لاکتیک اسید

اسید لاکتیک که اسید شیر نیز نامیده می‌شود با هدف حفظ شرایط مطلوب برای میکروارگانیسم‌‌ها و ترکیبات حساس به اسید، به فرمولاسیون ماده غذایی اضافه می‌شود. اهمیت اسید لاکتیک در صنایع غذایی ظاهراً با فعالیت میکروبی برخی از میکروارگانیسم‌ها، به ویژه باکتری‌های اسید لاکتیک مرتبط است. در نتیجه، باکتری‌های تخمیری معمولاً در صنایع غذایی به‌عنوان استارتر کالچر برای پردازش صنعتی استفاده می‌شوند. از سوی دیگر، اسید لاکتیک را می‌توان به عنوان افزودنی غذایی در صنعت محصولات خوراکی بدون حضور باکتری اسید لاکتیک نیز استفاده کرد.

نام «لاکتیک اسید» به سه فرم متفاوت اطلاق می‌شود:

• L(+) یا (S)-لاکتیک اسید
• D(-) یا (R)-لاکتیک اسید.
• مخلوط تراسمیک این ایزومرها.

فرم مطلوب ترکیب اسید لاکتیک (دو ایزومر نوری و مخلوط تراسمی از آنها) به عنوان تنظیم کننده اسیدیته در محصولات غذایی به کار می‌رود. اسید لاکتیک را می‌توان در سایر زمینه‌ها نیز استفاده کرد.

لاکتیک اسید در محصولات غذایی

اسید لاکتیک در برخ محصولات غذایی به طور خواسته یا ناخواسته وجود دارد. یعنی در اثر تخمیر انجام شده توسط باکتری، اسید لاکتیک به ماده غذایی وارد شده است. در اینجا برخی از محصولات غذایی رایج که به طور طبیعی حاوی اسید لاکتیک هستند، آورده شده است: ترشی سبزیجات، کفیر، ماست، پنیر، میسو، کیمچی، کلم ترش، نان مخمر، ماءالشعیر
در برخی محصولا غذایی اسید لاکتیک به طور ارادی به فرمولاسیون ماده غذایی اضافه می‌شود. در اینجا برخی از غذاهایی که می‌توانند حاوی اسید لاکتیک به عنوان نگهدارنده باشند آورده شده است: سس سالاد، زیتون، پنیر، دسرهای یخ زده، نوشیدنی‌های گازدار مانند نوشابه

کاربرد اسید لاکتیک در صنایع غذایی

اسید لاکتیک با توجه به خاصیت تنظیم اسیدیته برای بهبود ثبات، طعم و عطر مواد غذایی به کار می‌رود. این اسید در برخی محصولات غذایی به عنوان نگهدارنده استفاده می‌شود. محصولات غذایی زیر از مواردی هستند که اسید لاکتیک برای برای آن‌ها نقش افزودنی دارد:

• پاستاها و نودل‌های خشک و محصولات مشابه
• ماکارونی بدون گلوتن و ماکارونی برای رژیم‌های کم پروتئین
• سبزیجات تازه
• جلبک دریایی
• آجیل و مغزها
• سبزیجات منجمد
• قارچ‌ها و محصولات قارچی خوراکی

کاربرد مشتقات اسید لاکتیک در صنایع غذایی

مهم‎ترین دسته از مشتقات اسید لاکتیک با پتانسیل کاربرد در محصولات غذایی مطمئناً گروه استرهای اسید لاکتیک و اسید چرب گلیسرول هستند. این گروه از استرهای چرب ممکن است در بسیاری از محصولات غذایی با سه هدف اصلی استفاده شوند:

• امولسیفیکاسیون
• جداسازی
• تثبیت

استرهای لاکتیک معمولا به عنوان امولسیون کننده و عوامل فعال سطحی استفاده می‌شوند. مونو و دی گلیسریدهای استری شده با اسید لاکتیک امولسیفایرهای قدرتمندی هستند. یک مثال خوب می تواند استئاریل-2-لاکتیلات باشد که از اسید استئاریک و محلول غیر قلیایی اسید لاکتیک به دست می‌آید. استرهای لاتیک در محصولات زیر به کار می‌روند:

• مایه پنیر
• خامه‌های استریل شده و UHT
• خامه‌های هم زده و خامه‌های کم‌چرب
• ماهی سرخ شده و محصولات دریایی از جمله نرم تنان، سخت پوستان و خارپوستان

ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی لاکتیک اسید

• فورمول شیمیایی: C₃H₆O₃
• جرم مولی: 90 گرم بر مول
• اسید آلی ضعیف
• مایعی با طعم اسیدی ملایم و بی بو و بی رنگ
• دمای ذوب: 17 درجه سانتیگراد
• دمای جوش: 122 درجه سانتگیراد

سنتز اسید لاکتیک

پس از کشف زیر گونه لاکتوباسیلوس توسط شیمی‌دان فرانسوی لویی پاستور در سال 1856، تولید انبوه اسید لاکتیک با استفاده از تخمیر، رونق گرفت. باکتری‌های لاکتوباسیلوس قادر به تولید اسید لاکتیک از کربوهیدرات‌هایی مانند گلوکز و لاکتوز هستند و حتی در سیستم گوارشی ما زندگی می‌کنند. تعداد محدودی از میکروارگانیسم‌های غیر اسید لاکتیک در مقایسه با باکتری اسید لاکتیک قادر به تولید مقادیر زیادی اسید لاکتیک از منابع کربن معمولی هستند. شناخته شده‌ترین این میکروارگانیسم‌ها Rhizopus oryzae است که برای تولید تجاری اسید لاکتیک استفاده شود زیرا می‌تواند چندین قند را تبدیل کند.

تولید صنعتی اسید لاکتیک

تخمیر یک فرآیند بیوشیمیایی است؛ طی تخمیر، مولکول‌های کربوهیدرات، به عنوان مثال گلوکز، بسته به نوع میکروارگانیسم درگیر در فرآیند تخمیر به انرژی، لاکتات و سایر محصولات جانبی تبدیل می‌شوند. دو فرآیند تخمیر اصلی توسط باکتری اسید لاکتیک انجام می‌شود:

• تخمیر همولاکتیک، مسیر متابلوبلیسم گلوکز (محصول غالب: اسید لاکتیک)
• تخمیر هترولاکتیک، مسیر متابولیسم پنتوز (محصول نهایی: مخلوط مانند اسید استیک، اتانول و دی اکسید کربن)

اسید لاکتیک به دست آمده با فیلتر کردن سولفات کلسیم جدا می‌شود. پس از آن، خالص سازی و استریفیکاسیون با متانول برای به دست آوردن متیل لاکتات که تحت هیدرولیز به اسید لاکتیک خالص تبدیل می‌شود، مورد نیاز است. تخمیر انواع مختلفی دارد: تخمیر حالت جامد، تخمیر غوطه ور، تخمیر هوازی، تخمیر بی هوازی.

فرآیند تولید را می‌توان به دو مرحله تقسیم کرد:

• تخمیر یک منبع کربوهیدرات به قصد تولید اسید لاکتیک
• پردازش مخلوط تخمیر برای به دست آوردن اسید لاکتیک خالص.

خواص سلامتی لاکتیک اسید

• تقویت دستگاه گوارش

بسیاری از انواع باکتری‌هایی که اسید لاکتیک تولید می‌کنند، از جمله لاکتوباسیلوس، پروبیوتیک در نظر گرفته می‌شوند. این باکتری‌های مفید از میکروبیوم روده سالم پشتیبانی می‌کنند و طیف گسترده‌ای از سایر مزایای سلامتی ارائه می‌دهند. با مصرف بیشتر غذاهای غنی از اسید لاکتیک، می‌توانید مصرف پروبیوتیک‌ها را افزایش دهید. در نتیجه، سلامت گوارش بهبود می‌یابد و حرکات منظم روده تقویت می‌شوند.

• افزایش جذب مواد مغذی

برخی تحقیقات نشان می‌دهد که اسید لاکتیک می‌واند جذب مواد مغذی خاصی را در بدن شما افزایش دهد. به عنوان مثال، یک مطالعه آزمایشگاهی انسانی نشان داد که خوردن سبزیجات تخمیر شده با اسید لاکتیک توانایی بدن برای جذب آهن را افزایش می‌دهد. آهن، یک ریز مغذی مهم است که در انتقال اکسیژن و تولید گلبول‌های قرمز سالم نقش دارد. بنابراین، خوردن غذاهای حاوی اسید لاکتیک همراه با غذاهای غنی از آهن می‌تواند به پیشگیری از کم خونی ناشی از فقر آهن کمک کند. مصرف اسید لاکتیک با چای سیاه، جذب فلاونوئیدها (که آنتی اکسیدان طبیعی هستند) را افزایش می‌دهد.

• عمل به عنوان آنتی اکسیدان

نتایج پژوهش‌ها نشان می‌دهد که باکتری‌های تولید کننده اسید لاکتیک می‌توانند فعالیت آنتی اکسیدانی داشته باشند. آنتی اکسیدان‌ها ترکیباتی هستند که به خنثی کردن مولکول‌های مضر به نام رادیکال های آزاد و کاهش التهاب کمک می‌کنند. آنها همچنین می‌توانند از بدن در برابر بسیاری از شرایط مزمن از جمله سرطان، دیابت و اختلالات عصبی مانند بیماری آلزایمر محافظت کنند.