*COOHHOHCH31乳酸是一种天然有机酸,是三大有机酸之一。1881年,美国科学家首先将酸乳中提取的乳酸菌用于大规模的乳酸发酵生产,至今已有一百多年乳酸是一种多用途的精细化学品,可广泛用于食品、制药、纺织、制革、环保和农业中。其产品主要表现形式为酸味剂、调味剂、防腐剂、鞣制剂、植物生长调节剂、生物可降解材料和手性药物等乳酸未工业化生产之前由干酪、酸奶、酱油、酵母、肉、酱菜、葡萄酒等食品的自然发酵形成,动物和人体在日常的行走、奔跑的活动中也会产生大量的天然乳酸2•世界乳酸年产能力约为20-25万吨,需求量70万约吨,预计2010全球L-乳酸需求量500万吨,其中食品工业约占60%,其他主要用于医药工业和制造乳酸衍生物•我国目前年生产能力约6~7万吨,产品纯度较低,生产成本较高。3当今国外最先进的生产工艺是由玉米等谷类为碳源,采用细菌发酵法生产L-乳酸。而国内大都还采用米根霉发酵法,用淀粉为碳源,用CaCO3等中和剂控制发酵液的pH值,然后用H2SO4中和,产生大量硫酸钙沉淀,使工艺繁复,并带入大量杂质和染菌,使产品纯度下降米根霉发酵是好氧发酵,能耗高,转化率仅80%4许多国家为解决“白色污染”问题,开发出由L-乳酸聚合得到的聚乳酸利用分子量不同的聚乳酸可以制作不同的材料,如分子量在1.5×104~5.0×104,用做胶粘剂或缓释药物;5.0×104~10×104,可以制膜;12×104~22×104,适用于纺织纤维;用作骨固定材料,则分子量需在50万以上所制作的材料具有良好的生物相容性和可生物降解性,分解的中间产物乳酸对人体无害,因此在美国、日本和欧洲等国引起极为广泛兴趣,并已较大规模地投产与投放市场。5第一节乳酸的性质•乳酸分子中有一个不对称C原子,有旋光性•乳酸分子内有-OH、-COOH,故有自动酯化能力•密度1.1848kg/L(80%W/W)•与水完全互溶,较难结晶析出,商品乳酸通常为60%溶液。。6COOHOHHCH3COOHHOHCH3L(+)乳酸D(-)乳酸乳酸钙在水中的溶解度较大,对发酵和提取工艺有决定作用•在20℃时溶解度大于7%,50℃时溶解度大于20%。与各种钙剂的溶解性相比,25℃时各种钙剂的溶解性:L-乳酸钙1345;DL-乳酸钙702;碳酸钙0.56;葡萄糖酸钙670;柠檬酸钙20;活性钙(氢氧化钙)65;氨基酸钙224。可见L-乳酸钙溶解出的钙离子是最大的。7功能作用:由于具有呈中性、易溶解、口感好、易吸收等优点,乳酸钙是一种良好的钙源。食品中的应用:在食品中,除了促进生长发育等营养功能外,乳酸钙还可作为稳定剂、缓冲剂、面团调节剂改善风味和口感,提高诸如糖果、糕点、奶粉、酸奶等食品和饮料的质量。乳酸钙还可增强抗氧化性,防止水果和蔬菜的褪色等。医药应用:在医药中,乳酸钙可保持骨骼密度和强度,减少毛细血管的通透性,保持正常的神经肌肉的兴奋性,加强大脑皮层抑制过程。乳酸钙主要用于治疗骨质疏松症、手足抽搐、抽筋、低血钙、过敏症、痉挛和镁中毒等病症。农业饲料应用:饲料中,乳酸钙用于控制饲料中内菌的改变,喂养牛羊可提高产奶量。添加于家禽饲料可使蛋壳硬度加大,破碎减少。第二节乳酸发酵机理•乳酸发酵8同型发酵异型发酵发酵类型是同型或异型,决定于1、菌种特性2、与发酵条件关系密切9A、同型乳酸发酵:发酵产物只有乳酸的一种发酵。产能途径为EMP途径。B、异型乳酸发酵:发酵产物除乳酸外还又一些乙醇、乙酸和CO2。产能途径为HMP或PK、HK途径。A、同型乳酸发酵:进行乳酸发酵的主要是细菌。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。C6H12O6+2ADP2CH3CHOHCOOH+2ATP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。B、异型乳酸发酵1、6-磷酸葡萄糖酸的途径(磷酸酮解途径)2、双歧途径(磷酸酮糖途径)3、米根霉乳酸发酵机理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...