tổng quan về quá trình phát triển và các viễn cảnh trong tương lai

SẢN XUẤT LÊN MEN CỦA AXIT LACTIC TỪ SINH KHỐI: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN VÀ CÁC VIỄN CẢNH TRONG TƯƠNG LAI Giới thiệu Xu hướng phát triển bền vững môi trường nguồn tài nguyên tái tạo làm tăng đáng kể quan tâm đến việc phục hồi sản phẩm lên men axit hữu cơ, thức ăn chất phụ gia thực phẩm hóa chất công nghiệp Do đó, phạm vi sản phẩm sản xuất trình lên men mở rộng hợp chất điều chế có khối lượng thấp giá trị caothuộc truyền thống dược phẩm bắt đầu hoàn thiện sản xuất tổng hợptừ vật liệu hóa chất Khi trình lên men chuyển thành hóa chất có khối lượng lớn với giá trị thấp, cần phải tối đa hóa hiệu giảm thiểu chi phí lãng phí sản phẩm để cạnh tranh hiệu với lựa chọn truyền thống Hiện nay, nhiều quan tâm trả cho tiềm công nghệ sinh học dư lượng nông nghiệp bã mía, bã mía, bột củ cải đường, vỏ cà phê bột giấy, táo, bánh mỳ, lúa mì / gạo Nguyên liệu sản xuất sản phẩm giá trị gia tăng enzyme, axit hữu cơ, ethanol, axit amin, hương vị, protein đơn bào Axit lactic (acid 2-hydroxypropionic), CH3-CHOH COOH axit hydroxycarboxylic xuất nhiều nhất, có vị trí hàng đầu ứng dụng linh hoạt ngành thực phẩm, dược phẩm, dệt, da hóa chất (Vickroy 1985) Nó lần phân lập từ sữa chua CW Scheele năm 1780 lần sản xuất thương mại vào năm 1881 CE Avery Littleton, MA, Hoa Kỳ (Vickroy 1985) Pasteur, Lister, Delbrueck xác định axit lactic chất chuyển hóa vi sinh vật (Gregor 1999) Axit lactic axit hữu tự nhiên sản xuất tổng hợp lên men hóa học Sự tổng hợp hóa học axit lactic chủ yếu dựa trình thủy phân axit lactonitril axit mạnh, cung cấp hỗn hợp racemic axit D L-lactic Các đường tổng hợp hoá học khác axit lactic bao gồm xuống cấp đường, oxy hóa propylen glycol, phản ứng acetaldehyde, carbon monoxide nước nhiệt độ áp suất tăng cao, trình thủy phân axit chloropropionic oxy hóa axit nitric propylen, Không có đường dẫn đến quy trình khả thi mặt kỹ thuật kinh tế (Datta cộng sự, 1995) Đã có nhiều điều tra phát triển quy trình công nghệ sinh học sản xuất axit lactic, với mục tiêu cuối phép trình có hiệu tiết kiệm Sự chuyển đổi sinh học có vai trò quan trọng việc sử dụng chất thải, nhiều chất thải chế biến thực phẩm khác chứa chất hữu ích, sử dụng để sản xuất axit lactic Sản xuất công nghệ sinh học axit lactic có nhiều ưu điểm so với tổng hợp hóa học chi phí thấp chất nền, nhiệt độ sản xuất thấp tiêu thụ lượng thấp Tính đặc hiệu sản phẩm cao lợi trình lên men axit lactic, tạo chất đồng phân mong muốn, axit L - (+) - D - (-) - lactic tinh khiết (Pandey et al., 2001) Tiềm vi sinh vật để tổng hợp enzyme cần thiết cho việc phân hủy chất hữu phức tạp khai thác để sản xuất acid lactic có hiệu quả, quy trình đòi hỏi chi phí cao bổ sung đường nguồn carbon tránh Nguồn vi khuẩn cho axit lactic Vi khuẩn axit lactic (LAB) số nấm sợi nguồn gốc vi khuẩn axit lactic (Litchfield 1996) Trên sở tính chất trình lên men, LAB phân loại thành (1) vi khuẩn lên men đồng (2) vi khuẩn lên men không đồng LAB vi khuẩn lên men đồng tạo sản phẩm nhất, nghĩa acid lactic, LAB vi khuẩn lên men không đồng tạo sản phẩm khác ethanol, diacetyl, formate, acetoin axit axetic carbon dioxide với axit lactic Các sinh vật sản sinh axit lactic, hầu hết kị khí, sử dụng axit pyruvic, sản phẩm cuối đường Embden-Meyerhof Việc chuyển đổi axit pyruvic thành lactate thực hai enzyme, L-lactate dehydrogenase Dlactate dehydrogenase Độ đặc trưng axit lactic phụ thuộc vào loại sinh vật, enzym có liên quan đến trình sản xuất axit lactic Lactobacillus delbrueckii (John cộng sự, 2006a, Kadam cộng sự, 2006), L helveticus (Tango Ghaly), Lactococcus lactis (Nolasco-Hipolito cộng 2002) 2002), L casei (Hujanen cộng 2001, Rojan et al.2005) Một số vi khuẩn lên men đồng L amylophilus, L manihotivorans vv trực tiếp tiêu thụ carbohydrate phức tạp tinh bột (Naveena cộng sự, 2005, Ohkouchi Inoue 2006) Vi khuẩn Amylolytic Lactobacillus amylovorus ATCC 33622 có hiệu chuyển đổi hoàn toàn bột bắp hoá lỏng sang axit lactic với suất 20 g l -1 h -1 (Zhang Cheryan 1991) Khoảng 90% tài liệu sản xuất axit lactic tập trung vào trình lên men vi khuẩn Các loài vi khuẩn thuộc Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Enterococcus (Naveena 2004) nhà sản xuất thông thường nhất, chủng nấm Mucor, Monilia, Rhizopus (Prescott Dunn 1959) sản xuất axit lactic Nguồn gốc acid lactic biết đến nhiều Rhizopus oryzae (Yu Hang 1989) Báo cáo trình lên men chìm hiệu cho sản xuất nấm axit L-lactic vào năm 1936 (Lockwood cộng sự, 1936) Đây kỷ nguyên mà hiệu việc lên men nấm nuôi cấy chìm bắt đầu công nhận rộng rãi Ward cộng (1938) mô tả trình lên men sử dụng Rhizopus Actinomucor nói chung R oryzae nói riêng, kết sản lượng L-lactic acid từ 63-69% sản phẩm từ môi trường hóa học xác định chứa 15% glucose Họ mô tả ưu điểm trình nấm trình xử lý vi khuẩn tồn ngày sử dụng phương pháp xác định mặt hoá học (bao gồm nguồn nitơ vô cơ), giúp đơn giản hóa việc tinh chế sản phẩm khả chuyển hóa nồng độ glucose cao dẫn đến Nồng độ sản phẩm sản xuất acid L-lactic tinh khiết đối hình, điều cần thiết cho ứng dụng thực phẩm ưa chuộng để sản xuất polylactide Sự bất lợi trình dựa R oryzae phân tán carbon khỏi sản phẩm mong muốn vào sản phẩm ethanol axit fumaric Cải thiện sản lượng axit L-lactic (lên đến 72-79%) trình lên men R oryzae Snell Lowery (1964) mô tả chủ yếu đưa canxi cacbonat tăng nhiệt độ giai đoạn sản xuất muộn Các nghiên cứu thực hai cách tiếp cận bản, cố định tế bào (Hamamci Ryu 1994, Dong cộng sự, 1996) thúc đẩy loại hạt bào tử (Yin cộng sự, 1998 Zhou cộng 2000) Các viên nhỏ khoảng mm có liên quan đến tỷ lệ sản xuất cao suất, viên lớn không Điều hạn chế chuyển giao khối lượng oxy, chất, sản phẩm Một số nghiên cứu cho thấy sản lượng cải thiện từ 85 đến 88% (Yin cộng sự, 1997; Du et al 1998, Zhou et al.1999) Năng suất tương đương với suất thu thường xuyên trình xử lý vi khuẩn, đạt liên tục góp phần đáng kể vào khả cạnh tranh kinh tế trình nấm Sản xuất axit lactic từ nguồn tái tạo Cây lương thực nguồn lượng tái tạo hàng năm Khoảng 3,5 tỷ dư lượng nông nghiệp sản xuất năm giới Việc sử dụng nguồn cung cấp carbohydrate đặc biệt phụ thuộc vào giá cả, sẵn có độ tinh khiết Mặc dù dư lượng nông-công nghiệp giàu chất carbohydrate, việc sử dụng chúng bị hạn chế hàm lượng protein thấp khả tiêu hóa Nguồn carbon để sản xuất axit lactic đường dạng tinh khiết glucose, sucrose, lactose chất có chứa đường mật đường, whey, bagasse mía, bã mía vật liệu tinh bột từ khoai tây, khoai mì, Lúa mỳ, lúa mạch, cà rốt (Pandey et al 2001, Anuradha cộng sự, 1999) Kinh tế sản xuất axit lactic dẫn xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chi phí nguyên liệu thô lớn (Nolasco-Hipolito cộng sự, 2002) Nó đắt đường tinh khiết glucose, sucrose cho làm nguyên liệu để sản xuất axit lactic Các sản phẩm / dư lượng thực phẩm / sản phẩm nông nghiệp khác tạo thành lựa chọn thay rẻ đường tinh luyện để sản xuất axit lactic Các nguyên liệu chứa sucrose mật đường thường khai thác nguyên liệu để sản xuất axit lactic Việc sử dụng nguyên liệu tinh bột thay cho đường tinh luyện tốn tiết kiệm (Yumoto Ikeda 1995) Bã mía báo cáo sử dụng để hỗ trợ sản xuất axit lactic R oryzae Lactobacillus trình lên men trạng thái rắn cách bổ sung đường thủy phân tinh bột làm nguồn carbon (Soccol cộng sự, 1994, Rojan cộng sự, 2005) Một số sản phẩm nông nghiệp tiềm cho sản xuất axit lactic bột bắp (Cheng cộng sự, 1991, 1990), tinh bột sắn (Yumoto Ikeda 1995), thủy phân lignocellulose / hemicellulose (Karel cộng sự, 1997), hạt (Goksungur Guvenc 1999, Kotzamanidis cộng sự, 2002), cám lúa mì (Naveena cộng sự, 2005), bột lúa mạch đen (Raccach and Mamiro 1997), ngào Lúa miến (Richter and Trager 1994), bùn ép mía (Xavier Lonsane 1994), sắn (Xiaodong cộng sự, 1997, Rojan cộng 2005, John et al 2006a, b), tinh bột lúa mạch (Linko Javaneinen 1996) Cellulose (Venkatesh 1997), chất thải chế biến cà rốt (Pandey et al.2001), mật mía dùng để rửa (Sharma cộng sự, 2003), hydrolysat sợi ngô tinh bột khoai tây (Yumoto Ikeda 1995, Anuradha cộng 1999) Nói chung, LAB thiếu tính chất xenlolytic amylolytic đòi hỏi thủy phân trước chất thải cellulose chất bột để sử dụng tốt Được ưa chuộng cho mục đích Sự thủy phân vỏ cà phê nghiên cứu cách sử dụng axit loãng xử lý (Pandey Soccol 2000) enzyme lignocellulolytic (Pandey 1991; Pandey et al., 2000) Vật liệu gỗ nghiền nhỏ thành bột cellulose với bisulfat canxi để giải phóng hexose pentose Chất thải sunfua sử dụng cho trình lên men axit lactic vi sinh vật L pentosus (Sethi Maini 1999) Việc sử dụng chất thải tinh bột bị thủy phân axit enzyme bã mía khoai mì để bổ sung giá trị ghi chép lại (Woiciechowski cộng sự, 2002) Làm hồ hóa chất thải tinh bột cho phép hoạt động dễ dàng enzym thủy phân Bã mía keo tụ xử lý alpha amylase (hóa lỏng) glucoamylase (saccharification) Woiciechowski cộng (2002) nghiên cứu khía cạnh kinh tế việc thu hồi đường giảm cách thủy phân axit enzyme bã mía Mặc dù axit enzyme thủy phân gần hiệu dựa sản lượng đường giảm (94,5% từ trình thuỷ phân axit 97,3% hydrolysis enzyme), thủy phân axit có lợi mặt kinh tế tiêu tốn lượng cho trình thủy phân enzyme 24,92 % Nhiều so với thủy phân axit (Woiciechowski cộng sự, 2002) Các phân đoạn cellulosic hemicellulosic gelatin hóa với axit sulfuric 72% sau pha loãng để lấy đường (Pandey Soccol 2000) Quá trình saccharification đồng thời sản xuất axit lactic thực với việc bổ sung enzyme amylolytic chủng với L delbrueckii (Anuradha cộng sự, 1999) Đồng cố định sinh vật làm tinh bột spergillus awamori vi khuẩn sản sinh axit lactic Streptococcus lactis thực lúc đường hóavà sản xuất axit lactic Giống nguồn tài nguyên nông nghiệp khác nhau, số chất thải có nguồn gốc động vật sử dụng làm nguồn carbon cho trình lên men axit lactic Whey sản phẩm phụ từ ngành công nghiệp phô mai có chứa lactose nguồn carbon chứa protein, vitamin khoáng chất Podlech cộng 1990, Roukas Kotzekidou 1998 vv nghiên cứu trình lên men axit lactic cách sử dụng loại LAB khác dạng tế bào tự điều kiện cố định Xử lý chất thải sò sản phẩm phụ chưa khai thác mạnh tạo với khối lượng lớn xử lý nước công nghiệp sò có chứa glycogen thành phần Pintado cộng 1999 sử dụng chủng amylolytic LAB để trực tiếp sử dụng chất thải Các trình lên men axit lactic Axit lactic tạo từ đường hydrolysat đường chuyển đổi đơn lẻ chất thải tinh bột xenlulo cách chuyển đổi trực tiếp vi sinh vật sản sinh axit lactic amylolytic trình thủy phân lên men đồng thời cách thêm enzyme chất cấy vào Các trình lên men axit lactic khác nhà nghiên cứu chấp nhận thể hình Nói chung, thủy phân sử dụng để thay đường tinh luyện sử dụng cho trình lên men chìm lên men trạng thái bán rắn (Tiwari cộng sự, 1979, Rojan et al 2005, John cộng sự, 2006a) Nồng độ đường giảm hydrolysate ảnh hưởng lên men, tế bào vi khuẩn làm giảm sản xuất axit lactic nồng độ đường cao Việc chuyển đổi tinh bột xenlulô sang đường tiêu tốn lượng trình hoá lỏng làm đường làm tăng chi phí sản xuất Nấm sinh axit lactic trực tiếp biến đổi tinh bột thành axit lactic cách sản sinh enzim Có nhiều báo cáo acid lactoblobulin đơn bào L manihotivorans, L amylovorous, L amylophilus Yumoto Ikeda (1995) báo cáo L amylophilus JCM 1125 sản xuất 53,4 gl-1 axit lactic từ tinh bột hoá lỏng 100-gl-1 Lactobacillus plantarum NCIM 2084 sản xuất 72,9 g l-1 axit lactic cung cấp 100 g l -1 tinh bột hoá lỏng (Krishnan cộng sự, 1998) Lactobacillus amylophilus (NRRL B 4437) sản xuất axit lactic 29-gl-1 từ 45 gl-1 bột bắp L amylovor sử dụng để chuyển tinh bột hoá 120gl-1 thành axit lactic 92,5-gl-1 trình lên men ngập nước (Zhang Cheryan 1991) Nhưng trình tất cần thủy phân tinh bột Chuyển đổi trực tiếp chất tinh bột thành axit lactic thực cách sử dụng sinh vật phân giải (Ohkouchi Inoue 2006, Altaf et al 2006) Việc đồng hoá lên men đồng thời giải ức chế nồng độ đường môi trường Trong chế độ lên men này, enzyme thủy phân thêm vào với chất cấy Enzyme giải phóng đường từ chất nền, thể đồng thời sử dụng ức chế chất trường hợp Nhiều nhà nghiên cứu tiến hành đồng hóa hoá lên men chất thải tinh bột chất thải amylase xenluloza cellulase Cách tiếp cận làm giảm chi phí tiêu thụ lượng, làm giảm ảnh hưởng tiêu cực nồng độ glucose môi trường cao hơn, nơi sử dụng đường tinh luyện thủy phân Trong số trường hợp, protease sử dụng để làm suy giảm phần protein dư lượng để giảm bổ sung chất dinh dưỡng bổ sung Nhiều LAB làm suy giảm tinh bột, Lactobacillus spp., Cũng sử dụng cho sản xuất acid lactic bước Loài Lactobacillus spp Là L amylophilus (Yumoto Ikeda 1995, Vishnu cộng 2000), L amylovorus (Cheng cộng sự, 1991), chủng amylolytic L plantarum (Saha Nakamura 2003), L amylolyticus (Bohak cộng sự, 1998) Quá trình lên men bán rắn áp dụng trường hợp vi khuẩn amylolytic chúng thích tăng trưởng mức độ ẩm cao Nấm dạng sợi R oryzae sử dụng nhiều trình lên men trạng thái rắn để sản xuất axit L-lactic (Yu Hang 1989) Rhizopus oryzae, R arrhizus chuyển hóa tinh bột thành axit lactic (Hang 1989, 1990, Hang et al 1989, Kristoficova cộng sự, 1991) Các loài nấm R arrhizus 36017 R oryzae 2062 sản xuất axit lactic trình lên men lên men đồng thời giai đoạn đơn cách sử dụng dòng chất thải từ khoai tây, ngô, lúa mì dứa làm phương tiện sản xuất Rhizopus arrhizus cho suất axit lactic cao lên đến 0,94-0,97 gg-1 tinh bột đường, R oryzae sản xuất axit lactic 0,65-0,76 g-1 sản xuất từ 36 đến 48 Bổ sung g l-1 sulfat amoni, chiết xuất từ men peptone kích thích sản lượng axit lactic 815% (Jin cộng 2005) Nghiên cứu sản xuất axit lactic Rhizopus spp Đã tiếp tục dễ dàng việc tách lọc sản phẩm khả nấm sử dụng carbohydrate phức tạp đường pentose Việc chọn chế độ lên men thay đổi theo quy trình khác Quá trình lên men theo lô cao trình lên men liên tục tất khía cạnh suất thể tích Chế độ hàng loạt lặp lặp lại bán liên tục làm tăng suất Nếu chất tốn kém, sản lượng phải tối đa hóa, hoạt động theo lô bán liên tục, suất thể tích tối đa hóa hoạt động liên tục chi phí đầu tư cao Năng suất cao đạt cách tái chế tế bào, dẫn đến khối lượng tế bào cao mà không làm giảm suất Việc cố định tế bào giúp tăng mật độ tế bào để có suất sản lượng tốt nhiều công trình không thành công mặt suất hoạt tính Trong khoảng nửa nghiên cứu, kết tốt thu cách sử dụng tế bào tự (Hofvendahl Hahn-Hägerdal 2000) Báo cáo cho thấy mật độ tế bào cao L helveticus (27 gl-1) làm tăng suất axit lactic lên đến 35 gl-1 h-1 với chuyển đổi hoàn toàn từ lactose 55- đến 60-gl-1 (Kulozik Wilde 1999) Nghiên cứu Roukas Kotzekidou (1998) cho thấy sản xuất axit lactic hỗn hợp môi trường tế bào L casei L lactis tự đồng nuôi cấy mẻ nuôi nhốt Văn hoá Fedbatch chứng tỏ hệ thống lên men tốt cho sản xuất axit lactic so với nuôi theo mẻ Nồng độ axit lactic tối đa (46g / l) môi trường nuôi cấy nuôi hai hỗn hợp tế bào tự tế bào đồng nồng độ chất 100 g l -1 tốc độ cho ăn 250 ml h-1 Trong nuôi fedbatch lặp lặp lại, tế bào đồng cho nồng độ axit lactic tổng thể cao so với hỗn hợp tế bào tự Các tế bào đồng hạt nho Caalginate giữ lại khả sản xuất axit lactic 20 ngày Từ whey, có sản lượng 29 g l-1 h-1 acid lactic chế độ liên tục hoạt động cách sử dụng cố định L helveticus Mặt khác,vòng tuần hoàn tế bào cho nồng độ acid lactic cao sản lượng cao Việc liên tục loại bỏ axit chiết xuất chải điện phân làm nồng độ suất axit lactic chí cao Chất chiết xuất phải tương thích sinh học để không gây hại cho thể, cách để đạt điều hệ thống hai pha nước, cho phép tách axit lactic tế bào tốt kết hợp với amin bậc ba Bổ sung dinh dưỡng cho lên men axit lactic Vì LAB yêu cầu mức bổ sung chất dinh dưỡng cao axit amin, vitamin , chiết xuất từ men bổ sung làm nguồn dinh dưỡng tốt (Stanier et al 1986; Naveena 2004; Rojan et al 2005; John cộng 2006a) Việc bổ sung loại hạt mỡ mạch nha, chất thải từ ngành công nghiệp lúa mạch, sử dụng để giảm chi phí cao chất bổ sung (Pauli Fitzpatrick 2002) Whey protein hydrolysate bổ sung cho sản xuất axit lactic từ whey (Fitzpatrick Keeffe 2001) Theo Goksungur Guvenc (1999), nảy mầm nguồn nitơ tốt thứ hai Bã đậu nành hạt sử dụng làm nguồn cung cấp nitơ rẻ (Sethi Maini 1999, Zhou cộng sự, 1995) Bổ sung bột mù tạt nước muối dấm làm tăng tỷ lệ sản xuất axit (Sethi Maini 1999) Các chất dinh dưỡng thay phần cho chiết xuất từ nấm men Tuy nhiên, lượng lớn chất bổ sung góp phần làm tăng nồng độ tạp chất, tương ứng với gia tăng chi phí tách phục hồi axit lactic giảm thủy phân cám lúa mì chiết xuất cám lúa mì sử dụng làm nguồn nitơ Bổ sung chất dinh dưỡng làm tăng chi phí sản xuất, chất dinh dưỡng không sử dụng làm tăng chi phí tinh chế Yun cộng (2004) sử dụng cám gạo amylase cám lúa mì cho sản xuất axit lactic DL Lactobacillus sp., Vì chúng chứa nhiều yếu tố dinh dưỡng bên cạnh carbohydrate Nancib et al (2005) thử nguồn nitơ khác nhau, chất hữu vô cơ, cho axit lactic sử dụng nước ngày Nghiên cứu họ cho thấy chất chiết xuất từ men có suất cao nhất, thay amoni sulfat bổ sung vitamin Hofvendahl et al (1999) nghiên cứu sản xuất acid lactic tinh bột lúa mì Việc bổ sung protease môi trường làm tăng sản xuất acid lactic; Năng suất tăng lên 1,5 g l-1 h-1 từ 0,23 g l-1 h-1 Khi protease, với tinh bột lúa mì, bổ sung với peptide, vitamin axit amin, sản lượng tăng 2,2, 2,4 2,8 g l-1 h-1 Thú vị để lưu ý John et al (2006b) báo cáo sử dụng cám lúa mì xử lý protease, khoảng 10 lần giảm bổ sung thành phần trung bình tốn kém, chiết xuất từ men, đạt với mức sản xuất axit lactic tăng đáng kể Hiệu suất lactate tối đa sau tối ưu hóa quy trình khác 123 g l-1 với suất 2,3 g l-1 h-1 tương ứng với việc chuyển đổi 0,95g axit lactic / gram tinh bột sau 54 37 ° C timbuntam cộng (2006) thử nguồn nitơ khác ấu trùng tằm, nấm men tự đông, men khô chất thải tôm chất thay cho chiết xuất nấm men môi trường nước mía (Bảng 1) Ở nồng độ nguồn nitơ (1% w / v), việc bổ sung ấu trùng tằm, nấm men tự phân hủy chất thải tôm dẫn đến gia tăng sản xuất axit lactic nhiều đạt với chiết xuất từ nấm men Tuy nhiên, khối lượng hình thành khuẩn lạc trọng lượng khô tế bào cao với chiết xuất từ men Gao cộng (2006a, b) sử dụng chất dinh dưỡng có chi phí thấp thủy phân axit chất thải cá tế bào sử dụng để thay hoàn toàn phần chất dinh dưỡng có giá trị cao chiết xuất từ men với tạp chất môi trường lên men Ứng dụng tiểu thuyết Các ứng dụng thực phẩm liên quan thực phẩm chiếm khoảng 85% nhu cầu axit lactic, ứng dụng công nghiệp phi thực phẩm chiếm 15% nhu cầu Axit lactic sử dụng chất bảo quản acidulant (chất acid hóa) ngành thực phẩm nước giải khát nhiều thập kỷ Canxi lactat chất xay bột tốt, natri lactat hoạt động chất xơ chất nhũ hoá Axit lactic xem công nhận an toàn (GRAS) để sử dụng làm chất phụ gia thực phẩm quan quản lý FDA Mỹ Nó sử dụng làm chất acid hóa / hương vị / chất pH buffering chất ức chế hư hỏng vi khuẩn nhiều loại thực phẩm chế biến, kẹo, bánh mì sản phẩm bánh, nước giải khát, súp, sherbets, sản phẩm sữa, bia, ùn tắc thạch, mayonnaise, Và trứng chế biến, thường kết hợp với chất đúc khác (Datta cộng sự, 1995) Axit lactic muối sử dụng khử trùng đóng gói thịt, đặc biệt gia cầm cá, nơi bổ sung dung dịch nước trình gia công kéo dài thời hạn sử dụng làm giảm hư hỏng vi khuẩn Clostridium botulinum (Datta cộng sự, 1995) Các este muối canxi natri lactat với axit béo chuỗi dài sử dụng làm chất làm lạnh chất nhũ hoá tốt sản phẩm bánh Khả giữ nước axit lactic làm cho thích hợp để sử dụng làm kem giữ ẩm công thức mỹ phẩm Khả axit lactic để ngăn chặn hình thành tyrosinase chịu trách nhiệm cho hiệu ứng làm sáng da trẻ hóa Là chất giữ ẩm, lactate thường cao sản phẩm tự nhiên hiệu sau polyols (Datta cộng sự, 1995) Ethyl lactat thành phần hoạt tính nhiều chế phẩm chống mụn trứng cá Sự xuất tự nhiên axit lactic thể người làm cho hữu ích thành phần hoạt chất mỹ phẩm (Wee cộng sự, 2006) Axit Lactic từ lâu sử dụng công thức dược phẩm, chủ yếu thuốc mỡ chỗ, kem dưỡng da, dung dịch ruột Nó tìm thấy ứng dụng việc chuẩn bị polyme phân hủy sinh học cho ứng dụng y tế phẫu thuật khâu, giả hệ thống phân phối thuốc kiểm soát (Wee cộng sự, 2006) Sự diện hai nhóm chức phản ứng làm cho axit lactic monomer nguyên liệu tiềm chuyển đổi hóa học tới hóa chất hữu ích axit propionic, axit axetic, acrylic axit vv Axit lactic kỹ thuật sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp da thuộc da chất đậm đặc cho việc phân tách da thuộc da thực vật Axit lactic sử dụng chất khử mùi, dung môi, chất tẩy rửa, chất làm chậm axit chậm chất giữ ẩm nhiều quy trình kỹ thuật khác Nhu cầu axit lactic tăng lên đáng kể ứng dụng đầy hứa hẹn polyme, axit polylactic (PLA), lựa chọn thân thiện với môi trường chất dẻo có nguồn gốc từ hóa dầu PLA nhận quan tâm đáng kể tiền thân cho việc tổng hợp nhựa phân hủy sinh học (Senthuran cộng sự, 1997) Các polyme axit lactic, với lợi to lớn khả phân huỷ sinh học, nhiệt dẻo, sức mạnh cao có tiềm lớn việc đóng gói hàng hóa, chế tạo thiết bị giả, phân phối thuốc theo người người Việc thay polyme tổng hợp có chất phân huỷ sinh học làm giảm đáng kể vấn đề xử lý chất thải Do đặc tính vật lý PLA phụ thuộc vào thành phần đồng phân axit lactic nên sản xuất axit lactic tinh khiết cần thiết cho trình trùng hợp L-Polylactide loại polyme bán tinh thể có độ bền kéo cao độ giãn dài thấp với mô đun cao thích hợp cho sản phẩm y tế cố định chỉnh hình (ghim, thanh, dây chằng vv), ứng dụng tim mạch (stents, grafts vv), ứng dụng nha khoa, ứng dụng ruột, Và khâu Axit L-Polylactic có điểm nóng chảy 175-178 ° C thời gian phân hủy chậm Triển vọng tương lai sản xuất axit lactic Axit lactic sử dụng cho sản phẩm có khối lượng lớn sử dụng ứng dụng công nghiệp sản phẩm tiêu dùng Các loại sản phẩm loại polyme cho chất dẻo sợi, dung môi cho công thức hóa chất công nghiệp làm oxy hóa NatureWorks LLC, nhà tiên phong polyme sản phẩm axit lactic tuyên bố công khai niềm tin thị trường PLA đạt 500.000 / năm toàn giới vào năm 2010, việc xây dựng thêm hai nhà máy PLA xem xét Các dung môi 'xanh' môi trường thân thiện với môi trường, tiềm khác cho dẫn xuất axit lactic, đặc biệt este lactat rượu có trọng lượng phân tử thấp ethyl, propyl butyl lactate Một số ứng dụng chuyên dụng axit lactat điện tử làm xác Purac phát triển thương mại hóa Các hỗn hợp este với dung môi hoạt tính sinh học khác với loạt tính chất solvating hóa làm Vertec Biosolvents (http://www.vertecbiosolvents.com) phát triển thương mại hóa gần Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) phê duyệt dung môi este lactat thành thành phần trơ với độc tính không đáng kể có đặc tính môi trường tuyệt vời Điều mở hội cho việc phát triển thương mại hóa ứng dụng đặc biệt tốt với dung môi lactate ester không độc hại, thân thiện môi trường với dung môi sinh học có nguồn gốc sinh học khác Axit lactic sử dụng để sản xuất hóa chất oxy hóa khối lượng lớn, propylen glycol, propylen oxit, axit acrylic, este acrylat chất trung gian hóa học khác este dẻo lactat este Những tiến công nghệ hydrogenolysis phát triển tích hợp để tạo propylen glycol từ axit lactic tương lai (Datta Henry 2006) Trong hoạt động hoàn thiện dệt khác acid kho sợi len, axit lactic kỹ thuật sử dụng rộng rãi Các axit vô ngày sử dụng rộng rãi ứng dụng Sự sẵn có acid lactic với chi phí thấp hạn chế môi trường việc xử lý muối phế thải mở lại thị trường cho acid lactic Việc sử dụng chirality (đối xứng) axit lactic để tổng hợp loại thuốc hóa chất nông nghiệp hội cho ứng dụng cho axit lactic hoạt tính este Một ứng dụng khác tinh thể lỏng hoạt động quang học nhờ axit lactic sử dụng chiral synthon mô tả gần (Datta cộng sự, 1995) Những tiến mở hội hóa học đặc biệt cho axit lactic hoạt tính dẫn xuất Nhu cầu axit lactic toàn giới ước tính khoảng 130.000-150.000 năm, giá thương phẩm axit lactic thực phẩm dao động khoảng 1,38 US $ / kg (50% độ tinh khiết) 1,54 US $ / kg (Độ tinh khiết 88%) Acid lactic có độ tinh khiết 88% định giá tới 1,59 US $ / kg (Wee cộng sự, 2006) Mức tiêu thụ axit lactic ứng dụng hóa học, bao gồm polymer PLA dung môi màu xanh mới, ethyl lactat, dự kiến tăng 19% năm (Wee cộng sự, 2006) Về quy mô công nghiệp, chi phí sản xuất monomer lactic thấp 0,8 US $ / kg giá bán PLA giảm khoảng nửa so với mức giá 2,2 US $ / kg Theo phân tích chi phí Datta et al (1995), chi phí sản xuất axit lactic ước tính 0,55 US $ / kg Có số vấn đề cần giải cho sản xuất công nghệ sinh học axit lactic, chẳng hạn phát triển vi sinh vật sản xuất axit lactic hiệu suất cao giảm chi phí nguyên liệu thô trình lên men Các quy trình công nghệ sinh học để sản xuất axit lactic từ nguyên liệu giá rẻ nên cải tiến để làm cho chúng cạnh tranh với chất hoá học có nguồn gốc Với nhu cầu ngày cao axit lactic mối quan tâm ngày tăng tác động môi trường tích tụ thạch cao sản phẩm phụ trình lên men lên men truyền thống axit lactic, nỗ lực tăng cường phát triển công nghệ thay thực Các phương pháp nghiên cứu di truyền học khai thác cách lớn để cải tiến LAB, phương pháp chuyển đổi chế chuyển hóa khác cho sản xuất axit lactic gần Singh cộng xem xét cách rộng rãi (2006) Do vấn đề nội phát triển điều kiện kị khí khả LAB sản xuất axit lactic điều kiện pH thấp cần phải có nỗ lực phối hợp để phát triển LAB với khả pH thấp / sản phẩm ức chế xác định vị trí thích hợp để phát triển sản xuất axit lactic Chủng pH thấp, làm cho việc phục hồi lactate dễ dàng kết tích tụ thạch cao Sự phát triển hệ thống LAB khoan dung dường mang lại nhiều lợi ích kinh tế giới hạn sản phẩm suất chung Phần kết luận Acid lactic chất tảng lấy từ carbohydrate tái tạo sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm hữu ích Trong thập kỷ qua, sản xuất axit lactic phát triển đáng kể, chủ yếu phát triển việc sử dụng mới, công nghệ sản xuất chủ yếu dựa lên men carbohydrate Quá trình lên men axit lactic nhận lượng đáng kể quan tâm thời gian gần cung cấp thay cho ô nhiễm môi trường gây ngành công nghiệp hóa dầu giải vấn đề cung cấp hạn chế nguồn tài nguyên hóa dầu Mặc dù nỗ lực tiên phong đáng kể vài công ty đầu tư vào việc phát triển thương mại hóa sản phẩm axit lactic, công nghệ sản xuất axit lactic cần nâng cao thực để trở nên khả thi mặt kỹ thuật kinh tế môi trường Việc sử dụng nguồn tài nguyên tái tạo giàu dinh dưỡng chất thải nông nghiệp khác mở đường làm việc kép để bổ sung giá trị thông qua công nghệ xanh thân thiện với môi trường  ... loại sản phẩm hữu ích Trong thập kỷ qua, sản xuất axit lactic phát triển đáng kể, chủ yếu phát triển việc sử dụng mới, công nghệ sản xuất chủ yếu dựa lên men carbohydrate Quá trình lên men axit... hydrogenolysis phát triển tích hợp để tạo propylen glycol từ axit lactic tương lai (Datta Henry 2006) Trong hoạt động hoàn thiện dệt khác acid kho sợi len, axit lactic kỹ thuật sử dụng rộng rãi Các axit... xác Purac phát triển thương mại hóa Các hỗn hợp este với dung môi hoạt tính sinh học khác với loạt tính chất solvating hóa làm Vertec Biosolvents (http://www.vertecbiosolvents.com) phát triển thương