English
Español
Português
Русский
한국어
日本語
Français
Deutsch
ภาษาไทย
ما هو حمض اللاكتيك وتاريخ حمض اللاكتيك？
في وقت مبكر من عام 1780، اكتشف الكيميائي السويدي شيل حمض اللاكتيك من الحليب المهدور. إنتاج حمض اللاكتيك عن طريق التخمير نشأ من التخمير الطبيعي لبوترون وفريمي في عام 1941؛ بدأ الإنتاج الصناعي لحمض اللاكتيك عن طريق التخمير النقي على يد تشارلز إي أفيري في عام 1881. بدأ؛ وتم تشكيل الإنتاج الصناعي على نطاق واسع لحمض اللاكتيك في أوائل التسعينيات. في عام 1982، كان إنتاج حمض اللاكتيك في العالم يتراوح بين 24.000 إلى 28.000 طن، وزاد إلى 30.000 طن في عام 1989، تم إنتاج 50% إلى 60% منها عن طريق التخمير، وبشكل رئيسي حمض اللاكتيك من نوع DL ولاكتات الكالسيوم. وفي السنوات الأخيرة، وفي دراسات للقضاء على “التلوث الأبيض” للمنتجات البلاستيكية، اكتشفت دول حول العالم أن الأفلام البلاستيكية المصنوعة من بوليمر حمض اللاكتيك قابلة للتحلل بنسبة 100٪. ونظرًا للآثار الضارة لحمض اللاكتيك د على جسم الإنسان، فإن منظمة الصحة العالمية تدعو إلى استخدام حمض اللاكتيك وعدم استخدام حمض اللاكتيك د في مجالي الغذاء والدواء. ولذلك، كان هناك تطور كبير في إنتاج حمض اللاكتيك. قامت هولندا والبرازيل وإسبانيا والولايات المتحدة واليابان على التوالي بتوسيع وبناء مصانع حمض اللاكتيك على نطاق واسع، وخاصة الولايات المتحدة. وتشير التقديرات إلى أن الإنتاج العالمي الحالي من حمض اللاكتيك يصل إلى 100 ألف طن/سنة، في حين تبلغ الطاقة الإنتاجية للولايات المتحدة حوالي 45 ألف طن/سنة.
كانت شركة AEstally في الأصل المصنع الوحيد لإنتاج حمض اللاكتيك في الولايات المتحدة، حيث يبلغ إنتاجه السنوي حوالي 7300 طن. في عام 1995، أعلنت الشركة أنها ستقوم ببناء مصنع آخر لحمض اللاكتيك، والذي سيتم تشغيله في أبريل 1997. تدعي شركة ADM أنها ضاعفت إنتاجها من حامض اللاكتيك على أساس الإنتاج السنوي الحالي الذي يتراوح بين 9000 إلى 18200 طن من حامض اللاكتيك. وفقا لتقديرات الخبراء اليابانيين المعنيين، فإن استهلاك حمض اللاكتيك في العالم سيصل إلى 3 ملايين طن. لقد نفذت بلادنا منذ فترة طويلة قدرًا كبيرًا من الأبحاث حول سلالات وعمليات إنتاج حمض اللاكتيك. في عام 1944، قام مصنع تشونغتشينغ تشن يوان الكيميائي بتخمير Lactobacillus delbrueckii لإنتاج لاكتات الكالسيوم. في الوقت الحاضر، يوجد أكثر من عشرة مصانع لإنتاج حمض اللاكتيك في بلدي، والتي تستخدم مستحضرات الإنزيم الفطري لتحل محل التسكر التقليدي لخميرة الفورفورال للإنتاج الصناعي لحمض اللاكتيك DL ولاكتات الكالسيوم. ومع ذلك، فإن الحجم صغير وعملية الإنتاج والمعدات قديمة، وبالتالي فإن العائد منخفض والتكلفة مرتفعة. وتبلغ الطاقة الإنتاجية الحالية حوالي 10.000 طن/سنة.
حمض اللاكتيك ومشتقاته
يستخدم حمض اللاكتيك ومشتقاته على نطاق واسع في الأغذية (مثل المشروبات والنبيذ والعلب والمربيات والمعلبات وما إلى ذلك)، وفي الطب والصناعة الكيميائية وما إلى ذلك كعوامل حامضة ومواد حافظة ومقويات. في صناعة المواد الغذائية، يحظى حمض اللاكتيك بشعبية كبيرة بين المستخدمين لأنه يتمتع بحموضة حسية أقوى وطعم حامض نقي من حامض الستريك، ولا يحتاج إلى ترشيح عند استخدامه. إذا تم استخدامه مع حامض الستريك وحمض الماليك وما إلى ذلك، فإنه سيعطي الطعام طعمًا أكثر ثراءً ونعومة. يستخدم في المخبوزات، ويمكنه إطالة العمر الافتراضي وتحسين الجودة. مشتقات حمض اللاكتيك (مثل لاكتات الكالسيوم ولاكتات الزنك ولاكتات الحديدوز) ليست فقط مقويات للأغذية والمشروبات والمنتجات الصحية، ولكنها أيضًا أدوية لعلاج نقص بعض العناصر المعدنية. بالإضافة إلى ذلك، يعتبر لاكتات الصوديوم مادة خام مهمة للتسريب على نطاق واسع لعلاج الحماض. تعتبر استرات حمض اللاكتيك، مثل إيثيل لاكتات، من عوامل النكهة المهمة للغاية وهي المكونات العطرية الرئيسية للعديد من المشروبات الكحولية الشهيرة. إيثيل لاكتات لا غنى عنه لنكهة المشروبات الكحولية. بوتيل لاكتات هو مذيب ممتاز يستخدم في إنتاج الطلاء.
يتم استخدام حمض اللاكتيك، وخاصة حمض اللاكتيك L، بسبب صلاحيته اليمنى، في المجالات المذكورة أعلاه، مما يحسن السلامة بشكل كبير، وغير ضار بالبشر والحيوانات، وله تأثير مبيد للجراثيم قوي. قدرته مبيد للجراثيم هي قدرة حامض الستريك وحمض الطرطريك. عدة مرات من حمض السكسينيك. وفقًا للأدبيات، فإن إضافة 3% من حمض الستريك وحمض الطرطريك وحمض السكسينيك إلى محلول سكر 10% سيؤدي إلى تعفنه بعد يومين إلى ثلاثة أيام. ومع ذلك، عند إضافة نفس الكمية من حمض اللاكتيك بنسبة 3%، لم تظهر أي خلل بعد شهر واحد. تمت إضافة بكتيريا الإشريكية القولونية وبكتيريا الكوليرا وبكتيريا التيفوئيد إلى محلول يحتوي على 10٪ سكر. تمت إضافة 0.1% حمض اللاكتيك إلى محلول السكر. وبعد 3 ساعات ماتت كل هذه البكتيريا. وهذا شيء لا تستطيع الأحماض العضوية الأخرى منافسته. ولذلك يمكن استخدام حمض اللاكتيك مباشرة كمطهر في غرف العمليات والأجنحة والمختبرات وورش العمل وغيرها من الأماكن. بالإضافة إلى ذلك، فهو المادة الخام الرئيسية لإنتاج المواد البلاستيكية القابلة للتحلل والتي تقضي على التلوث الأبيض. يمكن أن يتحلل هذا النوع من البلاستيك تمامًا إلى ثاني أكسيد الكربون والماء في الطبيعة، ولن يضر بالبيئة مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين والمواد البلاستيكية الأخرى المستخدمة حاليًا. لقد أصبحت سلعة في أوروبا وأمريكا واليابان وتتطور بسرعة. يعد حمض اللاكتيك أيضًا المادة الخام الرئيسية لإنتاج مبيدات الأعشاب التي تحتوي على حمض الفينوكسي بروبيونيك عالية الكفاءة ومنخفضة السمية وآمنة، والتي تم إدخالها حيز الإنتاج في بلدي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على أطروحات خاصة حول استخدام حمض اللاكتيك في المواد الطبية والأعلاف الخاصة.
ما هو حمض اللبنيك؟
حمض اللاكتيك، المعروف أيضًا باسم حمض اللاكتيك، هو مادة ينتجها الجسم بشكل أساسي من خلال تحلل الجلوكوز في الظروف اللاهوائية، مثل تحلل السكر اللاهوائي. يشير تحلل السكر اللاهوائي إلى المسار الرئيسي الذي يوفر الطاقة للخلايا في شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ونيكوتيناميد أدنين ثنائي النوكليوتيد (NADH). تشمل الأنسجة التي تنتج معظم حمض اللاكتيك خلايا العضلات وخلايا الدم الحمراء، بينما تنتج أنسجة المخ والجلد والجهاز الهضمي كمية أقل من حمض اللاكتيك. يتم بعد ذلك إطلاق حمض اللاكتيك في مجرى الدم ويتم استقلابه عن طريق الكبد والكليتين، والذي يمكن استخدامه في تكوين الجلوكوز. يشير تكوين الجلوكوز إلى تخليق الجلوكوز والطاقة من ركائز غير كربوهيدراتية مثل حمض اللاكتيك.
عادة ما يكون مستوى اللاكتات النموذجي منخفضًا، أقل من 2 مليمول / لتر، ويتراوح من 0.5 إلى 1 مليمول / لتر. عندما يرتفع مستوى اللاكتات إلى 2-4 مليمول / لتر، يحدث فرط اللاكتات في الدم. إذا تجاوز المستوى 4 مليمول / لتر، يطلق عليه فرط سكر الدم الشديد. قد تكون مستويات اللاكتات المرتفعة في الدم عامل خطر يشير إلى سوء التشخيص.
ما هو تأثير حمض اللاكتيك؟
حمض اللاكتيك هو جزيء مهم في التنفس الخلوي، وإنتاج الجلوكوز، وتنظيم الالتهاب، والإشارات الجزيئية. في ظل الظروف اللاهوائية، يتم تحويل الجلوكوز (وبشكل أكثر تحديدا، البيروفات) إلى حمض اللبنيك لتوليد الطاقة للخلايا. يمكن أيضًا توليد الطاقة في الكلى، حيث يمكن أكسدة اللاكتات لإنتاج الطاقة وإنتاج ثاني أكسيد الكربون، الذي يستهلك الأكسجين ولكنه ينتج ATP. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام حمض اللاكتيك في تكوين الجلوكوز، وهي عملية تحدث في الكبد والكليتين ويمكن تحويلها إلى جلوكوز عن طريق استهلاك الأكسجين وATP. حمض اللاكتيك له أيضًا تأثيرات مضادة للالتهابات ويعزز التحمل المناعي، ويلعب دورًا مهمًا كجزيء إشارة في تكوين الذاكرة والوقاية العصبية، والتئام الجروح، وتلف الأنسجة الإقفارية، ونمو السرطان، وانتشار السرطان.
الحماض اللبني وتدابير الوقاية والعلاج
الحماض اللبني هو مرض عسر الهضم الناتج عن الإفراط في تناول أعلاف الحبوب الغنية بالكربوهيدرات، مما يسبب تخمرًا غير طبيعي في الكرش مع تكوين كبير لحمض اللاكتيك، مما يقلل من نشاط المجتمع الميكروبي في المعدة. سريريًا، يتميز بالإثارة العقلية أو الاكتئاب، وفقدان الشهية وحركة الكرش، وانخفاض درجة الحموضة في عصير المعدة والقدرة على الارتباط بثاني أكسيد الكربون في البلازما، والجفاف.
أعلاف الحبوب غنية بشكل رئيسي بالكربوهيدرات، والتي يتم تخميرها بسرعة بواسطة Lactobacillus وStreptococcus amylolyticus في الكرش لتكوين كمية كبيرة من حمض اللاكتيك. يمكن لحمض اللاكتيك أن يقلل من تمعج الكرش، مما يسبب ركود الطعام في غضون ساعات قليلة، وفي نفس الوقت تدمير مجتمع الكرش الميكروبي. يمكن أن يزيد حمض اللاكتيك أيضًا من الضغط الأسموزي للكرش، مما يتسبب في دخول سوائل الجسم إلى الكرش من مساحة السوائل خارج الخلية عبر الجهاز الوعائي، مما يؤدي إلى الجفاف وقلة البول، وتركيز الدم، وانخفاض درجة حموضة البول. عندما تنخفض قيمة الرقم الهيدروجيني لسائل الكرش إلى أقل من 5، يحدث تخمر حمض اللاكتيك مرة واحدة، مما يؤدي إلى ارتفاع تركيز حامض اللاكتيك بشكل مفاجئ وحاد. عندما تنخفض قيمة الرقم الهيدروجيني بشكل غير طبيعي (أقل من 4.0)، تظهر الحيوانات مكتئبة، وتتوقف حركة الكرش، وتختفي الشهية، ويزداد معدل النبض، وترتفع درجة حرارة الجسم. ومع زيادة حموضة سائل الكرش، تموت الكائنات الحية الدقيقة وتظهر الأمينات السامة (مثل الهستامين والتيرامين). يؤدي هذا إلى ركود محتويات المعدة شديدة الحموضة في الكرش لفترة طويلة، مما يسبب التهابًا ونزيفًا في ظهارة الكرش، مما يؤدي إلى فقدان الزغابات.
[تدابير الوقاية والعلاج] المبادئ هي تحييد حموضة محتويات الكرش وتخفيف الجفاف وتقوية القلب. وبالإضافة إلى ذلك، يتم توفير علاج الأعراض.
لتحييد الحموضة، يمكنك استخدام ماء الليمون (1 كيلوغرام من الجير الحي، وإضافة 5 كيلوغرامات من الماء، وتحريكه جيداً، واستخدام المادة الطافية) لغسل المعدة حتى يصبح عصير المعدة قلوياً.
لتخفيف الجفاف، يمكن إضافة محلول ملحي الجلوكوز بنسبة 5٪ أو محلول كلوريد الصوديوم المركب، 8000 إلى 10000 مل للماشية و500 إلى 1000 مل للأغنام في كل مرة، مقسمة إلى حقنتين في الوريد. تعتبر إضافة عوامل مقويات القلب وبيكربونات الصوديوم إلى سوائل معالجة الجفاف أكثر فعالية. اعتمادًا على التغيرات في الحالة، يمكن استخدام علاجات الأعراض في أي وقت. إذا كان مصحوبًا بالتهاب الصفيحة، فحقن مضادات الهيستامين.
مراجع
"ملف اللاكتات". النظام الصحي بجامعة كاليفورنيا في ديفيس، الطب الرياضي والأداء الرياضي.
ويس إم تي، جوليفيت آر، باك إيه، ماجيستريتي بي جيه، ويبر بي (مايو 2011). "أدلة في الجسم الحي على اللاكتات كمصدر للطاقة العصبية"(بي دي إف).مجلة علم الأعصاب.
