食品グレードの乳酸は、食品、飲料、医薬品、および毎日の化学物質に広く使用されている有機酸であり、厳しい純度と安全基準（たとえば、重金属≤0.001％、ヒ素塩が0.0001％以下）を必要とします。主流の生産方法は、再生可能資源を使用し、環境の持続可能性と経済効率を組み合わせた微生物発酵です。コアプロセスは、以下でステージごとに分析されます。
I.原料の前処理と糖化
- 原材料の選択と治療
- 一次原材料：コーン澱粉（最高割合）、スクロース、ホエイ、セルロース。
- 前処理プロセス：
- 原材料（コーン/キャッサバ）を粉砕し、4：1の比率で水と混ぜます。
- ゼラチン化のためにアミラーゼ（10ユニット/g乾燥材料）を追加し、砂糖に澱粉を加水分解します。
- 滅菌要件：汚染物質を不活性化し、発酵効率を高めるために、90〜95°Cで5〜10分間熱処理します。
- 均質化
- ゼラチン化された液体は、流動性と発酵均一性を最適化するために、15〜20 MPaの圧力で65〜70°Cで均質化されます。
ii。微生物発酵プロセス
- ひずみ選択と接種
- 支配的な株：
- ホモラクティック発酵細菌：Lactobacillus delbrueckii - 砂糖変換率は90％> 90％、DL-乳酸を生成します。
- 遺伝的に操作された株：組換え酵母（ピルビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子 +乳酸デヒドロゲナーゼ遺伝子挿入を含む）、L（ +）またはD（ - ） - 光純粋な乳酸酸、低pHに耐性を直接産生します（pH = 3）。
- 接種容積：発酵スープ量の2.5〜3％、9：1のひずみとゼラチン化された材料比。
- 発酵制御
- 温度とpHの調節：
- 従来のプロセス：50±1°Cでの発酵では、乳酸を中和するために連続CACO₃を添加する必要があります（pH 5–6を維持）。
- 組換え酵母プロセス：40〜45°CおよびpH = 3での発酵により、中和を排除し、浄化を簡素化します。
- サイクルと出力：40〜45時間、乳酸濃度は100〜130 g/Lに達します。
iii。分離および精製技術
- 前処理：不純物の除去
- 従来のプロセスの欠陥：
マルチステップ手順（加熱→降水→蒸発→結晶化→洗浄）が必要で、低収量と高い汚染で7〜10日かかります。 - 現代の改善 - フロクチョンセダメント方法：
- メイラード反応：マグネシウム塩触媒を加えて、残留糖/タンパク質をコロイド茶色の錯体に変換します。
- 感作された凝集：pHをアルカリ性に調整し、凝集剤を加えて、吸着不純物（脂肪、顔料など）を吸着させるコロイドを形成します。
- 沈降分離：ポリマー沈降剤（例えば、ポリアクリルアミド）は、固液分離のための電荷を中和します。
- 利点：単一の原子炉で6〜8時間以内に完了し、収率が30％以上増加しました。
- 洗練された浄化
- イオン交換：金属イオンの除去（例えば、ca²⁺、mg²⁺）。
- 濃度とろ過：真空蒸発→二重分解→二次濃度→吸引ろ過。
- 製品標準：80％以上の食品グレードの乳酸酸濃度は、塩化物、硫酸塩、および炭化可能な物質試験を通過する必要があります。
結論
食品グレードの乳酸生成は、高エネルギーの多段階の従来のプロセス（結晶化など）から効率的な緑の統合技術（凝集沈降、組換え酵母発酵）に移行しています。将来のブレークスルーは、食品添加物と生分解性プラスチックのデュアル市場需要を満たすために、ひずみ性能の最適化（酸抵抗、光学純度など）と精製コスト制御にあります。
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