【正文】 中。 ? 產(chǎn)能途徑為 HMP或 PK、 HK途徑 。 ? 產(chǎn)能途徑為 EMP途徑。異型乳酸發(fā)酵除乳酸外還有 乙醇 、 CO和 ATP。 34 ? 異型乳酸發(fā)酵是某些乳酸菌利用 HMP途徑，分解葡萄糖為 5磷酸核酮糖，在經(jīng)差向異構酶作用變成 5磷酸木酮糖，然后經(jīng)磷酸酮解酶催化裂解反應，生成已酰磷酸。 PK途徑發(fā)酵葡萄糖形成的產(chǎn)物除乳酸外還有乙醇和乙酸。此發(fā)酵過程中， lmol葡萄糖可以生成 2mol乳酸，理論轉化率為 100%。 ? 德氏乳桿菌 ? 保加利亞乳桿菌 ? 干酪乳桿菌 ? 賴氏乳桿菌等 31 ? 1）同型乳酸發(fā)酵 ? 乳酸為唯一產(chǎn)物的乳酵發(fā)酵稱為同型乳酸發(fā)酵。 30 第四節(jié) 乳酸發(fā)酵機理 ? 一些能大量產(chǎn)生乳酸的細菌稱為 乳酸細菌 ，用于發(fā)酵生產(chǎn)乳酸的細菌。根霉營養(yǎng)要求簡單，菌絲體比細菌大，易于分離，有利于制得高質量的乳酸產(chǎn)品。 ? 微生物發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸，可通過菌種和培養(yǎng)條件的選擇而得到具有專一性的 D乳酸、 L乳酸或是 DL乳酸。 29 乳酸生產(chǎn)方法的比較 ? 化學合成法由于所用的原料是 乙醛 和劇毒物質 氫氰酸 ，因而合成法生產(chǎn)乳酸大大受到限制，其生產(chǎn)成本也較高。 27 28 酶法生產(chǎn) L乳酸 ? (1)氯丙酸酶法轉化 ? 日本東京大學的木畸等人研究了用酶法生產(chǎn)乳酸，他分別從惡臭假單孢菌和假單孢菌 113細胞中純化出 L2鹵代酸脫鹵酶 (簡稱為 L酶 )和 DL2鹵代酸脫鹵酶 (簡稱為DL酶 )，使之作用于底物 DL2氯丙酸，就可得到 L乳酸或 D乳酸。該法為乙醛和氫氰酸加成、乳腈水解得粗乳酸，粗乳酸與乙醇酯化生成乳酸酯，乳酸酯再水解生成稀乳酸及稀乳酸濃縮等工序。 ? (1) 乙醛法 ? 該法是以乙醛、氫氰酸和乙醇 (或甲醇 )為原料。福井經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn) L(+)乳酸較多的根霉菌種有：米根霉 (Rhizopus oryzae)、黑根霉 (Rh. nigricans)、爪哇根霉 (Rh. jaranicus)、小麥曲根霉 (Rh. frifici)、華根霉 (Rh. chinensis)、甘薯根霉 (Rh. batata)、結節(jié)根霉 (Rh. nodosus)、日本根霉 (Rh. japonicus)、東京根霉 (Rh. fonkinensis)、高溫根霉 (Rh. thermosus)、少根根霉 (Rh. arrhizus)、美麗根霉(Rh. elegens)等十多種。分別以玉米酒糟和瓜干酒糟為基質進行乳酸發(fā)酵，最終乳酸產(chǎn)量為% 和 %。武漢大學生物工程研究中心易吉萍等人利用德氏乳桿菌發(fā)酵大米， 64 h后乳酸生成量達 %。 ? 芽孢桿菌屬主要是凝結芽孢桿菌 (Bacillus coagu1ans)。 ? 乳桿菌屬的菌種有干酪乳桿菌 (Lactobacillus casei)、嗜熱乳桿菌(Lactobacterium thermophilum)、唾液乳桿菌 (Lactobacillus salivarius)、清酒乳桿菌 (Lactobacillus sake)、嗜酸乳桿菌 (Lactobacillus acidophilus)、德氏乳桿菌 (Lactobacillus delbrueckii)、嗜淀粉乳桿菌 (Lactobacillus amylophilus)、植物乳桿菌 (Lactobacillus P1antarurn)等。 ? 發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸是以淀粉 、 葡萄糖等糖類原料經(jīng)微生物發(fā)酵而得來 ， 按照發(fā)酵微生物的種類可分為 細菌發(fā)酵 和根霉發(fā)酵 。 19 發(fā)酵法 ? 發(fā)酵法分為 傳統(tǒng)發(fā)酵法 和 連續(xù)發(fā)酵法 。 ? 最早使用的是發(fā)酵法，該法以大米、玉米、薯干、糖蜜等為原料，經(jīng)蒸煮、糖化、乳酸菌發(fā)酵等系列工序制得乳酸。 16 第三節(jié) 乳酸發(fā)展簡史與生產(chǎn)方法 一、乳酸工業(yè)發(fā)展簡史 世界乳酸及乳酸鈣工業(yè)發(fā)展簡史 ? 1780年， Scheele(席勒 )從酸乳中提煉出制得乳酸 ? 1857年， Pasteur(巴斯德 )發(fā)現(xiàn)使乳變酸的乳酸菌 ? 1878年，李斯特成功分離出乳酸細菌，命名為乳桿菌，即乳鏈球菌。另外聚乳酸用作不用拆線的外科縫合線，作藥物、酶和生物制品的微型包囊可緩慢釋放藥物，囊材不起排異反應，經(jīng)一段時間代謝后，能逐步降解排除。還可作為食用香精用于乳制品、干酪、奶油中。 ? 乳酸丁酯： 是高沸點溶劑，對非溶劑和稀釋劑有極高的允許限度，可用做硝酸纖維素和堿性顏料的溶劑。 ? 乳酸甲酯： 是一種常用的有機溶劑，用于乙酸纖維素及纖維素溶劑，制清漆，著色料等。 14 ? 乳酸乙酯： 廣泛用作食品、香料和飼料工業(yè)的香味劑和增效劑，也用做硝化纖維及乙酸纖維溶劑，人造珍珠類的高級溶劑，作壓制藥片的潤滑劑。 ? 乳酸酯類作為溶劑廣泛用于香料、合成樹脂涂料、膠粘劑、印刷油墨等產(chǎn)品中，也用于石油管道和電子工業(yè)及產(chǎn)品的清洗。食品工業(yè)中用作pH 調節(jié)劑、風味改進劑、保濕劑、干酪增塑、防冷劑等。 ? 乳酸鈉： 醫(yī)藥上是止血劑，用于因腹瀉脫水、糖尿病和胃炎等引起的酸中毒及高鉀血癥。加于飼料中能控制飼料中菌的改變，牛羊可提高產(chǎn)奶量，提高家禽蛋殼硬度減少破碎。還可作為穩(wěn)定劑、緩沖劑、面團調節(jié)劑改善風味和口感，提高諸如糖果、糕點等食品和飲料的質量。 ? 乳酸鈣： L乳酸鈣廣泛用于食品及醫(yī)藥工業(yè)，是一種良好的鈣源，用于治療骨質疏松、手足抽搐、抽筋、低血鈣、過敏、痙攣和鎂中毒等病癥。 ? 在飼料中 L乳酸用于調節(jié)動物腸道的 pH，促進飼料的消化吸收，可提高牛羊的產(chǎn)奶量。 ? 此外聚乳酸還具有良好的機械性能、透明性、透氣性等而被大量應用于農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等領域。 10 化學工業(yè) ? 在化學領域中，由于 L(+)乳酸是生物可降解塑料 聚乳酸的原料而備受關注。 ? 卷煙生產(chǎn)中用乳酸調節(jié)煙草味道，清除苦辣味且防霉變，并利用乳酸的引濕性保持水分，增加煙絲的柔軟性，降低尼古丁含量。用乳酸比其它酸脫灰質量好，因此高級皮革都用乳酸脫灰。 9 香料和香精、皮革、卷煙工業(yè) ? 乳酸乙酯是重要的食用香料，用來配制酒和食用香精，在盛產(chǎn)清香型酒國家，乳酸用量很大。 8 化妝品工業(yè) ? 在化妝品中其用量也逐漸增大。 ? 乳酸除了可以直接用作消毒劑外，還可以制成乳酸鈉，配成輸液，治療酸中毒及高鉀血癥。 ? 它能溶解蛋白質和角質，對病變組織的腐蝕作用特別敏感，可用于 治療喉頭結核、白喉、狼瘡 等病。 ? 在醫(yī)藥方面廣泛用作 防腐劑、載體劑、助溶劑、藥物制劑、 pH 調節(jié)劑 等。 ? 乳酸可使食品具有微酸性且不影響水果和蔬菜天然氣味和芳香 ， 故廣泛用于 水果和蔬菜等罐頭食品 中 。 乳酸可解除疲勞 、 松弛肌肉 。此外，以 L乳酸聚合的聚乳酸 (PLA)，憑借其可生物降解，生物相容等特性，越來越受到廣泛的研究和關注。 5 ? 乳酸是世界公認的三大有機酸之一，自從 1780年 Scheele發(fā)現(xiàn)乳酸以來，乳酸的生產(chǎn)及應用技術得到大規(guī)模的提高。 ? 外消旋體為無色糖漿狀液體或晶體，無臭、有酸味，有吸濕性，光學性不活潑，即使在極冷條件下也不凝固，相對密度 (20℃ /40℃ )，熔點 18℃ ，沸點 122℃ (177。另外，加熱乳酸使其自動酯化，可形成乳交酯。純凈的無水乳酸是 白色 的晶體，熔點為 ℃ ，沸點為 122℃ (2kPa)，相對密度為 。60%以上濃度的乳酸具有很強的吸濕性。 ? 由于人體只能代謝利用其中的 L(+)乳酸，因此世界衛(wèi)生組織 (WHO)明確規(guī)定，成人每天攝入 D()乳酸的量不得超過100 mg/kg體重，對于三個月以下的嬰兒食品中不應加入D()乳酸，而對于 L(+)乳酸則不加限制。 H ? CH3CCOOH OH 2 ? 由于分子內含有一個不對稱碳源子，因此具有旋光異構現(xiàn)象。第三章 乳酸及乳酸鈣 1 第一節(jié) 乳酸的理化性質 一、乳酸的命名與分子結構 ? 乳酸因存在于酸牛奶中而得名，它廣泛存在于人體、動物、植物和微生物中，其產(chǎn)、消量僅次于檸檬酸。 ? 乳酸，英文名為 (Lactic acid)，學名為 ?羥基丙酸(?hydrxypropionic acid)，結構式為 CH3CHOHCOOH，相對分子質量為 ，是一種天然存在的有機酸。乳酸按其旋光性可分為 D()乳酸 、 L(+)乳酸 和 DL乳酸 三種。 3 二、乳酸的性質 ? L乳酸是一種有機強酸，能與水、酒精和乙醚以任意比互溶。 ? 乳酸通常為無色或微黃色粘稠狀液體，在 67～ 133Pa的真空條件下反復分餾，