Kyselina mliečna

Používanie kyseliny mliečnej na konzerváciu potravín je známe už niekoľko storočí. Súčasné výskumy dávajú dávnym (zväčša empirickým) skúsenostiam vedecký a odborný základ, ktorý umožňuje cielené a širšie využitie organických kyselín. Organické kyseliny sú známe svojim antimikrobiálnymi účinkami na množstvo baktérií. Používanie organických kyselín v potravinárstve je ale obmedzené kvôli možným senzorickým zmenám potraviny a vplyvom na zdravotnú a hygienickú nezávadnosť. V potravinárskom priemysle preto našla najširšie uplatnenie kyselina mliečna. Kyselina mliečna (2-hydroxy-propánová) je veľmi slabá organická kyselina, s konštantou kyslosti pKa = 3,86. V koncentrovanom stave je tosvetložltá kvapalina, s hustotou 1,22 g.ml-3, neobmedzene rozpustná vo vode a v alkohole. Vzniká anaerobným odbúraním glukózy. Vyskytuje sa vo väčšom množstve aj v niektorých rastlinách, napr. v listoch maliny. Vzniká aj prirodzenou fermentáciou v mäse pri dobiehajúcom metabolizme, pôsobením vlastných enzýmov v mäse. Zdrojom pre vznik kyseliny mliečnej je glykogén, prirodzene prítomný v svalovine. Množstvo kyseliny mliečnej, ktorá sa tak vytvorí, závisí od koncentrácie glykogénu a teda od fyzického stavu jatočných zvierat.

Mechanizmus pôsobenia kyseliny mliečnej

Za najdôležitejšie mechanizmy inhibičného účinku kyseliny mliečnej sú považované dva: schopnosť prenikať bunkovou membránou v nedisociovanom stave do bunky, disociovať v bunkovom prostredí a tým znižovať intracelulárne pH a schopnosť znižovať aktivitu vody. Lipofilné molekuly kyseliny sú schopné voľne prenikať do bunky a disociovať vnútri bunky a znižovať tým pH. Pri vzniku nerovnováhy pH sa bunka snaží udržať konštantnú vnútornú hodnotu pH a snaží sa odstrániť uvoľnené vodíkové protóny. Snaha o zabránenie ďalšiemu prieniku protónov do bunky vedie k prasklinám v bunkovej stene a tým k prerušeniu napr. transportu aminokyselín. Udržanie konštantného pH stojí bunku veľa energie, ktorá jej potom chýba napr. k rastu a ďalším metabolickým aktivitám. Všeobecne sa dá konštatovať, že mikroorganizmy sú citlivejšie na pôsobenie organických kyselín ako anorganických. Kyseliny sa viažu na bunkovú membránu, porušujú jej permeabilitu, transport substrátu a blokujú množstvo enzymatických reakcií. Antimikrobiálnu aktivitu má predovšetkým nedisociovaná forma organických kyselín. Stupeň disociácie je výrazne ovplyvnený druhom organickej kyseliny a pH prostredia. Pri vyšších hodnotách pH je väčšina organickej kyseliny disociovaná a jej antimikrobiálny účinok je preto veľmi nízky. Preto je antimikrobiálny účinok organických kyselín vyšší pri nižšom ako neutrálnom pH. Na účinnosť kyselín pôsobia aj ostatné vplyvy, ako aw, pH, charakter substrátu, obsah tuku, povaha, počet a rezistencia mikroflóry, vlastnosti kyseliny a prostredia, teplota a prítomnosť kyslíka. Efektívnosť letálneho pôsobenia organických kyselín na mikroorganizmy je zvýšená hlavne aniónmi a niektorými katiónmi, ktoré uľahčujú pôsobenie organických kyselín.

Získavanie kyseliny mliečnej

Kyselinu mliečnu možno získať dvoma spôsobmi: Prirodzenou fermentáciou v mäse (mäsové fermentované výrobky) a umelou fermentáciou. V obidvoch prípadoch je potrebný zdroj sacharidov. V mäse prebieha dej tak, že z glykogénu sa postupne odštiepujú jednotlivé glukózové jednotky za súčasnej fosforylácie, čím vzniká glukózo-6-fosfát, ktorý cez ďalšie medziprodukty prechádza na kyselinu pyrohroznovú, ktorá po redukcii poskytuje kyselinu mliečnu. Umelá fermentácia vychádza z rovnakého komplexu reakcií, ale namiesto glykogénu je zdrojom sacharidov sacharóza. Pôsobením mliečnych baktérií sa vytvára kyselina L(+) mliečna. Aby vysoké koncentrácie veľmi neznižovali pH a nebránili tak činnosti baktérií, pridáva sa uhličitan vápenatý, ktorý vznikajúcu kyselinu viaže na mliečnan vápenatý. Po prefiltrovaní a odparení vody sa dá mliečnan použiť priamo alebo ho možno okyslením previesť na kyselinu mliečnu alebo ďalej na jej iné soli - mliečnany, ktoré potom môžu slúžiť ako aditívum pre rôzne účely. Najznámejším svetovým priemyselným výrobcom kyseliny mliečnej je holandská firma IFC Food, ktorej hlavný sortiment výrobkov na báze kyseliny mliečnej tvoria tieto výrobky: PURAC FFC 80 ........ 80% kyselina L(+) mliečna (lactic acid) PURASAL S/SP 60 ... 60% mliečnan sodný (sodium lactate) PURASAL LITE ....... 60% roztok zmesi mliečnanu sodného a draselného PURAC FRESH S .... 65% zmes kyseliny mliečnej a kyseliny octovej