【正文】 治療肝功能不全 食品添加劑 己酸 乙酸菌克氏梭菌 成都微生物所 食品增香 檸檬酸 黑曲霉 食品 、 化工 、 醫(yī)藥 衣康酸 衣康酸曲霉 土曲霉 酵母 合成工業(yè) 添加劑等 核苷酸 產(chǎn)氨短桿菌 枯草桿菌 食品 、 醫(yī)藥 、 農(nóng)業(yè) 乳酸的生產(chǎn) ? 1780 年瑞典化學(xué)家 Scheele 最早在酸牛奶中發(fā)現(xiàn)乳酸 ,1847年 ,Blondeau 確認(rèn)了一種發(fā)酵過程的最終產(chǎn)物是乳酸 。 1899年 Boullanger 申請了由乳酸霉即現(xiàn)在的根霉 ( Rhizopus) 或毛霉( Mucor)生產(chǎn)乳酸的專利 ,1911年齋藤確認(rèn)根霉所產(chǎn)乳酸為 L型。乳酸發(fā)酵于本世紀(jì) 50至 60年代在生物化學(xué)方面取得了較大的進(jìn)展 ,現(xiàn)在正著手在遺傳工程方面改良乳酸產(chǎn)菌。自然界中可產(chǎn)生乳酸的微生物很多 ,但產(chǎn)酸能力強 ,可以應(yīng)用到工業(yè)上的只有霉菌中的根霉屬和細(xì)菌中的乳酸菌類。 乳酸的種類（ Latic acid） ? 乳酸 ,又名丙醇酸 ,學(xué)名 α 羥基丙酸 ,分子式為C3H6O3 ,其分子結(jié)構(gòu)中含有一個不對稱碳原子 ,因此具有旋光性 。 按其構(gòu)型及旋光性可分為 L乳酸 、 D乳酸和 DL外消旋乳酸三類 。 由于人體只具有代謝 L乳酸的 L乳酸脫氫酶 ,因此只有 L乳酸能被人完全代謝 ,且不產(chǎn)生任何有毒 、副作用的代謝產(chǎn)物 ,D乳酸或 DL乳酸的過量攝入則有可能引起代謝紊亂甚至導(dǎo)致中毒 ， 因此 ，從健康角度考慮 ， 用 L乳酸代替目前在食品和醫(yī)藥工業(yè)中普遍使用的 D乳酸或 DL乳酸已是必然趨勢 。 乳酸的應(yīng)用 ? 乳酸是世界上公認(rèn)的三大有機酸之一 ,它的用途極其廣泛 。 乳酸及其鹽類和衍生物在食品 、釀造 、 香料 、 醫(yī)藥 、 皮革 、 卷煙 、 化工和印染等工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用 。 ? 由于 L乳酸對人體無毒無副作用，且易于消化吸收，可直接參與體內(nèi)代謝，能促進(jìn)消化，抑制腸道內(nèi)有害細(xì)菌，且酸性柔和穩(wěn)定，有助于保護(hù)食品的口味，因此乳酸及其衍生物已逐漸取代其它有機酸，作為酸味劑、殺菌劑、乳化劑、保鮮劑等廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。 乳酸的應(yīng)用 ? L乳酸的聚合物一聚 L乳酸 (PLA) 是無毒高分子化合物 ,具有生物相容性。在人體內(nèi)可以被分解為 L乳酸 ,為人體所代謝 ,不會引起變態(tài)反應(yīng)。因此 ,聚乳酸可用于生產(chǎn)緩釋膠囊制劑 ,從而使血液循環(huán)中藥物濃度相對降低 ,大大提高療效 ,降低副作用。 乳酸的生產(chǎn)方法 ? 乳酸的生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法、酶法和發(fā)酵法三種?；瘜W(xué)合成法生產(chǎn)的產(chǎn)品是外消旋乳酸，即 DL乳酸， 另外成本也高，所用的原料為乙醛和劇毒的氫氰酸，美國 FDA已將合成乳酸列為安全品，但發(fā)達(dá)國家還是不能放心地使用合成法制得的乳酸，合成法生產(chǎn)乳酸大大受到了限制； ? 酶法可以得到 L乳酸，但工藝比較復(fù)雜，應(yīng)用到工業(yè)上還有待于研究；發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸可以通過菌種和培養(yǎng)條件的選擇獲得 L乳酸，而且其原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品光學(xué)純度高，因此成為 L乳酸生產(chǎn)的重要方法。 ? 在全球生產(chǎn)的乳酸中，僅有 10%是由化學(xué)合成法生產(chǎn)的，其余 90%由發(fā)酵法生產(chǎn)。 發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸 ? 發(fā)酵法制備乳酸是以淀粉、葡萄糖等糖類或牛乳為原料，接種微生物經(jīng)發(fā)酵而生成乳酸。用于發(fā)酵生成乳酸的菌種主要有細(xì)菌和根霉。按乳酸菌發(fā)酵糖類經(jīng)由的過程和生成產(chǎn)物的不同，可將乳酸發(fā)酵分為同型乳酸發(fā)酵（ Homofermentation）、異型乳酸發(fā)酵（ Mixed acid fermentation）（包括 6磷酸葡萄糖酸途徑和雙歧發(fā)酵，兩者均不需要氧的參與，前者生成乳酸和乙醇，后者生成乳酸、乙酸）。 生產(chǎn)乳酸主要的細(xì)菌 ? 細(xì)菌主要有以下四個屬中的四十余種 ,乳桿菌屬 (Lactobactillus) 、鏈球菌屬(Streptococcus) 、明串珠菌屬 (Leuconostoc) 、片球菌屬 (Paediococcus) 。用嗜熱脂肪芽孢桿菌和凝結(jié)芽孢桿菌（ Bacillus coagulans）生產(chǎn) L乳酸的報道 主要發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的真菌 ? 霉屬中常用于發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的菌種主要有米根霉 (Rhi. oryzae) 、行走根霉()、小麥曲根霉 (Rhi. ritici) 和美麗根霉 (Rhi. elegans) 。根霉發(fā)酵生產(chǎn)乳酸屬好氧異型發(fā)酵 ,其途徑與細(xì)菌異型發(fā)酵不同 ,是通過糖酵解途徑 ,發(fā)酵產(chǎn)生 L乳酸的同時產(chǎn)生乙醇、富馬酸、琥珀酸、蘋果酸、乙酸等其它產(chǎn)物。 乳酸生產(chǎn)工藝 ? 大米 糊化 糖化 發(fā)酵（德氏乳桿菌，50 ℃ ，中間補充碳酸鈣） 加入氫氧化鈣調(diào)節(jié) pH1112沉淀蛋白質(zhì)和菌體 過濾 上清液 加入氯化鎂及少量的石灰水處理 上清夜 濃縮結(jié)晶 乳酸鈣 酸解、活性炭脫色 吸濾除硫酸鈣 濃縮、離子交換 成品 乳酸發(fā)酵新方法 ? 植物纖維物料是極為豐富且價廉的可再生資源。乳酸發(fā)酵是以糖料、淀粉等糧食作物為原料，不僅消耗糧食資源，而且使乳酸成本高，限制了乳酸的應(yīng)用，尤其是限制了聚乳酸在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用。 ? 利用植物纖維原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，不僅可以降低乳酸的生產(chǎn)成本，而且可以緩解糧食緊缺局面。另外，利用纖維素生產(chǎn) L乳酸可以建立高效、成本低的 L乳酸分析及提純方法有利于實現(xiàn)產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)而且可以很容易得到光學(xué)純度高的 L乳酸產(chǎn)品。 檸檬酸的作用 ? 食品工業(yè)：酸味、調(diào) pH值、改進(jìn)甜度、絡(luò)合金屬離子、協(xié)同抗氧化、增進(jìn)防腐、轉(zhuǎn)化糖類 ? 醫(yī)藥工業(yè)：檸檬酸納鹽輸血抗凝；檸檬酸鐵銨鹽和鈣鹽用于治療貧血、缺鈣； ? 化學(xué)工業(yè)：洗滌劑工業(yè)等 檸檬酸 (Critic acid)發(fā)酵工藝： （ 1） 檸檬酸發(fā)酵工藝的發(fā)展分為 3個階段 。本世紀(jì) 20年代為第一階段 ， 由青霉和曲霉表面發(fā)酵生產(chǎn) （ 淺盤發(fā)酵 ） ；第二階段開始于 30年代 ， 曲霉的深層發(fā)酵得到發(fā)展；第三階段是 50年代至今 ， 以黑曲霉深層發(fā)酵為主 ， 并進(jìn)行表面 （ 液態(tài)表面 ） 和固體發(fā)酵 （ 曲法 ） ? （ 2） 深層發(fā)酵的優(yōu)點：深層發(fā)酵的特點是微生物菌體均勻分散在液相中 ， 利用溶解氧發(fā)酵時不產(chǎn)生分生孢子 ， 全部菌體細(xì)胞用于合成檸檬酸代謝 。 其優(yōu)點： ? A、 發(fā)酵體系為均一液體 ， 傳熱傳質(zhì)好；B、 設(shè)備占地面積小生產(chǎn)規(guī)模大； C、 產(chǎn)酸率高 ， 接近理論產(chǎn)率 ， 只需要 50—70h； D、發(fā)酵速率高； E、 發(fā)酵密封 ， 染菌幾率低；F、 可實現(xiàn)自動化控制； G、 發(fā)酵副產(chǎn)物少 ，利于提取 。 ? （ 3） 深層發(fā)酵的影響因素：溫度 、 pH值 、 種子的質(zhì)量 、 中和劑 ? （ 4） 檸檬酸提取工藝：發(fā)酵液 加熱除菌體 加碳酸鈣中和 過濾 硫酸酸解 檸檬酸溶液 脫色 離子交換 濃縮結(jié)晶 干燥 成品 蘋果酸 (Malic acid)開發(fā)和利用 又名羥基琥珀酸 、 羥基丁二酸 ? （ 1） 菌種的選用：不同蘋果酸發(fā)酵工藝采用不同的微生物 ， 一步法用黃曲霉 、米曲霉 、 寄生曲霉；兩步法和混合發(fā)酵法采用華根霉 、 無根根霉 、 短乳桿霉 。酶法轉(zhuǎn)化有短乳桿菌 、 大腸桿菌 、 產(chǎn)氨短桿菌 、 黃色短桿菌 。 ? （ 2） 發(fā)酵工藝：分為四類 ， 一步發(fā)酵法又稱直接發(fā)酵法 ， 用糖做原料 ， 用霉菌直接發(fā)酵生產(chǎn)蘋果酸；二步發(fā)酵法也是以糖為原料 ， 先由根霉發(fā)酵生成富馬酸 ， 再由酵母或細(xì)菌轉(zhuǎn)化成蘋果酸；三步酶法轉(zhuǎn)化是用富馬酸或馬來酸為原料 ， 用微生物酶來轉(zhuǎn)化成蘋果酸 。 四為固定化細(xì)胞 。 ? （ 3） 提取工藝：發(fā)酵液 酸解 （ 加入無砷硫酸 ） 過濾 中和 （ 碳酸鈣和氫氧化鈣 ） 過濾 酸解 過濾 精制 真空濃縮 結(jié)晶 干燥 結(jié)晶成品 ? （ 4） 應(yīng)用：食品酸味劑 、 食品加工 （ 調(diào)節(jié)pH值和葡萄酒生產(chǎn)除酒石酸鹽 ） 、 食品加工劑加工 （ 果皮中提取果膠物質(zhì)做保護(hù)劑 ） 、 煙草加工 （ 蘋果酸衍生物改善煙的香味 ） 、 醫(yī)藥 （ 糖漿配蘋果酸呈水果味 ，利于藥的吸收；配入復(fù)合氨基酸注射液中利于提高氨基酸的利用率；蘋果酸鈉治療肝病 ） ；日用化工 （ 牙膏 、 香料 ） ；化學(xué)工業(yè) （ 加入漆中防止表面結(jié)皮 ） 1967年FDA宣布為安全食用酸 。 核苷酸類調(diào)味品 ? 概述：在食品調(diào)味料方面 ， 除 “ 酸 、 咸 、 甜 、苦 ” 四種基本味外 ， 第五滋味的鮮味正廣泛應(yīng)用 。 核苷酸是核酸核糖的基本組成單位 ， 由堿基 、 核糖 、 磷酸組成 。 ? 1913年日本科學(xué)家小玉新太郎在研究鱒魚的成分時 ， 發(fā)現(xiàn)一種比 MSG更鮮的 5’—肌苷酸鈉 。 ? 1898年英國學(xué)者邦克 （ Bunker） 從胰臟汁中發(fā)現(xiàn) 5’—鳥苷酸鈉 。 ? 1919年英國人利文 （ ） 從酵母核糖核酸中分離 5’—鳥苷酸鈉的結(jié)晶 。 ? 1960年日本的一博士發(fā)現(xiàn) 5’—鳥苷酸鈉比 5’—肌苷酸鈉鮮 3—4倍 。 ? 60年代將 80%MSG加入 8—12%的 5’—肌苷酸鈉和 %的 5’—鳥苷酸鈉 ， 制成高鮮度的鮮味調(diào)料 （ 相當(dāng)于 15—20倍 ） ，第二代味精 —特鮮或強力味精應(yīng)運而生 。一般比例 MSG： IMP： GMP為 95： ：， 協(xié)同效應(yīng)為 6倍 。 呈味核苷酸的生產(chǎn) ? 工業(yè)上生產(chǎn)途徑有兩條 ， 即酶解法 ， 用青霉菌磷酸二酯酶水解或細(xì)菌自溶降解其自身的核糖核酸 。 其二是發(fā)酵法 ， 又分為一步發(fā)酵法和二步發(fā)酵法 ， 直接由碳源發(fā)酵生產(chǎn)或先發(fā)酵核苷 ， 再經(jīng)過化學(xué)磷酸法生產(chǎn)相應(yīng)的核苷酸 。 細(xì)菌自溶工藝產(chǎn)量低 ，提取困難；一步法生產(chǎn)肌苷酸和黃苷酸 ，但鳥苷酸和腺苷酸難度大 ， 一般用二步法 。 ? （ RNA） 酶解法生產(chǎn)呈味核苷酸：利用磷酸二酯酶水解核糖核酸制備 5’—核苷酸 。整個工藝包括從菌體中提取 RNA、 磷酸二酯酶的制備 、 RNA的酶解和單核苷酸的分離 、純化 。 整個工藝如下： ? 桔青霉 孢子培養(yǎng) 發(fā)酵培養(yǎng) 過濾 粗酶液 ? 酵母或霉菌 核酸提取液 核糖核酸 酶解 陽離子拄分離 流出液 不同 pH值流出液 分離 ? 菌體自溶法生產(chǎn)核苷酸：關(guān)鍵是怎樣分解rRNA！ 各種影響因素包括：溫度 、 藥物處理 、 限制營養(yǎng) 、 鹽濃度 、 pH值等 。 工藝關(guān)鍵是確定合適的自溶條件 ， 使菌體內(nèi)5’—磷酸二酯酶達(dá)到較高水平 ， 并且避免5’—核苷酸的進(jìn)一步分解 。 例如：谷氨酸菌濕菌體濃度 2%， 溫度為 60度 ， 作用時間 9—10。 ? 發(fā)酵 —轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)呈味核苷酸：微生物培養(yǎng)生產(chǎn)核苷是杰出成果 ， 生產(chǎn)過程具有產(chǎn)率高 、 周期短 、 控制容易 、 產(chǎn)量大的優(yōu)點 。 工藝流程如下： ? 肌苷菌種培養(yǎng) 擴大培養(yǎng) 發(fā)酵 48h 離子交換樹脂分離 濃縮 冷凍結(jié)晶 干燥分離 肌苷 磷酸化 結(jié)晶 過濾 烘干 IMP 呈味核苷酸性質(zhì)、應(yīng)用、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ? GMP、 IMP在固態(tài)下穩(wěn)定 ， 液態(tài)的穩(wěn)定性與溶液的酸堿度有關(guān) 。 核苷酸類鮮味劑對酶的穩(wěn)定性表現(xiàn)較差 ， 很容易被分布在天然食品中的磷酸酯酶分解 ，轉(zhuǎn)換為不具鮮味物質(zhì) ， 是核苷酸增鮮劑在應(yīng)用中常遇到的問題 。 ? 食品烹飪過程中不單獨使用核苷酸類鮮味劑 ， 與味精配合使用 。 在常規(guī)儲存 、 烘培 、 烹調(diào)加工不易破壞 ， 生鮮動物食品中易分解失去鮮味 ， 一般先將原料滅酶后加入 ， 加入比例是味精的 2—5%。 磷酸酯酶具有分解力 。 D葡萄糖酸 ? 主要 用于乳品工業(yè)的乳石沉淀 。 用于食品作為酸味劑和用來清洗鋁制品容器和其他設(shè)備 。 如在堿液中加入葡萄糖酸鈉易于清洗；作為酸化劑摻入發(fā)酵粉中使面團(tuán)發(fā)酵快；葡萄糖酸內(nèi)酯作為大豆蛋白凝固劑 。一種有機弱酸 ， 易溶于水 。 發(fā)酵微生物： ? 曲霉和葡萄糖酸桿菌 、 青霉 （ 產(chǎn)黃青霉 ） 、 假單胞菌等 。 工業(yè)上用的最多的是黑曲霉 ， 生產(chǎn)葡萄糖酸的黑曲霉特征是：在高糖濃度和微酸條件下能夠迅速氧