《乳酸發(fā)酵工藝》PPT課件

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1、乳酸發(fā)酵工藝3.1概述3.2乳酸發(fā)酵微生物和發(fā)酵機制3.1概述3.1.1乳酸發(fā)酵簡史3.1.2乳酸的性質(zhì)3.1概述3.1.1乳酸發(fā)酵簡史（1）國外發(fā)展過程：1780年席勒（Scheele）,從酸乳中提煉制得乳酸。1857年巴斯德（Pasteur）,發(fā)現(xiàn)使牛乳變酸的乳酸菌。1878年李斯特，成功地分離出乳酸細(xì)菌，命名為乳桿菌，即今天的乳鏈球菌。為純種培養(yǎng)乳酸菌、進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。1881年CharlesE.Avery公司，采用純種發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)乳酸。1894年EijKman，發(fā)現(xiàn)魯氏毛霉產(chǎn)少量乳酸。1911年齋藤，采用華

2、根霉生產(chǎn)D－乳酸。1917－1918年赤木，采用德氏乳桿菌以甘薯淀粉為原料進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)乳酸。1936年Ward，分離獲得優(yōu)良L－乳酸產(chǎn)生菌－米根霉，并進(jìn)行表面培養(yǎng)生產(chǎn)L－乳酸，對糖的轉(zhuǎn)化率為40～50％，后又提高到62～67％。1938年Ward，采用米根霉在旋轉(zhuǎn)發(fā)酵罐中通風(fēng)，液體培養(yǎng)，生產(chǎn)L－乳酸，轉(zhuǎn)化率達(dá)70～75％。1950年Bernhauer，采用米根霉以葡萄糖為碳源，L－乳酸轉(zhuǎn)化率達(dá)80％，淀粉為碳源轉(zhuǎn)化率為45～48％。1982年Stenroon等，采用海藻酸鈣固定化德氏乳桿菌，最大轉(zhuǎn)化率達(dá)97％（90％以上為

3、D－乳酸）。1989年Hang等，采用米根霉NRRL395以玉米為原料直接發(fā)酵生產(chǎn)L－乳酸354g/1000g玉米。1989年Hang等，采用海藻酸鈣固定化米根霉孢子生產(chǎn)L－乳酸，最高產(chǎn)酸62g/L，糖轉(zhuǎn)化率達(dá)72％。1990年KirKovits等采用凝結(jié)芽孢桿菌DSM5169菌株在含糖190g/L，酵母膏3g/L培養(yǎng)基中，52℃培養(yǎng)39小時，生成140g/LL－乳酸，其中L－乳酸純度達(dá)99.8％。（2）國內(nèi)發(fā)展過程：1944年重慶振元化學(xué)藥品廠，采用德氏乳桿菌發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鈣。1985～1992年無錫第二制藥廠、河北秦皇島乳

4、酸廠、沈陽乳酸廠、銀川乳酸鈣廠等采用“雙酶法處原料，大型發(fā)酵罐生產(chǎn)乳酸及乳酸鈣。1991年蔣明株等，采用米根霉發(fā)酵L－乳酸小試。1991年劉祖同等，固定化米根霉EL－56發(fā)酵生產(chǎn)L－乳酸。1992年曹本昌等，分離篩選干酪乳桿菌鼠李糖亞種菌株進(jìn)行L－乳酸發(fā)酵。1997年金其榮等分離選育出產(chǎn)L-乳酸占總酸99.6%米根霉突變株，適用于糖、玉米粉等多種原料。2000年安徽豐原生化公司引進(jìn)國外的“工程細(xì)菌”進(jìn)行年產(chǎn)5000噸的L-乳酸發(fā)酵生產(chǎn)，產(chǎn)酸達(dá)180g/L。（3）乳酸工業(yè)的發(fā)展1982年世界乳酸產(chǎn)量2.4?2.8萬噸，1989

5、年增至3.0萬噸，其中50?60％為發(fā)酵法生產(chǎn)的，主要是DL－型乳酸和乳酸鈣。荷蘭、巴西、西班牙、美國、日本都相繼擴建和新建了具有相當(dāng)規(guī)模的L-乳酸廠，其中尤以美國為甚，Dowchemicalco.和Cargill兩公司已聯(lián)合完成年產(chǎn)7000噸聚乳酸的中試,并于2002年初宣布將投資3億美元建世界上最大的第一套年產(chǎn)14萬噸聚乳酸生產(chǎn)線。目前世界乳酸產(chǎn)量達(dá)20萬噸每年，其中荷蘭purac公司10萬噸每年，美國ADM公司6.5萬噸每年。根據(jù)日本有關(guān)專家估計，若干年內(nèi)世界L-乳酸的消費量將達(dá)到300萬噸。1944年重慶振元化學(xué)藥品

6、廠，曾以德氏乳桿菌發(fā)酵生產(chǎn)乳酸鈣，目前我國有十幾家生產(chǎn)廠，年生產(chǎn)能力約13~14萬噸。生產(chǎn)規(guī)模最大的是河南鄲城金丹乳酸公司，年產(chǎn)8萬噸。最近安徽豐原集團公司從比利時引進(jìn)菌種可達(dá)180g/L，新建了年產(chǎn)2萬噸的生產(chǎn)線。www.themegallery.comCompanyLogoL-乳酸的用途醫(yī)藥食品農(nóng)藥化妝品化工材料乳酸糖果、飲料、果汁、葡萄酒、乳酸鈉靜脈注射液和腎透析溶液飼料添加劑防腐劑保濕及美白乳酸酯樹脂溶劑聚乳酸2.乳酸的用途乳酸及其衍生物在食品、飲料、醫(yī)藥、工業(yè)和聚合物等不同的市場內(nèi)有廣泛的應(yīng)用。1.乳酸可加到糖果、

7、飲料、果汁、葡萄酒、和奶制品如酸奶作為增香劑、酸味劑或者防腐劑，在啤酒生產(chǎn)過程中作調(diào)酸劑代替磷酸。2.硬脂酰乳酸鹽可作為面包的改良劑。3.乳酸鈉可用于靜脈注射液和腎透析溶液。乳酸鈉、乳酸、和其他有機酸的混合物用于化妝品中有助保濕及美白。4.乳酸鈣可為乳品飲料添加鈣質(zhì)以及制成藥用鈣片。5.其它乳酸鹽如鋁、銅、鐵、錳、鎂和鋅等可添加到運動性飲料和保健品中來補充礦物質(zhì)。6.乳酸酯（甲基，乙基、異丙基、丁基、2-乙基己基乳酸鹽）可用于化學(xué)和電子工業(yè)，及作樹脂溶劑用于液晶顯示器、可讀寫磁盤、集成電路和集成電路板的生產(chǎn)過程中。乳酸及其鹽

8、也可用于化學(xué)法電鍍、皮革加工、紡織染色等。圖-2.1與乳酸發(fā)酵有關(guān)的優(yōu)化環(huán)境和L-聚乳酸的環(huán)境循環(huán)聚乳酸的合成乳酸聚合成聚乳酸的技術(shù)，在實驗室規(guī)模已行之有年，并不稀奇。簡單可分為以乳酸直接縮聚的一步法，及先將乳酸脫水成丙交酯、再開環(huán)聚合的二步法(Galotta,2002;Gruber,20