 60 t/h
不同供氧控制模式下发酵过程参数 不同供氧控制模式下发酵过程参数
Parameters r (IG) / (g/L)
ConstantkLa / h-1
450
300
200
118.6 119.4 124.8
r (RG) / (g/L)
11.9
13.2
6.4
Total fermentation time / h
85
68
60
Glucose consumption rate / (g/(Lh)) 1.14 1.56 1.97
w (Glucose conversion ) / %
（优选）新型有机酸的发酵法 制备技术
一、新型有机酸概况
新型有机酸概述
柠檬酸 乳酸
丙酮酸
衣康酸
葡萄糖酸 丙酸
琥珀酸
α-酮戊二酸
有机酸是指一些具有酸性的有机化合物。最常见的有机酸是羧酸，其酸性源于羧基 (-COOH)
新型有机酸概述
新型有机酸是指一系列在食品、医药和化工等领域具有 重要应用价值，但是长期以来由于结构复杂性和较高的 化学反应活性无法在工业规模进行低成本生产的有机酸。 其中丙酮酸、-酮戊二酸和丙酸等，由于化学合成工艺 复杂，成本长期维持在10万元/吨以上(普通有机酸价格 仅为0.4-1万元/吨)，导致下游产品成本居高不下，妨碍 了其大规模应用。
90.0
88.9
94.9
r (Pyruvate) / (g/L) Productivity / (g/(Lh))
77.3
69.0
57.2
0.91
1.01
0.95
Yp/s / (g/g) d (DCW) / (g/L) Average m of the first 16 h / h-1 Average m of the process / h-1
丙酮酸的生产方式比较
化学法
原料成本高 环境污染严重
酶转化法 原料成本高
来源有限
发酵法
最适pH值低
筛选得到的菌种：光滑球拟酵母
不易染菌 无噬菌体
高丙酮酸耐受性
代谢工程改造：
转化率较低，副产物多 酿酒酵母 生产周期较长
发酵过程不稳定
最适pH值高 大肠杆菌 易感染噬菌体
丙酮酸耐受性差
发酵法生产丙酮酸
Glucose
光滑球拟酵母丙酮酸代谢
选育维生素缺陷型酵母
50 40 30 20 10
0 80 60 40 20
0 0
2 烟酸
4
6
8
/ mg ×L -1
150
120
90
60
30
0
0.8
0.6
0.4
0.20Βιβλιοθήκη 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0 0.1 0.2 0.3 0 .4 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0 0.05 0.1 0.15
0.724 13.2 0.238 0.047
0.649 14.5 0.190 0.073
0.483 15.6 0.139 0.084
r (NH4Cl consumption) / (g/L) r (KH2PO4 consumtion) / (g/L) r (Ethanol) / (g/L)
5.66
5.88
不同kLa下溶氧、产率变化
16
12
8
A
4
0
140
120
t /h
100
80
B
60
40 20
0
丙酮酸产率
80
t /h
60
40
C
20
细胞产率
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 t/h
qp / h-1
qs / h-1
m / h-1
不同kLa下发酵动力学曲线
0.8
0.6
1
2
0.4
3
D
0.2
发酵法生产丙酮酸
代谢 网络 分析
DO=85%
PEP 94.6
OAA 6.1 Pyr 2.4 Et 8.7
AcCoA
DO=10%
PEP 74.6
OAA 5.5 Pyr 14.7 Et 7.9
AcCoA
辅因 子分
析
DO=85%
39.0
NADH ATP
DO=10%
NADH 20.7 ATP
总ATP下降31.4%, NADH下降18.6%
硫胺素
/ mg ×L -1
吡哆醇
/ mg ×L -1
生物素
/ mg ×L -1
核黄素
/ mg ×L -1
优化培养基中维生素供给
细胞生长/ OD 660
丙酮酸/ g L×-1
丙酮酸产率/ g g×-1
葡萄糖消耗/ g L×-1
发酵法生产丙酮酸
d (DCW) / (g/L)
r (Glucose) / (g/L)
6.06
1.35
1.23
1.12
1.34
1.55
1.67
r (Pyruvate) / (g/L)
高溶氧下，丙酮酸产率较高(0.724 g/g)，葡萄糖消耗速度(生产强度)较慢(1.14 g/(Lh)) 低溶氧下，细胞消耗葡萄糖速度加快(1.97 g/(Lh))，丙酮酸产率(0.483 g/g)却明显下降
生产强度 (糖耗速度)
高溶氧下转化率高 的原因:DO从85% 到10%，PEP到Pyr 的通量增加了20% ，丙酮酸代谢的通 量下降了63.3%
低溶氧下生产强度 提高原因：DO从 85%到10%，总 ATP、NADH下降 31.4%、18.6%， 糖耗速度上升59%
采用单一供氧模式(高或低)，不能同时达到高转化率和高生产强度
发酵法生产丙酮酸
必须进行分阶段溶氧控制！如何分阶段？
发酵过程碳平衡分析
kL a / h-1 Glucose1 Cell growth2 Pyruvate Ethanol Residual carbon
0～16h
16～32h
32～48h
after 48h
450 300 200 450 300 200 450 300 200 450 300 200
Pyruvate
菌株选育
Glucose
PC (Bio) X
PT (B6) Alanine
X Pyruvate
PDC X
(B1) Acetaldehyde
Ethanol
Pyruvate X PDH
AcCoA(B1, NA)
OAA OAA
Citrate
-KG
B1： 硫胺素 NA： 烟酸 Bio：生物素 B6： 吡哆醛
二. 新型有机酸发酵研究进展－丙酮酸
丙酮酸的应用领域
医药工业：
• 原料药 • 药物合成前体 • 药物佐剂
丙酮酸
食品工业：
• 功能饮料添加剂 • 减肥食品 • 酸味剂
诊断检测试剂：
• 伯醇/仲醇检定 • 转氨酶测定 • 脂肪族胺显示剂
农业：
• 阿托酸、谷物保护剂 等多种农药合成前体
日化工业：
• 防腐剂 • 抗氧化剂