发酵有机酸
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。
苹果醋发酵工艺优化及有机酸、抗氧化成分分析
苹果醋发酵工艺优化及有机酸、抗氧化成分分析苹果醋发酵工艺优化及有机酸、抗氧化成分分析引言：苹果醋是一种常见的酸性饮料，具有良好的口感和多种益处。
醋中含有丰富的有机酸和抗氧化成分，对人体健康有很大的益处。
因此，优化苹果醋的发酵工艺，提高其有机酸和抗氧化成分的含量，具有重要的意义。
一、材料与方法1.材料本实验选用新鲜的苹果作为发酵原料。
苹果经过洗涤、去皮、碾磨得到果泥。
2.方法（1）在果泥中加入适量的水，使其获得合适的浓度，一般在5%~10%之间。
（2）加入少量的砂糖和酵母，促进发酵的进行。
（3）将混合物放入发酵罐中，封闭罐口，保证发酵过程中不受外界污染。
（4）将罐子放置于适当的温度条件下，发酵周期一般在3-4周。
二、工艺优化1. pH值的控制在酵母发酵的过程中，产生的二氧化碳会使罐内的酸度增加，pH值下降。
我们可以通过监测发酵液的pH值，并进行调整，使其保持在适宜的范围内，一般控制在3.5~4之间。
2. 温度的控制酵母对温度具有一定的敏感性，过高或过低的温度都会影响其生长和繁殖，从而影响发酵效果。
一般来说，最适宜的温度是20-30摄氏度，过高温度会导致酵母活性下降，过低温度则会使酵母无法快速繁殖。
3. 发酵周期的控制发酵周期是影响苹果醋质量的重要因素之一。
一般来说，苹果醋的发酵周期在3-4周之间，过短的发酵周期会导致酸度不足，过长的发酵周期则可能影响醋味品质。
因此，控制适宜的发酵周期是关键。
三、有机酸成分分析1. 柠檬酸柠檬酸是苹果醋中主要的有机酸成分之一。
柠檬酸具有降低胆固醇、促进消化等多种益处。
采用高效液相色谱法（HPLC）对苹果醋中的柠檬酸含量进行检测。
2. 可溶性固形物可溶性固形物是苹果醋中的一个重要指标，其含量直接影响着醋的品质。
通过蒸发法测定苹果醋中的可溶性固形物含量。
四、抗氧化成分分析1. 多酚类物质多酚类物质是苹果醋中的一类重要抗氧化成分，具有较强的抗氧化能力。
采用高效液相色谱法（HPLC）对苹果醋中的多酚类物质进行检测，包括儿茶素、芦丁等。
发酵食品中产生的有机酸对食品保鲜和延长寿命的作用研究
发酵食品中产生的有机酸对食品保鲜和延长寿命的作用研究发酵食品是一种利用微生物发酵过程生产的食品，含有丰富的有机酸。
这些有机酸对食品的保鲜和延长寿命起着重要的作用。
本文将对发酵食品中产生的有机酸对食品保鲜和延长寿命的作用进行研究。
首先，有机酸可以通过降低食品的pH值来抑制细菌、霉菌等微生物的生长。
当食品中的有机酸浓度较高时，微生物生长所需的pH值将被降低，从而使微生物无法繁殖和生存。
这样可以有效地抑制食品腐败和变质的过程，从而延长食品的保鲜期和寿命。
其次，有机酸可以改变食品中的酸碱平衡，使食品不利于细菌的生长。
细菌是食品腐败的主要原因之一，它们通过在食品中繁殖释放酶类分解食品中的营养物质，并产生恶臭和有害物质。
有机酸的酸性可以降低食品中的酸碱度，使细菌无法繁殖和生长，从而延长食品的保鲜期和寿命。
此外，有机酸还可以提高食品的口感。
有机酸能够增加食品的酸味和酸度，使食品更加鲜美可口。
例如，发酵面包中的醋酸可以增加面包的酸度，使面包更加松软香甜。
这样不仅增加了食品的风味，还使食品更具吸引力和可口度，从而延长了食品的保鲜期和寿命。
另外，有机酸还可以改善食品的质构和稳定性。
有机酸能够改变食品中蛋白质、淀粉和脂肪等成分的结构，增加食品的粘性和稳定性。
这样可以防止食品中的成分分解和结构破坏，延长食品的保鲜期和寿命。
最后，有机酸还具有抗氧化的作用。
有机酸能够与食品中的自由基结合，阻止自由基的损害作用，减少食品的氧化反应。
氧化反应是食品腐败和变质的主要原因之一，通过抑制氧化反应，有机酸可以延缓食品的腐败速度，从而延长食品的保鲜期和寿命。
总之，发酵食品中产生的有机酸对食品的保鲜和延长寿命起着重要的作用。
它们通过抑制微生物的生长、改变酸碱平衡、提高食品口感、改善食品质构和稳定性以及抗氧化作用等方式，有效地延长了食品的保鲜期和寿命。
因此，在食品加工和储存过程中，可以适当添加一定量的有机酸，以提高食品的保鲜性和营养品质。
在发酵食品中产生的有机酸对食品保鲜和延长寿命的作用中，值得特别提及的是乳酸和醋酸。
《有机酸发酵》有机酸发酵工业进展
DCW
PA
DCW
SA
最佳碳源为20 g/L甘油，最佳氮源为酵母粉，最适浓度为10 g/L。 最佳接种量为10%，最佳接种龄为48-60h左右种子，最佳培养温度为30℃ 。
Control
2.10
4.37
12.33
4
2.10
5.27
11.46
8
2.15
5.59
12.46
国际市场食品级-酮戊二酸潜在市场容量约为1万吨
柠檬酸
乳酸
苹果酸
葡萄糖酸
醋酸
衣康酸
曲酸
丙酮酸
食品和饮料
医药工业
化学工业
建筑业
例如：酸味剂
例如：抗凝血剂
例如：洗涤剂
例如：混泥土
日照鲁信金禾生化有限公司
安徽丰原集团
河南金丹乳酸科技股份有限公司
潍坊英轩实业有限公司
山东柠檬生化有限公司
宜兴协联生物化学有限公司
杭州宝晶生物化工有限公司
青岛科海生物有限公司
150±8
300±17
350±24
细胞干重（g/L）
1.86 ± 0.06
3.79 ± 0.13
2.13 ± 0.07
2.01 ± 0.05
丙酸产量（g/L）
15.72±0.41
28.53±0.82
29.21±0.73
32.00±0.91
乙酸产量（g/L）
1.20±0.04
2.56±0.08
3.41±0.12
8
25
50
近20年有机酸主要产品产量
单位：万吨
中国有机酸发酵工业成就
(3) 生产技术水平不断上升（以柠檬酸为例）
第七章有机酸发酵生产案例
1.名醋
镇江香醋、山西老陈醋、四川保宁麸 醋、北京熏醋、上海米醋、福建红曲 醋、浙江米醋、广东糯米白醋、糯米 甜醋、丹东白醋、太行米醋、龙门米 醋。
2.我国主要食醋企业
①江苏恒顺集团有限公司 ②山西水塔老陈醋股份有限公司 ③石家庄珍极酿造集团 ④北京王致和食品集团有限公司 ⑤青岛灯塔酿造食品有限公司 ⑥山西清徐金元老陈醋有限公司 ⑦山东淄博巧媳妇食品有限公司
乙醇
乙醛
乙醛
乙醛水化物
乙醛水化物
乙酸
2.蛋白质水解:曲霉分泌的蛋白酶
水解成氨基酸：
酵母及醋酸菌生长的氮源
不少乳糖，在微生物的作用下乳糖分解而变成 乳酸 。
第一节一、有机酸概念： Nhomakorabea概述
• 广义：泛指羧酸(R—COOH)、磺酸(R—SO2OH)、亚 磺酸 (R—SOOH)、硫代羧酸(R-COSH)等的总称。 • 狭义：通常仅指羧酸：有饱和一元酸、二元酸、 三元酸、多元酸，不饱和羧酸，以及环状羧酸等。 目前：由微生物发酵产生的有机酸约60余种，具有工 业生产价值约10余种。
要柠檬酸生产国与出口国，出口量高达15万吨以
上
第一节
概述
国内主要生产商有蚌埠丰源集团、无锡中亚罗 氏公司以及青岛扶桑化学公司等。其总产量即达 20
万吨左右。
柠檬酸的产品主要是：无水柠檬酸、一水柠檬 酸、柠檬酸钠盐、柠檬酸钾盐、柠檬酸铝盐、柠檬 酸胺盐。
第一节
二、典型有机酸 2.乳酸： 2-羟基丙酸
浓色醋：熏醋和老陈醋颜色呈黑褐色或棕褐
色。
淡色醋：没有添加焦糖色或不经过熏醅处理，
颜色为浅棕黄色。
白醋：用酒精为原料生产的氧化醋或用冰醋
酸兑制，呈无色透明状态。
有机肥发酵ph趋势
有机肥发酵ph趋势有机肥发酵是一种常见的肥料生产方法，通过微生物的作用，将有机物质分解转化为植物所需的养分。
发酵的过程中，pH值起着重要的作用，它会影响到有机肥的质量和养分释放速度。
本文将详细介绍有机肥发酵过程中的pH趋势及其影响因素。
一、有机肥发酵的pH趋势在有机肥的发酵过程中，pH值一般会经历以下几个阶段的变化：酸性阶段、中性阶段和碱性阶段。
1. 酸性阶段：刚开始发酵时，有机物中的糖类会被微生物迅速分解产生有机酸，如乳酸、醋酸等。
这些有机酸的产生导致发酵堆体呈酸性环境，pH 值通常在4-6之间。
酸性环境有利于抑制有害微生物的生长，同时也可以促进有机物的分解。
2. 中性阶段：随着有机物的分解，有机酸逐渐减少，而产生的氨基酸和氨等物质会使堆体中的pH值逐渐上升。
当pH值接近中性（约为6.5-7）时，堆体进入中性阶段。
在中性环境中，有机物的分解速度相对较慢，但养分的损失也较少。
3. 碱性阶段：当有机物的分解接近尾声时，堆体中产生的氨等碱性物质会进一步提高pH值，使其超过7。
此时，堆体呈碱性环境，有机物的分解速度会进一步减缓。
过高的pH值也会导致一些养分的损失，因此需要适时进行调节。
二、pH趋势的影响因素有机肥发酵过程中的pH值受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 原料的性质：不同种类的有机原料在发酵过程中产生的酸碱度不同，从而影响到整个堆体的pH趋势。
例如，果皮、秸秆等碱性物质较多的原料容易使pH值升高。
2. 水分含量：适宜的水分含量对有机肥的发酵过程至关重要。
过高或过低的水分含量都会影响堆体内部的氧气和有机物质的分布，进而影响到pH 值的变化。
3. 通风条件：良好的通风条件能够有效地调控堆体内的氧气和二氧化碳的含量，有助于维持适宜的pH值。
不良的通风条件会导致堆体发生缺氧现象，进而影响到发酵过程中的pH趋势。
4. 微生物的作用：微生物在有机肥的发酵过程中起着关键的作用。
它们分解有机物质产生酸碱性物质，从而影响到堆体的pH值。
有机酸发酵生产课件
有机酸发酵的应用领域
总结词
有机酸发酵在食品、医药、化工等领域有广泛应用，可用于生产食品添加剂、药品、生 物塑料等产品。
详细描述
在食品领域，有机酸发酵被广泛应用于生产食醋、酸奶、泡菜等食品，以及各种食品添 加剂，如柠檬酸、酒石酸等。在医药领域，有机酸发酵可用于生产抗生素、维生素和药 物中间体等。在化工领域，有机酸发酵可用于生产生物塑料、表面活性剂和化学品的生
补料控制
根据菌株生长和代谢情况，适 时补加营养成分，促进菌体生
长和有机酸产量的提高。
有机酸的提取与精制
提取方法
根据有机酸的性质选择合适的提取方法，如溶剂萃取、离子交换、吸附等。
精制过程
通过结晶、重结晶、蒸馏等方法对提取得到的有机酸进行精制，提高产品质量 和纯度。
03
有机酸发酵的原理与机 制
有机酸发酵的微生物学原理
02
有机酸发酵生产过程
菌种选育与种子扩大培养
菌种选育
选择具有高有机酸发酵能力的菌 株，通过实验室内遗传改良和筛 选，提高菌株的产酸性能和耐受 性。
种子扩大培养
将选育得到的菌株在种子培养基 中进行扩大培养，获得足够的菌 体量，为后续发酵提供充足的菌 种。
发酵培养基的配置与灭菌
培养基成分
根据有机酸发酵所需的营养物质，确 定培养基配方，包括碳源、氮源、无 机盐等。
发酵液经过提取、浓缩、结晶等工艺，得到纯度较高的苹果酸产品。
富马酸的发酵生产
富马酸发酵生产原理
富马酸发酵是利用某些细菌或真菌将丁二酸 或琥珀酸等物质转化成富马酸的过程。
发酵工艺
采用液态发酵工艺，控制温度、pH值、溶 氧等参数，获得高浓度的富马酸。
原料与菌种
主要原料为丁二酸、琥珀酸等，菌种为大肠 杆菌、假单胞菌等。
发酵过程对食品品质的影响
发酵过程对食品品质的影响发酵是一种利用微生物（如酵母菌、乳酸菌等）通过代谢作用产生的物质来改善食品口感、营养价值及储藏性的加工技术。
食品经过发酵处理后，不仅能够延长保质期，还能够增加食品的特殊风味，提高食品的消化吸收率，增加有益菌群。
发酵过程对食品品质的影响主要体现在以下几个方面。
首先，发酵过程能够改善食品的口感。
在发酵过程中，微生物会产生一系列的化合物，如乳酸、酒精、有机酸等，这些物质会改变食品的酸度、酵香气味。
例如，发酵面包在面团中添加酵母菌后，酵母菌通过呼吸作用产生的二氧化碳使面团膨胀，增加了面包的松软度和口感。
其次，发酵能够提高食品的营养价值。
在发酵过程中，微生物会分解食材中的复杂营养物质，使其变为易于人体吸收的形式，增加了食品的可消化性和生物利用率。
一些最早的发酵食品，如酸奶、豆腐等，通过微生物的作用将原本难以消化的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，使其更易于人体吸收。
此外，发酵还能够合成一些维生素、微生物素等对人体健康有益的物质，如发酵大蒜中的硫化物有抗菌、抗氧化等多种功效。
另外，发酵过程还可以改善食品的储藏性。
微生物在发酵过程中产生的乳酸、酒精等物质具有一定的抗菌作用，能够抑制有害菌的生长繁殖，延长食品的保质期。
例如，酸奶中的乳酸能够抑制腐败菌的生长，使酸奶更加耐存放。
此外，发酵过程中产生的有机酸还能够降低食品的pH值，增强其稳定性。
最后，发酵过程还能够增加食品中的有益菌群。
一些发酵食品中含有大量的益生菌，如酸奶中的乳酸菌，这些益生菌能够在人体内生长繁殖，并与人体共生，调节肠道菌群平衡，提高人体免疫力，改善肠道功能。
综上所述，发酵过程对食品品质的影响主要体现在改善食品口感、提高食品营养价值、增加食品的储藏性和增加食品中的有益菌群等方面。
随着科技的进步和人们对健康饮食的需求不断提高，发酵技术的应用范围和深度将会越来越广泛，为我们的餐桌带来更多美味、健康的食品。
在发酵过程中，微生物的选择对食品品质起着至关重要的作用。
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》报告精细0520 陈思陈姣丽孙鑫冯琪（有机酸的分类：1、柠檬酸柠檬酸是生物体主要代谢产物之一，在自然界中分布很广，主要存在于柠檬、柑橘、菠萝、梅、李、梨、桃、无花果等果实中，尤其以未成熟者含酸量较多。
植物叶子中（如烟叶、棉叶、菜豆叶等）也含有柠檬酸。
柠檬酸在植物体内常与苹果酸、草酸及酒石酸等共同存在。
在动物中，柠檬酸存在于骨骼、肌肉、血液、乳汁、唾液、汗和尿中，或者以游离状态或金属盐类的形式存在。
2、乳酸早在1841年，Boutron和Fremy的记载中就有关于乳酸的生产方法，即是将麦芽或酸乳放入淀粉浆和牛乳中，任其自然发酵，然后逐渐中和而的记载中就有关于乳酸的生产方法，即是将麦芽或酸乳放入淀粉浆和牛乳中，任其自然发酵，然后逐渐中和而产出乳酸。
但是，实际上用工业方法生产乳酸是在1881年开始于美国。
约在1894年，乳酸开始成功地用于皮革和纺织工业，当时美国的生产量折合纯品约为每年5吨。
我国也早就有乳酸盐额度研究和生产。
1944年，重庆振元化学药品厂首先生产乳酸钙，在1955年发表了“乳酸发酵和乳酸钙制造”一文。
该厂以后迁到无锡，改名为无锡第二制药厂，生产乳酸钙。
现在已采用真菌制剂代替砻糠曲的生产工艺，采用大米等为原料，并发行发酵法生产乳酸钙。
3、醋酸醋酸发酵可以说是起源于食醋发酵，而食醋发酵在古代最早只是酿酒受细菌污染的结果，即所谓“酒酸变醋”。
因此醋酸发酵的历史几乎与酿酒一样悠久，可以追溯到一万年以前。
中国的“醋”一词有陈酒之意。
能生产食醋的原料很多，如葡萄、苹果、麦芽、谷物原料、乳清等天然含糖原料皆可。
我国食醋生产的历史非常悠久，现已有多种风味和特色的食醋生产方法。
早先获得醋酸的方法有天然发酵醋的蒸馏和木材的分解蒸馏(所谓“木醋”)。
真正的醋酸发酵应该说是从快速制醋法开始发展起来的，它是现代淋醋工艺的前身。
快速制醋工艺由德国学者舒莱巴赫在1823年首先提出，因此在国外称为“德国工艺”。
发酵食品中产生的有机酸对健康的影响研究
发酵食品中产生的有机酸对健康的影响研究标题：发酵食品中产生的有机酸对健康的影响研究引言：发酵食品作为一种重要的健康食品，经过发酵过程中会产生大量的有机酸。
有机酸对健康具有重要影响，它不仅能提高食品的味道、延长保存期限，还能发挥一定的药理作用。
本文将探讨发酵食品中产生的有机酸对健康的影响。
一、有机酸对消化系统的影响1. 促进消化：发酵食品中产生的有机酸能刺激胃酸的分泌，增强胃肠道蠕动，促进消化食物和吸收养分。
2. 提高肠道菌群平衡：有机酸能抑制有害细菌的生长，增加益生菌的数量，调节肠道菌群平衡，维持肠道健康。
3. 改善便秘问题：某些有机酸具有轻微的通便作用，能够增加肠道内的水分，改善便秘问题。
二、有机酸对免疫系统的影响1. 增强免疫力：研究发现，有机酸能够增强人体的免疫功能，提高机体的抗病能力。
2. 抗菌作用：有机酸具有一定的抗菌作用，能够抑制病原微生物的生长，保护免疫系统免受感染。
3. 抗炎作用：某些有机酸能够减轻炎症反应，缓解免疫系统的过度激活，保护身体免受炎症损害。
三、有机酸对代谢系统的影响1. 调节血糖：某些有机酸能够在体内抑制糖的吸收，降低血糖水平，对糖尿病患者特别有益。
2. 降低血脂：发酵食品中的有机酸能够降低人体的血脂含量，防止心血管疾病的发生。
3. 抗氧化作用：有机酸具有一定的抗氧化作用，能够清除体内的自由基，保护细胞免受氧化损害。
四、有机酸对神经系统的影响1. 缓解压力：一些有机酸具有缓解压力的作用，能够促进神经系统的放松，减轻焦虑、抑郁等情绪问题。
2. 增强记忆力：研究表明，有机酸能够改善大脑功能，增强记忆力和学习能力。
结论：发酵食品中产生的有机酸对健康具有多方面的益处。
它们对消化系统、免疫系统、代谢系统和神经系统都有重要的影响。
适量摄入发酵食品，能够改善身体健康，减少慢性疾病的风险。
然而，需要注意的是，摄入过多的有机酸可能会对胃粘膜和牙齿造成损害。
因此，在饮食中要注意摄入量的合理控制，避免过量摄入有机酸。
葡萄糖酸的发酵生产知识
葡萄糖酸的发酵生产知识简介葡萄糖酸是一种重要的有机酸，具有广泛的应用领域，包括食品、医药、化工等。
葡萄糖酸可以通过生物发酵的方法进行生产，这种方法具有环境友好、高效、可持续等优势。
本文将介绍葡萄糖酸的发酵生产知识。
发酵生产原理葡萄糖酸的发酵生产是利用微生物代谢能力对含有葡萄糖的底物进行发酵，将葡萄糖转化为葡萄糖酸。
常用的发酵菌主要有高温嗜热菌、亚麻油菌、乳酸菌等。
发酵过程中，微生物通过葡萄糖酸酶对葡萄糖进行代谢，产生葡萄糖酸和乳酸等有机酸。
发酵菌种选择选择合适的发酵菌种是葡萄糖酸发酵生产的关键。
一般来说，较常用的菌种有亚麻油菌、高温嗜热菌、乳酸菌等。
这些菌种具有较高的葡萄糖酸产量和较好的发酵能力。
在选择菌种时应考虑到其耐受性、产酸能力和生长速率等因素。
发酵过程调控发酵过程中的调控对葡萄糖酸产量和产品质量具有重要影响。
调控方法包括控制培养基成分、调节发酵条件和加入适量的辅助物质等。
在选择培养基成分时，要根据菌种的要求来确定碳源、氮源和微量元素等。
控制发酵温度、pH值和氧气供应等条件也是调控的关键。
发酵工艺优化为了提高葡萄糖酸的产量和质量，需要进行发酵工艺的优化。
发酵工艺优化主要包括选择合适的培养基和菌种，优化发酵条件，提高发酵的转化率和产酸效率。
同时，通过监测发酵过程中的关键指标，如菌体生长速率、底物消耗情况和产酸速率等，进行调控和优化。
产酸工艺流程葡萄糖酸的发酵生产主要分为以下几个步骤：培养基制备、发酵罐设备消毒、菌种接种、发酵过程控制、产酸液分离和精制等。
在培养基制备中，需要按照一定比例配制含有葡萄糖和其他营养成分的培养基。
消毒操作是为了防止杂菌污染，保证发酵过程的纯净度和产品的质量。
产酸液分离与精制在发酵过程结束后，需要对产酸液进行分离和精制。
一般采用蒸馏、晶体化和膜分离等方法。
蒸馏是利用葡萄糖酸与水的沸点差异进行分离，获得高纯度的葡萄糖酸。
晶体化是通过降低温度使葡萄糖酸结晶析出。
膜分离是利用膜的选择性渗透性将葡萄糖酸与其他成分分离。
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%,
《有机酸发酵》课件
代谢工程
通过代谢工程手段，对菌种的代 谢途径进行改造，优化菌种的有 机酸发酵能力。
发酵条件的优化
01
温度控制
根据菌种的生长和发酵特性，优 化发酵温度，提高有机酸的产量 和产率。
pH调节
02
03
溶氧控制
通过实时监测和调节发酵液的 pH值，为菌种提供适宜的发酵 环境，提高发酵效率。
通过控制发酵过程中的溶氧水平 ，促进菌种的生长和代谢，提高 有机酸发酵的产量。
新菌种的发现与应用
发现新的有机酸发酵菌种，具有更强 的发酵能力和更高的产物浓度，能够 更有效地进行有机酸发酵。
对新菌种进行基因改造和优化，提高 其发酵效率和产物品质，以满足不断 变化的市场需求。
新型发酵工艺的开发
开发新型的有机酸发酵工艺，如分批 发酵、连续发酵和固定化细胞发酵等 ，以提高发酵效率和产物提取率。
03
有机酸发酵的工艺流程
菌种选择与培养
菌种选择
根据发酵需求选择具有高发酵活性和稳定性能的菌种，如乳酸菌、醋酸菌等。
菌种培养
在无菌条件下，将选定的菌种接种至培养基中，进行扩大培养，获得足够的菌 体量。
原料选择与处理
原料选择
选择来源丰富、价格低廉、质量稳定的原料，如葡萄糖、果糖等。
原料处理
对原料进行除杂、清洗、破碎等预处理，以便后续发酵过程顺利进行。
醋酸菌在酿醋、制醋等工业中广泛应用，同时也 可用于制作泡菜、酸菜等发酵食品。
醋酸具有一定的抗菌、防腐作用，对人体健康也 有益处。
酵母菌
酵母菌是有机酸发酵中常见的 微生物之一，能够利用糖类物 质产生乙醇和二氧化碳。
酵母菌在酿酒、面包制作等工 业中广泛应用，同时也可用于 制作馒头、包子等中国传统面 食。
乳清发酵液主要成分
乳清发酵液主要成分
乳清发酵液是一种以乳清为基底，经过乳酸菌发酵后去除大部分蛋白而形成的清澈透明液体。
其主要成分包括以下几类：
1. 有机酸：乳酸、乙酸、丙酸等，它们是乳酸菌发酵过程中产生的主要物质，具有酸味、抗菌和降低pH值的作用。
2. 蛋白质：虽然乳清发酵液经过发酵去除了大部分蛋白质，但仍含有一定量的蛋白质片段和肽类物质。
这些蛋白质成分具有营养价值和生物活性，如免疫球蛋白、乳清蛋白等。
3. 多糖：发酵过程中，乳酸菌产生的多糖类物质，如鼠李糖乳杆菌产生的多糖体，这些多糖具有发酵风味、营养价值和生物活性。
4. 维生素：乳清发酵液中含有丰富的维生素，如维生素B族、维生素C、维生素D等。
5. 无机盐：乳清发酵液中含有多种无机盐，如钙、磷、铁、锌等，这些无机盐对维持人体生理功能具有重要作用。
6. 乳糖：乳清发酵液中含有乳糖，乳糖在发酵过程中部分被乳酸菌分解为乳酸，剩余的乳糖可以为乳酸菌提供能量。
7. 发酵风味物质：乳清发酵过程中产生的风味物质，
如醇、酮、酯、芳香族化合物等，使发酵液具有独特的风味。
有机酸在发酵过程中的变化规律
有机酸在发酵过程中的变化规律
有机酸是一类重要的有机物质，它们在发酵过程中发挥着重要的作用。
本文将从发酵过程中有机酸的变化规律出发，探讨有机酸在发酵过程中的变化规律。
首先，在发酵过程中，有机酸的含量会有所变化。
一般来说，在发酵过程中，有机酸的含量会逐渐增加，这是因为发酵过程中会产生大量的有机酸，而这些有机酸会被吸收到发酵液中，从而使有机酸的含量增加。
其次，在发酵过程中，有机酸的种类也会发生变化。
一般来说，在发酵过程中，会产生多种有机酸，而这些有机酸的种类会随着发酵的进行而发生变化。
例如，在发酵过程中，会产生乙酸、丙酸、乳酸等多种有机酸，而这些有机酸的比例也会随着发酵的进行而发生变化。
最后，在发酵过程中，有机酸的活性也会发生变化。
一般来说，在发酵过程中，有机酸的活性会逐渐降低，这是因为发酵过程中会产生大量的有机酸，而这些有机酸会抑制有机酸的活性，从而使有机酸的活性降低。
综上所述，有机酸在发酵过程中的变化规律主要有三个方面：有机酸的含量会逐渐增加，有机酸的种类会发生变化，有机酸的活性会逐渐降低。
因此，在发酵过程中，有机酸的变化规律是非常重要的，应该加以重视。
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广泛采用， 广泛采用，以上制种也是 针对此工艺讲的
4、提取
菌丝过滤 中 和 酸 解 过 滤 脱色 去除金属离子 浓缩与结晶 干燥与包装
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温度 50～60℃ 50～ 此温下各种变体石膏的溶解 85℃，搅拌30min 85℃，搅拌30min 常压浓缩易分解成乌头酸， （常压浓缩易分解成乌头酸， 度均最小， 度均最小，并有利于形成片 且结晶色泽变深） 且结晶色泽变深 状的半水石膏，便于过滤 状的半水石膏，） 减压沸腾干燥箱 600～ 真空度 600～700mmHg 温度控制在35℃以下 温度控制在35℃以下 35℃ 36.5～ Be° 36.5～37 Be°出罐
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磷酸果糖激 酶
柠 檬 酸 积 累
丙酮酸激 酶
的 代
乌头酸酶
异柠檬酸脱 氢酶
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侧系呼吸链
黑曲霉中除具有一条标准呼吸链外， 黑曲霉中除具有一条标准呼吸链外，还有一条侧系呼吸链
侧系呼吸链对水杨酰异羟肟（音卧） (SHAM)敏感， 侧系呼吸链对水杨酰异羟肟（音卧）酸(SHAM)敏感，柠檬 水杨酰异羟肟 敏感 酸发酵受SHAM强烈抑制， SHAM强烈抑制 酸发酵受SHAM强烈抑制，而菌体生长不受它抑制
醋： 工艺类型： 1、固态发酵法 、 2、静止表面发酵法 、 3、载体滴下发酵法（回流法） 、载体滴下发酵法（回流法） 4、深层发酵工艺 、 5、新工艺（固定化细胞法） 、新工艺（ ）
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二、醋酸菌及醋酸发酵的生物化学变化
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(一)醋酸发酵微生物 一 醋酸发酵微生物 醋酸菌大量存在于空气中，种类也很多， 醋酸菌大量存在于空气中，种类也很多，对酒精的氧化速 度有快有慢，醋化能力有强有弱，性能各异。 度有快有慢，醋化能力有强有弱，性能各异。目前醋酸工业应 用的醋酸菌有许氏醋酸杆菌及其变种弯醋杆菌， 用的醋酸菌有许氏醋酸杆菌及其变种弯醋杆菌，它们是一种不 能运动的杆菌，产醋力强，对醋酸没有进一步氧化能力， 能运动的杆菌，产醋力强，对醋酸没有进一步氧化能力，用作 工业醋生产菌株。我国食醋生产应用的醋酸菌有恶臭醋酸杆菌 工业醋生产菌株。 混浊变种Acetobacter rancens var.furbidans(编号 编号1.41)及巴氏 混浊变种 编号 及巴氏 醋酸菌亚种Acetobacter pasteurianus(编号 编号1.01)，细胞椭圆形 醋酸菌亚种 编号 ， 或短杆状，革兰氏阴性，无鞭毛，不能运动，产醋力 ％左右， 或短杆状，革兰氏阴性，无鞭毛，不能运动，产醋力6％左右， 并伴有乙酸乙酯生成，增进醋的芳香，缩短陈酿期， 并伴有乙酸乙酯生成，增进醋的芳香，缩短陈酿期，但它能进 一步氧化醋酸。 一步氧化醋酸。
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(二)醋酸发酵的生物化学变化 二 醋酸发酵的生物化学变化 首先酒精氧化成乙醛： 首先酒精氧化成乙醛： CH3CH2OH十l/2O2→CH3CHO十H2O 十 十 其次乙醛吸收一分子水成水合乙醛： 其次乙醛吸收一分子水成水合乙醛： CH3CHO十H2O→CH3CH(OH)2 十 最后水合乙醛再氧化成醋酸： 最后水合乙醛再氧化成醋酸： CH3CH(OH)2十l/2O2→CH3COOH十H2O 十 醋酸实际产率一般只能达理论数的85％左右。 醋酸实际产率一般只能达理论数的 ％左右。 有些醋酸菌在醋化时将酒精完全氧化成醋酸后， 有些醋酸菌在醋化时将酒精完全氧化成醋酸后，为了维持其 生命活动，能进一步将醋酸氧化成二氧化碳和水： 生命活动，能进一步将醋酸氧化成二氧化碳和水： CH3COOH十2O2→2CO2十2H2O 十
（防止失去结晶水） 防止失去结晶水）
先加热至80～ 先加热至80～90℃ 80 2C6H8O7·H2O + 3CaCO3 → H 加热的作用： 加热的作用： Ca3(C6H5O7)2·4H2O + 3CO2↑ + H2O 4H 终止发酵； 1）终止发酵； 柠檬酸钙 + 3H2SO4 → 2 柠 中和终点pH:6.0 pH:6.0～ 中和终点pH:6.0～6.8 使蛋白变性凝固， 2）使蛋白变性凝固，降低 檬酸 + 3CaSO 活性炭 发酵液黏度； 发酵液黏度； 4 温度：50～ 温度：50～70℃ 85℃ ℃ 1使菌体中的柠檬酸释放 ～3% 3）强酸型阳离子交换树脂
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三、几种常见的制醋工艺
（一）老陈醋的酿制工艺流程
高 粱 成品 粉 碎 加盐陈酿 醋酸发酵 拌 料 酒 母 拌糠、 拌糠、接种 润 水 蒸料 冷却 接种 酒精发酵
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配兑 灌装 灭菌
陈酿贮存 淋醋
醋母
老陈醋酿制的工艺要点
• 原料的处理： 原料的处理： 高粱的粉碎细粉不超过1/4，加水比例是1： 高粱的粉碎细粉不超过 ，加水比例是 ：0.55-0.6， ， 加水后要堆放润料6-8小时 小时。 加水后要堆放润料 小时。 蒸料1.5-2小时 蒸料要求蒸透，无生料。蒸料后加热水 小时,蒸料要求蒸透 蒸料 小时 蒸料要求蒸透，无生料。 浸焖,加水量 加水量1:2，形成醪状。 浸焖 加水量 ，形成醪状。 酒精发酵（稀醪发酵）： 酒精发酵（稀醪发酵）： 醪液温度降到35℃时拌入粉碎后的大曲，比例1： 醪液温度降到 ℃时拌入粉碎后的大曲，比例 ：0.40.6（按生料计），再加入 ），再加入 倍水。 （按生料计），再加入0.5-0.6倍水。 倍水 酒精发酵温度前期28-30℃，3天，每天搅拌 次；后 酒精发酵温度前期 ℃ 天 每天搅拌2-3次 期密闭发酵20-24℃，12-15天。 期密闭发酵 ℃ 天 发酵醪液：呈黄色，酒精浓度5%以上，总酸小于 以上， 发酵醪液：呈黄色，酒精浓度 以上 2g/100ml。 。
侧系呼吸链
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丙酮酸羧化途径
在积累柠檬酸的情况下，TCA被阻断， 在积累柠檬酸的情况下，TCA被阻断，因此 被阻断 必须有另外的途径提供草酰乙酸 草酰乙酸是由丙酮酸羧化形成的
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柠檬酸积累的机理: 柠檬酸积累的机理:
1）由锰离子缺乏抑制了蛋白质合成而导致细胞内NH4+浓度升 由锰离子缺乏抑制了蛋白质合成而导致细胞内NH 高和一条呼吸活性强的侧系呼吸链，不产ATP ATP， 高和一条呼吸活性强的侧系呼吸链，不产ATP，这两方面的因 素分别解除了对磷酸果糖激酶(PFK)的代谢调节，促进了EMP (PFK)的代谢调节 素分别解除了对磷酸果糖激酶(PFK)的代谢调节，促进了EMP 途径畅通； 途径畅通； 2）由组成型的丙酮酸羧化酶源源不断地提供草酰乙酸； 由组成型的丙酮酸羧化酶源源不断地提供草酰乙酸； 3）在控制Fe 2+含量的情况下，乌头酸水合酶活性低而不能及时 在控制Fe 含量的情况下， 转化柠檬酸； 转化柠檬酸； 4）一旦柠檬酸浓度升高，就会抑制异柠檬酸脱氢酶，从而进 一旦柠檬酸浓度升高，就会抑制异柠檬酸脱氢酶， 一步促进了柠檬酸自身的积累。 一步促进了柠檬酸自身的积累。
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四、工艺流程（深层通气发酵） 工艺流程（深层通气发酵）
薯干、木薯） 原料 （薯干、木薯）
粉 碎 脱 液 化 除金属离子 斜 面 茄瓶 麸曲 种子罐 接 种 浓缩结晶
发 酵
色
离心、 离心、成品干燥 菌丝过滤 包
CaCO3 中 和
装
酸
解
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1、薯类原料的处理
糖化或液化： 糖化或液化： 黑曲霉虽有糖化能力，但柠檬酸发酵菌种的糖化或液化能力不强。 黑曲霉虽有糖化能力，但柠檬酸发酵菌种的糖化或液化能力不强。为了 缩短发酵时间等目的，淀粉原料通常要经过糖化或液化处理。 缩短发酵时间等目的，淀粉原料通常要经过糖化或液化处理。国外多采用 糖化法，国内主要采用液化法。 糖化法，国内主要采用液化法。 是我国柠檬酸发酵工业上的特色方法， 液化法 是我国柠檬酸发酵工业上的特色方法，它利用了黑曲霉糖化酶能 力强的特点。即淀粉的液化是由外加酶完成， 力强的特点。即淀粉的液化是由外加酶完成，而后续的糖化是由发酵菌 种自身完成的。 种自身完成的。
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二、柠檬酸发酵微生物
1、黑曲霉 ( Aspergillus niger )
目前最有竞争力的菌种， 目前最有竞争力的菌种，我国多数厂家采用
2、酵母
酵母的重要性在于能发酵烷烃产生柠檬酸 解脂假丝酵母( 解脂假丝酵母( Candida lipolytica )
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三、柠檬酸发酵机理
1、丙酮酸脱氢酶 2、柠檬酸合成酶 3、乌头酸（水合）酶 乌头酸（水合） 4、5 、异柠檬酸脱氢酶 6、α-酮戊二酸脱氢酶 7、8、琥珀酸脱氢酶系 9、富马酸（延胡索酸）酶 富马酸（延胡索酸） 10、 10、苹果酸脱氢酶 11、 11、丙酮酸羧化酶 12、 12、苹果酸酶
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• 醋酸发酵： 醋酸发酵： 喂料：向酒精发酵醪中添加物料， 喂料：向酒精发酵醪中添加物料，包括麸 谷糠等，添加比例为1:0.5:0.8，添加 皮、谷糠等，添加比例为 ， 这些物料的目的：补充部分营养成分、 这些物料的目的：补充部分营养成分、 疏松基质、带入部分醋酸菌等。 疏松基质、带入部分醋酸菌等。喂料后 制成醅料。 ，制成醅料。 有时也接入上批发酵旺盛的醋醅， 有时也接入上批发酵旺盛的醋醅，起到接 种醋酸菌的作用。接入量为5-10%。 种醋酸菌的作用。接入量为 。
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1891年 德国Wehmer 首先发现一种青霉菌能积累柠檬酸， 1891年，德国Wehmer 首先发现一种青霉菌能积累柠檬酸， 随后开始了发酵法生产的研究 1919年 1919年，比利时成功地进行了浅盘发酵法的工业生产 1923年 美国Pfizer公司开始用浅盘法大规模生产 1923年，美国Pfizer公司开始用浅盘法大规模生产 Pfizer 1968年，我国利用薯干粉原料深层发酵获得成功，成为我 1968年 我国利用薯干粉原料深层发酵获得成功， 国柠檬酸生产的一大特色 目前我国有近百家生产厂，产品主要出口日本和西欧 目前我国有近百家生产厂，
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2、制种
我国普遍采用麸曲生产工艺 流程： 原种 斜面 茄瓶 麸曲 种子罐
麸皮培养基； 麸皮培养基；三角瓶或可拆卸铝盒 使孢子发育成菌丝球；缩短发酵罐的发酵时间； 使孢子发育成菌丝球；缩短发酵罐的发酵时间； 茄瓶孢子接种；30～32℃麸曲接种；34～35℃，18～28h 茄瓶孢子接种；30～32℃，4 d 薯干粉培养基； ， 薯干粉培养基；麸曲接种；34～35℃，18～