第三章乳酸及乳酸钙第一节乳酸的理化性质由于分子内含有一个不对称碳源子，因此具有旋光异构现象。乳酸按其旋光性可分为D(-)-乳酸、L(+)-乳酸和DL-乳酸三种。由于人体只能代谢利用其中的L(+)-乳酸，因此世界卫生组织(WHO)明确规定，成人每天摄入D(-)-乳酸的量不得超过100mg/kg体重，对于三个月以下的婴儿食品中不应加入D(-)-乳酸，而对于L(+)-乳酸则不加限制。二、乳酸的性质乳酸是世界公认的三大有机酸之一，自从1780年Scheele发现乳酸以来，乳酸的生产及应用技术得到大规模的提高。L-乳酸、L-乳酸盐及其聚合物广泛应用于食品、医药、农业、化学工业等领域。此外，以L乳酸聚合的聚乳酸(PLA)，凭借其可生物降解，生物相容等特性，越来越受到广泛的研究和关注。1、食品工业（食品工业用含量为50%）由于L-乳酸对人体无毒副作用，且易吸收，可直接参与体内代谢，因此被广泛的应用于酸味剂、防腐剂(代替苯甲酸钠)、pH调节剂和食品强化剂。乳酸可解除疲劳、松弛肌肉。饮料、果汁、奶制品中用作酸味剂；调味品如酱油、醋、咸菜中用作防腐保鲜和调味剂，使酸味自然；蛋糕、面包、肉制品、果冻、奶酪、果酱、冰淇淋、腌制品等食品中用来调节pH、抑菌、延长保质期、调味等；面包、糕饼等食品中作膨松剂；发酵工业，加入的目的是控制pH值，作灭菌剂以防止杂菌繁殖，促进菌体发育。乳酸可使食品具有微酸性且不影响水果和蔬菜天然气味和芳香，故广泛用于水果和蔬菜等罐头食品中。2、医药工业3、化妆品工业4、香料和香精、皮革、卷烟工业5、化学工业6、其它行业二、乳酸盐、乳酸衍生物及聚合物用途乳酸聚合物：近年来用L-乳酸生产生物降解材料聚乳酸已实现了商业化生产，其物理性能与聚苯乙烯非常相似，它除了具有以石油化学品为原料的塑料材料的优异特性外，还有最大的特点足生物可降解性，即在自然界中可自然降解，不造成环境污染，解决了为世界环保所困扰的“白色污染”问题，将大量用于农用地膜，预计其需求量会迅速增加。另外聚乳酸用作不用拆线的外科缝合线，作药物、酶和生物制品的微型包囊可缓慢释放药物，囊材不起排异反应，经一段时间代谢后，能逐步降解排除。它也用于杀虫剂胶囊、人工管等方面。第三节乳酸发展简史与生产方法2、国内乳酸及乳酸钙工业发展简史二、生产方法1、发酵法(1)细菌发酵法用于乳酸生产的菌属主要有乳杆菌属(Lactobacillus)、链球菌属(Streptoccoccus)、芽孢杆菌属(Bacillus)。乳杆菌属的菌种有干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)、嗜热乳杆菌(Lactobacteriumthermophilum)、唾液乳杆菌(Lactobacillussalivarius)、清酒乳杆菌(Lactobacillussake)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)、德氏乳杆菌(Lactobacillusdelbrueckii)、嗜淀粉乳杆菌(Lactobacillusamylophilus)、植物乳杆菌(LactobacillusP1antarurn)等。链球菌属有嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)、乳脂链球菌(Streptococcuscremoris)、唾液链球菌(Streptococcussalivarius)等。芽孢杆菌属主要是凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagu1ans)。表产生乳酸的细菌属属别形态发酵形式用途链球菌属双球链球同型乳制品调味品足球菌属四联状同型明串株菌属双球链球异型食品发酵乳杆菌属杆状同型或异型乳酸乳制品双歧杆菌属杆状异型乳制品国内外乳酸生产菌种主要是德氏乳杆菌，德氏乳杆菌生产的乳酸主要为DL型，在一定的温度、pH值下进行厌氧批式发酵。武汉大学生物工程研究中心易吉萍等人利用德氏乳杆菌发酵大米，64h后乳酸生成量达8.7748%。江南大学生物工程学院庞钦、章克昌等人通过厌氧分离技术，接入酒糟驯化后，分离得到产乳酸的嗜酸乳杆菌。分别以玉米酒糟和瓜干酒糟为基质进行乳酸发酵，最终乳酸产量为0.97%和1.46%。2、合成法3、酶法生产L-乳酸4、乳酸生产方法的比较第四节乳酸发酵机理1）同型乳酸发酵乳酸为唯一产物的乳酵发酵称为同型乳酸发酵。乳杆菌属（Lactobacillus），链球菌属（Streptococcus）等葡萄糖经EMP途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下还原为乳酸。此发酵过程中，lmol葡萄糖可以生成2mol乳酸，理论转化率为100%。1葡萄糖2丙酮酸2乳酸+2ATP同型乳酸发酵的途径2)异型乳酸发酵异型发酵乳酸杆菌因缺乏EMP途径中的若干重要酶---醛缩酶和异构酶，因此其葡萄糖的降解完全依赖HMP途径。PK途径