> Техника, страница 62 > Молочная кислота
Молочная кислота
Молочная кислота, оксипропио-новая, известна в двух изомерных формах: СН,(ОН) · СН2 · СООН — этилен молочная к-та и СН3-СН(ОН) · СООН—эти л и-денмолочная, или М. к. брожения. Последняя, как имеющая асимметрич. атом углерода, образует два стереоизомера: а- и /Ι-М. к:; хотя каждый из них м. б. получен в отдельности, однако чаще они встречаются в сочетании, давая оптически недеятельную, или рацемическую, М. к. Технич. значение имеет только этилиденмолочная к-та; в химически чистом виде она м. б. получена в виде кристаллов, уд. в 1,24, сильно гигро скопических, легко расплывающихся и плавящихся при 18°; t°Km. 122° (при 15 миллиметров рт. ст.); М. к. смешивается с водой и ом, мало растворима в эфире. М. к. легко теряет воду и превращается в л а к т и д (смотрите Лаптопы), имеющий t°njl. от 120 до 122°, а также, смотря по условиям, в ряд других веществ с более высоким мол. весом.
М. к. содержится в разнообразных пищевых продуктах: так, она присутствует в квасе (~ 0,6%); кислый вкус черного хлеба, сметаны, творога,простокваши зависит от содержания в этих продуктах М. к.; еще выше содержание М. к. в молочных продуктах целебного или диэтич. назначения (мечниковская простокваша, кумыс, кефир, айран), доходящее до 1%; в квашеной капусте, соленых огурцах, а также в силосованных кормах для скота М. к. является веществом, обусловливающим консервирование этих продуктов.
Промышленное получение М. к. основано на процессе молочнокислого брожения (способы получения М. к. чисто химич. путем, например действием щелочей на глюкозу, оказываются менее выгодными). Молочнокислые бактерии в подходящих условиях производят расщепление сахаров (глюкозы, мальтозы, тростникового сахара и прочие) на М. к. почти точно по ур-ию СвН1206= 2С3Н603 (смотрите Брожение). Исходным материалом служит сахаристое вещество (глюкоза, мальтоза) или крахмал, который должен быть подвергнут предварительному осахариванию (диастазом или кислотой). Для нормального хода брожения необходимо присутствие нек-рых питательных веществ, главн. обр. азотистых; поэтому в бродильные чаны прибавляют солод или другие богатые азотом вещества. В. Шапошниковым и А. Мантейфелем предложен метод получения М. к., к-рый сводится к брожению глюкозы или другого сахара в среде, содержащей СаС03и растворимые растительные белки тйпа глобулинов. Брожение ведется в высоких чанах, снабженных приспособлениями для обогрева и мешй для взмучивания мела. Заражение субстрата производится разводкой чистой культуры Bacillus acidificans longissimus, имеющей то преимущество, что эти бактерии развиваются и позволяют вести брожениие при 50—52°; эта ί° устраняет опасность заражения чанов другими микроорганизмами. За ходом брожения следят, учитывая ежедневно имеющийся налицо в чане сахар (титрованием, фелинговой жидкостью или иным способом). При нормальном ходе процесса в сутки сбраживается ок. 1,5% сахара; процесс считается законченным, когда остаются лишь следы сахара, что при исходном содержании в 13% происходит через 8—10 дней; предельная концентрация сахара определяется растворимостью получающегося из него (в присутствии мела) лактата кальция. Когда брожение закончено, чаны прогревают до 70—80° для умерщвления бактерий (осветление чана) и проведения более полной нейтрализации
к-ты, после пего жидкости дают отстояться и сливают ее с осадка в кристаллизационные чаны, где она при остывании превращается в сплошную белую массу кристаллов, отделяемых от маточного раствора на центрифуге. Получающийся так. обр. молочнокислый кальций непосредственно или после перекристаллизации растворяют в возможно меньшем количестве горячей воды и разлагают осторожным прибавлением серной к-ты, прибавляемой при постоянном помешивании в количестве достаточном, чтобы связать весь кальций лактата в виде CaS04. После отфильтровывания CaS04 на фильтр-прессе жидкость упаривают в вакууме при умеренном нагревании до нужной концентрации. Полученная описанным образом техническая (~ 50%-ная) М. к. имеет светлокоричневую окраску, от которой она м. б. освобождена осторожным прибавлением таннина с последующим осветлением углем. Для получения более чистого продукта необходимо вести брожение в присутствии окиси цинка (вместо мела), так как лактат цинка значительно лучше очищается перекристаллизацией. Разложение молочнокислого цинка производится в горячем растворе сероводородом. Окончательная очистка М. к. (освобождение от следов цинка) производится в этом случае перегонкой М. к. в вакууме.
В технике М. к. находит широкое применение: в текстильной промышленности (как сама кислота, так и сурьмяная соль ее—лактат антимонила) при крашении и отделке тканей и шерсти, а также в кожевенном деле (потребляющем до 90% всей М. к.)—для декальцинирования и бучения кож. В свободном виде М. к. применяется в медицине для прижиганий (в гинекологии). Кроме того можно указать на весьма важное лекарственное значение различных солей М. к., из которых особенно большим распространением пользуется молочнокислое железо (Ferrum laeticum). В последнее время М. к. начинает применяться для замены более дорогих лимонной и винной к-т в пищевых продуктах. Промышленность Западной Европы с успехом пользуется М. к. при изготовлении кондитерских изделий, пива, лимонадов, фруктовых вод, экстрактов и эссенций.
Промышленное значение имеют также и производные М. к.—ее соли (т. наз. лактаты) и эфиры. Этиловый эфир М. к., СН3-СН(ОН)-СООС2Н6, получается нагреванием М. к. до 160° в закрытом сосуде с голем или пропусканием паров голя в М.к., нагретую до 170—180°;прим( няется для очистки сырой М. к.; в ситцепечатании этиллактат служит растворителем нигрозина и индулина, в лаковом производстве—растворителем для нитроцеллюлозы. Метиловый эфир М.к., СН3-СН(ОН)-СООСН3, служит растворителем ацетилцеллюлозы.
Лактаты металлов имеют большое применение в технике. Лактат натрия, NaC3H503, густая бесцветная или желтоватая жидкость, легко растворимая в воде и е, применяется в медицине как снотворное и как заменитель глицерина в технике под названием перглицерина. Лактат калия, КС3Н503, под названием перкаглицерина также служит заменителем глицерина. Лактаты магния, кальция, железа, цинка и висмута применяются в медицине; лактат Са—также в хлебопечении (вместо кре-мортартара). Антимонлактат (сурьмы), Sb0(C3H503)2, в соединении с таннином применяется в крашении и печатании в качестве протравы в виде препарата аитимонина (смотрите). Лактаты титановой кислоты, отвечающие по составу (приблизительно) формулам Ti02(C3He03)(C3H503)3Me3 и ТЮ2(С3Н503)4Ме4, служат протравой при крашении кожи.
Лит.: Шапошников В. и Манте и ф е л ь. А., К физиологии Bacillus acidificans longissimus. (В. Deibriicki) в связи с возможностью использования его для промышл. молочной кислоты, «Труды Научного хим.-фармац. ин-та», М., 1923, вып. 7; и х ж е, Об одном усовершенствовании предложенного нами метода получения молочной кислоты, там же, 1927, вып. 18; llenneberg W., Handb. d. oamngsbak-terinlogie. 2 Aufl., В. 1, 2, B., 1926. В. Шапошников.
Новейшие методы получения М. к. Мировое производство М. к. непрерывно растет: главными производителями ее являются США (с 1889 года), Германия и Англия. Сырьем для получения М. к. служат патока, крахмальный сахар, инвертированный тростниковый сахар и нек-рые виды колониальных орехов. В продажу М. к. поступает к виде сиропов или растворов разной концентрации (от 15 до 90%) и различной степени очистки; техническая темная и светлая, очищенная темная и светлая, химически чистая (для пищевой промышленности) и т. д. Техническая М. к. (22—44%-ная) имеет уд. в 1,07—1,15 и должна содержать не более 4% ангидрида.
Тщательное химич. исследование продажной М. к., получаемой по методу брожения, показало, что этот продукт является очень сложной смесью, содержащей кроме· собственно М. к. еще ряд продуктов ее дегидратации, а также различные минеральные загрязнения; так, при анализе концентрированной «чистой» М. к. (т. наз. «90—100%-ной») в ней было установлено присутствие следующих веществ:
а) М. к. брожения,
СН3-СН(ОН)-СООН, в количестве от 39,6 до 59,0%;
б) лактилмолочная кислота,
СН3 · СН(ОН) · СО · О · СН(СНз) · соон, дилактилмолочная кислота,
СН3 СН(ОН) · СО · 0*СН(СН3)·С0*0*СН(СНз)·С00Н,
и высшие полилактилмолочные кислоты (общее содержание: 30,9—56,8%);
в) димолочная кислота,
сн3-сн-соон
>0
СН3 · СН · СООН;
г) молочный ангидрид,
[СНз · СН(ОН) · СО]20 (1—4%);
д) л а к т и д,
СО · О · СН · СНз
I I
СНз · СН · О · СО
(0,14%); е) вода (3,5—10,4%); ж) органич. примеси (глюкоза, декстрины); з) минеральные соли (Fe, Са, Mg). О методах определения самой М. к. и ее производных в рыночном продукте см. С1]. Для открытия М. к. в пищевых продуктах может служить реак-
цияс раствором KCNS (15%-ным): оранжевая или красная окраска, не исчезающая от прибавления Hgfl2 [2]. Для качественной характеристики М. к. служит ее соль с хинином, имеющая 1°пл_ 165°.
Новые заграничные патенты по получению М. к. вводят некоторые усовершенствования в технику бродильного процесса. Имеются например предложения активировать жизнедеятельность бактерий (и препятствовать возникновению маслянокислого брожения) путем продувания в жидкость воздуха или кислорода, применяя периодич. нейтрали--зацию образующейся М. к. малыми порциями мела или извести и т. д. Интересным является также предложение готовить М. к. из несбраживаемых пентоз — отбросов при получении а из осахаренной древесины (составляющих от 35 до 65% общей массы получаемого сахара); эти пентозы сбраживаются вновь открытым видом бактерий при температуре 27° и дают смесь уксусной ;к-ты и М. к. [3]. Для концентрирования растворов М. к. рекомендуются вакуум-аппараты с медной, бронзовой или свинцовой внутренней обкладкой. Для очистки и осветления технической М. к. кроме угля предложена обработка азотной к-той (при 85—95°), силикагелем, кизельгуром и тому подобное. [4]. Наконец вместо выпаривания или перегонки в вакууме предложено извлечение М. к. подходящими растворителями [5].
Лит.: i) E d e г R. u. Kotter F., «Helvetica •chimica acta», Basel, 1926, В. 9, p. 557; 2) G e r m и t li F.,«I.Eng. Chem.», 1927, v.19, p.852; “)M arten E., -Sherrard E., Peterson W. a. Fred E., ibid, p. 1162; 4) φ. π. 582402/26; Г. Π. 446865/27; 5) Ан. Π. 290464/27W a g n e r A., Die Herstel-iung von Essigsaure, Garungessig, Buttersaure, Zitro-nensaure und Milcbsaure, B. 2, Wien—Leipzig, 1926;×а Й к и π M. И., «ЖХП», 1927, т. 4, р. 908; «Chemical and Metallurgical Engineering», New York, 1.926, v. 33, p. 423. В. Янновский.