乳酸發酵（Lactic Fermentation）-上

乳酸發酵（Lactic Fermentation）-上
台北縣私立南山中學生物科楊瀅涓老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

定義

乳酸發酵一般是指微生物由碳水化合物生產乳酸的過程。依生成產物可以將乳酸發酵分為：
1.同型乳酸發酵（Homolactic fermentation）：發酵結果只產生乳酸
2.異型乳酸發酵（Heterolactic fermentation）：除生成乳酸外，還生成CO2和乙酸。

歷史

1780年，乳酸由瑞典化學家卡爾威廉希爾（Carl Wilhelm Scheele）發現，他由發酸的牛奶中分離出褐色糖漿，成分不全然是乳酸；根據分離物的來源，卡爾將此物質命名為Mjölksyra。

1881年，法國科學家 Frémy由發酵過程製造出乳酸，引導人們開始工業化大量製造。目前乳酸已可由糖水發酵或化學製程產生，販售的形態可能是固體或液態。

生物學

可進行乳酸發酵的微生物如：米根黴（Rhizopus oryzae）等黴菌類、乳酸桿菌；其中乳酸桿菌可以生活在口內，它們產生的乳酸是導致蛀牙的主要原因。乳酸發酵過程中僅製造乳酸的，屬於同質乳酸發酵（homofermentative），如：鏈球菌、雙球菌、小球菌、乳桿菌屬（Lactobacillus）等和一部分乳酸桿菌均屬此類。發酵過程除乳酸以外，還產生酒精、乙酸和二氧化碳等副產物，則屬於異質乳酸發酵（heterofermentative），如：明串球菌屬（leuconostoc）、數種乳酸桿菌屬於此類。

反應

同型乳酸發酵中，醣類通過糖解作用（Glycolysis）生成丙酮酸（pyruvate），再經乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase）作用形成乳酸；鏈球菌製造 L （＋） – 乳酸，而乳酸桿菌製造 D （—） – 乳酸，也有的微生物這兩種互為光學異構物的乳酸均能製造。異型乳酸發酵的過程，除了糖解作用外，其餘過程皆和同質乳酸發酵不同；乳酸的型式可能是 L （ + ） – 乳酸或者 D （—） – 乳酸，或二種乳酸都生成 (圖一)。

圖一.葡萄糖(Glucose)的同質與異質乳酸發酵代謝途徑(Kandler, 1983)

請參閱乳酸發酵（Lactic Fermentation）-下