PRODUCCIÓN RESPONSABLE DE ÁCIDO LÁCTICO PARA MITIGAR EL IMPACTO AMBIENTAL

PRODUCCIÓN RESPONSABLE DE ÁCIDO LÁCTICO PARA MITIGAR EL IMPACTO AMBIENTAL.

AMAYA.C; ARANGO. A; BUENO.L, CAMARGO.C, DURÁN, C. (2018)

RESUMEN

El ácido láctico ya es considerado un bioproducto del mercado mundial. Lo anterior se debe a que este es un ácido orgánico valorado por su aplicación en las industrias de alimentos, farmacéuticas, químicas y su potencial como materia prima para la producción de polímeros biodegradables. El mercado está en crecimiento constante y el hecho de que sus productos sean afines con leyes ambientales, renovables y biodegradables, aseguran que dicho crecimiento se mantenga durante los próximos años. En décadas recientes las investigaciones están direccionadas a optimizar la producción del ácido con la idea de lograr mayor productividad, rendimientos y bajo costo (de oliveira et al. 2018; Garcia et al. 2010). En este artículo se analiza la producción de ácido láctico….

ABSTRACT

The lactic acid is an already consolidated bioproduct in the global market. It is an organic acid valued due to the potential it has in the food, pharmaceutical, chemical and cosmetic industries and as a raw material in the production of biodegradable polymers. The market is in constant growth, and the fact that its products are related to environmental laws, renewable and biodegradable, asures this growth for the next couple of years. Now a days, investigations are directed towards the optimization of the production of lactic acid to get the greatest productivity, performance and low costs (de oliveira et al. 2018;Garcia et al. 2010). In this article, we analyze the production of lactic acid…

INTRODUCCIÓN

Los residuos orgánicos urbanos constituyen cerca del 70% del volumen total de desechos generados, por tal motivo es primordial buscar una salida integral que contribuya al manejo adecuado de estos. A su vez, se lleva a que estos residuos puedan ser utilizados para generar productos que compitan en el mercado, minimizando un gran número de impactos ambientales que conlleva a la sostenibilidad de los recursos naturales.

El ácido láctico se puede obtener de dos maneras, por síntesis química o por fermentación de hidratos de carbono.

El 90,0 % de la producción mundial de ácido láctico es por medio de la fermentación. Uno de los principales intereses científicos y de las industrias relacionadas con el ácido láctico es la reducción de costos de materias primas y el mejoramiento de la producción de este por medio de la fermentación. Por consiguiente, se ha sustituido la fermentación de azúcares refinados por productos o residuos alimenticios agroindustriales^[a].

Por otra parte, se han realizado numerosas investigaciones acerca de procesos biotecnológicos para la producción de ácido láctico, con el objetivo de optimizar el proceso tanto técnico como económico, involucrando bacterias lácticas (LAB), algunos hongos filamentosos como fuentes microbianas principales de ácido láctico y diferentes cepas.

MARCO TEÓRICO

ÁCIDO LÁCTICO

También conocido como ácido 2-hidroxipropanoico su fórmula empírica es C3H6O3, es un líquido incoloro, ligeramente amarillento y viscoso. Presenta la capacidad de atraer agua de su ambiente por lo cual es conocido por ser un compuesto higroscópico. (Suriderp, 1995; Parés et al., 1997).

La producción del ácido láctico inicio hace aproximadamente 100 años atrás y al día de hoy sus investigaciones se presentan muy activas, esto se debe a las múltiples aplicaciones y usos industriales en diferentes campos. En el sector de alimentos es muy usado; actúa como acidulante, neutralizante de pH, inhibidor bacteriano y también es un agente conservante de alimentos. (Suriderp, 1995; Parés et al., 1997).

Por otro lado, en la farmacéutica y cosmética se utiliza como humectante y previene infecciones cutáneas. En pequeñas dosis actúa como hidratante y astringente, y a grandes dosis produce un efecto "peeling" de renovación celular.

También es usado como materia prima para producir ácido poli láctico, un polímero biodegradable que representa gran interés en la medicina. En la industria química se utiliza para la fabricación de detergentes.

Cuando se utiliza la vía biotecnológica para la producción de ácido láctico se forman enantiómeros, D(-) láctico es perjudicial para el metabolismo humano mientras que el L(+) láctico  es clasificado como seguro para uso en alimentos. (Parés et al., 1997)

PRODUCCIÓN

El ácido láctico puede producirse por dos vías. Por la ruta química existen dos reacciones por las cuales se puede formar este producto; en la primera se utiliza como reactivo acetaldehído y ácido cianhídrico y posteriormente, se hidroliza el producto para formar ácido láctico. La segunda reacción se genera a alta presión empleando como reactivo acetaldehído con monóxido de carbono y agua, utilizando ácido sulfúrico como catalizador. La vía química es utilizada en un 10% de la producción mundial, este pequeño porcentaje se da porque el producto es una mezcla entre D(-) y L(+) ácido láctico el cual es ópticamente inactivo, lo que presenta una gran desventaja para este método. (Hofvendahl y Hhan-Hägerdal, 2000).

Por otro lado, se encuentra la ruta biotecnológica, la cual es la más común y utilizada, siendo esta más sostenible y de igual forma amigable con el ambiente, pues se basa en la fermentación de sustratos por bacterias u hongos, el producto de este proceso es la formación de dos isómeros ópticos D(-) láctico y L(+) láctico  ópticamente activos.  (Chang et al., 1999). [pic 1]

Los isómeros puros son más valiosos que la mezcla racémica porque cada isómero independiente tiene un papel industrial específico. Hay una preferencia en el uso de L-LA en las industrias alimentaria y farmacéutica, ya que puede ser completamente metabolizado por el cuerpo humano debido a la presencia de L-lactato deshidrogenasa.  Por otra parte, en el campo de química verde, tanto L-LA cómo D-LA pueden usarse en la producción de acetaldehído, propilenglicol, ácido propiónico, ácido acrílico, 2,3-pentadiona y, principalmente, como monómeros en la producción de ácido poliláctico (PLA). 

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