第三章乳酸发酵工艺学
乳酸生产工艺
乳酸生产工艺乳酸是一种重要的有机酸，广泛应用于食品、饲料、制药等领域。
乳酸生产工艺主要分为微生物法和化学法两种，其中微生物法是目前主要的生产方式。
微生物法的乳酸生产主要通过乳酸菌进行发酵过程。
一般来说，乳酸菌主要通过发酵乳制品来生产乳酸。
发酵乳主要使用牛奶或者其他乳制品作为基质，添加适量的菌种，然后通过恒温、密闭等条件进行发酵反应。
乳酸菌在发酵过程中会消耗基质中的乳糖，转化为乳酸。
发酵过程一般持续数小时至数天不等，期间还需要控制好发酵参数，例如温度、pH值、营养物质浓度等。
当乳酸生成达到一定浓度时，发酵结束。
乳酸微生物法的优点是原料易于获取，通过乳酸菌的代谢过程可以将乳糖等廉价废弃物转化为有用产品。
同时，该方法生产的乳酸属于天然产物，不存在对人体的危害。
此外，通过选择适宜的菌种和调节发酵条件，还可以获得优质的乳酸产品。
化学法是另一种乳酸生产技术，主要通过化学合成方式来制取乳酸。
化学法的基本反应是将烯化羧酸与醛缩合，然后进行加氢还原，生成乳酸。
化学法相较于微生物法来说，可以实现大规模连续生产，生产成本较低。
然而，化学法也存在一些问题。
首先，合成乳酸的反应过程复杂，需要多步反应，工艺条件要求较高，操作难度大。
同时，该方法生成的乳酸是racemic型乳酸，即旋光度为0，无法在某些特定领域或产品中使用。
此外，化学法生产的乳酸可能存在一些杂质，需要经过精炼提纯才能使用。
无论是微生物法还是化学法，乳酸生产过程中都需要考虑以下几个方面：基质选择、菌种选择、发酵条件、分离纯化等。
选择合适的基质是保证乳酸生产效率和质量的关键，常用的基质包括牛奶、蔗糖、玉米糖浆等。
乳酸菌的选择很重要，不同的菌种对基质的适应性和产酸能力有差异。
发酵条件的调控对于乳酸发酵效果起着决定性作用，例如温度、酸碱度、氧气供应等。
最后，对发酵液进行分离纯化，去除杂质，得到纯净的乳酸产品。
综上所述，乳酸是一种重要的有机酸，乳酸生产工艺主要包括微生物法和化学法。
乳酸发酵工艺流程
乳酸发酵工艺流程1.选材与准备2.清洁与消毒在进行乳酸发酵之前，需要对设备和容器进行彻底的清洁和消毒。
这是为了防止细菌、酵母等其他微生物的污染。
常用的消毒方法包括高温消毒、化学消毒和紫外线消毒。
3.原料混合将选好的原料按照一定的配方混合。
这一步是为了确保乳酸菌在发酵过程中获取足够的营养。
4.发酵剂投加在混合好的原料中加入适量的发酵剂。
发酵剂中含有大量的乳酸菌，它们是乳酸发酵的主要微生物。
常用的发酵剂包括乳酸菌粉、乳酸菌液体培养物等。
5.发酵条件调控在乳酸发酵过程中，需要控制一系列的发酵条件，包括温度、酸碱度、氧气供应等。
不同的乳酸菌对这些条件有不同的要求。
一般来说，乳酸菌发酵的最适温度为37°C，酸碱度为pH4.5-5.56.发酵过程观察在发酵过程中，需要进行观察和监测。
可以通过测量pH值、溶氧度、温度等指标来了解发酵的进程和乳酸生成的情况。
同时，也要进行微生物检测，确保发酵过程没有细菌、酵母等不良微生物的污染。
7.发酵结束一般来说，乳酸发酵过程需要持续数小时至数天不等。
当乳酸的产量达到一定的程度时，发酵过程可以结束。
此时，可以通过冷却或加热等方式停止乳酸的合成。
8.乳酸分离与提纯发酵结束后，需要将发酵液中的乳酸与其他成分分离。
常用的分离方法有离心、过滤、蒸发等。
这一步是为了获得纯度较高的乳酸制品。
9.包装与储存最后，将分离和提纯好的乳酸制品进行包装，并进行保存。
包装要求密封性好，以防止空气、湿气等因素对乳酸制品的影响。
以上就是乳酸发酵的工艺流程。
通过控制发酵条件和合理选材，可以制备出多种口感和风味的乳酸制品。
乳酸发酵工艺在食品工业中有着广泛的应用价值，为人们提供了各种各样的美味和健康的食品。
乳酸的生产工艺
乳酸的生产工艺乳酸是一种重要的有机酸，在食品、制药、化妆品和环境等领域有广泛的应用。
乳酸的生产主要包括两个工艺：微生物发酵和化学合成。
微生物发酵生产乳酸的工艺是利用乳酸菌对含有易于发酵的碳源（如糖类）的物质进行发酵，产生乳酸。
常用的微生物包括乳酸菌属的乳酸杆菌、乳酸球菌等。
该工艺具有原料来源广泛、生产过程简单、产品纯度高等优点。
主要工艺流程如下：1. 提取菌种：从自然界中分离乳酸菌，经培养、筛选等步骤得到适合生产的菌种。
2. 激活菌种：将菌种转移到适合生长的培养基中，进行激活。
3. 培养菌种：将激活的菌种转移到大规模培养罐中，通过控制温度、pH等条件培养增殖。
4. 发酵：将培养好的菌种与含有易于发酵的碳源的物质混合，通过控制温度、pH等条件进行发酵。
5. 分离纯化：将发酵液进行分离纯化，去除杂质、提取乳酸。
化学合成生产乳酸的工艺主要适用于无法通过微生物发酵得到乳酸的特定情况，如高浓度、高纯度的乳酸。
化学合成工艺主要通过氧化反应和非氧化反应来合成乳酸。
常用的化学合成工艺有以下几种：1. 二氧化碳法：将含有二氧化碳的气体通入含有金属盐的溶液中，反应生成乳酸。
该工艺需要高压氧化器和脱碳装置。
2. 氧化法：将含有氧气的空气通入含有金属盐的溶液中，反应生成乳酸。
该工艺需要氧化反应器和乳酸蒸馏装置。
3. 甲醇法：将甲醇和含有盐酸的溶液反应生成氯乙酸甲酯，再通过水解反应生成乳酸。
该工艺需要甲醇反应器和水解装置。
以上是乳酸的生产工艺的简要介绍。
根据具体需求和条件，选择适合的工艺来生产乳酸，能够满足各个领域的应用需求。
随着生物工程技术的不断发展和创新，乳酸的生产工艺将进一步优化和提高。
《发酵食品工艺学》章节测验-填空题 (2)
第一章绪论1、现代发酵技术主要是以发酵工程和酶工程为支撑，利用现代生物技术进行生产发酵的技术。
2、现代发酵技术的两个核心组成部分分别是生物催化剂和生物反应系统。
第二章绪论1、以基因突变为理论基础进行的微生物菌种选育的方法主要有自然选育和诱变育种。
2、以基因重组为理论基础进行的微生物菌种选育的方法主要有杂交育种、原生质体融合和基因工程。
3、紫外线作用下胸腺嘧啶二聚体的形成是紫外线引起细胞突变的主要原因。
4、利用青霉素抑制细胞壁合成的原理，可以进行营养缺陷型菌株的筛选。
5、菌种保藏的目的是在一定时间内使菌种不死亡、不变异、不污染，维持优良的性状，随时为生产、科研提供优良菌种。
6、导致菌种退化的原因：基因型的分离、自发变异和人工诱变。
第三章微生物的代谢调控理论及其在食品发酵中的应用1、微生物代谢过程的自我调节表现在控制营养物质进入细胞、酶与底物的接触和代谢物的流向等三个环节上。
2、微生物代谢的自我调节实际上就是酶调节，包括酶活性的调节和酶合成的调节两种方式。
3、酶合成的调节是通过调节酶的合成来调节代谢速率，包括酶合成的诱导和阻遏。
4、酶活性的调节是通过改变现有酶分子的活性来调节代谢速率，包括酶活性的激活和抑制。
5、基质中同时存在葡萄糖和乳糖两种碳源时，大肠杆菌会先利用葡萄糖再利用乳糖，这一现象称为葡萄糖效应，是由于分解代谢物的阻遏作用。
6、反馈调节是指代谢过程的中间产物或终产物对代谢早期阶段的关键酶的抑制作用，包括反馈抑制和反馈阻遏两种类型的调节作用。
7、分支代谢途径的反馈抑制作用主要有协同反馈抑制、合作反馈抑制、积累反馈抑制和顺序反馈抑制等几种模式。
8、氧的存在可以使酵母菌呼吸作用增强而乙醇产量显著下降的现象称为巴斯德效应，即酶活性的能荷调节作用。
第四章发酵工程学基础1、种子扩大培养工艺流程一般包括实验室种子制备和生产车间种子制备两个阶段。
2、生产车间种子制备可控参数有种子罐级数、种龄和接种量。
3、培养基根据其组成成分的纯度可分为天然培养基和合成培养基。
乳酸发酵工艺流程
乳酸发酵工艺流程乳酸发酵是一种常见的发酵工艺，广泛应用于食品、饮料和药品等领域。
在乳酸发酵过程中，乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸，产生酸味和香味，同时还能增加产品的保质期和营养价值。
下面将介绍乳酸发酵的工艺流程。
首先，原料的准备是乳酸发酵的第一步。
一般来说，乳酸发酵的原料主要包括牛奶、豆浆、果汁等。
在选择原料时，需要考虑原料的营养成分和微生物的适应性，以及产品的口感和香味。
同时，还需要对原料进行预处理，如加热、过滤、杀菌等，以保证原料的卫生安全和发酵的顺利进行。
其次，接种发酵菌是乳酸发酵的关键环节。
在选择发酵菌时，需要考虑菌株的稳定性、发酵速度和产酸能力。
常用的乳酸菌包括嗜热乳酸菌、嗜冷乳酸菌等。
接种发酵菌的方法有直接接种和预培养接种两种，根据产品的要求和工艺的特点选择合适的接种方法。
然后，控制发酵条件是乳酸发酵的关键。
发酵温度、pH值、氧气供应等因素都会影响发酵的效果。
一般来说，乳酸发酵的温度控制在35-45摄氏度之间，pH值控制在6.0-6.5之间，同时保证适当的氧气供应，可以有效地促进乳酸菌的生长和产酸。
最后，发酵结束后需要进行产品的后处理。
包括杀菌、冷却、包装等环节，以保证产品的卫生安全和口感品质。
同时，还需要对产品进行质量检验，包括酸度、菌落总数、外观等指标的检测，以确保产品符合国家标准和企业的质量要求。
总的来说，乳酸发酵工艺流程包括原料准备、接种发酵菌、控制发酵条件和产品后处理四个主要环节。
通过科学合理地控制这些环节，可以生产出口感好、营养丰富、质量稳定的乳酸发酵产品，满足消费者的需求，也有利于企业的可持续发展。
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 ℃
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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
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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
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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
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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
《发酵食品工艺学》复习提纲2020
第二章菌种选育、保藏与复壮（一）复习思考题1、什么是菌种选育？优良菌种选育的方法主要有哪些？3、微生物菌种保藏的目的（3个）、原理（2点）及常用的保藏方法（7种）。
4、造成菌种退化的原因是什么？生产中如何防止菌种的退化？（二）生产工艺流程第三章微生物的代谢调控理论及其在食品发酵中的应用（一）复习思考题1、什么是微生物代谢？微生物代谢过程的自我调节主要表现在哪些环节上？3、微生物代谢的反馈调节作用主要有哪些类型？在发酵生产中如何克服微生物代谢的反馈调节作用？（1）类型：反馈抑制和反馈阻遏（2）措施：1.改变微生物的遗传特性；2. 控制发酵的工艺条件；3.改变细胞膜的渗透性4、什么是代谢控制发酵？在发酵生产中改变微生物遗传特性来调控代谢的方法有哪些？5、通过控制细胞膜渗透性来提高发酵产物产量的原理是什么？（二）生产工艺流程第四章发酵工程学基础（一）复习思考题6、根据你所学的发酵工艺学知识，简述补料分批发酵的主要应用领域有哪些？7、发酵过程中引起发酵液温度变化的因素有哪些？对发酵过程有何影响？生产上发酵温度选择的依据是什么？（1）因素：生物热、搅拌热、辐射热、蒸发热（2）影响：温度影响细胞酶的活性、发酵液的性质、代谢产物的合成方向。
（3）依据：综合考虑微生物最适生长温度、发酵产物生成、通气条件等因素。
8、发酵液中溶解氧浓度对发酵过程有何影响？生产上如何控制发酵液溶解氧浓度？（1）影响：溶氧过高会引起能量过度消耗并对细胞产生危害、抑制代谢产物的合成、影响培养基的电位；溶氧过低影响微生物的呼吸，造成代谢异常。
（2）措施：配置搅拌叶和挡板，分散气体；改变通气量和搅拌速度，控制溶氧速率；控制发酵液黏度，改变传质阻力。
9、发酵过程中引起发酵液pH变化的因素有哪些？对发酵过程有何影响？生产上如何控制发酵液pH？（1）因素：①引起发酵液pH下降的因素—碳源过多、消泡油加多、生理酸性物质过多；②引起发酵液pH上升的因素—氮源过多、生理碱性物质过多、中间补料时，碱性物质添加过多。
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食品加工工艺，通过乳酸菌的作用，可以将食品中的糖类转化为乳酸，从而改变食品的口感、风味和保质期。
乳酸菌发酵原理涉及到微生物学、生物化学等多个领域的知识，下面我们来详细了解一下乳酸菌发酵的原理。
首先，乳酸菌是一类革兰氏阳性菌，主要包括嗜热乳酸菌、嗜冷乳酸菌、嗜酸乳酸菌等多种类型。
这些乳酸菌在适宜的温度和pH值条件下，可以利用食品中的葡萄糖、果糖等碳水化合物进行发酵作用，产生乳酸和其他有机酸、酒精、二氧化碳等物质。
其次，乳酸菌发酵的过程中，主要涉及到乳酸菌的代谢途径。
乳酸菌主要通过糖酵解途径进行代谢，将葡萄糖分解为丙酮酸，再将丙酮酸还原为乳酸。
这个过程中产生的乳酸可以降低食品的pH值，抑制有害微生物的生长，延长食品的保质期。
此外，乳酸菌发酵还涉及到乳酸菌的生长和繁殖。
在适宜的温度、pH值和营养条件下，乳酸菌可以快速繁殖，形成乳酸菌菌体和乳酸菌代谢产物。
这些代谢产物不仅可以改善食品的口感和风味，还可以增强食品的营养价值。
最后，乳酸菌发酵的原理还与氧气和温度密切相关。
乳酸菌是厌氧菌，只能在无氧或微氧条件下进行发酵。
此外，不同种类的乳酸菌对温度的要求也有所不同，有的乳酸菌适合在低温下发酵，有的适合在高温下发酵。
因此，在食品加工过程中，需要根据不同的乳酸菌种类和食品特性来选择合适的发酵条件。
总的来说，乳酸菌发酵原理是一个复杂的生物化学过程，涉及到多种因素的相互作用。
通过深入了解乳酸菌发酵的原理，可以更好地掌握食品加工技术，生产出口感好、营养丰富、保质期长的发酵食品。
同时，也可以为乳酸菌在食品工业中的应用提供理论基础和技术支持。
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吸收，可提高牛羊的产奶量。
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二、乳酸盐、乳酸衍生物及聚合物用途
乳酸是一种羟基羧酸，分子上有一个羟基和一个羧基，因此，能 进行反应，生成一系列的乳酸盐、乳酸酯、乳酸酰胺等乳酸衍生 物及其聚合物。
乳酸钙：L-乳酸钙广泛用于食品及医药工业，是一种良好的钙 源，用于治疗骨质疏松、手足抽搐、抽筋、低血钙、过敏、痉 挛和镁中毒等病症。用于面包、奶粉、酱菜等做钙营养剂。还 可作为稳定剂、缓冲剂、面团调节剂改善风味和口感，提高诸 如糖果、糕点等食品和饮料的质量。增强水果和蔬菜的抗氧化 性，防止褪色。加于饲料中能控制饲料中菌的改变，牛羊可提 高产奶量，提高家禽蛋壳硬度减少破碎。
H
CH3-C-COOH
OH
2
由于分子内含有一个不对称碳源子，因此具有旋光异构现 象。乳酸按其旋光性可分为D(-)-乳酸、L(+)-乳酸和DL-乳 酸三种。
由于人体只能代谢利用其中的L(+)-乳酸，因此世界卫生组 织(WHO)明确规定，成人每天摄入D(-)-乳酸的量不得超过 100 mg/kg体重，对于三个月以下的婴儿食品中不应加入 D(-)-乳酸，而对于L(+)-乳酸则不加限制。
6
一、乳酸的用途
1、食品工业 （食品工业用含量为50%）
由于L-乳酸对人体无毒副作用，且易吸收，可直接参与体内代谢，因 此被广泛的应用于酸味剂、防腐剂(代替苯甲酸钠)、pH调节剂和食品 强化剂。乳酸可解除疲劳、松弛肌肉。
饮料、果汁、奶制品中用作酸味剂； 调味品如酱油、醋、咸菜中用作防腐保鲜和调味剂，使酸味自然； 蛋糕、面包、肉制品、果冻、奶酪、果酱、冰淇淋、腌制品等食品中
此外聚乳酸还具有良好的机械性能、透明性、透 气性等而被大量应用于农业、制造业等领域。
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6、其它行业
纺织业中乳酸用于pH值调整，是良好的媒染剂； 农药中用作除草剂的原料； 因其具有清洁除垢等作用，用于洗涤清洁产品； 在涂料墨水工业中用作pH 调节剂和合成剂； L-乳酸在塑料纤维工业中是可降解新型材料聚乳酸PLA的
L(+)-乳酸钙、L(+)-乳酸亚铁、L(+)-乳酸锌都是补充金属元素的良好药品， 此外由聚乳酸制成的手术缝合线、生物植片等在临床上都被广泛应用。
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3、化妆品工业
在化妆品中其用量也逐渐增大。乳酸本身含有天然润肤成 分，刺激皮肤细胞再生效果明显，在皮肤、头发的护理中 起到保湿滋润，替代甘油作保湿剂，调节酸碱性、抗微生 物等作用，对皮肤无刺激性，兼有剥离性能、抗菌性能和 增白性能，对改善皮肤组织结构，消除皱纹、色斑，治疗 皮肤干燥、痤疮等有显著疗效。
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4、香料和香精、皮革、卷烟工业
乳酸乙酯是重要的食用香料，用来配制酒和食用香精，在盛 产清香型酒国家，乳酸用量很大。
制革工业用它来除去柔皮中的石灰和钙质，使皮革柔软光滑。 用乳酸比其它酸脱灰质量好，因此高级皮革都用乳酸脱灰。 一般皮革用的乳酸含量为40%，对乳酸的质量要求低，深色 和带臭味的均可使用。
由于乳酸含有一个羟基和一个羧基，因此可以参与多种反应， 如氧化反应、还原反应、酯化反应、缩合反应等，其中由L乳酸充分脱水可缩聚成聚L-乳酸。另外，加热乳酸使其自动 酯化，可形成乳交酯。
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乳酸市售品无论是发酵法或合成法的制品均为外消旋体。 外消旋体为无色糖浆状液体或晶体，无臭、有酸味，有吸
湿性，光学性不活泼，即使在极冷条件下也不凝固，相对 密度1.4392(20℃/40℃)，熔点18℃，沸点122℃ (±5mmHg )，有防止腐败发酵的作用，不侵犯健全的组 织，但对病变组织敏感。
用来调节pH、抑菌、延长保质期、调味等； 面包、糕饼等食品中作膨松剂； 发酵工业，加入的目的是控制pH值，作灭菌剂以防止杂菌繁殖，促进
菌体发育。 乳酸可使食品具有微酸性且不影响水果和蔬菜天然气味和芳香，故广
泛用于水果和蔬菜等罐头食品中剂用在病房、手术室、实验室等场所。 在医药方面广泛用作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物制剂、pH 调节剂等。
可直接制成药或制成盐类，用作含漱剂、涂布剂、膀胱注入剂等，还可内 服用于肠内消毒。
它能溶解蛋白质和角质，对病变组织的腐蚀作用特别敏感，可用于治疗喉 头结核、白喉、狼疮等病。
利用乳酸亲水性的特点与难溶性药物结合，可增加药物的吸收量，防止副 作用产生。
乳酸除了可以直接用作消毒剂外，还可以制成乳酸钠，配成输液，治疗酸 中毒及高钾血症。
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第二节 乳酸及乳酸衍生物的应用
乳酸是世界公认的三大有机酸之一，自从1780年Scheele发 现乳酸以来，乳酸的生产及应用技术得到大规模的提高。 L-乳酸、L-乳酸盐及其聚合物广泛应用于食品、医药、农 业、化学工业等领域。此外，以L乳酸聚合的聚乳酸(PLA)， 凭借其可生物降解，生物相容等特性，越来越受到广泛的 研究和关注。
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二、乳酸的性质
L-乳酸是一种有机强酸，能与水、酒精和乙醚以任意比互溶。 60%以上浓度的乳酸具有很强的吸湿性。
乳酸通常为无色或微黄色粘稠状液体，在67～133Pa的真空 条件下反复分馏，可以得到纯品的乳酸结晶。纯净的无水乳 酸是白色的晶体，熔点为16.8℃，沸点为122℃(2kPa)，相对 密度为1.24g。
第三章 乳酸及乳酸钙
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第一节 乳酸的理化性质
一、乳酸的命名与分子结构
乳酸因存在于酸牛奶中而得名，它广泛存在于人 体、动物、植物和微生物中，其产、消量仅次于 柠檬酸。
乳酸，英文名为(Lactic acid)，学名为-羟基丙酸
(-hydrxy-propionic acid)，结构式为CH3CHOHCOOH， 相对分子质量为90.08，是一种天然存在的有机酸。
卷烟生产中用乳酸调节烟草味道，清除苦辣味且防霉变，并 利用乳酸的引湿性保持水分，增加烟丝的柔软性，降低尼古 丁含量。也常用乳酸处理低档烟草来提高档级。
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5、化学工业
在化学领域中，由于L(+)-乳酸是生物可降解塑料----聚乳酸的原料而备受关注。聚乳酸有望在不久 的将来代替PVC、PP等各种不可降解的塑料，以 消除“白色污染”所造成的环境危机。