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《第8章-乳酸發(fā)酵工藝ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、乳酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝LacticacidFermentationProduction一.概 述 Introduction生產(chǎn)方法：化學(xué)合成（10%）和發(fā)酵法（90%）廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)藥領(lǐng)域目前普遍使用DL-乳酸L-乳酸天然性，將是發(fā)展方向，特別應(yīng)用聚乳酸（可降解生物材料）廣泛存在于人、動物、植物及微生物體內(nèi)，旋光異構(gòu)體細菌乳酸途徑厭氧菌或微需氧菌，按發(fā)酵糖類過程和產(chǎn)物不同，可分為同型和異型和雙歧乳酸發(fā)酵二.代謝途徑及產(chǎn)乳酸微生物1乳酸代謝途徑同型乳酸發(fā)酵：它們利用糖經(jīng)糖酵解途徑生成丙酮酸，丙酮酸還原產(chǎn)生乳酸。發(fā)酵產(chǎn)物中主要為乳酸
2、的稱為同型乳酸發(fā)酵，如乳鏈球菌（Streptococcuslactics）、乳酪鏈球菌（Streptococcuscremoris）、干酪乳桿菌（lactobacilluscasei）、保加利亞乳桿菌（Lac.bulgaricus）等。2H（乳酸脫氫酶）C6H12O6EMP2CH3COCOOH2CH3CHOHCOOH同型乳酸發(fā)酵的特點：1mol的G產(chǎn)生2mol乳酸，理論轉(zhuǎn)化率是100%。另外有很少量的乙醇、乙酸和二氧化碳等。同型乳酸發(fā)酵葡萄糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2(1,3-二-磷酸甘油酸）2乳酸2丙酮酸①同型乳酸發(fā)酵2NAD+
3、2NADH4ATP4ADP2ATP2ADPLactococcuslactisLactobacillusplantarum異型乳酸發(fā)酵發(fā)酵產(chǎn)物中除乳酸外同時還有比例較高的乙酸、乙醇、二氧化碳等，稱為異型乳酸發(fā)酵。其生物合成途徑有兩種。a6-磷酸葡萄糖酸途徑通過該途徑，1mol的G產(chǎn)生1mol的乳酸，乳酸對糖的理論轉(zhuǎn)化率是50%。另外有比例較高的乙醇、乙酸和二氧化碳等。腸膜明串珠菌（Leuconostocmesenteroides）及葡聚糖明串珠菌（Leuconostocdextranicum）通過該途徑進行異型乳酸發(fā)酵。②異型乳酸發(fā)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磷酸戊糖酮解途徑PKbBifidus途徑（雙歧途徑）雙歧桿菌（Bifidobacteriumbifidum)進行的乳酸發(fā)酵也是一條磷酸解酮酶途徑。該途徑的特點是：①有兩個磷酸酮解酶參與；②在沒有氧化作用和脫氫作用下，2分子G分解為3分子乙酸和2分子3-磷酸甘油醛。接著，在3-磷酸甘油醛脫氫酶和乳酸脫氫酶的參與下，3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)化為乳酸，轉(zhuǎn)化率為50%。磷酸己糖解酮
5、途徑HK2葡萄糖2葡萄糖-6-磷酸6-磷酸果糖6-磷酸-果糖4-磷酸-赤蘚糖乙酰磷酸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途徑同EMP乙酸激酶③雙歧發(fā)酵特別提醒：微生物的代謝途徑一般都不是單一的，不論同型乳酸發(fā)酵還是異型乳酸發(fā)酵，實際代謝產(chǎn)物都不象代謝途徑中那樣單純，兩類乳酸發(fā)酵的代謝產(chǎn)物沒有不可逾越的界限。應(yīng)用范圍：同型乳酸菌發(fā)酵的微生物已經(jīng)用來發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。異型乳酸發(fā)酵的微生物，例如雙歧桿菌，已經(jīng)用于發(fā)酵生產(chǎn)活菌飲料，米根霉乳酸途徑好氧異型發(fā)酵，和細菌異型發(fā)酵不同，通
6、過糖酵解途徑，副產(chǎn)物有：乙醇、富馬酸、琥珀酸、蘋果酸、醋酸乳酸對糖轉(zhuǎn)化率為：75%可以以淀粉為原料發(fā)酵糖酵解成丙酮酸，存在三條途徑1）丙酮酸脫羧酶---------乙醇2）丙酮酸羧化酶--------草酰乙酸（形成三羧酸循環(huán)副產(chǎn)物：富馬酸、蘋果酸）3）L-乳酸脫氫酶--------L-乳酸米根霉乳酸途徑缺點：提取過程中雜酸較難去除，L-乳酸純度下降，嚴重時產(chǎn)生白色沉淀優(yōu)點：好氧條件下，合理控制營養(yǎng)和環(huán)境條件，可以為同型乳酸發(fā)酵，糖轉(zhuǎn)化率接近細菌的同型乳酸發(fā)酵注意：微生物產(chǎn)乳酸的那種光學(xué)異構(gòu)體，由胞內(nèi)乳酸脫氫酶決定1）L-乳酸脫氫酶2
7、）D-乳酸脫氫酶2乳酸發(fā)酵微生物乳酸細菌1）乳酸菌分離釀造發(fā)酸食品采樣泡菜形式富集碳酸鈣透明圈法分離（傾注法倒平板）2）產(chǎn)D-乳酸細菌德氏乳桿菌：77g/L，轉(zhuǎn)化率90%，D-乳酸比例：90%保加利亞乳桿菌：40g/L，轉(zhuǎn)化率72%，D-乳酸比例：99%左旋乳酸芽孢桿菌菊糖芽孢乳桿菌：98g/L，轉(zhuǎn)化率97%，D-乳酸比例：99%2乳酸發(fā)酵微生物乳酸細菌3）產(chǎn)L-乳酸細菌乳桿菌、鏈球菌、芽孢桿菌趨勢：嗜熱乳酸桿菌，厭氧高溫發(fā)酵（50℃以上）部分微生物乳酸全部為L型，部分含少量D-乳酸產(chǎn)乳酸細菌較多，根據(jù)需要選擇個別菌屬可產(chǎn)淀粉酶（嗜
8、淀粉乳桿菌）2乳酸發(fā)酵微生物米根霉果園、菜園、花盆土壤中或谷物上分離馬丁（Martin）培養(yǎng)基分離純化最適溫度30℃，產(chǎn)酸多，副產(chǎn)物多，對糖利用效率低，但可以以淀粉為原料（分泌淀粉酶、糖化酶）三.乳酸生產(chǎn)工藝1原料及預(yù)處理碳源1）蔗糖
