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Qu'est-ce que l'acide lactique et l'histoire de l'acide lactique？
Dès 1780, le chimiste suédois Sheele découvrit l'acide lactique à partir des déchets de lait ; la production d'acide lactique par fermentation est issue de la fermentation naturelle de Boutron et Fremy en 1941 ; la production industrielle d'acide lactique par fermentation pure a été lancée par Charles E. Avery en 1881. et une production industrielle à grande échelle d’acide L-lactique a été créée au début des années 1990. En 1982, la production mondiale d'acide lactique était de 24 000 à 28 000 tonnes, qui est passée à 30 000 tonnes en 1989, dont 50 à 60 % étaient produits par fermentation, principalement de l'acide lactique de type DL et du lactate de calcium. Ces dernières années, dans le cadre d'études visant à éliminer la « pollution blanche » des produits en plastique, des pays du monde entier ont découvert que les films plastiques fabriqués à partir de polymère d'acide L-lactique sont 100 % biodégradables. Compte tenu des effets nocifs de l’acide D-lactique sur le corps humain, l’Organisation mondiale de la santé préconise l’utilisation de l’acide L-lactique et non l’utilisation de l’acide DL-lactique dans les domaines alimentaire et médical. Par conséquent, il y a eu un développement révolutionnaire dans la production d’acide L-lactique. Les Pays-Bas, le Brésil, l'Espagne, les États-Unis et le Japon ont successivement agrandi et construit des usines d'acide L-lactique à grande échelle, en particulier aux États-Unis. On estime que la production mondiale actuelle d'acide lactique atteint 100 000 tonnes/an, tandis que la capacité de production des États-Unis est d'environ 45 000 tonnes/an.
AEstally Company était à l'origine la seule usine de production d'acide lactique aux États-Unis, avec une production annuelle d'environ 7 300 tonnes. En 1995, l'entreprise a annoncé qu'elle construirait une autre usine d'acide lactique, qui serait mise en service en avril 1997. ADM affirme avoir doublé sa production d'acide lactique sur la base de la production annuelle actuelle de 9 000 à 18 200 tonnes d'acide lactique. Selon les estimations des experts japonais compétents, la consommation mondiale d'acide L-lactique atteindra 3 millions de tonnes. Notre pays mène depuis longtemps de nombreux travaux de recherche sur les souches et les procédés de production d'acide lactique. En 1944, l'usine chimique de Chongqing Zhenyuan a fermenté Lactobacillus delbrueckii pour produire du lactate de calcium. À l'heure actuelle, il existe plus d'une douzaine d'usines de production d'acide lactique en Chine qui utilisent des préparations enzymatiques fongiques pour remplacer la saccharification traditionnelle de la levure furfurale pour la production industrielle d'acide DL-lactique et de lactate de calcium. Cependant, l'échelle est petite et le processus et l'équipement de production sont anciens, de sorte que le rendement est faible et le coût est élevé. La capacité de production actuelle est d'environ 10 000 tonnes/an.
Acide lactique et ses dérivés
L'acide lactique et ses dérivés sont largement utilisés dans l'alimentation (comme les boissons, le vin, les canettes, les confitures, les conserves, etc.), la médecine, l'industrie chimique, etc. comme agents acides, conservateurs et fortifiants. Dans l'industrie alimentaire, l'acide lactique est très populaire parmi les utilisateurs car il a une acidité sensorielle et un goût aigre pur plus forts que l'acide citrique, et ne nécessite pas de filtration lorsqu'il est utilisé. S'il est utilisé en conjonction avec de l'acide citrique, de l'acide malique, etc., il donnera à la nourriture un goût aigre plus riche et plus doux. Utilisé dans les produits de boulangerie, il peut prolonger la durée de conservation et améliorer la qualité. Les dérivés de l'acide lactique (tels que le lactate de calcium, le lactate de zinc et le lactate ferreux) ne sont pas seulement des fortifiants pour les aliments, les boissons et les produits de santé, mais aussi des médicaments pour le traitement de certaines carences en éléments métalliques. De plus, le lactate de sodium est une matière première importante pour les perfusions à grande échelle destinées à traiter l’acidose. Les esters de l'acide lactique, tels que le lactate d'éthyle, sont des agents aromatisants extrêmement importants et constituent les principaux composants aromatiques de nombreuses liqueurs célèbres. Le lactate d'éthyle est indispensable pour aromatiser les liqueurs. Le lactate de butyle est un excellent solvant utilisé dans la production de peinture.
L'acide lactique, en particulier l'acide L-lactique, en raison de sa droiture, est utilisé dans les domaines ci-dessus, ce qui améliore considérablement la sécurité, est inoffensif pour les humains et les animaux et a un fort effet bactéricide. Son pouvoir bactéricide est celui de l'acide citrique et de l'acide tartrique. , plusieurs fois celle de l'acide succinique. Selon la littérature, l'ajout de 3 % d'acide citrique, d'acide tartrique et d'acide succinique à une solution sucrée à 10 % la fera rancir après 2 à 3 jours. Cependant, lorsque la même quantité d’acide lactique à 3 % a été ajoutée, aucune anomalie n’est apparue au bout d’un mois. Escherichia coli, les bactéries du choléra et les bactéries typhoïdes ont été ajoutées à une solution contenant 10 % de sucre. 0,1% d'acide lactique a été ajouté à la solution sucrée. Au bout de 3 heures, toutes ces bactéries sont mortes. C’est quelque chose avec lequel les autres acides organiques ne peuvent rivaliser. Par conséquent, l’acide lactique peut être directement utilisé comme désinfectant dans les salles d’opération, les services, les laboratoires, les ateliers et autres lieux. De plus, c’est la principale matière première pour la production de plastiques biodégradables qui éliminent la pollution blanche. Ce type de plastique peut être complètement dégradé dans la nature en dioxyde de carbone et en eau et ne nuira pas à l'environnement comme le polyéthylène, le polypropylène, le polystyrène et d'autres plastiques actuellement utilisés. Il est devenu une marchandise en Europe, en Amérique et au Japon et se développe rapidement. L'acide L-lactique est également la principale matière première pour la production d'herbicides à base d'acide phénoxypropionique hautement efficaces, peu toxiques et sûrs, qui ont été mis en production dans mon pays. En outre, des traités spéciaux peuvent être trouvés sur l'application de l'acide L-lactique dans les matériaux médicaux et les aliments spéciaux.
Qu'est-ce que l'acide lactique ?
L'acide lactique, également connu sous le nom d'acide lactique, est une substance produite par l'organisme principalement par la dégradation du glucose dans des conditions anaérobies, telles que la glycolyse anaérobie. La glycolyse anaérobie fait référence à la voie principale qui fournit de l'énergie aux cellules sous forme d'adénosine triphosphate (ATP) et de nicotinamide adénine dinucléotide (NADH). Les tissus qui produisent le plus d'acide lactique comprennent les cellules musculaires et les globules rouges, tandis que les tissus cérébraux, la peau et le tractus gastro-intestinal produisent moins d'acide lactique. L'acide lactique est ensuite libéré dans la circulation sanguine et métabolisé par le foie et les reins, qui peuvent être utilisés pour la gluconéogenèse. La gluconéogenèse fait référence à la synthèse de glucose et d'énergie à partir de substrats non glucidiques tels que l'acide lactique.
Le taux de lactate typique est généralement faible, inférieur à 2 mmol/L, allant de 0,5 à 1 mmol/L. Lorsque le taux de lactate atteint 2 à 4 mmol/L, une hyperlactatémie apparaît. Si le taux dépasse 4 mmol/L, on parle d’hyperlactatémie sévère. Des taux sériques élevés de lactate peuvent être un facteur de risque indiquant un mauvais pronostic.
Quel est l'effet de l'acide lactique ?
L'acide lactique est une molécule importante dans la respiration cellulaire, la production de glucose, la régulation de l'inflammation et la signalisation moléculaire. Dans des conditions anaérobies, le glucose (plus précisément le pyruvate) est converti en acide lactique pour générer de l’énergie pour les cellules. L'énergie peut également être générée dans les reins, où le lactate peut être oxydé pour produire de l'énergie et produire du CO2, qui consomme de l'oxygène mais produit de l'ATP. De plus, l'acide lactique peut être utilisé pour la gluconéogenèse, un processus qui se produit dans le foie et les reins et qui peut être converti en glucose en consommant de l'oxygène et de l'ATP. L'acide lactique a également des effets anti-inflammatoires et favorise la tolérance immunitaire. Il joue un rôle important en tant que molécule de signalisation dans la formation de la mémoire et la neuroprotection, la cicatrisation des plaies, les lésions des tissus ischémiques, la croissance du cancer et les métastases cancéreuses.
Acidose lactique et mesures de prévention et de traitement
L'acidose lactique est une maladie dyspeptique provoquée par une consommation excessive d'aliments céréaliers riches en glucides, qui provoque une fermentation anormale dans le rumen avec une formation importante d'acide lactique, réduisant ainsi l'activité de la communauté microbienne dans l'estomac. Cliniquement, elle se caractérise par une excitation mentale ou une dépression, une perte d'appétit et de motilité ruminale, une réduction du pH du suc gastrique et de la capacité de liaison du dioxyde de carbone plasmatique, ainsi qu'une déshydratation.
Les aliments céréaliers sont principalement riches en glucides, qui sont rapidement fermentés par Lactobacillus et Streptococcus amylolyticus dans le rumen pour former une grande quantité d'acide lactique. L'acide lactique peut réduire le péristaltisme du rumen, provoquant une stagnation des aliments en quelques heures et détruisant en même temps la communauté microbienne du rumen. L'acide lactique peut également augmenter la pression osmotique du rumen, provoquant la pénétration de fluides corporels dans le rumen depuis l'espace fluide extracellulaire via le système vasculaire, entraînant une déshydratation et une oligurie, une concentration sanguine et une diminution du pH urinaire. Lorsque la valeur du pH du liquide ruminal descend en dessous de 5, une seule fermentation d’acide lactique se produit, provoquant une augmentation soudaine et brutale de la concentration d’acide lactique. Lorsque la valeur du pH chute anormalement (en dessous de 4,0), les animaux semblent déprimés, la motilité du rumen s'arrête, l'appétit disparaît, le pouls augmente et la température corporelle augmente. À mesure que l’acidité du liquide ruminal augmente, les micro-organismes meurent et des amines toxiques (telles que l’histamine et la tyramine) apparaissent. Cela provoque une stagnation prolongée du contenu gastrique très acide dans le rumen, provoquant une inflammation et des saignements dans l'épithélium du rumen, entraînant une perte de villosités.
[Mesures de prévention et de traitement] Les principes sont de neutraliser l'acidité du contenu du rumen, de soulager la déshydratation et de renforcer le cœur. De plus, un traitement symptomatique est proposé.
Pour neutraliser l'acidité, vous pouvez utiliser de l'eau de chaux (1 kilogramme de chaux vive, ajouter 5 kilogrammes d'eau, bien mélanger et utiliser le surnageant) pour laver l'estomac jusqu'à ce que le suc gastrique devienne alcalin.
Pour soulager la déshydratation, une solution saline de glucose à 5 % ou une solution composée de chlorure de sodium peut être complétée, à raison de 8 000 à 10 000 ml pour les bovins et de 500 à 1 000 ml pour les ovins à chaque fois, à répartir en 2 injections intraveineuses. L'ajout d'agents cardiotoniques et de bicarbonate de sodium aux liquides de réhydratation est plus efficace. En fonction de l'évolution de l'état, des traitements symptomatiques peuvent être utilisés à tout moment. En cas de fourbure, injectez des antihistaminiques.
Les références
« Profil lactique ». Système de santé UC Davis, médecine du sport et performance sportive.
Wyss MT, Jolivet R, Buck A, Magistretti PJ, Weber B (mai 2011). "Preuve in vivo du lactate comme source d'énergie neuronale"(PDF).Le journal des neurosciences.
