乳酸发酵研究进展
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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。
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; 纯种发酵工业化生产乳酸是1981由美国Charles Eaveyy
优点:有淀粉酶,能直接利用淀粉;
培养基简单,无机氮;
单一的光学异构体,L-乳酸.
GLU：葡萄糖，PYR：丙酮酸，LAC：乳酸，MAL：苹果酸，
FUM：富马酸，Ac-COA：乙酰辅酶A TCA：三羧酸循环，
EMP：糖酵解途径，a：乳酸脱氢酶，b：丙酮酸脱氢酶、
乙醇脱氢酶，c：丙酮酸脱氢酶，d：丙酮酸激酶
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。
②发酵温度控制
不同菌种发酵温度不同.分常温(35-37 ℃), 中温(40-45 ℃),高温(大于50 ℃).
选择高温发酵有利于降低能耗和在一定程 度上降低杂菌污染.
③通气和搅拌
微氧乳酸发酵需少量通气和搅拌,一定保证 发酵罐内菌体、物料、温度、 pH 、溶解氧的 均匀分布.
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 → 此2发C酵H过3C程HO中H，C2OmOoHl的+葡3C萄H糖3C生O成O2Hmol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。
发酵总应式为： 2C6H12O6 → 3CH3CHOHCOOH +C2H5OH +CO2 由2个葡萄糖分子产生3个乳酸分 子(理论转化率75%)
缺点:好氧发酵,能耗大;
传递限制,反应效率低;
转化率低,杂酸难去除.
6.工艺控制
①中和剂选择和pH控制
pH宜取的范围为5-7(降到4.5以下,细菌停止生长).
目前,所用的中和剂主要是碳酸钙,其次有液氨、 氢氧化钠、氧化钙等。
乳酸钙和硫酸进行酸解反应,得到粗乳酸.这是 最常用最经济的方法,缺点是生成大量硫酸钙.
乳酸铵或乳酸钠经微滤膜过滤,再经电渗析,离 交树脂和双极电渗析膜分离出乳酸,缺点是生 产成本高(电和膜)。
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％。
双歧途径（磷酸酮糖途径）
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。
蛋白胨。
5.乳酸发酵的常用工艺
①分批发酵工艺
是目前或相当一段时间内发酵乳酸的 最主要工艺.在欧洲一直使用分批发酵工 艺生产乳酸;在美国已使用了60年之久; 在国内一直采用这一工艺。
细菌发酵工艺
国内均采用德氏乳杆菌生产DL-乳
酸,其优点是能大规模降低能耗。
玉米淀粉→高压喷射液化与糖化,糖化液→板 框过滤,清糖液→发酵罐→调糖10%,添10%米糠, 冷至50 ℃ →接种,接种量为10% →4h后,用石 灰粉调pH4.8 →加碳酸钙,继续发酵→整个过 程控温50 ℃ , pH4.-5.5,每2h搅拌一次,每次 5-10min →发酵周期55-75h,转化率不低于90%.
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。
2.菌种选育--优良菌种选育为工艺技术的核心
①自然选育—自然界是生产菌种的最大来源,从自然界中筛选 乳酸生产菌种有着悠久的历史.
Berry,1999;王轶雄,2005;李海军,2007.培养条件对鼠李 糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)产生乳酸的影响.
Carlson,1999.从玉米浸渍水分到耐酸(pH3.83)菌41号,产乳 酸近100g/L.
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.
在稀释率D为0.35-0.4h-1,最大乳酸产 率为8.93g/(L•h),最大生物量产率为 1.40g/(L•h).
③半连续发酵工艺
分割出一部分发酵液作为下一批发酵 的种子.在一定次数的周期中,接种量越 大产率越高.40%-50%接种量,及5-9次发 酵周期,乳酸的产率可达5g/(L•h).
Payot,1999.分离到能在52℃生长的TB/04.
赵博,2005.筛选到在2L罐用葡萄糖发酵120h使L-乳酸浓度达 到202g/L的高产乳杆菌,转化率91.3%,L-乳酸占总酸的98%.
②菌种改良—经典技术 Demirci,1992. 处理德氏乳杆菌ATCC9649; 刘勇军,2003.LB1; 郑艳,2004.处理干酪乳杆菌R2; Kadam,2006.德氏乳杆菌NCM2365; 仇俊鹏,2007.嗜热乳杆菌ATCC8317.
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)。
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。
2. 乳酸的用途
②化学工业中重要的 平台原料
制成乳酸盐,乳酸酯; 催化生成乙醛,丙二醇,
①未加工的粗原料
—玉米、木薯、大米; --非粮薯类:木薯、甘薯、马铃薯; --桔杆、玉米芯、废旧报纸、木屑、乳清。 ②淀粉 —玉米、木薯、马铃薯的淀粉 ③糖液—淀粉水解糖,优点为发酵液洁净,发酵结束后 残余物质少,十分有利于乳酸的提取与精制.
4.营养物 乳酸细菌—专性异养微生物,自身不能合成
必需的生长因子。 含氮营养物常用酵母膏、蛋白胨等; 酵母膏替代物是玉米浆; 蛋白胨替代物是大豆粉的酶水解物—大豆
Leabharlann Baidu
混合菌种工艺
大麦粉浓度180g/L,大麦芽0.8%(培养
基不添加任何氮源、维生素和无机盐等营养)
→接种食淀粉乳杆菌和不产生淀粉酶的 干酪乳杆菌混合发酵→37 ℃48h →乳酸 浓度达36g/L,比单独提高20%.若发酵的 同时加入糖化酶,转化率可提高1倍左右。
米根霉工艺
米根霉能把葡萄糖转化为乳酸,亦能把淀
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。
同型乳酸发酵
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
固定化米根霉生产L-乳酸*-微生物学通报，1996.03，
白姝，天津大学生物技术中心
利用聚氨酯泡沫为载体固定化米根霉生产Ｌ－ 乳酸的新工艺。确定了固定化细胞发酵条件： 葡萄糖浓度为50g／l，载体立方体边长为４～ ８mm，载体量为20cm３／70ml培养基，固定 化细胞制备培养时间为24ｈ．利用固定化细胞 发酵产酸速率是游离菌的３倍以上，对糖转化 率达77.70％，与理论转化率相近。该固定化细 胞应用在反复间歇发酵中可稳定10批次以上。
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 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， 称为乳酸发酵。
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
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.
粉转化为乳酸。
乳酸发酵的效率受菌丝体形状的影响很大, 近来,采用菌丝菌球体(pellets)进行生产,菌 球体可反复使用;采用气升式发酵罐。
一个发酵周期结束,停止通气,菌球体即沉 淀,放掉发酵液,并加入新鲜培养基,即可进行 第二轮发酵.可连续进行9个周期。
②连续发酵工艺
连续搅拌罐反应器;葡萄糖;德氏乳 杆菌。
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
Dien,2001.构建了能利用混合己糖和戊糖生 产L-乳酸的重组大肠杆菌.
Parro,1999.把牛的L-LDH的基因引入乳酸 克鲁维酵母中,工程酵母转化率为1.19mol乳酸 /mol削耗的葡萄糖.
张黎,2005.克隆了牛链球菌L-LDH基因.
3.主要生产原料
乳酸发酵是生长和发酵同步进行的生长耦联 型,整个发酵过程贯穿着对营养物的要求,故氮 源需求量大。以淀粉为主的培养基,氮源举足轻 重。
菌种改良—现代技术 Picataggio,1997.把植物乳杆菌中能同化木质纤
维素构造中木糖组分所需的木糖异构酶和木酮糖激酶 基因转入能同型发酵L-阿拉伯糖和D-核糖为乳酸的一 株乳杆菌中.
Kyla-Nikkila,2000.瑞士乳杆菌CNRZ32的 ldhD基因失活,构建没有D-LDH酶活力的工程 菌,结果只产生单一L构型的L-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; 纯种发酵工业化生产乳酸是1981由美国Charles Eaveyy
优点:有淀粉酶,能直接利用淀粉;
培养基简单,无机氮;
单一的光学异构体,L-乳酸.
GLU：葡萄糖，PYR：丙酮酸，LAC：乳酸，MAL：苹果酸，
FUM：富马酸，Ac-COA：乙酰辅酶A TCA：三羧酸循环，
EMP：糖酵解途径，a：乳酸脱氢酶，b：丙酮酸脱氢酶、
乙醇脱氢酶，c：丙酮酸脱氢酶，d：丙酮酸激酶
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。
②发酵温度控制
不同菌种发酵温度不同.分常温(35-37 ℃), 中温(40-45 ℃),高温(大于50 ℃).
选择高温发酵有利于降低能耗和在一定程 度上降低杂菌污染.
③通气和搅拌
微氧乳酸发酵需少量通气和搅拌,一定保证 发酵罐内菌体、物料、温度、 pH 、溶解氧的 均匀分布.
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 → 此2发C酵H过3C程HO中H，C2OmOoHl的+葡3C萄H糖3C生O成O2Hmol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。
发酵总应式为： 2C6H12O6 → 3CH3CHOHCOOH +C2H5OH +CO2 由2个葡萄糖分子产生3个乳酸分 子(理论转化率75%)
缺点:好氧发酵,能耗大;
传递限制,反应效率低;
转化率低,杂酸难去除.
6.工艺控制
①中和剂选择和pH控制
pH宜取的范围为5-7(降到4.5以下,细菌停止生长).
目前,所用的中和剂主要是碳酸钙,其次有液氨、 氢氧化钠、氧化钙等。
乳酸钙和硫酸进行酸解反应,得到粗乳酸.这是 最常用最经济的方法,缺点是生成大量硫酸钙.
乳酸铵或乳酸钠经微滤膜过滤,再经电渗析,离 交树脂和双极电渗析膜分离出乳酸,缺点是生 产成本高(电和膜)。
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％。
双歧途径（磷酸酮糖途径）
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。
蛋白胨。
5.乳酸发酵的常用工艺
①分批发酵工艺
是目前或相当一段时间内发酵乳酸的 最主要工艺.在欧洲一直使用分批发酵工 艺生产乳酸;在美国已使用了60年之久; 在国内一直采用这一工艺。
细菌发酵工艺
国内均采用德氏乳杆菌生产DL-乳
酸,其优点是能大规模降低能耗。
玉米淀粉→高压喷射液化与糖化,糖化液→板 框过滤,清糖液→发酵罐→调糖10%,添10%米糠, 冷至50 ℃ →接种,接种量为10% →4h后,用石 灰粉调pH4.8 →加碳酸钙,继续发酵→整个过 程控温50 ℃ , pH4.-5.5,每2h搅拌一次,每次 5-10min →发酵周期55-75h,转化率不低于90%.
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。
2.菌种选育--优良菌种选育为工艺技术的核心
①自然选育—自然界是生产菌种的最大来源,从自然界中筛选 乳酸生产菌种有着悠久的历史.
Berry,1999;王轶雄,2005;李海军,2007.培养条件对鼠李 糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)产生乳酸的影响.
Carlson,1999.从玉米浸渍水分到耐酸(pH3.83)菌41号,产乳 酸近100g/L.
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.
在稀释率D为0.35-0.4h-1,最大乳酸产 率为8.93g/(L•h),最大生物量产率为 1.40g/(L•h).
③半连续发酵工艺
分割出一部分发酵液作为下一批发酵 的种子.在一定次数的周期中,接种量越 大产率越高.40%-50%接种量,及5-9次发 酵周期,乳酸的产率可达5g/(L•h).
Payot,1999.分离到能在52℃生长的TB/04.
赵博,2005.筛选到在2L罐用葡萄糖发酵120h使L-乳酸浓度达 到202g/L的高产乳杆菌,转化率91.3%,L-乳酸占总酸的98%.
②菌种改良—经典技术 Demirci,1992. 处理德氏乳杆菌ATCC9649; 刘勇军,2003.LB1; 郑艳,2004.处理干酪乳杆菌R2; Kadam,2006.德氏乳杆菌NCM2365; 仇俊鹏,2007.嗜热乳杆菌ATCC8317.
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)。
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。
2. 乳酸的用途
②化学工业中重要的 平台原料
制成乳酸盐,乳酸酯; 催化生成乙醛,丙二醇,
①未加工的粗原料
—玉米、木薯、大米; --非粮薯类:木薯、甘薯、马铃薯; --桔杆、玉米芯、废旧报纸、木屑、乳清。 ②淀粉 —玉米、木薯、马铃薯的淀粉 ③糖液—淀粉水解糖,优点为发酵液洁净,发酵结束后 残余物质少,十分有利于乳酸的提取与精制.
4.营养物 乳酸细菌—专性异养微生物,自身不能合成
必需的生长因子。 含氮营养物常用酵母膏、蛋白胨等; 酵母膏替代物是玉米浆; 蛋白胨替代物是大豆粉的酶水解物—大豆
Leabharlann Baidu
混合菌种工艺
大麦粉浓度180g/L,大麦芽0.8%(培养
基不添加任何氮源、维生素和无机盐等营养)
→接种食淀粉乳杆菌和不产生淀粉酶的 干酪乳杆菌混合发酵→37 ℃48h →乳酸 浓度达36g/L,比单独提高20%.若发酵的 同时加入糖化酶,转化率可提高1倍左右。
米根霉工艺
米根霉能把葡萄糖转化为乳酸,亦能把淀
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。
同型乳酸发酵
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
固定化米根霉生产L-乳酸*-微生物学通报，1996.03，
白姝，天津大学生物技术中心
利用聚氨酯泡沫为载体固定化米根霉生产Ｌ－ 乳酸的新工艺。确定了固定化细胞发酵条件： 葡萄糖浓度为50g／l，载体立方体边长为４～ ８mm，载体量为20cm３／70ml培养基，固定 化细胞制备培养时间为24ｈ．利用固定化细胞 发酵产酸速率是游离菌的３倍以上，对糖转化 率达77.70％，与理论转化率相近。该固定化细 胞应用在反复间歇发酵中可稳定10批次以上。
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 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， 称为乳酸发酵。
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
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.
粉转化为乳酸。
乳酸发酵的效率受菌丝体形状的影响很大, 近来,采用菌丝菌球体(pellets)进行生产,菌 球体可反复使用;采用气升式发酵罐。
一个发酵周期结束,停止通气,菌球体即沉 淀,放掉发酵液,并加入新鲜培养基,即可进行 第二轮发酵.可连续进行9个周期。
②连续发酵工艺
连续搅拌罐反应器;葡萄糖;德氏乳 杆菌。
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
Dien,2001.构建了能利用混合己糖和戊糖生 产L-乳酸的重组大肠杆菌.
Parro,1999.把牛的L-LDH的基因引入乳酸 克鲁维酵母中,工程酵母转化率为1.19mol乳酸 /mol削耗的葡萄糖.
张黎,2005.克隆了牛链球菌L-LDH基因.
3.主要生产原料
乳酸发酵是生长和发酵同步进行的生长耦联 型,整个发酵过程贯穿着对营养物的要求,故氮 源需求量大。以淀粉为主的培养基,氮源举足轻 重。
菌种改良—现代技术 Picataggio,1997.把植物乳杆菌中能同化木质纤
维素构造中木糖组分所需的木糖异构酶和木酮糖激酶 基因转入能同型发酵L-阿拉伯糖和D-核糖为乳酸的一 株乳杆菌中.
Kyla-Nikkila,2000.瑞士乳杆菌CNRZ32的 ldhD基因失活,构建没有D-LDH酶活力的工程 菌,结果只产生单一L构型的L-乳酸.