乳酸( 二 )


乳酸

文章插图
毒性:大鼠经口LD50为3.73g/kg体重;ADI无限制规定 。乳酸有两种同分异构体:D-型和L-型 。将大鼠分为三组,每组投药剂量为1.7g/kg体重的DL-型、D-型和L-型乳酸,口服三小时后解剖检测,DL-型乳酸可使肝中肝糖增高,40%~95%在3h内吸收转化;D-型和L-型乳酸使血中乳酸盐增高,由尿液排出体外 。生产方法发酵法发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下,调节pH值5左右,保持大约50或60dm;C发酵三到五天得粗乳酸 。发酵法的原料一般是玉米、大米、甘薯等澱粉质原料(也有以苜蓿、纤维素等作原料,有研究提出厨房垃圾及鱼体废料循环利用生产乳酸的) 。乳酸发酵阶段能够产酸的乳酸菌很多,但产酸质量较高的却不多,主要是根霉菌和乳酸桿菌等菌系 。不同菌系其发酵途径不同,可分同型发酵和异型发酵,实际由于存在微生物其它生理活动,可能不是单纯某一种发酵途径 。发酵法分同型发酵和异型发酵 。合成法合成方法製备乳酸有乳腈法、丙烯腈法、丙酸法、丙烯法等,用于工业生产的仅乳腈法(也叫乙醛氢氰酸法)和丙烯腈法 。(1)乳腈法乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈(或直接用乳腈作原料),用泵将乳腈打入水解釜,注入硫酸和水,使乳腈水解得到粗乳酸 。然后再将粗乳酸送人酯化釜,加入乙醇酯化,经精馏、浓缩、分解得精乳酸 。美国斯特林化学公司及日本的武藏野化学公司均採用此法合成乳酸 。(2)丙烯腈法丙烯腈法是将丙烯腈和硫酸送入反应器中水解,再把水解物送人酯化反应器中与甲醇反应;然后把硫酸氢铵分出后,粗酯送入蒸馏塔,塔底获精酯;再将精酯送入第二蒸馏塔,加热分解,塔底得稀乳酸,经真空浓缩得产品 。(3)丙酸法丙酸法以丙酸为原料,经过氯化、水解得粗乳酸;再经酯化、精馏、水解得产品 。该法原料价格较贵,仅日本大赛路公司等少数厂家採用 。反应如下:CH3CH2COOH Cl2-→CH3CHClCOOH NaOH—→CH3CH(OH)COOH NaCl酶化法(1)氯丙酸酶法转化东京大学的本崎[6]等研究利用纯化了的L-2-卤代酸脱卤酶和DL-2-卤代酸脱卤酶分别作用于底物L-2-氯丙酸和DL-2-氯丙酸,脱滷製得L-乳酸或D-乳酸 。L-2-卤代酸脱卤酶催化L-2-氯丙酸,而DL-2-卤代酸脱卤酶既可催化L-2-氯丙酸,又可催化L-2-氯丙酸生成相应的旋光体,催化同时发生构型转化 。(2)丙酮酸酶法转化从活力最高的乳酸脱氢酶的混乱乳桿菌DSM20196菌体中得到D-乳酸脱氢酶,以无旋光性的丙酮酸为底物可得到D-乳酸 。工业生产乳酸方法主要是发酵法和合成法 。发酵法因其工艺简单,原料充足,发展较早而成为比较成熟的乳酸生产方法,约占乳酸生产的70以上,但周期长,只能间歇或半连续化生产,且国内发酵乳酸质量达不到国际标準 。化学法可实现乳酸的大规模连续化生产,且合成乳酸也已得到美国食品和药品管理局(FDA)的认可,但原料一般具有毒性,不符合绿色化学要求 。酶法工艺複杂,其工业套用还有待于进一步研究 。用途食品行业1) 乳酸有很强的防腐保鲜功效,可用在果酒、饮料、肉类、食品、糕点製作、蔬菜 ( 橄榄、小黄瓜、珍珠洋葱 ) 腌製以及罐头加工、粮食加工、水果的贮藏,具有调节 pH 值、抑菌、延长保质期、调味、保持食品色泽、提高产品质量等作用;2) 调味料方面,乳酸独特的酸味可增加食物的美味,在色拉、酱油、醋等调味品中加入一定量的乳酸,可保持产品中的微生物的稳定性、安全性,同时使口味更加温和;3) 由于乳酸的酸味温和适中,还可作为精心调配的软饮料和果汁的首选酸味剂;4) 在酿造啤酒时,加入适量乳酸既能调整 pH 值促进糖化,有利于酵母发酵,提高啤酒质量,又能增加啤酒风味,延长保质期 。在白酒、清酒和果酒中用于调节 pH ,防止杂菌生长,增强酸味和清爽口感;5.缓冲型乳酸可套用于硬糖,水果糖及其它糖果产品中,酸味适中且糖转化率低 。乳酸粉可用于各类糖果的上粉,作为粉状的酸味剂;5) 天然乳酸是乳製品中的天然固有成分,它有着乳製品的口味和良好的抗微生物作用,已广泛用于调配型优酪乳乳酪、冰淇淋等食品中,成为倍受青睐的乳製品酸味剂;6) 乳酸粉末是用于生产荞头的直接酸味调节剂 。乳酸是一种天然发酵酸,因此可令麵包具有独特口味;乳酸作为天然的酸味调节剂,在麵包、蛋糕、饼乾等焙烤食品用于调味和抑菌作用,并能改进食品的品质,保持色泽,延长保质期 。医药方面1) 在病房、手术室、实验室等场所中採用乳酸蒸气消毒,可有效杀灭空气中的细菌,起到减少疾病,达到提高健康之目的;2) 在医药方面广泛用作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物製剂、 pH 调节剂等;3) 乳酸聚合得到聚乳酸,聚乳酸可以抽成丝纺成线,这种线是良好的手术缝线,缝口癒合后不用拆线,能自动降解成乳酸被人体吸收,无不良后果 。尤其是体内手术缝线,免除二次手术拆线的麻烦 。这种高分子化合物可做成粘接剂在器官移植和接骨中套用;4) 乳酸可以直接配製成药物或日常保健品使用;如娇妍私处沐浴露是欧洲专家研製的配方,针对成熟女性阴道乳酸桿菌製造慢,加入了乳酸成份,维护好阴道的自洁作用 。5) 节肌肉活力和抗疲劳的制约作用 。其它工业1) 乳酸在发酵工业中用于控制 pH 值和提高发酵物纯度;2) 在捲菸行业中可以保持菸草湿度,除去菸草中杂质,改变口味,提高菸草档次,乳酸还可中和尼古丁菸硷,减少对人体有害成份提高菸草品质;3) 在纺织行业中用来处理纤维,可使纤维易于着色,增加光泽,使触感柔软;4) 在涂料墨水工业中用作 pH 调节剂和合成剂;在塑胶纤维工业是可降解新型材料聚乳酸 PLA 的首选原料;5) 乳酸亦可作为聚乳酸的起始原料,生产新一代的全生物降解塑胶;6) 在製革工业中,乳酸可脱去皮革中的石灰和钙质,使皮革柔软细密,从而製成高级皮革;7) 乳酸由于对镍具有独一无二的络合常数,常被用于镀镍工艺,它同时可作为电镀槽里的酸硷缓冲剂和稳定剂 。在微电子工业中,其独特的高纯度及低金属含量满足了半导体工业对高质量的要求,它作为一种安全的有机溶解剂可用于感光材料的清洗;8) 乳酸作为 pH 调节剂和合成剂可套用于各种水基涂层的粘合系统 。如:电积物的涂层 。乳酸产品沸点低,非常适用于为高固体涂层制定的安全溶解系统 。乳酸产品系列为生产具有良好流体性能的含高固形物的涂料提供了机会;9) 乳酸具有清洁去垢等作用,用于洗涤清洁产品比传统的有机除垢剂性能更佳,因此它可套用于众多除垢产品中 。如:厕所,浴室,咖啡机的清洁剂 。乳酸具有抗微生物性,当它与其他抗微生物剂如乙醇配合使用,可产生协同作用 。化妆品业1) 由于L-乳酸是皮肤固有天然保湿因子的一部分被广泛用作许多护肤品的滋润剂 。L-乳酸是最有效的一种 AHA 且刺激性甚微;2) 由于 L-乳酸天然存在于头髮中,作用是使头髮表面光泽亮丽,因此乳酸常作为各种护髮产品的 pH 调节剂;3) 乳酸可作为保湿剂用于各种浴洗用品中,如私处沐浴液,条状肥皂和润肤蜜 。在液体肥皂,香皂和香波中可作为 pH 调节剂 。此外,乳酸添加在条状肥皂中可减少储藏过程中水分的流失,因而防止肥皂的乾裂 。农业畜业1) 光学纯度高达 99% 以上的乳酸,在农药方面可用于生产缓释农药,例如除草剂,具有对农作物和土壤无毒无害且高效的特点;2) 乳酸聚合物用于生产农用薄膜,可用其取代塑胶地膜,能被细菌分解后让土壤吸收,利于环保;3) 乳酸还用于青饲料贮藏剂、牧草成熟剂; 4) 在猪禽饲料中作为生长促进剂 。乳酸可以降低胃内的 pH 值,起到活化消化酶、改善胺基酸消化能力的作用,并对肠道上皮的生长有好处 。小猪在断乳后的几个星期餵食含有酸化剂的饲料,其在断乳期间的体重可以增加 15%;5) 乳酸抑制微生物的生长 。哺乳期的小猪会染上由大肠桿菌和沙门氏菌引起的疾病,在饲料中加入乳酸能防止小猪下胃肠道中病原菌生长;6) 乳酸可以作为饲料的防腐剂并增进饲料、穀物和肉类加工产品副产品的微生物稳定剂;7) 在家禽和小猪的饮用水中加入乳酸,可以有效地抑制病原菌的生长,动物体重增加速度提高 。毒性防护 纯品无毒 。其盐类只要不是重金属盐也无毒 。对大鼠经口LD50为3730mg/kg 。网路语言相对于蛋疼而言,为表达相同的意思,一般理解为“无聊,悠闲” 。女网友可以使用“乳酸”一词,以避免出现“你有蛋吗”一类的质疑 。人与乳酸对于人的身体来说,乳酸是疲劳物质之一,是身体在保持体温和肌体运动而产生热量过程中产生的废弃物 。我们身体生存所需要的能量大部分来自于糖分 。血液按照需要把葡萄糖送至各个器官燃烧,产生热量 。这一过程中会产生水、二氧化碳和丙酮酸,丙酮酸和氢结合后生成乳酸 。如果身体的能量代谢能正常进行,不会产生堆积,将被血液带至肝脏,进一步分解为水和二氧化碳,产生热量,疲劳就消除了 。如果运动过于剧烈或持久,或者身体分解乳酸所必需的维生素和矿物质不足,那幺体内的乳酸来不及被处理,造成乳酸的堆积 。乳酸过多将使呈弱硷性的体液呈酸性,影响细胞顺利吸收营养和氧气,削弱细胞的正常功能 。堆积乳酸的肌肉会发生收缩,从而挤压血管,使得血流不畅,结果造成肌肉酸痛、发冷、头痛、头重感等 。乳酸堆积在初期造成酸痛和倦怠,若长期置之不理,造成体质酸化,可能引起严重的疾病 。有些人用在假日睡懒觉来消除疲劳,这是无效的 。用化学药品也只能求得一时的缓解,而且有副作用 。正确的方法是用恰当的运动,尤其是舒展运动来放鬆肌肉,促进血液循环,选择均衡清淡的营养,尤其是富含维生素B族的食物,再加上高质量的睡眠,那将得到最好的效果 。研究新解在强烈运动的过程中人体需要大量能量 。这时人体内乳酸的生产比组织移走乳酸的速度高,组织内的乳酸浓度提高 。这个过程的意义在于重建糖酵解所需要的烟醯腺嘌呤二核苷酸(NAD)来保持三磷酸腺苷生产,并为运动提高源源不断的能量,该过程可以描述为:丙酮酸 + NADH +H+→ 乳酸 +NAD+不像一般错误的描述乳酸浓度的上升本身并不导致酸中毒,它也不是肌肉酸痛的原因 。在人体内乳酸无法释放质子,因此没有酸性 。对人体内糖酵解途径的分析证明这个过程不会导致酸中毒 。强烈运动时造成的酸中毒有另一个原因 。在三磷酸腺苷被分裂释放能量是它释放一个质子 。这些质子是导致酸中毒的原因 。在强烈运动时有氧新陈代谢无法保障三磷酸腺苷的生产,因此无氧新陈代谢开始 。这个过程可以产生大量三磷酸腺苷,这些三磷酸腺苷在分解时释放大量质子,降低组织内的pH值,造成酸中毒 。这是强烈运动过程中肌肉酸痛的众多原因之一 。有人认为通过强离子浓度梯度乳酸可以造成酸中毒,但是对这个过程的研究还非常不完善,因此它是否存在还不清楚 。