Надмолочная кислота: Молочная кислота — Википедия – Введите код, указанный на картинке:

Молочная кислота — Википедия

Молочная кислота
({{{картинка}}}) ({{{картинка3D}}})
Систематическое наименование	2-​гидроксипропановая кислота
Хим. формула	CH3CH(OH)COOH
Рац. формула	C3H6O3
Молярная масса	90,08 г/моль
Плотность	1,225 г/см³
Температура
• плавления	18 °C[1]
• кипения	122 °C
Константа диссоциации кислоты pKa{\displaystyle pK_{a}}	3,86 (при 25 °C)
Рег. номер CAS	50-21-5
PubChem	612
Рег. номер EINECS	200-018-0
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус	E270
ChEBI	78320
ChemSpider	592
Краткие характер. опасности (H)
Меры предостор. (P)
Сигнальное слово	Опасно
Пиктограммы СГС
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Молочная кислота (α-оксипропионовая, 2-гидроксипропановая кислота) CH₃CH(OH)COOH — одноосновная карбоновая кислота с тремя атомами углерода, содержащая гидроксильную группу. Соли и эфиры молочной кислоты называются лактатами. Молочная кислота образуется при молочнокислом брожении сахаров и играет важную роль в метаболизме.

Малотоннажная химия фабрикует молочную кислоту 4 сортов: химически чистую, фармокопейную, техническую и «пищевую».

Молочную кислоту открыл шведский химик Карл Шееле. В 1780 году он выделил её из прокисшего молока в виде коричневого сиропа. Французский химик Анри Браконно обнаружил, что она образуется при молочнокислом брожении^[2].

В 1807 году Йенс Якоб Берцелиус выделил из мышц цинковую соль молочной кислоты.

Производство молочной кислоты в Советском Союзе было организовано в 1930 г. на основе работ Сергея Павловича Костычева и Владимира Степановича Буткевича.^[3]

Молочная кислота является простейшей хиральной карбоновой кислотой и может существовать в виде двух энантиомеров: L-(+)-молочной кислоты, D-(-)-молочной кислоты или их рацемической смеси — DL-молочной кислоты. Если в смеси энантиомеров один находится в избытке, его можно выделить дробными перекристаллизациями из смеси диэтилового эфира и диизопропилового эфира^[2]. Чистые энантиомеры имеют температуру плавления 52,7-52,8 °С^[2].

Энантиомеры молочной кислоты: L-(-)-молочная кислота (слева) и D-(+)-молочная кислота (справа)

Молочная кислота очень гигроскопична и обычно существует в виде водного раствора с концентрацией до 90 мас. %. В связи с этим очень сложно установить её температуру плавления; литература приводит значения от 18 до 33 °С. Кроме того, в таких растворах присутствует значительное количество лактоилмолочной кислоты и других олигомеров молочной кислоты

[2].

Молочная кислота растворима в воде, этаноле, диэтиловом эфире и других органических растворителях, смешивающихся с водой. Она практически нерастворима в бензоле и хлороформе^[4].

При взаимодействии с окислителями молочная кислота разлагается. При окислении кислородом воздуха или азотной кислотой в присутствии железа или меди она превращается в муравьиную кислоту, уксусную кислоту, щавелевую кислоту, уксусный альдегид, углекислый газ и пировиноградную кислоту. Молочную кислоту можно восстановить до пропионовой кислоты действием иодоводорода

[5]

Промышленный интерес представляет дегидратация молочной кислоты до акриловой кислоты и её восстановление до пропиленгликоля^[6].

Поскольку молочная кислота является одновременно карбоновой кислотой и спиртом, она вступает в межмолекулярную этерификацию, давая лактоилмолочную кислоту. При дальнейшей конденсации образуется лактид — циклический сложный эфир. Также при конденсации могут образовываться линейные полилактиды. Эти соединения являются примесями в молочной кислоте. Так, в 6,5%-й молочной кислоте содержится около 0,2 % лактоилмолочной кислоты, 88%-я молочная кислота содержит меньше 60 % свободной молочной кислоты, а 100%-я — только 32 %^[4]

.

Ферментативное получение[править | править код]

В промышленности молочную кислоту получают либо ферментативным способом, либо синтетическим. Первый из них имеет преимущество, поскольку приводит к молочной кислоте с более высокой стереохимической чистотой, поэтому новые производства, открывавшиеся с 1995 года, пользуются этим способом^[6].

Для ферментативного производства молочной кислоты необходимо иметь углеводное сырьё, питательные вещества и соответствующие микроорганизмы. В качестве сырья используют глюкозу, кукурузные сиропы, мелассу, сок сахарной свёклы, сыворотку и крахмал. Питательными веществами являются пептиды и аминокислоты, фосфаты, соли аммония и витамины. Здесь находят применение дрожжевой экстракт, кукурузный ликёр

[en], кукурузная глютеновая мука^[en], солодовые ростки, соевый или мясной пептон. Молочную кислоту из углеводов вырабатывают культуры Lactobacillus, Bacillus и Rhizopus. Последняя из них является грибной и не требует сложных источников азота, хотя и даёт более низкий выход, чем бактериальные культуры^[6].

Во время процесса вырабатывается кислота, поэтому необходимо поддерживать pH в области 5,0–6,5: для этого используют гидроксид кальция, карбонат кальция, аммиак и гидроксид натрия. Из-за этого в процессе ферментации образуются соответствующие соли молочной кислоты. Разработка новых подходов к ферментации связана с выведением бактерий, способных работать в области низких pH: это позволило бы получать саму молочную кислоту, а не её соли, снизило бы затраты на подщелачивающие реагенты и на серную кислоту, используемую для выделения молочной кислоты из солей

[6].

После ферментации молочную кислоту подвергают очистке. Микроорганизмы отделяют флокуляцией в щелочной среде либо ультрафильтрацией. Образовавшиеся соли молочной кислоты переводят в саму кислоту под действием серной кислоты. При этом образуется также малополезный сульфат кальция. Ведётся поиск других методов очистки, при которых образование это побочной соли не происходило бы. Для некоторых пищевых целей смесь пропускают через активированный уголь и ионообменную колонну

[7].

Для фармацевтической промышленности и получения полимеров необходима более глубокая очистка. Интерес представляет экстракция молочной кислоты в органическую фазу длинноцепными третичными аминами, а затем обратная экстракция в воду. Этот метод позволяет эффективно очистить продукт от остаточных углеводов и белков. Также возможна перегонка молочной кислоты, если предпринимаются меры против её олигомеризации^[7].

Выход молочной кислоты в процессе ферментации составляет 85–95 %. Побочными продуктами являются муравьиная и уксусная кислота.^[6].

Синтетическое получение[править | править код]

С 1960-х гг. рацемическую молочную кислоту производят в промышленности также синтетически. Подход основан на реакции ацетальдегида с циановодородом и последующем гидролизе образовавшегося лактонитрила. Недостатком синтетического подхода является то, что получаемая молочная кислота является рацемической, а подходящий и дешёвый хиральный катализатор пока не найден. Последним крупным производителем синтетической молочной кислоты является фирма «Musashino»

[7].

Экономические аспекты[править | править код]

Годовая потребность в молочной кислоте составляет примерно 450 тыс. тонн. Крупнейшим производителем молочной кислоты является компания NatureWorks LLC: её завод, размещённый в штате Небраска (США), имеет приблизительную мощность 180 тыс. тонн в год. Это в 3-4 раза больше, чем у следующего завода по порядку. Рынок молочной кислоты очень чувствителен к потребности в полилактиде, поскольку его производство является либо вскоре станет крупнейшим направлением использования молочной кислоты

[8].

Молочная кислота в организме человека и животных[править | править код]

Молочная кислота формируется при распаде глюкозы. Иногда называемая «кровяным сахаром» глюкоза является главным источником углеводов в нашем организме. Это основной источник энергии для мозга и нервной системы, так же как и для мышц во время физической нагрузки. Когда расщепляется глюкоза, клетки производят АТФ (аденозинтрифосфат), который обеспечивает энергией большинство химических реакций в организме. Уровень АТФ определяет, как быстро и как долго мышцы смогут сокращаться при физической нагрузке.

Производство молочной кислоты не требует присутствия кислорода, поэтому этот процесс её синтеза часто называют «анаэробным метаболизмом» (см. Анаэробная тренировка). Ранее считалось, что мышцы производят молочную кислоту при нехватке кислорода в крови. Другими словами, организм находится в анаэробном состоянии. Однако современные исследования показывают, что молочная кислота образуется и в мышцах, получающих достаточно кислорода. Увеличение количества молочной кислоты в кровотоке свидетельствует лишь о том, что уровень её поступления превышает уровень удаления^[9][10]. Резкое увеличение (в 2—3 раза) уровня лактата в сыворотке крови наблюдается при тяжёлых расстройствах кровообращения, таких как геморрагический шок, острая левожелудочковая недостаточность и др., когда одновременно страдает и поступление кислорода в ткани, и печёночный кровоток.

Зависимое от лактата производство АТФ очень незначительно, но имеет большую скорость. Это обстоятельство делает идеальным его использование в качестве источника энергии, когда нагрузка превышает 50 % от максимальной. При отдыхе и умеренной нагрузке организм предпочитает расщеплять жиры для получения энергии. При нагрузках в 50 % от максимума (порог интенсивности для большинства тренировочных программ) организм перестраивается на преимущественное потребление углеводов. Чем больше углеводов человек использует в качестве топлива, тем больше производство молочной кислоты.

Исследования показали, что у престарелых людей в головном мозге количество солей кислоты (лактатов) имеет повышенный уровень^[11].

Чтобы глюкоза могла проходить через клеточные мембраны, ей необходим инсулин. Молекула же молочной кислоты в два раза меньше молекулы глюкозы, и гормональная поддержка ей не нужна — она с лёгкостью сама проходит через клеточные мембраны.

Количественный анализ молочной кислоты обычно проводят титрованием гидроксидом натрия в присутствии фенолфталеина. Этот способ не подходит для концентрированных растворов, потому что в них молочная кислота частично находится в виде лактоилмолочной кислоты. Если такой раствор нужно оттитровать, используют приём обратного титрования: молочную кислоту обрабатывают избытком щёлочи (лактоилмолочная кислота при этом гидролизуется), а затем остаток щёлочи оттитровывают соляной кислотой^[8].

В промышленности и исследовательских лабораториях молочную кислоту анализируют методом ВЭЖХ. Содержание энантиомерных форм в молочной кислоте можно определить ферментативным методом либо ВЭЖХ на хиральной колонке. Такие колонки, как и образцы высокочистых энантиомеров молочной кислоты коммерчески доступны^[8].

Молочную кислоту можно обнаружить по следующим качественным реакциям:

• Взаимодействие с n-оксидифенилом и серной кислотой:
  

При осторожном нагревании молочной кислоты с концентрированной серной кислотой она вначале образует уксусный альдегид и муравьиную кислоту; последняя немедленно разлагается:
CH₃CH(OH)COOH → CH₃CHO + HCOOH (→ H₂O + CO)
Уксусный альдегид взаимодействует с n-оксидифенилом, причём, по-видимому, происходит конденсация в o-положении к OH-группе с образованием 1,1-ди(оксидифенил)этана:

В растворе серной кислоты медленно окисляется в фиолетовый продукт неизвестного состава. Поэтому, как и при обнаружении гликолевой кислоты с помощью 2,7-диоксинафталина, в данном случае происходит взаимодействие альдегида с фенолом, при котором концентрированная серная кислота действует как конденсирующий агент и окислитель. Такую же цветную реакцию дают α-оксимасляная и пировиноградная кислоты.
Выполнение реакции: В сухой пробирке нагревают в течение 2 минут на водяной бане при 85 °C каплю исследуемого раствора с 1 мл концентрированной серной кислоты. После этого охлаждают под краном до 28 °C, добавляют небольшое количество твёрдого n-оксидифенила и, перемешав несколько раз, дают постоять 10-30 минут. Фиолетовое окрашивание появляется постепенно и через некоторое время становится более глубоким. Открываемый минимум: 1,5⋅10⁻⁶ г молочной кислоты.

• Взаимодействие с подкисленным серной кислотой раствором перманганата калия
  

Выполнение реакции: В пробирку прилить 1 мл молочной кислоты, а затем немного подкисленного серной кислотой раствора перманганата калия. Нагревать в течение 2 минут на слабом огне. Ощущается запах уксусной кислоты. С₃Н₆О₃ + [O] = C₃Н₄O₃ + H₂O↑ Продуктом данной реакции может быть пировиноградная кислота С₃Н₄О₃, которая тоже имеет запах уксусной кислоты. С₃Н₆О₃ + [O] = C₃Н₄O₃ + H₂O↑ Однако пировиноградная кислота при обычных условиях неустойчива и быстро окисляется до уксусной кислоты, поэтому реакция протекает согласно суммарному уравнению: С₃Н₆О₃ + 2[O] = CH₃COOH + CO₂↑ + H₂O

• Взаимодействие с фенолятом железа

Описание реакции: Эта реакция называется реакцией Уффельмана и используется, например, в клинической медицине для определения присутствия молочной кислоты в желудочном соке, открыта Юлиусом Уффельманом^[de] в 1880-х гг. Для проведения реакции нужно растворить одну каплю хлорида железа и 0,4 грамма фенола в 50 см³ воды. Затем добавить тестируемую жидкость, если в ней есть молочная кислота, то синий цвет раствора сменится жёлтым^[12][13], поскольку образуется лактат железа.

Молочная кислота используется преимущественно в трёх сферах: пищевой промышленности, производстве полимеров и других промышленных целях^[14].

В пищевой промышленности молочная кислота используется как консервант и подкислитель. Благодаря тому, что её соли хорошо растворимы в воде, их также можно использовать в тех продуктах, где важно значение pH. Молочная кислота и её соли используются в напитках, конфетах, мясных изделиях и соусах. Лактат кальция добавляется в продукты как источник кальция.^[14]

В полимерной промышленности из молочной кислоты получают полилактид. Производится он из лактида полимеризацией с раскрытием цикла. Сам же лактид получают конденсацией молочной кислоты^[14].

Также молочная кислота используется в покрытии металлов, косметике, текстильной и кожевенной промышленности. Её эфиры находят применение в производстве красок и чернил, электроники и чистке металлов^[14].

Молочная кислота — это органическая карбоновая кислота, которая присутствует во многих организмах и является безопасной для окружающей среды. Увеличение производства молочной кислоты и, соответственно, полилактида оказывает положительное влияние тем, что вытесняет использование полимеров, производимых из нефти, снижает выбросы углекислого газа и предоставляет более широкие возможности по утилизации отходов^[15].

Молочная кислота также используется в пищевой промышленности и не является токсичной. Тем не менее при попадании в глаза или на повреждённую кожу она вызывает раздражение. Полулетальная доза для крыс при оральном приёме составляет 3,73 г/кг^[15].

1. ↑ Bradley J., Williams A., Andrew S.I.D. Lang Jean-Claude Bradley Open Melting Point Dataset // Figshare — 2014. — doi:10.6084/M9.FIGSHARE.1031637.V2
2. ↑ ^{1 2 3 4} Ullmann, 2014, p. 1.
3. ↑ rsl.ru
4. ↑ ^{1 2} Ullmann, 2014, p. 2.
5. ↑ Трегер Ю. А. Молочная кислота // Химическая энциклопедия: в 5 т. / И. Л. Кнунянц (гл. ред.). — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди—Полимерные. — С. 130—131. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
6. ↑ ^{1 2 3 4 5} Ullmann, 2014, p. 3.
7. ↑ ^{1 2 3} Ullmann, 2014, p. 4.
8. ↑ ^{1 2 3} Ullmann, 2014, p. 6.
9. ↑ Dr. George A. Brooks  (англ.)
10. ↑ George A. Brooks. What does glycolysis make and why is it important? // Journal of Applied Physiology. — 2010. — Вып. 108. — № 6. — С. 1450-1451. — DOI:10.1152/japplphysiol.00308.2010.
11. ↑ Надежда Маркина. Старость заполняет мозг солями молочной кислоты (рус.). Infox.ru (7 ноября 2010). Дата обращения 7 ноября 2010. Архивировано 23 августа 2011 года.
12. ↑ Handbuch der Lebensmittelchemie. — Springer, 1935. — Vol. 2. Allgemeine Untersuchungsmethoden. Zweiter Teil: Chemische und Biologische Methoden. — С. 1099. — ISBN 9783662019481.
13. ↑ Uffelmann: Pharmazeutische Zentralhalle für Deutschland. 1887, 28, 582.
14. ↑ ^{1 2 3 4} Ullmann, 2014, p. 5.
15. ↑ ^{1 2} Ullmann, 2014, p. 7.

Типродез

Концентрированный жидкий кислородосодержащий дезинфектант

Документация:

.

Назначение

Объемы для розлива и транспортировки

Препарат используется для текущей, профилактической и заключительной дезинфекции технологического оборудования, поверхностей, инвентаря, тары и воздуха.

Область применения

Производственные и коммунально-бытовые предприятия, пенитенциарные учрежденияя и учреждения социального обеспечения, спортивные и жилые помещения и другие объекты.

Технологические линии и оборудование предприятий общественного питания, оптовой и розничной торговли, пищевой (молочной, мясной и т.п.) и перерабатывающей промышленности, хранилищ (складов) плодоовощной продукции перед закладкой фруктов и овощей, транспортных средств (включая санитарный транспорт), систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Организации здравоохранения.

Основные характеристики

Активность

Средство обладает высокой бактерицидной активностью по отношению к грамотрицательным и грамположительным бактериям, в т.ч. микобактериям, грибам, вирусам.

Действие на обрабатываемые поверхности

При соблюдении инструкции по применению рабочие растворы средства не оказывают отрицательного воздействия на обрабатываемые поверхности. Могут быть использованы для обработки нержавеющей стали, в т.ч. хромоникелевой, аустенитной, лужёного железа, алюминия, кислотостой-ких пластмасс (полиэтилен, пропилен, поливинилхлорид), фторопласта (тефлон, вирон) резины, в т.ч. силиконовой, стекла, эмали, оргстекла, окрашенных и деревянных поверхностей.

Экобезопасность

Средство экологически безопасно, не загрязняет окружающую среду. В отработанных растворах компоненты средства быстро разлагаются на кислород, воду и молочную кислоту, следы которых легко смываются с поверхности чистой водой. Допускается сброс рабочих растворов в канализацию после разбавления водой.

Способы применения

Дезинфекция с использованием растворов средства может проводится ручным или механизированным способами путем разбрызгивания рабочего раствора, направленными аэрозолями, циркуляции, покачивания, заполнения им емкостей, трубопроводов, а также погружением в рабочий раствор изделий, отдельных частей оборудования и арматуры.

Для проведения дезинфекции используются рабочие растворы с концентрацией 0,5 – 1,0%. Время экспозиции 5-30 минут. Удаление остатков средства не требуется.

Приготовление рабочих растворов, порядок применения и физико-химические и аналитические методы контроля качества описаны в Инструкции по применению.

Состав и санитарно-гигиенические показатели

Состав

Перекись водорода (содержание в концентрате 20-25%), молочная кислота, надмолочная кислота (содержание в концентрате не менее 4%), ПАВ, система стабилизаторов и вода.

Внешний вид – Прозрачная бесцветная жидкость
Плотность – 1,10 − 1,13 г/см³, при 20 °С
Значение рН – 2,80 – 3,50 (показатель концентрации водородных ионов водного раствора с массовой долей средства 1 %, ед.)
Растворимость в воде – неограниченная

Требования безопасности

Средство пожаро- и -взрывобезопасно.

При работе со средством необходимо соблюдать правила техники безопасности, избегать попадания концентрата на кожу и в глаза, использовать герметичные очки, защитную спецодежду, резиновые перчатки.

К работе со средством допускаются лица не моложе 18 лет, не имеющие медицинских противопоказаний к данной работе, не страдающие аллергическими заболеваниями, прошедшие обучение, инструктаж по безопасной работе с моющими и дезинфицирующими средствами и оказанию первой помощи при случайном отравлении.

Не допускать смешивания концентрата средства с любыми другими химическими веществами, загрязнение препарата.
В случае пролива рабочих растворов средства необходимо нейтрализовать (обработать щелочью) и смыть большим количеством воды.

Меры первой помощи

При попадании препарата на кожу, снять загрязненную одежду, пораженное место промыть большим количеством воды. В случае появления симптомов раздражения обратиться к врачу.

При попадании средства на слизистую оболочку глаз немедленно промыть глаза большим количеством воды и обратиться к врачу.
При проглатывании: рвоту не вызывать! Необходимо выпить несколько стаканов воды с 10-20 измельченными таблетками активированного угля. Обратиться к врачу.

При вдыхании: обеспечить доступ к свежему воздуху. При необходимости обратиться к врачу.

Упаковка

Средство упаковано в пластиковые емкости объемом 1л; 5л; 10л; 30л; 200 л; 1000л.

По согласованию с заказчикам допускается применение тары другой вместимости (в том числе возвратной), обеспечивающей сохранность средства при транспортировании и хранении. Степень заполнения тары – не более 0,92%, допускается отклонение по объему согласно СТБ 8019. Запрещается переливать концентрат в другие емкости.

Тара для хранения должна иметь специальное отверстие в крышке (клапан) для выпуска выделяющегося кислорода. Дегазирующее устройство должно быть постоянно открыто. Не допускать полной герметизации упаковки. В случае неисправности клапана, во избежание деформации тары, необходимо открыть крышку, стравить воздух и неплотно навинтить крышку.

Условия хранения и транспортировки

Средство транспортируется и хранится в упаковке изготовителя – полиэтиленовой таре (канистрах, бочках). Средство должно храниться в крытых складских помещениях, вдали от источников тепла, в местах исключающих попадание прямого солнечного света. Оптимальная температура хранения от 0 до +25°С. Хранить отдельно от других веществ и пищевых продуктов, в местах недоступных детям.

Срок годности

Срок годности, при соблюдении условий хранения, – 6 месяцев от даты изготовления в таре предприятия-изготовителя при температуре от 0 до 25°С.

 

Новое дезинфицирующее средство на основе перекиси водорода и молочной кислоты

ISSN 2519-4437 (online)

Please use this identifier to cite or link to this item: http://elib.bsu.by/handle/123456789/14337

Title:	Новое дезинфицирующее средство на основе перекиси водорода и молочной кислоты
Authors:	Шабловский, Владимир Ольгертович Тучковская, Алла Васильевна Пап, Ольга Георгиевна Ивашина, Ольга Владимировна Ховзун, Татьяна Вадимовна Высоцкий, Андрей Эдуардович
Keywords:	ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Химия
Issue Date:	2008
Publisher:	БГУ
Citation:	Химические проблемы создания новых материалов и технологий : сб. ст./под ред. О. А. Ивашкевича. — Минск, 2008. — Вып.3.
Series/Report no.:	3
Abstract:	Разработаны научные основы получения жидкого дезинфицирующего средства на основе перекиси водорода и молочной кислоты «Нависан». Его высокая бактерицидная, фунгицидная и вирулицидная активность обусловлена наличием в системе надмолочной кислоты — продукта взаимодействия исходных компонентов. Установлено, что максимальное содержание надмолочной кислоты в равновесной системе достигается в течение 7—8 суток и составляет 7,0—7,7 масс.%. Производственные испытания препарата «Нависан» показали, что применение 0,5 % рабочего раствора обеспечивает стерилизующее действие на атмосферу и технологическое окружение производственной среды.
URI:	http://elib.bsu.by/handle/123456789/14337
Appears in Collections:	2008. Химические проблемы создания новых материалов и технологий. Выпуск 3.

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Молочная кислота в пищевой промышленности и ее применение в производстве

Содержание:

---

Пищевые добавки были открыты более века назад, когда японские ученые-химики заметили, что вкус пищи изменится, если в нее добавить морские водоросли. Это стало толчком к целой серии исследований. Одним из важнейших результатов стал вывод, что вкус и внешний вид пищи можно изменить путем введения в состав продукта особых веществ. Они взаимодействуют со вкусовыми рецепторами на языке и подают в мозг сигналы о степени приятности того или иного продукта. Ученые даже выявили типы рецепторов, «отвечающие» за разные вкусы. Так было выяснено, что привлекательность пищи можно легко повысить, а заодно и улучшить и другие ее характеристики — консистенцию, плотность, текстуру, кислотность, воздушность, удлинить срок хранения. Это сыграло на руку предпринимателям и значительно удешевило производство продуктов питания, изменив его навсегда.

Молочная кислота как одна из пищевых добавок

Молочная кислота известна как добавка с индексом E270: именно под таким названием она фигурирует на упаковках в составе европейских продуктов. Представляет собой соединение, образующееся при молочнокислом брожении или брожении вина или пива, а также при консервации овощей. Выглядит как вязкая чуть желтоватая субстанция без цвета с кислым вкусом. Эта жидкость хорошо хранится (обычно в прохладном помещении с умеренной влажностью) и легко поддается транспортировке.

Мифы вокруг этой добавки

Вокруг разного рода добавок складывается много мифов, которые утверждают безусловный вред данных компонентов и призывают не приобретать продукты, на упаковке которых указано их наличие. Однако существует утвержденный законодательством (в том числе российским) список разрешенных безвредных веществ, которые допустимо употреблять при производстве продуктов, и молочная кислота в него входит. Кроме того, молочная кислота играет огромную роль в качественном улучшении продукции, являясь одним из основных незаменимых компонентов практически любого блюда или товара. Это подтверждено исследованиями и тщательным изучением истории ее происхождения, в которой можно разобраться подробнее.

Происхождение молочной кислоты

Интересно, что в сущности, молочная кислота имеет естественное происхождение. Она образуется в человеческом организме, воспроизводясь при участии глюкозы с помощью бифидобактерий, обитающих в кишечнике. Концентрируется она в клетках печени в виде своей соли — лактата.
Также молочная кислота признана главным энергетическим источником организма, значимым как для нервных клеток, так и для нейронов мозга и мышечных волокон во время их активной нагрузки. В норме она постоянно циркулирует в организме, расширяя сосуды и улучшая кровоток благодаря насыщению сосудов кислородом.
Допустимые пределы содержания вещества в крови здорового человека — от 0,6 до 1,3 ммоль на литр. Это говорит о хорошем углеводном обмене и насыщении крови кислородом.
Важным признаком повышения количества вещества в организме является боль в мышцах, исчезающая после тренировок (кислота выводится из организма самостоятельно в течение одного часа). Поэтому для нагрузок важна регулярность, программа и умеренная интенсивность.

Продукты, богатые содержанием кислоты

Интересно, что в число продуктов с высокой концентрацией молочной кислоты входят не только собственно молочные продукты:

• 
  
• сыворотки и напитки на ее основе;


• кефир и простокваша;


• творог;


• йогурты;


• сыры всех видов;


• ацидобифилин;

…но также и продукты, полученные с помощью брожения:

• квашеная капуста;


• квас;


• бородинский хлеб

Официально была открыта еще в 18 веке шведскими учеными и с тех пор обрела достаточно широкую известность. Лактат же был получен чуть позднее как растворимое в спирте вещество, позволяющее получить из него промышленную молочную кислоту. Сегодня ее добывают путем налаженной технологии ферментации. Одним из самых популярных направлений стало применение молочной кислоты в пищевой индустрии. В настоящее время без нее не обходится буквально ни одна отрасль.

Кондитерское производство

Производство продуктов из значительного количества муки и сахара сегодня требует обязательного использования разных пищевых добавок, и молочная кислота входит в их число. Она может быть использована в следующих качествах:

• Консервант. Без него ни одно блюдо не могло бы храниться в течение нужного срока. В качестве вещества натурального происхождения молочная кислота успешно справляется с этой задачей, поэтому ее часто задействуют в производстве как мучных (торты и пирожные, максимальный срок хранения которых несколько суток, пряничные и булочные изделия), так и сахаристых изделий (варенья, муссы и кремовые десерты, конфеты, пастила и мармелад). Также молочная кислота призвана бороться с так называемой «картофельной болезнью» — спорами бактерий, которые случайно могут попасть в муку (для человека считаются безвредными).


• Подкислитель. Его применяют для придания продукту оптимального, сбалансированного кислого вкуса. Обычно молочная кислота нужна в производстве фруктовых конфет, леденцов, мармелада и начинок для фруктовых карамелей.

Кулинария

Кулинария подразумевает собой подотрасль пищевой промышленности, в которую входит производство всевозможных соусов, полуфабрикатов, консервов, мясных, масляных, рыбных и молочных продуктов. Основным разделом при этом остается молочная отрасль. Ее используют в качестве важнейших пищевых добавок:

• Консервант для скоропортящихся блюд. Ряженка, кефир, ацидофилин особенно нуждаются в продлении срока хранения. Помимо этого, кислота кладется в йогурты, творожки, сыры, сырки и целый ряд других продуктов. Так, например, она пригодится при длительном хранении мяса — для защиты от вредоносных микробов и формирования особого защитного слоя на поверхности.


• Подкисляющий компонент для подавляющего большинства молочных продуктов (в особенности кефира и натуральных йогуртов без красителей и сахара, которым необходим оптимальный уровень кислотности).

Животноводческая промышленность

Специалисты данной отрасли выработали свои правила употребления молочной кислоты. Здесь она также нужна для ряда практических целей:

• как подкисляющий агент, повышающий привлекательность смесей для животных и улучшающий обменные процессы в организме, в том числе пищеварительные;


• как антисептик, подавляющий рост болезнетворных бактерий, в том числе при обработке загонов для скота и других технических помещений;


• в качестве лекарственного препарата, используемого при кожных поражениях;


• как консервант для кормовых препаратов.

Птицеводство

В птицеводстве молочную кислоту применяют похожим образом:

• для дезинфекции рабочего инвентаря, инкубаторов и птичников;


• для повышения выводимости птенцов и яйценоскости, укрепления скорлупы, увеличения веса бройлеров;


• для регуляции уровня кислотности и дольшей консервации кормов (противостоит процессам брожения).

Помимо этого, молочная кислота нашла применение и в фармацевтической индустрии, будучи одним из компонентов лекарственных средств.
Кроме того, нужна она и косметической индустрии. Так, ее добавляют в большое количество уходовых средств — от лосьонов и кремов до пилингов и скрабов. Это происходит благодаря мягким отшелушивающим, отличным увлажняющим, отбеливающим, противовоспалительным, регенерирующим и омолаживающим характеристикам вещества. Также косметологи считают, что этот компонент способен участвовать в устранении растяжек, сужать поры, регулировать работу сальных желез и размягчать кожу, не повреждая ее. Помимо прочего, кислота иногда продается в аптечных ампулах в чистом виде и может в небольших количествах добавляться в косметические средства, усиливая их эффективность.
Таким образом, вклад молочной кислоты во все сферы производства неоценим, а применение давно признано безопасным — разумеется, в адекватных количествах. Тем не менее важно помнить, что излишне высокое ее содержание может свидетельствовать о развитии заболеваний и постоянно следить за состоянием здоровья. Специалисты рекомендуют соблюдать сбалансированную диету, в которую будут входить и продукты, богатые молочной кислотой, и другая пища, содержащая витамины и полезные микроэлементы и чередовать это с регулярными физическими упражнениями.

E270 Молочная кислота — действие на здоровье, польза и вред, описание

Молочная кислота (Lactic acid, E270).

Пищевая добавка Е270 Молочная кислота относится к группе консервантов и антиоксидантов, полностью натуральный продукт, поэтому является практически безопасным веществом. Химическая формула CH₃CH(OH)COOH.

Общая характеристика и получение Молочной кислоты

Молочная кислота является прозрачной жидкостью без мути и осадка. Характерный кислый запах и вкус – отличительная особенность Е270. Молочная кислота имеет природное происхождение, она образуется естественным путём во всех живых организмах, при процессе распада глюкозы.

Нужно отметить, что чем активнее образ жизни у человека (мозг и мышцы питаются энергией, поставляемой глюкозой), тем больше молочной кислоты вырабатывается. Молочная кислота вырабатывается в мышцах в ходе анаэробного гликолиза, что вызывает чувство жжения. После тренировки мышцы могут болеть, что связано с мышечными микротравмами. Излишки вещества выводят из организма почки, поэтому никакого вреда даже большое количество молочной кислоты не приносит.

Природные поставщики молочной кислоты – молочные продукты, которые при естественном процессе брожения образуют молочную кислоту. Тот же принцип лежит в основе промышленного производства Е270.

Назначение Е270

Как консервант Е270, Молочная кислота обеспечивает сохранность продуктов, препятствуя их брожению и прекращая рост и развитие болезнетворных бактерий. Является натуральным антисептическим средством.

Польза Молочной кислоты

Молочная кислота в силу естественного происхождения совершенно безвредна для организма, более того, продукты, в состав которых входит пищевая добавка Е270 Молочная кислота, обогащенная лактобактериями, рекомендованы для употребления лицам, имеющим проблемы с желудочно-кишечным трактом, т.к. способствуют нормализации метаболических процессов.

Пищевая добавка Е270 используется в производстве питания для детей.

Применение Молочной кислоты

Основное применение Е270 – пищевая отрасль промышленности. Сыры, майонезы, йогурты и практически вся линейка кисломолочных продуктов содержат в своём составе молочную кислоту. Нередко Е270 можно увидеть на этикетках безалкогольных напитков, жиров и масел, а также кондитерских изделий. Как консервант молочная кислота используется при производстве консервированных продуктов – рыбные и мясные консервы лучше сохраняются с использованием Е270.

Использование Е270 в России

Пищевую добавку Е270 Молочную кислоту разрешено использовать на всей территории России без каких-либо ограничений. Нормирование использования пищевой добавки не производилось в силу её безвредности.

XuMuK.ru — Молочная кислота

Молочная кислота СН₃—СН(ОН)—СООН (α-оксипропионовая, этилиденмолочная) содержит асимметрический атом углерода и поэтому может существовать, в оптически изомерных формах.

Молочная кислота может быть получена различными синтетическими способами, но при всех этих синтезах кислота получается в виде оптически недеятельной, т. е. всегда получаются равные количества правого и левого изомеров. То же наблюдается и во всех других случаях, когда путем синтетических реакций получаются вещества, содержащие асимметрический атом углерода.

Причина обязательного образования оптически недеятельных соединений при синтетических реакциях может быть показана на следующих примерах:

Как видно из приведенной схемы, при действии цианистоводородной кислоты на уксусный альдегид анион CN^– может атаковать π-связь карбонильной группы равновероятно как с одной, так и с другой стороны плоскости, в которой расположены σ-связи а, b и с молекулы кетона. В результате должны образоваться равные количества оптически изомерных молекул оксинитрилов.

Точно так же в тех случаях, когда асимметрический атом углерода появляется в результате реакций замещения

или реакций расщепления

вероятности образования молекул оптических антиподов совершенно одинаковы, что и должно вести к образованию оптически недеятельных смесей или рацемических соединений.

Значительные количества молочной кислоты образуются при действии щелочей на водные растворы простейших сахаристых веществ (моноз). Так, например, из смеси глюкозы и фруктозы («инвертный» сахар) можно получить до 60% молочной кислоты. И в этом случае образуется недеятельная молочная кислота.

Наиболее важным источником получения молочной кислоты является процесс молочнокислого брожения, которому легко подвергаются растворы многих сахаристых веществ (молочного сахара, тростникового сахара, виноградного сахара и др.). Брожение является результатом жизнедеятельности бактерий молочнокислого брожения, зародыши которых всегда находятся в воздухе. Протеканием этого процесса и объясняется наличие молочной кислоты в кислом молоке, откуда она была впервые выделена Шееле (1780). Молочнокислое брожение сахарных растворов лучше всего протекает под действием чистых культур молочнокислых бактерий (Bacillus Delbrückii) при температуре 34—45° С, с добавкой необходимых для жизни бактерий минеральных веществ, а также мела или карбоната цинка. Последние добавки вводятся для нейтрализации свободной кислоты, так как при сколько-нибудь значительной концентрации кислоты бактерии погибают и брожение прекращается.

Молочнокислое брожение является одним из процессов, протекающих при изготовлении масла (из скисшего молока), при созревании сыра, квашении капусты, при силосовании кормов и пр. Уравнение процесса молочнокислого брожения имеет вид:

Для молочнокислого брожения, как и для спиртового, доказано существование особого энзима, зимазы молочнокислого брожения, могущего вызывать брожение и без живых бактерий (Бухнер и Мейзенгеймер).

Обычно молочнокислое брожение приводит к образованию оптически недеятельной молочной кислоты, однако часто при этом получается кислота, обладающая слабым правым или левым вращением.

Чистая левовращающая молочная (D-молочная) кислота может быть получена брожением сахаристых веществ при посредстве особого возбудителя брожения (Bacillus acidi laevolactici). Правовращающий изомер молочной кислоты (L-молочная) был открыт Либихом (1847) в мясном экстракте и получил названиемясомолочной кислоты. Правовращающая молочная кислота всегда содержится в мышцах животных.

Обыкновенная (недеятельная) молочная кислота, часто называемая «молочной кислотой брожения», долгое время была известна лишь в виде густой жидкости. Осторожным выпариванием в высоком вакууме (0,1—0,5 мм рт. ст.) можно получить ее в безводном состоянии в виде кристаллической массы, плавящейся при 18° С. Из солей i-молочной кислоты характерной является хорошо кристаллизующаяся цинковая соль, содержащая три молекулы воды (С₃Н₅О₃)₂Zn_{∙ 3Н2О.}

Различие свойств недеятельной молочной кислоты и оптически деятельных кислот и их солей показывает, что недеятельное вещество представляет собой не смесь, а рацемическое соединение обеих (D— и L-) кислот или их солей (лактатов).

Правовращающая (L-молочная) и левовращающая (D-молочная) кислоты представляют собой расплывающиеся на воздухе призмы с т. пл. 25—26° С. Они обладают равным, но противоположным оптическим вращением (в 10%-ном растворе [α]_D^15°C=±3,82° и в 2,5%-ном [α]_D^15°C=±2,67°). При продолжительном нагревании до 130—150°С оптически деятельные изомеры рацемизуются и дают ангидриды недеятельной молочной кислоты. Цинковые соли оптически деятельных изомеров молочной кислоты кристаллизуются только с двумя молекулами воды (C₃H₅O₃)₂Zn ∙ 2H₂O и обе обладают совершенно одинаковой растворимостью в воде (1 : 175 при 15° С), отличной от растворимости недеятельной соли (1 : 50 при 10° С).

Оптически недеятельная молочная кислота может быть разделена на оптически деятельные изомеры с помощью плесневых грибков, а также кристаллизацией молочнокислых солей оптически деятельных алкалоидов: стрихнина, хинина или морфина.

Реакции молочной кислоты типичны для α-оксикислот.

Особенно легко (даже при высушивании в вакууме) идет выделение воды с превращением в лактид, являющийся гомологом гликолида.

Молочная кислота брожения находит значительное применение в технике, например в протравном крашении, в кожевенном производстве, в бродильных производствах (для предохранения от попадающих из воздуха посторонних бактерий), а также в медицине (80%-ный сироп; относительная плотность 1,21 — 1,22).

Молочная кислота — ваш друг, что бы ни говорил фитнес-тренер

Что такое молочная кислота и лактат

Нашему телу постоянно нужна энергия для работы органов и сокращения мышц. С пищей в организм поступают углеводы. В кишечнике они расщепляются до глюкозы, которая затем попадает в кровь и транспортируется в клетки организма, включая мышечные.

В цитоплазме клеток происходит гликолиз — окисление глюкозы до пирувата (пировиноградной кислоты) с образованием АТФ (аденозинтрифосфат, основное топливо организма). Затем за счёт фермента лактатдегидрогеназы пируват восстанавливается до молочной кислоты, которая тут же теряет ион водорода, может присоединить ионы натрия (Na+) или калия (K+) и превращается в соль молочной кислоты — лактат.

Формула молочной кислоты и лактата

Как видим, молочная кислота и лактат — это не одно и то же. Накапливается в мышцах, выводится и перерабатывается именно лактат. Поэтому говорить о молочной кислоте в мышцах некорректно.

До 1970 года лактат считался побочным продуктом, который возникает в работающих мышцах из-за недостатка кислорода. Однако исследования последних десятилетий опровергли это утверждение. Например, Мэтью Рогатски (Matthew J. Rogatzki) в 2015 году выяснил ^{, что гликолиз всегда заканчивается образованием лактата.}

Это же утверждает ^{Джордж Брукс (George A. Brooks) из Калифорнийского университета, изучающий молочную кислоту более 30 лет. Накопление лактата показывает только баланс между его производством и устранением и не имеет отношения к аэробному или анаэробному метаболизму.}

Лактат всегда формируется во время гликолиза вне зависимости от наличия или недостатка кислорода. Он производится даже в состоянии покоя.

Почему многие не любят молочную кислоту

Миф 1. Молочная кислота вызывает боль в мышцах

Этот миф давно уже опровергли, однако некоторые фитнес-тренеры до сих пор винят лактат в крепатуре, или отложенной боли в мышцах. На самом деле уровень лактата сильно снижается уже через несколько минут после прекращения нагрузки и полностью приходит в норму где-то через час после тренировки.

Таким образом, лактат никак не может вызывать боль в мышцах через 24–72 часа после тренировки. О том, какие механизмы заставляют ваши мышцы болеть после тренировки, можно почитать в этой статье.

Миф 2. Молочная кислота «закисляет» мышцы и вызывает их утомление

Существует распространённое мнение о том, что уровень лактата в крови влияет на работу мышц. Однако на самом деле в этом виноват не лактат, а ионы водорода, которые повышают кислотность тканей. Когда pH-баланс смещается в кислую сторону, наступает ацидоз. Существует немало исследований, доказывающих, что ацидоз негативно влияет на сокращение мышц.

В научной статье ^{«Биохимия метаболического ацидоза, вызванного физическими упражнениями» Роберта Робергса (Robert A. Robergs) указано, что ионы водорода высвобождаются каждый раз, когда АТФ расщепляется до АДФ (аденозиндифосфат) и неорганического фосфата с выделением энергии.}

Когда вы работаете со средней интенсивностью, ионы водорода используются митохондриями для окислительного фосфорилирования (восстановления АТФ из АДФ). Когда интенсивность упражнений и потребность организма в энергии возрастает, восстановление АТФ происходит в основном за счёт гликолитической и фосфагенной систем. Это вызывает увеличенное высвобождение протонов и, как следствие, ацидоз.

В таких условиях увеличивается производство лактата для защиты организма от накопления пирувата и поставки NAD+, необходимого для второй фазы гликолиза. Робергс предположил, что лактат помогает справиться с ацидозом, поскольку может переносить ионы водорода из клетки. Таким образом, без увеличенного производства лактата ацидоз и мышечная усталость наступили бы гораздо быстрее.

Лактат не виноват в том, что во время интенсивной нагрузки у вас устают мышцы. Усталость вызывает ацидоз — накопление ионов водорода и смещение pH организма в кислую сторону. Лактат, наоборот, помогает справиться с ацидозом.

Чем лактат полезен для здоровья и физической подготовки

Лактат является источником энергии

В 80–90-х годах Джоржд Брукс доказал ^{, что лактат переходит из мышечных клеток в кровь и транспортируется в печень, где восстанавливается до глюкозы в цикле Кори. После этого глюкоза вновь транспортируется по крови в работающие мышцы и может использоваться для производства энергии и запасаться в виде гликогена.}

Более того, даже мышцы могут использовать лактат в качестве топлива. В 1999 году Брукс обнаружил ^{, что тренировки на выносливость снижают уровень лактата в крови, даже когда клетки продолжают производить его в том же количестве. В 2000 году он выяснил, что у выносливых атлетов увеличивается количество молекул-переносчиков лактата, которые быстро перемещают лактат из цитоплазмы клетки в митохондрии.}

В дальнейших экспериментах учёные обнаружили внутри митохондрий не только белки-переносчики, но и лактатный энзим дегидрогеназу, которая запускает превращение лактата в энергию.

Учёные сделали вывод, что лактат переносится в митохондрии и сжигается там при участии кислорода для добычи энергии.

Лактат служит источником энергии для мышц. В печени он восстанавливается до глюкозы, которая затем снова используется мышцами или запасается в них в виде гликогена. Кроме того, лактат может сжигаться непосредственно в мышцах для производства энергии.

Лактат увеличивает выносливость

Лактат помогает увеличить потребление кислорода, что тоже положительно влияет на выносливость. Исследование ^{2006 года показало, что лактат, в отличие от глюкозы, увеличивает количество кислорода, потребляемого митохондриями, что позволяет им выработать больше энергии.}

А в 2014 году выяснилось ^{, что лактат снижает ответ на стресс и увеличивает производство генов, вовлечённых в создание новых митохондрий.}

Лактат увеличивает количество потребляемого кислорода, так что ваше тело сможет дольше переносить нагрузки.

Лактат защищает мозг

Лактат предотвращает вызванную L-глутаматом эксайтотоксичность. Это патологическое состояние, при котором из-за чрезмерной активности нейронов повреждаются их митохондрии и мембраны и клетка гибнет. Эксайтотоксичность может стать причиной рассеянного склероза, инсульта, болезни Альцгеймера и других заболеваний, связанных с повреждением нервной ткани.

Исследование ^{2013 года доказало, что лактат регулирует активность нейронов, защищая мозг от эксайтотоксичности.}

Кроме того, лактат обеспечивает мозгу альтернативный источник питания, когда глюкозы не хватает. В том же 2013 году учёные выяснили ^{, что незначительное увеличение циркуляции лактата позволяет мозгу нормально функционировать в условиях гипогликемии.}

Более того, исследование ^{2011 года показало, что глюкозы недостаточно для обеспечения энергии во время интенсивной активности синапсов, а лактат может быть эффективным источником энергии, который поддерживает и усиливает метаболизм мозга.}

И, наконец, исследование ^{2014 года доказало, что лактат увеличивает количество норэпинефрина, нейротрансмиттера, который необходим для снабжения мозга кровью и концентрации внимания.}

Лактат защищает мозг от эксайтотоксичности, служит источником энергии и улучшает концентрацию внимания.

Лактат способствует росту мышц

Лактат создаёт хорошие условия для роста мышц. Исследование ^{2015 года доказало, что добавка из кофеина и лактата увеличивает рост мышц даже во время тренировок низкой интенсивности, активируя стволовые клетки и анаболические сигналы: повышая экспрессию миогенина и фоллистатина.}

Ещё 20 лет назад учёные обнаружили ^{, что после введения лактата и физических упражнений (плавания) у самцов мышей увеличивается количество тестостерона в плазме крови. Кроме того, повышается количество лютеинизирующего гормона, который также способствует секреции тестостерона. И это, в свою очередь, положительно сказывается на росте мышц.}

Лактат увеличивает секрецию гормонов, необходимых для роста мышц.

Как увеличить количество лактата

1. Съешьте за час перед тренировкой что-нибудь богатое углеводами: сладкие фрукты, шоколад, злаки. Помните: лактат образуется при распаде глюкозы.
2. Постарайтесь выложиться по полной. Например, попробуйте спринт или высокоинтенсивный интервальный тренинг (ВИИТ). Устраивайте такие тренировки два раза в неделю в дополнение к своим обычным нагрузкам, и постепенно ваше тело приучится вырабатывать больше лактата для увеличения выносливости, роста мышц и защиты мозга.