乳酸发酵工艺途径
- 格式:ppt
- 大小:192.00 KB
- 文档页数:34
乳酸的生产方法发酵法发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下,调节pH值5左右,保持大约50或60dm;C发酵三到五天得粗乳酸。
发酵法的原料一般是玉米、大米、甘薯等淀粉质原料(也有以苜蓿、纤维素等作原料,有研究提出厨房垃圾及鱼体废料循环利用生产乳酸的)。
乳酸发酵阶段能够产酸的乳酸菌很多,但产酸质量较高的却不多,主要是根霉菌和乳酸杆菌等菌系。
不同菌系其发酵途径不同,可分同型发酵和异型发酵,实际由于存在微生物其它生理活动,可能不是单纯某一种发酵途径。
发酵法分同型发酵和异型发酵。
合成法合成方法制备乳酸有乳腈法、丙烯腈法、丙酸法、丙烯法等,用于工业生产的仅乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法)和丙烯腈法。
(1)乳腈法乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈(或直接用乳腈作原料),用泵将乳腈打入水解釜,注入硫酸和水,使乳腈水解得到粗乳酸。
然后再将粗乳酸送人酯化釜,加入乙醇酯化,经精馏、浓缩、分解得精乳酸。
美国斯特林化学公司及日本的武藏野化学公司均采用此法合成乳酸。
(2)丙烯腈法丙烯腈法是将丙烯腈和硫酸送入反应器中水解,再把水解物送人酯化反应器中与甲醇反应;然后把硫酸氢铵分出后,粗酯送入蒸馏塔,塔底获精酯;再将精酯送入第二蒸馏塔,加热分解,塔底得稀乳酸,经真空浓缩得产品。
(3)丙酸法丙酸法以丙酸为原料,经过氯化、水解得粗乳酸;再经酯化、精馏、水解得产品。
该法原料价格较贵,仅日本大赛路公司等少数厂家采用。
反应如下:CH3CH2COOH Cl2-→CH3CHClCOOH NaOH—→CH3CH(OH)COOH NaCl 酶化法(1)氯丙酸酶法转化东京大学的本崎[6]等研究利用纯化了的L-2-卤代酸脱卤酶和DL-2-卤代酸脱卤酶分别作用于底物L-2-氯丙酸和DL-2-氯丙酸,脱卤制得L-乳酸或D-乳酸。
L-2-卤代酸脱卤酶催化L-2-氯丙酸,而DL-2-卤代酸脱卤酶既可催化L-2-氯丙酸,又可催化L-2-氯丙酸生成相应的旋光体,催化同时发生构型转化。
乳酸菌发酵原理
乳酸菌发酵是一种常见的发酵过程,其原理基于乳酸菌的代谢作用。
乳酸菌是一类革兰氏阳性菌,多种多样,常见的有乳酸杆菌、嗜酸乳杆菌等。
乳酸菌发酵的原理可以分为以下几个步骤:
1. 无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖等碳水化合物通过糖酵解途径分解成乳酸和少量的乙醇、二氧化碳等产物。
这个过程不需要氧气,因此也被称为无氧酵解。
2. 乳酸是乳酸菌发酵的主要产物,它使得发酵物呈现出酸味。
这种酸味有助于调节发酵过程的PH值,阻止其他有害细菌的生长。
3. 发酵过程中的温度也是一个重要因素。
乳酸菌最适宜的生长温度一般在30-40摄氏度之间,适宜的温度可以促进乳酸菌的生长和代谢活动。
乳酸菌发酵具有一些明显的优点,如:
1. 产生的乳酸可以降低发酵物的PH值,起到保护和防腐的作用;
2. 乳酸菌发酵产生的有机酸可以改善食品口感和延长保质期;
3. 乳酸菌还可以合成一些对人体有益的物质,如维生素和乳酸等。
因此,乳酸菌发酵被广泛应用于食品工业,如酸奶、奶酪等乳制品的生产过程中。
乳酸发酵的原理
乳酸发酵是一种常见的发酵过程,它在食品加工和酿造过程中起着重要作用。
乳酸发酵是指在缺氧条件下,通过乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸的过程。
这种发酵过程不仅可以延长食品的保存期限,还可以改善食品的口感和营养价值。
本文将介绍乳酸发酵的原理及其在食品加工中的应用。
乳酸发酵的原理主要是指乳酸菌在无氧条件下利用葡萄糖进行代谢,产生乳酸和能量。
乳酸菌是一类革兰氏阳性菌,它们通常生长在低氧或无氧环境中。
在这种环境下,乳酸菌利用葡萄糖进行糖酵解,产生乳酸和少量的乙醇。
乳酸的生成使得环境变得酸性,从而抑制了其他微生物的生长,起到了防腐的作用。
乳酸发酵的过程可以分为三个主要阶段,葡萄糖的分解、乳酸的生成和能量的产生。
首先,葡萄糖分解成丙酮磷酸和磷酸二酯,然后丙酮磷酸再分解成乳酸。
在这个过程中,乳酸菌通过磷酸化途径产生了大量的ATP,为细胞提供了能量。
乳酸的生成使得环境变得酸性,从而抑制了其他微生物的生长,起到了防腐的作用。
乳酸发酵在食品加工中有着广泛的应用。
例如,在乳制品加工中,乳酸发酵可以将乳糖转化为乳酸,降低乳制品的PH值,改善口感和延长保存期限。
此外,乳酸发酵还可以用于腌制食品,如酸菜、酸黄瓜等,通过产生乳酸来降低食品的PH 值,抑制有害菌的生长,起到防腐的作用。
此外,乳酸发酵还可以用于面包、蛋糕等面点制品的发酵过程,改善面点的口感和香味。
总之,乳酸发酵是一种重要的发酵过程,它通过乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸,不仅可以改善食品的口感和营养价值,还可以延长食品的保存期限。
乳酸发酵在食品加工中有着广泛的应用,为人们提供了更加美味和安全的食品。
C3途径是人体细胞内的一条重要代谢途径,它主要参与细胞内能量代谢和葡萄糖代谢。
下面将详细介绍C3途径的总反应式。
C3途径又称为“糖解途径”或“乳酸发酵途径”,是一种无氧代谢途径,即在无氧条件下产生能量的方式。
C3途径主要发生在细胞质中,包括10个步骤,可以分为两个阶段:糖化阶段和乳酸生成阶段。
1. 糖化阶段糖化阶段的反应式如下:葡萄糖+ 2 ATP + 2 NAD+ →2 甘油醛-3-磷酸+ 2 ADP + 2 NADH + 2 H+这个反应式描述了葡萄糖被磷酸化成葡萄糖-6-磷酸,然后被裂解成两个甘油醛-3-磷酸。
整个反应需要消耗2个ATP,同时产生2个NADH和2个H+。
2. 乳酸生成阶段乳酸生成阶段的反应式如下:2 甘油醛-3-磷酸 + 2 NADH + 2 H+ → 2 乳酸 + 2 NAD+这个反应式描述了两个甘油醛-3-磷酸被还原成两个乳酸,同时消耗2个NADH和2个H+,产生2个NAD+。
C3途径的总反应式可以简化为:葡萄糖 + 2 ADP + 2 Pi → 2 乳酸 + 2 ATP这个反应式描述了葡萄糖在无氧条件下被转化成乳酸,同时释放出能量,包括2个ATP。
这个反应式是C3途径中所有反应的综合体现。
需要注意的是,C3途径只能产生少量的ATP,相对于氧化磷酸化途径来说,它的能量产生效率非常低。
此外,乳酸在人体内堆积过多会造成乳酸酸中毒,因此C3途径只能作为人体在无氧情况下的临时能源供应途径。
以上就是C3途径的总反应式,它描述了C3途径主要的代谢过程和能量转换路径。
了解C3途径的反应式有助于我们深入理解人体细胞内的能量代谢和葡萄糖代谢过程,为健康保健和疾病治疗提供科学依据。
乳酸菌发酵的应用原理1. 乳酸菌发酵概述乳酸菌是一类可以在低氧环境下将糖类转化为乳酸的细菌,广泛存在于自然界中的土壤、水体和动植物的表面。
乳酸菌不仅对人类健康具有重要意义,还在食品工业、农业和医药领域中有着广泛的应用。
2. 乳酸菌发酵原理乳酸菌的发酵过程主要通过利用糖类底物产生乳酸、乙醇和CO2等有机化合物。
乳酸菌通过糖酵解、乳酸发酵和呼吸等代谢途径产生乳酸,具体原理如下:2.1 糖酵解糖酵解是乳酸菌发酵的第一步,其过程如下: - 乳酸菌通过磷酸化作用将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸(G6P)。
- G6P再经过酵素的催化作用,分解为乙醛和二磷酸甘油酸(PGA)。
- 乙醛经过还原作用转化为乙醇,PGA经过糖酸途径或戊糖途径进一步分解。
2.2 乳酸发酵乳酸菌的乳酸发酵是将产生的PGA转化为乳酸的过程,具体步骤如下: - PGA经过酸化作用转化为1,3-磷酸甘油酸(1,3-PGA)。
- 1,3-PGA进一步分解为3-磷酸甘油酸(3-PGA)和乳酸。
- 乳酸菌通过乳酸脱氢酶作用将3-PGA还原为乳酸。
2.3 呼吸除了乳酸发酵之外,乳酸菌还可以通过进行呼吸代谢来产生能量。
在有氧条件下,乳酸菌会将乳酸通过氧化还原反应转化为乙醛和二氧化碳。
这一过程产生的能量比乳酸发酵要高,但在实际应用中较少采用。
3. 乳酸菌发酵的应用领域乳酸菌的发酵具有广泛的应用领域,主要涵盖了食品工业、农业和医药领域。
以下是乳酸菌发酵的主要应用及其效益:3.1 食品工业•乳酸菌发酵可以用于制作酸奶、乳酸发酵奶、益生菌饮料等乳制品,丰富了产品的口感和营养价值。
•乳酸菌发酵还可以用于面包、饼干等烘焙食品中,改善产品的质地和延长保质期。
•乳酸菌发酵能够降低食品中的pH值,抑制有害微生物的生长,起到了防腐和保鲜的效果。
3.2 农业•乳酸菌发酵可以应用于农业中的饲料制作,改善饲料的营养价值和消化吸收率,提高畜禽养殖的效益。
•乳酸菌发酵还可以用于土壤改良,增加土壤中的有机质含量和微生物活性,提高作物的产量和品质。
乳酸产生和代谢产物乳酸产生和代谢产物的深度探讨引言:在人体代谢过程中,乳酸是一个重要的产物,它在能量代谢、肌肉运动和康复过程中起着关键作用。
乳酸产生和代谢产物的研究对于我们深入理解人体运动生理学以及增强运动表现具有重要意义。
本文将从乳酸产生、乳酸代谢和乳酸相关运动方面进行全面评估,为你展开一幅关于乳酸的完整画卷。
一、乳酸产生1. 乳酸的生成途径乳酸的产生主要通过糖酵解途径,即葡萄糖在缺氧条件下经过糖酵解反应,生成乳酸。
乳酸也可以通过氧化酵解途径生成,即葡萄糖在氧气充足的情况下,通过线粒体内的柠檬酸循环和氧化磷酸化反应生成乳酸。
2. 乳酸产生与肌肉疲劳在高强度运动中,肌肉细胞能量供应不足,酵解速率超过氧化速率,导致乳酸产生的速度超过其消除速度。
乳酸的积累会导致肌肉酸化、能量产生减少,进而导致肌肉疲劳。
二、乳酸代谢1. 乳酸的代谢途径乳酸主要通过乳酸-乳酸盐循环以及肝脏乳酸清除来代谢。
乳酸通过血液运输到肝脏,在乳酸脱氢酶的作用下转化为葡萄糖,供给其他组织继续进行糖酵解。
乳酸可以通过肌肉和心脏细胞内的线粒体进行氧化代谢,产生额外的能量。
2. 乳酸代谢与运动能力乳酸的代谢能力是体育运动能力的重要指标之一。
乳酸的快速清除和高效代谢能力可以延缓肌肉疲劳的发生,提高运动表现。
通过适当的训练和调整饮食,可以提高乳酸代谢能力,有效提升运动能力。
三、乳酸相关运动1. 乳酸阈值乳酸阈值是指肌肉中乳酸积累开始超过清除速度的运动强度。
乳酸阈值的评估可以帮助运动员制定科学的训练计划,提高运动表现。
通过乳酸阈值训练,可以延缓乳酸积累的时间,提高乳酸代谢能力。
2. 乳酸耐力运动乳酸耐力训练是一种特殊的训练方式,旨在提高乳酸代谢能力和乳酸阈值。
通过乳酸耐力训练,可以增加肌肉对乳酸的利用能力,改善肌肉酸化程度,提高运动耐力。
结论:乳酸产生和代谢产物是人体运动过程中不可或缺的重要组成部分。
了解乳酸的产生途径和代谢途径,有助于我们更好地理解肌肉疲劳的形成机制。
同型乳酸发酵过程
同型乳酸发酵是一种生物转化过程,主要通过特定菌株如乳酸杆菌将可发酵的糖分解产生乳酸。
在这一过程中,每分子葡萄糖经过糖酵解途径(EMP)降解,最终转化为两分子的乳酸。
由于所产生的乳酸具有与原糖分子相同的构型,因此称为同型乳酸发酵。
具体步骤如下:首先,葡萄糖被转运进入细胞内,在胞质中被磷酸化形成葡萄糖-6-磷酸。
接着,经过一系列酶促反应,包括糖酵解中间产物的转换,最终生成丙酮酸。
然后,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下被还原为乳酸,同时将NADH氧化为NAD+,确保了糖酵解途径的持续进行。
这一过程不仅在食品工业中有着广泛应用,如酸奶、泡菜等发酵食品的生产,还在医药和化工领域有着重要的应用价值。
通过同型乳酸发酵产生的乳酸可用于制造生物可降解塑料、绿色溶剂和作为天然防腐剂等。
此外,该过程也为微生物生产高附加值化合物提供了基础。
通过对发酵条件的优化和代谢工程的应用,可以提高乳酸的产量和生产效率,拓宽其工业应用范围。
乳酸发酵的原理和应用实验1. 乳酸发酵的原理乳酸发酵是一种重要的生物发酵过程,它在食品工业、化妆品工业、制药工业等领域有广泛的应用。
乳酸发酵的原理是通过乳酸菌将碳水化合物转化为乳酸的过程。
1.1 乳酸菌的作用乳酸菌是一类革兰氏阳性菌,主要包括乳酸杆菌、嗜热乳酸菌等。
它们能利用碳水化合物作为能源,通过糖酵解途径将碳水化合物转化为乳酸。
1.2 乳酸发酵的反应方程式乳酸发酵的反应方程式如下:碳水化合物(如葡萄糖)→ 乳酸 + 能量1.3 乳酸发酵的条件乳酸发酵需要一定的条件才能进行,主要包括以下几点:•适宜的温度:一般在30-40摄氏度之间,不同的乳酸菌有不同的适宜温度范围。
•适宜的pH值:大多数乳酸菌适宜的pH值在4.5-6.5之间。
•适宜的营养物质:乳酸菌需要适量的碳水化合物、氮源和矿物质等营养物质作为生长和代谢的基础。
2. 乳酸发酵的应用实验乳酸发酵在食品工业中有广泛的应用,下面介绍几个常见的乳酸发酵应用实验。
2.1 酸奶的制作酸奶是一种常见的乳酸发酵制品,可以通过以下实验步骤制作:1.准备好牛奶和乳酸菌培养物。
2.将牛奶加热至80摄氏度,保持一段时间,以杀灭潜在的其他细菌。
3.冷却牛奶至适宜的发酵温度,将乳酸菌培养物加入。
4.将混合物倒入容器中,盖上盖子,放置在适宜的温度下进行发酵。
5.发酵时间根据需要进行控制,通常需要12-24小时。
6.发酵完成后,将酸奶冷藏后即可食用。
2.2 泡菜的制作泡菜是一种利用乳酸发酵制作的腌菜,可以通过以下实验步骤制作:1.准备好蔬菜(如白菜、萝卜等)、盐和乳酸菌培养物。
2.将蔬菜洗净切块或切丝,加入适量的盐搅拌均匀,醒放一段时间。
3.将蔬菜均匀放入容器中,加入乳酸菌培养物。
4.盖上盖子,放置在适宜的温度下进行发酵。
5.发酵时间根据需要进行控制,通常需要数天至数周不等。
6.发酵完成后,将泡菜冷藏后即可食用。
2.3 面包的制作(酸种面包)酸种面包是一种利用乳酸发酵制作的面包,可以通过以下实验步骤制作:1.准备好面粉、水和乳酸菌培养物。
乳酸发酵的原理和应用1. 乳酸发酵的原理乳酸发酵是一种常见的生物发酵过程,其原理是通过乳酸菌将糖类转化为乳酸。
以下是乳酸发酵的主要原理:•乳酸菌:乳酸发酵是由乳酸菌进行的。
乳酸菌是一类革兰氏阳性菌,常见的有嗜酸乳杆菌和乳酸杆菌等。
乳酸菌在发酵过程中通过代谢糖类产生能量,同时将糖类转化为乳酸。
•糖类:乳酸发酵需要糖类作为底物。
糖类是乳酸菌生长和繁殖的能量来源,常见的糖类有葡萄糖、果糖、乳糖等。
•乳酸生成:乳酸菌通过糖类的代谢通过无氧途径将糖分解为乳酸。
在这个过程中,乳酸菌通过糖酵解产生ATP,同时产生乳酸。
乳酸生成过程中,产生的乳酸可通过乳酸发酵液中的质子释放出来,使环境呈酸性。
•适宜条件:乳酸发酵需要适宜的环境条件。
适宜的温度范围在32-40摄氏度之间,适宜的pH范围为4.5-5.0之间。
2. 乳酸发酵的应用乳酸发酵在食品工业以及其他领域有着广泛的应用,以下是一些乳酸发酵的应用示例:•食品加工:乳酸发酵被广泛应用于食品加工行业,如酸奶、酸奶饮料、乳酸饮料和乳酸果汁等。
乳酸发酵可改善食品口感、延长保质期,并有利于增加食品的营养价值。
•面包制作:乳酸发酵也常被用于面包制作过程中。
面包发酵过程中,添加乳酸菌可增加面团的乳酸含量,提高面包的质地和口感。
•酿造行业:乳酸发酵也在酿造行业具有重要作用。
乳酸菌可参与啤酒的发酵过程,其中的乳酸会赋予啤酒特殊的口感和风味。
•生物医学研究:乳酸发酵在生物医学研究领域也有着广泛的应用。
乳酸发酵产生的乳酸能够改变生物体内的酸碱平衡,并对某些细胞产生抑制作用。
•饲料添加剂:乳酸发酵产品中的乳酸可作为饲料添加剂使用。
添加适量的乳酸可以促进动物的消化吸收,改善饲料的质量。
3. 乳酸发酵的优点乳酸发酵具有以下几个优点:•改善食品品质:乳酸发酵能够改善食品的质地、口感和风味,使食品更加可口。
•延长保质期:乳酸发酵产生的乳酸具有抗菌作用,可以延长食品的保质期。
•提高营养价值:乳酸发酵能够转化糖类为乳酸,增加食品中的有益物质含量,提高食品的营养价值。
乳酸生产工艺原理乳酸是一种多用途的精细化学品,可广泛用于食品,制药,制革,纺织·环保和农业中。
在食品工业中,乳酸是一种重要的酸味剂和反腐剂。
在美国,乳酸在软饮料方面很大程度上取代了柠檬酸·磷酸等,在啤酒制造中所用的磷酸已经全部改用乳酸。
在医疗工业中,乳酸可以直接制成药品或制成乳酸盐类,内服可用于肠内消毒,外用可以作为收敛性杀菌剂。
利用乳酸亲水性的特点将其和难溶性药物结合,可以增加人体对药物的吸收。
乳酸的作用这么大,世界各国都在使用各种方法来合成乳酸。
常见的生成方法有以下几种。
1、发酵法发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下,调节pH值5左右,保持大约50ºC发酵三到五天得粗乳酸。
发酵法分同型发酵和异型发酵。
2、合成法合成方法制备乳酸有乳腈法、丙稀腈法、丙酸法、丙稀法等,用于工业生产的仅乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法)和丙稀腈法。
(1)乳腈法乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈(或直接用乳腈作原料),用泵将乳腈打入水解釜,注入硫酸和水,使乳腈水解得到粗乳酸。
然后再将粗乳酸送人酯化釜,加入乙醇酯化,经精馏、浓缩、分解得精乳酸。
(2)丙烯腈法丙烯腈法是将丙烯腈和硫酸送入反应器中水解,再把水解物送人酯化反应器中与甲醇反应;然后把硫酸氢铵分出后,粗酯送入蒸馏塔,塔底获精酯;再将精酯送入第二蒸馏塔,加热分解,塔底得稀乳酸,经真空浓缩得产品。
(3)丙酸法丙酸法以丙酸为原料,经过氯化、水解得粗乳酸;再经酯化、精馏、水解得产品。
反应如下:CH3CH2COOH Cl2一→CH3CHClCOOH NaOH—→CH3CH(OH)COOH NaCl3、酶化法(1)氯丙酸酶法转化利用纯化了的L-2-卤代酸脱卤酶和DL-2-卤代酸脱卤酶分别作用于底物L-2-氯丙酸和DL-2-氯丙酸,脱卤制得L-乳酸或D-乳酸。
L-2-卤代酸脱卤酶催化L-2-氯丙酸,而DL-2-卤代酸脱卤酶既可催化L-2-氯丙酸,又可催化L-2-氯丙酸生成相应的旋光体,催化同时发生构型转化。
简述乳酸的制作原理
乳酸是一种有机酸,在生物工程和食品工业中广泛应用。
乳酸的主要制作原理是利用乳酸菌对碳源进行发酵。
乳酸菌是一类可以利用碳源进行发酵产酸的细菌,常见的有乳酸杆菌和乳酸链球菌等。
在乳酸发酵过程中,乳酸菌利用碳源(如葡萄糖、果糖)进行代谢,产生乳酸作为副产物。
乳酸菌通过酸化环境,抑制其他细菌的生长,从而使发酵过程产生乳酸。
这个过程通常在无氧条件下进行。
乳酸的制作过程可以简单地描述为以下几个步骤:
1. 选择适宜的乳酸菌菌株:根据制作乳酸的需求选择适合的菌株,如乳酸杆菌和乳酸链球菌等。
2. 碳源准备:选择合适的碳源,如糖类物质,如葡萄糖、果糖、乳糖等。
3. 发酵条件控制:将乳酸菌和碳源添加到发酵容器中,控制发酵条件,如温度、pH、氧气含量等。
通常,发酵过程需要在无氧条件下进行,因为乳酸菌是厌氧菌。
4. 发酵产酸:在发酵过程中,乳酸菌利用碳源进行代谢,产生乳酸作为副产物。
发酵时间和产酸量可根据具体要求进行调控。
5. 乳酸分离和纯化:发酵完成后,乳酸需要从发酵液中分离和纯化。
这可通过离心、过滤、蒸发、结晶等方法进行。
乳酸的制作原理是利用乳酸菌对碳源进行发酵产酸。
随着生物工程的发展,有可能通过基因工程手段改造乳酸菌的代谢途径,提高乳酸的产量和纯度。