乳酸发酵生产工艺培训课程(PPT 28页)
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发酵乳制品的生产培训课件
l 双歧杆菌酸乳 (yoghurt with bifidus) l 嗜酸乳杆菌酸乳 (yoghurt with acidophilus) l 干酪乳杆菌酸乳 (yoghurt with L. casei)
三、酸奶的营养保健功效
l 酸奶的成分更有营养 和更容易消化和吸收 。
l 乳酸菌对人体有极高 的营养保健作用。
一、发酵剂的概念和种类
（一）概念：
发酵剂(starter culture)是指生产乳酸制品时所 用的特定微生物培养物。
（二）种类
l 1、按使用方法分为
l
l 直投式
l
乳酸菌纯培养物
l 继代式 母发酵剂
l
生产发酵剂
2、按使用菌种分
传统的菌种：保加利亚杆菌
(Lactobacillus bugaricus)
； 3.具有一定的降解蛋白质、脂肪的作用，从而使酸乳更利
于消化吸收； 4.个别菌株能产生乳酸链球菌素等抗生素，能防止杂菌的
生长。
三、发酵剂用菌种的选择
1、产酸能力 2、后酸化 3、产香能力 4、粘性物质产生能力 5、蛋白质的水解性
四、发酵剂的调制
预备知识
1. 无菌操作和无菌室 2. 培养基的选择 3. 培养基的制备 4. 接种量 5. 培养时间与温度 6. 发酵剂的冷却与保存
婴儿双歧杆菌 (B. infantis) 青春双歧杆菌 (B. adolescentis)
3、按配合形式分
混合菌种和单一菌种。
•菌种的共生（symbiosis)作用
•菌种的产酸曲线
•Sc:嗜热链球菌 •Lb:保加利亚杆菌
二、使用发酵剂的目的
1.分解乳糖产生乳酸； 2.产生挥发性的丁二酮、乙醛等，使牛乳具有典型的风味
三、酸奶的营养保健功效
l 酸奶的成分更有营养 和更容易消化和吸收 。
l 乳酸菌对人体有极高 的营养保健作用。
一、发酵剂的概念和种类
（一）概念：
发酵剂(starter culture)是指生产乳酸制品时所 用的特定微生物培养物。
（二）种类
l 1、按使用方法分为
l
l 直投式
l
乳酸菌纯培养物
l 继代式 母发酵剂
l
生产发酵剂
2、按使用菌种分
传统的菌种：保加利亚杆菌
(Lactobacillus bugaricus)
； 3.具有一定的降解蛋白质、脂肪的作用，从而使酸乳更利
于消化吸收； 4.个别菌株能产生乳酸链球菌素等抗生素，能防止杂菌的
生长。
三、发酵剂用菌种的选择
1、产酸能力 2、后酸化 3、产香能力 4、粘性物质产生能力 5、蛋白质的水解性
四、发酵剂的调制
预备知识
1. 无菌操作和无菌室 2. 培养基的选择 3. 培养基的制备 4. 接种量 5. 培养时间与温度 6. 发酵剂的冷却与保存
婴儿双歧杆菌 (B. infantis) 青春双歧杆菌 (B. adolescentis)
3、按配合形式分
混合菌种和单一菌种。
•菌种的共生（symbiosis)作用
•菌种的产酸曲线
•Sc:嗜热链球菌 •Lb:保加利亚杆菌
二、使用发酵剂的目的
1.分解乳糖产生乳酸； 2.产生挥发性的丁二酮、乙醛等，使牛乳具有典型的风味
乳酸发酵生产工艺培训课程
乳酸发酵生产工艺培训课程引言乳酸发酵是一种常见的生产工艺，广泛应用于食品、饮料和医药等领域。
为了提高乳酸发酵产品的质量和产量，培训乳酸发酵生产工艺成为必要的举措。
本课程旨在介绍乳酸发酵的基本原理、工艺流程和常见的操作技术，帮助学员全面理解乳酸发酵生产工艺，并具备实践操作的能力。
1. 乳酸发酵的基本原理1.1 乳酸发酵的定义乳酸发酵是一种产生乳酸的生化过程。
通过乳酸菌将碳水化合物转化为乳酸，同时伴随着能量的释放。
1.2 乳酸发酵的类型乳酸发酵可以分为两种类型：乳酸乳菌发酵和乳酸酵母发酵。
乳酸乳菌发酵是最常见的类型，常见于酸奶等乳制品的生产过程中。
1.3 乳酸发酵的影响因素乳酸发酵的质量和产量受到多种因素的影响，包括温度、pH值、发酵时间、氧气供应等。
了解和控制这些影响因素对于提高乳酸发酵的效果至关重要。
2. 乳酸发酵生产工艺流程2.1 原料准备乳酸发酵的原料主要是含有碳水化合物的物质，如牛奶、果汁、大豆等。
在原料准备阶段，需要对原料进行处理，如破壁、过滤等，以便提高发酵效果。
2.2 发酵菌种培养在乳酸发酵过程中，需要添加适当的乳酸菌菌种。
菌种培养的关键是提供适宜的生长条件，如温度、pH值和营养物质等。
2.3 发酵过程控制发酵过程中需要对温度、pH值、氧气供应等进行控制。
通过合理的控制参数，可以提高发酵效率和乳酸的质量。
2.4 发酵产物处理发酵结束后，需要对产物进行处理，如过滤、浓缩、灭菌等。
处理的目的是提取纯净的乳酸产品，以便后续的包装和销售。
3. 常见的乳酸发酵操作技术3.1 温度控制技术温度是影响乳酸发酵效果的重要因素之一。
常见的温度控制技术包括水浴、恒温箱和恒温槽等。
3.2 pH值控制技术pH值对乳酸菌的生长和代谢有较大影响。
常见的pH值控制技术包括添加酸碱调节剂和自动调节pH值的反馈控制系统等。
3.3 氧气供应技术氧气供应对于保证乳酸菌的生长和代谢至关重要。
常见的氧气供应技术包括曝气和搅拌等。
发酵乳制品的生产培训课件
发酵乳制品的生产培训课件一、教学内容本课件主要依据《乳品工艺学》第四章“发酵乳制品的生产”内容进行讲解。
详细内容包括发酵乳的定义、分类、功能及生产原理；重点掌握酸奶、干酪、乳酸菌饮料等发酵乳制品的生产工艺流程、操作要点及质量控制。
二、教学目标1. 了解发酵乳制品的分类、功能及生产原理。
2. 掌握酸奶、干酪、乳酸菌饮料等发酵乳制品的生产工艺流程和操作要点。
3. 能够运用所学知识对发酵乳制品的生产过程进行质量控制。
三、教学难点与重点教学难点：发酵乳制品的生产工艺流程及质量控制。
教学重点：酸奶、干酪、乳酸菌饮料等发酵乳制品的生产操作要点。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、生产工艺流程图、实物样品。
五、教学过程1. 导入：通过展示市场上常见的发酵乳制品，引发学生对本节课的兴趣。
2. 理论讲解：a. 发酵乳的定义、分类、功能及生产原理。
b. 酸奶、干酪、乳酸菌饮料等发酵乳制品的生产工艺流程及操作要点。
3. 实践操作：a. 演示酸奶的制作过程。
b. 学生分组进行干酪和乳酸菌饮料的制作。
4. 随堂练习：针对讲解的内容，进行相关题目练习，巩固所学知识。
5. 案例分析：分析发酵乳制品生产过程中可能出现的质量问题及解决方法。
六、板书设计1. 发酵乳制品的定义、分类、功能及生产原理。
2. 酸奶、干酪、乳酸菌饮料等发酵乳制品的生产工艺流程及操作要点。
七、作业设计1. 作业题目：a. 解释发酵乳的定义及功能。
b. 简述酸奶、干酪、乳酸菌饮料的生产工艺流程。
c. 针对某一发酵乳制品，分析其生产过程中的质量控制要点。
2. 答案：a. 发酵乳是以牛乳、羊乳等动物乳为原料，通过添加乳酸菌进行发酵而成的一类乳制品。
具有改善肠道菌群、增强免疫力等功能。
b. 酸奶：原料乳→标准化→预热→均质→接种→发酵→冷却→成型→后熟。
干酪：原料乳→标准化→预热→均质→接种→凝乳→切割→搅拌→热处理→成型→后熟。
乳酸菌饮料：原料乳→标准化→预热→均质→接种→发酵→调配→均质→无菌包装。
酸奶发酵生产(发酵技术课件)
扩培流程
1-接种龄
接种龄
接种量
2-接种量及接种方式
扩培级数
3-扩培级数确定
接种龄
接种量 接种方式 级数确定
种龄：是指种子在罐中培养的培 养时间。 通常种龄是以处于生命力极旺盛 的对数生长期，菌体量还未达到 最大值时的培养时间较为合适。 时间太长，菌种趋于老化，生产 能力下降，菌体自溶；种龄太短， 造成发酵前期生长缓慢。
二级乳化阀
一级均质阀
一级均质阀
工作原理：高压均质机以高压往复泵为动力传递及物料输送机构，将物料输送至工作阀(一级均
质阀及二级乳化阀)部分。要处理物料在通过工作阀的过程中，在高压下产生强烈的剪切、撞击和空 穴作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。
课堂讨论区
问题1：发酵酸奶的生产对原料 乳有哪些特别重要到质量要求？
答案：B
请问：A和B有何不同？
均质的作用：
A
B
均质处理可使原料充分混匀，粒子变小，有利于提高酸乳的
稳定性和稠度，并使酸乳质地细腻，口感良好。
原料配合后通过片式热交换器串联均质机 ，进行16～
18MPa均质处理。均质前预热至55～65℃可提高均质效果。
原料质量
处理流程
高压均质机的结构
均质作用
均质原理
酸乳 yoghurt：原料-生牛（羊）乳或乳粉；菌种-嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌 风味酸乳 flavored yoghurt：原料-80%生牛（羊）乳或乳粉；其它原料-20%（食 品添加剂、营养强化剂、果蔬、谷物等）；菌种-嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌 乳酸菌数限量[CFU/g(mL)]：≥1×106；（检验方法-GB 4789.35，目前2016版）
发酵乳制品
乳酸发酵生产工艺培训课程.pptx
应用范围： 同型乳酸菌发酵的微生物已经用来发酵产生乳酸。 异型乳酸发酵的微生物，例如双歧杆菌，已经用于发酵 生产活菌饮料，
鲁东大学生科院
米根霉乳酸途径
好氧异型发酵，和细菌异型发酵不同，通过糖酵解途径，副产物 有：乙醇、富马酸、琥珀酸、苹果酸、醋酸 乳酸对糖转化率为：75%
可以以淀粉为原料发酵 糖酵解成丙酮酸，存在三条途径 1）丙酮酸脱羧酶---------乙醇 2）丙酮酸羧化酶--------草酰乙酸（形成三羧酸循环副产物：富马酸、 苹果酸） 3）L-乳酸脱氢酶--------L-乳酸
鲁东大学生科院
2 乳酸发酵微生物 乳酸细菌
3）产L-乳酸细菌 乳杆菌、链球菌、芽孢杆菌 趋势：嗜热乳酸杆菌，厌氧高温发酵（50℃以上） 部分微生物乳酸全部为L型，部分含少量D-乳酸 产乳酸细菌较多，根据需要选择 个别菌属可产淀粉酶（嗜淀粉乳杆菌）
鲁东大学生科院
2 乳酸发酵微生物 米根霉 果园、菜园、花盆土壤中或谷物上分离 马丁（Martin）培养基分离纯化 最适温度30℃，产酸多，副产物多，对糖利用效率低， 但可以以淀粉为原料（分泌淀粉酶、糖化酶）
3-磷酸 甘油醛
磷酸二羟丙酮
2丙酮酸
4ATP 4ADP
2( 1,3-二-磷酸甘油酸）
Lactococcus lactis Lactobacillus plantarum
异型乳酸发酵
发酵产物中除乳酸外同时还有比例较高的乙酸、乙醇、二氧化碳 等，称为异型乳酸发酵。其生物合成途径有两种。
a 6-磷酸葡萄糖酸途径
鲁东大学生命科学学院
乳酸发酵生产工艺
Lactic acid Fermentation Production
一. 概 述 Introduction
鲁东大学生科院
米根霉乳酸途径
好氧异型发酵，和细菌异型发酵不同，通过糖酵解途径，副产物 有：乙醇、富马酸、琥珀酸、苹果酸、醋酸 乳酸对糖转化率为：75%
可以以淀粉为原料发酵 糖酵解成丙酮酸，存在三条途径 1）丙酮酸脱羧酶---------乙醇 2）丙酮酸羧化酶--------草酰乙酸（形成三羧酸循环副产物：富马酸、 苹果酸） 3）L-乳酸脱氢酶--------L-乳酸
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2 乳酸发酵微生物 乳酸细菌
3）产L-乳酸细菌 乳杆菌、链球菌、芽孢杆菌 趋势：嗜热乳酸杆菌，厌氧高温发酵（50℃以上） 部分微生物乳酸全部为L型，部分含少量D-乳酸 产乳酸细菌较多，根据需要选择 个别菌属可产淀粉酶（嗜淀粉乳杆菌）
鲁东大学生科院
2 乳酸发酵微生物 米根霉 果园、菜园、花盆土壤中或谷物上分离 马丁（Martin）培养基分离纯化 最适温度30℃，产酸多，副产物多，对糖利用效率低， 但可以以淀粉为原料（分泌淀粉酶、糖化酶）
3-磷酸 甘油醛
磷酸二羟丙酮
2丙酮酸
4ATP 4ADP
2( 1,3-二-磷酸甘油酸）
Lactococcus lactis Lactobacillus plantarum
异型乳酸发酵
发酵产物中除乳酸外同时还有比例较高的乙酸、乙醇、二氧化碳 等，称为异型乳酸发酵。其生物合成途径有两种。
a 6-磷酸葡萄糖酸途径
鲁东大学生命科学学院
乳酸发酵生产工艺
Lactic acid Fermentation Production
一. 概 述 Introduction
酸酸乳工艺培训课程课件演示(27张)
化酸 巴氏杀菌
加香
均质
无菌灌装
高温瞬时灭菌
贮存检验
26.01.2021
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二、工艺说明
（一）、纯净水选用：
1、纯净水：符合《纯净水质量标准》，其中常规指标为：硬 度≤1.0mmol/L；PH=6.8—7.2；电导率≤50us/cm。 理论依据：
1）、纯净水的硬度：水中的钙、镁离子直接影响牛奶的稳定 性和口感，钙离子增多，会一定程度的缓冲产品酸度；
26.01.2021
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问题 七
7、检查发现操作工将化好的稳定剂和白砂糖混合物打入 化料暂存罐，之后又把化好的白砂糖和糖浆的混合也打 入到同一个化料暂存罐，再与牛奶进行混合。
存在隐患：由于糖浆的PH值为3.5—5.0，会降低稳定剂 的稳定效果，给产品的稳定性造成不良影响。
整改要求：严格按标准工艺执行，稳定剂和白砂糖混合 物单独存放，白砂糖和糖浆的混合物也单独存放，在将 混合物料打入配料罐时,必须先打稳定剂的混合物。
2）、PH=6.8—7.2：由于酸乳饮料配料过程中使用大量的水， 因此纯净水PH值变化对终产品的酸度、PH值影响很大，水PH值不 合格也是造成酸乳饮料生产过程中出现酸度、PH值不符合产品标 准的原因之一。
26.01.2021
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二、工艺说明
（二）、原奶的选用：
1、贮存：牛奶温度控制在0-8℃，贮存时间≤12小时，如超过 12小时依据《酸酸乳原奶使用质量标准》重新检测。
所以稳定剂在溶解的过程中，要严格的按照以上工艺要求进行 操作，保证溶解时间。
26.01.2021
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二、工艺说明
B、稳定剂溶解后，不宜高温长时间储存，否则会直接影响产品的稳 定性和口感的稠厚度，原因为：
《乳酸发酵工艺》课件
化妆品工业
乳酸发酵用于制作护肤品，具有保湿、抗氧化和调节皮肤PH值的作用。
发酵过程中的原料选择
选择适当的原料对乳酸发酵过程至关重要。原料的选择将影响乳酸细菌的生 长和乳酸产量。我们将深入探讨不同原料对发酵结果的影响。
发酵条件的调节
调节发酵条件，如温度、pH值和氧气含量，可以提高乳酸发酵的效果。我们将分享最佳的发酵条件设 置，以获得最高的乳酸产量和质量。
乳酸发酵被认为是一种可持续发展的工艺。我们将探讨乳酸发酵对环境的影 响，包括减少化学废物和温室气体排放。
《乳酸发酵工艺》PPT课 件
在这个PPT课件中，我们将探索乳酸发酵的奥秘。了解乳酸发酵的工艺、应 用领域以及它对环境的影响。我们还将深入研究乳酸菌在食品、医药和化妆 品工业中的创新应用。
什么是乳酸发酵
乳酸发酵是一种微生物代谢过程，通过乳酸菌将碳源转化为乳酸。这种发酵过程在食品、医药和化妆品 工业中得到广泛应用。
乳酸菌的分类和特点
乳酸菌包括不同种类的细菌，具有耐低pH和高温的特点，适应于各种环境条 件。它们还具有抑制病原菌生长、提高食品品质和增强免疫发酵被广泛应用于制作酸奶、奶酪、酸黄瓜等食品，提高食品的营养价值和口感。
医药工业
乳酸菌制剂被用作益生菌，帮助维持肠道菌群平衡，改善消化系统健康。
发酵过程常见问题及解决方法
在乳酸发酵过程中，会遇到各种常见问题，如细菌污染、产量波动等。我们将讨论这些问题，并分享解 决方法，以确保发酵过程的顺利进行。
发酵产物的分离和提纯
在乳酸发酵完成后，需要对发酵产物进行分离和提纯。我们将介绍常用的分 离方法和技术，以获得纯净的乳酸产物。
乳酸发酵对环境的影响
乳酸发酵用于制作护肤品，具有保湿、抗氧化和调节皮肤PH值的作用。
发酵过程中的原料选择
选择适当的原料对乳酸发酵过程至关重要。原料的选择将影响乳酸细菌的生 长和乳酸产量。我们将深入探讨不同原料对发酵结果的影响。
发酵条件的调节
调节发酵条件，如温度、pH值和氧气含量，可以提高乳酸发酵的效果。我们将分享最佳的发酵条件设 置，以获得最高的乳酸产量和质量。
乳酸发酵被认为是一种可持续发展的工艺。我们将探讨乳酸发酵对环境的影 响，包括减少化学废物和温室气体排放。
《乳酸发酵工艺》PPT课 件
在这个PPT课件中，我们将探索乳酸发酵的奥秘。了解乳酸发酵的工艺、应 用领域以及它对环境的影响。我们还将深入研究乳酸菌在食品、医药和化妆 品工业中的创新应用。
什么是乳酸发酵
乳酸发酵是一种微生物代谢过程，通过乳酸菌将碳源转化为乳酸。这种发酵过程在食品、医药和化妆品 工业中得到广泛应用。
乳酸菌的分类和特点
乳酸菌包括不同种类的细菌，具有耐低pH和高温的特点，适应于各种环境条 件。它们还具有抑制病原菌生长、提高食品品质和增强免疫发酵被广泛应用于制作酸奶、奶酪、酸黄瓜等食品，提高食品的营养价值和口感。
医药工业
乳酸菌制剂被用作益生菌，帮助维持肠道菌群平衡，改善消化系统健康。
发酵过程常见问题及解决方法
在乳酸发酵过程中，会遇到各种常见问题，如细菌污染、产量波动等。我们将讨论这些问题，并分享解 决方法，以确保发酵过程的顺利进行。
发酵产物的分离和提纯
在乳酸发酵完成后，需要对发酵产物进行分离和提纯。我们将介绍常用的分 离方法和技术，以获得纯净的乳酸产物。
乳酸发酵对环境的影响
苹果酸-乳酸发酵PPT文档共26页
，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
苹果酸-乳酸发酵4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
苹果酸-乳酸发酵4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
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鲁东大学生科院
米根霉乳酸途径
缺点：提取过程中杂酸较难去除，L-乳酸纯度下降，严 重时产生白色沉淀
优点：好氧条件下，合理控制营养和环境条件，可以为 同型乳酸发酵，糖转化率接近细菌的同型乳酸发酵
注意：微生物产乳酸的那种光学异构体，由胞内乳酸 脱氢酶决定 1）L-乳酸脱氢酶 2）D-乳酸脱氢酶
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应用范围： 同型乳酸菌发酵的微生物已经用来发酵产生乳酸。 异型乳酸发酵的微生物，例如双歧杆菌，已经用于发酵 生产活菌饮料，
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米根霉乳酸途径
好氧异型发酵，和细菌异型发酵不同，通过糖酵解途径，副产物 有：乙醇、富马酸、琥珀酸、苹果酸、醋酸 乳酸对糖转化率为：75%
可以以淀粉为原料发酵 糖酵解成丙酮酸，存在三条途径 1）丙酮酸脱羧酶---------乙醇 2）丙酮酸羧化酶--------草酰乙酸（形成三羧酸循环副产物：富马酸、 苹果酸） 3）L-乳酸脱氢酶--------L-乳酸
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乳酸发酵生产工艺 LacticacidFermentationProduction
一. 概 述 Introduction
广泛存在于人、动物、植物及微生物体内，旋光异构体
生产方法：化学合成（10%）和发酵法（90%） 广泛应用于化工、食品、医药领域 目前普遍使用DL-乳酸 L-乳酸天然性，将是发展方向，特别应用聚乳酸（可降解生 物材料）
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3 提取工艺
发酵液-----预处理（碱化）------提取------粗乳酸-------精制-----成品乳酸
1）细菌发酵预处理 发酵结束，5水合乳酸钙，发酵液变粘，糖浓度高固化 发酵结束升温至90-100℃，加入石灰乳，pH调至9.5-10.0，静置4-6h （维持温度55 ℃ ），沉渣清液分离 活性炭60-70 ℃ 脱色，去除色素
滤液------浓缩--------冷却结晶-------离心洗涤--------加热溶晶 --------酸解（硫酸）----------过滤（去除硫酸钙）----------脱 色（活性炭）-------粗乳酸
乳酸钙常温下溶解度：5%，水溶液pH6.0—7.0，乳酸钙浓度达11—14波 美度可自然结晶
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2 乳酸发酵微生物 乳酸细菌
3）产L-乳酸细菌 乳杆菌、链球菌、芽孢杆菌 趋势：嗜热乳酸杆菌，厌氧高温发酵（50℃以上） 部分微生物乳酸全部为L型，部分含少量D-乳酸 产乳酸细菌较多，根据需要选择 个别菌属可产淀粉酶（嗜淀粉乳杆菌）
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2 乳酸发酵微生物 米根霉 果园、菜园、花盆土壤中或谷物上分离 马丁（Martin）培养基分离纯化 最适温度30℃，产酸多，副产物多，对糖利用效率低，但 可以以淀粉为原料（分泌淀粉酶、糖化酶）
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三. 乳酸生产工艺
1 原料及预处理
碳源 1）蔗糖 2）糖蜜 3）葡萄糖 4）淀粉 辅料：麦根、麸皮、米糠、玉米浆、毛发水解液
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2 发酵工艺
细菌发酵工艺
1）菌种（德氏乳杆菌） A）同型乳酸发酵的乳酸菌 B）营养要求简单 C）耐高酸，反馈抑制作用小 D）耐高温，最好在50℃以上 2）菌种扩大培养（种量5-10%） 菌种成熟指标：乳酸5-7g/L，细胞含量7-8*1010个/ml，镜检可以看到24个细胞排列成链，原生质均匀，无大的异染颗粒，无杂菌
通过该途径，1mol的G产生1mol的乳酸，乳酸对糖的理 论转化率是50%。另外有比例较高的乙醇、乙酸和二氧 化碳等。
肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）及葡 聚糖明串珠菌（Leuconostoc dextranicum）通过该途
径进行异型乳酸发酵。
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②异型乳酸发酵：
4）溶晶酸解 乳酸钙晶体----溶解槽（通蒸汽升温溶解）-----酸解槽（50%浓硫 酸酸解） 酸解时放热，需冷却使料温不超80℃，防止乳酸钙分解 0.1%甲基紫检测：合适，菊黄色；酸过量，绿色；乳酸钙过量，紫 色 注意：控乳酸浓度不超22%，温度80 ℃内，硫酸过量0.5%以下，溶 液中石膏的过饱和系数为1.3—1.4，石膏晶体成熟1h
2 乳酸发酵微生物
乳酸细菌
1）乳酸菌分离 酿造发酸食品采样 泡菜形式富集 碳酸钙透明圈法分离（倾注法倒平板） 2）产D-乳酸细菌 德氏乳杆菌：77g/L，转化率90%，D-乳酸比例：90% 保加利亚乳杆菌：40g/L，转化率72%，D-乳酸比例：99% 左旋乳酸芽孢杆菌 菊糖芽孢乳杆菌： 98g/L，转化率97%，D-乳酸比例：99%
1）浓缩：12-13波美度（乳酸钙26—28%） 杂质影响（杂质增加1%，乳酸钙溶解度增加10%），浓缩前要除杂
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乳酸钙结晶酸解工艺
2）结晶 初始温度30℃---------- 23 ℃（1h），投放6—7%晶种 23 ℃-------18 ℃（1.5h） 后温度每1h降低2 ℃ 终温10 ℃，保持3—5h
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乳酸精制工艺 工艺要点 1）脱色：2%活性炭70--80℃脱色20--30min，药典级乳酸 需二次脱色 2）一次浓缩：真空减压浓缩，温度不超80 ℃，乳酸浓度 45—50%。 3）二次浓缩：70 ℃以下，乳酸浓度82-85%
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Thinks！
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磷酸戊糖酮解途径PK
乙醇
乙醛
乙酰CoA
ATP ADP NAD+ NADH
NAD+ NADH
葡萄糖
6-磷酸 葡萄糖
6-磷酸葡 5-磷酸 萄糖酸 -CO2 木酮糖
乙酰磷酸
3-磷酸 -2H 甘油醛
乳酸
2ADP 2ATP
b Bifidus 途径（双歧途径）
双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum)进行的乳酸发酵也是一条磷
磷酸己糖解酮酶
同EMP
6-磷酸果糖
6-磷酸-果糖
逆HMP途径
4-磷酸-赤藓糖
2木酮糖-5-磷酸
磷酸己糖解酮酶戊
2甘油醛 -3-磷酸
2乙酰磷酸
乙酰磷酸
乙酸激酶
2乳酸
2乙酸
乙酸
特别提醒：微生物的代谢途径一般都不是单一的，不论 同型乳酸发酵还是异型乳酸发酵，实际代谢产物都不象 代谢途径中那样单纯，两类乳酸发酵的代谢产物没有不 可逾越的界限。
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乳酸钙结晶酸解工艺
5）过滤脱色 0.5-3%粉末活性炭脱色30min，可得20%左右浓度的乳酸溶液 注意：乳酸钙溶解度大，约30%乳酸钙存在于母液不能结晶分离，乳 酸提取收率为50%左右。
乳酸精制工艺
粗乳酸----活性炭脱色------过滤------一次浓缩-------活性炭脱色 -------HG-10碳柱脱色------离子交换------二次浓缩------成品乳 酸
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2 发酵工艺
细菌发酵工艺
培养基配方：还原糖 15%，麦根 3.75%，磷酸氢二铵 0.25%，碳酸钙 10% 种子培养：50℃,24h，接种量 1-10% 发酵操作： 填料系数0.8 碳酸钙分批添加，控制pH不低于5.0 温度： 50℃ 发酵罐敞口，利于二氧化碳逸出 残糖低于1g/L发酵结束 周期：5-6d 发酵结束，加石灰乳调pH10.0，提温至90 ℃，澄清后进入提取工段。
3-磷酸 甘油醛
磷酸二羟丙酮
2丙酮酸
4ATP 4ADP
2( 1,3-二-磷酸甘油酸）
Lactococcus lactis Lactobaci中除乳酸外同时还有比例较高的乙酸、乙醇、二氧化碳 等，称为异型乳酸发酵。其生物合成途径有两种。
a 6-磷酸葡萄糖酸途径
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二. 代谢途径及产乳酸微生物
1 乳酸代谢途径
细菌乳酸途径
厌氧菌或微需氧菌，按发酵糖类过程和产物不同，可分为同型和 异型和双歧乳酸发酵
同型乳酸发酵：它们利用糖经糖酵解途径生成丙酮酸，丙酮酸还原产 生乳酸。发酵产物中主要为乳酸的称为同型乳酸发酵，如乳链球菌 （Streptococcus lactics）、乳酪链球菌（ Streptococcus cremoris）、干酪乳杆菌（lactobacillus casei）、保加利亚乳杆菌 （Lac. bulgaricus）等。
酸解酮酶途径。该途径的特点是： ①有两个磷酸酮解酶参与； ②在没有氧化作用和脱氢作用下，2分子G分解为3分子乙酸和2分子 3-磷酸甘油醛。接着，在3-磷酸甘油醛脱氢酶和乳酸脱氢酶的参与 下， 3-磷酸甘油醛转化为乳酸，转化率为50%。
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③双歧发酵
磷酸己糖解酮途径HK
2葡萄糖
2葡萄糖-6-磷酸
晶核形成：不能搅动或震动，否则会形成粥状结晶，无法和母液分离 影响结晶因素：起晶诱导时间、晶核形成速度、晶体成长速度
针形珊瑚状结晶--------精制原料 球形珊瑚状结晶-------粗原料
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乳酸钙结晶酸解工艺
3）离心洗晶 晶体经粉碎机打散成小颗粒晶体，甩虑离心机加水洗涤粘附在晶体 上的母液
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3 提取工艺
发酵液-----预处理（碱化）------提取------粗乳酸-------精制-----成品乳酸 2）米根霉发酵预处理 发酵结束，氢氧化钙中和pH至7.0, 升温至80-90 ℃，板框压滤机过滤，去除菌体和过量碳酸钙， 滤饼热水洗涤压干滤饼，合并
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乳酸钙结晶酸解工艺
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同型乳酸发酵
2H（乳酸脱氢酶）
C6H12O6 EMP 2CH3COCOOH
2CH3CHOHCOOH
同型乳酸发酵的特点：1mol的G产生2mol乳酸，理论转化率是 100%。另外有很少量的乙醇、乙酸和二氧化碳等。
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①同型乳酸发酵
2乳酸
米根霉乳酸途径
缺点：提取过程中杂酸较难去除，L-乳酸纯度下降，严 重时产生白色沉淀
优点：好氧条件下，合理控制营养和环境条件，可以为 同型乳酸发酵，糖转化率接近细菌的同型乳酸发酵
注意：微生物产乳酸的那种光学异构体，由胞内乳酸 脱氢酶决定 1）L-乳酸脱氢酶 2）D-乳酸脱氢酶
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应用范围： 同型乳酸菌发酵的微生物已经用来发酵产生乳酸。 异型乳酸发酵的微生物，例如双歧杆菌，已经用于发酵 生产活菌饮料，
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米根霉乳酸途径
好氧异型发酵，和细菌异型发酵不同，通过糖酵解途径，副产物 有：乙醇、富马酸、琥珀酸、苹果酸、醋酸 乳酸对糖转化率为：75%
可以以淀粉为原料发酵 糖酵解成丙酮酸，存在三条途径 1）丙酮酸脱羧酶---------乙醇 2）丙酮酸羧化酶--------草酰乙酸（形成三羧酸循环副产物：富马酸、 苹果酸） 3）L-乳酸脱氢酶--------L-乳酸
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乳酸发酵生产工艺 LacticacidFermentationProduction
一. 概 述 Introduction
广泛存在于人、动物、植物及微生物体内，旋光异构体
生产方法：化学合成（10%）和发酵法（90%） 广泛应用于化工、食品、医药领域 目前普遍使用DL-乳酸 L-乳酸天然性，将是发展方向，特别应用聚乳酸（可降解生 物材料）
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3 提取工艺
发酵液-----预处理（碱化）------提取------粗乳酸-------精制-----成品乳酸
1）细菌发酵预处理 发酵结束，5水合乳酸钙，发酵液变粘，糖浓度高固化 发酵结束升温至90-100℃，加入石灰乳，pH调至9.5-10.0，静置4-6h （维持温度55 ℃ ），沉渣清液分离 活性炭60-70 ℃ 脱色，去除色素
滤液------浓缩--------冷却结晶-------离心洗涤--------加热溶晶 --------酸解（硫酸）----------过滤（去除硫酸钙）----------脱 色（活性炭）-------粗乳酸
乳酸钙常温下溶解度：5%，水溶液pH6.0—7.0，乳酸钙浓度达11—14波 美度可自然结晶
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2 乳酸发酵微生物 乳酸细菌
3）产L-乳酸细菌 乳杆菌、链球菌、芽孢杆菌 趋势：嗜热乳酸杆菌，厌氧高温发酵（50℃以上） 部分微生物乳酸全部为L型，部分含少量D-乳酸 产乳酸细菌较多，根据需要选择 个别菌属可产淀粉酶（嗜淀粉乳杆菌）
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2 乳酸发酵微生物 米根霉 果园、菜园、花盆土壤中或谷物上分离 马丁（Martin）培养基分离纯化 最适温度30℃，产酸多，副产物多，对糖利用效率低，但 可以以淀粉为原料（分泌淀粉酶、糖化酶）
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三. 乳酸生产工艺
1 原料及预处理
碳源 1）蔗糖 2）糖蜜 3）葡萄糖 4）淀粉 辅料：麦根、麸皮、米糠、玉米浆、毛发水解液
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2 发酵工艺
细菌发酵工艺
1）菌种（德氏乳杆菌） A）同型乳酸发酵的乳酸菌 B）营养要求简单 C）耐高酸，反馈抑制作用小 D）耐高温，最好在50℃以上 2）菌种扩大培养（种量5-10%） 菌种成熟指标：乳酸5-7g/L，细胞含量7-8*1010个/ml，镜检可以看到24个细胞排列成链，原生质均匀，无大的异染颗粒，无杂菌
通过该途径，1mol的G产生1mol的乳酸，乳酸对糖的理 论转化率是50%。另外有比例较高的乙醇、乙酸和二氧 化碳等。
肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）及葡 聚糖明串珠菌（Leuconostoc dextranicum）通过该途
径进行异型乳酸发酵。
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②异型乳酸发酵：
4）溶晶酸解 乳酸钙晶体----溶解槽（通蒸汽升温溶解）-----酸解槽（50%浓硫 酸酸解） 酸解时放热，需冷却使料温不超80℃，防止乳酸钙分解 0.1%甲基紫检测：合适，菊黄色；酸过量，绿色；乳酸钙过量，紫 色 注意：控乳酸浓度不超22%，温度80 ℃内，硫酸过量0.5%以下，溶 液中石膏的过饱和系数为1.3—1.4，石膏晶体成熟1h
2 乳酸发酵微生物
乳酸细菌
1）乳酸菌分离 酿造发酸食品采样 泡菜形式富集 碳酸钙透明圈法分离（倾注法倒平板） 2）产D-乳酸细菌 德氏乳杆菌：77g/L，转化率90%，D-乳酸比例：90% 保加利亚乳杆菌：40g/L，转化率72%，D-乳酸比例：99% 左旋乳酸芽孢杆菌 菊糖芽孢乳杆菌： 98g/L，转化率97%，D-乳酸比例：99%
1）浓缩：12-13波美度（乳酸钙26—28%） 杂质影响（杂质增加1%，乳酸钙溶解度增加10%），浓缩前要除杂
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乳酸钙结晶酸解工艺
2）结晶 初始温度30℃---------- 23 ℃（1h），投放6—7%晶种 23 ℃-------18 ℃（1.5h） 后温度每1h降低2 ℃ 终温10 ℃，保持3—5h
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乳酸精制工艺 工艺要点 1）脱色：2%活性炭70--80℃脱色20--30min，药典级乳酸 需二次脱色 2）一次浓缩：真空减压浓缩，温度不超80 ℃，乳酸浓度 45—50%。 3）二次浓缩：70 ℃以下，乳酸浓度82-85%
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Thinks！
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磷酸戊糖酮解途径PK
乙醇
乙醛
乙酰CoA
ATP ADP NAD+ NADH
NAD+ NADH
葡萄糖
6-磷酸 葡萄糖
6-磷酸葡 5-磷酸 萄糖酸 -CO2 木酮糖
乙酰磷酸
3-磷酸 -2H 甘油醛
乳酸
2ADP 2ATP
b Bifidus 途径（双歧途径）
双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum)进行的乳酸发酵也是一条磷
磷酸己糖解酮酶
同EMP
6-磷酸果糖
6-磷酸-果糖
逆HMP途径
4-磷酸-赤藓糖
2木酮糖-5-磷酸
磷酸己糖解酮酶戊
2甘油醛 -3-磷酸
2乙酰磷酸
乙酰磷酸
乙酸激酶
2乳酸
2乙酸
乙酸
特别提醒：微生物的代谢途径一般都不是单一的，不论 同型乳酸发酵还是异型乳酸发酵，实际代谢产物都不象 代谢途径中那样单纯，两类乳酸发酵的代谢产物没有不 可逾越的界限。
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乳酸钙结晶酸解工艺
5）过滤脱色 0.5-3%粉末活性炭脱色30min，可得20%左右浓度的乳酸溶液 注意：乳酸钙溶解度大，约30%乳酸钙存在于母液不能结晶分离，乳 酸提取收率为50%左右。
乳酸精制工艺
粗乳酸----活性炭脱色------过滤------一次浓缩-------活性炭脱色 -------HG-10碳柱脱色------离子交换------二次浓缩------成品乳 酸
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2 发酵工艺
细菌发酵工艺
培养基配方：还原糖 15%，麦根 3.75%，磷酸氢二铵 0.25%，碳酸钙 10% 种子培养：50℃,24h，接种量 1-10% 发酵操作： 填料系数0.8 碳酸钙分批添加，控制pH不低于5.0 温度： 50℃ 发酵罐敞口，利于二氧化碳逸出 残糖低于1g/L发酵结束 周期：5-6d 发酵结束，加石灰乳调pH10.0，提温至90 ℃，澄清后进入提取工段。
3-磷酸 甘油醛
磷酸二羟丙酮
2丙酮酸
4ATP 4ADP
2( 1,3-二-磷酸甘油酸）
Lactococcus lactis Lactobaci中除乳酸外同时还有比例较高的乙酸、乙醇、二氧化碳 等，称为异型乳酸发酵。其生物合成途径有两种。
a 6-磷酸葡萄糖酸途径
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二. 代谢途径及产乳酸微生物
1 乳酸代谢途径
细菌乳酸途径
厌氧菌或微需氧菌，按发酵糖类过程和产物不同，可分为同型和 异型和双歧乳酸发酵
同型乳酸发酵：它们利用糖经糖酵解途径生成丙酮酸，丙酮酸还原产 生乳酸。发酵产物中主要为乳酸的称为同型乳酸发酵，如乳链球菌 （Streptococcus lactics）、乳酪链球菌（ Streptococcus cremoris）、干酪乳杆菌（lactobacillus casei）、保加利亚乳杆菌 （Lac. bulgaricus）等。
酸解酮酶途径。该途径的特点是： ①有两个磷酸酮解酶参与； ②在没有氧化作用和脱氢作用下，2分子G分解为3分子乙酸和2分子 3-磷酸甘油醛。接着，在3-磷酸甘油醛脱氢酶和乳酸脱氢酶的参与 下， 3-磷酸甘油醛转化为乳酸，转化率为50%。
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③双歧发酵
磷酸己糖解酮途径HK
2葡萄糖
2葡萄糖-6-磷酸
晶核形成：不能搅动或震动，否则会形成粥状结晶，无法和母液分离 影响结晶因素：起晶诱导时间、晶核形成速度、晶体成长速度
针形珊瑚状结晶--------精制原料 球形珊瑚状结晶-------粗原料
鲁东大学生科院
乳酸钙结晶酸解工艺
3）离心洗晶 晶体经粉碎机打散成小颗粒晶体，甩虑离心机加水洗涤粘附在晶体 上的母液
鲁东大学生科院
3 提取工艺
发酵液-----预处理（碱化）------提取------粗乳酸-------精制-----成品乳酸 2）米根霉发酵预处理 发酵结束，氢氧化钙中和pH至7.0, 升温至80-90 ℃，板框压滤机过滤，去除菌体和过量碳酸钙， 滤饼热水洗涤压干滤饼，合并
鲁东大学生科院
乳酸钙结晶酸解工艺
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同型乳酸发酵
2H（乳酸脱氢酶）
C6H12O6 EMP 2CH3COCOOH
2CH3CHOHCOOH
同型乳酸发酵的特点：1mol的G产生2mol乳酸，理论转化率是 100%。另外有很少量的乙醇、乙酸和二氧化碳等。
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①同型乳酸发酵
2乳酸