乳酸的发酵制药

乳酸的发酵制药乳酸医药用途在病房、手术室、实验室等场所中采用乳酸蒸气消毒，可有效杀灭空气中的细菌，起到减少疾病，达到提高健康之目的；在医药方面广泛用作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物制剂、pH调节剂等；乳酸聚合得到聚乳酸，聚乳酸可以抽成丝纺成线，这种线是良好的手术缝线，缝口愈合后不用拆线，能自动降解成乳酸被人体吸收，无不良后果。尤其是体内手术缝线，免除二次手术拆线的麻烦。这种高分子化合物可做成粘接剂在器官移植和接骨中应用；乳酸可以直接配制成药物或日常保健品使用；乳酸的性质乳酸是无色至淡黄色透明、浆状液体，有吸湿性，口味酸涩。乳酸有D-型、L-型和DL-型三种构型，只有L-型乳酸才能被人体完全吸收。L-乳酸为左旋性，D-乳酸为右旋性。分子量90.08。结构式表示如下：乳酸菌是一群能利用碳水化合物（主要为葡萄糖）产生大量乳酸的细菌的统称。保加利亚乳杆菌（乳杆菌属）乳杆菌属链球菌属明串珠菌属片球菌属双歧杆菌属嗜热链球菌（链球菌属）乳酸发酵指糖经无氧酵解而生成乳酸的发酵过程。乳酸代谢同型乳酸发酵：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。双歧乳酸发酵：经HK途径，生成乳酸和乙酸。乳酸脱氢酶EMP途径葡萄糖葡萄糖-6-磷酸葡萄糖酸-6-磷酸5-磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖乙酰磷酸乙酰CoA乙醛乙醇ADPATPNADNADH+H+NADNADH+H+NADNADH+H+ADPATPNADNADNADH+H+NADNADH+H+己糖激酶5-磷酸核酮糖-3-差向异构酶磷酸解酮酶磷酸转乙酰酶乙醛脱氢酶乙醇脱氢酶丙酮酸乳酸脱氢酶PK途径乳酸2葡萄糖2葡萄糖-6-磷酸6-磷酸果糖6-磷酸-果糖2木酮糖-5-磷酸磷酸己糖解酮酶磷酸己糖解酮酶4-磷酸-赤藓糖乙酰磷酸2甘油醛-3-磷酸2乙酰磷酸2乳酸2乙酸乙酸HK途径特别提醒：微生物的代谢途径一般都不是单一的，不论同型乳酸发酵还是异型乳酸发酵，实际代谢产物都不象代谢途径中那样单纯，两类乳酸发酵的代谢产物没有不可逾越的界限。应用范围：同型乳酸菌发酵的微生物已经用来发酵产生乳酸。异型乳酸发酵的微生物，例如双歧杆菌，已经用于发酵生产活菌饮料。乳酸发酵微生物（1）乳酸细菌1）乳酸菌分离酿造发酸食品采样泡菜形式富集碳酸钙透明圈法分离（倾注法倒平板）2）产D-乳酸细菌德氏乳杆菌：77g/L，转化率90%，D-乳酸比例：90%保加利亚乳杆菌：40g/L，转化率72%，D-乳酸比例：99%左旋乳酸芽孢杆菌菊糖芽孢乳杆菌：98g/L，转化率97%，D-乳酸比例：99%3）产L-乳酸细菌乳杆菌、链球菌、芽孢杆菌趋势：嗜热乳酸杆菌，厌氧高温发酵（50℃以上）部分微生物乳酸全部为L型，部分含少量D-乳酸产乳酸细菌较多，根据需要选择个别菌属可产淀粉酶（嗜淀粉乳杆菌）（2）米根霉果园、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温度30℃，产酸多，副产物多，对糖利用效率低，但可以以淀粉为原料（分泌淀粉酶、糖化酶）乳酸生产工艺1原料及预处理碳源1）蔗糖2）糖蜜3）葡萄糖4）淀粉辅料：麦根、麸皮、米糠、玉米浆、毛发水解液2发酵工艺（1）细菌发酵工艺1）菌种（德氏乳杆菌）A）同型乳酸发酵的乳酸菌B）营养要求简单C）耐高酸，反馈抑制作用小D）耐高温，最好在50℃以上2）菌种扩大培养（种量5-10%）菌种成熟指标：乳酸5-7g/L，细胞含量7-8*1010个/ml，镜检可以看到2-4个细胞排列成链，原生质均匀，无大的异染颗粒，无杂菌培养基配方：还原糖15%，麦根3.75%，磷酸氢二铵0.25%，碳酸钙10%种子培养：50℃,24h，接种量1-10%发酵操作：填料系数0.8碳酸钙分批添加，控制pH不低于5.0温度：50℃发酵罐敞口，利于二氧化碳逸出残糖低于1g/L发酵结束周期：5-6d发酵结束，加石灰乳调pH10.0，提温至90℃，澄清后进入提取工段。（2）米根霉发酵工艺斜面孢子：30℃,4d种子培养基：葡萄糖11%，尿素0.2%，KH2PO40.06%，MgSO40.025%，ZnSO40.088%,CaCO31%,pH自然，34℃,24h发酵培养基：葡萄糖15%，尿素0.2%，KH2PO40.02%，MgSO40.025%，ZnSO40.044%,CaCO36.7%(单独灭菌),pH自然，34℃,32-34h发酵结束，氢氧化钙中和至pH7.0，压滤或离心去除菌体3提取工艺发酵液-----预处理（碱化）------提取------粗乳酸-------精制------成品乳酸1）细菌发酵预处理发酵结束，5水合乳酸钙，发酵液变粘，糖浓度高固化发酵结束升温至90-100℃，加入石灰乳，pH调至9.5-10.0，静置4-6h（维持温度55℃），沉渣清液分离活性炭60-70℃脱色，去除色素乳酸钙结晶酸解工艺滤液------浓缩--------冷却结晶-------离心洗涤--------加热溶晶--------酸解（硫酸）----------过滤（去除硫酸钙）----------脱色（活性炭）-------粗乳酸乳酸钙常温下溶解度：5%，水溶液pH6.0—7.0，乳酸钙浓度达11—14波美度可自然结晶1）浓缩：12-13波美度（乳酸钙26—28%）杂质影响（杂质增加1%，乳酸钙溶解度增加10%），浓缩前要除杂乳酸钙结晶酸解工艺2）结晶初始温度30℃----------23℃（1h），投放6—7%晶种23℃-------18℃（1.5h）后温度每1h降低2℃终温10℃，保持3—5h晶核形成：不能搅动或震动，否则会形成粥状结晶，无法和母液分离影响结晶因素：起晶诱导时间、晶核形成速度、晶体成长速度针形珊瑚状结晶--------精制原料球形珊瑚状结晶-------粗原料3）离心洗晶晶体经粉碎机打散成小颗粒晶体，甩虑离心机加水洗涤粘附在晶体上的母液乳酸钙结晶酸解工艺4）溶晶酸解乳酸钙晶体----溶解槽（通蒸汽升温溶解）-----酸解槽（50%浓硫酸酸解）酸解时放热，需冷却使料温不超80℃，防止乳酸钙分解0.1%甲基紫检测：合适，菊黄色；酸过量，绿色；乳酸钙过量，紫色注意：控乳酸浓度不超22%，温度80℃内，硫酸过量0.5%以下，溶液中石膏的过饱和系数为1.3—1.4，石膏晶体成熟1h乳酸钙结晶酸解工艺5）过滤脱色0.5-3%粉末活性炭脱色30min，可得20%左右浓度的乳酸溶液注意：乳酸钙溶解度大，约30%乳酸钙存在于母液不能结晶分离，乳酸提取收率为50%左右。乳酸精制工艺粗乳酸----活性炭脱色------过滤------一次浓缩-------活性炭脱色