中和劑對乳酸菌生產乳酸之影響
學生姓名:
洪悅豪
指導教授:
潘崇良
學 號:
10632018
學期:
106上
摘 要:
本報告主要探討中和劑對乳酸菌發酵生產乳酸之影響，以期利用中和劑提升乳酸產量、降低乳酸對於乳酸菌之抑制作用、及減少產物之回饋抑制反應。探討不同中和劑種類對乳酸菌生產乳酸之影響，在以 NH4OH、NaOH、及 Ca(OH)2 等中和劑對破碎米粒經 Lactobacillus (Lb.) delbrueckii 發酵生產 D-LA 之實驗中，結果顯示 NH4OH、NaOH、及 Ca(OH)2 組別之最大乳酸濃度分別為 63.3 g/L、64.1 g/L、及 79.0 g/L。甜高粱汁經 Bacillus (B.) coagulans 於 50oC 下進行饋料批次發酵以比較不同中和劑對乳酸菌生產 L-LA 之影響，設定 L-LA 力價(L-lactic acid titer) 為 40-100 g/L，最佳 L-LA 力價說明該乳酸濃度下有較佳之乳酸產率，結果顯示 NH4OH、NaOH、與 Ca(OH)2 組別之最佳 L-LA 力價為 40g/L、60 g/L、與 80 g/L，得知 Ca(OH)2 較能提升 B. coagulans 生產乳酸之能力。以 Sporolactobacillus nakayamae 發酵生產 D-LA 時比較中和劑 KOH 、Ca(OH)2、NaOH、5% (w/v) CaCO3、6% (w/v) CaCO3、及 NH4OH 對乳酸菌生產D-LA 之影響，結果顯示 D-LA 濃度分別為 84.45 g/L、88.95 g/L、103.71 g/L、91.17 g/L、37.46 g/L、和 16.05 g/L，而在 KOH 和 NaOH 組別中無殘醣現象。而不同型態之中和劑 CaCO3 (Original 及 Recycled) 會影響 Lb. lactis 發酵生產乳酸，結果顯示最佳乳酸濃度分別為 130 g/L 與 143 g/L，推測 Recycled CaCO3
具有較多孔洞因而提升乳酸產量。因添加中和劑生成之乳酸鹽類有時會對乳酸菌之生長產生抑制作用，以 B. coagulans 探討乳酸鈉 (NaLA) 及乳酸鈣 (CaLA2)對於乳酸菌之生長影響，結果顯示 Non-stress、NaLA stress、及 CaLA2 stress 組之最大細胞乾重分別為 1.22 g/L、0.50 g/L、及 0.63 g/L，說明 NaLA 抑制乳酸菌生長程度較 CaLA2 大，原因可能與乳酸鹽影響環境滲透壓有關。以 NH4OH及 Ca(OH)2 做為中和劑探討 Lb. paracasei 發酵生產 L-LA 時環境滲透壓變化，結果顯示 NH4OH 滲透壓變化較 Ca(OH)2 為明顯，分別造成之滲透壓變化為 837 mOsm/kg 及 222 mOsm/kg (發酵 16 hr)。綜合上述，乳酸鹽濃度愈高滲
透壓上升則不利於乳酸菌生產乳酸，而含 Ca2+ 之中和劑影響環境滲透壓變化較小及較能提升乳酸產量，故選擇中和劑時需考量乳酸菌對滲透壓之敏感性。
具有較多孔洞因而提升乳酸產量。因添加中和劑生成之乳酸鹽類有時會對乳酸菌之生長產生抑制作用，以 B. coagulans 探討乳酸鈉 (NaLA) 及乳酸鈣 (CaLA2)對於乳酸菌之生長影響，結果顯示 Non-stress、NaLA stress、及 CaLA2 stress 組之最大細胞乾重分別為 1.22 g/L、0.50 g/L、及 0.63 g/L，說明 NaLA 抑制乳酸菌生長程度較 CaLA2 大，原因可能與乳酸鹽影響環境滲透壓有關。以 NH4OH及 Ca(OH)2 做為中和劑探討 Lb. paracasei 發酵生產 L-LA 時環境滲透壓變化，結果顯示 NH4OH 滲透壓變化較 Ca(OH)2 為明顯，分別造成之滲透壓變化為 837 mOsm/kg 及 222 mOsm/kg (發酵 16 hr)。綜合上述，乳酸鹽濃度愈高滲
透壓上升則不利於乳酸菌生產乳酸，而含 Ca2+ 之中和劑影響環境滲透壓變化較小及較能提升乳酸產量，故選擇中和劑時需考量乳酸菌對滲透壓之敏感性。
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