乳酸发酵

乳酸发酵是一种代谢过程，通过该代谢过程，葡萄糖或其他六碳糖（也包括六碳糖的二糖，例如蔗糖或乳糖）被转化为细胞能，而代谢产物乳酸即溶液中的乳酸。这是一种厌氧 发酵反应，发生在某些细菌和动物细胞，例如肌肉细胞中。

如果细胞内存在氧气，许多生物将绕过发酵并进行细胞呼吸；但是，兼性厌氧生物会在有氧的情况下发酵并呼吸。有时即使线粒体中存在氧气并且正在发生有氧代谢，但如果丙酮酸的积累速度快于其代谢速度，发酵还是会发生。

乳酸脱氢酶催化丙酮酸和乳酸的相互转化以及NADH和NAD相互转化。

在同调发酵中，一分子葡萄糖最终转化为两分子乳酸。相反，异乳酸发酵在称为磷酸酮醇酶途径的过程中，除乳酸外还产生二氧化碳和乙醇。

被鉴定为能够发酵乳糖的一些主要细菌菌株在埃希氏菌属，柠檬酸杆菌属，肠杆菌属和克雷伯氏菌属中。所有这四个组都属于肠杆菌科。通过使用生化测试，可以将这四个物种彼此分离。为了区分物种，可以轻松进行简单的生物学测试。除了全序列基因组学之外，常见的测试还包括H2S的产生，运动性和柠檬酸盐的使用，吲哚、甲基红和Voges-Proskauer测试。

乳酸发酵在世界许多地区用于生产无法通过其他方法生产的食品。乳酸菌最商业上重要的属是乳杆菌，尽管有时还会使用其他细菌，甚至酵母。乳酸发酵的两个最普遍的应用是在酸奶和酸菜的生产中。

通过乳酸菌（LAB）发酵水果和蔬菜中的糖分而制备的产品。传统上，无碘盐是通过盐水引入蔬菜的，这可以抑制腐败，但可以增加乳酸菌的生长。所制备的产品富含乳酸，只有能耐受乳酸pH值的有益细菌才能存活。它不仅确保营养素的优良品质，而且还是益生菌的良好来源。

乳酸发酵还用于酸菜的生产。生产酸菜的主要细菌是Leuconostoc属。

与酸奶一样，由于乳酸发酵生物导致酸度升高时，许多其他病原微生物也被杀死。细菌产生乳酸，以及简单的醇和其他碳氢化合物。然后它们可以结合形成酯，从而形成酸菜的独特风味。

在1990年代，人们提出了乳酸假说，以解释人们为什么在剧烈运动期间和之后会感到灼热或肌肉抽筋。肌肉细胞内缺氧导致乳酸发酵。这是由于细胞需要氧作为末端电子受体来产生ATP。在没有氧气的情况下，细胞需要通过不同的方法来产生能量。乳酸或乳酸和H +是副产物。乳酸的堆积会引起肌肉细胞内部灼热感，从而导致腿抽筋和不适。

2006年的研究表明，酸中毒并不是肌肉痉挛的主要原因，而是由于肌肉内缺乏钾，导致高压力下肌肉收缩。乳酸假说的另一个变化是，当乳酸钠进入体内时，经过一段时间的运动，宿主体内的疲劳程度会更高。

乳酸发酵对肌肉细胞生理很重要。当肌肉细胞进行激烈的运动（如冲刺）时，它们会迅速需要能量。肌肉细胞中只有足够的ATP可以持续数秒的短跑。然后，由于这些细胞处于厌氧环境中，因此它们默认会发酵乳酸。通过乳酸发酵，即使在剧烈的活动下，肌肉细胞也能够产生ATP和NAD +来继续糖酵解。

少量乳酸在循环中提供能量和底物，对人体有益。在乳糖不耐症人群中，已将乳糖发酵为乳酸的小规模研究显示可帮助乳糖不耐症人群。发酵过程限制了可用乳糖的量。随着乳糖含量的降低，体内的堆积减少，从而减少了腹胀。乳酸发酵的成功在酸奶培养物中最为明显。正在对其他乳制品如嗜酸乳进行进一步研究。