L乳酸D乳酸之欧阳法创编.docx
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L乳酸D乳酸之欧阳法创编
乳酸,学名为2-羟基丙酸。
分子中有一个不对称碳原子,具有旋光性,因此有L-乳酸与D-乳酸两种旋光异构体。
工业上生产乳酸的方法有发酵法和化学合成法。
目前国内外的L-乳酸主要用发酵法生产;化学合成法则生成外消旋乳酸,即DL-乳酸。
由于人体内只有代谢L-乳酸的酶,如果摄入过量D-乳酸,会引起代谢紊乱甚至酸中毒。
因此在食品工业中,或制造医药应用的乳酸酯及聚乳酸,则需要L-乳酸为原料。
目前国外最先进的生产工艺是由玉米等谷类为碳源,采用细菌发酵法生产L-乳酸。
而国内大都还采用米根霉发酵法,用淀粉为碳源,用碳酸钙等中和剂控制发酵液的pH值,然后用硫酸中和,产生大量硫酸钙沉淀,使工艺繁复,而且带入大量杂质和染菌,使产品纯度下降。
米根霉发酵是好氧发酵,能耗高,转化率仅80%。
有公司用一种厌氧菌发酵,加氢氧化铵控制发酵液pH值,采用膜分离技术与清液单罐细菌连续发酵耦合工艺生产L-乳酸,以玉米为碳源,用湿法工艺制糖液,发酵液经微滤除菌丝体后,用膜澄清,一般电渗析提,再经双极膜电渗析,最后用高真空蒸馏得到纯L-乳酸,光学纯度≥96%,转化率≥95%,提取收率≥90%,工艺简单,投资不高,能耗低,无废渣废水排放,成本约在每吨7500元。
乳酸在食品工业方面用作酸味剂、防腐剂和食品强化剂等,目前在世界乳酸总消费中,食品工业约占60%,其他主要用于医药工业和制造乳酸衍生物。
目前世界乳酸年产能力约为20万吨,实际消费量约为15万吨。
我国目前年生产能力约3~4万吨,产品纯度较低,生产成本较高,而预计2005年我国L-乳酸的需求将达到2万吨以上。
为适应国内外对乳酸的需求量逐年增长的形势,我们必须在产量和质量方面加快发展。
近年来,许多国家为解决“白色污染”问题,开发出由L-乳酸聚合得到的聚乳酸,这种聚合物有良好的生物相容性和可生物降解性,其降解的最终产物是二氧化碳和水,分解的中间产物乳酸对人体无害,因此在美国、日本和欧洲等国引起极为广泛兴趣,并已较大规模投产与投放市场。
目前聚乳酸已应用于包装业、医药工业和纺织业。
在纺织纤维方面的应用还存在一定限制。
应用于较广泛的是医药方面,尤其是L-聚乳酸对人体有高度安全性,并可被组织吸收。
近年来,已有各种商品投放市场,如手术缝合线、药物控释制剂和骨折内固定材料等。
不同用途,需要有不同性能的聚乳酸。
分子量是重要性能之一,如分子量在1.5×104~5.0×104,用做胶粘剂或缓释药物;5.0×104~10×104,可以制膜;12×104~22×104,适用于纺织纤维;用作骨固定材料,则需要在50万以上。
当然还要控制其热性能、分子量分布和纯度,有时必须控制一定比例的D-型与L-型的聚乳酸或共聚物。
另外,利用高纯度L-乳酸为原料,得到高光学纯度的丙交酯,经开环聚合可制得用作医药材料的聚乳酸。
发展前景如下:
乳酸(α-羟基-丙酸)广泛存在于人体、动物及微生物代谢之中,也存在于与人民生活密切相关的多种食品中。
乳酸分子存在两种光学对映体(D-乳酸和L-乳酸),其理化性能十分相近,只是旋光性相反,L-乳酸旋光为右旋,而D-乳酸旋光为左旋。
医学研究证明,人体只具有代谢L-乳酸的酶(L-乳酸脱氢酶);而D-乳酸进入人体后,由于不能代谢,使血尿酸度提高,过量的摄入就引起代谢紊乱等不良反应。
为此,世界卫生组织规定,成人每天摄入的D-乳酸量每公斤体重不得超过100毫克,并禁止在婴儿食品中添加D-乳酸,对L-乳酸无任何限制。
L-乳酸可用于食品、饮料、医药塑料、饲料、农药、日用化工、造纸及电子工业等领域。
在食品、饮料工业上,L-乳酸用作酸味剂、强化剂、防腐剂,是绝对安全的添加剂。
L-乳酸衍生物如L-乳酸钙、L-乳酸锌、L-乳酸亚铁是食品、饮料、保健品的强化剂,L-乳酸类乳酸乙酯是多种名酒的主香成分。
在医药工业中,L-乳酸及其衍生物(如L-乳酸钠)可与氯化钠、氨基酸等配伍,生产治疗高钾血症或酸中毒的大输液,L-乳酸还被用于罗弗沙星等药物的生产。
乳酸酯又是良好的有机溶剂,可用于生产醇酸树脂、油墨和涂料等化产品。
目前世界的材料、环保行业的明星是利用乳酸生产的新型聚酯材料—聚乳酸(PLA),该材料不仅具有良好的机械性能,使其能够胜任其他合成塑料的用途,而且具有良好的生物可降解性能,且因为其原料为可再生的生物资源,所以被产业界认定为新世纪最有发展前途的新型材料。
时间:
2021.03.09
创作:
欧阳法
乳酸有三种同分异构体:
DL—型、D—型和L—型。
L乳酸是乳酸的其中一种。
乳酸:
无氧糖酵解的终产物。
是由乳酸脱氢酶的作用使丙酮酸还原而生成
乳酸纯品为无色液体,工业品为无色到浅黄色液体。
无气味,具有吸湿性。
相对密度1.2060(25/4℃)。
熔点18℃。
沸点122℃(2kPa)。
折射率nD(20℃)1.4392。
能与水、乙醇、甘油混溶,不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。
在常压下加热分解,浓缩至50%时,部分变成乳酸酐,因此产品中常含有10%-15%的乳酸酐
表示是混旋的氨基酸(除甘氨酸外)都有旋光性。
L-表示左旋,D-表示右旋,DL-表示混旋
以乳酸为例,乳酸分子中有一个不对称的碳原子,即手性碳原子,具有旋光性。
左旋性的称为L-乳酸,右旋性的称为D-乳酸,外消旋的称为D,L-乳酸。
其中外消旋是指两种对映体的混合物。
结构示意图随便搜搜就有了,根据右手螺旋法则来判断是左旋还是右旋。
品名:
DL-乳酸
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分子式:
CH3CHOHCOOH分子量:
90.08无色至微黄色液体,广泛用于糖果、面包、啤酒饮料、果酒等食品行业。
时间:
2021.03.09
创作:
欧阳法