Способ получения молочной кислоты

Молочная кислота: история и влияние на организм человека

Молочная кислота — еще один вид карбоновых кислот, органическое соединение, содержащее гидроксильную группу, а также три атома углерода.

История открытия молочной кислоты

В 1780 году в Швеции химиком-фармацевтом Карлом Шееле была получена молочная кислота. В своей работе Шееле выделил молочную кислоту в виде коричневого сиропа из прокисшего молока. Позже французский химик-фармацевт Анри Браконно подтвердил, что молочная кислота образуется при молочнокислом брожении.

Дальнейшую эстафету по нахождению молочной кислоты подхватил шведский химик-минералог Йенс Якоб Берцелиус, который в 1807 году выделил цинковую соль молочной кислоты находящуюся в мышцах.

В Советском Союзе разработки по получению молочной кислоты осуществлялись в 1930 году и были очень успешными. Советским ученым, осуществляющим поиски на основе уже имеющихся работ Сергея Костычева и Владимира Буткевича, удалось получить молочную кислоту высшего качества. Такую молочную кислоту называют фармакопейной за особую чистоту и использование в фармацевтике. Она не содержит (или содержит минимальные) следы железа, в ее производстве применяется аппаратура из углеродистой стали только с дополнительной защитой.

Советские ученые получали фармакопейную молочную кислоту методом дистилляции перегретым паром с последующей ректификацией в медных аппаратах покрытых изнутри серебром. Сборники для уже готовой молочной кислоты высшего качества использовали чугунные, но покрытые эмалью.

Основные свойства молочной кислоты

Химические и физические свойства молочной кислоты

Химическая формула	CH3CH(OH)COOH
Рациональная формула	C3H6O3
Молярная масса	90,08 г/моль
Плотность	1,225 г/см³

Молочная кислота является карбоновой кислотой, обладает свойствами хиральных кислот, позволяющей молекуле молочной кислоты не совмещаться в пространстве с собственным зеркальным отражением. Химические соединения этой кислоты, представляющие зеркальные отражения друг друга существуют в плюсе и минусе. Трудности с определением температуры плавления молочной кислоты обусловлены высокой способностью поглощать водяные пары из воздуха, в связи с чем температуру плавления принято указывать в диапазоне 18 до 33°С.

Молочная кислота растворима в воде, спирте, эфире, органических растворителях. Не растворима в бензоле, хлороформе. При окислении превращается в другие виды кислот: муравьиную, уксусную, щавелевую, пировиноградную.

Получение молочной кислоты

Существует два основных способа получения молочной кислоты.

Ферментативный способ заключается в обработке углеродного сырья (глюкозы, кукурузного сиропа, мелассы, сока сахарной свёклы, крахмала) с необходимыми микроорганизмами и питательными веществами (пептидами и аминокислотами, фосфатами, солями аммония и витаминами), а также гидроксидом кальция, карбонатом кальция, аммиаком, гидроксидом натрия, — для поддержания необходимого pH.

Данный вид получения молочной кислоты гарантирует получение более чистого продукта. Именно таким способом получают молочную кислоту для фармацевтической отрасли. В процессе очистки такой молочной кислоты побочными продуктами становятся уксусная и муравьиная кислота.

Молочную кислоту как рецемат производят синтетическим способом. Так кислоту получают при помощи органических соединений класса альдегидов с синильной кислотой, а также через гидролиз с получением лактонитрила.

Влияние молочной кислоты на человека

Воздействие молочной кислоты на организм

Молочная кислота содержится в человеческом организме и играет важную роль в:

• Обмене веществ
• Работе мышц
• Функционировании нервной системы
• Работе мозга

Среди пищевых продуктов, молочная кислота известна как регулятор кислотности E270. Подробнее про пищевую добавку можно узнать в соответствующей статье.

Тяжелые физические нагрузки на человеческий организм приводят к расщеплению глюкозы и образованию аденозинтрифосфорной и молочной кислоты. Такой процесс важен для сердечной мышцы. Кроме того, обратный процесс окисления молочной кислоты важен при образовании глюкозы обеспечивающей необходимую энергию человеческому организму. Глюкоза питает мозг и нервную систему. А ее расщепление важный показатель для производства АТФ, который влияет на сокращение мышц при физических нагрузках.

По определенным значениям содержания молочной кислоты в организме человека принято судить о содержании кислорода в человеческом организме. Ее превышение может говорить о кислородном дефиците, сахарном диабете, болезнях печени. Однако увеличение количества молочной кислоты в организме человека может быть обусловлено возрастом и тяжелыми физическими нагрузками.

Молочная кислота и спорт

Как уже было написано ранее, молочная кислота является источником энергии. Ее производство во время тренировочных процессов способствует накоплению мышечной массы. Однако известным фактом является и то, что молочная кислота вызывает неприятные ощущения в мышцах. Но именно она является сигналом для сердца распределения крови по телу, а соответственно и кислорода.

Особенно важна молочная кислота для спортсменов, которые достигают результата при помощи многочасовых тренировок: бегунов на длинные дистанции, футболистов, пловцов, велосипедистов и др. Во время тренировки мышцам необходимо много глюкозы, что приводит к повышенному углеводному обмену и выработке молочной кислоты.

Компания «Эверест» предлагает оптовые поставки молочной кислоты со склада в Санкт-Петербурге и Москве. Вы можете купить молочную кислоту по низкой цене оставив заявку или связавшись по телефону: +7 (812) 448-47-55.

Источник

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 2000 года по МПК C12P7/56

Описание патента на изобретение RU2149188C1

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способам получения молочной кислоты на основе микробиологического синтеза.

Известен способ получения молочной кислоты, включающий сбраживание сахаросодержащего раствора, приготовленного из тростникового сахара — сырца, молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbriickii штамма БДШ при температуре около 50 o C в присутствии солодовых ростков, нестерильных или прошедших пастеризацию в приготовлении сахаросодержащем растворе при 70 o C, или обработанных 6%-ным раствором молочной кислоты, и нейтрализацию образующейся молочной кислоты углекислым кальцием до достижения уровня титруемой кислотности раствора 0,4 — 0,6%. Наибольшая эффективность сбраживания по этому способу достигается при использовании нестерильных солодовых ростков и характеризуется следующими показателями: содержание лактата кальция в сброженном растворе — 10%, выход молочной кислоты от внесенного сахара — около 83% /1/.

К недостаткам данного способа можно отнести инфицирование сахаросодержащего раствора при внесении нестерильных солодовых ростков, недостаточно высокие технологические показатели процесса брожения.

Известен способ получения молочной кислоты сбраживанием гидролизата крахмала с помощью Lactobacillus delbriickii в присутствии Lactobacillus leichmanni при температуре около 120 o Ф (приблизительно 67 o C) при использовании молока натурального цельного или обезжиренного, или порошкообразного в качестве источника питательных веществ для молочнокислых бактерий. Продолжительность сбраживания по этому способу составляет 6-7 суток /2/.

Недостатками этого способа являются достаточно высокие энергозатраты для обеспечения температуры брожения и использование дорогостоящего молока.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения молочной кислоты, предусматривающий сбраживание сахаросодержащего раствора, приготовленного из смеси тростникового сахара-сырца, рафинадной патоки и свекловичной мелассы, молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbriickii штамма Л-3 при температуре 48-50 o C в присутствии нестерильных солодовых ростков и нейтрализацию образующейся молочной кислоты мелом для поддержания титруемой кислотности сброженного раствора на уровне 0,3 — 0,4%. Основные показатели процесса сбраживания сахаросодержащего раствора по этому способу следующие: среднесуточное накопление лактата кальция — 1,5%, продолжительность процесса — 6-8 суток, выход молочной кислоты от введенного сахара — около 85% /3/.

К недостаткам прототипа можно отнести использование нестерильных солодовых ростков при приготовлении питательной среды, а также недостаточно высокие показатели процесса брожения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение выхода молочной кислоты и среднесуточного накопления лактата кальция в процессе сбраживания при использовании отечественного сахаросодержащего сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения молочной кислоты, включающем сбраживание сахаросодержащего раствора молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbruckii в присутствии солодовых ростков и нейтрализацию образующейся молочной кислоты, питательную среду готовят из смеси сахара-песка и гидролизата крахмала в соотношении от 60:40 до 40: 60 мас% по внесенному количеству редуцирующих сахаров и из солодовых ростков, обработанных раствором молочной кислоты концентрацией 0,8 — 1,0%, а при нейтрализации поддерживают титруемую кислотность на уровне 0,7 — 1,0%.

Способ осуществляют следующим образом.

Для приготовления питательной среды предварительно готовят сахаросодержащий раствор концентрацией 10-13% из сахара — песка (ГОСТ 21-94) и гидролизата крахмала (ГОСТ 24583-81), затем в соответствии с действующей технологической инструкцией по производству молочной кислоты (ТИ 18-8-1-83) /4/ раствор нагревают до 85-90 o C, выдерживают не менее 1 ч и охлаждают до 48-50 o C.

Солодовые ростки погружают в раствор молочной кислоты указанной в способе концентрации, выдерживают в течение 0,5 — 2,0 ч при 48-50 o C. Обработанные солодовые ростки вводят в подготовленный сахаросодержащий раствор.

Полученную питательную среду засевают культурой молочнокислых бактерий Lactobacillus delbruckii штамма Л-3, проводят сбраживание при температуре 48-50 o C, нейтрализуют образующуюся молочную кислоту мелом для поддержания титруемой кислотности сбраживаемой среды на определенном уровне.

В примерах 1-4 приведены данные, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого способа получения молочной кислоты.

Пример 1
Сбраживание сахаросодержащего раствора, состоящего из сахара-песка для промышленной переработки (ГОСТ 21-94) и гидролизата крахмала, молочнокислыми бактериями проводили периодическим методом в аппаратах вместимостью 1 л при температуре 48-50 o C. В процессе молочнокислого брожения осуществляли нейтрализацию образующейся молочной кислоты мелом.

Сахаросодержащий раствор (1 л), приготовленный из 72 г сахара-песка и 120 г гидролизата крахмала (48 г редуцирующих сахаров) в соотношении по внесенному количеству редуцирующих сахаров 60:40, нагревали до 90 o C, охлаждали до 50 o C. Солодовые ростки (20 г) обрабатывали 0,8%-ным раствором молочной кислоты, выдерживали в течение 2 ч при 50 o C и вносили в подготовленный сахаросодержащий раствор. В полученную питательную среду вносили закваску молочнокислых бактерий (100 г), содержащую 3,1 г лактата кальция, 4,3 г редуцирующих сахаров и 1,6 г молочной кислоты.

В процессе брожения титруемую кислотность поддерживали на уровне 0,7%.

Сброженный раствор содержал лактата кальция — 13%, редуцирующих сахаров — 0,3%, молочной кислоты — 0,7%.

Показатели процесса молочнокислого брожения следующие: среднесуточное накопление лактата кальция — 2,2%; продолжительность — 144 ч (6 суток); выход молочной кислоты от введенного сахара — 88,5%.

Пример 2
Сбраживание сахаросодержащего раствора проводили аналогично описанному в примере 1.

Приготовление питательной среды, включающей сахаросодержащий раствор из 48 г сахара-песка и 180 г гидролизата крахмала (72 г редуцирующих сахаров) в соотношении 40: 60 по внесенному количеству редуцирующих сахаров, солодовые ростки, обработанные 1,0%-ным раствором молочной кислоты, проводили аналогично описанному в примере 1.

В процессе брожения титруемую кислотность поддерживали на уровне 1,0%.

Сброженный раствор содержал 12,3% лактата кальция, 0,4% редуцирующих сахаров, 1,0% молочной кислоты.

Показатели процесса следующие: среднесуточное накопление лактата кальция — 2,0%; продолжительность — 158 ч (6,6 суток); выход молочной кислоты от введенного сахара — 86,4%.

Пример 3
Сбраживание сахаросодержащего раствора проводили аналогично описанному в примере 1.

Приготовление питательной среды, включающей сахаросодержащий раствор из 36 г сахара-песка и 210 г гидролизата крахмала (84 г редуцирующих сахаров) в соотношении 30: 70 по внесенному количеству редуцирующих сахаров, солодовые ростки, обработанные 1,6%-ным раствором молочной кислоты, проводили так же, как в примере 1.

В процессе брожения титруемую кислотность поддерживали на уровне 0,6%.

Сброженный раствор содержал 12,0% лактата кальция, 0,4% редуцирующих сахаров 0,6%, молочной кислоты.

Показатели процесса молочнокислого брожения следующие: среднесуточное накопление лактата кальция — 1,4%; продолжительность — 210 ч (8,8 суток); выход молочной кислоты от введенного сахара — 81,1%.

Пример 4
Сбраживание сахаросодержащего раствора проводили аналогично примеру 1.

Приготовление питательной среды, включающей сахаросодержащий раствор из 72 г сахара-песка и 120 г гидролизата крахмала (48 г редуцирующих сахаров) в соотношении 60: 40 по внесенному количеству редуцирующих сахаров, солодовые ростки, обработанные 1,2%-ным раствором молочной кислоты, проводили как в примере 1.

Титруемую кислотность в процессе брожения поддерживали на уровне 1,2%.

Сброженный раствор содержал 11,7% лактата кальция, 0,4% редуцирующих сахаров и 1,2% молочной кислоты.

Показатели процесса молочнокислого брожения следующие: среднесуточное накопление лактата кальция — 1,7%; продолжительность — 180 ч (7,5 суток); выход молочной кислоты от введенного сахара — 84,0%.

Пример 5 (по прототипу)
Аналогичен примеру 1, но в питательную среду (1 л) входит сахаросодержащий раствор, приготовленный из 87,5 г сахара-сырца, 46,2 г рафинадной патоки, 26,7 г свекловичной мелассы, содержащих соответственно 84, 24 и 12 г редуцирующих сахаров в соотношении 70:20:10, и 20 г нестерильных солодовых ростков.

Титруемую кислотность в процессе брожения поддерживали на уровне 0,3 — 0,4%.

Сброженный раствор содержал 12,8% лактата кальция, 0,4% редуцирующих сахаров и 0,4% молочной кислоты.

Показатели процесса сбраживания сахаросодержащего раствора следующие: среднесуточное накопление лактата кальция — 1,5%, продолжительность — 197 г (8,2 суток), выход молочной кислоты от введенного сахара — 84,8%.

Результаты опытов, приведенных в примерах, представлены в таблице.

Ведение процесса молочнокислого брожения с использованием питательной среды, включающей сахар-песок и гидролизует крахмала в соотношении по введенному сахару от 40: 60 до 60:40, солодовые ростки, обработанные 0,8 — 1,0%-ным раствором молочной кислоты, а также с поддержанием титруемой кислотности при нейтрализации образующейся молочной кислоты мелом на уровне 0,7 — 1,0%, позволяет повысить эффективность процесса по сравнению с прототипом: сократить продолжительность процесса на 39-53 ч; увеличить выход молочной кислоты от введенного сахара на 1,6 — 3,7% и среднесуточное накопление лактата кальция на 0,5 — 0,7%. Это обеспечивается благоприятными условиями для поддержания продуцента в активном физиологическом состоянии с максимальной способностью биосинтеза молочной кислоты.

Осуществление процесса сбраживания среды, в состав которой входит по количеству редуцирующих веществ менее 40% сахара-песка и более 60% гидролиза крахмала, а также солодовые ростки, обработанные раствором молочной кислоты концентрацией более 1,0%, при поддержании уровня титруемой кислотности выше 1,0% приводит к подавлению жизнедеятельности молочнокислых бактерий, в результате чего снижаются основные технологические показатели процесса.

При использовании среды, содержащей более 60% сахара-песка и менее 40% гидролизата крахмала по внесенному сахару, а также солодовые ростки, обработанные раствором молочной кислоты концентрацией менее 0,8%, и поддержании титруемой кислотности в процессе нейтрализации на уровне, не достигшем 0,7%, снижаются кислотообразующая активность продуцента, создаются условия для развития посторонних микроорганизмов, что приводит к снижению показателей процесса молочнокислого брожения.

Источники информации
1. Голубчина Р.Н., Никулина И.Д., Бондаренко А.Н., Смирнов В.А. Рациональное использование солодовых ростков в производстве молочной кислоты // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. — 1971. — N 12. с.24-25.

2. Патент США 2143358, НКИ 195-48. Lactic Acid Fermentation Process /James F. Walsh, Haskell C. Needle (США). Заявл. 27.07.37 N 155925, опубл. 10.01.39.

3. Смирнов В.А. Пищевые кислоты. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. — 264 с.

4. ТИ 18-8-1-83. Технологическая инструкция по производству пищевой молочной кислоты. Взамен Технол. инструкции по произв. пищевой молочной кислоты, 1963; введ. 01.07.83. — Л., 1983. — 48 с.

Похожие патенты RU2149188C1

название	год	авторы	номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ	2005	Бочкова Алевтина Петровна Евелева Вера Васильевна	RU2306340C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ	1991	Евелева В.В. Гуревич М.А. Саенко А.Н. Кремнева Н.П.	RU2032358C1
ШТАММ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ LACTOBACILLUS DELBRUECKII — ПРОДУЦЕНТ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ	2004	Бочкова Алевтина Петровна Евелева Вера Васильевна	RU2283345C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ	1986	Никулина И.Д. Евелева В.В. Яровая Н.В. Кремнева Н.П. Новотельнова Н.Я. Маштакова Н.Г. Бережной Ю.Д.	RU1381989C
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИПСОВОЛОКНИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ	1994	Новинюк Л.В. Бережненко Д.А.	RU2095328C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ	1990	Евелева В.В. Саенко А.Н. Кремнева Н.П. Гуревич М.А.	RU1767878C
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ	1984	Никулина И.Д. Евелева В.В. Бережной Ю.Д. Маштакова Н.Г. Кремнева Н.П. Яровая Н.В. Новотельнова Н.Я.	RU1243354C
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРОМАТИЗАТОРА С АРОМАТОМ РЫБЫ	1999	Долматов В.А. Герасимов А.В. Успенская Д.А. Гинак А.И.	RU2165152C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ	1999	Макагонова Н.Н. Гуревич М.А.	RU2159286C1
СПОСОБ КОНСЕРВИРОВАНИЯ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ Lactobacillus delbrueckii	2011	Никулина Ирина Дмитриевна Каменькова Наталья Валентиновна Евелева Вера Васильевна Черпалова Татьяна Михайловна	RU2475527C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 149 188 C1

Реферат патента 2000 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к технологии получения молочной кислоты на основе микробиологического синтеза. Молочную кислоту получают сбраживанием смеси сахара-песка и гидролизата крахмала в соотношении от 60:40 до 40:60 мас.% по внесенному сахару в присутствии обработанных молочной кислотой солодовых ростков. Уровень титруемой кислотности поддерживают от 0,7 до 1,0%. Способ позволяет увеличить показатели процесса сбраживания: среднесуточное накопление лактата кальция до 2,0 — 2,2%, выход молочной кислоты от внесенного сахара до 86,4-88,5%. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 149 188 C1

Способ получения молочной кислоты, включающий сбраживание сахаросодержащей питательной среды молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbruckii в присутствии солодовых ростков и нейтрализацию образующейся молочной кислоты, отличающийся тем, что питательную среду готовят из смеси сахара-песка и гидролизата крахмала в соотношении от 60 : 40 до 40 : 60 мас.% по внесенному количеству редуцирующих сахаров и из солодовых ростков, обработанных раствором молочной кислоты концентрацией 0,8 — 1,0%, а при нейтрализации поддерживают титруемую кислотность на уровне 0,7 — 1,0%.

Источник