все виды применения молочной кислоты
Применение.
Лактат применяется для протравного крашения в красильном и кожевенном производствах, в бродильных цехах в качестве бактерицидного средства, а также для получения пластификаторов. Применяется молочная кислота в консервной, мясоперерабатывающей, рыбной, молокоперерабатывающей, масложировой и других отраслях пищевой промышленности. Кислота молочная пищевая используется как консервант и антиоксидант (пищевая добавка E270) в производстве продуктов переработки плодов и овощей, кондитерских изделий, пива и безалкогольных напитков, хлеба и мучных изделий, а также в производстве сыров (в силу своей малой кислотности). Молочная кислота находит в сельском хозяйстве для приготовления и консервирования кормов. В ветеринарии и птицеводстве молочную кислоту применяют в качестве прижигающего средства, а также распыленную в форме аэрозоля молочную кислоту применяют для дезинфекции воздуха в инкубаторах, птичниках и телятниках. В медицине используется для получения лекарств.
Молочная кислота и ее соли широко применяется в производстве различных косметических средств т.к. благодаря своему сильному биологическому действию проникает через эпидермальный барьер и активно влияет на физиологические процессы во всех слоях кожи за счет стимуляции репаративных процессов в ответ на повреждения. В низких концентрациях она применяется в качестве буферной субстанции при производстве косметических и фармацевтических препаратов для достижения кислотного значения pH. В этих областях применения мировая потребность в молочной кислоте, производимой методом ферментации, оценивается в настоящее время в 250.000 т/год.
Следующей, особенно важной в будущем областью применения молочной кислоты, является производство биологически разлагаемой полимолочной кислоты PLA методом непрерывной полимеризации. Исследования показали, что 22% всех произведенных полимерных материалов применяется для упаковки, в основном для упаковок одноразового пользования. Только в Германии это количество составляет 1,5 млн т/год.
Из полимолочной кислоты возможно производство таких продуктов, как покрывающая пленка для сельского хозяйства, системы укрепления грунта для садоводства и возделывания виноградников, одноразовые изделия медицинского применения для больниц, а также упаковка для продовольственных продуктов и товаров широкого потребления. По данным исследований в настоящее время существует рынок полимолочной кислоты для пленок и неформированных волокон приблизительно 122.000 т/год.
Пищевая добавка Е270 разрешена в качестве регулятора кислотности в 23 стандартах на пищевые продукты: в 5 стандартах на консервированные фрукты, ягоды, овощи, грибы; в стандартах на рыбные консервы; консервированные оливки и сухие завтраки, в т.ч. для детей, в количестве до 15 г/кг; джемы, желе и цитрусовые мармелады для поддержания рН 2,8-3,5; томатная пульпа для поддержания рН выше 4,3; прикорм детей первого года жизни консервированное детское питание до 2 г/кг; низкожирные маргарины, бульоны, супы, домашний сыр; плавленые сыры до 40 г/кг. В РФ разрешена в нектары в количестве до 5 г/л; во фруктовые соки в количестве до 3 г/л; в джемы, желе, мармелады и др. подобные продукты, включая низкокалорийные, в неэмульгированные растительные и животные масла и жиры (кроме масел, полученных прессованием и оливкового масла), специально предназначенные для кулинарных целей, в сыры сывороточные, фрукты и овощи консервированные, в макаронные изделия, хлеб, пиво.
Молочная кислота обладает мягким кислым, легко заглушаемым вкусом для напитков, квашеных овощей, десертов, карамели; буферного подкислителя для кондитерских и хлебобулочных изделий; консерванта в квашеных овощах (концентрация должна быть сравнительно высокой); катализатора инверсии сахарного сиропа в случае отсутствия соляной кислоты. Расход молочной кислоты 40-45%-й концентрации составляет 4 л на 1 т сахара. Молочная кислота применяется совместно с диаммонийфосфатом для интенсификации процесса солодоращения. Расход кислоты 1,5 л на 1 т замачиваемого ячменя. Кислоту используют разбавленной 1:15. В пивоварении молочная кислота применяется также для подкисления затора.
Применение молочной кислоты для повышения яйценоскости и выводимости цыплят.
Для повышения яйценоскости кур-несушек, выводимости цыплят, прочности скорлупы (обычно с начала яйцекладки на протяжении 3 – 4 мес.) и среднесуточного привеса бройлеров в рацион добавляют молочную кислоту 40 % в дозе 0,5 мл на 1 кг корма.
Применение молочной кислоты для лечения животных.
Молочную кислоту назначают для лечения энтеритов, гастритов, тимпании, метеоризма, при остром расширении желудка, при трихомонозе КРС. Кожных заболеваний — новообразования, язвенные поражения, разращения ороговевшей части кожи, свищ копытного хряща.
Наружно молочную кислоту используют для обработки язв кожи и слизистой оболочки, а также для прижигания ороговевших наростов, новообразований, бородавок, мозолей в виде 10 – 40 % растворов.
При трихомонозе крупного рогатого скота влагалище местно спринцуют в виде 1 % теплого водного раствора.
Для профилактики и лечения воспаления кишечника, гастритов с пониженной секреторной функцией, острого расширения желудка у лошадей, тимпании у жвачных, метеоризме молочную кислоту 40 % применяют внутрь в дозах на одно животное:
лошадям — 5 – 35 мл,
крупному рогатому скоту — 8 – 40 мл,
овцам — 1,5 – 7,5 мл,
свиньям — 0,5 – 7,5 мл,
поросятам при острой диарее (при хронической не даёт эффекта) — 0,5 – 1 мл,
собакам — 0,2 – 2,5 мл,
лисицам и песцам — 0,7 – 2,5 мл задают в водном растворе не более 2 % концентрации (1 мл молочной кислоты 40 % растворить в 20 мл воды или 5 мл молочной кислоты 40 % — в 100 мл воды).
Применение молочной кислоты при проведении аэрозольной дезинфекции птицеводческих помещений в присутствии птицы.
Дезинфекцию поверхностей помещений и оборудования в присутствии птицы производят при болезни Ньюкасла, инфекционном ларинготрахеите, оспе, инфекционном бронхите птиц, гриппе, хроническом респираторном микоплазмозе, пастереллезе и пуллорозе-тифе.
Аэрозоли для дезинфекции поверхностей помещений получают с помощью аэрозольных насадок и компрессора. Распыление производят из расчета 100–200 мл на 1 м2 обрабатываемой поверхности.
Перед дезинфекцией проводят механическую очистку пола, клеток или насестов и инвентаря. Дезинфекцию можно проводить в присутствии птицы любого возраста начиная с первых дней жизни, при температуре воздуха в помещении не ниже 15 °С.
Рецепт 1. Раствор для дезинфекции состоит из 3% -ного рабочего раствора перекиси водорода (и 0,5% молочной кислоты. Перекись водорода готовят из пергидроля (30%-ного).
Рецепт 2. Для дезинфекции воздуха птичников в присутствии птицы при пуллорозе, тифе, холере, инфекционном ларинготрахеите, респираторном микоплазмозе, а также в инкубаторах, телятниках и других животноводческих помещениях в присутствии животных распыляют 20 % молочную кислоту в виде аэрозоля из расчета 15 – 20 мл/м3 при экспозиции 30 – 45 минут.
Применение молочной кислоты в пивоварении.
Молочная кислота в пиве появляется в результате брожения, а также может специально дополнительно вносится. Наличие молочной кислоты в экстракте пива повышает буферность и придают мягкий, легкий, кисловатый вкус, который не должен сильно выделятся.
Чаще всего молочную кислоту вносят на этапе подкисления затора. Это особенно необходимо проводить для пивзаводов, работающих на жесткой воде. Подкисление затора имеет большое значение при получении светлых сортов пива, так как сусло после подкисления становится светлее. Подкисление затора способствует переходу экстрактивных веществ зернового сырья в сусло и улучшает вкусовые свойства пива. Затирание преследует цель — снизить рН затора до оптимальной величины, равной 5,3-5,5, при которой ферментативные процессы проходят более активно, чем при более высоком рН. Концентрация водородных ионов влияет на процессы затирания и коагуляцию белков при кипячении. Она способствует осветлению сусла и пива, увеличивает выход экстракта. Наиболее распространенный и простой способ — подкисление затора молочной кислотой из расчета 0,06-0,09 % к массе затираемого сырья в пересчете на 100 %-ную кислоту.
Отмеренное количество молочной кислоты разбавляют двумя-тремя частями воды. Разбавленную кислоту медленно вливают в заторный котел при работающей мешалке. Периодически определяют рН затора и в зависимости от результатов изменяют дозировку кислоты. Добавление молочной кислоты повышает активность ферментов, увеличивает выход экстракта, уменьшает извлечение горьких и ароматических веществ оболочки, улучшает коагуляцию белков при кипячении, повышает качество пива.
Применение молочной кислоты в напитках.
Молочную кислоту добавляют в напитки для получения кислого вкуса. Это относится к напиткам имеющим pH менее 4,5. И хотя во все безалкогольные напитки допускается добавлять молочную кислоту (Е270) и её соли: лактаты натрия, калия, кальция, аммония, магния (Е325-329), на практике она используется лишь в производстве кваса.
Требуемое содержание кислоты зависит от карбонатной жесткости используемой воды. Под карбонатной жесткостью воды понимают все находящиеся в воде гидрокарбонат-ионы соединений кальция и магния, выраженные в мг CaO на литр. Бикарбонаты 1° карбонатной жесткости нейтрализуют приблизительно 32,1 мг молочной кислоты. Так, например, при 20° карбонатной жесткости потери на нейтрализацию составят 0,642 кг молочной кислоты на 1000 л воды. Для случаев высокой карбонатной жесткости воды имеет смысл декарбонизировать (умягчять) исходную для приготовления напитков воду.
Применение молочной кислоты для изготовления рыбных пресервов.
При изготовлении пресервов из быстросозревающих в посоле рыб, таких как тихоокеанская сельдь, сайра, мойва, готовый продукт не выдерживает гарантийного срока хранения 45 сут вследствие быстрого перезревания рыбы. Пресервы при этом приобретают резкий кислый вкус, неприятный запах, консистенция рыбы становится дряблой, водянистой, мажущейся.
Например, если для посола используются такие ингридиенты: 0,8% уксусной кислоты, 1,5% поваренной соли, то хорошие качества сохраняются в течении 15 сут при температуре 20 град.С и 7 сут при температуре 28 °С.
Добавка молочной кислоты 4,5% и доводка pH до 4,0 увеличивает соответственно эти сроки на 55 сут и 26 сут.
Применение молочной кислоты для предохранения свежей рыбы от порчи.
Молочную кислоту применяют для изготовления бактерицидного льда при охлаждении свежей рыбы. Концентрация молочной кислоты ко льду составляет 0,4-0,65%.
Применение молочной кислоты в мясопереработке.
Молочная кислота применяется в количестве 2-4% при переработке кишок, замедляя развитие микроорганизмов и устраняя неприятный запах. Для увеличения сохранности мяса (после убоя скота) поверхность его обрабатывают водны раствором смеси уксусной, молочной, лимонной и аскорбиновой кислот. Молочная кислота в водном растворе имеет кислую реакцию, поэтому не может быть использована в составе рассола для шприцевания, поскольку это приведет к снижению выхода готового продукта. Кроме того, нитриты, присутствующие в рассоле, вступят с ней в взаимодействие. Добавление молочной кислоты к эмульгированным мясным продуктам для снижения рН эмульсии приводит к снижению выхода вареной продукции и иногда прочности изделий. В некоторых случаях молочная кислота может разрушатся при термообработке. По этим причинам молочная кислота редко применяется в производстве мясных продуктов, зато находит применение натрия лактат. Иногда молочную кислоту с целью стабилизации окраски совместно с лимонной кислотой добавляют в фарш для сосисок в дозировке 0,70-1,0 г/кг.
Применение молочной кислоты для получения полилактида.
Полилактид представляет собой биоразлагаемый алифатический полиэфир, находящий широкое в биомедицине, фармацевтике, в быту. Применение полилактида в данных областях обусловлено рядом его специфических особенностей, таких как: биосовместимость с тканями человека, способность полностью разлагаться в природной среде.
Важным аспектом применения полилактидов является создание материалов для медицины (лекарственные формы, трансплантанты), необходимое требование при этом заключается в отсутствии токсичных остатков растворителей и металлов в готовом продукте. Поэтому разработка методов полимеризации, в том числе стереоконтролируемой, на не содержащих металлов органических катализаторах, а также исследования по замене органических (CH2Cl2) растворителей на легко удаляемые из конечного продукта СК среды являются актуальными в настоящее время задачами, и выделяются в отдельные направления исследования по полимеризации лактидов.
Полилактид может быть получен из полностью возобновляемых природных материалов. Благодаря наличию в своем составе сложноэфирной группы, полилактид способен постепенно гидролизоваться в относительно мягких условиях. При гидролизе полилактида образуется молочная кислота, поэтому считается, что применение материалов на основе полилактида не наносит ущерб биосфере; полимер быстро разлагается в природной среде под действием бактерий (в течение двух месяцев), образуя в конечном итоге H2O и CO2.
Полилактид является заменой полимеров, полученных из нефтепродуктов, таких, как полиэтилентерефталат, кроме этого, он дешев, нетоксичен и биосовместим с тканями человека. Он применяется в быту (пищевая упаковка, одноразовая посуда, пакеты, различная тара), а также в биомедицине.
Важное применение находят полилактиды, в состав которых включены другие сомономеры: гликолид, лактоны, карбонаты, так как введение этих сомономеров в полилактид позволяет варьировать в широких пределах механические свойства полимера и его способность к биоразложению, что важно для медицинского применения.
Полилактид полученный из молочной кислоты называют полимолочной кислотой.
Опасность молочной кислоты.
Молочная кислота - это слабая кислота, обладает низкой токсичностью и практически безвредна, даже в дозах в 8 раз превышающих рекомендуемые. При соблюдении дозировки и правил применения молочная кислота не оказывает никаких побочных влияний. Продукцию от животных и птицы после применения молочной кислоты можно использовать без каких-либо ограничений.
Получение.
С 1881 года для промышленного производства молочной кислоты используется метод молочнокислого брожения (ферментации). Ответственными за процесс молочнокислого брожения являются микроорганизмы и бактерии лактобацилус (Lactobacillus) и лактококкус (Lactococcus) и некоторые другие.
В качестве сырья для молочной кислоты, как источника углеводородов, может быть использован, в принципе, любой вид сахара. Вид сахара выбирают в зависимости от используемого штамма бактерий. Преимущественно применяется сахар, получаемый из сельскохозяйственных побочных продуктов или отходов пищевой промышленности, например, глюкоза, мальтоза, декстроза – из зерна или картофельного крахмала, сахароза – из сахарного тростника или сахарной свеклы, лактоза – из молочной сыворотки.