乳酸( Lactic acid)，又名丙醇酸，学名为α-羟基丙酸，分子式为C3H6O3 ,其分子结构中含有一个不对称碳原子，因此具有旋光性。按其构型及旋光性可分为L-乳酸、D -乳酸和DL外消旋乳酸三类。

　　乳酸是一种多用途的有机酸，可广泛应用于食品、日化、制药、皮革、纺织、烟草及农业等领域。

　　乳酸的制备方法有发酵法、化学合成以及酶化法，其中发酵法生产，在世界范围内广泛采用。目前工业生产乳酸方法主要是发酵法和合成法。发酵法因其工艺简单，原料充足，发展较早、食用安全而成为比较成熟的乳酸生产方法，但周期长，只能间歇或半连续化生产，且国内发酵乳酸质量达不到国际标准。化学法可实现乳酸的大规模连续化生产，且合成乳酸也已得到美国食品和药品管理局( FDA )的认可，但原料一般具有毒性，不符合绿色化学要求。酶法工艺复杂，其工业应用还有待于进一步研究。

1 发酵法

　　发酵法的原料一般是玉米、大米、甘薯等淀粉质原料，也有报道以苜蓿、纤维素等作原料。乳酸发酵阶段能够产酸的乳酸菌很多，但产酸质量较高的却不多，主要是根霉菌和乳酸杆菌等菌系。不同菌系其发酵途径不同，可分同型发酵和异型发酵，实际由于存在微生物其它生理活动，可能不是单纯某一种发酵途径。

　　发酵法的主要途径是以各种精制淀粉糖化后的葡萄糖、蔗糖溶液为原料, 加入乳酸菌及菌所需的营养物, 进行2～8天的厌氧发酵。加入石灰和碳酸氢钠等调节pH值5左右。温度依加入的乳酸菌种不同而异, 但保持在50 ℃可抑制乙酸、丙酸、丁酸等的发酵。

1.1 同型发酵

　　微生物通过EMP代谢途径发酵，乳酸是代谢的唯一产物，l分子葡萄糖转化生成2分子乳酸，理论转换率为100%，实际上转化率在80% 以上者即视为同型发酵。

C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2Pi → 2CH₃CH(OH)COOH + 2ATP

1.2 异型发酵

　　微生物经由Bifidus途径和PK途径生成等物质的量的乳酸、CO₂ 和乙醇。葡萄糖的理论转化率只有50%。

C₆H₁₂O₆ + ADP + Pi → CH₃CH (OH)COOH + CH₃CH₂OH +CO₂+ ATP

2 合成法

　　合成方法制备乳酸包括乳腈法、丙稀腈法、丙酸法、丙稀法等，其中用于工业生产的是乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法)和丙稀腈法。

2.1 乳腈法

　　乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈( 或直接用乳腈作原料)，用泵将乳腈打入水解釜，注入硫酸和水，使乳腈水解得到粗乳酸。然后再将粗乳酸送人酯化釜， 加入乙醇酯化，经精馏、浓缩、分解得精乳酸。反应如下：

　CH₃CHO + HCN CH₃CH (OH)CN → CH₃CH (OH)COOH

2.2 丙烯腈法

　　丙烯腈法是将丙烯腈和硫酸送入反应器中水解，再把水解物送人酯化反应器中与甲醇反应; 然后把硫酸氢铵分出后，粗酯送入蒸馏塔，塔底获精酯；再将精酯送入第二蒸馏塔，加热分解，塔底得稀乳酸，经真空浓缩得产品。

2.3 丙酸法

　　丙酸法以丙酸为原料，经过氯化、水解得粗乳酸; 再经酯化、精馏、水解得产品。该法原料价格较贵，仅少数厂家采用。反应如下:

CH₃CH₂COOH + Cl₂ → CH₃CHClCOOH + NaOH → CH₃CH(OH )COOH + NaCl

2.4 丙烯-N₂O₄ 法

在15～20℃将丙烯与液体N₂O₄ 反应，得到1-硝基-2-羟基丙烷，然后用盐酸或硫酸水解得乳酸。

3 酶化法

　　有研究利用纯化了的L-2-卤代酸脱卤酶和DL-2-卤代酸脱卤酶分别作用于底物L-2-氯丙酸和DL-2-氯丙酸，脱卤制得L-乳酸或D-乳酸。L-2-卤代酸脱卤酶催化L-2-氯丙酸，而DL-2-卤代酸脱卤酶既可催化L-2-氯丙酸，又可催化L-2-氯丙酸生成相应的旋光体，催化同时发生构型转化。

　　还有研究从活力最高的乳酸脱氢酶的混乱乳杆菌DSM20196菌体中得到D-乳酸脱氢酶，以无旋光性的丙酮酸为底物可得到D-乳酸。