壹摘要-东海大学机构典藏系统.PDF

壹、 摘要 本試驗為選殖乳酸菌以乳清為發酵基質生產乳酸之研究，期能提 高乳酸生產效率而達到降低生產成本之目的。本試驗選取 Lb. rhamnosus THSH-1 、Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus CCRC 14009 、Lb. casei subsp. rhamnosus CCRC 10940 、Lb. casei subsp. casei CCRC 10697 、Lb. acidophilus CCRC 10695 、Lb. helveticus CCRC 11052 、 Lactococcus lactis subsp. lactis CCRC 10791及 Streptococcus thermophilus CCRC 12268 等 8菌株為供試之乳酸菌株，期能選殖乳 酸生成效率最佳的乳酸菌株及尋找最佳補充氮源並應用於乳清發酵 生產乳酸。試驗結果顯示，在乳清滲流液與乳清中接種 10﹪Lb. rhamnosus THSH-1菌量、調節 pH值及 42℃振盪培養的發酵條件下， 添加 3﹪酵母萃取物的營養補充物時發酵乳清滲流液及乳清生產乳酸 的效果最佳。而添加泛酸亦可以促進 Lb. rhamnosus THSH-1發酵補充 豆奶的乳清滲流液生產乳酸。 1 貳、前言 乳酸是天然的有機酸，廣泛應用於醫藥、化學、皮革製品、塑膠 及食品等工業。最初是利用作為食品的保存、調味劑與酸化功用。目 前最受矚目的應用重點是將乳酸經聚合後生產生物可代謝聚合物 （bio-degradable polymers ）。而在乾酪製造過程中，乳糖及灰分是以 乳清型態排出，此含有高營養價值的乳清是製造乾酪過程中的副產 物，過去多供作飼料、肥料用或做為其他廢棄物處理。現今則最主要 利用於作為乳酸菌發酵製造乳酸的基質。 在發酵乳清生產乳酸的過程中，多種因素皆會影響乳酸生成。其 中微生物是生產乳酸時最重要的影響因數，而乳酸菌也是最普遍使用 於商業化生產的微生物。本試驗利用選殖方式來尋求高產酸效能之乳 酸菌，期望可以提高乳酸生產效率，達到降低生產成本，進而使乳酸 可更普遍而廣泛的利用。此外，根據前人之研究指出乳酸菌使用於發 酵未補充營養的乳清中時，生產乳酸的效率不佳 。而在發酵過程中添 加額外的營養可有效提高乳酸菌的乳酸 生成效率。本試驗中選取數種 常用氮源，期能選擇具有較佳促進乳酸發酵效果之營養添加物，更期 望達到提高發酵乳清之乳酸生產效率，降低乳酸生產成本。 2 參、文獻回顧 一、 乳酸之特性與應用 (一) 來源 乳酸（lactic acid ）在 1780 年是由 Carl Wilhelm Scheele發現，然 後再經 Louis Pasteur, Joseph Lister及 Max Delbruck 定義為乳酸菌在乳 酸發酵過程中所產生的成份 （Litchfield, 1996 ；Datta et al. 1995 ）。 乳酸的工業生產主要是以化學合成或是經發酵兩種方式製造 (Boyaval and Goulet, 1988 ；Litchfield, 1996) 。近十年來因為以化學方 式合成製造乳酸過程中會產生廢水的環保問題而受到限制，所以經發 酵方式製造乳酸的方式為目前被廣泛研究的原因 （Litchfield, 1996 ）。 最早是在西元 1931 年由 Whittier和 Rogers開始研究不同的發酵方法 (Boyaval and Goulet, 1988) 。目前每年全世界生產超過八萬公噸乳酸， 其中約有 90﹪是以乳酸菌發酵所生成 （Nolasco-Hipolit