Kwas mlekowy z żywnością jest kwasem ekologicznym szeroko stosowanym w żywności, napojach, farmaceutycznych i codziennych chemikaliach, wymagających rygorystycznych standardów czystości i bezpieczeństwa (np. Metale ciężkie ≤0,001%, sole arsenu ≤0 0001%). Metodą produkcji głównego nurtu jest fermentacja drobnoustrojowa, która wykorzystuje zasoby odnawialne i łączy zrównoważony rozwój środowiska z efektywnością ekonomiczną. Podstawowy proces jest analizowany poniżej według etapu:
I. Wstępna obróbka surowca i sakariacja
- Wybór surowców i leczenie
- Pierwotne surowce : skrobia kukurydziana (najwyższy odsetek), sacharoza, serwatka, celuloza.
- Proces wstępnego obróbki :
- Zmień surowce (kukurydza/maniok), mieszaj z wodą w stosunku 4: 1.
- Dodaj amylazę (10 jednostek/g materiału suchego) do żelatynizacji, hydrolizując skrobię w cukrze.
- Wymagania dotyczące sterylizacji : obróbka cieplna w 90–95 ° C przez 5–10 minut w celu inaktywowania zanieczyszczeń i zwiększenia wydajności fermentacji.
- Homogenizacja
- Żelatynizowana ciecz jest homogenizowany w 65–70 ° C pod ciśnieniem 15–20 MPa w celu optymalizacji płynności i jednorodności fermentacji.
Ii. Proces fermentacji drobnoustrojów
- Wybór szczepu i zaszczepienie
- Dominujące szczepy :
- Homolaktyczne bakterie fermentacyjne : Lactobacillus delbrueckii-Szybkość konwersji SPRZEDAŻ> 90%, wytwarzając kwas DL-mlekowy.
- Genetycznie zmodyfikowane szczepy : rekombinowane drożdże (z nokautem genu dekarboksylazy pirogronianowej + wstawienie genu dehydrogenazy mleczanowej), bezpośrednio wytwarzające L ( +) lub D (-)-optyczny czysty kwas mlekowy, tolerancyjny do niskiego pH (pH = 3).
- Objętość zaszczepienia : 2,5–3% objętości bulionu fermentacyjnego, ze stosunkiem materiału odkształconego do generowania przy 9: 1.
- Kontrola fermentacji
- Regulacja temperatury i pH :
- Tradycyjny proces: fermentacja w 50 ± 1 ° C, wymaga ciągłego kako₃ dodatku do neutralizowania kwasu mlekowego (utrzymuj pH 5–6).
- Rekombinowany proces drożdży: fermentacja w 40–45 ° C i pH = 3, eliminując neutralizację i uproszczenie oczyszczania.
- Cykl i moc wyjściowa : 40–45 godzin, stężenie kwasu mlekowego osiąga 100–130 g/l.
Iii. Technologia separacji i oczyszczania
- Ograniczenie wstępne: usuwanie zanieczyszczeń
- Wady tradycyjnego procesu :
Wymaga wieloetapowych procedur (ogrzewanie → Opadu → Parowanie → Krystalizacja → Mycie), zajmując 7–10 dni przy niskiej wydajności i wysokim zanieczyszczeniu. - Współczesna poprawa-metoda sedymentacji flokulacji :
- Reakcja Maillard : Dodaj katalizator soli magnezu, aby przekształcić resztkowe cukry/białka w koloidalne brązowe kompleksy.
- Uczulone flokulacje : dostosuj pH do alkalicznego, dodaj flokulację, aby tworzyć koloidy adsorbujące zanieczyszczenia (np. Tłuszcze, pigmenty).
- Separacja sedymentacji : środki osadzające polimer (np., Poliakryloamid) zneutralizują ładunki do separacji stałej ciecz.
- Zalety : Ukończone w ciągu 6–8 godzin w jednym reaktorze, zwiększając wydajność o> 30%.
- Wyrafinowane oczyszczenie
- Wymiana jonów : usuwanie jonów metali (np. Ca²⁺, mg²⁺).
- Stężenie i filtracja : Parowanie próżniowe → Dwukrotnie rozkład → Wtórne stężenie → Filtracja ssąca.
- Standardy produktu : stężenie kwasu mlekowego z żywnością ≥80%, musi przejść testy chlorku, siarczanu i węgla.
Wniosek
Produkcja kwasu mlekowego z żywnością przechodzi od wysokoenergetycznych, wieloetapowych tradycyjnych procesów (np. Krystalizacja) do wydajnych, zintegrowanych technologii zielonych (sedymentacja flokulacji, rekombinowana fermentacja drożdży). Przyszłe przełamy leżą w optymalizacji wydajności szczepu (np. Oporność kwasu, czystość optyczna) i kontrola kosztów oczyszczania, aby zaspokoić podwójne zapotrzebowanie na dodatki żywności i tworzywa sztuczne biodegradowalne.
Kwasy mlekowe spożywcze, regulatory kwasowości, kwas mlekowy stopień pokarmowy, regulacje kwasowości pokarmowej kwas mlekowy, ciecz kwasu mlekowego, kwas L-mlekowy, Lake, kwas mlekowy proszkowy kwas mlekowy, proszek proszkowy kwas mlekowy, proszek mlekowy-kwas-kwas