Kuigi anaeroobne hingamine iga glükoosimolekuli kohta moodustub ainult kaks ATP molekuli ja aeroobse puhul - 38 molekuli, kuid esimesel juhul on ATP süntees 2,5 korda kiirem (anaeroobne hingamine toodab sama aja jooksul viis ATP molekuli, mille jaoks aeroobne hingamine tekitab kaks ). Anaeroobne hingamine võib seetõttu kiiresti energiat varustada. Lihastesse salvestatud glükogeen toimib glükoosiallikana. Sellest ammutatud energiast piisab maksimaalseks lihaste aktiivsuseks 90 sekundiks.

Kõik need süsteemid töötavad efektiivne tavalise koormuse korral.

Niisiis, me näeme, et süsteemid fosfokreatiini ja anaeroobne hingamine varustavad energiat kiiresti, kuid ainult lühikest aega. Aeroobne süsteem on piisava koguse hingamissubstraadiga võimeline toimima energiaallikana lõputult. Spordialadel, mis tuginevad lühiajalisele ja järsule lihasaktiivsuse tõusule, nagu sprint või kangi tõstmine, varustab energiat peamiselt fosfokreatiini süsteem. 200 meetri jooksmisel võib anaeroobne hingamine olla täiendav energiaallikas. 400 meetrit joostes annab see juba suurema osa energiast ning mängudes nagu tennis, squash või jalgpall tuleb peaaegu kogu energia maksimaalse pinge hetkel sellest süsteemist. Vastupidavusalad, nagu maratonid, jooksmine ja murdmaasuusatamine, sõltuvad peaaegu täielikult aeroobsest hingamisest.

Lõpus lihaste töö hapnikutarbimine ei naase kohe puhkeolekule iseloomulikule tasemele (0,25 l / min). Taastumisperioodil jätkab inimene mõnda aega tugevat hingamist. Tarbitud hapniku kogus on sel juhul hapnikuvõlg. Seda hapnikku kasutatakse:

1. Hapniku täiendamiseks kehas, st selle taastamiseks normaalne tase kopsudes, koevedelikes, müoglobiinis ja hemoglobiinis.

2. Fosfokreatiini regenereerimiseks- lihastöö lõppedes seob kreatiin uuesti fosfaadi; energiat selleks annab aeroobne hingamine.

3. Hapnikuvarude täiendamine organismis ja fosfokreatiini taastumine toimub kiiresti; sellest annab tunnistust kõvera järsult langev osa, mis vastab taastumise esimestele minutitele (joonis 9.10). Aeglasem taastumine (kõvera kaldus osa) on periood, mil anaeroobse hingamise käigus kogunenud piimhape eemaldatakse lihastest. Piimhape siseneb vereringesse ja transporditakse lihastest maksa, kus see oksüdeerub, moodustades püroviinamarihappe ja redutseerides NAD-i. Osa sellest püroviinamarihappest siseneb Krebsi tsükli kaudu normaalsele aeroobsele rajale ja oksüdeeritakse, moodustades ATP. Seda ATP-d saab seejärel kasutada ülejäänud püroviinamarihappe (umbes 75%) muutmiseks tagasi glükoosiks protsessis, mis on pöördglükolüüs. Südamelihases võib raske treeningu ajal ka piimhape muutuda püroviinamarihappeks, mida oksüdeerib NAD ja see protsess toimib siin täiendava energiaallikana.

- Naaske jaotise pealkirja " "

Kulturistide (eriti algajate) seas on tavaline, et kõigis probleemides süüdistatakse piimhapet. See kehtib eriti väsimuse esinemise korral treeningu ajal, hingamishäirete, krampide, põletustunde esinemise korral lihastes, valu, mis tekib lihastes järgmisel päeval. Selle kohta pole aga teaduslikke tõendeid piimhape kuidagi seotud kõigi nende negatiivsete tagajärgedega, mis treeningu ajal sageli ilmnevad. Kui selline seos on olemas, siis on see juhuslik.

Suur energiamängija

Tegelikult mängib treeningu ajal inimkeha energiatootmisprotsessides peamist rolli piimhape. Just see annab kehale energiat, aitab kasutada toidust saadavaid süsivesikuid energia tootmiseks, kiirendab haavade paranemist ning piimhappel on suur roll maksas glükogeeni ja glükoosi tootmisel. See on eduka treeningu jaoks ülioluline! Piimhape kaitseb sportlast tegelikult kõigi esilekerkivate stressiolukordade eest.

Kuid nagu iga kehas toimuva protsessi puhul, on lisaks vaieldamatutele eelistele ka puudusi. Piimhape laguneb pärast tootmist vesinikioonideks ja laktaadioonideks. Vesinikuioonid on piimhappe happeline komponent. Enamik teadlasi usub, et just vesinikuioonid tekitavad närvide ja lihaste elektrilistes signaalides muutuse, misjärel toimub energiareaktsioonide muutus ja lihaste kokkutõmbed nõrgenevad. Võimalik, et kõikidele kulturistidele tuttav põletustunne lihastes tekib just seetõttu, et lihaskoesse koguneb suur hulk vesinikioone. Ja väsimus võib käivitada liigse fosfaadi- ja kaaliumiioonide kogunemise. Ja piimhape takistab seda kogunemist.

Laktaati süüdistatakse väsimuse tekkes ainult assotsiatiivselt. Arvukate katsete käigus leidsid teadlased, et sooritades harjutus suure intensiivsusega koguneb inimese lihastesse ja verre suur hulk piimhapet. Kuid sportlase kehale, vastupidiselt levinud arvamusele, meeldib väga laktaat. Lõppude lõpuks on see kütus, mis hakkab tööle nii kiiresti kui võimalik. Just laktaati eelistavad lihased ja süda treeningu ajal kasutada. Isegi mitu tundi kestvate harjutuste ajal varustab laktaat kiiresti ja stabiilselt süsteemi energiaga.

Laktaat ei ole vaenlane, vaid kõigi sportlaste sõber. Ja kui piimhappe kohta rohkem teada saada, on pilt hoopis teine. Kulturist saab kasutada kogu piimhappe võimsust, et anda oma kehale palju rohkem energiat. Te ei tunne sellist sõna nagu ületöötamine. Lõppude lõpuks on piimhappe eelised palju suuremad kui kahju.

Piimhape ei ole piimatoode

Piimhape tekib organismis glükoosi lagunemise tulemusena. Glükoos, mida mõnikord nimetatakse ka veresuhkruks, on peamine süsivesikute allikas. Inimese närvisüsteemi ja aju jaoks on see kriitilise tähtsusega kütus. Lihaste jaoks treeningu ajal on glükoos samuti oluline. Koerakud lagundavad glükoosi ja toodavad adenosiintrifosfaati (ATP), mis on enamiku keemiliste reaktsioonide energiaallikas. Inimkeha. See sõltub ATP kogusest, kui kaua on teie lihased võimelised täielikult töötama.

Piimhappe moodustumise protsess organismis toimub ilma hapniku osaluseta, seetõttu nimetatakse seda protsessi ka anaeroobseks ainevahetuseks. Laktaadiga seotud ATP tootmine on väike, kuid toimub erakordselt suure kiirusega, mistõttu on see ideaalne sportlase keha energiavajaduste katmiseks. Eriti kui keha töötab intensiivsusega 65% maksimumist.

Kui keha lagundab energia saamiseks süsivesikuid, tekib piimhape. Mida kiiremini organism glükoosi ja glükogeeni lagundab, seda rohkem tekib piimhapet. Keha kasutab rasvu kütusena ainult siis, kui ta on täielikult puhkamas või kui kulturist töötab submaksimaalsete raskustega. Kui harjutusi tehakse 65% intensiivsusega (ja peaaegu kõik treeningprogrammid on just sellise intensiivsusega loodud), siis keha töötleb peamiselt süsivesikuid. Mida rohkem tarbib sportlane koos toiduga süsivesikuid, seda rohkem tekib tema organismis piimhapet.

Kuidas piimhape osaleb ainevahetuses

Inimkeha kasutab piimhapet toidust saadavate süsivesikute töötlemisel keemilise vaheühendina. Maos olevad süsivesikud lagunevad ja sisenevad vereringesse ning glükoosi kujul inimese maksa. Kuid peamine glükoosi kogus ei sisene maksa. Mööda rada kõndides suur ring vereringet, glükoos siseneb lihaskoesse, kus see muundatakse piimhappeks. Seejärel siseneb see uuesti vereringesse ja liigub maksa, mis kasutab piimhapet glükogeeni moodustamisel toorainena. See kaudne tee toodab rohkem glükogeeni kui otsene tee. Kui veresuhkur toimetatakse maksa. See näitab, kui oluline on piimhape süsivesikute ainevahetuses.

Paljud kiud, peamiselt lihaskiud, toodavad ja kasutavad pidevalt piimhapet. Happe tase veres peegeldab tõesti tasakaalu happe tootmise ja tarbimise vahel. Kui selle tase on tõusnud, ei tähenda see sugugi, et piimhappe süntees on organismis suurenenud. See lihtsalt vähendas selle tarbimist lihaskoes ja selle eemaldamist verest.

Sünteesi tulemusena tekkiva piimhappe hulk võrdub süsivesikute hulgaga, mille organism energia saamiseks lagundab. Olenemata sellest, kui palju süsivesikuid sportlane kasutab, muutub enamik neist laktaadiks, mida seejärel kasutatakse kütusena või transporditakse teistesse kehakudedesse. Kui kulturist treenib suure intensiivsusega, siis piimhappe tootmine kiireneb. Kuna sportlase organism ei suuda kogu saadud piimhappe kogust täielikult ära kasutada, siis "salvestab" selle verre ja lihaskoesse. Kui aga treeningute tempo aeglustub või treening üldse peatub, võrdsustub tootmise tase väga kiiresti tarbimise tasemega. Seetõttu ei teki kulturistil, kes on õppinud oma kehas piimhappe kogust juhtima, kunagi probleeme energiaga.

Kiire kütus kõrge intensiivsusega treeninguteks

Treeningu ajal eelistavad aeglased lihaskiud, süda ja hingamislihased kütusena kasutada laktaati. Näiteks kui treeningu intensiivsus suureneb, suureneb laktaadi tarbimine südamelihase poolt mitu korda. Ja glükoosi tarbimine suureneb veidi. Südamelihaskiud ei vaja glükoosi – nad kasutavad laktaati oma energiavajaduse koheseks rahuldamiseks.

Piimhape on väga kiire kütus, mida sportlased kasutavad oma soorituse parandamiseks. Pärast süsivesikute makku sattumist tõuseb piimhappe ja glükoosi kontsentratsioon veres koheselt. Piimhape eemaldatakse koheselt vereringest, nii et see kõrge kontsentratsioon lühiajaline. Vere glükoosisisaldus muudetakse kehas laktaadiks, mida saab uuesti kasutada.

jätkub

Esitan oma õpilastele – tulevastele spordiarstidele – sageli küsimuse, mida nad piimhappest arvavad. Ja nende tavaline vastus: "Ei midagi head!" Nad süüdistavad teda kõiges alates valust ja lihaskrampidest kuni väsimuse ja vigastusteni. Seda peetakse kõrvalsaaduseks, mida tuleb iga hinna eest vältida.

Kas teadsite, ma ütlen neile, et piimhape mängib treeningu ajal energiatootmises suurt rolli? Ja see pole üldsegi ainevahetuse kahjulik kõrvalsaadus. See annab energiat, soodustab süsivesikute imendumist ja toimib maksa kütusena glükoosi ja glükogeeni tootmiseks. Tegelikult on piimhape looduslik vahend, mille eesmärk on aidata meie kehal stressiolukordadega toime tulla. "Kuid mündil on ka varjukülg. Kui keha toodab piimhapet, lagundab see selle laktaadiooniks (laktaadiks) ja vesinikioon. Piimhappes on see viimane ja on tegelikult hape. See häirib närvide ja lihaste elektrolüütilisi signaale, aeglustab energiareaktsioone ja nõrgestab lihaste kontraktsioone. Just see põhjustab põletustunnet, mida tunnete intensiivsel ajal Kui tunnete end väsinuna, ärge süüdistage selles midagi muud, näiteks vesinikiooni.

Aga reeglina süüdistatakse firmas ka laktaati. Kuigi tegelikult on meie kehaga sellega kõik korras. See on ülikiire kütus südamele ja lihastele. Laktaat mängib olulist rolli keha stabiilse süsivesikute varustatuse tagamisel isegi pikkade füüsiliste aktiivsustundide ajal.

Lactate on kõigi raskustega treenijate sõber, jalgpallurite, triatleetide, pikamaajooksjate, ujujate ja jalgratturite sõber. Kui sa selle aine kohta rohkem teada saad, paistab kõik hoopis teises valguses. Piimhappe toimet hinnates saate tõsta oma energiataset ja võita väsimust!

Piimhape on tõeliselt "kuninglik" metaboliit

Piimhape tekib glükoosi lagunemisel. Mõnikord nimetatakse seda "veresuhkruks", glükoos on meie keha peamine süsivesikute allikas. See on peamine kütus ajule ja närvisüsteemile, aga ka lihastele treeningu ajal. Glükoosi lagundamisel toodavad rakud ATP-d (adenosiintrifosfaati), mis annab energiat enamiku keemiliste reaktsioonide jaoks organismis. ATP tase määrab, kui kiiresti ja kui kaua meie lihased millal kokku tõmbuvad kehaline aktiivsus.

Piimhappe tootmine ei nõua hapniku olemasolu, mistõttu seda protsessi nimetatakse sageli "anaeroobseks metabolismiks". Paljud inimesed usuvad, et lihased toodavad piimhapet, kui nad ei saa verest piisavalt hapnikku. Teisisõnu, olete anaeroobses olekus. Teadlased väidavad aga, et piimhapet tekib ka lihastes, mis saavad piisavalt hapnikku. Piimhappe sisalduse suurenemine vereringes näitab ainult seda, et selle tarbimise tase ületab eemaldamise taseme. Hapnik ei mängi siin olulist rolli.

Laktaadist sõltuv ATP tootmine on väga väike, kuid selle määr on kõrge. See asjaolu muudab selle ideaalseks kasutamiseks kütusena, kui koormus ületab 50% maksimumist. Puhkuse ja submaksimaalse treeningu ajal eelistab keha energia saamiseks rasvu lagundada. Koormustel 50% maksimumist (enamiku treeningprogrammide intensiivsuse lävi) ehitatakse keha ümber eelistatud süsivesikute tarbimisele. Mida rohkem süsivesikuid kütusena kasutate, seda rohkem tekib piimhapet.

metaboolne vahendaja

Organism kasutab piimhapet süsivesikute ainevahetuse biokeemilise sõnumikandjana. Süsivesikud seeditakse ja ringlevad soolestikust maksa peamiselt glükoosi kujul. Kuid selle asemel, et minna maksa glükogeeniks muundamiseks, läheb suurem osa toidus sisalduvatest süsivesikutest saadavast glükoosist maksast mööda ja läheb otse vereringesse, jõuab lihastesse ja seal muundatakse piimhappeks. See omakorda läheb tagasi verre, seejärel maksa, kus seda kasutatakse glükogeeni tootmiseks. Teie keha ei moodusta suuremat osa maksa glükogeenist otse vere glükoosist, vaid piimhappe moodustumise kaudu. Teadlased nimetavad seda protsessi "glükoosi paradoksiks".
Paljud koed, eriti skeletilihased, sünteesivad ja kasutavad pidevalt piimhapet. Selle veretase peegeldab tasakaalu tootmise ja tarbimise vahel.

Piimhappe tootmine on võrdeline kudedes energiavajaduseks lõhustatud süsivesikute hulgaga. Süsivesikute tarbimisel muundub üsna suur osa neist laktaadiks, mida siis samad koed kasutavad kütusena või transporditakse vereringega energia tarbeks teistesse kudedesse. Süsivesikute kiire kasutamine kütusena, näiteks intensiivse treeningu ajal, kiirendab piimhappe tootmist. Ajutiselt hakkab see kogunema lihastesse ja verre, sest seda ei saa väga kiiresti kütusena kasutada. Kui aeglustate treeningut või lõpetate treenimise üldse, võrdsustub laktaadi kasutamine peagi laktaadi tootmisega. California ülikooli üldbioloogia osakonna professor dr George Brooks kirjeldas piimhappe tootmise ja kasutamise dünaamikat ainevahetusprotsessides oma niinimetatud "Lactate Shuttle'i teoorias". See näitab piimhappe juhtivat rolli süsivesikute ainevahetuses ja selle tähtsust ainevahetuse kütusena. V eksklusiivne intervjuu Dr Brooks ütles: "Piimhapet koheldakse üldiselt halvasti. Aga kui sportlased õpiksid seda keemilist protsessi kontrollima ja kasutama, saaksid nad treenida rohkem ja kauem. Piimhappe taseme reguleerimine on kõrge intensiivsusega spordialade edu võti!"

Süda, aeglased lihaskiud ja hingamislihased eelistavad treeningu ajal kütusena kasutada laktaati. Näiteks südames suureneb selle tarbimine märkimisväärselt treeningu suurenedes, samas kui glükoosi tarbimine jääb muutumatuks.

Piimhape on väga "kiire" kütus, mis võib aidata sportlastel oma sooritusvõimet parandada. Pärast süsivesikuterikka eine söömist suureneb nii glükoosi kui ka piimhappe kontsentratsioon veres. Kuid laktaadi tase tõuseb veidi, kuna see eemaldatakse piisavalt kiiresti. Keha muudab glükoosi (mis ei liigu veres nii kiiresti) laktaadiks, nii et see jõuab kiiremini sihtmärgini. Piimhappe kasutamine "vahemehena" aitab vabaneda toidus sisalduvatest süsivesikutest ilma insuliinitaset tõstmata ja rasvade sünteesi stimuleerimata. Treeningu ajal sa seda tõusu ei vaja, kuna see vähendab intensiivseks ainevahetuseks hädavajalike süsivesikute kättesaadavust.

Miks on piimhape ainevahetuse reguleerimisel nii oluline? Täpset vastust veel pole, kuid teatud on füsioloogilised põhjused. Piimhappel on erinevalt glükoosist ja muudest kütustest väiksem molekulaarsuurus, mistõttu on sellel lihtsam ühest koest teise üle kanda. See tungib läbi rakumembraanide hetkelise protsessi, mida nimetatakse "hõlbustatud transpordiks". Teised kütused nõuavad aeglasemaid transpordisüsteeme, näiteks insuliini. Seega jõuab laktaat kiiremini ja suuremates kogustes rakkudesse ja vereringesse. Suurte glükogeenivarudega lihasrakud ei suuda vabastada märkimisväärses koguses potentsiaalsest energiaallikast glükoosi, kuna neil puudub põhiensüüm, mis vastutab vaba glükoosi tootmise eest verre vabanemiseks.

Piimhape ja väsimus

"Töötage seni, kuni põlete!" ütleb teie aeroobikaõpetaja. Päris teadaolev fakt et intensiivsel füüsilisel pingutusel põhjustab piimhape lihaste väsimusega kaasnevat põletustunnet. Ilmselt nii. Vesinikuioonid häirivad lihaste kokkutõmbumist ja energiat tootvaid reaktsioone.

Treeningu ajal närvisüsteem kaitseb südant, aju ja lihaseid hapnikuvaeguse eest. Piimhappe tase lihastes on tema jaoks oluline signaal vere jaotumisel kogu kehas. Kui süsteem teeb kindlaks, et kuskil tuleb hapnikuvarustust vähendada, vähendab see seal verevoolu, mis tekitab väsimust.

Piimhape ei ole aga vastutav igat tüüpi väsimuse eest treeningu ajal. Palju vastupidavust nõudvate tegevuste, nagu maratonijooks või triatlon, ajal selle veretase ei muutu, vaatamata sellele, et toodang tõuseb. Seda seetõttu, et keha võime seda toota vastab tema võimele seda kütusena kasutada. Jooksu alguses on märgatav lihaste glükoositarbimise taseme tõus ja glükogeeni lagunemine. See on hoogne süsivesikute ainevahetus põhjustab piimhappe tootmise suurenemist ja selle sisalduse suurenemist veres.

Kui veri on suunatud töötavatesse lihastesse, saate laktaadi energia saamiseks teistesse kudedesse "saata". Samal ajal väheneb selle tase lihastes ja veres, kuigi keha toodab seda jätkuvalt suurtes kogustes. Sageli tunnete jooksu või treeningu ajal ootamatut kergendustunnet. Seda tunnet nimetatakse "teiseks tuuleks". Uuringud on näidanud, et treeningu ajal on piimhappe tootmine ja eemaldamine 300-600% suurem kui puhkeolekus, isegi kui hapnikutarbimine on stabiliseerunud submaksimaalsel tasemel.

Lihasvalu ja krambid

Piimhape ei ole valu ja lihaskrampide põhjus. Treeningjärgsel päeval lihastesse tekkiv valu on põhjustatud lihaskiudude kahjustusest ja nende põletikust. Krambid on põhjustatud lihaste retseptoritest, mis on lihaste väsimusest üle erutatud. Paljud sportlased kasutavad piimhappe eemaldamiseks lihaskiududest massaaži, kuuma vanni ja muid lõõgastusmeetodeid, et leevendada valu ja krampe. Kuigi sellistel meetoditel on oma eelised, ei kuulu piimhappest vabanemine nende hulka. Laktaati kasutavad lihased kütusena nii treeningul kui ka taastumisel, mitte ei jääks nendesse nagu taaskasutatud mootoriõli.

Pane piimhape enda kasuks tööle

Õigesti koostatud treeningprogramm, mis ühendab kõrge intensiivsusega treeningu perioodid vastupidavustreeningutega, võib kiirendada piimhappe eemaldamist. Õnneks on enamik koolitusprogramme nii üles ehitatud. Teie keha peab õppima laktaati kiiresti eemaldama, et olla konkurentsis edukas.

Piimhappe metabolism aitab teil kiiremini joosta, ujuda või rattaga sõita. Et suurendada organismi võimet kasutada laktaati kütusena, on treeningu ajal vaja tõsta lihastes laktaadi taset. Treeningud koos suurepärane sisu teie süsteemis sisalduv laktaat stimuleerib keha tootma ensüüme, mis kiirendavad selle kasutamist. Mitmed uuringud on tõestanud laktaadisisalduse tähtsust spordijookides. Sportlased õpivad seda niinimetatud "põletamist" taluma. Teadlased nimetavad seda "harjumiseks". Greenbay Packersi surematu treener Vince Lombardi ütles kord: "Kui liikumine põhjustab valu, põhjustab valu liikumist." Kui ta oleks füsioloogiaprofessor, kõlaks tema väide järgmiselt: "Kui laktaadi tase lihastes tõuseb, muutub valu harjumuseks." Hea, et ta oli jalgpallitreener.

Kõrge intensiivsusega intervalltreeninguga südame-veresoonkonna süsteem kohandub, suurendades lihaste ja teiste kudede hapnikuvarustust. Seetõttu peate piimhappe tootmiseks lagundama vähem süsivesikuid. Lisaks aitab parem vereringe kiirendada selle kohaletoimetamist kudedesse ja vereringest eemaldamist.

Vastupidavustreening kutsub esile lihaste kohanemise, mis kiirendab ka piimhappe eemaldamist. Jooksmine, ujumine või rattasõit põhjustavad skeletilihasrakkudes enim mikrotsirkulatsiooni ja mitokondrite funktsionaalse võimekuse arengut. Selle võime suurenemisega kasutatakse rasvhapped energiaallikana ja seega vähendab laktaadi teket. Lihaste mitokondrite funktsionaalse võimekuse tõusuga toimub ka piimhappe eemaldamine organismist kiiremini.

Toitumine mängib samuti olulist rolli. Intensiivne ja raske treening kahandab glükogeenivarusid lihastes ja maksas. Seetõttu vajavad kõik vastupidavusalade sportlased süsivesikuterikast dieeti.

Süsivesikud tagavad kiireima glükoosivaru, nii et sportlane tunneb end suurepäraselt ja tal on kiire energiaallikas. Lisaks aitab glükoos taastumisperioodil kaasa glükogeenivarude täiendamisele. Kui veresuhkru ja lihaste glükogeeni tase taastub, muutub glükoos laktaadi moodustumise allikaks, mis aitab täiendada maksa glükogeenivarusid.

Piimhape CH3CHOHCOOH tekib piimhappebakterite toimel süsivesikute anaeroobse muundamise tulemusena. Piimhape on orgaaniline ühealuseline hüdroksühape. Selle happe hüdroksüülrühm võib olla süsinikahela kahes (a ja B) positsioonis. Seetõttu eristatakse kahte tüüpi piimhapet: a-hüdroksüpropioonhapet CH3CHOHCOOH ja B-hüdroksüpropioonhapet CH2OHCH2COOH. Tööstuslik väärtus on a-hüdroksüpropioonhape, mis tekib piimhappekääritamise protsessis.

Piimhapet kasutatakse laialdaselt keemia-, toiduaine- ja farmaatsiatööstuses. NSV Liidus saadakse toiduainete piimhapet tööstuslikes tingimustes sügavkultiveerimisel, kasutades baktereid Bacterium delbruckii (sünonüüm Lactobacillus delbruckii), mis kuuluvad homofermentatiivsete termofiilsete bakterite hulka, mille optimaalne areng on 48–50 °C. Nende mikroorganismide tootmisväärtus seisneb ka selles, et nende arengu temperatuurimaksimum jääb vahemikku 54-56°C ning intensiivne happe moodustumine toimub suhteliselt kõrgel temperatuuril - 50°C. See temperatuur loob valikulised tingimused. Enamik mikroorganisme sel juhul ei arene, kuna näidatud temperatuurid on nende arengu jaoks kaugelt üle optimaalse ja maksimumi piirid. Piimhappe tootmine hõlmab järgmisi peamisi tehnoloogilisi etappe: piimhappe fermentatsioon, fermenteeritud lahuse töötlemine ja filtreerimine, kaltsiumlaktaadi lõhustamine, piimhappe aurustamine.

Piimhappe moodustumine glükoosist fermentatsiooni käigus homofermentatiivsete piimhappebakterite poolt toimub vastavalt võrrandile

Glükoosi piimhappeks muutmise üldvõrrandit piimhappebakterite ensüümsüsteemi abil saab esitada järgmiselt:

Glükoosi lagunemine toimub mööda FDF rada, bakteritel on selleks kõik vajalikud ensüümid, sealhulgas aldolaas. Trioosfosfaadi dehüdrogeenimisel eraldatud vesinik kantakse üle püruvaadiks. Piimhappe biosünteesi skeem on toodud allpool.

Piimhappe kääritamise skeemi teine ​​variant hõlmab glükoosi lagundamist püroviinamarihappeks ja püroviinamarihappe redutseerimist piimhappeks.

Piimhape on ebastabiilne keemiline ühend ning olenevalt tootmis- ja ladustamistingimustest moodustab see kergesti dehüdratsiooniprodukte, mida nimetatakse piimhappeanhüdriidideks.

Piimhappekristallid sulavad atmosfäärirõhul kiiresti, moodustades värvitu siirupitaolise vedeliku. erikaal 1,21 lõhnatu, teravalt hapuka maitsega.

piimhappe fermentatsioon

Piimhappe tootmiseks kasutatakse mitmesuguseid süsivesikuid. Tööstuses saadakse hapet tavaliselt glükoosi, sahharoosi ja maltoosi sisaldavatest toorainetest. Sellisteks tooraineteks võib olla rafineeritud melass, melass, tärklis (mais, kartul), mis on eelnevalt linnastega suhkrustatud. Suhkru kontsentratsioon kääritatud söötmes võib olenevalt tooraine tüübist ja käärimistingimustest varieeruda vahemikus 5 kuni 18%. Sulfitsete vedelike kääritamiseks võib kasutada piimhappebaktereid liigist L. plantarum. Nad fermenteerivad pentoose (ksüloosi, arabinoosi) sisaldavaid hüdrolüsaate ligikaudu ühesuguse äädik- ja piimhappe saagisega. Nende moodustunud hapete eraldamine toimub kääritatud lahustest destilleerimise meetodil.

Tööstuslikes tingimustes saadakse piimhapet süvameetodil, kasutades L. delbruckii kultuuri. Peamiste toorainetena kasutatakse melassi, sahharoosi, tärklise hüdrolüsaate. Suhkru kontsentratsioon söötmes on 5-20%, pH 6,3-6,5. Fermentatsiooni ajal hoitakse söötme pH-d kriidiga, mida lisatakse 3-4 korda päevas. Piimhappekääritamine toimub rangelt konstantsel temperatuuril 50 °C. Temperatuuri langetamine 46-48 °C-ni põhjustab kultuuri biokeemilise aktiivsuse järsu nõrgenemise ja aitab kaasa kõrvalise mikrofloora arengule. Temperatuuri tõus, näiteks 53-55 °C, põhjustab ka kultuuri inaktiveerumist ja fermentatsiooni aeglustumist.

Bioloogiliselt aktiivsetel ainetel on positiivne mõju piimhappekääritamisele. Sel eesmärgil lisatakse toitekeskkonnale linnase idudest saadud ekstrakt. Normaalse käärimise käigus käärivad bakterid 1-1,5% suhkrut päevas ja kogu käärimistsükkel lõpeb 7-11 päevaga. Kääritamata suhkru kogus on 0,5-0,7% ja kaltsiumlaktaadi kontsentratsioon 10-15%.

Kääritatud vedeliku töötlemine ja filtreerimine

Kriidi ja kolloidide eraldamiseks kuumutatakse kääritatud lahust temperatuurini 80–90 °C, seejärel töödeldakse kustutatud lubjaga kergelt aluselise reaktsioonini ja lastakse seista 3–5 tundi.Jäme suspensiooni ja tahkete osakeste eemaldamiseks eemaldatakse settinud kaltsiumikiht laktaadilahus dekanteeritakse. Lahus pumbatakse filterpressi. Filtreerimine viiakse läbi kaltsiumlaktaadi lahuse temperatuuril 70-80 °C läbi eelsoojendatud filterpressi. Saadud filtraat aurutatakse kontsentratsioonini 27-30%, seejärel jahutatakse temperatuurini 25-30 °C ja hoitakse 36-48 tundi kristallisaatoris. Kristallisatsioon loetakse lõppenuks, kui emalahusesse ei jää enam kui 5-6% lahustunud kaltsiumlaktaati.

Kaltsiumlaktaadi lagunemine

välja pestud külm vesi kaltsiumlaktaat eraldatakse tsentrifuugis ja sulatatakse. Laktaadi kaitsmiseks söestumise eest toimub kaltsiumlaktaadi lõhustamine väävelhappega koos vaba piimhappe vabanemisega temperatuuril 60–70 ° C. See reaktsioon kulgeb vastavalt võrrandile

Raua ioonide eraldamiseks töödeldakse saadud toorpiimhapet kollase veresoolaga temperatuuril 65 °C. Preisi sinine sade. Raskmetallid ja arseen sadestatakse naatriumsulfaadi ja baariumsulfiidiga. Aktiivsütt kasutatakse piimhappe vabastamiseks värvainetest. Pärast töötlemist saadud segu filtritakse ja kipsisadet pestakse, et ekstraheerida järelejäänud piimhape.

Piimhappe aurustumine

Pärast kristalse kaltsiumlaktaadi lõhustamist ja järgnevat töötlemist saadakse 18-20% kontsentratsiooniga toorpiimhape, mis aurustatakse 40% kontsentratsiooni saavutamiseks. Happe aurustamine toimub vaakumseadmetes jääkrõhul 10-15 kPa ja aururõhul 0,2 MPa. 40%-ni eraldatud piimhape selitatakse aktiivsöega ja töödeldakse kollase veresoolaga. Pärast piimhappe selitamist eraldatakse aktiivsüsi filterpressil. Filtreeritud 40% piimhape valatakse valmistoodete kogumisse ja serveeritakse sellest pakendamiseks.

70% happe saamiseks aurustatakse uuesti kõrgvaakumis vaakumseadmes 40% piimhapet. 70% piimhapet valatakse anumasse ja suunatakse seejärel lõplikuks filtreerimiseks filterpressi. Filtreeritud hape valatakse kollektsiooni, kust see serveeritakse villimiseks või 70% pastahappe valmistamiseks, mis saadakse väikese koguse kriidi (4% hapet) lisamisel. Sel juhul asenduvad piimhappe H+ ioonid osaliselt Ca2+ ioonidega ning ligikaudu 10% happest muundatakse kristalliliseks laktaadiks, mis seob piimhapet.