Axit lactic

Article

May 25, 2022

Axit lactic là một axit hữu cơ. Nó có công thức phân tử CH3CH (OH) COOH. Nó có màu trắng ở trạng thái rắn và nó có thể trộn lẫn với nước. Khi ở trạng thái hòa tan, nó tạo thành một dung dịch không màu. Sản xuất bao gồm cả tổng hợp nhân tạo cũng như các nguồn tự nhiên. Axit lactic là một axit alpha-hydroxy (AHA) do sự hiện diện của một nhóm hydroxyl liền kề với nhóm cacboxyl. Nó được sử dụng như một chất trung gian tổng hợp trong nhiều ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ và trong các ngành công nghiệp sinh hóa khác nhau. Cơ sở liên hợp của axit lactic được gọi là lactate. Trong dung dịch, nó có thể ion hóa bằng cách mất một proton để tạo ra ion lactat CH3CH (OH) CO-2. So với axit axetic, pKa của nó nhỏ hơn 1 đơn vị, có nghĩa là axit lactic có tính axit gấp 10 lần axit axetic. Tính axit cao hơn này là kết quả của liên kết hydro nội phân tử giữa α-hydroxyl và nhóm cacboxylat. Axit lactic là bất đối xứng, bao gồm hai đồng phân đối quang. Một loại được gọi là axit L-lactic, (S)-axitlactic, hoặc (+) - axit lactic, và loại còn lại, hình ảnh phản chiếu của nó, là axit D-lactic, (R)-axitlactic, hoặc (-) - axit lactic. Hỗn hợp của cả hai với lượng bằng nhau được gọi là axit DL-lactic, hoặc axit lactic raxemic. Axit lactic có tính hút ẩm. Axit DL-Lactic có thể trộn lẫn với nước và với etanol trên điểm nóng chảy của nó, khoảng 16 đến 18 ° C. D-Axit lactic và axit L-lactic có nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Axit lactic được tạo ra từ quá trình lên men sữa thường là raxemic, mặc dù một số loài vi khuẩn chỉ tạo ra axit D-lactic duy nhất. Mặt khác, axit lactic được tạo ra từ quá trình hô hấp kỵ khí trong cơ động vật có đồng phân đối ảnh (L) và đôi khi được gọi là axit "mỉa mai", từ tiếng Hy Lạp "sarx" cho thịt. Ở động vật, L-lactate liên tục được sản xuất từ ​​pyruvate thông qua enzyme lactate dehydrogenase (LDH) trong một quá trình lên men trong quá trình chuyển hóa và vận động bình thường. Nó không tăng nồng độ cho đến khi tốc độ sản xuất lactate vượt quá tốc độ loại bỏ lactate, điều này bị chi phối bởi một số yếu tố, bao gồm chất vận chuyển monocarboxylate, nồng độ và đồng dạng của LDH, và khả năng oxy hóa của mô. Nồng độ lactate trong máu thường là 1–2 mM khi nghỉ, nhưng có thể tăng lên hơn 20 mM khi gắng sức mạnh và cao tới 25 mM sau đó. Ngoài các vai trò sinh học khác, axit L-lactic là chất chủ vận nội sinh chính của thụ thể axit hydroxycarboxylic 1 (HCA1), là thụ thể liên kết với protein G (GPCR). Trong công nghiệp, quá trình lên men axit lactic được thực hiện. bởi vi khuẩn axit lactic, chúng chuyển đổi các carbohydrate đơn giản như glucose, sucrose hoặc galactose thành axit lactic. Những vi khuẩn này cũng có thể phát triển trong miệng; axit mà chúng tạo ra là nguyên nhân gây ra sâu răng được gọi là sâu răng. Trong y học, lactate là một trong những thành phần chính của dung dịch Ringer được cho sữa và dung dịch Hartmann. Các chất lỏng tiêm tĩnh mạch này bao gồm các cation natri và kali cùng với các anion lactat và clorua trong dung dịch với nước cất, thường ở nồng độ đẳng trương với máu người. Nó thường được sử dụng nhất để phục hồi chất lỏng sau khi mất máu do chấn thương, phẫu thuật hoặc bỏng.

Lịch sử

Nhà hóa học Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele là người đầu tiên phân lập được axit lactic vào năm 1780 từ sữa chua. Cái tên phản ánh hình thức kết hợp lact- có nguồn gốc từ tiếng Latinh lac, có nghĩa là sữa. Năm 1808, Jöns Jacob Berzelius phát hiện ra rằng axit lactic (thực chất là L-lactate) cũng được tạo ra trong cơ bắp khi gắng sức. Cấu trúc của nó được thành lập bởi Johannes Wislicenus vào năm 1873. Năm 1856, Louis Pasteur phát hiện ra vai trò của Lactobacillus trong quá trình tổng hợp axit lactic. Con đường này đã được sử dụng thương mại bởi hiệu thuốc Đức Boehringer Ingelheim vào năm 1895. Năm 2006, sản lượng axit lactic toàn cầu đạt 275.000 tấn với mức tăng trưởng trung bình hàng năm là 10%.

Sản xuất

Axit lactic được sản xuất trong công nghiệp bằng cách lên men vi khuẩn của cacbohydrat, hoặc bằng cách tổng hợp hóa học từ acetaldehyde. Năm 2009, lac