Mjölkyra – En naturprodukt

Mjölksyra är en beståndsdel i sura mjölkprodukter samt jästa frukter och grönsaker. Det finns i varje form av organiserat liv. Många bakterier producerar mjölksyra, exempelvis; lactobacillus, bifidobacterium, stretococcus, pediococcus och leuconostoc. Mjölksyra har konsumerats av människor sedan förhistorisk tid.
Mjölksyra har många funktioner för människor och djur, de viktigaste är relaterade till energiförsörjning i muskelvävnad, exempelvis så uppskattas den metaboliska omsättningen av mjölksyra i vuxna män till ca 120-150 gram/dag.

Mjölksyran upptäcktes 1780 av den svenska kemisten Carl Wilhelm Scheele. Han isolerade mjölksyran från surmjölk som en oren brun sirap och gav den ett namn baserat på dess ursprung.

Den franska vetenskapsmannen Frémy producerade mjölksyra genom jäsning och detta gav upphov till den industriella produktionen 1881.

Idag framställs mjölksyra genom jäsning av socker och vatten eller genom en kemisk process. Kommersiellt säljs mjölksyra oftast som en vätska.

Ren och vattenfri, racemisk mjölksyra är ett vitt och fast kristallint ämne med låg smältpunkt.

Mjölksyra har två optiska former; L(+) och D(-). L(+)-mjölksyran är den biologiska isomeren som är naturligt förekommande människokroppen.

Mjölksyraproduktion

Mjölksyra kan produceras naturligt eller syntetiskt. Kommersiellt produceras mjölksyra naturligt genom jäsning av kolhydrater som glukos, sackaros eller laktos.

Man blandar kolhydraterna, vatten och kalk som fermenteras i en fermentator. På så sätt bildas kalciumlaktat. Gipset separerass från det råa kalciumlaktatet vilket ger en naturlig och rå mjölksyra. Denna råa mjölksyra renas och koncentreras så det slutligen blir L(+)-mjölksyra.

Mjölksyrans fysikaliska egenskaper

Mjölksyran är vattenlöslig och har en mild, sur smak.

Kemisk formel: C3H6O3

Kemiskt namn: (S)-2-hydroxi-propansyra

Molekylvikt: 90,08

Smältpunkt: 53 C/127 oF

Kokpunkt: > 200 C /390 oF

Löslighet i vatten (g/100 g H2O) blandbar

Dissociationskonstant, Ka 1,38 * 10 ^ -4

pKa 3,86

pH (0,1% lösning, 25 ° C) 2,9

pH (0,1 N lösning, 25 ° C) 2,4

Mjölksyra och laktat

Mjölksyra är en svag syra, vilket innebär att den endast delvis kan dissociera i vatten.

När mjölksyraestrar dissocierar i vatten blir resultatet jon-laktat och H+. Detta är en reversibel reaktion.

CH3CH (OH) CO2H H + + CH3CH (OH) CO2-Ka = 1,38 x 10-4

Beroende av pH-miljön blir svara syror, som mjölksyra, antingen närvarande i sin odissocierade form vid lågt pH eller i dissocierad form som jon i saltet vid högre pH. Det pH vid vilket 50% av syran dissocieras kallas pKa, som för mjölksyra är 3,86.

I fysiologiska förhållanden är pH oftast högre än pKa så huvuddelen av mjölksyran i kroppen dissocieras och finns således i kroppen som laktat. I den odissocierade (ojoniserade) formen kan substraten passera genom lipidmembran till skillnad från den dissocierade (joniserande) formen där de inte kan passera.

Mjölksyra i kroppen

Mjölksyra finns naturligt i människokroppen. Det bildas från glykogen genom muskelcellerna när syretillförseln inte räcker för att hjälpa energiproduktionen.

Det finns många missuppfattningar om mjölksyra och laktat i kroppen. Laktat har länge ansetts vara en källa till både trötthet under träning och stelheten samt träningsvärken efteråt. Idag vet man att det är precis tvärtom. Laktat är en viktig energikälla som används av musklerna under långvarig träning eftersom laktat som produceras i en muskel kan oxideras i en annan muskel. Så egentligen så hjälper både mjölksyra och laktat till att fördröja uppkomsten av trötthet under träning och de förbättrar även ens idrottsprestanda.

Mjölksyra och träning

Ansamling av mjölksyra, genererad från den anaeroba nedbrytning av glykogen, i musklerna sker endast under korta omgångar av högintensitetsträning och är ofta realterat till trötthet och träningsvärk. Eftersom laktat försvinner så snabbt från musklerna och blodet efter träning är det högst osannolikt att laktat är orsaken till eventuell träningsvärk. Det kan istället vara ackumuleringen av H+-joner under glykolysen som bidrar till trötthet under kortsiktig maximum träning.

Orala laktat kan förhala och förhindra tröttheten genom att öka kroppens buffertkapaciet och minska acidos.

Å andra sidan anses det att utarmning av muskelglykolgenk under uthållighetsträning orsakar trötthet. Under sådana förhållanden kan laktat vara en bra energikälla. Det har observerats att det laktatet som produceras i en muskel kan oxideras i en annan muskel. På grund av sitt insulinberoende skulle laktat kunna visas vara ett bra och lättillgänglig energisubstrat.

Bättre träningsprestanda är ofta relaterat till att laktat rensas från blodet. Ökning av laktatnivåerna i blodet under träning reduceras med acklimatisering. Därför kan laktattillskott vid träning bidra till att öka laktatrensningen i blodet och således förbättra prestandan.

Mjölksyra i livsmedel

Mjölksyra förekommer naturligt i många sortens livsmedel. Det bildas genom jäsning i produkter såsom ost, yoghurt, soja, surdeg, köttprodukter och inlagda grönsaker.

Mjölksyra används också i ett flera livsmedel som bageriprodukter, drycker, köttprodukter, sötsaker, mejeriprodukter, sallader, dressingar, färdiga måltider etc. Mjölksyra i livsmedelsprodukter fungerar vanligtvis som pH-reglerare eller som konserveringsmedel. Det kan även användas som smakämne.

Mjölksyra kan användas i kött, fågel och fisk i form av natrum- eller kaliumlaktat för att förlänga livsmedlens hållbarhet. Det används även för att kontrollera patogena bakterier för att på så sätt förbättra livsmedelssäkerheten. Mjölksyra används också för att förbättra vattnets bindingskapacitet i livsmedlen för att på så sätt minska natriumnivåerna i dem.

Tack vare sin milda smak används mjölksyra ofta som surhetsreglerande medel i drycker som läsk och fruktjuicer.

Inlagda grönsaker

Mjölksyra förhindrar effektivt förruttnelse av grönsaker så som oliver, gurka, lök osv om man konserverar dem i saltvatten.

Salladsdressingar

Mjölksyra kan också användas som konserveringsmedel i sallader och dressingar. Detta ger livsmedelsprodukterna mildare smak samt gör att de behåller mikrobiell stavilitet och säkerhet.

Konfektyr

Vid godistillverkning, tuggummitillverkning och annan konfektyr så ger mjölksyran en mild och syrlig smak. Mjölksyran ger också förbättrad kvalitet, minskad klibbighet och längre hållbarhet.

Mejeriprodukter

Den naturliga förekomsten av mjölksyra är i mejeriprodukter kombinerat med mjölksmaken och den goda antimikrobiella verkan i mjölksyran gör mjölksyra till en utmärkt försurningsingrediens för många mejeriprodukter.

Bakverk

Mjölksyra är en naturlig surdegssyra som ger brödet dess karakteristiska smak. Mjölksyran kan därför användas direkt för surgörande vid framställning av surdeg.

Smakämne

Mjölksyra används för att förbättra många aromatiska smaker. Dess naturliga förekomst i kött och mejeriprodukter gör mjölksyran till ett väldigt bra och naturligt smakförbättrande medel.

Mjölksyra i icke-livsmedel

Läkemedel

De primära funktionerna för farmaceutiska användningsområden är: pH-reglering, upptag av metaller, kiral intermediär och som en naturlig beståndsdel i läkemedel.

Biomaterial

Mjölksyra är en värdefull komponent i biomaterial. Det kan handla om resorberbara skruvar, suturer och medicintekniska produkter.

Rengöringsmedel

Mjölksyra är känt för sin avkalkande effekt och används därför i stor utsträckning i rengöringsmedel. Mjölksyra är dessutom ett naturligt anti-bakteriellt desinfektionsmedel.

Tekniska komponenter

Mjölksyra används i en mängd olika industriella processer där surhet krävs. Just mjölksyrans egenskaper erbjuder specifika fördelar vid tillverkning av skinn- och textilprodukter. Mjölksyra används även vid tillverkning av datorer och vid tillverkning av bilbeläggning.

Djurfoder

Mjölksyra är en vanligt förekommande fodertillsats. Mjölksyran har hälsofrämjande egenskaper som gör att djuren mår bättre och är piggare vilket är särskilt viktigt för boskap.

Biologiskt nedbrytbar plast

Mjölksyra är den huvudsakliga byggstenen för Poly-mjölksyra (PLA). PLA är biobaserade, biologiskt nedbrytbara polymer som kan användas för framställning av förnyelsebara och komposterbara plaster.