Kwas mlekowy to organiczny związek produkowany przez bakterie kwasu mlekowego. W wyniku przemian biochemicznych zachodzących w komórce bakteryjnej monocukry, np. glukoza czy ksyloza, zostają przekształcone w kwas 2-hydroksypropanowy. Stężony kwas mlekowy jest lepką cieczą o lekko kwaśnym zapachu. W przyrodzie występuje w dwóch formach: lewo-, a także prawoskrętnej.

Te dwa typy są swoimi lustrzanymi odbiciami o różnych możliwościach – tzw. enancjomerami. Forma aktywna biologicznie to enancjomer L(+) i to on znajduje się w ludzkim organizmie. Z tego powodu forma ta jest bardziej preferowana w przemyśle spożywczym, kosmetycznym czy farmaceutycznym, podczas gdy kwas D(-)-mlekowy ma więcej zastosowań chemicznych, w tym w ochronie roślin.

 

Sposoby pozyskiwania kwasu mlekowego
Aktualnie kwas mlekowy pozyskuje się głównie na drodze fermentacji mlekowej, czyli w procesach bioreaktorowych z wykorzystaniem bakterii kwasu mlekowego oraz surowca cukrowego. Obecne trendy w zakresie zrównoważonego rozwoju oraz ochrony środowiska sprawiają, że biotechnologiczna produkcja kwasu mlekowego odbywa się głównie z wykorzystaniem surowców będących odpadami, m.in. melasy czy serwatki. Zapotrzebowanie na ten kwas w przemyśle jest obecnie bardzo duże, o czym świadczy światowa wartość rynkowa wynosząca 3,2 mld dolarów w 2021 roku. Szacuje się, że do roku 2030 wzrośnie ona ponaddwukrotnie.

Szuka się dziś coraz to nowszych rozwiązań technologicznych, by zwiększyć dostępność surowców do produkcji, gdyż serwatka czy melasa przestają być odpadem i pojawia się coraz większa walka konkurencyjna o te surowce, m.in. w przemyśle spożywczym. Opracowywane są metody obróbki np. odpadów celulozowych czy spożywczych w celu ich aplikacji w tym procesie. Pomocna jest tu również inżynieria genetyczna, która poprzez modyfikacje genetyczne szczepów z grupy LAB poprawia ich wydajność mikrobiologiczną, a tym samym wydajność całego procesu.

 

Kwas mlekowy w przemyśle spożywczym
Kwas mlekowy w produktach spożywczych oznaczany jest jako E270 i wykorzystywany w różnych celach. Pierwszym i podstawowym jest stosowanie go jako regulatora kwasowości produktów spożywczych, a więc może zostać użyty jako dodatek do każdego z produktów spożywczych (alternatywnie do cytrynowego), wymagających obniżenia pH, gdyż jest w pełni nieszkodliwy dla ludzkiego organizmu.

Obniżanie pH poprzez dodanie kwasu mlekowego do produktów powoduje dodatkowo zwiększenie ich trwałości i odporności mikrobiologicznej, a więc jest on również stosowany jako efektywnie działający środek konserwujący. Tę właściwość kwasu mlekowego wykorzystuje się w obróbce owoców i warzyw, ponieważ jego dodatek zwiększa ich stabilność.

Dodawany jest do wypieków piekarniczych, gdyż w reakcji z sodą oczyszczoną powoduje wytworzenie dwutlenku węgla, co spulchnia produkty typu chleb czy bułki. Dodatek do produktów fermentowanych, w których już znajduje się kwas mlekowy pochodzący z przemian metabolicznych bakterii kwasu mlekowego w nich obecnych, przyspiesza proces samej fermentacji. Podobnie jest w branży mleczarskiej – jego dodatek przyspiesza proces wytwarzania produktów fermentowanych. W browarnictwie natomiast, kwas mlekowy na etapie zacierania powoduje zwiększenie wydajności.

Ważnym aspektem kwasu mlekowego jest wykorzystanie jego właściwości poprawiających walory smakowe produktów spożywczych, np. jogurtów, pikli, sosów, a nawet słodyczy. A więc, poza aspektem konserwującym, jego dodatek niesie za sobą poprawę jakości produktu końcowego.

 

Kwas mlekowy w przemyśle farmaceutycznym i medycynie
Kwas mlekowy ma swoje zastosowania również w medycynie i wyrobie farmaceutyków: w leczeniu chorób skóry, układu pokarmowego, chorób ginekologicznych czy w medycynie sportowej.

Jego właściwości złuszczająco-nawilżające wykorzystywane są w dermatologii, ponieważ umożliwia usuwanie martwego naskórka, modzeli czy odcisków. Zazwyczaj łączy się go w tym przypadku z kwasem salicylowym lub innymi składnikami aktywnymi. Obecny w preparatach do higieny intymnej przyczynia się do regeneracji nabłonka układu moczowo-płciowego oraz wpływa na niego ochronnie (zapobiega adsorpcji innych bakterii m.in. tych o działaniu patogennym).

Kwas mlekowy jest również składnikiem suplementów diety dedykowanych dla sportowców, gdyż udowodniono, że jego spożycie przyspiesza regenerację mięśni po treningu. Choć sam jest wytwarzany w mięśniach podczas intensywnego wysiłku (zbyt niska podaż tlenu) i powoduje później obolałość mięśni, to pewne ilości działają ochronnie poprzez zwiększanie pobudliwości pracujących mięśni oraz przeciwdziałając ich zmęczeniu. Niektóre źródła podają, że może on być czynnikiem regulującym metabolizm oraz homeostazę organizmu.

Mniej znanym, aczkolwiek bardzo ważnym jest fakt, że omawiany kwas stosuje się roztworach pozajelitowych i dializacyjnych w szpitalach, gdzie występuje w postaci soli (mleczanów) i działa w ludzkim organizmie jak elektrolit, czyli wodny roztwór soli mineralnych, pełniący wiele funkcji, z których najważniejsza to utrzymywanie odpowiedniego ciśnienia (osmotycznego) krwi.