Молочна кислота

Молочна кислота (СН₃ СНОНСООН)– органічна одноосновна кислота, утворена в результаті анаеробного перетворення вуглеводів молочнокислими бактеріями.

Для промислового виготовлення молочної кислоти придатні тільки гомоферментативних молочнокислі бактерії, що утворюють до 98% молочної кислоти. Застосовувані штами Lactobacillus delbrueckii, L. bulgaricus не пред'являють високих вимог до поживного середовища і за короткий час дають високий вихід молочної кислоти.

У гомоферментативних молочнокислих бактерій тільки 3% субстрату перетворюється на клітинний матеріал: а решта – трансформується в молочну кислоту, вихід якої досягає до 1,5%. Теоретично з 1 моля глюкози повинно утворитись 2 моля лактату. На практиці ця величина дещо нижча, 1,8 моля, тобто вихід продукту від субстрату досягає 90%.

Молочнокислі бактерії перетворюють в молочну кислоту різні вуглеводи, тому для промислового одержання цієї кислоти використовують мелясу, молочну сироватку, глюкозу, мальтозу, сахарозу, лактозу, оцукрений крохмаль та ін. У кожному випадку підбирають найбільш підходящий продуцент.

Для зброджування глюкози або мальтози зазвичай застосовують штами Lactobacillus delbrueckii, L. leichmannii або L. bulgaricus. Для зброджування осахаренной крохмалю використовують суміш молочнокислих бактерій L. delbrueckii або з L. bulgaricus, або зі Streptococcus lactis. При зброджуванні мальтози вихід молочної кислоти вище при використанні L. bulgaricus або L. casei.

В якості основної сировини використовують мелясу, картопляний оцукрений затор, які розбавляють водою до певної концентрації (12 %), вносять додаткові джерела амінного азоту (вільні амінокислоти), вітамінів та інших біологічно активних речовин у вигляді кукурудзяного або дріжджового екстракту, або витяжку солодових паростків (так як на молочнокисле бродіння біологічно активні речовини чинять позитивний вплив).

Молочну кислоту в промислових умовах одержують методом анаеробної глибинної ферментації. Концентрація цукру в середовищі повинна становити 5-20 %, температура 44-50 ^оС, рН 6,3-6,5. Тривалість процесу складає 7-11 діб.

В ході процесу бродіння для корекції рН, що змінюється, в культуру вносять крейду, 3-4 рази протягом доби. Кінцева концентрація утвореного лактату кальцію складає 10-15%, остаточна концентрація цукрів – 0,5-0,7%. Із 100 г цукрів одержують 80-90 г лактату.

На стадії отримання готового продукту культуральну рідину нагрівають до 80-90˚С, потім нейтралізують гашеним вапном до слабо лужної реакції. Після відстоювання протягом 3-5 год. зважені частинки декантують.

Після цього розчин лактату подають на фільтр-прес. Фільтрат упарюють до концентрації 27-30%, охолоджують до 25-30˚С і кристалізують.

Промиті кристали лактату кальцію відділяють центрифугуванням і піддають розчепленню сірчаною кислотою при 60-70˚С.

Реакція проходить відповідно з рівнянням:

Ca (C₃H₅O₃)₂ + H₂SO₄ CaSO₄ + 2C₃H₆O₃

 

Для відділення іонів заліза молочну кислоту (сирець) при температурі 65 ^оС обробляють жовтою кров’яною сіллю. Тяжкі метали осаджують сульфатом натрію.

Сиру молочну кислоту 18-20 % концентрації упарюють в декілька етапів у вакуум-випарних апаратах до 70% концентрації.

Відфільтровану кислоту після фільтр-преса подають на розлив з внесенням невеликих кількостей крейди, при цьому близько 10% кислоти перетворюється в кристалічний лактат, який зв’язує молочну кислоту.

Молочну кислоту застосовують в харчовій промисловості для приготування джемів, в яких вона сприяє гарної консистенції, для Отримання напоїв, мармеладу, в процесі консервування. Молочна кислота як регулятор рН, покращувач смаку застосовується у виробництві багатьох сирів, квашенні капусти, в сухому концентраті квасу. В хлібобулочному виробництві молочна кислота і лактати збільшують об’єм м'якушки і покращують скоринку хліба при використанні борошна низької якості. Здатність лактатів утримувати вологу застосовують у виробництві ковбас, сирів, дитячого харчування. Молочну кислоту також використовують для прискорення отримання молочно-білкового згустку при виробництві сиру.