乳酸发酵研究进展
23552367_谷物乳酸发酵饮料工艺研究进展
食品科技谷物被称为世界各民族的生命之本，我国早在春秋战国时期已有“五谷为养”之说[1]。
当代社会中，随着科学技术的不断发展与生产方式的更新迭代，消费者在多方面因素的影响下，对于谷物有了更加深入的了解，同时对自身的需要有了进一步的认知，对于食品，趋于追求安全、健康、快捷和时尚[2]。
食品的生产和保存有诸多方式，而发酵被普遍认为是最古老和最经济的方法之一,谷物发酵食品在世界各地被广泛食用[3]。
与直接用原料烹饪的食物相比，发酵谷物食品通常更美味、更容易消化，富含多种营养物质，如维生素、有机酸和游离氨基酸[4]。
随着经济水平的提高，人们更倾向于食用动物性食物，导致居民饮食摄入失衡。
因此，为改善膳食平衡，均衡营养，以谷物为原料经发酵生产的谷物发酵饮料成为发展趋势。
谷物乳酸发酵饮料是经过现代工艺流程加工成的可以直接饮用的产品，在口感、便捷度、消费者接受度方面较以往产品有很大进步，同时充分保留了谷物中对人体健康有益的营养成分[5]。
饮料也由原来的“解渴好喝”扩展到具有一定功能特点的产品[6]。
在饮料研发领域，益生菌发酵逐渐得到广泛认可。
这种方式不仅可以提升饮品的营养价值，同时也可以增加其特殊风味，从而得到了消费者的青睐[7]。
本文主要就谷物乳酸发酵饮料的国内外工艺研究及发酵菌群分析进展进行综述，为进一步实现谷物乳酸发酵饮料纯种发酵提供参考。
1 谷物乳酸发酵饮料的工艺研究进展1.1 工艺流程和树平等人[8]以大麦、燕麦和薏仁为原料制作复合谷物发酵饮料，其制作工艺流程为：原料→制浆→均质→糖化→接种发酵→调配→均质→灌装→灭菌。
最终得到的产品色泽均一呈淡黄色，组织状态均匀，其微生物指标和理化指标均符合规定。
研究人员通过对谷物乳酸发酵饮料加工工艺的比较，发现具有大同小异的工艺流程：原料清洗→磨浆→糊化→液化→糖化→均质→杀菌→发酵→后期调配→成品[9]。
针对不同的谷物进行发酵，发现其工艺流程研发重点为发酵阶段和后期调配阶段。
发酵法生产乳酸的提取与精制研究进展
$
$%$
乳酸的提纯与精制技术
乳酸钙结晶—— —酸解工艺
目前我国多数厂家采用此工艺提取和精制乳
5+&6#%$ 778 56>$4+#3$ ?5— < 三丙胺 （(@5） A(B5 三辛胺 （(B5）三Βιβλιοθήκη 基甲基氯化胺(B5A(E@
9:;<= 97= 9C= 9D= 98= 9F=
酸， 其流程如图 : 所示。
食品工业科技
!"#$%"$ &%’ ($")%*+*,- *. /**’ 0%’1234-
发酵法生产乳酸的 提取与精制研究进展
（武汉化工学院化工系， 武汉 !"##$"） 吴宇琼 李定或 吴元欣
摘
要 乳酸发酵液的分离提取技术，直接影响产品的质量和收 率。 根据国内外有关研究报导， 详述了提取与精制乳酸的 各种新技术： 溶剂萃取法、 液膜法、 离子交换法、 电渗析 法、 吸附法、 双水相萃取法、 双蒸馏法， 并指出了各种工艺 的优缺点。 关键词 乳酸 提取与精制 有机溶剂 液膜 离子交 换 电 渗 析 吸附
:G8
!""# 年第 $ 期
!"#$%&’("$)’%**+
7 所示。
食品工业科技
位体积内的有效膜表面积比率高，该膜不需要 支 撑 材料， 寿命较长， 是一种效率高、 稳定性好的膜。如图 中空纤维膜的缺点：不能处理含 悬 浮 固 体 的 料 液， 反萃困难。
$%&
离子交换法
离子交换树脂具有吸附选择性强 ， 易 于 工 业 化
$%#
也有浓缩液不结晶而直接用硫酸酸解 乳 酸 钙 提 取乳酸的工艺。该工艺虽具有易于控制、 工艺成熟的 优点， 但流程长， 硫酸及活性炭的用量大， 副产物石 劳动强度高， 特别是产品收率低， 国 膏 I&!BC 量 大 ， 内厂家的乳酸收率一般在 CGH;CDH 之间。
乳酸菌发酵过程中乳酸生产机制研究
乳酸菌发酵过程中乳酸生产机制研究乳酸菌发酵是一种常见的发酵过程，不仅能够制造出美味可口的食品，还具有很多益处。
在乳酸菌发酵过程中，乳酸生产机制是一个值得研究的问题。
本文将通过分析乳酸生产的过程及机制，探讨乳酸菌发酵中乳酸生产的原因与作用。
一、乳酸发酵过程乳酸菌是一类好氧和厌氧的细菌，它们生长在许多自然食品（如奶类、蔬菜和肉类等）中，是许多食品的重要组成部分。
乳酸菌的代表菌种为乳杆菌和嗜酸乳杆菌。
乳酸发酵过程是在缺氧条件下进行的，乳酸菌通过代谢糖类等底物生成乳酸。
底物主要是在乳酸菌体内代谢成丙酮酸，后者被还原成乳酸，同时伴随着ATP的生成。
乳酸生成的反应如下：C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi → 2 CH3CHOHCOOH +2 ATP即糖类底物通过代谢后生成2分子乳酸，伴随着2个ATP的生成。
二、乳酸生产机制乳酸生产机制是指在乳酸菌代谢底物过程中，生成乳酸的机理。
在乳酸发酵过程中，乳酸菌的代谢产物主要是丙酮酸和乳酸，在两者之间存在一个平衡状态。
该平衡反应称为乳酸/丙酮酸偶联反应，其反应式如下：CH3CHOHCOOH + NADH + H+ ↔ CH3COCOO- + NAD+ + H2OCH3COCOO- + H+ + NADH ↔ CH3CHOHCOOH + NAD+在此反应中，丙酮酸作为底物，首先被NADH还原为乳酸，形成的乳酸再将另外一份NADH还原成丙酮酸。
由此可以看出，乳酸生成的过程是通过丙酮酸被氧化还原所致的。
此外，乳酸菌发酵中还存在两种乳酸异构体：L-乳酸和D-乳酸。
这是由于某些乳酸菌通过代谢底物生成L-乳酸，而另外一些乳酸菌则生成D-乳酸。
在消化道中，L-乳酸通常是主要的代谢产物。
而D-乳酸多数在加工过程中被生成，如面包、啤酒等。
三、乳酸生产的原因与作用乳酸生产是由于乳酸菌繁殖与代谢而产生的。
乳酸菌的繁殖与代谢大多数发生在微生物质量与生长环境等都相对稳定的情况下。
因此，一般来讲，适宜生存和繁殖的菌株会在适宜的生长环境下发酵，代谢底物生成乳酸。
木质纤维素发酵转化乳酸研究进展
木质纤维素发酵转化乳酸研究进展摘要木质纤维素转化乳酸的重要环节包括木质纤维素原料预处理、纤维原料水解和乳酸发酵。
现阶段发酵生产乳酸存在的主要问题有原料利用率低、酶用量大、产物浓度低以及产品不易分离等,对这些问题进行了分析并提出解决方法。
关键词木质纤维素;乳酸;预处理;生物转化;存在问题ResearchProgressonConversionofLignocelluloseMaterialforLacticAcidbyFermen tationQI XiangSU Zhao-qinTANG YongJIANG Jian-xin *(Department of Chemical Engineering,Beijing Forestry University,Beijing100083)AbstractThe important procedures in lactic acid production included the pre-treatment of raw material,cellulose hydrolysis and fermentation.For the current situation,the main problems in fermentation for lactic acid were low conversion rate of raw material,large consumption of enzyme,low concentration of products,and complicated separation of lactic acid,etc. These problems were analyzed,and the solutions were pointed out.Key wordslignocellulose;lactic acid;pre-treatment;bioconversion;existing problems乳酸,又名丙醇酸(学名α-羟基丙酸,分子式为C3H6O3),分子中含有1个不对称碳原子,具有旋光性。
发酵法制备D乳酸研究进展
２ ０ １ ７年 ８月
Ｖ ｏ １ ． ４ ６． Ｎ Ｏ ． ８ Ａ ｕ ｇ ｕ ｓ ｔ， ２ ０ １ ７
发 酵 法 制备 Ｄ 乳 酸研 究进 展
李 晓姝 ，高大成 ，王领 民，张霖 ，樊亚超
（ 中 国石 油化 工 股份 有 限公 司 抚顺 石油 化工 研究 院 ，辽 宁 抚顺 １ Ｉ ３ ０ ０ １ ）
乳 酸在 自然 界 中分 布广 泛 ，存 在于 多种 植物 、
较高。 相对地 ， 微生物发酵法制备 Ｄ 一 乳酸的生产成
本 较低 ， 并 能直 接合 成高 光学 纯度 的 Ｄ 一 乳酸 ， 是工
动物 和微 生 物 中 ，是 生 物体 的 常见代 谢 产物 之一 。 乳酸是 自然界中最小 的手性分子 ，且常为 Ｄ Ｌ混合 业上最具前景的生产方式 。本文就近年来生物法合 型，是公认的三大有机酸之一。由于人和动物体 内 成 Ｄ乳 酸 的研究进 展 进行 了综 述 。 只含有 Ｌ 一 乳 酸脱 氢 酶 ，仅能 对 Ｌ 一 乳 酸进 行代 谢 ，
ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ｉ ｔ ＇ ｓ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｈ ｉ ｇ ｈ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｆ ｅ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｖ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｔ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｄ— ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｙ ｂ ｉ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｄ． １ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ； Ｆ ｅ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
微生物发酵生产乳酸的工艺研究
微生物发酵生产乳酸的工艺研究在食品工业中，乳酸是一种非常重要的产品。
它被广泛应用于乳制品、饮料、糕点以及肉制品等领域。
除了食品工业外，乳酸在制药、化妆品以及医疗领域也有着广泛的应用。
因此，微生物发酵生产乳酸的工艺研究非常重要，可以极大地促进乳酸工业的发展。
本文将从微生物、气体、培养基等方面探讨微生物发酵生产乳酸的工艺研究。
微生物乳酸的发酵主要是通过厌氧的发酵，其中主要的微生物为乳酸菌。
乳酸菌可以转化各种碳水化合物为乳酸，因此，其应用范围非常广泛。
在工业中，常用的乳酸菌有四种：热带乳酸菌、中温乳酸菌、冷带乳酸菌以及乳酸链球菌。
这些乳酸菌有着不同的生长特性和菌株，因此需要根据不同的生产需求选择适合的菌株。
气体在微生物发酵生产乳酸中，气体是一个非常重要的因素。
由于乳酸发酵是一种厌氧反应，因此需要提供气体条件。
一般情况下，发酵过程中使用的气体为氮气和二氧化碳。
氮气可以用来维持反应器内部的压力和提供微氧环境，而二氧化碳可以使反应器保持酸性环境。
气体的流速和压力要恰如其分，以避免对微生物的生长产生不利影响。
培养基培养基是微生物发酵生产乳酸的重要组成部分，它提供了微生物生长所需的营养物质。
常用的培养基有糖类、蛋白质及其水解产物、酵母提取物等。
为了保证微生物的生长和乳酸的产生，培养基中所含的营养物质要恰当，且浓度不能太高或太低。
此外，在培养基中添加一些必需元素和微量元素，如氮、磷、钾、镁、铁、锌等，也是必要的。
发酵过程控制发酵过程控制是微生物发酵生产乳酸的关键。
首先要保证反应器内部的温度、酸度和氧气供应。
温度一般控制在32℃-35℃之间，酸度要控制在 1.5%-2.0%之间，氧气供应要充足。
在反应过程中，要不断监测发酵物品的质量，包括温度、pH、浓度等参数，并不断调节反应条件，保证微生物的正常生长和乳酸的产生。
总结微生物发酵生产乳酸的工艺研究是一个非常复杂的过程。
其中微生物、气体、培养基等因素都具有相互作用的关系。
乳酸菌发酵生产D-L-乳酸的研究进展
食品科技乳酸菌发酵生产D-/L-乳酸的研究进展刘金熙，李冠洋，金 清*（延边大学 农学院，吉林延吉 133002)摘 要：D-/L-乳酸是许多手性物质的合成前体，普遍应用于食品、医药和化工等领域。
微生物发酵法是一种主要的乳酸生产方法，而菌种是微生物发酵的核心。
本文从获得优良菌种为切入点，对基因工程改造方法的研究进展进行综述。
关键词：D-乳酸；L-乳酸；基因工程；代谢工程Research Progress in Production of D-/L-Lactic Acid by LacticAcid BacteriaLIU Jinxi, LI Guanyang, JIN Qing*（Agricultural College, Yanbian University, Yanji 133002, China）Abstract: D-/L-lactic acid is a synthetic precursor of many chiral substances, which is widely used in the fields of food, medicine and chemical industry. Microbial fermentation is one of the main methods to produce lactic acid, and strain is the soul and core of microbial fermentation. In this paper, the research progress of genetic engineering was reviewed from the point of obtaining excellent strains.Keywords: D-lactic acid; L-lactic acid; genetic engineering; metabolic engineering乳酸，学名α-羟基丙酸或2-羟基丙酸，是自然界中最小的手性分子。
大米为原料乳酸发酵饮料中试研究报告
大米为原料乳酸发酵饮料中试研究报告摘要：本文研究的是通过大米为原料进行乳酸发酵制备出的饮料。
研究中采用乳杆菌、乙酸菌、嗜酸乳杆菌和酒精乙酸菌，以及其他与其有关的微生物，利用大米中的淀粉作为原料，进行乳酸发酵，探索出最适合制备饮料的乳酸发酵工艺。
实验结果表明，通过乳酸发酵制备出的饮料具有较高的酸味、美味、适口，并吸引了一定的消费者群体，有望成为未来市场上的新品种。
本文从工艺、发酵条件、发酵效果等方面综述了大米乳酸发酵饮料的研究进展，为未来探索大米乳酸发酵饮料的制备提供了参考。
1、引言近年来，绿色食品越来越受到消费者的青睐，其中以发酵食品最为受欢迎。
大米为传统的绿色食品之一，具有丰富的营养价值，目前被广泛用于食品加工、饮料制作等。
但在传统乳酸发酵饮料中，大米作为发酵原料的应用尚未被充分发挥出来。
鉴于此，本研究试图以大米为原料进行乳酸发酵，制备出饮料，以满足更多人的口味。
2、发酵技术乳酸发酵是指将牛奶或乳制品经过乳酸菌发酵，分解乳糖，生产乳酸的过程。
乳酸发酵是全球食品行业的一大发酵技术。
在乳酸发酵中可以通过使用不同的微生物以及添加不同的养分，来改变发酵产物的性质，实现对发酵产物的改造和改善，以达到不同的饮料目的。
3、大米发酵饮料3.1酵工艺大米发酵饮料的制备工艺大致为：首先将大米淀粉用热水浸泡消化，在消化后的大米水中添加乳酸菌、乙酸菌、嗜酸乳杆菌和酒精乙酸菌等微生物，并加入适量的糖、盐等养分适量，调节发酵温度、湿度和养分组分；进行发酵成熟，将发酵液进行浓缩、应用提取技术，将已发酵的大米淀粉进行分离，得到大米发酵汁；然后将大米发酵汁加入适量的糖、冰糖及调味料调成所需的口味，经冷却加热处理并灌装成型，即可得到清甜可口的大米发酵饮料。
3.2发酵条件发酵条件对发酵成败起着非常重要的作用。
在大米发酵饮料的制作过程中，应尽可能保持发酵温度在30~35℃，PH值控制在4.8～5.2之间，湿度控制在50%以上，发酵时间为36h～48h，养分中糖量在4%～5%之间，盐量不超过0.2%，氨基酸添加量为2%～3%，同时，乳酸菌添加量一般为产品的2%～4%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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.
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。
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
ห้องสมุดไป่ตู้①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。
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
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
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.
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。
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).
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.
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.
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%.
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。
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.
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）
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。
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)。
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
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
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。