Obținerea acidului lactic prin biotehnologii

Acidul lactic este un acid organic cu formula moleculara CH3CH(OH)COOH. Este alb in stare solida si este miscibil cu apa. In timp ce in stare lichida (stare dizolvata) este o solutie incolora.

Structura acidului lactic

Producerea acidului lactic prin fermentatie lactica

Fermentatia lactic este un process biologic in care glucidele precum glucoza, fructoza, lactoza si zaharoza sunt convertite in energie celulara, iar metabolitul rezultat este acidul lactic. Procesul de fermentare se caracterizeaza prin degradarea biologica a substratului (glucozei) de catre o populatie de microorganisme (biomasa) in metaboliti, cum ar fi etanolul, acidul citric si acidul lactic. Mai multe microorganisme si materii prime pot fi utilizate in productia de acid lactic.

Fermentatia lactica este efectuata de mai multe genuri diferite de bacterii, denumite colectiv bacterii lactice. In prezent, grupul bacteriilor lactice cuprinde 11 genuri: Carnobacterium, Enterococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Lactosphaera, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Vagococcus si Weissella. Lactobacilli sunt probabil cele mai importante in fermentatia lactica.

Pe baza produșilor finali ai metabolizarii glucozei, bacteriile lactice se numesc:

- Homofermentative (cum ar fi Lactobacillus casei si Lactobacillus lactis) - formeaza acid lactic ca unic produs

- Heterofermentative - formeaza cantitați egale de acid lactic, etanol, CO2

Fermentatia homolactica

In acest tip, glucoza este convertita in piruvat, care genereaza in continuare 2 molecule de acid lactic cu ajutorul enzimei lactat dehidrogenaza.

C6H12O6 - 2 CH3CH(OH)COOH

Fermentia heterolactica

Aceasta implica utilizarea piruvatului pentru producerea de acid lactic, etanol si dioxid de carbon ca subproduse, cu ajutorul enzimelor lactat dehidrogenaza si piruvat decarboxilaza.

C6H12O6 - CH3CH(OH)COOH + C2H5OH + CO2

Factori care afecteaza fermentatia

Mai multi factori intrinseci si extrinseci afecteaza intensitatea si tipul special de fermentare. Factorii intrinseci includ pH-ul, umiditatea, potentialul redox si continutul de nutrienti si compozitia alimentelor sau bauturilor. De exemplu, drojdiile cresc intr-o gama larga de pH-uri, desi un pH 4- 4.5 este favorizat, in timp ce bacteriile lactice vor creste la pH scazut ( pH=4) si prin productia de acid lactic, pH-ul poate fi redus in continuare.

Continutul de nutrienti si compozitia alimentelor influenteaza tipul special de fermentatie. In ciuda faptului ca culturile mixte sunt folosite pentru a produce aceste produse fermentate, exista, in general, o distinctie clara intre cele care sunt alcoolice si cele care sunt acru si substantial nealcoolice. Acest lucru este in primul rând ca urmare a faptului ca drojdiile toleraza niveluri mult mai ridicate de zaharuri decât bacteriile. Prin urmare, in conditii ridicate de zahar, fermentarea alcoolica este favorizata.