Хотя при анаэробном дыхании на каждую молекулу глюкозы образуются всего две молекулы АТФ, а при аэробном - 38 молекул, зато в первом случае синтез АТФ идет в 2,5 раза быстрее (анаэробное дыхание дает пять молекул АТФ за тот же период времени, за который аэробное дает две). Анаэробное дыхание может, следовательно, быстро поставлять энергию. Источником глюкозы служит при этом запасенный в мышцах гликоген. Извлекаемой из него энергии хватает при максимальной мышечной активности на 90 с.

Все эти системы работают более эффективно при регулярной нагрузке .

Итак, мы видим, что системы фосфокреатина и анаэробного дыхания поставляют энергию быстро, но только в течение короткого времени. Аэробная система способна служить источником энергии неограниченно долго при достаточном количестве дыхательного субстрата. В таких видах спорта, которые рассчитаны на короткое и резкое усиление мышечной активности, например в беге на короткую дистанцию или в поднятии штанги, энергию поставляет главным образом система фосфокреатина. При беге на 200 м анаэробное дыхание может служить дополнительным источником энергии. При беге на 400 м оно поставляет уже большую часть энергии, а при таких играх, как теннис, сквош или футбол, практически вся энергия в момент предельного напряжения поступает от этой системы. Те виды спорта, в которых главное - выносливость, например марафон, бег трусцой или бег на лыжах по пересеченной местности, зависят почти целиком от аэробного дыхания.

По окончании мышечной работы потребление кислорода не сразу возвращается к уровню, характерному для состояния покоя (0,25 л/мин). В период восстановления человек продолжает еше некоторое время тяжело дышать. Потребляемое при этом количество кислорода и есть кислородная задолженность. Этот кислород используется:

1. Для пополнения запаса кислорода в организме, т. е. для восстановления его нормального уровня в легких, в тканевых жидкостях, миоглобине и гемоглобине.

2. Для регенерации фосфокреатина - по окончании мышечной работы креатин вновь присоединяет фосфат; энергию для этого поставляет аэробное дыхание.

3. Пополнение запаса кислорода в организме и регенерация фосфокреатина происходят быстро; об этом свидетельствует круто опускающаяся часть кривой, соответствующая первым минутам восстановления (рис. 9.10). Более медленное восстановление (пологая часть кривой) - это тот период, когда происходит удаление из мышц молочной кислоты, накопившейся при анаэробном дыхании. Молочная кислота поступает в кровь и переносится из мышц в печень, где она окисляется с образованием пировиноградной кислоты и восстановленного НАД. Часть этой пировиноградной кислоты направляется на обычный аэробный путь через цикл Креб-са и подвергается окислению, в результате чего образуется АТФ. Этот АТФ может затем использоваться для превращения остальной части пировиноградной кислоты (около 75%) снова в глюкозу путем процесса, который представляет собой обращенный гликолиз. В сердечной мышце при тяжелой нагрузке молочная кислота тоже может превращаться в пировиног-радную, окисляясь за счет НАД, и этот процесс служит здесь дополнительным источником энергии.

- Вернуться в оглавление раздела " "

Среди бодибилдеров (особенно начинающих), принято во всех проблемах обвинять молочную кислоту. Особенно это касается возникновения утомления во время тренировки, в нарушениях дыхания, в судорогах, в возникновении жжения в мышцах, в болях, которые возникают в мышцах на следующий день. Однако нет никаких научных подтверждений того, что кислота молочная как-то связана со всеми этими негативными последствиями, которые часто возникают в ходе выполнения упражнения. Если такая связь и существует – то она случайна.

Главный энергетический игрок

На самом деле в ходе упражнения главную роль в процессах выработки энергии организмом человека играет именно молочная кислота. Именно она обеспечивает энергией организм, помогает использовать для выработки энергии пищевые углеводы, способствует ускорению заживления ран, и в процессах производства гликогена и глюкозы в печени кислота молочная играет главную роль. А это для проведения успешной тренировки критически важно! Молочная кислота фактически защищает спортсмена от всех возникающих стрессовых ситуаций.

Однако, как у любого процесса в организме, кроме несомненных плюсов существуют и минусы. Молочная кислота после выработки распадается на ионы водорода и ионы лактата. Ионы водорода являются кислотной составляющей молочной кислоты. Большинство ученых считают, что именно ионы водорода производят в нервах и мышцах изменение электрических сигналов, после чего происходит изменение энергетических реакция и ослабляются мышечные сокращения. Вполне возможно, что то самое знакомое всем бодибилдерам жжение в мышцах происходит именно из-за того, что в мышечной ткани накапливается большое количество ионов водорода. А утомление может инициировать избыточное накопление фосфатов и ионов калия. А молочная кислота на самом деле это накопление предотвращает.

В инициации утомление лактат обвиняют лишь ассоциативно. В ходе многочисленных экспериментов ученые выяснили, что при выполнении физических упражнений с высокой интенсивностью, в мышцах и крови человека накапливается большое количество молочной кислоты. Но организм спортсмена, в отличие от распространенного мнения, очень любит лактат. Ведь на самом деле это топливо, которое вступает в действие максимально быстро. Именно лактат мышцы и сердце предпочитают использовать во время выполнения упражнений. Даже в ходе упражнений, которые длятся несколько часов, лактат быстро и стабильно снабжает энергией систему.

Лактат является не врагом, а другом всех спортсменов. И когда вы о молочной кислоте узнаете больше, то картина окажется совершенно иной. Бодибилдер может использовать всю мощь молочной кислоты, чтобы дать своему организму намного большее количество энергии. Вам не будет знакомо такое слово, как переутомление. Ведь на самом деле от молочной кислоты пользы намного больше, чем вреда.

Молочная кислота не является молочным продуктом

Молочная кислота образуется в организме в результате расщепления глюкозы. Глюкоза, иногда называемая кровяным сахаром, является главным источником углеводов. Для нервной системы и мозга человека – это критически важный вид топлива. Для мышц во время выполнения упражнений глюкоза также важна. Клетки ткани расщепляют глюкозу и получают аденозин трифосфат (АТФ), который является источником энергии для большинства химических реакций, протекающих в человеческом организме. Именно от количества АТФ зависит, какое количество времени ваши мышцы способны работать полноценно.

Процесс формирования в организме молочной кислоты происходит без участия кислорода, поэтому этот процесс еще называется анаэробным метаболизмом. Производство АТФ, связанное с лактатом, невелико, но происходит в исключительно высоком темпе, что позволяет говорить о нем, как идеальном для покрытия нужд организма спортсмена в энергии. Особенно когда работает организм с интенсивностью 65% от максимума.

Всякий раз, когда организмом производится расщепление углеводов с целью получения энергии, производится молочная кислота. Чем быстрее организм расщепляет глюкозу и гликоген, тем больше образовывается молочной кислоты. Жиры организм использует в качестве топлива только тогда, когда находится либо в состоянии полного покоя, либо когда бодибилдер работает с субмаксимальными весами. Когда же упражнения выполняются с интенсивностью 65% (а практически все тренировочные программы рассчитаны именно на такую интенсивность), то организм в основном перерабатывает углеводы. Чем больше спортсмен с пищей потребляет углеводов, тем больше в его организме образуется молочной кислоты.

Как молочная кислота участвует в метаболизме

Организм человека использует кислоту молочную как химических посредник при переработке пищевых углеводов. Углеводы в желудке расщепляются и попадают в кровоток, и в виде глюкозы попадают в печень человека. Но основное количество глюкозы в печень не попадает. Проходя путь по большому кругу кровообращения, глюкоза попадает в мышечную ткань, где превращается в молочную кислоту. Затем она вновь попадает в кровоток и перемещается в печень, которая использует кислоту молочную в качестве сырья при формировании гликогена. Таким непрямым путем гликогена производится больше, чем прямым путем. Когда глюкоза кровью доставляется в печень. Это говорит о том, насколько важна молочная кислота в метаболизме углеводов.

Многие волокна, главным образом мышечные, молочную кислоту производят и используют постоянно. Уровень кислоты в крови реально отражает баланс между производством кислоты и ее потреблением. Если ее уровень вырос, то это совершенно не говорит о том, что в организме усилился синтез молочной кислоты. Просто уменьшился ее расход в мышечной ткани и вывод ее из крови.

Количество молочной кислоты, получаемой в результате синтеза, равняется количеству углеводов, которые расщепляет организм для получения энергии. Сколько бы углеводов не было спортсменом использовано, большая их часть превратится в лактат, который затем будет использован в качестве топлива или транспортирован в другие ткани организма. Если бодибилдер выполняет упражнения с высокой интенсивностью, то производство молочной кислоты ускорится. Поскольку организм атлета не может полностью использовать все полученное количество молочной кислоты, то он ее «запасает» в крови и мышечной ткани. Однако если темп выполнения упражнений замедлится или тренировка вовсе прекратится, то уровень производства очень быстро сравняется с уровнем потребления. Поэтому тот бодибилдер кто научился управлять количеством молочной кислоты в собственном организме, никогда не будет испытывать проблем с энергией.

Быстрое топливо для упражнений, выполняемых с высокой интенсивностью

В ходе выполнения упражнений медленносокращающиеся мышечные волокна, сердце и дыхательные мышцы предпочитают в качестве топлива использовать лактат. Например, когда вырастает интенсивность упражнений, потребление лактата сердечной мышцей возрастает в несколько раз. А использование глюкозы увеличивается незначительно. Волокна сердечной мышцы не нуждаются в глюкозе – они используют лактат для моментального удовлетворения своих потребностей в энергии.

Молочная кислота является очень быстрым видом топлива, который спортсмены используют для повышения своей результативности. После того, как в желудок попали углеводы, в крови моментально повышается концентрация молочной кислоты и глюкозы. Молочную кислоту моментально из кровотока отбирают, поэтому ее высокая концентрация недолговременна. Глюкоза из крови конвертируется организмом в лактат, который можно снова использовать.

продолжение следует

Я часто задаю своим студентам - будущим спортивным врачам -вопрос по поводу того, что они думают о молочной кислоте. И их обычный ответ: "Ничего хорошего!" Они винят ее во всем - от боли и судорог в мышцах до утомления и травм. Ее рассматривают как побочный продукт, которого следует избегать любой ценой.

А знаете ли вы, - говорю я им, - что молочная кислота играет основную роль в процессе выработки энергии во время тренировок? И вовсе не является вредным побочным продуктом метаболизма. Она дает энергию, способствует усвоению углеводов и служит топливом для печени при производстве глюкозы и гликогена. Фактически, молочная кислота - это природное средство, призванное помочь нашему организму справляться со стрессовыми ситуациями". Но есть и обратная сторона медали. Когда организм производит молочную кислоту, он расщепляет ее на лактатный ион (лактат) и ион водорода. В молочной кислоте именно последний и является, собственно, кислотой. Он вмешивается в электролитические сигналы нервов и мышц, замедляет энергетические реакции и ослабляет мышечные сокращения. Именно им вызвано то жжение, которое вы чувствуете при интенсивных тренировках. Так что, если чувствуете утомление - вините в этом не что иное, как водородный ион.

Но, как правило, "за компанию" обвиняют и лактат. Хотя, в действительности, наш организм прекрасно относится к нему. Это чрезвычайно быстрое топливо для сердца и мышц. Лактат играет жизненно важную роль в обеспечении стабильного снабжения организма углеводами, даже во время физических нагрузок, длящихся много часов.

Лактат - друг всех тех, кто тренируется с отягощениями, друг футболистов, троеборцев, бегунов на длинные дистанции, пловцов и велосипедистов. Когда вы узнаете больше об этом веществе, все предстанет совершенно в ином свете. По достоинству оценив действие молочной кислоты, вы сможете повысить свой энергетический уровень и победить усталость!

Молочная кислота - это поистине "королевский" метаболит

Молочная кислота формируется при распаде глюкозы. Иногда называемая "кровяным сахаром", глюкоза является главным источником углеводов в нашем организме. Это основное топливо для мозга и нервной системы, так же как и для мышц во время физической нагрузки. Когда расщепляется глюкоза, клетки производят АТФ (аденозина трифосфат), который обеспечивает энергией большинство химических реакций в организме. Уровень АТФ определяет, как быстро и как долго наши мышцы смогут сокращаться при физической нагрузке.

Производство молочной кислоты не требует присутствия кислорода, поэтому этот процесс часто называют "анаэробным метаболизмом". Многие считают, что мышцы производят молочную кислоту, когда недополучают кислород из крови. Другими словами, вы находитесь в анаэробном состоянии. Однако, ученые утверждают, что молочная кислота образуется и в мышцах, получающих достаточно кислорода. Увеличение количества молочной кислоты в кровотоке свидетельствует лишь о том, что уровень ее поступления превышает уровень удаления. Кислород не играет здесь существенной роли.

Зависимое от лактата производство АТФ очень незначительно, но имеет большую скорость. Это обстоятельство делает идеальным его использование в качестве топлива, когда нагрузка превышает 50% от максимальной. При отдыхе и субмаксимальной нагрузке организм предпочитает расщеплять жиры для получения энергии. При нагрузках в 50% от максимума (порог интенсивности для большинства тренировочных программ) организм перестраивается на преимущественное потребление углеводов. Чем больше углеводов вы используете в качестве топлива, тем больше производство молочной кислоты.

Метаболический посредник

Организм использует молочную кислоту в качестве биохимического посредника при углеводном обмене. Углеводы усваиваются и циркулируют из кишечника в печень в основном в форме глюкозы. Однако, вместо того, чтобы поступить в печень для последующего превращения в гликоген, большая часть глюкозы из пищевых углеводов, минуя печень, поступает прямо в кровоток, достигает мышц и там превращается в молочную кислоту. Она, в свою очередь, поступает обратно в кровь, затем в печень, где используется для создания гликогена. Ваш организм образует большую часть своего печеночного гликогена не напрямую из глюкозы крови, а через образование молочной кислоты. Процесс этот ученые называют "парадоксом глюкозы".
Многие ткани, особенно скелетные мышцы, постоянно синтезируют и используют молочную кислоту. Уровень ее в крови отражает баланс между производством и потреблением.

Производство молочной кислоты пропорционально сумме углеводов, расщепленных для энергетических нужд в тканях. При употреблении углеводов довольно большая их часть превращается в лактат, который затем используется теми же тканями в качестве топлива или же переправляется посредством кровотока в другие ткани для энергетической цели. Быстрое использование углеводов в качестве топлива, как, например, во время интенсивной физической нагрузки, ускоряет производство молочной кислоты. Временно она начинает накапливаться в мышцах и крови, потому что не может быть использована в качестве горючего очень быстро. Если вы замедляете темп выполнения упражнений или вообще прекращаете занятие, уровень использования лактата вскоре выравнивается с уровнем его производства. Доктор Джордж Брукс (George Brooks), профессор факультета общей биологии Калифорнийского Университета, описал динамику производства и использования молочной кислоты в метаболическом процессе в своей так называемой "челночной теории лактата" ("Lactate Shuttle Theory"). Он показывает ведущую роль молочной кислоты в углеводном обмене и важность ее как топлива для метаболизма. В эксклюзивном интервью доктор Брукс сказал: "К молочной кислоте, в общем-то, относятся плохо. Но если бы атлеты смогли научиться контролировать этот химический процесс и использовать его, то смогли бы тренироваться жестче и дольше. Регулирование уровня молочной кислоты -это ключ к успеху в высокоинтенсивных видах спорта!"

Сердце , медленносокращающиеся мышечные волокна и дыхательные мышцы предпочитают использовать лактат в качестве горючего при физической нагрузке. В сердце, например, потребление ее значительно возрастает при увеличении нагрузки, а использование глюкозы остается неизменным.

Молочная кислота является очень "быстрым" топливом, что может помочь атлетам в повышении результативности. После приема высокоуглеводной пищи концентрация в крови как глюкозы, так и молочной кислоты, возрастает. Но уровень лактата поднимается незначительно, так как он удаляется достаточно быстро. Организм превращает глюкозу (которая движется в крови не так быстро) в лактат, таким образом она достигает цели быстрее. Использование молочной кислоты как "посредника" помогает избавиться от получаемых с пищей углеводов без подъема уровня инсулина и стимуляции синтеза жиров. Во время тренировки этот подъем вам не нужен, так как он понижает доступность углеводов, крайне необходимых для интенсивного обмена веществ.

Почему же молочная кислота так важна в регулировке метаболизма? Точного ответа пока нет, но существуют определенные физиологические причины. Молочная кислота, в отличие от глюкозы и других видов топлива, имеет меньший размер молекул, поэтому ей легче проходить из одной ткани в другую. Она проникает сквозь клеточные мембраны посредством мгновенного процесса, называемого "облегченным переносом" (facilitated transport). Для других видов топлива требуются более медленные транспортные системы - такие, как инсулин . Таким образом, лактат попадает быстрее и в больших количествах в клетки и кровоток. Мышечные клетки с большими запасами гликогена не могут высвободить значительные количества такого потенциального источника энергии, как глюкоза, потому что в них отсутствует ключевой энзим, ответственный за производство свободной глюкозы для ее высвобождения в кровь.

Молочная кислота и утомление

"Работайте до жжения!" - говорит ваш инструктор по аэробике. Вполне известный факт, что при интенсивной физической нагрузке молочная кислота вызывает жжение, ассоциируемое с мышечным утомлением. Вероятно, это так. Ионы водорода вмешиваются в процессы сокращения мышц и энергопроизводящие реакции.

Во время тренировки нервная система предохраняет сердце, мозг и мышцы от кислородной недостаточности. Уровень молочной кислоты в мышцах является для нее важным сигналом при распределении крови по телу. Когда система определяет, что кислородоснабжение где-то должно быть снижено, она сокращает там кровоток, чем вызывает утомление.

Однако, молочная кислота несет ответственность не за все типы утомления во время тренировок. При нагрузках, требующих большой выносливости, таких как марафонский бег или триатлон, ее уровень в крови не изменяется, несмотря на то, что производство увеличивается. Это происходит потому, что возможности организма по ее производству соответствуют его способности использовать ее в качестве топлива. В начале забега наблюдается значительное повышение уровня потребления мышцами глюкозы и расщепления гликогена. Это повышенный темп углеводного обмена вызывает увеличение производства молочной кислоты и повышение ее содержания в крови.

Как только кровь будет направлена в работающие мышцы, вы можете "переправить" лактат в другие ткани для выработки энергии. При этом ее уровень в мышцах и крови понизится, хотя организм продолжает производить ее в больших количествах. Часто в процессе забега или тренировки вы чувствуете внезапное облегчение. Это ощущение называют "вторым дыханием". Исследования показали, что во время физических упражнений уровень производства и удаления молочной кислоты на 300-600% больше, чем в состоянии покоя, даже если потребление кислорода стабилизировалось на субмаксимальном уровне.

Боль в мышцах и судороги

Молочная кислота не является причиной боли и судорог в мышцах. Боль, появляющаяся в мышцах на следующий день после тренировки, вызвана повреждением мышечных волокон и их воспалением. Судороги же вызываются мышечными рецепторами, которые перевозбуждены утомлением мышц. Многие атлеты используют массаж, горячие ванны и другие методы расслабления для удаления молочной кислоты из мышечных волокон с целью избавления от боли и судорог. Хотя такие методы имеют свои полезные стороны, избавление от молочной кислоты не является одной из них. Лактат используется мышцами в качестве топлива как во время тренировок, так при восстановлении, а не остается в них подобно переработанному моторному маслу.

Заставьте молочную кислоту работать на вас

Правильно составленная тренировочная программа , комбинирующая периоды высокоинтенсивных тренировок с тренировками на выносливость, может ускорить удаление молочной кислоты. К счастью, большинство тренировочных программ построены именно так. Ваш организм должен научиться быстро удалять лактат для последующих успешных выступлений на соревнованиях.

Уровень обмена молочной кислоты помогает вам бегать, плавать или ездить на велосипеде быстрее. Чтобы повысить способность организма использовать лактат в качестве горючего, необходимо увеличить уровень его содержания в мышцах во время тренировок. Тренировки с большим содержанием лактата в вашей системе стимулируют организм производить энзимы, ускоряющие его использование. Ряд исследований доказали важность содержания лактата в спортивных напитках. Атлеты учатся переносить это так называемое "жжение". Ученые называют это "привыканием". Винc Ломбарди (Vince Lombardi), бессмертный тренер команды "Greenbay Packers", однажды сказал: "Когда движение вызывает боль, боль вызывает движение". Будь он профессором физиологии, то его утверждение прозвучало бы так: "Когда уровень лактата в мышцах повышается, боль становится привычкой". Хорошо, что он был футбольным тренером.

При высокоинтенсивном интервальном тренинге сердечно-сосудистая система адаптируется, усиливая поставку кислорода в мышечные и другие ткани. Следовательно, вам придется расщеплять меньшее количество углеводов для получения молочной кислоты. Кроме того, лучшая циркуляция крови помогает ускорить ее доставку в ткани и удаление из кровотока.

Тренировки на выносливость вызывают мышечную адаптацию, что также ускоряет удаление молочной кислоты. Занятия бегом, плаванием или велосипедным спортом вызывают наибольшее развитие микроциркуляции и функциональной мощности митохондрий клеток скелетных мышц. С увеличением этой способности возрастает использование жирных кислот в качестве источника энергии и, таким образом, снижается формирование лактата. При увеличении функциональной способности мышечных митохондрий удаление молочной кислоты из организма тоже происходит быстрее.

Питание тоже играет немаловажную роль. Интенсивный и жесткий тренинг истощает запасы гликогена в мышцах и печени. Поэтому всем спортсменам, работающим на выносливость, необходима богатая углеводами диета.

Углеводы обеспечивают скорейшее получение глюкозы, поэтому атлет прекрасно себя чувствует и имеет источник быстрого получения энергии. Более того, глюкоза способствует восполнению запасов гликогена во время восстановительного периода. Когда уровень глюкозы в крови и гликогена в мышцах восстановлен, глюкоза становится источником формирования лактата, помогающего восполнить запасы гликогена в печени.

Молочная кислота СН3СНОНСООН образуется в результате анаэробного превращения углеводов молочнокислыми бактериями. Молочная кислота представляет собой органическую одноосновную оксикислоту. Гидроксильная группа этой кислоты может находиться в двух (а и B) положениях углеродной цепи. Поэтому различают два вида молочной кислоты: а-оксипропионовая СН3СНОНСООН и B-оксипропионовая СН2ОНСН2СООН. Промышленное значение имеет а-оксипропионовая кислота, продуцируемая в процессе молочнокислого брожения.

Молочная кислота находит широкое применение в химической, пищевой, фармацевтической промышленности. В СССР в промышленных условиях пищевую молочную кислоту получают методом глубинного культивирования с помощью бактерий Bacterium delbruckii (синоним Lactobacillus delbruckii), которые относятся к гомоферментативным термофильным бактериям с оптимумом развития 48-50 °С. Производственная ценность этих микроорганизмов заключается еще в том, что температурный максимум для их развития находится в интервале 54-56°С, а интенсивное кислотообразование обеспечивается при относительно высокой температуре - 50 °С. Такая температура создает элективные условия. Большинство микроорганизмов при этом не развиваются, так как указанные температуры находятся далеко за пределами оптимума и максимума для их развития. Производство молочной кислоты включает следующие основные технологические стадии: молочнокислое брожение, обработка сброженного раствора и фильтрование, расщепление лактата кальция, упаривание молочной кислоты.

Образование молочной кислоты из глюкозы при сбраживании гомоферментативными молочнокислыми бактериями происходит согласно уравнению

Суммарное уравнение превращения глюкозы в молочную кислоту с помощью ферментной системы молочнокислых бактерий можно представить в таком виде:

Расщепление глюкозы происходит по ФДФ-пути, бактерии имеет для этого все необходимые ферменты, включая альдолазу. Водород, отщепляющийся при дегидрировании триозофосфата, передается к пирувату. Схема биосинтеза молочной кислоты представлена ниже.

Другой вариант схемы молочнокислого брожения включает распад глюкозы до пировиноградной кислоты и восстановление пировиноградной кислоты до молочной

Молочная кислота - нестойкое химическое соединение, и в зависимости от условий производства и хранения она легко образует продукты дегидратации, называемые ангидридами молочной кислоты.

Кристаллы молочной кислоты при атмосферном давлении быстро плавятся с образованием бесцветной сиропообразной жидкости удельного веса 1,21 без запаха с резко кислым вкусом.

Молочнокислое брожение

Для производства молочной кислоты используют самые различные углеводы. В промышленности кислоту обычно получают из таких видов сырья, в которых содержатся глюкоза, сахароза и мальтоза. Таким сырьем может служить рафинадная патока, меласса, крахмал (кукурузный, картофельный), предварительно осахаренный солодом. Концентрация сахара в сбраживаемой среде в зависимости от вида сырья и условий брожения может колебаться от 5 до 18%. Для сбраживания сульфитных щелоков можно использовать молочнокислые бактерии вида L. plantarum. Они сбраживают гидролизаты, содержащие пентозы (ксилозу, арабинозу) с примерно одинаковым выходом уксусной и молочной кислот. Разделение этих образовавшихся кислот осуществляют способом отгонки из сброженных растворов.

В промышленных условиях молочную кислоту получают глубинным способом с помощью культуры L. delbruckii. В качестве основного сырья используют мелассу, сахарозу, гидролизаты крахмала. Концентрация сахара в среде составляет 5-20%, pH 6,3-6,5. Во время ферментации pH среды поддерживают при помощи мела, который добавляют 3-4 раза в сутки. Молочнокислое брожение проводят при строго постоянной температуре 50 °С. Снижение температуры до 46-48 °С вызывает резкое ослабление биохимической активности культуры и способствует развитию посторонней микрофлоры. Повышение температуры, например до 53-55 °С, также вызывает инактивацию культуры и замедление брожения.

Положительное влияние на молочнокислое брожение оказывают биологически активные вещества. С этой целью к питательной среде добавляют вытяжку из солодовых ростков. При нормальном брожении за сутки бактериями сбраживается 1-1,5% сахара, и весь цикл брожения заканчивается за 7-11 сут. При этом количество несброженного сахара составляет 0,5-0,7%, а концентрация лактата кальция - 10-15%.

Обработка сброженного раствора и фильтрование

Для отделения мела и коллоидов сброженный раствор нагревают до 80-90 °С, а затем обрабатывают гашеной известью до слабощелочной реакции и отстаивают в течение 3-5 ч. Для удаления грубой взвеси и твердых частиц декантируют отстоявшийся слой раствора лактата кальция. Раствор насосом перекачивают на фильтр-пресс. Фильтрацию проводят при температуре раствора лактата кальция 70-80°С через предварительно прогретый фильтр-пресс. Полученный фильтрат упаривают до концентрации 27-30 %, затем охлаждают до температуры 25-30 °С и выдерживают 36-48 ч в кристаллизаторе. Кристаллизация считается законченной, если в маточном: растворе остается не более 5-6% растворенного лактата кальция.

Расщепление лактата кальция

Промытый холодной водой лактат кальция отделяют на центрифуге и расплавляют. С целью предохранения лактата от обугливания расщепление лактата кальция серной кислотой с выделением свободной молочной кислоты проводят при 60-70 °С. Эта реакция проходит в соответствии с уравнением

Для отделения ионов железа полученную сырую молочную кислоту при температуре 65 °С обрабатывают желтой кровяной солью. В осадок выпадает берлинская лазурь. Тяжелые металлы и мышьяк осаждают сульфатом натрия и сернистым барием. С целью освобождения молочной кислоты от красящих веществ используют активный уголь. После обработки полученную смесь фильтруют, а осадок гипса промывают для извлечения оставшейся молочной кислоты.

Упаривание молочной кислоты

После расщепления кристаллического лактата кальция и последующей обработки получают сырую молочную кислоту 18-20%-ной концентрации, которую для достижения 40%-ной концентрации упаривают. Упаривание кислоты производят в вакуум-аппаратах при остаточном давлении 10-15 кПа и давлении пара 0,2 МПа. Упаренную до 40% молочную кислоту осветляют активным углем и обрабатывают желтой кровяной солью. После осветления молочной кислоты активный уголь отделяют на фильтр-прессе. Отфильтрованную 40%-ную молочную кислоту сливают в сборник готовой продукции, а из него подают на фасовку.

Для получения 70%-ной кислоты 40%-ную молочную кислоту вторично упаривают при большом разрежении в вакуум-аппаратах. 70%-ную молочную кислоту сливают в емкость, а затем подают на фильтр-пресс для окончательного фильтрования. Отфильтрованную кислоту сливают в сборник, откуда подают на розлив или на приготовление 70%-ной пастообразной кислоты, которую получают внесением в нее небольших количеств мела (4% к массе кислоты). При этом происходит частичное замещение ионов Н+ молочной кислоты ионом Са2+ и около 10% кислоты превращается в кристаллический лактат, который связывает молочную кислоту.