8乳酸发酵工艺学

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1、8乳酸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(Lacticacid)，学名为-羟基丙酸(-hydrxy-propionicacid)，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。HCH3-C-COOHOH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(

2、WHO)明确规定，成人每天摄入D(-)-乳酸的量不得超过100mg/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。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。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

3、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。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。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

4、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。第二节乳酸及乳酸衍生物的应用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、腌制品等食品中用来调节pH、抑菌、延长保质

5、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味和芳香，故广泛用于水果和蔬菜等罐头食品中。一、乳酸的用途2、医药工业乳酸作为消毒剂用在病房、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

6、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。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。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

7、疮等有显著疗效。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。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。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

8、。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。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。6、其它行业纺织业中乳酸用于pH值调整，