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乳酸发酵的代谢及调控
乳酸的生物合成途径
1、同型乳酸发酵中乳酸是唯一的代谢产 物，采用的是糖酵解途径（EMP parthway）,人和大多数动植物属于此类 代谢类型。 2、异型乳酸发酵通过磷酸戊糖途径 （hexosemonophosphate pathway,HMP）生成乳酸、CO2、乙醇 （或乙酸） 3、混合乳酸是在特殊情况下，如葡萄糖 浓度受到限制、pH升高或温度降低而发 生的乳酸发酵机制 无论哪条途径，乳酸都是经过丙酮酸转 变而来的，丙酮酸也是此过程中关键的 中间产物
6、在制革工业中，乳酸可脱去 皮革中的石灰和钙质，使皮革 柔软细密，从而制成高级皮革 7、乳酸由于对镍具有独一无二 的络合常数，长被用于镀镍工 艺，它同时可作为电镀槽里的 酸碱缓冲剂和稳定剂
8、乳酸作为pH调节和合成剂 可应用于各种水基图层的粘合 系统。如：电积物的图层 9、乳酸具有清洁去垢等作用， 用于洗涤清洁产品比传统的有 机除垢剂性能更加。
6-磷酸葡萄糖酸生成乳酸和乙醇
葡萄糖经双岐途径发酵生成乳酸和 乙酸
该途径也是一条磷酸酮解途径。 该途径的特点是：1、有两个磷酸酮解酶 参与；2、在没有氧化作用和脱氢作用的 反应参与下，2分子葡萄糖分解为3分子乙 酸和2分子3-磷酸甘油醛。接着，在3-磷 酸甘油醛脱氢酶和乳酸脱氢酶的参与下， 3-磷酸甘油醛转变为乳酸。
米根霉发酵产L-乳酸的代 谢流程中，葡萄糖经过 EMP途径转化为丙酮酸
已有研究表明，米根霉的 乳酸产生量与LDH活力， 以及乙醇产量与乙醇脱氢 酶(ADH）活力都成正相关 性。
该实验中重要的酶
根据两个酶的特性，可以把温度控制在3050℃，加入Mg2+、Ca2+。抑制ADH，激活 LDH。
结论
基于微生物代谢控制及代谢控制育种理论，以 米根霉碳代谢关键酶乳酸脱氢酶（LDH）与乙 醇脱氢酶（ADH）为对象，较系统地研究了 LDH及ADH的分离纯化与催化特性， Mg2+、 Ca2+及不同通气条件下的米根霉发酵调控模式， 进而筛选出米根霉高产L-乳酸的突变菌株。
米根霉产L-乳酸的代谢网络
3、是通过L乳酸脱氢酶（LDH） 直接生成k乳酸，这是目标产物形 成途径； 4、是通过丙酮酸脱氢酶系（PDH） 将丙酮酸转化成乙酰CoA后进入 三羧酸循环（TcA）以维持生物量 平衡后的基本代谢。
实验研究的思路
丙酮酸可以经LDH催化转 成乳酸，也可以经过丙酮 酸脱氢酶转化为乙醛，再 经过ADH转化为乙醇。 为了提高乳酸的转化率， 降低乙醇的转化率，可以 考虑通过提高发酵过程中 LDH活力，抑制ADH活力酵工业中用于控制 pH值和提高发酵物纯度 2、在纺织行业中用来处理纤维， 可使纤维易于着色，增加光泽， 使触感柔软 3、在涂料墨水工业中做pH调 节剂和合成剂 4、在卷烟行业中可以保持烟草 湿度，除去烟草中杂质，改变 口味，还可中和尼古丁烟碱， 减少对人体有害成分提高烟草 品质 5、乳酸亦可作为聚乳酸起始原 料，生成新一代的全生物降解 塑料
乳酸发酵代 谢及调控
前言
乳酸是公认的三大有机酸之一,是一种 用途广泛的三碳化合物，具有悠久的 应用历史。
Contents
目录
1
乳酸的性质及用途
2
乳酸发酵的代谢及调控
3
米根霉发酵产L-乳酸的代谢 调控研究
1
乳酸的性质及用途
乳酸的理化性质
乳酸学名是α -羟基丙酸，分子式 为CH3CH(OH)COOH,分子量为 90.08Da。纯品为粘稠状液体、 微黄色、澄明、无嗅、味微酸、 有较强吸湿性，可以与水、酒精 和乙醚以任意比例混合。
乳酸具有很强的防腐 保鲜功效
调味料方面，乳酸独特的口味可增加食物的 美味，在色拉、酱油、醋等调味品中加入一 定量的乳酸，可以保持产品中的微生物稳定 性、安全性，同时使口味更佳温和。
在医药行业的用途
在病房、手术室、实验室等场 所中采用乳酸蒸汽消毒，可有 效杀灭空气中的细菌。 还可以直接配置成药物或日常 保健品使用。
同型乳酸发酵
同型乳酸发酵是乳酸菌利用葡萄 糖酵解途径生成丙酮酸。由于大 多数乳酸菌不具有脱羧酶，因此， 丙酮酸不能脱羧生成乙醛，而在 乳酸脱氢酶的催化下（需要还原 型辅酶Ⅰ），丙酮酸作为受氢体 被还原为乳酸。
异性乳酸发酵
异性乳酸发酵除生成乳酸外，还 生成CO2和乙醇或乙酸，其生物 合成途径有两种，即6-磷酸葡萄 糖途径和双歧途径。
乳酸脱氢酶三级结构
Thank you 感谢聆听
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，避免二次手 术拆线的麻烦。这种高分子化 合物可做成粘结剂在器官移植 和接骨中应用。
发酵生产L-乳酸具有产物光学纯度高、营养需求 简单、产物易提纯、可直接利用淀粉发酵等优点
该网络表明，葡萄糖进入细胞内， 通过糖酵解途径（EMP）生成丙 酮酸。丙酮酸在细胞内主要有四 种去向： 1、是通过丙酮酸脱羧酶（PDC）、 乙醇脱氢酶（ADH）进入乙醇的 途径； 2、是通过丙酮酸羧化酶（PC） 形成草酰乙酸，再通过苹果酸脱 氢酶和富马酸酶生成苹果酸和富 马酸
在农产品及农业上 的用途
1、光学纯度高达99%以上的乳酸， 在农药方面可用于生产缓释农药， 例如除草剂，具有对农作物和土 壤无毒无害且高效的特点 2、乳酸聚合物用于成产农用薄膜， 取代塑料地膜，能被细菌分解后 让土壤吸收，利于环保 3、在饲料中作为生长促进剂。乳 酸可以降低胃内的pH值，起到活 化消化酶、改善氨基酸消化的作 用，并对肠道上皮的生长有好处。 4、乳酸还用作青饲料贮藏剂、牧 草成熟剂 5、乳酸抑制微生物的生长。哺乳 期的畜类可能会染上由大肠杆菌 和沙门氏菌引起的疾病，在饲料 中加入乳酸可以加以预防 6、乳酸可以作为饲料的防腐剂并 增进饲料、谷物和肉类加工产品 副产品的微生物稳定剂 7、在家禽和家畜的饮水中加入乳 酸，可有效地抑制病原菌的生长， 动物体重增加速度提高
乳酸分子结构中含有不对称碳原 子，具有旋光性，分为L-乳酸、 D-乳酸和DL-乳酸，而人体内只 含有L-乳酸脱氢酶导致仅能消化 利用L-乳酸。因此L-乳酸的用途 较广，DL-乳酸只做工业用途， D-乳酸已基本不生产。
乳酸的结构式
在食品行业的用途
调节pH、抑菌 延长保质期、调味
保持食品色泽 天然乳酸是乳制品中的天然固有成分，它有 着乳制品的口味和良好的抗微生物作用，已 广泛用于调配酸奶奶酪、冰淇淋等食品中， 成为备受青睐的乳制品酸味剂。 在酿造啤酒时，加入适量乳酸既能调整pH 值促进糖化，又利于酵母发酵，提高啤酒质 量，又能增加啤酒风味，延长保质期。
这是一条磷酸酮解途径，1mol葡萄糖生成 1mol乳酸和1mol乙醇。乳酸对糖的理论转 化率是50%。 肠膜明串珠菌和葡聚糖明串珠菌通过该途径 进行异型乳酸发酵。
3
米根霉发酵产L-乳酸的代谢调控研究
米根霉
微生物中具有代表性的乳酸发酵是米根霉 （Rhizopus oryzae）等霉菌类
米根霉属真菌中的接台菌门（Zygomycota）接 台菌纲（Zygomycetes）毛霉目（Mueorales） 毛霉科（Mucoraceae）根霉属（RAeopus）