Süd Turşusu

“Molecule of the Week” layihəsi çərçivəsində Vüsalə İsrafilova tərəfindən yazılan məqalə: “Süd Turşusu”.

Süd turşusunu 1870-ci ildə İsveç kimyaçısı Karl Vilhelm Şeyele turşumuş süddən təcrid etmişdir. Latın dilindən süd mənasını verən “lac” sözündən götürülmüşdür. Yöns Yakob Bertselius 1808-ci ildə süd turşusunun (əslində l-laktat) gərginlik zamanı əzələlərdə də istehsal olunduğunu kəşf etdi. Quruluşu isə 1873-cü ildə Yohannes Vislitsenus tərəfindən verilmişdir. Süd turşusunun çox-tonajlı istehsalı isə 1881-ci ildə çoxlu miqdarda südün turşumasından əldə edilmişdir.

Hidroksipropion turşuları – birəsaslı ikiatomlu hidroksiturşuların nümayəndələridir. α-hidroksipropion turşusu CH₃-CHOH-COOH (etiliden-süd turşusu) və β-hidroksipropion turşusu CH₂OH-CH₂-COOH (etilen-süd turşusu) adı ilə iki hidroksipropion turşusu məlumdur.

C₃H₆O₃ formuluna malik olan süd turşusunun molyar kütləsi 90,08 q/mol, ərimə nöqtəsi 18 ⁰C-dir.

Süd turşusu bir asimmetrik karbon atomuna malik olduğuna görə onun  (L+) və (D-) süd turşuları kimi iki optik-fəal izomeri və bir qeyri-fəal rasemik forması vardır. D süd turşusu L süd turşusunun güzgü əksidir. Bu üç süd turşusundan L süd turşusu və rasemik süd turşusu təbiətdə rast gəlinir. D süd turşusunu isə rasemik süd turşusundan alırlar. Bu üç süd turşusundan praktik cəhətdən ən əhəmiyyətlisi rasemik süd turşusudur.

Rasemik süd turşusu (D və L izomerin qarışığı) qatı maye olub 18 ⁰C-də əriyir, 122⁰C-də qaynayır, suda həll olur. Qatıqda, pendirdə, şərabda və bir çox turşumuş meyvə və göyərtilərdə rast gəlinir.

Sənayedə istifadə olunan süd turşusunu (rasemik süd turşusunu) süd şəkəri, üzüm şəkəri və başqa şəkər məhlullarını xüsusi bakteriyalar vasitəsilə qıcqırtmaqla alırlar. Bu zaman qıcqırma mayesinə müəyyən qədər tabaşir tozu da əlavə olunmalıdır, çünki süd turşusu bakteriyalara zəhər kimi təsir edir və onları tələf edir. Bu səbəbdən qıcqırma prosesi çox davam edə bilmir, əlavə olan tabaşir isə süd turşusunu neytrallaşdırır və onu kalsium duzuna (kalsium-laktat) çevirir. Süd turşusunun kalsium duzu isə qıcqırma bakteriyalarına təsir etmir. Nəticədə qıcqırma davamlı olur. Alınan kalsium-laktatı süd turşusuna çevirmək çətin deyil. Bu turşu sənayedə boyaçılıq işlərində, dəri aşılamasında, limonad, silos hazırlanmasında, təbabətdə və başqa yerlərdə işlədilir.

Süd turşusu D forması təbiətdə tapılmır. Onu ya rasemik süd turşusundan, ya da şəkərli maddələrin xüsusi bakteriyalarla qıcqırdılmasından alırlar. Sağ süd turşusunun xassələrinə malik olub, polyarizasiyalanmış işıq müstəvisini sola fırladır.

Süd turşusunu L forması rasemik süd turşusunu parçalamaqla alırlar. L süd turşusu 26⁰C-də əriyir,  hiqroskopikdir və asanlıqla maye hala keçir, 10%-li məhlulu poliyarizasiya olunmuş işıq müstəvisini 3,82⁰ sağa fırladır. L-süd turşusuna əzələlərdə rast gəlinir (xüsusən fiziki iş nəticəsində çox əmələ gəlir), ona görə də bəzən ət-süd turşusu da adlandırılır. Süd turşusunun heyvan əzələsində varlığı 1963-cü ildə dovşan üzərində aprılmış təcrübə nəticəsində müəyyən olunmuşdur.

Süd turşusunun alınması.  Süd turşusu sənaye üsulu ilə karbohidratların bakterial fermentasiyası və ya asetaldehiddən kimyəvi sintez yolu ilə istehsal olunur. 2009-cu ildə süd turşusu əsasən (70-90%) fermentasiya yolu ilə istehsal edilmişdir (anaerob şəraitdə, mikrobioloji üsul). Hələ  1847-ci  ildə Blando göstərmişdir ki, şəkər qıcqırması zamanı süd turşusu əmələ gəlir. Bu üsulla 1881-ci ildən süd turşusu alınır.

Mikrobioloji istehsal üsulunun kimyəvi üsuldan üstün cəhəti ondan ibarətdir ki, mikroorqanizmlər süd turşusunun bioloji aktiv forması olan L-izomeri sintez edirlər.  Fermentasiya yolu ilə süd turşusunun D-izomerinin istehsalı mümkün olsa da,  çətindir.

Süd turşusunu əmələ gətirən bakteriyalar homo- və heterofermentativ olmaqla iki  yerə bölünürlər. Homofermentativ bakteriyalar qıcqırma zamanı əsas məhsul kimi süd turşusu əmələ gətirirlər.

Rusiyada süd turşusu alınması prosesində L-delbruecki bakteriyası daha geniş istifadə olunur. Bakteriyalar susloda (8-12% şəkər olan mühitdə) 12-18 saat müddətində  becərilməklə çoxaldılır, sonra 2-3% miqdarında fermentasiya gedən çənə əlavə  edilir.  Çəndə  olan  melassa (şəkər qamışından alınan məhsul) bakteriyalar  tərəfindən  10  gün  müddətində  qıcqırdılıb süd turşusuna çevrilir. Süd turşusunun  qatılığı  mühitdə  müəyyən  qədər  artdıqda  bakteriyaların fəaliyyəti tormozlanır. Buna görə də əmələ gələn süd turşusu mühitə CaCO₃  duzu əlavə etməklə neytrallaşdırılır. Kalsium duzu şəklində çökmüş süd turşusu mühitdən ayrılır və təmizlənir.

Sənayedə kartof nişastasını L-brevis bakteriyası vasitəsilə qıcqırtmaqla da süd turşusu alınır. Optimal şəraitdə L-bulgaricus bakteriyaları nişasta şəkərinin 90%-ni süd turşusuna çevirirlər.

1856-cı ildə Lactobacillusun süd turşusunun sintezindəki rolunu Lui Paster kəşf etdi. Bu yol 1895-ci ildə Alman aptek Boehringer Ingelheim tərəfindən ticari olaraq istifadə edilmişdir.

Süd turşusunun alınmasında istifadə edilən xammallardan biri də süd cövhəridir. Süd cövhərində olan laktoza şəkəri L-bulgaricus bakteriyası tərəfindən süd turşusuna qədər qıcqırdılır. Proses sənayedə fasiləsiz olaraq böyük həcmli fermentyorlarda aparılır.

Sənayedə süd turşusu fermentasiyası qlükoza, saxaroza və ya qalaktoza kimi sadə karbohidratları süd turşusuna çevirən süd turşusu bakteriyaları tərəfindən həyata keçirilir. Bu bakteriyalar ağızda da böyüyə bilər (karies yaradır).

C₆H₁₂O_{6   →} 2 CH₃– CHOH- COOH

Sirkə turşusu ilə müqayisədə süd turşusunun pKa-sı 1 vahid azdır, yəni süd turşusu sirkə turşusundan on qat daha qüvvətli turşu xassəsinə malikdir. Bu α-hidroksil və karboksilat qrupu arasındakı molekul daxili hidrogen rabitəsinin  nəticəsidir.

Süd turşusu hiqroskopikdir və məhlulda ion (CH3- CH(OH) – CO^–) əmələ gətirmək qabiliyyətinə malikdir.

2006-cı ildə qlobal süd turşusu istehsalı illik 10% artımla 275.000 tona çatdı. Hal-hazırda isə sənayedə il ərzində 30000 t süd turşusu istehsal edilir. Tətbiq sahəsindən asılı olaraq süd turşusu üç şəkildə alınır:

1. Texniki süd turşusu (çökdürülmüş, lakin təmizlənməmiş);
2. Qidaya yararlı süd turşusu (texniki süd turşusu müxtəlif kimyəvi üsullarla təmizlənib şəffaflaşdırılır);
3. Kimyəvi təmiz süd turşusu ( yüksək təmizlik dərəcəsinə malik olan).

Texniki süd turşusu xalq təsərrüfatının müxtəlif sahələrində: dərilərdən əhəngin təmizlənməsi, paltarların yuyulması, yun və parçaların rənglənməsi, yapışqan və tənbəkinin hazırlanmasında tətbiq edilir. Yeyinti sənayesində jele, cem, konfet və şərbətlərə turşməzə dad vermək üçün süd turşusu əlavə olunur.

Təbabətdə təmiz süd turşusu müxtəlif xəstəliklərin müalicəsində, qan bərpaedici amil kimi geniş istifadə edilir (travma, əməliyyat və ya yanıqlar səbəbiylə qan itkisindən sonra istifadə olunur). Başqa şəkildə həll olmayan aktiv maddələrdən suda həll olan laktatlar istehsal etmək üçün dərman texnologiyasında da istifadə olunur.

Bir çox üzvi sintez sənayesində və müxtəlif biokimyəvi sənayelərdə sintetik aralıq maddə kimi, həmçinin kosmetika sahəsində də istifadə olunur. Süd turşusu tarixən rəsmi sənədlərin mürəkkəblərinin saxtalaşdırması zamanı silmək üçün vasitə kimi istifadə edilmişdir.

Süd turşusu bakteriyaları istifadə üçün təhlükəsiz olduğundan bioprezervasiyada (təbii mikroblardan və onların antibakterial məhsullarından istifadə olunan qidaların uzunmüddətli saxlanması və təhlükəsizliyinin artırılması) istifadə üçün böyük potensiala malikdir.

Molekul çəkisi 330.000 olan poli (L) süd turşusunun ikimərhələli emalından liflər alınır.

Ədəbiyyat:

1. Niju Narayanan, Pradip K Roychoudhury, Aradhana Srivastva “ L(+) lactic acid fermentation and its product polymerization” electronik journal of Biotechnology 7(2),167-178, 2004
2. Lennart Lundholm, Ella Mohme-lundholm, Nandor Vamos “ Lactic acid assay with L(+) lactic acid dehydrogenase from rabbit muscle” Acta physiologica scandinavica 58 (2-3), 243-249, 1963
3. L Fambri, A Pegoretti, R Fenner, SD Incardona, C Migliaresi “ Biodegradable fibres of poly (L-lactic acid ) produced by melt spinning” Polymer 38 (1), 79-85, 1997
4. BAJP Kalb, AJ Pennings “ General crystallization behaviour of poly (L- lactic acid)” Polymer 21(6), 607-612, 1980
5. Michael E Stiles “Biopreservation by lactic acid bacteria” Antonie van Leeuwenhoek 70(2), 331-345, 1996
6. Wikipedia – L-lactic acid

Share on Facebook

Follow us