Kwas mlekowy to kwas organiczny, który powstaje w wyniku fermentacji cukrów uzyskanych z zasobów odnawialnych. Jest niezbędnym elementem naszego organizmu i ma szerokie zastosowanie w chemii, farmacji i żywności.
Produkcja kwasu mlekowego jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych metod konserwowania żywności, zwłaszcza produktów mlecznych i soków owocowych. W tym procesie komórki drożdży i bakterie rozkładają cukry przy braku tlenu, aby wytworzyć kwas mlekowy.
Proces ten może być stosowany do tworzenia różnych produktów spożywczych i napojów, takich jak pikle, kwaśne piwa, fermentowane ryby, jogurt i wiele innych. Wykorzystanie kwasu mlekowego jest coraz ważniejszym składnikiem światowego zaopatrzenia w żywność.
Istnieje kilka procesów, które mogą być stosowane do wytwarzania kwasu mlekowego, w tym synteza chemiczna i fermentacja. Ten ostatni jest uważany za najbardziej wydajny i ekonomiczny proces, a także najbardziej przyjazny dla środowiska.
Synteza chemiczna jest alternatywą dla fermentacji w produkcji kwasu mlekowego (Lopez-Garzon i Straathof 2014). Ma ona kilka zalet, w tym możliwość produkcji czystych izomerów, wykorzystanie surowców odnawialnych oraz niskie zużycie energii. Ma jednak kilka wad, w tym konieczność stosowania wysokich temperatur i ciśnień oraz generowanie dużych ilości odpadów.
Chemiczna synteza kwasu mlekowego jest procesem drogim, złożonym i czasochłonnym. Obejmuje kilka etapów, takich jak utlenianie glikolu propylenowego, hydrolizę kwasu chloropropionowego i utlenianie kwasem azotowym (Gao i wsp. 2011). W procesie tym wykorzystuje się również silne kwasy i zasady, które mogą mieć negatywny wpływ na zdrowie człowieka (Lopez-Garzon i Strothof 2014).
Biomasa lignocelulozowa jest kolejnym obiecującym źródłem do produkcji kwasu mlekowego. Zawiera ona wysokie stężenie cukrów, które mogą być przekształcone w kwas mlekowy za pomocą różnych metod, w tym obróbki wstępnej i hydrolizy enzymatycznej (Idler et al. 2015).
Bioodpady są kolejnym potencjalnym surowcem do produkcji kwasu mlekowego. Jest to cenny zasób, ponieważ stanowi obfite i odnawialne źródło energii, które może być wykorzystane do produkcji biopaliw. Ponadto, może być przekształcony w kwas mlekowy poprzez serię etapów, w tym usunięcie ligniny, hydrolizę enzymatyczną i fermentację cukrową.
Mikroalgi są kolejnym potencjalnym źródłem surowca do produkcji kwasu mlekowego, ponieważ nie zawierają ligniny i mogą być szybko zbierane (Nguyen et al. 2012).
Szereg bakterii kwasu mlekowego może być hodowany na materiałach skrobiowych, takich jak pszenica, kukurydza, maniok, ziemniak, ryż i żyto. Szczepy te są w stanie uniknąć represji glukozy, czyli procesu, w którym wysokie stężenie glukozy hamuje wzrost bakterii kwasu mlekowego (Nakano i wsp. 2012).
Kwas mlekowy produkowany przez te bakterie jest silnie kwaśny i kwaśny, co sprawia, że jest dobrym wyborem dla fermentowanych produktów mlecznych i soków owocowych. Może być również przydatnym składnikiem do poprawy jakości gleby, ponieważ wspomaga wzrost roślin i zmniejsza ilość wody potrzebnej w glebie do wzrostu roślin (Wang et al. 2010).
Oczyszczanie kwasu mlekowego może odbywać się poprzez strącanie lub ekstrakcję rozpuszczalnikami. Otrzymany produkt może być następnie oczyszczony poprzez dalsze procesy, takie jak filtracja lub inne metody separacji. Niemniej jednak proces ten ma kilka istotnych wad, w tym stosowanie odczynników i wysokie koszty.
Podobne tematy