第8章-乳酸发酵工艺ppt课件.ppt

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1、乳酸发酵生产工艺LacticacidFermentationProduction一.概　述　Introduction生产方法：化学合成（10%）和发酵法（90%）广泛应用于化工、食品、医药领域目前普遍使用DL-乳酸L-乳酸天然性，将是发展方向，特别应用聚乳酸（可降解生物材料）广泛存在于人、动物、植物及微生物体内，旋光异构体细菌乳酸途径厌氧菌或微需氧菌，按发酵糖类过程和产物不同，可分为同型和异型和双歧乳酸发酵二.代谢途径及产乳酸微生物1乳酸代谢途径同型乳酸发酵：它们利用糖经糖酵解途径生成丙酮酸，丙酮酸还原产生乳酸。发酵产物中主要为乳酸

2、的称为同型乳酸发酵，如乳链球菌（Streptococcuslactics）、乳酪链球菌（Streptococcuscremoris）、干酪乳杆菌（lactobacilluscasei）、保加利亚乳杆菌（Lac.bulgaricus）等。2H（乳酸脱氢酶）C6H12O6EMP2CH3COCOOH2CH3CHOHCOOH同型乳酸发酵的特点：1mol的G产生2mol乳酸，理论转化率是100%。另外有很少量的乙醇、乙酸和二氧化碳等。同型乳酸发酵葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮2(1,3-二-磷酸甘油酸）2乳酸2丙酮酸①同型乳酸发酵2NAD+

3、2NADH4ATP4ADP2ATP2ADPLactococcuslactisLactobacillusplantarum异型乳酸发酵发酵产物中除乳酸外同时还有比例较高的乙酸、乙醇、二氧化碳等，称为异型乳酸发酵。其生物合成途径有两种。a6-磷酸葡萄糖酸途径通过该途径，1mol的G产生1mol的乳酸，乳酸对糖的理论转化率是50%。另外有比例较高的乙醇、乙酸和二氧化碳等。肠膜明串珠菌（Leuconostocmesenteroides）及葡聚糖明串珠菌（Leuconostocdextranicum）通过该途径进行异型乳酸发酵。②异型乳酸发酵

4、：葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛乳酸乙酰磷酸NAD+NADHNAD+NADHATPADP乙醇乙醛乙酰CoA2ADP2ATP-2H-CO2磷酸戊糖酮解途径PKbBifidus途径（双歧途径）双歧杆菌（Bifidobacteriumbifidum)进行的乳酸发酵也是一条磷酸解酮酶途径。该途径的特点是：①有两个磷酸酮解酶参与；②在没有氧化作用和脱氢作用下，2分子G分解为3分子乙酸和2分子3-磷酸甘油醛。接着，在3-磷酸甘油醛脱氢酶和乳酸脱氢酶的参与下，3-磷酸甘油醛转化为乳酸，转化率为50%。磷酸己糖解酮

5、途径HK2葡萄糖2葡萄糖-6-磷酸6-磷酸果糖6-磷酸-果糖4-磷酸-赤藓糖乙酰磷酸2木酮糖-5-磷酸2甘油醛-3-磷酸2乙酰磷酸2乳酸2乙酸乙酸磷酸己糖解酮酶磷酸己糖解酮酶戊逆HMP途径同EMP乙酸激酶③双歧发酵特别提醒：微生物的代谢途径一般都不是单一的，不论同型乳酸发酵还是异型乳酸发酵，实际代谢产物都不象代谢途径中那样单纯，两类乳酸发酵的代谢产物没有不可逾越的界限。应用范围：同型乳酸菌发酵的微生物已经用来发酵产生乳酸。异型乳酸发酵的微生物，例如双歧杆菌，已经用于发酵生产活菌饮料，米根霉乳酸途径好氧异型发酵，和细菌异型发酵不同，通

6、过糖酵解途径，副产物有：乙醇、富马酸、琥珀酸、苹果酸、醋酸乳酸对糖转化率为：75%可以以淀粉为原料发酵糖酵解成丙酮酸，存在三条途径1）丙酮酸脱羧酶---------乙醇2）丙酮酸羧化酶--------草酰乙酸（形成三羧酸循环副产物：富马酸、苹果酸）3）L-乳酸脱氢酶--------L-乳酸米根霉乳酸途径缺点：提取过程中杂酸较难去除，L-乳酸纯度下降，严重时产生白色沉淀优点：好氧条件下，合理控制营养和环境条件，可以为同型乳酸发酵，糖转化率接近细菌的同型乳酸发酵注意：微生物产乳酸的那种光学异构体，由胞内乳酸脱氢酶决定1）L-乳酸脱氢酶2

7、）D-乳酸脱氢酶2乳酸发酵微生物乳酸细菌1）乳酸菌分离酿造发酸食品采样泡菜形式富集碳酸钙透明圈法分离（倾注法倒平板）2）产D-乳酸细菌德氏乳杆菌：77g/L，转化率90%，D-乳酸比例：90%保加利亚乳杆菌：40g/L，转化率72%，D-乳酸比例：99%左旋乳酸芽孢杆菌菊糖芽孢乳杆菌：98g/L，转化率97%，D-乳酸比例：99%2乳酸发酵微生物乳酸细菌3）产L-乳酸细菌乳杆菌、链球菌、芽孢杆菌趋势：嗜热乳酸杆菌，厌氧高温发酵（50℃以上）部分微生物乳酸全部为L型，部分含少量D-乳酸产乳酸细菌较多，根据需要选择个别菌属可产淀粉酶（嗜

8、淀粉乳杆菌）2乳酸发酵微生物米根霉果园、菜园、花盆土壤中或谷物上分离马丁（Martin）培养基分离纯化最适温度30℃，产酸多，副产物多，对糖利用效率低，但可以以淀粉为原料（分泌淀粉酶、糖化酶）三.乳酸生产工艺1原料及预处理碳源1）蔗糖