生物工程产品工艺学乳酸发酵含第二次课.pptVIP

四、乳酸的提取工艺-钙盐法 （过滤） （粗乳酸钙溶液） 滤液 （硫酸酸解） 滤液 （粗乳酸溶液） 硫酸钙 （结晶） （粗乳酸钙溶液） 滤液 （浓缩） 滤液 （粗乳酸溶液） 硫酸钙 乳酸钙晶体 （溶解） （加热） 乳酸钙溶液 （硫酸酸解、过滤） 四、乳酸的提取工艺—钙盐法 （粗乳酸钙溶液） 滤液 （活性炭脱色） （离子交换） 稀乳酸 （浓缩） 乳酸 优点：工艺成熟、易于控制 缺点：流程长、硫酸及活性炭的用量大，副产物CaSO4量大，劳动强度大，产品收率低（40-50）% 四、乳酸的提取工艺—锌盐法 硫酸锌 （粗乳酸钙溶液） 滤液 80℃ 硫化锌 （硫酸） 乳酸锌晶体 （冷却结晶） 发酵液 （碳酸钙） （过滤） 硫酸钙 滤液 （溶解） （脱色） 乳酸锌溶液 （硫化氢） 稀乳酸 乳酸 总提取收率可由（40-50）%提高到60-65% 四、乳酸的提取工艺—电渗析法 在离子交换技术与膜技术基础上发展起来的一种新的分离提纯技术 电场推动力下，将具有选择性透过的离子交换膜代替离子交换树脂 选择作用：孔隙选择（半透膜），电荷选择（离子交换） 若预先超滤除去菌体及部分蛋白质，提取收率可达80% 萃取剂：异丙醚 对乳酸的分配系数不理想。萃取率低 液膜萃取法 形成乳状液膜 载体与乳酸形成特定的载体——乳酸复合物 有机相萃取 反萃取（水、稀盐酸、稀硫酸或氢氧化钠） 即可获得纯净的稀乳酸液 国内外较大型的乳酸厂家均采用有机溶剂萃取方式提取乳酸 四、乳酸的提取工艺—溶剂萃取法 四、乳酸的提取工艺—酯化法 耐热要求高的乳酸提取用此法（焙烤食品、聚合物工业等） 将钙盐法提取的乳酸在高温条件下与甲醇或乙醇反应产生乳酸甲酯或乳酸乙酯,蒸馏提取乳酸酯,水解回收提出后的乳酸 （甲醇或乙醇） 乳酸 （高温） 甲酯或乙酯 稀乳酸 乳酸甲酯或乳酸乙酯 （蒸馏） 乳酸酯 （水解） （浓缩） 乳酸 酯通入水蒸汽，酯分解得纯97%乳酸 作业 简述细菌生物合成乳酸机制。 简述发酵生产乳酸的工艺。 画出细菌发酵生产乳酸的工艺流程图（以薯干为原料） * * 发酵菌种？ (1) 德氏乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii） 乳杆菌属，细胞杆状，单个或成短链，革兰氏阳性，不运动。在琼脂平板培养基上菌落小，扁平，呈锯齿形。在明胶平板培养基上菌落灰色，环状。在琼脂斜面培养基上呈半透明灰色条纹。 能利用麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、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45℃，50℃仍能旺盛发育并产酸，最高耐受温度为55℃。 一、乳酸发酵微生物——细菌 (2) 赖氏乳杆菌（Lactobacillus leichmannii） 细胞杆状，单个或成短链，细胞呈现两个或更多的深着色颗粒。革兰氏阳性，不运动。 能利用麦芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖和海藻糖产酸；利用半乳糖、甘露醇和α-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、糊精和菊芋糖。能耐受13g/l的D-乳酸，最适生长温度为36℃。 一、乳酸发酵微生物——细菌 (3) 植物氏乳杆菌（Lactobacillus plantarum） 细胞杆状，单个或呈短链，末端变圆。革兰氏阳性，不运动。 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。最适生长温度为30℃。 一、乳酸发酵微生物——细菌 米根霉 行走根霉 小麦曲根酶 一、乳酸发酵微生物——根霉 米根霉 是中国药和酒曲中的重要霉菌之一。在土壤、空气及其他物质中亦常见。 匍匐枝爬行，假根发达，指状或根状分枝。 果园、菜园、花盆土壤中或谷物上分离 马丁（Martin）培养基分离纯化 最适发育温度37℃，发酵产酸最适30℃，产酸多（70%），副产物多（反丁烯二酸及微量酒精），对糖利用效率低，但可以以淀粉为原料（分泌淀粉酶、糖化酶） 一、乳酸发酵微生物——根霉 产酸迅速，副产物少，营养要求简单，耐高温。 避免交叉污染，加速发酵进程，提高产率，便于后续提取工艺操作 一、乳酸生产菌种要求 第三章 有机酸 乳酸 乳酸发酵微生物 乳酸生物合成机制 乳酸的发酵工艺 乳酸的提取工艺 3.2 乳酸 同型乳酸发酵：经EMP途径，生成乳酸。 异型乳酸发酵：经PK途径，生成乳酸和乙醇。 异型乳酸发酵：双歧乳酸发酵，经HK途径，生成乳酸和乙酸。 三、细菌生物合成乳酸机制 乳酸脱氢酶 三、细菌生物合成乳酸机制—同型乳酸发酵 　 2H（乳酸脱氢酶） C6H12O6 EMP 2CH3COCOOH 2CH3CHOH