กรดแลคติกเกรดอาหารเป็นกรดอินทรีย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหารเครื่องดื่มยาและสารเคมีทุกวันซึ่งต้องใช้มาตรฐานความบริสุทธิ์และความปลอดภัยที่เข้มงวด (เช่นโลหะหนัก≤0.001%, เกลือของสารหนู≤0.0001%) วิธีการผลิตกระแสหลักคือการหมักจุลินทรีย์ซึ่งใช้ทรัพยากรทดแทนและรวมความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมเข้ากับประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ กระบวนการหลักได้รับการวิเคราะห์ด้านล่างตามขั้นตอน:
I. การปรับสภาพวัตถุดิบและการทำให้เป็น saccharification
- การเลือกวัตถุดิบและการรักษา
- วัตถุดิบหลัก : แป้งข้าวโพด (สัดส่วนสูงสุด), ซูโครส, เวย์, เซลลูโลส
- กระบวนการปรับสภาพ :
- บดวัตถุดิบ (ข้าวโพด/มันสำปะหลัง) ผสมกับน้ำที่อัตราส่วน 4: 1
- เพิ่ม amylase (10 units/g วัสดุแห้ง) สำหรับการเจลาติน, แป้งไฮโดรไลซิ่งเป็นน้ำตาล
- ข้อกำหนดการทำหมัน : การรักษาด้วยความร้อนที่ 90–95 ° C เป็นเวลา 5-10 นาทีในการยับยั้งการปนเปื้อนและเพิ่มประสิทธิภาพการหมัก
- การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
- ของเหลวเจลาตินที่ถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่ 65–70 ° C ภายใต้ความดัน 15–20 MPa เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการไหลและการหมักสม่ำเสมอ
ii. กระบวนการหมักจุลินทรีย์
- การเลือกความเครียดและการฉีดวัคซีน
- สายพันธุ์ที่โดดเด่น :
- แบคทีเรียหมัก homolactic : Lactobacillus delbrueckii-อัตราการแปลงน้ำตาล> 90%, ผลิตกรด DL-lactic
- สายพันธุ์ที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม : ยีสต์ recombinant (ด้วยยีน pyruvate decarboxylase ที่น่าพิศวง + lactate dehydrogenase insertion), ผลิต L ( +) หรือ D (-)-กรดแลคติคบริสุทธิ์ออปติคอล, ทนต่อค่า pH ต่ำ (pH = 3)
- ปริมาณการฉีดวัคซีน : 2.5–3% ของปริมาตรน้ำซุปการหมักโดยมีอัตราส่วนวัสดุต่อสายพันธุ์ต่อสารเจลาตินที่ 9: 1
- การควบคุมการหมัก
- อุณหภูมิและการควบคุมค่า pH :
- กระบวนการดั้งเดิม: การหมักที่ 50 ± 1 ° C ต้องใช้ Caco on ต่อเนื่องเพื่อทำให้กรดแลคติกเป็นกลาง (รักษาค่า pH 5–6)
- กระบวนการยีสต์ Recombinant: การหมักที่ 40–45 ° C และ pH = 3, กำจัดการวางตัวเป็นกลางและทำให้การทำให้บริสุทธิ์ง่ายขึ้น
- รอบและเอาท์พุท : 40–45 ชั่วโมงความเข้มข้นของกรดแลคติกถึง 100–130 กรัม/ลิตร
iii. เทคโนโลยีการแยกและการทำให้บริสุทธิ์
- การปรับสภาพ: การกำจัดสิ่งเจือปน
- ข้อบกพร่องของกระบวนการดั้งเดิม :
ต้องใช้ขั้นตอนหลายขั้นตอน (ความร้อน→การตกตะกอน→การระเหย→การตกผลึก→การล้าง) ใช้เวลา 7-10 วันโดยให้ผลผลิตต่ำและมลพิษสูง - การปรับปรุงที่ทันสมัย-วิธีการตกตะกอนการตกตะกอน :
- ปฏิกิริยา Maillard : เพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาเกลือแมกนีเซียมเพื่อแปลงน้ำตาล/โปรตีนที่เหลือเป็นคอมเพล็กซ์สีน้ำตาลคอลลอยด์
- การตกตะกอนที่ไวต่อความรู้สึก : ปรับค่า pH เป็นอัลคาไลน์เพิ่มการตกตะกอนในรูปแบบคอลลอยด์ที่ดูดซับสิ่งสกปรก (เช่นไขมัน, เม็ดสี)
- การแยกการตกตะกอน : สารตั้งถิ่นฐานพอลิเมอร์ (เช่น polyacrylamide) เป็นกลางค่าใช้จ่ายสำหรับการแยกของเหลวของเหลว
- ข้อดี : เสร็จสิ้นภายใน 6-8 ชั่วโมงในเครื่องปฏิกรณ์เดียวเพิ่มผลผลิตขึ้น> 30%
- การทำให้บริสุทธิ์
- การแลกเปลี่ยนไอออน : การกำจัดไอออนโลหะ (เช่นCa²⁺, mg²⁺)
- ความเข้มข้นและการกรอง : การระเหยสูญญากาศ→การสลายตัวสองครั้ง→ความเข้มข้นทุติยภูมิ→การกรองการดูด
- มาตรฐานผลิตภัณฑ์ : ความเข้มข้นของกรดแลคติกเกรดอาหาร≥80%ต้องผ่านการทดสอบคลอไรด์คลอไรด์ซัลเฟตและสารคาร์บอน
บทสรุป
การผลิตกรดแลคติกเกรดอาหารกำลังเปลี่ยนจากกระบวนการผลิตพลังงานสูงแบบหลายขั้นตอน (เช่นการตกผลึก) เป็นเทคโนโลยีบูรณาการสีเขียวที่มีประสิทธิภาพ ความก้าวหน้าในอนาคตอยู่ในการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพความเครียด (เช่นความต้านทานกรดความบริสุทธิ์ทางแสง) และการควบคุมต้นทุนการทำให้บริสุทธิ์เพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดคู่สำหรับสารเติมแต่งอาหารและพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
กรดแลคติกเกรดอาหาร, เครื่องควบคุมความเป็นกรด, กรดแลคติกเกรดอาหาร, เครื่องควบคุมความเป็นกรดของอาหาร, กรดแลคติค, กรดแลคติคของเหลว, กรด L-lactic, l lactic, ผงกรดแลคติกเกรดอาหาร, ผงกรดแลคติค, แลคติค-กรด