
乳酸發酵(Lactic Acid Fermentation)是一種微生物代謝過程,指在無氧條件下,碳水化合物(如葡萄糖)通過酶催化作用分解為乳酸并釋放能量的生化反應。該過程由乳酸菌(如乳酸杆菌屬)主導,常見于食品工業與生物化學領域。
生化機制
乳酸發酵遵循糖酵解途徑(EMP pathway),反應式為:
$$
C6H{12}O_6 rightarrow 2CH_3CHOHCOOH + 2ATP
$$
過程中,丙酮酸作為中間産物,經乳酸脫氫酶(LDH)催化還原為乳酸,同時再生NAD⁺以維持糖酵解循環(來源:美國國家生物技術信息中心,NCBI)。
應用領域
分類
根據産物差異分為:
曆史背景
法國科學家路易·巴斯德于1857年首次揭示乳酸發酵的微生物學本質,奠定現代發酵工程基礎(來源:巴斯德研究所)。
乳酸發酵是一種厭氧代謝過程,指糖類(如葡萄糖、六碳糖或其二糖)在微生物或某些細胞中轉化為乳酸并生成能量的過程。以下是其核心要點:
代謝路徑
通過糖酵解途徑,葡萄糖在無氧條件下分解為丙酮酸,進一步還原為乳酸。這一過程常見于乳酸菌、動物肌肉細胞等。
關鍵特征
與乙醇發酵同為生物體内主要發酵形式,但産物為乳酸而非乙醇。兼性厭氧生物在缺氧時優先進行此反應。
同型乳酸發酵
産物中乳酸占比超過80%,由乳酸鍊球菌、幹酪乳杆菌等完成,代謝路徑單一(如EMP途徑)。
異型乳酸發酵
除乳酸外,還生成乙酸、乙醇、CO₂等副産物,代謝途徑複雜(如HMP途徑),代表菌種為明串珠菌屬。
食品工業
用于制作酸奶、泡菜、乳酪等發酵食品,通過降低pH值抑制腐敗菌。
葡萄酒釀造
蘋果酸-乳酸發酵(MLF)可降低葡萄酒酸度,使口感更圓潤,并賦予黃油風味。
農業與醫藥
青貯飼料保存、乳酸生産(如德氏乳杆菌工業應用)等。
乳酸發酵通過厭氧代謝調節酸度與風味,在生物代謝和工業生産中均具重要意義。其類型差異取決于菌種和代謝路徑,實際應用需根據需求選擇發酵方式。
(完整信息可參考、3、7等來源)
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