L-乳酸生产菌种选育及研
究进展
作品类别：自然科学
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L-乳酸生产菌种选育及研究进展
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摘要：
本文综述了目前L-乳酸的菌种选育和应用及其生产研究的发展趋势。在应用方面，L-乳酸作为一种重要的有机酸，广泛应用于食品、农业、环保、医药、饲料、日用品、化工等领域，尤其是L-乳酸聚合物在生产可降解聚合物的研究方面已成为全球关注的热点。在生产研究方面，主要介绍了L-乳酸菌种的选育等生产技术研究进展。随着聚乳酸作为生物可降解塑料的迅速发展，采用高新技术来开发光学纯度高、产量高、转化率高的L-乳酸生产技术成为全球关注的热点。
L-lactic acid bacteria breeding
production and research progress
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Abstract：
This paper reviewed the current l-lactic acid species selection and application and production research trend of development. In application, l-lactic acid as an important organic acid, is widely used in food, agriculture and environmental protection, medicine, feed, daily necessities, chemical industry, especially l-lactic acid polymer in production biodegradable polymer research has become the focal point. In the production research, mainly introduced the L-such as the breeding of lactic acid bacteria production technology research progress. As biodegradable polylactic acid as the rapid development of plastic, to adopt new technology to develop optical high purity, high output, high conversion of l-lactic acid production technology to become the focal point.
关键词： L-乳酸；诱变育种；基因工程；基因组改组
乳酸(Lactic Acid)是一种重要的多用途有机酸之一，广泛存在于人体、动植物和微生物体中。按其构型及旋光性可分为L-乳酸,D-乳酸、DL-乳酸三类。由于人体只具有代谢L-乳酸的L-乳酸脱氢酶，因此只有L-乳酸能被人体完全代谢利用。而D-乳酸和DL-乳酸过量摄入则有可能引起代谢紊乱甚至导致中毒。因此，从健康角度来考虑，世界卫生组织明确规定，
成人每天摄入D-乳酸的量不得超过100m留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。
1、L-乳酸生产菌种的选育
1.1、诱变育种
诱变育种是指在人为的物理（如紫外线等)或化学(亚硝基胍）等因素作用下，诱导微生物基因发生随机突变，筛选获得正向突变菌株。目前在发酵生产中应用的菌株大多数都是经过多次诱变后筛选的菌株。诱变技术在L-乳酸选育过程中得到了广泛应用。Arti等采用紫外线诱变处理德氏乳杆菌细胞NCIM2365，使其在优化培养基中乳酸产量达到166g/L。Severson等以德氏乳杆菌为出发菌株，采用类似青霉素浓缩营养缺陷型的经典育种方法改变培养条件使D-乳酸脱氢酶灭活，获得D-乳酸脱氢酶缺陷型ATCC55163，只产生L-乳酸，以乳清渗透液为原料发酵20小时，乳酸浓度达77.8g/L，产率为每小时1.11g/L。诱发突变的频率比自发突变有所提高，但是诱变剂所诱发的遗传性状的改变是随机的，筛选正向突变的工作量很大，是目前限制诱变育种应用的瓶颈因素。
1.2、基因工程和代谢工程
随着分子生物学的迅速发展，基因工程育种被广泛用于乳酸生产菌种的选育研究。目前应用发酵法生产L-乳酸常用的微生物仅有两大类：一类为细菌，多采用乳酸菌；另一类为根霉。根霉可以直接利用淀粉质原料生产L-乳酸，但是产酸量低，副产物多，转化率低。近年来，采用细菌发酵生产L-乳酸研究越来越多。用于基因工程和代谢工程育种的微生物主要是细菌，尤其是同型发酵乳酸菌。发酵生产L-乳酸采用同型发酵乳酸菌经糖酵解EMP 途径由1mol葡萄糖可得到2mol乳酸，转化率理论值为100%，其中关键酶是乳酸脱氢酶。采用代谢工程进行L-乳酸菌种选育主要集中在三方面:一是过量表达L-乳酸发酵途径中的关键酶乳酸脱氢酶基因;二是灭活微生物L-乳酸发酵过程的分支途径关键酶基因；三是将外源L-乳酸脱氢酶基因引入微生物，使微生物产生L-乳酸。近年来，采用代谢工程手段将动物或乳酸菌的乳酸脱氢酶基因引入酵母菌（Saccharomycescerevisiae或Kluyveromyces lactis 等）的研究也屡见不鲜。Ishida等将牛L-乳酸脱氢酶基因（质粒载体）引入酵母菌使其发酵产生L-乳酸，只是转化率仅仅达到60%左右，随后Ishida等将该基因重复串联到酵母基因组中，使酵母的L-乳酸产量提高到122g/L。为了降低生产成本，利用五碳糖作为碳源生产L-乳酸作为一条理想的途径，已经受到研究人员的关注，Sauer等构建了包含乳杆菌L-乳酸脱氢酶基因的毕氏酵母，它利用木糖（初始浓度为100g/L）生产L-乳酸达到58g/L，比利用葡萄糖产生乳酸的水平高，利用木糖代替葡萄糖发酵L-乳酸是缓解目前粮食危机、
降低L-乳酸生产成本的一条良好途径。因此，不久的将来，代谢工程在L-乳酸生产菌种选育工作中必将发挥重要作用。
1.3、基因组改组
基因组改组技术是分子定向进化在全基因组水平上的延伸，它将改组的对象从单个基因扩展到整个基因组，因此，可以在更为广泛的范围内对菌种的目的性状进行优化组合。该技术通过传统诱变与细胞融合技术相结合，对微生物细胞进行基因组重组，遗传信息量大，从而大幅度提高微生物细胞的正向突变频率及正向突变速度，使得人们能够在较短的时间内获得高效的正向突变的菌株，因其不需要了解亲本详细的遗传背景以及便于操作等优点而受到人们极大的关注。有学者预言：“基因组改组技术的建立与成熟，将引起传统微生物育种以及发酵生产的一场革命”。2002年，Stephanopoulos高度评价了基因组改组在代谢工程中的应用潜力，认为该技术的出现是细胞改良中的一个重要里程碑。
2.、研究进展
L-乳酸产业是目前国内外研究的热门课题，乳酸的发酵工艺已基本过关，乳酸的提取技术也有所突破，但存在的主要问题是:发酵产酸率低，生产成本偏高;分离、提取设备落后，产品质量不稳定。总体上乳酸生产技术与国外有一定的差距。这一定程度上阻碍了我国乳酸行业的发展。因此，在以下方面还有待继续研究发展。
2.1、应用新技术选育高产菌株
菌种是发酵工业的命根，一个优良的生产菌株是提高产品产量、质量和经济效益的保障。因此，一方面应该继续进行野生型乳酸生产菌株的筛选开发工作;另一方面应该将传统的诱变育种技术和分子生物学育种技术有效的相结合，定向选育生产L-乳酸的优良生产菌株。同时，大力开展和开发基因工程菌的构建，并在规模化生产中应用。
2.2、优化发酵工艺
L-乳酸可用于食品、饮料、医药塑料、饲料、农药、日用化工、造纸及电子工业等领域。在食品、饮料工业上，L-乳酸用作酸味剂、强化剂、防腐剂，是绝对安全的添加剂。L-乳酸衍生物如L-乳酸钙、L-乳酸锌、L-乳酸亚铁是食品、饮料、保健品的强化剂，L-乳酸类乳酸乙酯是多种名酒的主香成分。在医药工业中，L-乳酸及其衍生物（如L-乳酸钠）可与氯化钠、氨基酸等配伍，生产治疗高钾血症或酸中毒的大输液，L-乳酸还被用于罗弗沙星等药物的生产。乳酸酯又是良好的有机溶剂，可用于生产醇酸树脂、油墨和涂料等化产品。此外，L-乳酸还有正在大力开拓的应用领域，即生产聚L-乳酸。聚L-乳酸作为无毒，可降解的生物相容性高分子材料，可用来制造生物可降解塑料、绿色包装材料和药用修复材料等，以解
决日益严重的“白色污染”问题，引起了世界的广泛关注，应用前景非常广阔，具有较好的社会效益和经济效益。随着L-乳酸用途越来越广泛，市场的需求量也越来越大。国内外都已经展开了对其生产的深入研究，并取得了可喜的成果。由于乳酸的用途的日益扩大，生产技术水平的不断提高，可以预言未来的发酵有机酸消费市场中乳酸的需求量将超过现有的柠檬酸，而跃居第一位。
3、展望
目前国际乳酸需求将以年平均5~8%的速度持续增长。加之聚乳酸对原料乳酸的需求量急剧增长，对L-乳酸的需求量将不断增加，整体乳酸市场前景看好。随着L-乳酸应用领域不断扩大，尤其是其作为合成聚乳酸的底物应用前景更为广阔，L-乳酸生产将成为世界瞩目的大宗生物发酵产业。采用分子育种新技术来开发光学纯度高、产量高、转化率高，能够利用木糖和适于发酵生产工艺要求的优良菌株，已成为国内外研究机构和企业关注的热点。而这些生物性状通常与代谢途径中多个基因编码区和非编码区相关，即使在基因工程技术高度发展的今天，仅仅采用基因工程技术改良这些性状也难以实现。基因组改组不仅可以快速改良L-乳酸生产菌种生产性状或优化其代谢途径，它同代谢工程相结合可以明确地阐明乳酸生产菌种的表型或代谢途径优化的分子机制，甚至发现代谢网络中一些未知的调节机制，包括基因组测序在内的各种高通量的分析方法将在促进两者结合的过程中起着重要作用。基于基因组改组的L-乳酸生产菌种改良虽然处于刚刚起步的阶段，但它必将在乳酸生产菌种功能基因组学研究、揭示基因型和表型的关系及菌种的改进等方面发挥重要的作用。
参考文献：
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香菇菌种生产的方法与步骤 (一)母种生产培养基的配方选择 一是马铃薯、葡萄糖、琼脂培养基(PDA)：去皮马铃薯200克，葡萄糖20克，琼脂16~23克，水1 000毫升。氢离子浓度1 000~10000纳摩／升(pH5~6)，用于分离、培养菌种。 二是PDA改良培养基(甲)：马铃薯(去皮)200克，葡萄糖20克，磷酸二氢钾(KH2PO4)2克，硫酸镁(MgSO4)0．5克，维生素B110毫克，琼脂20克，水1000毫升，灭菌后氢离子浓度3163～10000纳摩／升(pH5．0～5．5)，用于培养、分离菌种。 三是PDA改良培养基(乙)：马铃薯(去皮)200克，麸皮或米糠50克，硫酸镁0.5克，维生素B110毫克，琼脂20克，灭菌后氢离子浓度3163～3981纳摩／升(pH5．4～5．5)。 四是PDA改良培养基(丙)：心材木200克，细米糠(或麸皮)100克，硫酸铵1克，麦芽糖(或葡萄糖)20克，琼脂20克，水1 000毫升，灭菌后氢离子浓度3163～10000纳摩／升 (pH5.0～5.5)，用于分离菌种。 五是麦芽浸膏、酵母浸膏、琼脂培养基(MYD)：麦芽浸膏3克，葡萄糖10克，酵母浸膏3克，琼脂20克，蛋白胨5克，水1 000毫升(用于菌种培养)。 六是麦芽浸膏、蛋白胨培养基(MPA)：麦芽浸膏20～25克，蛋白胨10克，琼脂20克，水1 000毫升(用于分离、培养、保存菌种)。 上述6个培养基配方中，马铃薯、葡萄糖、琼脂(PDA)配方应用最普遍。在此着重介绍PDA培养基的配制方法与步骤： 1．制备培养基的操作程序 选择优质马铃薯，去皮或挖去发芽眼，削去发青皮，切成薄片，称取200克，置于钢精锅，加水1 000毫升，煮沸后小火保持30分钟，趁热用8层纱布过滤后放人有1 000毫升刻度的量杯(或量筒)中，补充水到1 000毫升，倒回钢精锅，加琼脂继续加热，待琼脂溶化后，再加葡萄糖，再补水至1000毫升，用玻璃棒搅均匀，趁热分装试管，或装入三角瓶备用。 2．分装试管 将配制好的PDA培养基，趁热(60℃)倒人事先准备好的量杯或玻璃漏斗，分装试管。每支试管装培养基为管长的1／4，培养液不可贴附管口内壁，如有沾附物必须揩拭干净。 3．做棉塞 取适量棉花做成较紧实的棉塞，塞入试管约2厘米左右，外留1厘米，紧贴试管内壁，松紧度
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。 （2）丙酮酸酶法转化 从活力最高的乳酸脱氢酶的混乱乳杆菌DSM20196菌体中得到D-乳酸脱氢酶，以无旋光性的丙酮酸为底物可得到D-乳酸。 工业生产乳酸方法主要是发酵法和合成法。发酵法因其工艺简单，原料充足，发展较早而成为比较成熟的乳酸生产方法，约占乳酸生产的70以上，但周期长，只能间歇或半连续化生产，且国内发酵乳酸质量达不到国际标准。化学法可实现
微生物菌种的选育方法 菌种选育Loremreferentibus（英语：Strain selection 日语：ひずみの选択法语：la sélection des souches 俄语：Штаммвыбор 德语：Stammselektion ）微生物菌种是决定发酵产品的工业价值以及发酵工程成败的关键，只有具备良好的菌种基础，才能通过改进发酵工艺和设备以获得理想的发酵产品。菌种用途广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域。 自然选育
自然选育的菌种来源于自然界、菌种保藏机构或生产过程，从自然界中选育菌种的过程较为复杂，而从生产过程或菌种保藏机构得到菌种的自然选育过程较为简单。 自然选育的步骤主要是：采样，增长培养，培养分离和筛选等。采样筛选的菌种采集的对象以土壤为主，也可以是植物、腐败物品和某些水域等。土壤是微生物的汇集地，从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物，故土壤往往是首选的采集目标。微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。富集培养由于采集样品中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人为增加分离的概率，增加该菌种的数量，称为富集培养。纯种培养尽管通过增长培养的效果很好，但是得到的微生物还是处于混杂状态，因为样品中本身含有许多种类的微生物。所以，为了取得所需的微生物纯种，增殖培养后必须进行分离。平板分离法由接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来。如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。分离方法有三种：即划线分离法、稀释法和组织分离法。稀释分离法在溶液中再加入溶剂使溶液的浓度变小。亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落，然后对各个菌落进行有关性状的初步测定，从中选出具有优良性状的菌落。例如，对抗生素产生
长江大学 发酵工厂设计课程设计 题目名称：年产10万吨乳酸发酵车间设计 学院（系）：生命科学学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 课程设计日期：2010年11月18日-2010年12月10日
目录 引言 1发酵工厂总平面设计方案……………………………………………………………… 1.1 工厂的选址……………………………………………………………………… 1.2 工厂总平面设计方案 2生产工艺流程设计 2.1 生产工艺概述 2.2 操作要点说明 2.3 酸奶质量标准 3设计计算说明 3.1 物料平衡计算 3.2 水平衡计算 3.3 热量平衡计算 3.4 无菌空气平衡计算 3.5 班产量计算与人员安排 3.6 设备的选型与校核计算 4车间设备布置设计 4.1 车间布置说明 4.l 车间布置图纸（平面图、立面图、主要设备图） 总结
年产10万吨乳酸发酵车间设计 学生： 指导老师： 民以食为天，食以乳为先。牛乳自古以来即被人类饮用，牛乳的组成最为接近人乳，含有人体所需要的全部营养成分，营养最为均衡，在人们的膳食结构中具有其他食品无法替代的地位和作用。由鲜牛乳发酵成的酸乳由于其丰富的营养、特殊的风味、爽滑的质构和良好的生理功能，备受人们青睐。联合国粮农组织（FAO）、世界卫生组织（WHO）与国际乳品联合会（IDF）于1977年对酸乳作出如下定义：酸乳，即在添加（或不添加）乳粉（或脱脂乳粉）的乳（杀菌乳或浓缩乳）中，由保加利亚乳杆菌和嗜热乳酸链球菌进行乳酸发酵制成的凝乳状产品，成品中必须含有大量的、相应的活性微生物。通常根据酸乳成品的组织状态来进行分类，具体可分为凝固型酸乳（发酵过程在包装容器中进行，从而使成品因发酵而保留其均匀一致的凝乳状态）、搅拌型酸乳（成品先发酵后灌装而得，发酵后的凝乳已在灌装前和灌装过程中搅碎而成黏稠且均匀的半流动状态）和饮用型酸乳（类似搅拌型酸奶，但包装前凝块被分散成液体）。饮用酸乳制品对身体有很多益处，乳中许多成分具有很高的营养价值，而且微生物菌群产生的许多代谢产物对人体也极为有益。⑴营养作用：牛奶中乳糖经乳酸菌发酵，其中20%～30%被分解为葡萄糖和半乳糖。前者进一步转化为乳酸或其他有机酸，这些有机酸有益于身体健康；后者被人吸收利用，可参与幼儿脑苷脂和神经物质的合成，并有利于提高乳脂肪的利用率。牛奶中的蛋白质经发酵作用后，乳蛋白变成微细的凝乳粒，易于被人消化吸收。酸奶中的磷、钙和铁易被吸收，有利于防止婴儿佝偻病和老人骨质疏松病。牛奶中的脂肪经乳酸菌作用后，发生解离或酯键被破坏，易于被机体吸收。发酵过程中，乳酸菌还会产生人体所必需的维生素 B 1、维生素B 2 、维生素B 6 、维生素B 12 、烟酸和叶酸等营养物质。⑵缓解乳糖不耐 症：乳酸菌产生的乳糖酶能降解牛奶中的乳糖，因此乳糖不耐症患者饮用酸奶就不会出现饮用牛奶时发生的乳糖不耐症，如腹胀、腹痛、肠道痉挛、下泻等。⑶整肠作用：人体肠道内存在有益菌群和有害菌群。在人体正常情况下，前者占优势；当人患病时，有害菌群占优势。饮用酸奶可以维持有益菌群的优势。⑷抑菌
蘑菇菌种与生产 蘑菇生长繁殖离不开菌种。在英语中，蘑菇菌种译为“Spawn”，此词来源于拉丁文，为扩大的意思，因此蘑菇接种的本意是“移植”。 第一节有关菌种的概念 蘑菇的“种籽”是孢子，通常所用的菌种是菌丝体，相当于高等植物的秧苗。种籽一般处于休眠状态，而秧苗常处于生长状态。蘑菇栽培用的菌种是菌丝体，就如水稻不用种籽，而用秧苗一样。 蘑菇菌种由三部分组成，即蘑菇菌株的纯菌丝体、菌丝体着生的基质和包装容器。蘑菇菌种因培养基质结构不同，有固体菌种与液体菌种之分。在固体菌种中，按基质成分的不同，又分为粪草菌种、谷粒菌种等。若按菌种生产繁殖过程的先后，又有母种、原种、栽培种之分，或称其为一级种;二级种、三级种。 蘑菇菌种的生产与作物种子的扩繁有本质的差别，其原因是菌种生产为无性繁殖过程，不发生遗传重组，母种、原种和栽培种之间的基因型是不变的，所以蘑菇菌种的分级尤其是原种与栽培种的划分是人为的。在生产实践中，原种与栽培种可能有一定的差别，这种差别不是由于菌种本身种性的差别，而是在菌种生产过程中由于隐性污染，栽培种的纯度可能比原种低。 做为食用菌生产者，弄清有关蘑菇菌种的概念是很有益的，本节介绍有关知识。 一、种、品种、菌株及菌号的区别 （一）种“种”（species）是生物分类的基本单位，在“属”（Genus）之下，特指具有一定形态特性和生理特性以及一定自然分布区的生物类群。同一种的个体之间遗传特性相似，彼此间交配可育。不同种间的个体则不能相互交配或交配后不能产生有生育能力的后代。生物的每个种都有学名，学名按双名法，用两个拉丁词组成。前一个为属名，用拉丁文名词表示，如Agaricus 意为“蘑菇属”;后一个为种名，常用拉丁文形容词表示，以描述该种的主要特征，如bisporus意为“双孢的” 。 （二）品种每一个品种均有共同祖先，有一定的经济价值，是遗传性状比较一致的人工栽培的食用菌群体，蘑菇品种参照农作物对品种的定义(variety指植物；breed指动物)。品种是人工选择的结果，是人们利用同一物种不同个体间的差异，按照人炎的经济目的不断选择培培育而成，能适应环境条件和栽培条件，在产量和品质上比较符合人类的要求。农作物品种一般指具有高产、优质、农艺性状好，可人工大量栽培的品系，所以品种的定义为“具有生产应用价值的菌株”。我国农作物品种的应用需要经过品比试验，区域性栽培试验，最后须经过作物品种审定委员会评审，批准后取得品种资格方可应用于生产。因而选育一个优良的品种往往需要几年甚至十几年。 （三）菌株在微生物学中，菌株（strain或line）又称为“品系”、“菌系” 或“小系”，含义是起源于共同祖先的相似的个体，如同一种、同一品种、同一子实体分离出来的纯的培养物。在遗传学中一般是指自交或近亲繁殖若干代后，所获得的遗传性状比较稳定的后代。菌株与品种是两个不同的概念，所有的分离培养物只要具有差异性，都可认为是不同的菌株。而品种强调的是生产性状要有代表性，品种可以是某一菌株，但不是所有的菌株都是品种，因为品种必须经过权威部门审定。优良菌株经过鉴定、品比、繁育后，即可成为品种。菌株可作为育种材料，但不是所有的菌株都具有生产应用价值。 不同菌株之间的差异可以是形态差异，也可以是农艺性状或是生理生化方面的差异。区别不同菌株传统的做法是进行拮抗实验或极性测定，现在还可应用同工酶图谱、DNA指纹图谱等鉴别技术。 （四）菌号按国际细菌命名法规（1976），菌株(Strain number)的命名可用任何形式，可
L-乳酸是以玉米淀粉为原料，经过生物发酵精制而成的一种有机酸，为无色澄清粘性液体，水溶液显酸性反应。与水、乙醇或乙醚能任意混合，在氯仿中不溶。因其左旋的特征，具有很好的生物相融性，能与哺乳动物相融，可直接参与人体代谢、无任何副作用，被广泛应用于食品、医药等领域。 工业上生产乳酸的方法主要有发酵法、乙醛法及丙烯腈法。 1.发酵法以含有淀粉的原料蔗糖、甜菜糖或其糖蜜为原料。糖化接入乳酸菌株。pH控制在5-5.5，温度50℃左右发酵3-4d，用碳酸钙使生成的乳酸转化为乳酸钙。同时防止pH值降低而影响发酵，趁热过滤分离存在于溶液中的固体碳酸钙和氢氧化钙等，精制得乳酸钙。用硫酸酸化生成乳酸和硫酸钙沉淀，过滤。滤液约含10%的粗乳酸，浓缩至50%。再用活性炭除去有机杂质，用亚铁氰化钠除去重金属和浓缩时凝聚的杂质。最后用离子交换树脂除去微量杂质，再浓缩过滤得到产品。 2.法以乙醛为原料与氢氰酸反应生成乳腈，再经水解得到粗乳酸。粗乳酸与乙醇酯化生成乳酸酯，再经分解成乳酸。将乙醛和冷却的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈，再用泵打到水解釜中，注入硫酸和水，使乳腈水解得到粗乳酸。将粗乳酸送入酯化釜加入乙醇，酯化生成乳酸酯。经精馏，再送入分解浓缩罐加热分解而得精乳酸。 3.丙烯腈法以丙烯腈为原料与硫酸反应生成粗乳酸，再与甲醇反应生成乳酸甲酯，经蒸馏得粗酯，将精酯加热分解得乳酸。将丙烯腈和硫酸送入反应器中，生成粗乳酸和硫酸氢铵的混合物。再把混合物送入酯化反应器具与甲醇反应生成乳酸甲酯。把硫酸氢铵分出后，粗酯送蒸馏塔，塔底获精酯，将精酯送入第二蒸馏塔，加热分解，塔底得稀乳酸，经真空浓缩即得产品。成品乳酸根据用途分为试剂级、药品级、食用外销级及食用内销级。
食用菌液体菌种生产方法（发酵罐法） 传统菌种生产工艺，一般是由试管母种扩繁成二级种、三级种，生产周期长、污染率高、成本高、需大量人工、管理困难。液体菌种生产具有纯度高、活力强、繁殖快的特点，接种到培养料内有流动性好、萌发点多，发菌迅速等特种点。应用于生产与固体菌种相比有以下优点： 1．菌种生产周期短。固体种一般需25—40天，而液体种仅需3—7天。 2．接种后，萌发点多萌发点多、发菌快、出菇周期短。接种24小时菌丝布满料面，3—15天长满菌袋，一般品种10天左右可出菇。 3．接种方便、成本低。用液体菌种接种一般每袋成本是1—3分，每人每小时可接800袋以上，提高效益4—5倍。 4．适宜工厂化生产。可直接用于栽培料进行出菇，大批量生产菌袋。为食用菌集约化、标准化生产创造了条件。因此，适宜我国国情的液体菌种设备的出现，必将在食用菌生产领域引发一场新的革命。 液体菌种具有固体（颗粒）菌种无可比拟的优势，但是液体菌种生产设备是近几年刚发展起来并逐渐成熟的，因此很多人对此很陌生。在这里我们对此进行简单介绍 一、液体菌种设备基本原理 任何一种食用菌自身的生长必须满足其对温度、湿度、需氧量、养分等的需要，同时必须避免杂菌感染。在深层发酵技术上称之为选
择性发酵技术，如啤酒生产技术当属此例，而白酒生产则是生物菌群发酵技术。 液体菌种发酵设备（包括四大系统，温控系统由控制器、电热管等组成；供气系统由空气压缩机、输送管道、空气过滤器等组成；冷却系统由热交换器、进出水管道组成；搅拌系统由射流器、提升管等组成。 二、液体菌种生产的关键技术 1、溶氧量 液体菌种生产中最关键的是培养液中氧的溶解量，因为在菌丝生长过程中，必须不断的吸收溶解其中的氧气来维持自身的新陈代谢，氧气在液体（水）中的溶解量与压力、温度有关，同时与培养液的接触面积、渗透压有很大的关系。因此我们设计发酵设备时有效地解决了这些问题，如安装射流器使气泡细碎度增加等。 2、空气过滤 技术的关键就是保证进入的空气无菌度高，因此必须选择孔径小、材料先进的过滤膜。一般细菌直径在0.5-5um,酵母菌在1-10um，病毒一般在20-400mu，所以选择过滤膜时应综合考虑以上因素。当然如果选的太小，成本将大幅度提高。另外环境对于空气影响很大,在空气压缩机房、制种车间必须保持环境清洁。 3、培养液 培养液是菌丝生长发育的营养源，要求营养全面均衡。不同的菌种对营养要求偏重不同。配制原料有糖、麸皮、磷酸二氢钾、硫酸镁、
收稿日期:2003212230 第12卷 第2期2004年6月 北京石油化工学院学报Journal of Beijing Institute of Petro 2chemical Technology Vol.12 No.2J un.2004 乳酸应用、生产及需求的现状与预测 吕九琢 徐亚贤 (北京石油化工学院化学工程系,北京102617) 摘要 乳酸是重要的生物化工产品,广泛用于医药、食品、饮料、日用化工、化工、石油化 工、皮革、卷烟工业等领域。特别是近年来开发出的L 2乳酸的聚合物,可生产生物降解的农用地膜及其它塑料制品代替无法降解的常用塑料,能解决全球的“白色”污染问题。乳酸有广阔的国内外市场。介绍了乳酸的用途、生产方法、精制技术、国内外生产与需求现状与预测及产品价格。 关 键 词 乳酸;L 2乳酸;生物化工;化工原料;化工产品 中图法分类号 TQ225141 乳酸是一种天然有机酸,是三大有机酸之一。1881年,美国科学家首先将酸乳中提取的 乳酸菌用于大规模的乳酸发酵生产,至今已有一百多年。我国发酵乳酸工业的研究是从20世纪30年代开始,20世纪50年代初无锡振元化工厂(现第四制药厂)开始采用大米发酵生产乳酸钙,20世纪60年代通过结晶—离子交换工艺生产出工业和食用乳酸[1]。乳酸未工业化生产之前由干酪、酸奶、酱油、酵母、肉、酱菜、葡萄酒等食品的自然发酵形成,动物和人体在日常的行走、奔跑的活动中也会产生大量的天然L (+)乳酸。其用于食品、皮革、羊毛染色和化妆品工业已有很长的历史,现在乳酸及其盐和酯已被广泛应用在许多方面。 1 乳酸的用途 乳酸是重要的生物化工产品,它在酿造、医药、食品、卷烟、皮革、印染、化工等领域有着广泛的应用[2,3]。111 食品饮料 一般食品工业用含量为50%的乳酸作酸味剂、防腐剂(代替苯甲酸钠)、p H 值调节剂和食品强化剂[3]。在饮料、果汁、奶制品中用作酸味剂;在调味品如酱油、醋、咸菜、色拉中用作防腐保鲜和调味剂,使酸味自然;在蛋糕、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p H 值,抑菌,延长保值期,调味等;用于面包、糕饼作膨松剂;发酵工业,如各类制酒工业用的是80%左右的乳酸,加入的目的是控制p H 值和提高发酵的纯度,作灭菌剂以防止杂菌繁殖,促进酵母菌发育。乳酸可使食品具有微酸性,而又不影响水果和蔬菜天然味和芳香,因此,也广泛用于水果和蔬菜等罐头食品中。人食入含有乳酸的食物,可解除疲劳、松弛肌肉。 112 医药和化妆品 乳酸作为消毒剂用在病房、手术室、实验室等场所。在医药方面广泛用作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物制剂、p H 调节剂等。可直接制成药或制成盐类,用作含漱剂、涂布剂、膀胱注入剂等,还可内服用于肠内消毒。它能溶解蛋白质和角质,对病变组织的腐蚀作用特别敏感,可用于治疗喉头结核、白喉、狼疮等病。利用乳酸亲水性的特点与难溶性药物结合,可增加药物的吸收量,防止副作用产生。乳酸本身含有天然润肤成分,刺激皮肤细胞再生效果明显,在皮肤、头发的护理中起到保湿滋润,替代甘油作保湿剂,调节酸碱性、抗微生物等作用,对皮肤无刺激性,兼有剥离性能、抗菌性能和增白性能,对改善皮肤组织结构,消除皱纹、色斑,治疗皮肤干燥、痤疮等有显著疗效。因此,在化妆品中其用量也逐渐增大。在饲料中L 乳酸用于
第一章菌种选育 第一节工业常用微生物及要求 一、常见微生物 （一）细菌（bacteria） 发酵工业中常用的细菌主要是杆菌,主要有： 醋杆菌属（Acetobacter） 乳杆菌属（Lactobacillus） 杆菌属（Bacillus）:α-淀粉酶，蛋白酶，肌苷、鸟苷等核苷。其中最为重要的是枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis） 短杆菌属（Brevibacterium）：谷氨酸 棒杆菌属（Corynebacterium）：谷氨酸 （二）放线菌（actinomyces） 属原核微生物（有菌丝体，无横隔，不具完整的核。）最大的经济价值在于产生多种抗生素（antibiotic）。 链霉菌（Streptomyces）：红，金，土，氯，链霉素 小单孢菌属（Micromonospora）：庆大霉素 （三）霉菌（mould） 亦称丝状真菌（不是分类学上的名词，凡在营养基质上形成绒毛状，网状或絮状菌丝的真菌统称霉菌。） 1.曲霉属（Aspergillus） 黑曲霉（A. niger）产蛋白酶，淀粉酶，果酸酶，变异菌株产柠檬酸 米曲霉（A. oryzae）产淀粉酶，蛋白酶，酿酒的糖化曲和酱油曲 黄曲霉（A. flavus）产黄曲霉毒素 米曲霉和黄曲霉均为半知菌。 2.青霉属（Penicillum）：例如桔子上的绿色斑点 桔青霉（P. citrinum）：产生5’－磷酸二酯酶，降解核糖核酸为四个单核苷酸。 3.根霉属（Rhizopus）接合菌
米根霉（R. oryzae） 华根霉（R. chinensis） 酒药和酒曲中含有米根霉或华根霉。 4.红曲霉属（Monascus） 淀粉酶，麦芽糖酶，蛋白酶，柠檬酸等。可生产食用红色素。 （四）酵母（yeast） 单细胞真核微生物，低等真菌。 ①酵母属（Saccharomyces） 啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） ②假丝酵母属（Candida） 产朊假丝酵母（Candida utilis）生产饲料酵母，其蛋白质和维生素含量都比啤酒酵母高。可利用糖蜜，土豆淀粉废液生产人畜可食用蛋白质。 ③毕赤酵母属（Pichia） 产膜酵母，在液面形成白膜，是酿造物和酒类饮料的污染菌。 （五）其它微生物 1.担子菌（basidiomycetes） 即菇类（mushroom）担子菌资源的利用已经引起人们的重视。可用于多糖及抗癌药物开发。 2. 藻类（alga）是分布极广的一类自养微生物资源，许多国家把它用作人类保健 食品和饲料。从蛋白质产率看，螺旋藻是大豆的 28倍，每公顷珊列藻所得蛋白质是小麦的20～35倍。 （六）噬菌体（phage）凡用细菌和放线菌为生长菌株的发酵工业，均存在噬菌体的危害问题。噬菌体在自然界分布极为广泛。其三大特点是： ①体积比细菌小的多，可以通过细菌滤器。 ②没有细胞结构，由核酸的蛋白质构成。 ③营专性活物寄生，即只能在特异性寄主细胞中增殖。 烈性噬菌体——引起寄主细胞迅速裂解。受感染的细菌称敏感性细菌。 温和噬菌体——随寄主细胞的繁殖而繁殖。含温和噬菌体的细菌称溶原性细菌。
工艺流程：淀粉 水解反应 葡萄糖 预处理 液仓 淀粉乳 盐酸（酸化）调配 预热（85℃～90℃） 均质（300～500KPa） 杀菌(100℃，10min) 冷却(50℃左右) 菌种保藏菌种活化菌种扩培接种 发酵（终点） 冷却（15℃～20℃） 溶解杀菌混合
氮源、中和剂（碳酸钙）分离 提纯 乳酸成品 保持冷链贮存或销售 4.2.1.2 操作要点说明 （1）预处理 净化可以除去原料中的杂质，使淀粉达到最高的纯净度。 （2）水解 淀粉是葡萄糖以ɑ-1，4-糖苷键连接起来的多聚体，在催化剂存在和适宜温度等条件下，易于水解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等单体或低聚物。合理控制水解，尽可能减少副反应发生，则是糖化工艺所要控制的关键。 （3）预热 预热一方面可以杀菌，而且由于适当加热，可以使葡萄糖液化，并完全去除淀粉和多聚糖的存在，增加产品的稳定性。预热温度控制在85℃～90℃。 （4）均质 均质主要是使原料充分混合均匀，阻止分层，提高葡萄糖的稳定性和稠度，并保证单体均匀分布，从而获得质地细腻、口感良好的产品。均质压力控制在300～500KPa。 （5）杀菌 杀菌目的在于杀灭原料中的杂菌确保乳酸杆菌的正常生长和繁殖，钝化原料中的天然抑制物。杀菌温度控制在100℃，保温10min进行杀菌。 （6）冷却 冷却主要是为接种的需要。经过热处理的糖乳需要冷却到一个适宜的接种温度，此温度控制在50℃左右。
（7）接种 接种是造成糖乳受微生物污染的主要环节之一，因此严格注意操作卫生，防止细菌、酵母、霉菌、噬菌体及其他有害微生物的污染。接种时充分搅拌，使发酵菌与原料混合均匀。 （8）发酵 发酵温度控制在50℃左右，从而为微生物代谢提供最适的温度环境，发酵时间24h，且期间不搅拌。 发酵终点判定：发酵时罐口敞开，让CO 自由逃逸。当残糖降到1g/1时， 2 就识为发酵已经完成，再测定pH 时即可停止发酵。 （9）冷却 冷却目的是抑制乳酸菌的生长、降低酶的活性、防止产酸过度、使糖液逐渐凝固、降低和稳定CO 析出的速度。将发酵乳迅速降温至15℃～20℃。 2 （10）混合 将经溶解和杀菌的氮源、中和剂与发酵乳进行混合。 （11）分离提纯 由于乳酸在发酵过程中加入碳酸钙，因此，发酵最终的醪液悬乳酸与碳酸钙形成的乳酸钙，以水和形式存在。根据这一特性，采取相应的过滤介质和方法，即离子交换脱盐转酸方式及其分离提纯工艺。 （12）灌装和冷藏 采用相应灌装机进行灌装后的成品置于0℃～5℃冷藏12h～24h，进行后熟。
!!!!!!!!!! 收稿日期!!""#$%!$#" 第%!卷!第!期!""&年’月 北京石油化工学院学报()*+,-.)/01232,45,6727*71)/817+)$9:1;29-.<19:,).)4= >).?%!!@)?!"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" (*,?!""& 乳酸应用!生产及需求的现状与预测 吕九琢!徐亚贤 "北京石油化工学院化学工程系#北京%"!’%A $摘 要!乳酸是重要的生物化工产品#广泛用于医药%食品%饮料%日用化工%化工%石油化 工%皮革%卷烟工业等领域&特别是近年来开发出的T $乳酸的聚合物#可生产生物降解的农用地膜及其它塑料制品代替无法降解的常用塑料#能解决全球的’白色(污染问题&乳酸有广阔的国内外市场&介绍了乳酸的用途%生产方法%精制技术%国内外生产与需求现状与预测及产品价格& 关 键 词!乳酸)T $ 乳酸)生物化工)化工原料)化工产品中图法分类号!<_!!C F &% !!乳酸是一种天然有机酸#是三大有机酸之一&%L L %年#美国科学家首先将酸乳中提取的乳酸菌用于大规模的乳酸发酵生产#至今已有一百多年&我国发酵乳酸工业的研究是从!"世纪#"年代开始#!"世纪C "年代初无锡振元化工厂"现第四制药厂$开始采用大米发酵生产乳酸钙#!"世纪’"年代通过结晶*离子交换 工艺生产出工业和食用乳酸+%,&乳酸未工业化 生产之前由干酪% 酸奶%酱油%酵母%肉%酱菜%葡萄酒等食品的自然发酵形成#动物和人体在日常的行走%奔跑的活动中也会产生大量的天然T "J $ 乳酸&其用于食品%皮革%羊毛染色和化妆品工业已有很长的历史#现在乳酸及其盐和酯已被广泛应用在许多方面& !!乳酸的用途 乳酸是重要的生物化工产品#它在酿造%医药%食品%卷烟%皮革%印染%化工等领域有着广 泛的应用+!##,& !$!!食品饮料 一般食品工业用含量为C "h 的乳酸作酸味剂%防腐剂"代替苯甲酸钠$%U P 值调节剂和食品强化剂+#, &在饮料%果汁%奶制品中用作酸 味剂)在调味品如酱油%醋%咸菜%色拉中用作防腐保鲜和调味剂#使酸味自然)在蛋糕%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U P 值#抑菌#延长保值期#调味等)用于面包%糕饼作膨松剂)发酵工业#如各类制酒工业用的是L "h 左右的乳酸#加入的目的是控制U P 值和提高发酵的纯度# 作灭菌剂以防止杂菌繁殖# 促进酵母菌发育&乳酸可使食品具有微酸性#而又不影响水果和蔬菜天然味和芳香#因此#也广泛用于水果和蔬菜等罐头食品中&人食入含有乳酸的食物#可解除疲劳%松弛肌肉& !$"!医药和化妆品 乳酸作为消毒剂用在病房%手术室%实验室等场所&在医药方面广泛用作防腐剂%载体剂%助溶剂%药物制剂%U P 调节剂等&可直接制成药或制成盐类#用作含漱剂%涂布剂%膀胱注入剂等#还可内服用于肠内消毒&它能溶解蛋白质和角质#对病变组织的腐蚀作用特别敏感#可用于治疗喉头结核%白喉%狼疮等病&利用乳酸亲水性的特点与难溶性药物结合#可增加药物的吸收量#防止副作用产生&乳酸本身含有天然润肤成分# 刺激皮肤细胞再生效果明显#在皮肤%头发的护理中起到保湿滋润#替代甘油作保湿剂#调节酸碱性%抗微生物等作用#对皮肤无刺激性#兼有剥离性能%抗菌性能和增白性能#对改善皮肤组织结构#消除皱纹%色斑#治疗皮肤干燥%痤疮等有显著疗效&因此#在化妆品中其用量也逐渐增大&在饲料中T 乳酸用于 万方数据
菌种管理规程 目的 规范药品微生物学检定用菌种的管理，最大限度降低变异率，确保菌种 的溯源性与稳定性，从而确保微生物学检验结果的准确可靠。 范围 本规程适用于检定用菌种的管理，包括菌种的申购、验收、保存、传代、使用及销毁等。 责任 ●质量控制处主管：负责菌种的申购。 ●微生物检验人员：负责菌种的验收、保存、传代、使用及销毁等。 ●质量控制处经理：负责菌种申购计划的审核及日常督促检查。 ●质量管理负责人：菌种申购计划的审核。 ●制造中心总监：菌种申购计划的批准。 相关术语 ●标准菌种是指由中国药品生物制品检定所医学微生物菌种保藏管理 中心提供的冷冻干燥菌。 ●传代用菌种是指用标准菌种制备的采用特定保存方法长期固定保存 的菌种，用于传代及制备工作用菌种。 ●工作用菌种是指用标准菌种或传代用菌种接种至普通琼脂斜面培养 后，作为日常工作使用的菌种。 ●菌种的代是指将其接种至新鲜培养基上或培养基内，每萌发一次即称 为一代，从菌种保藏中心获得的冷冻干燥菌种为第0代。 相关文件 无 程序 1菌种的申购 质量控制处主管根据菌种的使用情况（包括临时检验需要），提出申购计划，由质量控制处经理、质量管理部负责人审核，制造中心总监批准后，向中国药品生物制品检定所菌种保藏中心或省（市）药检所购买冻干菌种（标准菌种）；也可
以直接向省（市）药检所购买传代用菌种。购买时，需询问和确定菌种的代数，以便传代时控制代数。同时在运输过程中注意严格按照保存条件要求进行。 2菌种的验收 菌种到达实验室后，由质量控制处微生物检验人员验收，检查其名称和数量，以及每一支的完整性，同时将菌种的所有信息，填写在《菌种接收记录》上，内容包括：名称、数量、编号、代数、来源、接收日期、接收人等，新购入的0代原始菌种储存于－20℃，有效期为三年。从上级药检部门购买的已接种好的菌种斜面（3代）应检查菌种管是否完好。储存于2～8 ℃，有效期为3个月。新购进的菌种斜面应在一周内完成传代。 3 菌种的传代：菌种的传代因冻干菌（标准菌种）与传代用菌种而不完全相同。 3.1标准菌种的复苏、确认、传代 3.1.1 标准菌种的复苏步骤如下： 把冻干菌种管、灭菌毛细滴管（1ml）、双碟、镊子、营养肉汤培养基（或其它适宜培养基）数支，移入接种室或超净工作台。 将冻干菌种管外壁用碘酒擦洗消毒，稍干，用75%乙醇棉擦净，放在灭菌双碟内，待干。点燃酒精灯，将标准菌种管的封口一端在火焰上， 烧灼红热，用灭菌毛细滴管吸取营养肉汤培养基（或其它适宜的培养 基），滴在灼热的菌种管封口一端，使骤冷而炸裂。 取灭菌镊子，在火焰旁，将炸裂的管口打开，放入灭菌双碟内，另取1支灭菌毛细滴管，在火焰旁吸取营养肉汤培养基（或其它适宜的培 养基）少许，加至菌种管底部，将冻干菌块搅动促使溶解，随即吸出 管内菌液，接种至营养肉汤培养基（或其它适宜的培养基）内，并根 据不同菌种类型而将其培养于相宜的温度下24～72h（细菌需要 24～ 48h的培养物，酵母菌需要72h的培养物，形成孢子的微生物则宜保 藏孢子）。最后将毛细滴管及菌种管经高温灭菌（121℃，30分钟）。 黑曲霉的菌悬液先室温待菌悬液融化后用无菌吸管吸取管内液体1～2 滴滴在改良马丁琼脂斜面上，用吸管涂布均匀，置23～28℃培养5～7
年产5000吨乳酸工厂提取车间设计
年产5000吨乳酸工厂车间设计 乳酸是世界上应用广泛的三大有机酸之一，目前生产乳酸主要采取的方法有传统发酵工艺以及固定化微生物法、电渗析连续发酵法、萃取发酵法、膜法发酵法、吸附发酵法、同时糖化发酵法等新工艺，在工业生产中多采用微生物发酵法生产L-乳酸。乳酸的提取精制是乳酸生产中非常重要的步骤，工业生产中常用的乳酸提取工艺主要有：钙盐法、锌盐法、离子交换法、溶剂萃取法和电渗析法等。本设计采用德式乳杆菌为菌种，以大米为主要原料，麸 作为乳酸中和剂和发酵液皮为辅助原料经糖化发酵并行式来生产乳酸。在发酵时加入CaCO 3 稳定剂，得到的发酵液经预处理→浓缩→冷却结晶→洗晶→离心分离→乳酸钙结晶→溶晶→酸解→过滤→脱色等一系列步骤得到粗乳酸；粗乳酸先经浓缩再经离子交换法（先通过732阳离子交换柱再通过331阴离子交换柱）得到纯乳酸。 根据上述工艺流程，在进行乳酸工厂提取车间设计时，根据工厂的实际生产工艺和产能采取最优的提取工艺，通过对乳酸生产平衡、设备平衡和能量平衡等的计算，选取相应的生产设备，合理布局设计，使生产操作可靠性、方便性达到生产要求，降低成本，最终使生产效益最大化，并设计出合理的工艺流程图、设备结构和布置图以及全厂平面布置图。 关键词：发酵工艺；乳酸提取车间；工厂设计
目录 1 绪论 0 1.1 乳酸的概况 0 1.1.1 乳酸的理化性质 0 1.1.2 乳酸的工业生产 (1) 1.1.3 乳酸的用途及功能 (1) 1.1.4 乳酸的质量检验与储存 (2) 1.2 乳酸的发酵方法 (2) 2 生产工艺 (4) 2.1 发酵工艺 (5) 2.1.1 发酵工艺流程及特点 (6) 2.1.3 发酵工艺操作要点及注意事项 (7) 2.2 提取精制工艺 (8) 2.2.1 提取工艺流程及特点 (8) 2.2.2 提取工艺条件 (8) 2.2.3 提取注意事项以及工艺操作要点 (9) 3 工艺计算及设备选型 (11) 3.1 发酵工段 (11) 3.1.1 物料平衡计算 (11) 3.1.2 设备计算及选型 (12) 3.2 提取工段 (12) 3.2.1 生产平衡计算 (12) 3.2.2 设备平衡计算及选型 (13) 4 车间布置设计 (15) 4.1 设计依据 (16) 4.2 车间布置（厂房平面布置） (16) 4.2.1 车间布置设计原则 (16) 4.2.2 车间平面布置 (17) 4.2.3 车间立面布置 (17) 4.2.4 设备布置 (17) 结论................................................................................................................... 错误!未定义书签。
微生物菌种选育方式(一) 关键词：地衣芽孢杆菌诺卡氏菌 ATCC 北京标准物质网 微生物菌种选育技术在现代生物技术中具有十分重要的地位，经历了自然选育、诱变育种、杂交育种、代谢控制育种和基因工程育种五个阶段，各个阶段并不孤立存在，而是相互交叉，相互联系的。新的育种技术的发展和应用促进了生产的发展。 1．自然选育 随着微生物学的发展，特别是在发明微生物的纯培养技术之后，出现了微生物纯种的自然选育。以基因自发突变为基础选育优良性状菌株的这种方法，是最早应用微生物遗传学原理．进行育种实践的一个实例。由于微生物体内存在光复活、切补修复、重组修复、紧急呼救修复等修复机制以及DNA聚合酶的校正作用，使得自发突变几率极低，一般为10-6～10-10这样低的突变率导致自然选育耗时长、工作量大，影响了育种工作效率。在这种情况下，就出现了诱变育种技术。 2．诱变育种 1927年，Miller发现X射线能诱发果蝇基因突变。之后，人们发现其他一些因素也能诱发基因突变，并逐渐弄清了一些诱变发生的机理，为工业微生物诱变育种提供了前提条件。1941年，Beadle 和 Tatum 采用X射线和紫外线诱变红色面包霉，得到了各种代谢障碍的突变株。在这之后，诱变育种得到了极大发展。 诱变育种是以诱变剂诱发微生物基因突变，通过筛选突变体，寻找正向突变菌株的一种诱变方法。诱变剂包括物理诱变剂、化学诱变剂和生物诱变剂。其中，物理诱变剂包括紫外线、X射线、射线、快中子等；化学诱变剂包括烷化剂(如甲基磺酸乙酯、硫酸二乙酯、亚硝基胍、亚硝基乙基脲、乙烯亚胺及氮芥等)、天然碱基类似物、脱氨剂(如亚硝酸)、移码诱变剂、羟化剂和金属盐类(如氯化锂及硫酸锰等)；生物诱变剂包括噬菌体等。物理诱变剂因其价格经济，操作方便，所以应用最为广泛；化学诱变剂多是致癌剂，对人体及环境均有危害，使用时须谨慎；生物诱变剂应用面窄，其应用也受到限制。 现今，诱变育种已取得了显著的成果，如青霉素生产菌的青霉素产量在40年内增加了近万倍，达到lO万u／ml左右；谷氨酸产生菌经紫外诱变处理，产酸率提高了3l％；用亚硝酸钠、紫外线等物化方法诱变产碱性蛋白酶的地衣芽
DB21 辽宁省地方标准（辽宁省质量技术监督局发布）DB21/T1730—2009 北虫草菌种生产技术规程 1范围 本标准规定了北虫草菌种定义，制作要求，质量要求，标志及储存要求。 本标准适用于北虫草菌种生产。 2规范性引用文件 GB/T191-2008 外包装储运图示标志 GB/T6388-1986 运输包装收发货标志 NY/T528-2002 食用菌菌种生产技术规程 《食用菌菌种管理办法》（中华人民共和国农业部第62号令发布） 3定义 本标准采用下列术语和定义 3.1北虫草菌种 北虫草生物学分类地位属于子囊菌纲，肉座菌目，麦角菌科，虫草属，蛹虫草。它是以中国北方野生蛹虫草为样本，采用组织或孢子分离法，经分离、纯化、驯化，选育获得的具有一致性、稳定性、结实性的真菌菌种，经人工培养进一步扩大繁殖以及用于栽培生产的纯菌丝培养物，包括固体母种和液体生产种。 3.2固体母种 北虫草菌种的纯菌丝固体培养物及其继代固体培养物，以玻璃试管为培养容器和使用单位，又称一级菌种、试管菌种。 3.3液体生产种 由固体母种接种于液体培养基扩繁而来的纯菌丝液体培养物，培养容器为玻璃瓶或发酵罐，只用于生产不能用于菌种扩繁。 4制作要求 4.1技术人员 具有生产北虫草菌种的专业技术人员。 4.2环境要求 4.2.1环境卫生 场地要求远离禽畜设施，垃圾场，无污水和其他污染源，通风，透光，地面及四周无灰尘，无虫害等。 4.2.2设置和布局按NY/T528中的4.3规定执行（截选） 应按菌种生产工艺合理安排布局。 4.2.2.1灭菌室 要求水电安装方便，通风良好，空间充足，散热畅通。 4.2.2.2冷却室 洁净，防尘，易散热。 4.2.2.3接种室 要设缓冲间，防尘换气性能好，内壁和屋顶光滑，便于清洗和消毒，做到空气清新。 4.2.2.4培养室和储存室 内壁和屋顶光滑，便于清洗和消毒。培养室和储存室墙壁要加厚，利于控温。 4.2.2.5菌种实验室 水电方便，利于装备相应的检验设备和仪器。 4.2.3设备设施按NY/T528中的4.4规定执行（截选） 4.2.3.1基本设备 磅称、天平、高压灭菌锅或常压灭菌锅、净化工作台、接种箱、调温设备、除湿机、培养架、
乳酸发酵工艺流程 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
工艺流程：淀粉 水解反应 葡萄糖 预处理 液仓 淀粉乳 盐酸（酸化）调配 预热（85℃～90℃） 均质（300～500KPa） 杀菌(100℃，10min) 冷却(50℃左右) 菌种保藏菌种活化菌种扩培接种 发酵（终点） 冷却（15℃～20℃） 溶解杀菌混合 （碳酸钙）分离
提纯 乳酸成品 保持冷链贮存或销售 4.2.1.2 操作要点说明 （1）预处理 净化可以除去原料中的杂质，使淀粉达到最高的纯净度。 （2）水解 淀粉是葡萄糖以ɑ-1，4-糖苷键连接起来的多聚体，在催化剂存在和适宜温度等条件下，易于水解成葡萄糖、麦芽糖、糊精等单体或低聚物。合理控制水解，尽可能减少副反应发生，则是糖化工艺所要控制的关键。 （3）预热 预热一方面可以杀菌，而且由于适当加热，可以使葡萄糖液化，并完全去除淀粉和多聚糖的存在，增加产品的稳定性。预热温度控制在85℃～90℃。 （4）均质 均质主要是使原料充分混合均匀，阻止分层，提高葡萄糖的稳定性和稠度，并保证单体均匀分布，从而获得质地细腻、口感良好的产品。均质压力控制在300～500KPa。 （5）杀菌 杀菌目的在于杀灭原料中的杂菌确保乳酸杆菌的正常生长和繁殖，钝化原料中的天然抑制物。杀菌温度控制在100℃，保温10min进行杀菌。 （6）冷却 冷却主要是为接种的需要。经过热处理的糖乳需要冷却到一个适宜的接种温度，此温度控制在50℃左右。 （7）接种 接种是造成糖乳受微生物污染的主要环节之一，因此严格注意操作卫生，防止细菌、酵母、霉菌、噬菌体及其他有害微生物的污染。接种时充分搅拌，使发酵菌与原料混合均匀。
菌种生产质量保证 制度 1
菌种生产质量保证制度 一、目的：为了规范菌种生产的各个环节，保证菌种质量防止不合格的菌种流入市场，特制定本制度。 二、范围：工厂内所有人员及场所。 三、引用文件 GB/T21125—《食用菌品种选育技术规范》； GB4789.28—1994.22《食品卫生微生物学检验、染色法、培养基和试剂》； GB9688—1988《食品包装用聚乙烯成型品卫生标准》； 四、技术要求 4.1工厂内检验员和技术人员需持相关专业证书上岗，所有工作一律持健康证上岗； 4.2所有厂房、设施及设备、水电每日检查并保证运转正常，保持通风； 4.3接种室、冷却室、培养室、贮存室每日用0.5%过氧乙酸消 毒； 4.4万级净化区域的粗、中、高效过滤网每15天更换一次；
4.5超净工作台的百级层流罩每7天检查一次； 4.6高压灭菌锅每半年经技术监督局检验1次； 4.7各种检验用计量器、温度计、湿度计、CO2仪每10天校正1次，每6个月由国家相关单位校验1次； 4.8容器要求 4.8.1母种：试管18mmX180mm，棉塞为梳棉； 4.8.2母种：750ml耐高温玻璃菌种瓶，棉塞应符合要求； 4.9品种及扩大 4.9.1品种必须为省级以上国家等级品种并清楚种性，并向供应商索取技术资质及相关证明，否则不能应用； 4.9.2扩大时母种仅用于移植扩大原种，一支母种扩大原种不应超过6瓶，一支母种移植扩大栽培种不超过50瓶（袋）； 4.10试剂要求 4.10.1化学试剂类如硫酸镁、磷酸二氢钾用化学纯级试剂； 4.10.2生物试剂和天然材料 生物试剂如酵母粉、蛋白胨，天然材料如木屑、麸皮等，要求新鲜、无虫、无螨、无霉、洁净干燥；