l乳酸及其前景展望

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1、 ( 3 ) 由 于酸性脱色液的回 调， 母液中 小分子可 溶物浓度增大1 0 一 1 5 %( 参见图2 ) 。 这会增 加晶体表面杂质夹带。前己述说， 影响晶 体质量主要是菌体细 胞的 夹带而不是小分子可溶物. 因为小分 子可溶物在晶体上的粘筋R 容易通过离心洗 涤除 去。 而酸性脱色液的回调又使母浓 的体积增加了1 0 一 1 5 %， 等于将菌体 浓度也稀释了1 0 一 1 5 %, 降低了菌体的夹带。因 此从结 晶理 论上 说， 闭路循环工艺不会降低晶体 质量。 2 , 实践结果 在宵岛味精厂的中试是有领导 有计划按步骤进行的， 其工艺可行性、 结晶质量、 提取收率 和副 产物的产出

2、都是在青岛味精厂工 程技术人员的 严格测定和把关下进行的， 不存在结晶 质 最问 题( 离心机上取样化验， 湿狱酸中 谷氛酸含量8 8 一 9 1 %， 水分6 一 8 %; 由 于夹带菌体量少， 味 精 精制 试验 的 中 和 过 滤 速 度 较 通常 速 度 快2 0 一 4 0 % ) 0 需要指出的是， 狱酸 颜色较常规略有增加。可由增 加脱色剂或在精制脱色时解决。 从操作 成本上考虑， 我认为在精制脱色时去除更好。 五、 关于硫酸钱结晶 硫酸 铰在 母液中的溶解度远低于 水中。 特别是在特定的闭 路循环工艺中因 硫酸根的同离 子效应更使其溶解度降低， 6 0 一 7 0 时仅为3 5

3、 一 4 0 g / l 0 0 m 1 。因 此， 硫酸按结晶不是间题。青 岛中 试时结晶出的 硫酸筱有5 0 - 6 0 口 袋， 鉴定专家都己见到， 而且中试鉴定时应专家要求作 了 现场操作。青岛味精厂更是人 人皆 知。 今年5 月在杭州开的味精行业的“ 发酵工程技术研讨会” 上， 我们应会长冯容保先生的要 求专门 在杭州味精厂 作了演示， 也证实了这一点。 关于水解的设 备腐蚀问 题， 因 设备技 术的 进步， 现在一般都不认为是个问题， 如冯容保先 生也认为不是问题 ， 这里就不讨论了。 当 然， 一项新的 技术. 不可能一 上马 就十全十美。 只要方向正 确， 就可以 在工艺、 设

4、备和 操 作上不断 完善提高， 如主 产物收率就一定还会提高。但 如技术方向 不对， 不仅几千万元的投人 难以 收回， 以后多年高昂 的运行费 用将造成 更大的经济 损失。 顺便提一下， 去年太湖流域零点工程中， 我们借鉴味精提取闭路循环这项技术， 成功地完 成了 无锡石油化工总厂的环氧树脂高 浓度废水治理工程。在无锡地区 产生了良 好的 影响( 被 称为太湖零点工程的“ 技术亮点，)。 除无锡的电视、 广播、 报纸都作了报导外， 中国 化工报、 中 国环境报和中国教 育报都作了宣 传报导。 现正在环氧树脂行业推广中。 L一乳酸及其前景展望 江苏省微生物研究所曹本昌 浙江海正药业股份有限公司白

5、-5 r 江苏无锡2 1 4 0 6 3 浙江台州3 1 8 0 0 0 L - 乳酸是近年来人们十分关注发展较快的有机酸， 这不 仅是因为它是以 玉米为原料提 高玉米附 加值的新产品， 更主 要的是由L 一 乳酸进一步聚合成P A L 树脂制成完全降解塑料， 开拓了 广宽应用领 域。此外， L 一 乳酸的 绝对安全性， 在食品、 医药生产中取代原有的D . L 混 1 1 4 合乳酸己 成为事实。在电子工 业、 日用化工、 造纸。农药等领 域的众多应用， L - 乳酸就成为 前景十分看好的 产品。 一、 L 一 乳酸性能简述 L - 乳酸是广泛 存在于自 然界的重要有机酸， 它存在于人体、

6、动物及徽生物代谢之中， 也 存在于与人们相关的 多种食品之中， 如饮料( 发醉型奶制品及果蔬 饮料) 、 腌制品、 酒 类( 啤酒及 葡萄酒等果酒) 、 蜜钱等。L 一 乳酸的理化性能与 其他两种乳酸( D - 乳酸与D L - 乳酸) 十分相 近， 唯旋光为右旋. 而D 一 乳酸 旋光为左旋， D L - 乳酸旋光为消旋。 数十年来， 由 于菌种、 工艺 等原因， 我国市售乳酸 是D - 乳酸与L 一 乳酸无一定比 例的混 合乳酸， 而不是各占5 0 % 的消 旋 乳酸， 经检测表明D一 乳酸均在8 0 %以 上， 甚至 超过9 0 % e医学研 究早已 证明， 人体只 具有代 谢L - 乳

7、酸的酶( L - 乳酸脱氢酶) 只 能代谢L - 乳酸， 而D 一 乳酸进人人体后， 由 于不能代谢， 使血尿 酸度提 高， 过量的 摄人就引起代谢紊乱等 不良 反应， 为 此， 世界卫生组织规 定， 人体每天 摄人的D一 乳酸量每公 斤体 重不得超过1 0 0 毫克， 而对 L - 乳酸无任何限 制。 从安全角度考 虑， 在欧美及月 本， L - 乳酸取代D L 一 乳酸 应用于医药食品之中己成事实， 我国由于L 一 乳酸 生产滞后和尚 无相应的 法规， D . L . 混 合乳酸仍在使用之中。 L 一 乳酸是无色或 淡黄色 浆状液体， 它的右旋性使之有了特定的生理活性， L 一 乳酸存放

8、极为 稳定， 但是在精制纯度 不够 或混人杂质时， 随着存放时间延长， 色泽加深， 品质发生下降。 二、 L 一 乳酸用 途 L - 乳酸用于食品、 饮料、 医 药塑料、 饲 料、 农药、 日 用化工、 造纸及电子工业等 许多领域。 在食品、 饮料工业上， L 一 乳酸用作酸味剂、 强化剂、 防 腐剂， 是绝对安全的添加剂。L - 乳 酸 有比柠檬酸 更强的 感观酸度和酸味纯正、 无苦涩味， 使用方便， 无需溶解过滤， 若与柠嫌酸、 苹果酸配合使 用加人食品( 罐头、 果酱、 糖果等) 、 饮料( 果汁、 酸奶等) 之中， 能赋于更 丰富、 更 柔 和的酸昧， 口 感更好， 加人啤酒， 可使口

9、 味醇和， 品质提高。 L 一 乳酸衍生物如L - 乳酸钙、 L - 乳酸锌、 L 一 乳酸亚 铁是食品、 饮料。 保健品的强 化剂， L 一 乳酸类如乳酸乙 醋是多种名白酒的 主 香成分， 白 酒、 黄酒的 调香离不开这种香味 剂。 在医药工业中。 L 一 乳酸及其衍生物( 如L 一 乳酸 钠) 可与抓化钠、 氨基酸等配伍， 生产治 疗 高钾血症或酸中毒的大 输液, L 一 乳酸钙、 L - 乳酸锌等是治疗金属元素缺乏症的药物。 在国 外， 美日 等国 均已 掌握了由L - 乳酸合 成聚乳酸树脂( 简称P A L ) 的技术， 而P A L 与人体有 很 好的相容性， 于是 他们将P A L

10、 用于 制造医 用材料， 如缓释药物的包囊 材料( 微 囊) ， 可口 服或注 射， 也 可植人病灶部 位， 可减 少用药量和延长 药效， 避免一般口 服药瞬时浓度过高易产生毒副 反应及易于排出 的不足。此 外， 还用来制 造医 用缝合线及修复骨骼损伤的骨 钉、 骨板等， 在伤 口 愈合后， 不必拆线 或再次手术取出， 而 是能被 人体慢慢代谢. 不留 残余. 这样 不仅免去了 手术 的 麻烦， 也减少了病 人再次手术的痛苦或异 物留 在体内的不适口 P A L ( 聚乳酸) 更多的 是用来制造生物降 解塑料， 这是塑料工业的重大进步， 用这种塑料制 成的 包装材 料( 袋、 瓶、 盒等) 和

11、日 用塑料( 餐具、 玩 具、 文化用品、 生活用品等) 废弃在自 然界， 能 在三至 六个月内 被自 然界存在的至 少1 0 0 种以 上的常见微生 物完全分解为二氧化碳和水。 不 发生像聚乙 烯、 聚丙烯、 聚苯乙 烯那样破坏 环境的“ 白色污染” ， 是保护环境造福子孙的理想材 料， 现在己在不少国家成为商品， 受到人们的欢迎。 L一乳酸在农药生产上， 是制造高效、 低毒、 低残留的新除草剂苯氧丙酸类除草剂( 如 精嗓马、 精哇禾灵等) 的主要原 料， L 一 乳 酸的右旋性赋于该类农药的 生理活性， 产生了除 草效 1 1 5 果( 用D - 乳酸则无效) ， 这类农 药原来全 部依靠

12、进口， 价格昂 贵， 现在我国 亦己 研制成功， 在江 苏等地数 家工 厂投产。 在 饲料工业中， L 一 乳酸钙, L 一 乳酸 铁可作为 饲料的添加剂， 对提高 产蛋、 产奶和促进禽 畜生 产， 特别是特种水产 养殖( 虾、 蟹、 鳌等) ， 更为有效， 因为L 一 乳酸钙较其他钙剂( 磷酸钙、 碳酸 钙等) 更易代谢利用， 用量也 大为减少。 L 一 乳酸在日 用化学品( 如 牙青、 护肤品等) 生产中 用作保湿剂、 缓冲剂， 对 保护牙齿和 皮 肤有一定的作用， 使用较为 普遍。 在电子工业中， L 一 乳酸的衍生物用于制造光刻材料和液 晶， 据说， 这种液晶 性能 优于现在 用四 丁

13、基代苯等 材料制造的 液晶， 使用寿命长并有可能做成 大屏幕。 L 一 乳酸及其衍 生物的 用途十分广 泛， 而 且还在不断的 拓展之中， 前不久， 据P u r a k 公司报 道， L 一 乳酸衍 生物在航天工 业、 涂料 工业中还有特殊的 用途。 三、 国内外发展概况 目 前国内外L - 乳酸生产均 是选育特定的微生物用发酵法生产。酶转化法和 拆分 D L - 乳酸的方法， 由于 工艺 复杂和难以得到纯 净的L 一 乳酸， 无法用于生产。 发酵法成本低、 产酸 纯， 故为 各国 所采用。 产L 一 乳酸的菌种颇多， 但具有工业生产价值的目 前只有两类: 一类是丝状真菌中的根 霉; 另一

14、类是细菌中的乳杆菌和链球菌， 但嗜热脂肪芽抱杆菌亦有用于工业生产的可能。国 外， 这两类菌都有用于生产的报 道， 我国 都以 根霉为 生产菌。根霉营养要求简单， 菌丝体较细 菌 容易 分离， 产酸高， 但对糖的 转化率 理论值只7 5 %比细菌低， 另外， 根 霉属好氧发醉， 动力消 耗大， 用细菌发酵营养要求高， 但对糖的 转化率在9 0 %以上， 细菌采用厌氧或微好氧发酵， 无 需通气， 动力消耗小。 L - 乳酸 发酵的原 料， 国 外较多的 使用葡萄糖或糖蜜， 也有使用淀粉。我国 上海、 天津工 业微生物所菌种以 玉米淀粉为原料， 江苏省微 生物所菌种不仅 适应玉米淀粉， 也适应玉米粉

15、， 大米及葡萄糖， 因此也适应了我国 南北方不同的 粮食结构， 保证任何时候均可选择最价廉的原 料。 至于 产品的 提取 方法， 报道有 很多种， 如酷化法、 结晶 法、 萃取法、 锌盐法、 树脂吸附法、 电 渗 析法等。国 外普遍采用醋化法。电渗析 法在工业化生产的试验之中， 醋化 法是 将发酵 液( 乳 酸 钙液) 或粗乳酸在催化剂存在 下与甲 醇反应生成乳酸甲 酣， 然后， 乳酸甲醋再经水解分离出 乳酸与甲 醇并分别收 集， 该法收 得率己 达9 0 %以 上， 又能得到高质量的L 一 乳酸， 但对设备及 操作要求高， 常配以自 控 装置， 此 外对含甲 醇的高浓度废水需加强治理， 我国

16、上海天滋乳酸制 药厂亦采用此法， 成品 基本无色， 达到国 外同 类产品水准， 但仍有不少差距， 如自 动化水平不 高. 产品收率只6 5 % 左右， 成品中有时有少量甲醇残留。 浙江海正药业股份有限公司根据国 情， 对结晶 法加以改进， 革除了 结晶 工序， 将发酵液直接酸解， 再经离子交换等工序加以净化， 成品达到食用级标准， 此工 艺收 得率从原 来的 不足5 0 % 提高至6 5 % 左右， 设备简单， 废水排 放 大 大 减 少， 成 本 低， 但 是， 当 发 酵 异 常 残 糖 高 时， 制 造色 泽好 的 产 品 有一 定 困 难 。 我国于1 9 8 7 年前后， 江苏省 微生物研究、 上海工业微生物研究所、 天津工 业微生物 研究所 为代表， 开展了发醉法生 产L 一 乳酸的 研究， 1 9 9 1 年一 1 9 9 2