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1、一、乳酸发酵微生物1、种类一细菌乳杆菌属(Lactobacillus)的菌种有干酪乳杆菌、嗜热乳杆菌、唾液乳杆菌、清酒乳杆菌、嗜 酸乳杆菌、德氏乳杆菌、嗜淀粉乳杆菌、植物乳杆菌等。链球菌(Streptoccoccus)有嗜热链球菌、乳脂链球菌、唾液链球菌等。发酵生成D-和L-乳酸能利用麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、呆糖、半乳糖、糊精等碳源，发酵产生D-乳酸，少数菌株 产生DL-乳酸。最适生长温度为45C, 50C仍能旺盛发育并产酸，最高耐受温度为55C。赖氏乳杆菌能利用麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖和海涣糖产酸；利用半乳糖、甘露醇和a-甲基配糖体 生成微量酸：不发酵乳糖、棉子糖、阿拉伯糖、鼠李糖、糊精和菊
2、芋糖。能耐受1301的D- 乳酸，最适生长温度为36C。(3)植物氏乳杆菌异名：阿拉伯糖乳杆菌细胞杆状，38X0.7lum,单个或呈短链，末端变圆。革兰氏阳性，不运动。在琼脂斜 面培养基上生长不旺盛。明胶酵母膏葡萄糖穿刺呈丝状生长，不液化明胶。硝酸盐还原试验 阴性。能利用麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖、乳糖、和棉子糖产酸；利用甘露 醇、山梨醇、甘油、木糖和糊精生成微量酸；不发酵鼠李糖、淀粉和菊芋糖。一般产DL- 乳酸，能耐受13g/l的D-乳酸，最适生长温度为3O0Co3、种类根霉1884年Eijkmaim指出，根孫所产生的酸町能为乳酸，在1901年被Cluzaszz所确证。福井
3、 经研究发现，产L(+)-乳酸较多的根密菌种有：米根霉、黑根霉、爪哇根霉、小麦曲根霉、 华根霉、甘薯根霍、结节根霉、口本根霍、东京根霉、高温根霉、少根根孫、美丽根霍等十 多种。4、常用根霉一米根霉菌落疏松或稠密，初为白色，后变为灰褐色至照褐色，匍匐枝爬行，无色。假根发达，指状 或根状分枝，褐色。抱囊梗直立或弯曲，24根群生，有时膨人或分枝。囊托锲形，菌丝 形成厚 葩子，结合抱子未见。米根霉的最适温度37C, 41C时还能生长。米根密的淀粉酶活力极强，多作糖化菌使用。 也具有酒精发酵能力及蛋白质分解能力。人量存在于酒药与酒曲中。发酵乳酸最适温度为 30C,可利用无机氮源。二、乳酸发酵原料K主要原
4、料低聚糖、己糖乳酸细菌能直接利用 养因子氨基酸、维生素、核酸辅助原料 麦根、姝皮、米糠等蔗糖菌体赖氏乳杆菌德氏乳杆菌糖蜜菌种德氏乳杆菌淀粉水解糖乳糖及含乳糖原料保加利亚乳杆菌，直接接入全乳或脱脂乳发酵生产菌种德氏乳杆菌米根孫亚硫酸盐纸浆废液戊糖乳杆菌 淀粉/淀粉质原料水解方法1酸解单行发酵工艺酶法并行发酵工艺玉米、人米广红薯、马铃薯糖化、发酵同时进行酶制剂麦芽粉 糖化剂 秋曲无机酸2. 辅助原料乳酸菌的生长、繁殖、发酵能力的获得与其它菌一样，也需要添加适宜营养物质理论天然营养盐添加量（1）鉄皮氨基酸、维生素、核酸碱基 隸皮、米糠、玉米浆、麦根亚适量水平是面粉工业的副产品，乳酸菌生长需要的许多生
5、长因子跌皮中均有如镁、磷、铁、钙、生物素、维生素（2）玉米浆玉米用亚硫酸盐溶液浸岀和浓缩而成（3）麦根是啤酒工业制麦工段的副产物，含氮量高达30%麦根中含有许多种游离的氨基酸，碳水化物，维生素，叶酸，生物素大麦必须通过发芽过程将内含的难溶性淀料转变为用于酿造工序的可溶性糖类。大麦在收获后先贮存2-3月，才能进入麦芽车间开始制造麦芽。为了得到干净、一致的优良麦芽，制麦前，大麦需先经风选或筛选除杂，永磁筒去铁，比重去石机除石， 楮选机分级。制麦的主要过程为：大麦进入浸麦槽洗麦、吸水后，进入发芽箱发芽，成为绿麦芽。绿麦芽进入干燥塔/炉 烘干，经除根机去根，制成成品麦芽。从大麦到制成麦芽需要10天左右
6、时间。三、乳酸生产工艺(一)水解糖发酵工艺1、原料的糖化(1)淀粉水解原理有色物质、龙胆二糖等为乳酸 菌的非发酵性物质，会导致： 分离难产率下降产品质量差复合反应复合二糖It复合低聚糖水解反应葡萄糖/分解反应夕 、5 疑基甲基糠醛有机物、有色物质(2)淀粉水解方法A酸法水解酸法水解是以无机酸或有机酸为催化剂，在高温高压卞水解淀粉的方法，其工艺流程如卞 原料 u 调浆Is糖化|s冷却糖液口 过滤口 脱色匸中和180 -200 g/L0.5-0.8 %1.510 40 203050淀粉乳浓度盐酸量占干淀粉的 pH值水解终点的判断方法由图2-2可知，曲线为正弦抛物线。B点为最人点，过了 B点，可发酵
7、糖 产率呈下降趋势这是因副反应增加所引起故要在最大值B点之 前，即A点放料，到C点完成。水解时NJ (mill)图22酸法糖化曲线B酶法水解酶解法可分为两步液化糖化淀粉酶把淀粉转化成糊精、低聚糖，底物的粘度急剧下降，此过程即为液化。 糖化酶把糊精、低聚合糖进一步水解成葡萄糖，此过程即为糖化双酶水解法2.接种物的制备种子罐容积约生产罐的1/13 - 1/12装料系数0.8培养基配方单位g/L葡萄糖150麦根3.75(NH4J2HPO42.5CaCO31003.发酵工艺条件德氏乳杆菌，发酵温度50+1 CpH大于5.0 ,若pH小于，则发酵速度减慢 填料系数0.8正常发酵时罐I I敞开，使CO2逸
8、出发酵周期5-6 d,残糖1 g/L (150)（二）蔗糖发酵工艺使pH上升至90 升温706-12h德氏乳杆菌加水匚二 糖70=甘蔗U CaC发接=麦Q 冷Q灭发酵结束后加石灰乳加热静置压滤（三）亚硫酸盐废液发酵工艺 亚硫酸盐废液成分匚2-3%单糖SO2SO32-发酵抑制物彳木质素少量 糠醛、HAc、甲基糠醛戊糖乳杆菌C6H12O62 C3H6O3C5H10O5C3H6H3 + CH3COOHK原料预处理（1）去除SO2（2）沉淀处理蒸汽蒸发处理90%蒸汽冷凝在液体中10%蒸汽带出，即SO2被带出处理条件 35 C, pH 8.5,30 rnui2、发酵工艺发酵温度30 CpH 5.5-6.
9、548 h营养盐（麦根汁、玉米浆等）与亚硫酸盐废液要分开灭菌，否则营养物会彼沉淀的木质素等物 质带走中和液加石灰乳时要不断搅拌，防止局部过碱（四）糖蜜发酵工艺糖蜜糖浓度咼，J桶释J酸化J灭菌J澄清发酵前必须进行预处理pH 5.530 mill8-12 hJ补加麦根/玉米粉乳酸糖蜜发酵工艺条件发酵温度50 C接种量10 %PH周期 残糖 加石灰乳 精制6.54-5 d5gZLpH 9-10四、乳酸的提取精制吸附 重结晶 离子交换萃取蒸懈离心过滤（一）工艺流程K以水解糖生产乳酸生产工艺种母罐发酵液脱色加热匚二净化脫色 匸酸解u浓缩2、萼干粉并行发酵工艺 工艺流程工艺薯干粉1S液化匚并行发酵匚加热冷
10、却结晶蒸发浓缩过虑沉淀离心A酸解1过虑马H成品真空过虑蒸发并脱色匸| 离子交换（二）发酵液处理乳酸发酵时CaCO3是过量的。形成的乳酸钙为水合型，即含5H2O。发酵后加热 90-100C压滤真空浓缩乳酸钙150 g/L石灰乳压滤 70-80 C中和至pH 9.5-10/|静置4-6 h（三）乳酸钙结晶乳酸钙在水中的溶解度与温度成正比例关系杂质含量增加会使乳酸钙的溶解度增人一般杂质数量增加1%,乳酸钙溶解度约增大10%lh 30oC降至23oC； 1.5h降至18 oC；每小时降低2 oC,降至10 oC,保持3h12-35CY=1.9exp(0.035T)Y-乳酸钙在水中的溶解度 T-代表温度
11、(C)40-80CY=1.4 exp(0.0435 T)（四）乳酸钙流化干燥造粒流化干躁是流化技术及喷雾干燥造粒过程合而为一的干燥技术蒸发在同一流化床内完成多种操作结晶,干燥造粒操作步骤，J在硫化床层内放入小颗粒乳酸钙物料，料厚200 mmV 鼓风机4传送的空气，经加热器6,进入流化床11J料液65%乳酸钙溶液由料液槽8,经气流式喷嘴10,在压缩空气卞雾化，直接喷入流化床床层内（五）乳酸钙的酸解及石膏的分离乳酸钙中加入H2SO4即生成乳酸（CH3COHCOO） 2Ca5 H2O + H2SO42CH3CHOHCOOH + CaSO4 2H2O石膏与乳酸浓度的关系，总体趋势类似于正弦抛物线在乳酸
12、浓度10%时，石膏溶解度最人在乳酸浓度40%时，稳定平缓曲线 乳酸钙浓度不超过18%；硫酸过量0.5%乳酸溶液中Fe盐可用亚铁氟化钙除去溶液中重金属神可用BaS沉淀法去除FeL3 + Ca2Fe(CN)6 Fe4Fe(CN)6 3 + 6 CaL2M2+ + AsO42- + BaS MS + BaAsO4M金属离子，(六) 乳酸的净化V活性炭吸附V离子交换J溶剂萃取V减压蒸馆V锌盐法V酯化法1、活性炭吸附活性炭吸附在乳酸净化常用于两种条件下J在未除去石膏渣的溶液中添加，加入2%活性炭, 80C 下，约 1 hJ在已去除石膏渣的乳酸溶液中，加入2%活性炭,80C F，约 05h2、离子交换H子
13、交换柱及OH型阴离子交换柱去除物质V部分去除有色物质J含N物质3、溶剂萃取法浓缩离子交换异丙瞇常用于乳酸萃取，并与吸附、离子交换法结合使用 发酵醪匚二加热80C _k酸化过滤脱色4减压蒸馆法乳酸在常压卞的沸点为190 C真空精饰乳酸蒸馆温度130 C ,才无明显分解5、锌盐法乳酸盐在乳酸中是最容易结晶的，能用于检验乳酸存在在乳酸钙溶液中加入ZnSO4CaL2 + Z11SO4Z11L2 + H2S ZnL2 + CaSO4 2HL + ZaS I *L 乳酸根 CH3CHOHCOO- *6、酯化法乳酸与低级醇形成酯酯通入水蒸汽，酯分解得纯97%乳酸CH3CHOHCOOH + ROH. CH3CHOHCOOR + H2O（七）乳酸溶液的浓缩乳酸钙酸解后，经初步净化，浓度约110g/kgV工业级乳酸 500-600 g/kgV药品级乳酸 850 g/kg工艺过程低真空度精制(600 nun Hg)脱色I)高真空度精制/(300 nun Hg)
