
【機】 lactic homofermentation
【化】 ethylidene lactic acid; lactic acid; nancic acid
【醫】 alpha-hydroxypropionic acid; ethylidene lactic acid; hydracrylic acid
lactic acid; oxypropionic acid; sarcolactic acid
homogeneity
【計】 homo-
ferment; yeastiness; zymosis
【化】 fermentation; zymohydrolysis; zymolysis
【醫】 fermentation; zymo-; zymosis
乳酸同質發酵(Lactic Acid Homolactic Fermentation)是指特定微生物(主要是乳酸菌)在厭氧條件下,将葡萄糖等可發酵糖類幾乎完全轉化為單一産物——乳酸的生物代謝過程。其核心特點是代謝途徑專一、産物純淨(乳酸占比通常超過90%),屬于同型發酵(Homolactic Fermentation)的典型代表。
代謝路徑單一:該過程嚴格遵循糖酵解途徑(EMP途徑)。葡萄糖經一系列酶促反應分解為丙酮酸後,在乳酸脫氫酶(LDH)催化下,直接還原為乳酸,不産生其他主要終産物(如乙醇、二氧化碳或乙酸)。其簡化反應式為: $$ ce{C6H12O6 -> 2 CH3CHOHCOOH} $$ 來源:微生物生理學通用教材
關鍵微生物:主要由同型乳酸發酵菌實現,如乳杆菌屬(Lactobacillus)中的德氏乳杆菌(L. delbrueckii)、嗜熱鍊球菌(Streptococcus thermophilus)以及部分乳球菌(Lactococcus)等。這些菌株擁有高度特化的酶系統,确保代謝流向乳酸高效轉化。
來源:國際乳品科學聯合會(IDF)報告
厭氧必要性:該過程嚴格依賴無氧環境。氧氣會抑制乳酸脫氫酶活性,并可能觸發細菌的呼吸代謝,導緻産物譜改變(如轉向混合酸發酵)。
來源:應用與環境微生物學期刊
乳酸同質發酵在食品工業中至關重要:
來源:食品生物技術手冊
來源:食品保存技術綜述
來源:國際益生菌與益生元科學協會(ISAPP)共識聲明
區别于乳酸同質發酵,乳酸異質發酵(Heterolactic Fermentation)會通過磷酸酮醇酶途徑(PK途徑)分解葡萄糖,産物除乳酸外還包括乙醇、二氧化碳和/或乙酸。例如明串珠菌屬(Leuconostoc)進行的發酵即屬此類,常見于開菲爾、某些酸面團發酵中。
來源:比較微生物代謝學專著
乳酸同質發酵(同型乳酸發酵)是乳酸發酵的一種類型,指微生物通過糖酵解途徑将葡萄糖等糖類完全轉化為乳酸的過程,不産生其他副産物。以下是其核心要點:
代謝原理
糖類通過糖酵解(EMP途徑)分解為丙酮酸,隨後在乳酸脫氫酶催化下直接還原為乳酸。此過程不釋放二氧化碳,且每分子葡萄糖僅生成2分子ATP。
關鍵特征
典型微生物
包括乳杆菌屬(Lactobacillus)、鍊球菌屬(Streptococcus)等,例如:
應用領域
廣泛用于食品工業,如酸奶、泡菜、青貯飼料的生産,通過快速産酸抑制雜菌生長。
對比異型乳酸發酵:異型發酵會同時生成乳酸、乙醇、CO₂等,且代謝途徑為磷酸戊糖途徑(HMP途徑),能量産出更低(1 ATP/葡萄糖)。
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