乳酸发酵工艺途径
乳酸的生产方法
乳酸的生产方法发酵法发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下，调节pH值5左右，保持大约50或60dm;C发酵三到五天得粗乳酸。
发酵法的原料一般是玉米、大米、甘薯等淀粉质原料（也有以苜蓿、纤维素等作原料，有研究提出厨房垃圾及鱼体废料循环利用生产乳酸的）。
乳酸发酵阶段能够产酸的乳酸菌很多，但产酸质量较高的却不多，主要是根霉菌和乳酸杆菌等菌系。
不同菌系其发酵途径不同，可分同型发酵和异型发酵，实际由于存在微生物其它生理活动，可能不是单纯某一种发酵途径。
发酵法分同型发酵和异型发酵。
合成法合成方法制备乳酸有乳腈法、丙烯腈法、丙酸法、丙烯法等，用于工业生产的仅乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法)和丙烯腈法。
（1）乳腈法乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈（或直接用乳腈作原料），用泵将乳腈打入水解釜，注入硫酸和水，使乳腈水解得到粗乳酸。
然后再将粗乳酸送人酯化釜，加入乙醇酯化，经精馏、浓缩、分解得精乳酸。
美国斯特林化学公司及日本的武藏野化学公司均采用此法合成乳酸。
（2）丙烯腈法丙烯腈法是将丙烯腈和硫酸送入反应器中水解，再把水解物送人酯化反应器中与甲醇反应；然后把硫酸氢铵分出后，粗酯送入蒸馏塔，塔底获精酯；再将精酯送入第二蒸馏塔，加热分解，塔底得稀乳酸，经真空浓缩得产品。
（3）丙酸法丙酸法以丙酸为原料，经过氯化、水解得粗乳酸；再经酯化、精馏、水解得产品。
该法原料价格较贵，仅日本大赛路公司等少数厂家采用。
反应如下：CH3CH2COOH Cl2-→CH3CHClCOOH NaOH—→CH3CH(OH)COOH NaCl 酶化法（1）氯丙酸酶法转化东京大学的本崎[6]等研究利用纯化了的L-2-卤代酸脱卤酶和DL-2-卤代酸脱卤酶分别作用于底物L-2-氯丙酸和DL-2-氯丙酸，脱卤制得L-乳酸或D-乳酸。
L-2-卤代酸脱卤酶催化L-2-氯丙酸，而DL-2-卤代酸脱卤酶既可催化L-2-氯丙酸，又可催化L-2-氯丙酸生成相应的旋光体，催化同时发生构型转化。
乳酸菌发酵原理
乳酸菌发酵原理
乳酸菌发酵是一种常见的发酵过程，其原理基于乳酸菌的代谢作用。
乳酸菌是一类革兰氏阳性菌，多种多样，常见的有乳酸杆菌、嗜酸乳杆菌等。
乳酸菌发酵的原理可以分为以下几个步骤：
1. 无氧条件下，乳酸菌将葡萄糖等碳水化合物通过糖酵解途径分解成乳酸和少量的乙醇、二氧化碳等产物。
这个过程不需要氧气，因此也被称为无氧酵解。
2. 乳酸是乳酸菌发酵的主要产物，它使得发酵物呈现出酸味。
这种酸味有助于调节发酵过程的PH值，阻止其他有害细菌的生长。
3. 发酵过程中的温度也是一个重要因素。
乳酸菌最适宜的生长温度一般在30-40摄氏度之间，适宜的温度可以促进乳酸菌的生长和代谢活动。
乳酸菌发酵具有一些明显的优点，如：
1. 产生的乳酸可以降低发酵物的PH值，起到保护和防腐的作用；
2. 乳酸菌发酵产生的有机酸可以改善食品口感和延长保质期；
3. 乳酸菌还可以合成一些对人体有益的物质，如维生素和乳酸等。
因此，乳酸菌发酵被广泛应用于食品工业，如酸奶、奶酪等乳制品的生产过程中。
乳酸发酵的原理
乳酸发酵的原理
乳酸发酵是一种常见的发酵过程，它在食品加工和酿造过程中起着重要作用。
乳酸发酵是指在缺氧条件下，通过乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸的过程。
这种发酵过程不仅可以延长食品的保存期限，还可以改善食品的口感和营养价值。
本文将介绍乳酸发酵的原理及其在食品加工中的应用。
乳酸发酵的原理主要是指乳酸菌在无氧条件下利用葡萄糖进行代谢，产生乳酸和能量。
乳酸菌是一类革兰氏阳性菌，它们通常生长在低氧或无氧环境中。
在这种环境下，乳酸菌利用葡萄糖进行糖酵解，产生乳酸和少量的乙醇。
乳酸的生成使得环境变得酸性，从而抑制了其他微生物的生长，起到了防腐的作用。
乳酸发酵的过程可以分为三个主要阶段，葡萄糖的分解、乳酸的生成和能量的产生。
首先，葡萄糖分解成丙酮磷酸和磷酸二酯，然后丙酮磷酸再分解成乳酸。
在这个过程中，乳酸菌通过磷酸化途径产生了大量的ATP，为细胞提供了能量。
乳酸的生成使得环境变得酸性，从而抑制了其他微生物的生长，起到了防腐的作用。
乳酸发酵在食品加工中有着广泛的应用。
例如，在乳制品加工中，乳酸发酵可以将乳糖转化为乳酸，降低乳制品的PH值，改善口感和延长保存期限。
此外，乳酸发酵还可以用于腌制食品，如酸菜、酸黄瓜等，通过产生乳酸来降低食品的PH 值，抑制有害菌的生长，起到防腐的作用。
此外，乳酸发酵还可以用于面包、蛋糕等面点制品的发酵过程，改善面点的口感和香味。
总之，乳酸发酵是一种重要的发酵过程，它通过乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸，不仅可以改善食品的口感和营养价值，还可以延长食品的保存期限。
乳酸发酵在食品加工中有着广泛的应用，为人们提供了更加美味和安全的食品。
乳酸发酵和乳酸菌饮料的制备
双歧杆菌属
是另一类能产生乳酸的革 兰氏阳性菌，主要包括长 双歧杆菌、短双歧杆菌等 。
链球菌属
是一类兼性厌氧的革兰氏 阳性菌，主要包括乳链球 菌、粪链球菌等。
常见乳酸菌的特性
德氏乳杆菌
能在缺氧环境中生长，对酸和某些抗生素有较强 的抵抗力，常用于酸奶和乳酪的制作。
嗜酸乳杆菌
能在pH值为3.5-4.5的酸性环境中生长，能产生大 量的乳酸，有助于调节胃肠道微生物菌群平衡。
。
微好氧条件
03
部分乳杆菌可在微好氧环境中生长，将糖类物质部分转化为乳
酸和乙醇。
乳酸发酵的原理
糖类物质
乳酸发酵的主要原料是糖类物质，如葡萄糖、果糖等。
微生物代谢
在乳酸菌的作用下，糖类物质经过糖酵解途径和三羧酸循环等代 谢过程转化为乳酸。
无氧呼吸
乳酸菌通过无氧呼吸产生能量，同时产生乳酸等代谢产物。
乳酸发酵的应用
01
02
03
食品工业
乳酸发酵广泛应用于食品 工业中，如酸奶、乳酪、 泡菜等的制作。
饲料加工
乳酸发酵可用于饲料加工 中，提高饲料的营养价值 和消化率。
医药领域
乳酸发酵产物乳酸在医药 领域有广泛应用，如用于 制造药物、医疗器械等。
02 乳酸菌的种类与特性
乳酸菌的分类
乳杆菌属
是一类能产生乳酸的革兰 氏阳性菌，主要包括德氏 乳杆菌、嗜酸乳杆菌等。
未来，随着消费者对健康饮食的追求和对乳酸菌认知的提高，乳酸菌饮料市场有望继续 扩大。同时，随着技术的进步，乳酸菌饮料的口感、营养价值和安全性等方面也将得到
进一步提升。
挑战
然而，乳酸菌饮料市场也面临着一些挑战，如市场竞争激烈、消费者口味多变、食品安 全问题等。为了在市场中保持竞争力，企业需要不断创新、提高产品质量和加强品牌建
c3途径的总反应式
C3途径是人体细胞内的一条重要代谢途径，它主要参与细胞内能量代谢和葡萄糖代谢。
下面将详细介绍C3途径的总反应式。
C3途径又称为“糖解途径”或“乳酸发酵途径”，是一种无氧代谢途径，即在无氧条件下产生能量的方式。
C3途径主要发生在细胞质中，包括10个步骤，可以分为两个阶段：糖化阶段和乳酸生成阶段。
1. 糖化阶段糖化阶段的反应式如下：葡萄糖+ 2 ATP + 2 NAD+ →2 甘油醛-3-磷酸+ 2 ADP + 2 NADH + 2 H+这个反应式描述了葡萄糖被磷酸化成葡萄糖-6-磷酸，然后被裂解成两个甘油醛-3-磷酸。
整个反应需要消耗2个ATP，同时产生2个NADH和2个H+。
2. 乳酸生成阶段乳酸生成阶段的反应式如下：2 甘油醛-3-磷酸 + 2 NADH + 2 H+ → 2 乳酸 + 2 NAD+这个反应式描述了两个甘油醛-3-磷酸被还原成两个乳酸，同时消耗2个NADH和2个H+，产生2个NAD+。
C3途径的总反应式可以简化为：葡萄糖 + 2 ADP + 2 Pi → 2 乳酸 + 2 ATP这个反应式描述了葡萄糖在无氧条件下被转化成乳酸，同时释放出能量，包括2个ATP。
这个反应式是C3途径中所有反应的综合体现。
需要注意的是，C3途径只能产生少量的ATP，相对于氧化磷酸化途径来说，它的能量产生效率非常低。
此外，乳酸在人体内堆积过多会造成乳酸酸中毒，因此C3途径只能作为人体在无氧情况下的临时能源供应途径。
以上就是C3途径的总反应式，它描述了C3途径主要的代谢过程和能量转换路径。
了解C3途径的反应式有助于我们深入理解人体细胞内的能量代谢和葡萄糖代谢过程，为健康保健和疾病治疗提供科学依据。
第三篇第二章乳酸
• 有淀粉糖化能力
• 发酵生产L-乳酸最适宜温度30 ℃
26
二、乳酸菌的分离
• 动、植物的汁液之自然发酵，首先为乳酸发酵， 即自然发酵的先峰菌
• 乳酸菌是兼性厌氧菌，杆状或球状，革兰氏呈 阳性，发酵葡萄糖生成50%以上乳酸的一类群细 菌
27
L-乳酸微生物发酵优劣比较
• 目前应用发酵法生产L-乳酸常用的微生物,一类为乳酸菌, 另一类
5
第一节 乳酸的性质
• 乳酸分子中有一个不对称C原子，有旋光性
COOH
OH
H
CH3
L（+）乳酸
COOH
H
OH
CH3
D（-）乳酸
• 乳酸分子内有-OH、-COOH，故有自动酯化能力 • 密度 1.1848 kg/L ( 80% W/W ) • 与水完全互溶，较难结晶析出,商品乳酸通常为60%溶液 。。
• B点为最大点，过了B点，可发酵糖
产率呈下降趋势 • 这是因副反应增加所引起 • 故要在最大值B点之 前，即A点放料，到C点完成。
发 100
• 营养盐添加量 亚适量水平
32
1、麸皮
• 是面粉工业的副产品，乳酸菌生长需要的许多 生长因子麸皮中均有
• 如 镁、磷、铁、钙、生物素、维生素
2、玉米浆 玉米用亚硫酸盐溶液浸出和浓缩而成
33
2、麦根
• 是啤酒工业制麦工段的副产物，含氮量高达30% • 麦根中含有许多种游离的 氨基酸，碳水化物，维生素，
2、淀粉水解方法
（1）酸法水解
• 酸法水解是以无机酸或有机酸为催化剂，在高温高压下
水解淀粉的方法，其工艺流程如下
原料
调浆
糖化
冷却
糖液
乳酸菌发酵的应用原理
乳酸菌发酵的应用原理1. 乳酸菌发酵概述乳酸菌是一类可以在低氧环境下将糖类转化为乳酸的细菌，广泛存在于自然界中的土壤、水体和动植物的表面。
乳酸菌不仅对人类健康具有重要意义，还在食品工业、农业和医药领域中有着广泛的应用。
2. 乳酸菌发酵原理乳酸菌的发酵过程主要通过利用糖类底物产生乳酸、乙醇和CO2等有机化合物。
乳酸菌通过糖酵解、乳酸发酵和呼吸等代谢途径产生乳酸，具体原理如下：2.1 糖酵解糖酵解是乳酸菌发酵的第一步，其过程如下： - 乳酸菌通过磷酸化作用将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸（G6P）。
- G6P再经过酵素的催化作用，分解为乙醛和二磷酸甘油酸（PGA）。
- 乙醛经过还原作用转化为乙醇，PGA经过糖酸途径或戊糖途径进一步分解。
2.2 乳酸发酵乳酸菌的乳酸发酵是将产生的PGA转化为乳酸的过程，具体步骤如下： - PGA经过酸化作用转化为1,3-磷酸甘油酸（1,3-PGA）。
- 1,3-PGA进一步分解为3-磷酸甘油酸（3-PGA）和乳酸。
- 乳酸菌通过乳酸脱氢酶作用将3-PGA还原为乳酸。
2.3 呼吸除了乳酸发酵之外，乳酸菌还可以通过进行呼吸代谢来产生能量。
在有氧条件下，乳酸菌会将乳酸通过氧化还原反应转化为乙醛和二氧化碳。
这一过程产生的能量比乳酸发酵要高，但在实际应用中较少采用。
3. 乳酸菌发酵的应用领域乳酸菌的发酵具有广泛的应用领域，主要涵盖了食品工业、农业和医药领域。
以下是乳酸菌发酵的主要应用及其效益：3.1 食品工业•乳酸菌发酵可以用于制作酸奶、乳酸发酵奶、益生菌饮料等乳制品，丰富了产品的口感和营养价值。
•乳酸菌发酵还可以用于面包、饼干等烘焙食品中，改善产品的质地和延长保质期。
•乳酸菌发酵能够降低食品中的pH值，抑制有害微生物的生长，起到了防腐和保鲜的效果。
3.2 农业•乳酸菌发酵可以应用于农业中的饲料制作，改善饲料的营养价值和消化吸收率，提高畜禽养殖的效益。
•乳酸菌发酵还可以用于土壤改良，增加土壤中的有机质含量和微生物活性，提高作物的产量和品质。
乳酸产生和代谢产物
乳酸产生和代谢产物乳酸产生和代谢产物的深度探讨引言：在人体代谢过程中，乳酸是一个重要的产物，它在能量代谢、肌肉运动和康复过程中起着关键作用。
乳酸产生和代谢产物的研究对于我们深入理解人体运动生理学以及增强运动表现具有重要意义。
本文将从乳酸产生、乳酸代谢和乳酸相关运动方面进行全面评估，为你展开一幅关于乳酸的完整画卷。
一、乳酸产生1. 乳酸的生成途径乳酸的产生主要通过糖酵解途径，即葡萄糖在缺氧条件下经过糖酵解反应，生成乳酸。
乳酸也可以通过氧化酵解途径生成，即葡萄糖在氧气充足的情况下，通过线粒体内的柠檬酸循环和氧化磷酸化反应生成乳酸。
2. 乳酸产生与肌肉疲劳在高强度运动中，肌肉细胞能量供应不足，酵解速率超过氧化速率，导致乳酸产生的速度超过其消除速度。
乳酸的积累会导致肌肉酸化、能量产生减少，进而导致肌肉疲劳。
二、乳酸代谢1. 乳酸的代谢途径乳酸主要通过乳酸-乳酸盐循环以及肝脏乳酸清除来代谢。
乳酸通过血液运输到肝脏，在乳酸脱氢酶的作用下转化为葡萄糖，供给其他组织继续进行糖酵解。
乳酸可以通过肌肉和心脏细胞内的线粒体进行氧化代谢，产生额外的能量。
2. 乳酸代谢与运动能力乳酸的代谢能力是体育运动能力的重要指标之一。
乳酸的快速清除和高效代谢能力可以延缓肌肉疲劳的发生，提高运动表现。
通过适当的训练和调整饮食，可以提高乳酸代谢能力，有效提升运动能力。
三、乳酸相关运动1. 乳酸阈值乳酸阈值是指肌肉中乳酸积累开始超过清除速度的运动强度。
乳酸阈值的评估可以帮助运动员制定科学的训练计划，提高运动表现。
通过乳酸阈值训练，可以延缓乳酸积累的时间，提高乳酸代谢能力。
2. 乳酸耐力运动乳酸耐力训练是一种特殊的训练方式，旨在提高乳酸代谢能力和乳酸阈值。
通过乳酸耐力训练，可以增加肌肉对乳酸的利用能力，改善肌肉酸化程度，提高运动耐力。
结论：乳酸产生和代谢产物是人体运动过程中不可或缺的重要组成部分。
了解乳酸的产生途径和代谢途径，有助于我们更好地理解肌肉疲劳的形成机制。
同型乳酸发酵过程
同型乳酸发酵过程
同型乳酸发酵是一种生物转化过程，主要通过特定菌株如乳酸杆菌将可发酵的糖分解产生乳酸。
在这一过程中，每分子葡萄糖经过糖酵解途径（EMP）降解，最终转化为两分子的乳酸。
由于所产生的乳酸具有与原糖分子相同的构型，因此称为同型乳酸发酵。
具体步骤如下：首先，葡萄糖被转运进入细胞内，在胞质中被磷酸化形成葡萄糖-6-磷酸。
接着，经过一系列酶促反应，包括糖酵解中间产物的转换，最终生成丙酮酸。
然后，丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被还原为乳酸，同时将NADH氧化为NAD+，确保了糖酵解途径的持续进行。
这一过程不仅在食品工业中有着广泛应用，如酸奶、泡菜等发酵食品的生产，还在医药和化工领域有着重要的应用价值。
通过同型乳酸发酵产生的乳酸可用于制造生物可降解塑料、绿色溶剂和作为天然防腐剂等。
此外，该过程也为微生物生产高附加值化合物提供了基础。
通过对发酵条件的优化和代谢工程的应用，可以提高乳酸的产量和生产效率，拓宽其工业应用范围。
乳酸发酵
双歧杆菌属（Bifidobacterium）
Bifidobacterium是1899年由法国学者Tissier从母乳营 养儿的粪便中分离出的一种厌氧的革兰氏阳性杆菌 ，末端常常分叉，故名双歧杆菌。目前已经发现， 双歧杆菌有32个亚型 。
乳酸代谢
同型乳酸发酵：经EMP途径，生成乳酸。 异型乳酸发酵：经PK途径，生成乳酸和 乙醇。 双歧乳酸发酵：经HK途径，生成乳酸和 乙酸。
原料预处理
鲜奶净乳 去除杂质
标准化 确定成品奶中脂肪含量及干物质含量的一致性 鲜奶均质
热处理 冷却
破碎脂肪球
90-95℃，15-30min
发酵工段 发酵剂投入
灌装入零售容器 保温培养 (酸奶发酵罐) 发酵 添加果料等
凝固型
发酵
搅拌型
冷藏
搅拌 灌装 冷藏
乳酸代谢途径？ 了解几种常见的乳酸菌？ 区别凝固型酸乳和搅拌型酸乳？ 了解酸奶发酵剂的概念及制备? 知道酸奶的制作工艺？
乳清蛋白 14%～24% 酪蛋白 76%～86%
发酵剂 发酵剂：是制作发酵型乳制品的特定微生物 的培养物，内含高浓度的乳酸菌。 嗜热链球菌与保加利亚 乳杆菌存在共生关系
四、发酵剂的制备
培养温度对杆菌与球菌数量的影响
发酵剂的作用： ①分解乳糖产生乳酸；
②产生挥发性风味物质丁二酮、乙醛等 ，使产品具有典型的风味，保加利亚 乳杆菌产生的。
乳酸脱氢酶
EMP途径
葡萄糖 己糖激酶
ATP ADP 乙醇
NAD 葡萄糖-6-磷酸 乙醇脱氢酶 NAD NADH+H+ 6-磷酸葡萄糖脱氢酶 乙醛 NADH+H+ NAD 葡萄糖酸-6-磷酸 乙醛脱氢酶 NADH+H+ NAD 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶 乙酰CoA NADH+H+ 5-磷酸核酮糖 磷酸转乙酰酶 5-磷酸核酮糖乙酰磷酸 3-差向异构酶 5-磷酸木酮糖 磷酸解酮酶 3-磷酸甘油醛 NAD NADH+H+ ATP ADP NAD NADH+H+
乳酸生产的工艺原理
4. 钱志良，胡军.乳酸的工业化生产,应用和 钱志良，胡军.乳酸的工业化生产, 市场.工业微生物，2001,31（ 市场.工业微生物，2001,31（2）： 49~53 5. 白冬梅，赵学明，李鑫钢等.米根霉发酵生 白冬梅，赵学明，李鑫钢等. 产L-（+）-乳酸研究进展.现代化工， 乳酸研究进展. 2002，22（ ）：9~13 2002，22（6）：9~13
乳酸纯品为无色液体，工业品为无色到浅 乳酸纯品为无色液体， 黄色液体。无气味，具有吸湿性。 黄色液体。无气味，具有吸湿性。相对密 1.2060(25/4℃ 熔点18℃ 度1.2060(25/4℃)。熔点18℃。沸点 122℃ 2kPa)。 122℃（2kPa)。折射率 nD(20℃)1.4392。能与水、乙醇、 nD(20℃)1.4392。能与水、乙醇、甘 油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。 油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。 在常压下加热分解，浓缩至50%时 在常压下加热分解，浓缩至50%时，部分 变成乳酸酐，因此产品中常含有10%变成乳酸酐，因此产品中常含有10%15%的乳酸酐 15%的乳酸酐。 的乳酸酐。
合成法
合成方法制备乳酸有乳腈法、丙稀腈法、丙酸法、丙稀法等，用于工业生产 的仅乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法) 的仅乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法)和丙稀腈法。 （1）乳腈法 乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈（或直接用乳腈 作原料），用泵将乳腈打入水解釜，注入硫酸和水，使乳腈水解得到粗乳酸。 然后再将粗乳酸送人酯化釜，加入乙醇酯化，经精馏、浓缩、分解得精乳酸。 美国斯特林化学公司及日本的武藏野化学公司均采用此法合成乳酸。 （2）丙烯腈法 丙烯腈法是将丙烯腈和硫酸送入反应器中水解，再把水解物送人酯化反 应器中与甲醇反应；然后把硫酸氢铵分出后，粗酯送入蒸馏塔，塔底获精酯； 再将精酯送入第二蒸馏塔，加热分解，塔底得稀乳酸，经真空浓缩得产品。 （3）丙酸法 丙酸法以丙酸为原料，经过氯化、水解得粗乳酸；再经酯化、精馏、水 解得产品。该法原料价格较贵，仅日本大赛路公司等少数厂家采用。反应如 下： CH3CH2COOH Cl2一→CH3CHClCOOH NaOH— Cl2一 NaOH— →CH3CH(OH)COOH NaCl
有机酸工艺学-乳酸发酵工艺2
3.4.3乳酸精制工艺 3.4.3.1 乳酸精制工艺流程
3.4.3.2乳酸精制生产技术 （1）活性脱色
活性炭脱色是最常使用的乳酸净化除杂方法。粗乳酸的活性炭 脱色可在两种情况下进行。 ①在酸解过程中未除去石膏渣的溶液中，添加约2%的活性炭， 在硫酸钙结晶温度下，与结晶同时进行脱色1小时，活性炭随石 膏渣一起滤去。酸解同时脱色 ②在除去石膏渣的乳酸溶液中，视颜色的深浅，添加一定量的活 性炭，维持温度70～80℃、30min，进行脱色。
脂，进行阳离子交换。 pH 3.0以上的乳酸液供酸解工序做洗水， pH3.0以下开始收集。 每隔2 h检测一次铁的含量，严格控制铁离子的浓度小于3 mg/L。
当流出料液铁离子含量达3mg/L时，转入另一再生好的阳离子交 换柱，继续进行交换。 2)．阴离子交换树脂(331)交换 将去除阳离子的乳酸溶液以一定的流速通过树脂。 pH3以上的淡乳酸回收入淡乳酸贮槽，以作洗水之用。pH3.0开 始接收， 每隔2h检测一次氯化物，严格控制氯化物含量在5mg/L以下。树 脂吸饱后将料液放至树脂层，注入蒸馏水将乳酸压出至pH3.0， 回收淡乳酸。 3)．碳柱、331阴离子交换树脂、732阳离子交换树脂经多次反复使 用后，会吸附部分有机物和有害离子，使交换当量明显下降，应及 时进行活化，再生后方可使用。
（2）一次浓缩及脱色
将酸转入一次浓缩罐内，打开蒸汽阀加 热浓缩，
真空度不低于0.08MPa， 温度不得高于80℃。 料液浓度达45%～50%时，趁热放入脱
色罐中脱色。 视色度情况加入0.5%～1.0%的活性炭，
启动搅拌，脱色30分钟。 检查色度合格后进行过滤。
（3）碳柱脱色与离子交换
培添养加基。中的CaCO3是中和剂，可以分批
培养基无需灭菌，直接接入上述培养好 的种子液，培养物接种量为10%,
乳酸发酵的原理和应用实验
乳酸发酵的原理和应用实验1. 乳酸发酵的原理乳酸发酵是一种重要的生物发酵过程，它在食品工业、化妆品工业、制药工业等领域有广泛的应用。
乳酸发酵的原理是通过乳酸菌将碳水化合物转化为乳酸的过程。
1.1 乳酸菌的作用乳酸菌是一类革兰氏阳性菌，主要包括乳酸杆菌、嗜热乳酸菌等。
它们能利用碳水化合物作为能源，通过糖酵解途径将碳水化合物转化为乳酸。
1.2 乳酸发酵的反应方程式乳酸发酵的反应方程式如下：碳水化合物（如葡萄糖）→ 乳酸 + 能量1.3 乳酸发酵的条件乳酸发酵需要一定的条件才能进行，主要包括以下几点：•适宜的温度：一般在30-40摄氏度之间，不同的乳酸菌有不同的适宜温度范围。
•适宜的pH值：大多数乳酸菌适宜的pH值在4.5-6.5之间。
•适宜的营养物质：乳酸菌需要适量的碳水化合物、氮源和矿物质等营养物质作为生长和代谢的基础。
2. 乳酸发酵的应用实验乳酸发酵在食品工业中有广泛的应用，下面介绍几个常见的乳酸发酵应用实验。
2.1 酸奶的制作酸奶是一种常见的乳酸发酵制品，可以通过以下实验步骤制作：1.准备好牛奶和乳酸菌培养物。
2.将牛奶加热至80摄氏度，保持一段时间，以杀灭潜在的其他细菌。
3.冷却牛奶至适宜的发酵温度，将乳酸菌培养物加入。
4.将混合物倒入容器中，盖上盖子，放置在适宜的温度下进行发酵。
5.发酵时间根据需要进行控制，通常需要12-24小时。
6.发酵完成后，将酸奶冷藏后即可食用。
2.2 泡菜的制作泡菜是一种利用乳酸发酵制作的腌菜，可以通过以下实验步骤制作：1.准备好蔬菜（如白菜、萝卜等）、盐和乳酸菌培养物。
2.将蔬菜洗净切块或切丝，加入适量的盐搅拌均匀，醒放一段时间。
3.将蔬菜均匀放入容器中，加入乳酸菌培养物。
4.盖上盖子，放置在适宜的温度下进行发酵。
5.发酵时间根据需要进行控制，通常需要数天至数周不等。
6.发酵完成后，将泡菜冷藏后即可食用。
2.3 面包的制作（酸种面包）酸种面包是一种利用乳酸发酵制作的面包，可以通过以下实验步骤制作：1.准备好面粉、水和乳酸菌培养物。
乳酸发酵的原理和应用
乳酸发酵的原理和应用1. 乳酸发酵的原理乳酸发酵是一种常见的生物发酵过程，其原理是通过乳酸菌将糖类转化为乳酸。
以下是乳酸发酵的主要原理：•乳酸菌：乳酸发酵是由乳酸菌进行的。
乳酸菌是一类革兰氏阳性菌，常见的有嗜酸乳杆菌和乳酸杆菌等。
乳酸菌在发酵过程中通过代谢糖类产生能量，同时将糖类转化为乳酸。
•糖类：乳酸发酵需要糖类作为底物。
糖类是乳酸菌生长和繁殖的能量来源，常见的糖类有葡萄糖、果糖、乳糖等。
•乳酸生成：乳酸菌通过糖类的代谢通过无氧途径将糖分解为乳酸。
在这个过程中，乳酸菌通过糖酵解产生ATP，同时产生乳酸。
乳酸生成过程中，产生的乳酸可通过乳酸发酵液中的质子释放出来，使环境呈酸性。
•适宜条件：乳酸发酵需要适宜的环境条件。
适宜的温度范围在32-40摄氏度之间，适宜的pH范围为4.5-5.0之间。
2. 乳酸发酵的应用乳酸发酵在食品工业以及其他领域有着广泛的应用，以下是一些乳酸发酵的应用示例：•食品加工：乳酸发酵被广泛应用于食品加工行业，如酸奶、酸奶饮料、乳酸饮料和乳酸果汁等。
乳酸发酵可改善食品口感、延长保质期，并有利于增加食品的营养价值。
•面包制作：乳酸发酵也常被用于面包制作过程中。
面包发酵过程中，添加乳酸菌可增加面团的乳酸含量，提高面包的质地和口感。
•酿造行业：乳酸发酵也在酿造行业具有重要作用。
乳酸菌可参与啤酒的发酵过程，其中的乳酸会赋予啤酒特殊的口感和风味。
•生物医学研究：乳酸发酵在生物医学研究领域也有着广泛的应用。
乳酸发酵产生的乳酸能够改变生物体内的酸碱平衡，并对某些细胞产生抑制作用。
•饲料添加剂：乳酸发酵产品中的乳酸可作为饲料添加剂使用。
添加适量的乳酸可以促进动物的消化吸收，改善饲料的质量。
3. 乳酸发酵的优点乳酸发酵具有以下几个优点：•改善食品品质：乳酸发酵能够改善食品的质地、口感和风味，使食品更加可口。
•延长保质期：乳酸发酵产生的乳酸具有抗菌作用，可以延长食品的保质期。
•提高营养价值：乳酸发酵能够转化糖类为乳酸，增加食品中的有益物质含量，提高食品的营养价值。
乳酸生产的工艺原理
乳酸生产工艺原理乳酸是一种多用途的精细化学品，可广泛用于食品，制药，制革，纺织·环保和农业中。
在食品工业中，乳酸是一种重要的酸味剂和反腐剂。
在美国，乳酸在软饮料方面很大程度上取代了柠檬酸·磷酸等，在啤酒制造中所用的磷酸已经全部改用乳酸。
在医疗工业中，乳酸可以直接制成药品或制成乳酸盐类，内服可用于肠内消毒，外用可以作为收敛性杀菌剂。
利用乳酸亲水性的特点将其和难溶性药物结合，可以增加人体对药物的吸收。
乳酸的作用这么大，世界各国都在使用各种方法来合成乳酸。
常见的生成方法有以下几种。
1、发酵法发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下，调节pH值5左右，保持大约50ºC发酵三到五天得粗乳酸。
发酵法分同型发酵和异型发酵。
2、合成法合成方法制备乳酸有乳腈法、丙稀腈法、丙酸法、丙稀法等，用于工业生产的仅乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法)和丙稀腈法。
（1）乳腈法乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈（或直接用乳腈作原料），用泵将乳腈打入水解釜，注入硫酸和水，使乳腈水解得到粗乳酸。
然后再将粗乳酸送人酯化釜，加入乙醇酯化，经精馏、浓缩、分解得精乳酸。
（2）丙烯腈法丙烯腈法是将丙烯腈和硫酸送入反应器中水解，再把水解物送人酯化反应器中与甲醇反应；然后把硫酸氢铵分出后，粗酯送入蒸馏塔，塔底获精酯；再将精酯送入第二蒸馏塔，加热分解，塔底得稀乳酸，经真空浓缩得产品。
（3）丙酸法丙酸法以丙酸为原料，经过氯化、水解得粗乳酸；再经酯化、精馏、水解得产品。
反应如下：CH3CH2COOH Cl2一→CH3CHClCOOH NaOH—→CH3CH(OH)COOH NaCl3、酶化法（1）氯丙酸酶法转化利用纯化了的L-2-卤代酸脱卤酶和DL-2-卤代酸脱卤酶分别作用于底物L-2-氯丙酸和DL-2-氯丙酸，脱卤制得L-乳酸或D-乳酸。
L-2-卤代酸脱卤酶催化L-2-氯丙酸，而DL-2-卤代酸脱卤酶既可催化L-2-氯丙酸，又可催化L-2-氯丙酸生成相应的旋光体，催化同时发生构型转化。
发酵工程应用实例 乳酸发酵
一、乳酸菌及其发酵类型
（一）乳酸细菌
乳酸菌是一群能利用碳水化合物（以葡萄糖为主）发酵产生 乳酸的细菌的通称。
至少有23个属：乳杆菌属、链球菌属、双歧杆菌属、肠球菌 属、乳球菌属、明串珠菌属、片球菌属、肉食杆菌属、漫游球菌 属、李斯特氏菌属、芽孢乳杆菌属中的少数种、环丝菌属、丹毒 丝素菌属、孪生菌属、糖球菌属等。
同型发酵
代表菌： 乳杆菌属、乳球菌 属、片球菌属中的 一些种。
异型发酵
代表菌： 短乳杆菌 明串珠菌 发酵乳杆菌等
双歧途径
代表菌： 双歧杆菌属
乳酸菌的乳糖 发酵途径
二、乳酸的工业发酵生产
（一）乳酸工业生产菌种
1．菌种选择 （1）同型发酵菌，代谢产物主要是乳酸，副产物少，便于分离 提纯和有较高的回收率； （2）对营养要求不高，有利于降低成本和保证生产原料的供应； （3）产酸迅速，能耐高温，有利于减少和避免杂菌污染式有：
分批发酵 糖化发酵并行式 半连续 连续发酵
1．分批发酵流程
2．发酵培养基的制备
以糖质原料为培养基时： （1）碳源 保证葡萄糖浓度15%，补料加入； （2）氮源和生长因子 可用麦芽根提供所需的氮源和生长因子， 1～1.8%； （3）磷 磷酸氢钙或磷酸氢铵； （4）碳酸钙 中和。
(6) 发酵终点判断和处理
• 残糖：水解糖为原料时，残糖约1g／L，发酵周期约5～6d； 蔗糖和 糖蜜混合发酵时，残糖降至2g／L，发酵周期仅24h； 菊粉发酵周期 约6d，残糖2g／L； 乳清原料和糖蜜原料残糖5g／L，发酵周期乳 清为72h，糖蜜原料为4～5d。
简述乳酸的制作原理
简述乳酸的制作原理
乳酸是一种有机酸，在生物工程和食品工业中广泛应用。
乳酸的主要制作原理是利用乳酸菌对碳源进行发酵。
乳酸菌是一类可以利用碳源进行发酵产酸的细菌，常见的有乳酸杆菌和乳酸链球菌等。
在乳酸发酵过程中，乳酸菌利用碳源（如葡萄糖、果糖）进行代谢，产生乳酸作为副产物。
乳酸菌通过酸化环境，抑制其他细菌的生长，从而使发酵过程产生乳酸。
这个过程通常在无氧条件下进行。
乳酸的制作过程可以简单地描述为以下几个步骤：
1. 选择适宜的乳酸菌菌株：根据制作乳酸的需求选择适合的菌株，如乳酸杆菌和乳酸链球菌等。
2. 碳源准备：选择合适的碳源，如糖类物质，如葡萄糖、果糖、乳糖等。
3. 发酵条件控制：将乳酸菌和碳源添加到发酵容器中，控制发酵条件，如温度、pH、氧气含量等。
通常，发酵过程需要在无氧条件下进行，因为乳酸菌是厌氧菌。
4. 发酵产酸：在发酵过程中，乳酸菌利用碳源进行代谢，产生乳酸作为副产物。
发酵时间和产酸量可根据具体要求进行调控。
5. 乳酸分离和纯化：发酵完成后，乳酸需要从发酵液中分离和纯化。
这可通过离心、过滤、蒸发、结晶等方法进行。
乳酸的制作原理是利用乳酸菌对碳源进行发酵产酸。
随着生物工程的发展，有可能通过基因工程手段改造乳酸菌的代谢途径，提高乳酸的产量和纯度。
乳酸提纯工艺
乳酸提纯工艺一般分为以下几个步骤：
1. 发酵过程：乳酸是通过微生物发酵产生的，常用的微生物包括乳酸菌、酵母菌等。
在发酵过程中，微生物将碳水化合物（如葡萄糖、乳糖等）转化为乳酸。
2. 分离过程：发酵结束后，需要将乳酸从发酵液中分离出来。
常用的分离方法包括离心、过滤、膜分离等。
3. 提纯过程：分离出来的乳酸需要进一步提纯，以满足不同用途的要求。
常用的提纯方法包括蒸馏、结晶、离子交换、膜分离等。
4. 后处理过程：提纯后的乳酸需要进行后处理，以满足特定的要求。
常用的后处理方法包括干燥、冷却、包装等。
其中，提纯过程是乳酸提纯工艺的关键步骤之一。
蒸馏是一种常用的提纯方法，可以将乳酸与其它杂质（如水、盐等）分离。
结晶是一种通过降温使乳酸结晶的方法，可以提高乳酸的纯度。
离子交换是一种通过离子交换树脂将乳酸与其他离子（如钠离子、钙离子等）分离的方法，可以得到高纯度的乳酸。
膜分离是一种利用膜将乳酸与其他物质（如水、盐等）分离的方法，可以得到纯度较高的乳酸。
总的来说，乳酸提纯工艺需要根据具体的生产需求和原料情况来确定，以实现高效、低成本、环保的提纯效果。
乳酸菌发酵方法
乳酸菌发酵方法一、引言乳酸菌发酵是一种通过乳酸菌将碳水化合物发酵产生乳酸的过程，广泛应用于食品工业、医疗保健和农业生产等领域。
本文将介绍乳酸菌发酵的几种主要方法，包括自然发酵、接种发酵、厌氧发酵、控制温度发酵和添加营养物质发酵。
二、自然发酵1.自然发酵是指在没有人工干预的情况下，利用天然存在的乳酸菌进行发酵的过程。
这种方法的优点是简单易行，缺点是发酵过程不稳定，受环境条件影响较大。
2.自然发酵常用于制作传统食品，如酸奶、乳酪和泡菜等。
在制作过程中，需注意卫生和温度控制，以避免杂菌污染和发酵过度。
三、接种发酵1.接种发酵是指将纯培养的乳酸菌接种到原料中进行发酵的方法。
该方法可提高发酵效率和产品质量，并可通过控制接种量、温度和pH等参数实现发酵过程的优化。
2.接种发酵广泛应用于食品工业中，如酸奶、乳酪和面包等的生产。
此外，在农业上接种发酵可用于提高土壤肥力和防治病害。
四、厌氧发酵1.厌氧发酵是指在无氧条件下进行的乳酸菌发酵过程。
在厌氧条件下，乳酸菌通过糖酵解途径将葡萄糖转化为乳酸。
2.厌氧发酵常用于生产高浓度的乳酸，如乳清酸和酒石酸等。
此外，厌氧发酵还可用于污水处理和生物质能源等领域。
五、控制温度发酵1.控制温度发酵是指通过控制温度实现乳酸菌的代谢调控和产物积累的方法。
在不同温度下，乳酸菌的生长速率和产物生成速率会有所不同，因此通过控制温度可优化发酵过程。
2.控制温度发酵可应用于生产高纯度乳酸和复合乳酸制品。
此外，在医疗保健领域，控制温度发酵可用于生产具有特定活性的乳酸菌制品，如益生菌酸奶和乳酸菌饮料等。
六、添加营养物质发酵1.添加营养物质发酵是指在发酵过程中向原料中添加适量的营养物质以促进乳酸菌生长和产物积累的方法。
常见的添加物包括葡萄糖、果糖、淀粉和蛋白质水解物等。
2.添加营养物质发酵可提高发酵效率和产物质量。
例如，在生产泡菜时添加糖可缩短发酵时间并提高泡菜品质；在生产酸奶时添加乳清粉可改善酸奶的口感和稳定性。
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CH3
HC－CH3 CH2 HC－NH2 COOH
亮氨酸
COOH
CH2 + CH2 C=O COOH
α－酮戊二酸
COOH
CH2 CH2 HCNH2 COOH
谷氨酸
CH3
HC－CH3 + CH2 C=O COOH
α－酮异己酸
转氨酶
CO2
CH3 A、 氨基酸氧化脱氨作用
CH3
HC－CH3
CH2 HC=O
丙酮酸激酶——受ATP和丙氨酸引起的变构抑制， 受果糖－1，6－二磷酸激活。
2、糖酵解速度的调控 糖酵解的过程受细胞内能量水平的控制。在生物体内ATP和 ADP是有一定比例的,保证细胞内维持一定能荷： 能荷=[（ATP）+1/2（ADP）] / [（ATP）+(ADP)+(AMP)] 它能对糖酵解进行有效调节。 若细胞内能量满载时,ATP是唯一的腺苷酸（不是指上式中全 部为ATP）,则能荷为1。 若细胞内ATP、ADP、AMP相等时，则能荷为0.5。 当体系中ATP含量高时，ATP抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激 酶的活性，使酵解减慢。
丙酮酸脱羧酶
丙酮酸
乙醛＋CO2
丙酮酸脱羧酶需要焦磷酸硫胺素为 辅酶，并需要Mg2+ 参与，所生成的乙 醛在乙醇脱氢酶及辅酶（NAD）的作用 下，成为受氢体，被还原成乙醇。
+ + NADH+H NADH
乙醛
乙醇
由葡萄糖生成乙醇的总反应式：
葡萄糖＋2ADP+2磷酸
2CO2＋2ATP+104.600kJ
第三章
糖嫌气性发酵产物积累机制
重点：了解糖酵解过程，掌握几种有 代表性的嫌气性发酵产物生物合成的 发酵机制，认识发酵的内在规律，代 谢控制及酶系特性。
基本概念 发酵机制——是指微生物通过其代谢活动， 用基质合成人们所需要产物的基本原理。 代谢控制发酵——是人为地改变微生物的 代谢调控机制，使有用的中间代谢产物 过量积累。
（4）不是以葡萄糖作为碳源和能源时，可先转化
为葡萄糖或糖酵解的中间产物。 例如：淀粉经酶糖化后转变为葡萄糖，进入 糖酵解 途径。 果糖由己糖激酶催化、磷酸化形成果糖六磷酸，
进入糖酵解途径。
（5）丙酮酸的不同去路
在不同的菌体和不同的工艺条件下， NADH+H+
的 H2的受体不同，因此丙酮酸的去路也不同。
例如：发酵过程供氧与不供氧时，丙酮酸的去
＋ ＋
路不同。
＋
＋
2
在无氧条件下： 例如：在乳酸菌中： 丙酮酸＋NADH＋H 在酵母中： 丙酮酸
丙酮酸脱羧酶 NADH+H + NADH + ＋ 乳酸脱氢酶 ＋
乳酸＋NAD
乙醛＋CO2 2
乙醛
乙醇
丙酮酸脱氢酶复合体
在梭状芽孢杆菌中： 丙酮酸＋辅酶A＋NAD＋ 乙酰辅酶A＋CO2＋NADH
2.琥珀酸的生成
当在发酵醪中加入谷氨酸时，可增加 琥珀酸的产量。
C6H12O6 + HOOC(CH2)2CHCOOH + H2O
2乙醇+
由1mol葡萄糖生成2mol乙醇，重量 理论转化率为： 2×46.05×100％/180.1＝51.1％
二、巴斯德效应
在好气条件下，酵母发酵能力降低，称为 巴斯德效应。即指细胞内糖代谢速度降低。
葡
萄
糖
↓
己糖激 酶
6－P－葡萄糖
↖
激活
抑 制
磷酸烯醇式丙酮酸↑
↓
6－P－果糖
↗
丙酮酸激酶↓
好气条件下：
糖酵解途径的特点及调节机制
糖酵解途径的全过程已于1940年完全 弄清楚。它是葡萄糖经酵解途径(EMP) 分解成丙酮酸。 总反应式为:
葡萄糖＋2ADP+2Pi+2NAD→ 2丙酮酸＋2ATP+2NADH2
一.糖酵解途径的主要特点
（1）大多数微生物细胞中都存在糖酵解途径，且反应中 不需要氧的参与。 （2）细胞中糖酵解可分为两个阶段：准备阶段(6碳糖→3 碳糖）第二阶段（碳糖→丙酮酸）。 （3）糖酵解过程有十多步反应，反应过程的酶除了烯醇 化酶和丙酮酸脱羧酶外，可分为四类：激酶，变位酶，异 构酶，脱氢酶。
柠檬酸
↓
↗
催化 磷酸果糖激酶
↓
↓
氧化磷酸化
1，6－二P－果糖
ATP
三、 酒精发酵中几种副产物的生成
在酒精发酵中，主要产物是乙醇和CO2, 但也伴随着生成达40多种副产物，主要是 醇、醛、酸、酯等四大类。 1. 杂醇油的生成
杂醇油是碳原子数大于2的脂肪族醇类的统称。 （1） 酒精发酵中高级醇形成途径
异戊醛 醇脱氢酶
HC－CH3
CH2 H2COH
异戊醇
B、 由葡萄糖直接生成
酵母通过糖代谢生成的中间产物α－ 酮酸（C原子较低），与活性乙醛缩合， 再经过还原，异构，脱水作用形成相应的 α－酮酸（C原子较高），经过脱羧，加氨 形成少一个碳原子的高级醇，或者此α－ 酮酸经加氨形成缬氨酸，亮氨酸和异亮氨 酸等，再进一步形成相应的醇。
当需能反应加强时
ATP减少，ADP、AMP增加，ATP的抑 制作用被解除。ADP，AMP能激活己糖 激酶和磷酸果糖激酶，使6－磷酸葡萄 糖，1，6－二磷酸果糖，3－磷酸甘油 醛浓度增加，他们都是丙酮酸激酶的激 活剂，使糖酵解加快。ຫໍສະໝຸດ 精发酵机制一、 乙醇生成机制
在酵母体内，葡萄糖经酵解途径， 生成丙酮酸，在无氧条件下，在丙酮 酸脱羧酶催化作用下，丙酮酸生成乙 醛。
然后经一系列变化生成丁酰辅酶A和丁醛，两者 作为受氢体被还原生成丁醇、丙酮、乙醇。
二. 糖酵解的调节机制
1、酶系特性 糖酵解的调节点主要在三种激酶，即己糖激酶， 磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。它们是糖酵解途径中的 关键酶，是糖酵解途径的三个不可逆步骤，只参与糖 酵解。
磷酸果糖激酶——催化的反应是糖酵解的限速反 应。该酶受ATP、柠檬酸及其他高能化合物所抑制， 受AMP,ADP激活。 己糖激酶——受葡萄糖－6－磷酸的抑制，如果磷 酸果糖激酶受到抑制，则葡萄糖六磷酸积累。
C、 正丙醇的形成
苏氨酸
苏氨酸脱水酶
α－氨基－2－丁烯酸
脱氨
α－丁酮酸
脱羧
（2）影响杂醇油形成的条件
醛
还原
在酒精发酵过程中，影响杂醇 油生成的原因主要是酵母菌种，培 养基组成和发酵条件。
正丙醇
① 菌种 酵母的杂醇油生成量与醇脱氢酶活性关 系密切，该酶活力高，杂醇油生成量大。
② 培养基的组成 培养基中含氮量高则形成杂醇油 量少。原因是酵母将葡萄糖降解成酮酸后，过量 的酮酸因氮含量低,不能生成相应的氨基酸被利用， 而脱羧、还原生成高级醇。 ③ 发酵条件 醇生成。 发酵温度高、通风等均有利于高级