Czasopismo | CHEMIK | Rocznik 2024 - zeszyt 2

Kwas mlekowy – właściwości, synteza i zastosowania

Lactic acid – properties, synthesis and applications

10.15199/4.2024.2.1

nr katalogowy: 150046
10.15199/4.2024.2.1

Streszczenie

Aktualnie w przemyśle chemicznym poszukiwane i cenione są zrównoważone, zielone metody syntezy związków chemicznych. Takie założenia dotyczą również produkcji kwasu mlekowego, na którego zapotrzebowanie na rynku stale wzrasta. Z tego po wodu opracowywane i szeroko badane są innowacyjne sposoby jego otrzymywania, do których przede wszystkim należy fermentacja mikrobiologiczna wykorzystująca odpadowe, niskowartościowe pozostałości naturalne, czyli tzw. biomasę lignocelu lozową. Kwas mlekowy jest cennym produktem znajdującym liczne zastosowania w skali przemysłowej, jest również półproduktem do dalszych syntez, w tym przypadku szczególnie istotna jest jego polimeryzacja prowadząca do otrzymania biopolimeru – poli(kwasu mlekowego). W pracy przedstawiono ogólne zagadnienia dotyczące kwasu mlekowego ze szczególnym uwzględnieniem najnowszych doniesień z zakresu jego produkcji i zastosowań.

Abstract

A review, with 33 refs, on the use of chem. methods and fermentation for the prodn. of lactic acid. Innovative methods of obtaining lactic acid were discussed, including microbial fermentation using waste, low-value natural residues, or so-called ligno cellulosic biomass. Its chem. properties and application directions were discussed extensively. Particular attention was paid to the polymn. of lactic acid leading to the prodn. of polylactic acid, which is an easily biodegradable biopolymer.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Martinez C. A. F., Balciunas M. E., Salgado M. J., González D. M. J., Converti A., Oliveira S. P. R.: Lactic acid properties, applications and production. A review, Trends Food Sci. Technol. 2013, 30, 1, 70–83.
[2] Ren J.: Lactic Acid
[w:] Biodegradable Poly(Lactic Acid). Synthesis, Modification, Processing and Applications, Springer Berlin, Heidelberg 2010, 4–14.
[3] Ghaffar T., Irshad M., Anwar Z., Aqil T., Zulifqar Z., Tariq A., Kamran M., Ehsan N., Mehmood S.: Recent trends in lactic acid biotechnology. A brief review on production to purification, J. Radia. Res. Appl. Sci. 2014, 7, 2, 222–229.
[4] https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/lactic-acid-and-poly lactic-acid-market, dostęp 10 czerwca 2024.
[5] https://www.statista.com/statistics/1310495/lactic-acid-market-volume worldwide/, dostęp 10 czerwca 2024.
[6] Swetha T. A., Ananthi V., Bora A., Sengottuvelan N., Ponnuchamy K,, Muthusamy G., Arun A.: A review on biodegradable polylactic acid (PLA) production from fermentative food waste - Its applications and degradation, Int. J. Biolog. Macromol. 2023, 234, 123703. .
[7] Rodrigues C., Vandenberghe L. P. S., Woiciechowski A. L., de Oliveira J., Letti L. A. J., Soccol C. R.: Production and Application of Lactic Acid, Curr. Develop. Biotechnol. Bioeng., 2017, 543–556.
[8] Eş, I., Mousavi Khaneghah A., Barba F. J., Saraiva J. A., Sant’Ana A. S., Hashemi S. M. B.: Recent advancements in lactic acid production - a review, Food Res. Int., 2018, 107, 763–770.
[9] Ojo A. O., de Smidt O.: Lactic Acid:. A Comprehensive Review of Production to Purification, Processes. 2023, 11, 3, 688.
[10] Pal P., Sikder, J., Roy S., Giorno L.: Process intensification in lactic acid produc tion. A review of membrane based processes. Chem. Eng. Process. Process Intensification, 2009, 48, 11-12, 1549–1559.
[11] Lei X., Wang F.-F., Liu C.-L., Yang R.-Z., Dong W.-S.: One-pot catalytic conversion of carbohydrate biomass to lactic acid using an ErCl3 catalyst, Appl. Catal. A, Gen., 2014, 482, 78–83.
[12] Li T., Tang Z., Wei H., Tan Z., Liu P., Li J., Ma, Y.: Totally atom-economical synthe sis of lactic acid from formaldehyde: combined bio-carboligation and chemo rearrangement without the isolation of intermediates, Green Chem., 2020, 22, 6809–6814.
[13] Chauhan S., Mitra S., Yadav M., Kumar, A.: Microbial production of lactic acid using organic wastes as low-cost substrates. Phys. Sci. Rev., 2024, 9, 2, 875 889.
[14] Haris S., Kamal-Eldin A., Ayyash M. M., Van der Bruggen B., Mohamed M. M., Al-Marzouqi H. A.: Production of lactic acid from date fruit pomace using Lactobacillus casei and the enzyme Cellic CTec2. Environ. Technol. Innov., 2023, 103151.
[15] Marques E. J. Junior, de Queiroz P. L., de Albuquerque L. T., de Souza Zampieri D., Vânia Melo M. M., Rocha P. V. M.: Lactic acid production from cashew apple bagasse, an agro-industrial waste, and its application in the enzymatic synthesis of polylactic acid. Biocatal. Agric. Biotechnol., 2024, 56, 102987.
[16] Zhu, W., Wang, Q., Liu, F., Zhang, Y., Ma X., Li Y., Liu S., Wu C., Gao M.:. Optimization of dilute sulfuric acid pretreatment of kitchen garbage for increased lactic acid production. Biomass Conv. Bioref., 2021, 14, 10855–10870.
[17] Fernandes, M. C., Alves-Ferreira, J., Duarte, L. C., Pereira H., Carvalheiro F., Martinez A .: D-lactic acid production from hydrothermally pretreated, alkali delignified and enzymatically saccharified rockrose with the metabolic engi neered Escherichia coli strain JU15, Biomass Conv. Bioref., 2023, 13, 12849 12858.
[18] Liu Y. J., Zhang Y., Chi F., Chen C., Wan W., Feng Y., Song X., Cui Q.: Integrated lactic acid production from lignocellulosic agricultural wastes under thermal conditions, J. Environ. Manag., 2023, 342, 118281.
[19] https://www.orlen.pl/pl/o-firmie/media/komunikaty-prasowe/2022/kwiecien/W ORLEN-Poludnie-powstaje-innowacyjny-bioprodukt, 10 czerwca 2024.
[20] Ameen M. S., Caruso G.: Lactic Acid in the Food Industry, Springer Cham, 2017, 4, 33–44.
[21] Kim, J.; Kim, Y.-M., Lebaka, V. R.; Wee, Y.-J.: Lactic Acid for Green Chemical Industry: Recent Advances in and Future Prospects for Production Technology, Recovery, and Applications, Fermentation, 2022, 8, 609.
[22] Alsaheb A. A. R., Aladdin A., Othman Z. N., Malek A. R., Leng M. O., Aziz R., El Enshasy A. H.: Lactic acid applications in pharmaceutical and cosmeceutical industries, J. Chem. Pharm. Res., 2015, 7, 10, 729–735.
[23] Krishna S. B., Nikhilesh S. S. G., Tarun B., Saibaba K. V. N., Gopinadh R.: Industrial production of lactic acid and its applications, Int. J. Biotech. Res., 2018, 1, 42–54.
[24] de Oliveira A. R., Komesu A., Rossell V. E. C., Filho M. R.: Challenges and opportu nities in lactic acid bioprocess design - From economic to production aspects, Biochem. Eng. J., 2018, 133, 219–239.
[25] Abedi E., Hashemi S. M. B:. Lactic acid production - producing microorganisms and substrates sources-state of art, Heliyon, 2020, 6, 10, e04974.
[26] Dorosz U., Pankalla E., Gillner D.: Chemiczne i enzymatyczne metody estryfikacji kwasu mlekowego, Przem. Chem., 2020, 99, nr 10, 1487–1494.
[27] Ahmad A., Banat F., Alsafar H. i in.: An overview of biodegradable poly(lactic acid) production from fermentative lactic acid for biomedical and bioplastic applications, Biomass Conv. Bioref., 2024, 14, 3057–3076.
[28] de Eugenio L.I.,Murguiondo C., Galea-Outon S., Prieto A., Barriuso, J.: Fungal–Lactobacteria Consortia and Enzymatic Catalysis for Polylactic Acid Production, J. Fungi, 2023, 9, 342.
[29] Khouri G. N., Bahú O. J., Blanco-Llamero C., Severino P., Concha C. O. V., Souto B. E.: Polylactic acid (PLA): Properties, synthesis, and biomedical applications – A review of the literature, J. Mol. Struct., 2024, 1309, 138243.
[30] Shekhar N., Mondal A.: Synthesis, properties, environmental degradation, pro cessing, and applications of Polylactic Acid (PLA): an overview, Polym. Bull., 2024, doi.org/10.1007/s00289-024-05252-7.
[31] Ferreira P. S., Ribeiro S. M., Pontes, R., Nunes J.: Production methods and applications of bioactive polylactic acid: a review, Environ. Chem. Lett., 2024, 22, 1831–1859.
[32] Swetha A. T., Bora A, A. V., Sengottuvelan N., Ponnuchamy K., Muthusamy G., Arun A. G.: A review on biodegradable polylactic acid (PLA) production from fermentative food waste - Its applications and degradation, Int. J. Biol. Macromol., 2023, 234, 123703.
[33] Balasubramanian V. K., Muthuramalingam J. B., Chen Y. P., Chou J. Y.: Recent trends in lactic acid-producing microorganisms through microbial fermentation for the synthesis of polylactic acid, Arch. Microbiol, 2024, 206, 31.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


CHEMIK- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-2 , nr katalogowy 150046 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


CHEMIK- e-zeszyt (pdf) 2024-2 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	49.00 zł

Prenumerata

CHEMIK - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

150.00 zł

CHEMIK - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy

Szczegóły pakietu

300.00 zł

Zeszyt

2024-2

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma