乳酸发酵研究进展汇总.

二.乳酸发酵的工艺及控制—乳酸发酵是乳酸
生产的关键步骤
1.菌种及产酸机理—菌种为发酵的基本要素
目前乳酸生产菌种为细菌(乳杆菌为代表, Lactobacilus delbrackii（德氏乳杆菌))和霉菌 (以米根霉为代表, Rhizopus oryzae) 乳制品、葡萄酒、酸泡菜、酱醪、醋醅中 都可分离到乳酸菌.
2. 乳酸的用途
①作为终端产品 食品饮料：酸味剂、调味剂、 防腐剂; 现代医药：乳酸亚铁铁质食 品添加剂，容易被人体吸收， 治疗缺铁性贫血; 日用化工:生产染料,可降解 材料等等; 制革:鞣革剂; 农业:植物生长调节剂.
乳酸链球菌素（Nisin）*
乳酸链球菌素是由乳酸链球菌产生的一种多肽抗菌 素类物质，由34个氨基酸组成。它是一种高效、 无毒的天然食品防腐剂。 室温下、酸性加热条件下均很稳定。如在 pH2.0/121℃加热30分钟，产品仍很稳定。 乳酸链球菌的抗菌谱比较窄，它只能杀死或抑制革 兰氏阳性菌，特别是细菌孢子，对阴性菌、酵母 菌均无作用。一般10-50ppm即有效。 ADI 0-33000IU/Kg(bw) (FAO/WHO,1994) 乳酸链球 菌是多肽，食用后在消化道中很快被蛋白水解酶 分解成氨基酸，不会改变肠道内正常菌群，以及 引起常用其他抗菌素所出现的抗药性，更不会与 其它抗菌素出现交叉抗性。

双歧途径（磷酸酮糖途径）
双歧发酵是双歧杆菌发酵葡萄糖的一条途径。经 HK途径—磷酸己糖解酮酶途径。
发酵总应式为： 2C6H12O6 → 2CH3CHOHCOOH +3CH3COOH 此发酵过程中，2mol的葡萄糖生成2mol乳酸和 3mol的乙酸，乳酸转化率理论为50%。

米根霉发酵
米根霉(Rhizopus oryzae ) 是中国 药和酒曲中的重要霉菌之一 。在 土壤、空气及其他物质上亦常见。 菌落疏松或稠密，最初白色后变 为灰褐至黑褐色，匍匐枝爬行， 无色。假根发达，指状或根状分 枝。囊托楔形，菌丝形成厚垣孢 子，接合孢子未见。发育温度 30～35℃，最适温度37℃，41℃ 亦能生长。 能糖化淀粉、转化蔗糖 ，产生乳酸、 反丁烯二酸及微量酒精。产L(+) 乳酸能力强，达70%左右。

同型乳酸发酵
异型乳酸发酵
异型乳酸发酵
细菌发酵—肠膜明
串株菌（Leuconostoc mesenteroides）、葡 聚糖明串珠菌 （L.dextranicum）、双 歧杆菌
（Bifidobacterium bifidum）等
异型乳酸发酵
6-磷酸葡萄糖酸的途径（磷酸酮解途径）:
总反应式:C6H12O6 + ADP + Pi → CH3CHOHCHOH+CH3COOH + CO2+ ATP 通过磷酸戊糖途径（ HMP ）,1mol己糖生成1mol 乙醇、lmol二氧化碳和1mol乳酸。乳酸对糖转 化率50％。


同型乳酸发酵
细菌发酵—乳球菌 (Lactococcus),链球菌 (Streptococcus).片球菌 (Pediococcus)及乳杆菌 (Lactobacilus)的部分。
同型乳酸发酵乳酸细菌→EMP →由1个 葡萄糖分子产生2个乳酸分子(理论转化 率100%) 优势:纯度高;转化率高;能耗低(需无菌 空气和搅拌动力都很低)。 缺点:需在培养基中添加有机氮源,这样 增加了生产成本和分离纯化难度。
纯种发酵工业化生产乳酸是1981由美国Charles Eaveyy
开始,荷兰的Purac公司和美国的ADM公司是世界上较大 的乳酸生产企业。
中国有数十年乳酸生产历史,安徽丰源生化公司(2002年
建立)最大,设计年产3万吨。
1. 乳酸的理化性质
H CH3-C-COOH OH 分子式C3H6O3,分子量为90.08，结构中含有不对 称碳原子，具有旋光性.分子带有(-OH)和羧基(COOH)两个官能团,是自然界中存在最广泛的一种羟 基羧酸。 粘稠状液体，无色，澄明，微具黄色，无嗅，味 微酸，有较强吸湿性，可以与水、酒精和乙醚以任 意比例混合。
乳酸经氧化可形成丙酮酸、乙醛、乙酸 和二氧化碳. 乳酸可被还原为丙酸,丙二醇(不饱和聚酯、

环氧树脂、聚氨酯树脂的重要原料 )
乳酸缩合反应生成线性聚脂-聚乳酸. 乳酸酯化反应为乳酸酯. 乳酸脱水生成丙烯酸(400万吨市场容量/a,絮凝

剂,分散剂,复膜剂,油漆,皮革、造纸、纺织粘合剂等 生产的重要工业原料,1.5万元/吨)
2. 乳酸的用途


②化学工业中重要的 平台原料
பைடு நூலகம்
制成乳酸盐,乳酸酯; 催化生成乙醛,丙二醇, 丙稀酸,戊二醛等; 更为重要的是用于合成 生物能够降解的新型环 保材料—聚乳酸(PLA).
聚乳酸*
单个的乳酸分子中有一个羟基和 一个羧基，多个乳酸分子在一 起，-OH与别的分子的-COOH 脱水缩合，-COOH与别的分子 的-OH脱水缩合，就这样，它 们手拉手形成了聚合物，叫做 聚乳酸。 聚乳酸也称为聚丙交 酯，属于聚酯家族。聚乳酸是 以乳酸为主要原料聚合得到的 聚合物，原料来源充分而且可 以再生。聚乳酸的生产过程无 污染，而且产品可以生物降解， 实现在自然界中的循环，因此 是理想的绿色高分子材料。
解。乳酸细菌能利用葡萄糖及其他相应的可发酵性糖产生乳酸，
1780年瑞士化学家Scheele首先从酸乳中提炼得到乳酸;
1857年Pasteur在研究乳酸发酵过程中发现了乳酸菌; 1878年J.Lister从酸败的牛乳中分离了乳酸菌,命名为乳 杆菌; 自然发酵乳酸是1941年由Boutron和Fremy发现的;
发酵法生产乳酸技术进展
一.概述
乳酸发酵:指糖经无氧酵解而生成乳酸的发酵(
lactic fermentation ，fermentation of lactic acid )。与乙醇发酵同为生物
体内二种主要的发酵形式。在动物组织中，除特殊的内脏外， 几乎所有的组织都具有进行这种发酵的性质，此过程称为糖酵 称为乳酸发酵。 乳酸是重要的天然有机酸,一元羧基酸（-羟基丙酸）.存 在于酸牛奶而得名，产、销量仅次于柠檬酸。