Кислота молочная вред и польза

Содержание:

Сегодня сложно даже представить, что когда-то человечество не использовало пищевые добавки. Тем не менее, появились они лишь в начале прошлого века. Именно тогда в ходе химических экспериментов ученые обнаружили, что при добавлении в продукт определенных компонентов он может изменять вкус. Позднее стало ясно, что подобным образом можно влиять также на запах, цвет, текстуру и срок хранения. Это привело к серьезным изменениям в индустрии питания. Производители поняли, как сделать свой бизнес эффективнее, а товар — привлекательнее для потребителей. 

С тех пор добавки встречаются практически в каждом продукте на магазинных прилавках. Убедиться в этом можно, прочитав состав на упаковках. Обычно они указываются именно там под кодовыми номерами согласно международным правилам. Вокруг этих ингредиентов сложилось много утверждений, порой весьма противоречивых. Кто-то уверен, что добавки несут вред для организма человека, кто-то придерживается иного мнения. В этой статье речь пойдет о веществе, о котором вы наверняка слышали — молочной кислоте. Ее тоже окружают довольно спорные мифы и истории, поэтому полезно будет разобраться в нюансах. Мы расскажем о том, какой бывает молочная кислота, откуда ее получают, где применяют и, главное, как она влияет на здоровье.

Что такое молочная кислота

Историю эта кислота ведет еще с XVIII столетия, когда исследователи выделили из прокисшего молока субстанцию коричневого цвета. После этого наука нашла еще одно подтверждение гипотезе о натуральном происхождении. Уже в XIX веке было сделано заявление, что молочная кислота не просто является продуктом брожения сахаров, но и принимает участие в человеческом метаболизме, образуясь в клетках. Впервые об этом заговорили, когда медики получили соль молочной кислоты из мышечной ткани, где скапливалось вещество. Выработка его происходит при распаде в организме глюкозы, обеспечивающем энергию для интеллектуальных нагрузок и силовых тренировок. 

Свойства соединения

После открытия молочной кислоты, ученые с любопытством занялись изучением ее физических и химических характеристик и обнаружили, что она обладает важными свойствами:

• не имеет цвета;
• существует в виде раствора-сиропа с высокой (до 90 процентов) концентрацией;
• отлично растворима в воде и этиловом спирте;
• при взаимодействии с окислителями способна превращаться в целый ряд кислот от муравьиной до уксусной и виноградной;
• одновременно является и кислотой, и спиртом и может образовывать эфирные соединения. 

Эти свойства свидетельствуют о широком спектре возможностей соединения. Поэтому добывают его в промышленных масштабах. Происходит это преимущественно двумя способами — ферментативным и синтетическим.

Ферментативная технология

За основу здесь берется сырье, в котором много углеводов: 

• кукуруза;
• глюкоза в виде сиропов;
• кормовая патока;
• свекольный сок;
• сыворотка;
• крахмал.

К сырью добавляются дрожжи, необходимые для брожения.  В процессе ферментации образуются нужные соли молочной кислоты — лактаты, из которых далее возможно производство кислоты. После этого продукт нужно очистить от побочных примесей.

Этот способ считается экологичным, однако весьма трудоемким. Для того чтобы брожение происходило нормально, нужно искусственно поддерживать уровень pH с помощью солей кальция и натрия. Биотехнологи полагают, что можно упростить процесс и сделать так, чтобы при брожении образовывалась сама кислота, а не ее соли. Для этого нужно вывести бактерии, способные работать и при низком pH — тогда промежуточного продукта-лактатов удастся избежать. Поэтому производят молочную кислоту и другим способом. 

Синтетическая технология

Этот подход основан на просчитанной химической реакции уксусного альдегида с синильной кислотой и гидролизе полученного вещества. Способ позволяет получить внушительный объем кислоты, однако качество ее будет ниже, чем у произведенной ферментативно. 

Виды кислоты

В зависимости от степени очистки получаемая молочная кислота бывает:

• технической, то есть направляемая для нужд непищевого производства;
• пищевой — той, которая попадает в продукты питания и фармацевтическую отрасль.

Также принято выделять D- и L-молочную кислоту. Обе разновидности получаются в ходе ферментации и названы по обозначению участвующих в процессе бактерий. Разница в том, что L-бактерии присутствуют в организме (кишечнике), являются условно полезными и необходимы для брожения и естественного метаболизма. Наличие же D-бактерий говорит скорее о патогенной токсичной среде. Таким образом, в качестве пищевой добавки используют исключительно L-кислоту. 

Сферы применения 

Масса полезных характеристик позволяет использовать молочную кислоту в нескольких направлениях:

• индустрия питания  — в целом ряде продуктов (от шоколадных конфет до заправок и соусов);
• химическая промышленность — здесь ее активно применяют, чтобы производить полимеры-синтетические вещества, необходимые почти для всех областей жизни (например, целлюлоза и пластик);
• фармацевтика;
• косметическая индустрия;
• электроника;
• кожевенное производство. 

Рассмотрим подробнее, как именно молочную кислоту используют в пищевых целях. Для этого потребуется разделить ее функционально, так как за счет своих качеств пищевая добавка может выступать и регулятором кислотности, и консервантом. 

Молочная кислота — регулятор кислотности

Особой популярностью этот компонент пользуется при изготовлении всей линейки кисломолочных продуктов — йогуртов, сметаны, творога, кефира, сыра, ряженки, ацидофилина, а также майонеза и соусов. Молочнокислые бактерии находятся в этих товарах по умолчанию, однако, для того чтобы достичь оптимального уровня кислотности и поддерживать его, нужна дополнительная добавка. 

Молочная кислота — излюбленный регулятор кислотности не только в этих продуктах. Ее добавляют также в конфеты, леденцы, мармелады, суфле, десерты, хлебобулочные и мясные изделия, маринады, консервы, полуфабрикаты, напитки (спиртосодержащие и безалкогольные), а также детское питание (в том числе для младенцев). 

Молочная кислота — консервант 

Консервирующее воздействие также приносит свои  результаты. Вещество имеет выраженные антисептические свойства, что препятствует размножению болезнетворных бактерий. В силу того, что молочные продукты — одни из самых скоропортящихся, важно максимально продлить срок реализации. Этому способствует введение в состав кислоты. Она применяется в приготовлении всего спектра молочных изделий, а также прочих товаров, которым требуется дополнительный консервант — тортов, пирожных, печенья, рыбные, овощные, мясные консервы, сухофрукты. Интересно, что и в косметической промышленности молочная кислота выполняет сходное назначение — увеличивает срок годности уходовых масок, кремов, эмульсий, гелей, обеспечивая дезинфекцию, оздоравливая кожу и препятствуя появлению болезнетворных микроорганизмов. 

Помимо двух этих функций, кислота может быть также и ароматизатором и вкусовым усилителем. Ингредиент кладут в соленые продукты для мягкого и естественного расширения вкусовой гаммы, отдавая ей предпочтение ввиду натурального происхождения. 

Для перечисленных пищевых целей молочную кислоту закупают в больших количествах. Как правило, ее поставляют в жидком виде. На упаковках она фигурирует под кодом E270, так что вы всегда сможете узнать о ее наличии в том или ином продукте. Теперь рассмотрим особенности употребления добавки и выясним, насколько она полезна для человека и есть ли от нее вред. 

В чем польза молочной кислоты

Неоспоримым аргументом в пользу безвредности добавки стало ее натуральное происхождение. Как уже было сказано, она образуется в клетках нашего организма и является источником энергии, расходуемой на умственные и физические нагрузки. Именно выработкой кислоты объясняется чувство усталости в мышцах (излишки в норме выводятся через почки). Поэтому от нее не стоит отказываться людям, занимающимся спортом (потребность в кислоте при этом увеличивается в два раза). Для этого важно соблюдать условия — мышцам должно быть обеспечено насыщение кислородом. Это означает, что занятия лучше проводить на свежем воздухе или в хорошо проветриваемом помещении и сочетать со сбалансированным питанием.

Благодаря наличию L-бактерий молочная кислота  оказывает положительное воздействие на желудочно-кишечный тракт, нормализуя микрофлору и делая иммунитет более устойчивым. 

Поступает в организм она с пищей, поэтому стоит иметь в виду, какие продукты богаты молочной кислотой. Для удобства приведем таблицу-список:

• все молочные изделия (особенно те, в которых молоко подвергалось минимальной обработке — например, натуральные йогурты и кефиры);
• квашеные овощи — капуста и огурцы;
• вино;
• пиво;
• квас;
• «бородинский» ржаной хлеб.

Их этих продуктов молочная кислота усваивается лучше всего и идет на полноценную работу нервной системы, тканей и органов, оказывая противомикробное и противовоспалительное действия. Эти ее свойства используются и в медицине при терапии некоторых заболеваний.

Потенциальный вред молочной кислоты 

На вопрос, опасна ли кислота, современные ученые склонны отвечать отрицательно. Главный довод тот же — ее натуральность. По этой причине единого регламента относительно допустимого суточного количества не существует и стоит опираться на индивидуальные особенности организма. Очевидно, молочная кислота нужна, чтобы была энергия. Однако врачи называют ряд симптомов, указывающих на ее переизбыток:

• судороги;
• заболевания печени;
• наличие большого количества аммония в крови.

Избыток может накапливаться из-за малоподвижного образа жизни (например, в преклонном возрасте или после получения травмы). У пожилых людей молочные продукты усваиваются хуже, отчего кислота скапливается в мышцах. В этой связи рекомендуется умеренная физическая нагрузка и правильное питание. Абсолютных противопоказаний к употреблению ее в пищу нет. Современные специалисты считают, что даже при непереносимости молочного сахара лактозы некоторые люди все же могут употреблять молочные продукты (а значит, и молочную кислоту в их составе) в пищу. Все зависит от степени, в которой кишечник производит фермент, переваривающий лактозу. Сама по себе кислота с непереносимостью молока и аллергией на молочный белок не связана.Тем не менее, при возникших сомнениях лучше проконсультироваться с профессионалом.

Наверняка вам не раз приходилось слышать о том, что молочная кислота — причина чуть ли не всех проблем спортсменов: она и плохое самочувствие вызывает, и боли в мышцах, и судороги, и кислородное голодание, и травмы. Молочную кислоту обычно рассматривают как негативный побочный продукт, образования которого следует избегать любой ценой. Однако, мало кому известно, что именно молочная кислота играет главную роль в процессе выработки энергии, необходимой работающим мышцам во время тренировок. Давайте разберемся, действительно ли так уж она опасна.

Биохимия молочной кислоты

Молочная кислота – это побочный продукт гликолиза, то есть процесса распада или расщепления глюкозы, являющейся главным источником углеводов в нашем организме, и гликогена, накапливаемого в мышцах. По существу, она представляет собой расщепленную пополам молекулу глюкозы.

Молочная кислота является биохимическим посредником углеводного обмена. Углеводы поступают из кишечника в печень в форме глюкозы, где она превращается в гликоген. Однако большая часть глюкозы минует печень и вместе с кровотоком поступает в мышцы, где и превращается в молочную кислоту, которая в свою очередь поступает обратно в кровоток, когда в этом появляется необходимость, затем в печень, где из нее образуется гликоген. Таким образом, большую часть печеночного гликогена организм получает не напрямую из глюкозы, поступающей в печень с кровью, а через образование молочной кислоты. Этот процесс ученые назвали “парадоксом глюкозы”.

Почему же при образовании гликогена возникает этот “обходной путь”? Объясняется это тем, что соли молочной кислоты выводятся из кровеносной системы гораздо быстрее, чем глюкоза, что позволяет организму усваивать поступающие с пищей углеводы без значительного и резкого подъема уровня инсулина в крови, а значит, и без накопления жировых отложений. Во время тренировок такой подъем может вам только навредить, поскольку он способствует снижению доступности углеводов, которые так необходимы для осуществления интенсивного обмена веществ, сопровождаемого выработкой энергии.

Молочная кислота – важный источник энергии

Молочная кислота зачастую используется организмом как важный источник энергии, а также в качестве сырья для синтеза глюкозы и гликогена. Многие ткани нашего организма, и в первую очередь скелетные мышцы, постоянно синтезируют и используют молочную кислоту. Во время интенсивных тренировок с большими нагрузками молочная кислота, накопившаяся в быстро сокращающихся мышечных волокнах, переходит в «медленные» волокна, сердце и дыхательные мышцы, где используется как энергетическое топливо.

Топливом служит около 75% молочной кислоты, образовавшейся во время тренировки. Остальные 25% направляются через кровь в печень и почки, где преобразуются в глюкозу. Таким образом, излишков молочной кислоты не образуется, зато в крови постоянно поддерживается достаточный уровень глюкозы, что представляет особую важность для успешного проведения длительных и интенсивных тренировок.

Но и это еще не все. Во время проработки, к примеру, мышц рук неработающие мышцы выделяют молочную кислоту из накопившихся в них запасов гликогена. Эта молочная кислота с кровотоком поступает в печень, где из нее образуется глюкоза, которая с кровью направляется к активно работающим мышцам и используется в качестве сырья для восстановления в них гликогена. Иначе говоря, благодаря молочной кислоте неработающие мышцы помогают восстановлению тех мышц, которые в данный момент испытывают нагрузку.

Важность молочной кислоты

Почему же молочная кислота так важна в регулировании обменных процессов? Точного ответа на этот вопрос ученым пока найти не удалось. Тем не менее это вполне объяснимо с физиологической точки зрения. Для того чтобы глюкоза, имеющая довольно крупные и сложные молекулы, могла пройти через клеточные мембраны, ей необходима такая медленная транспортная система, как инсулин.

Молекула же молочной кислоты вдвое меньше молекулы глюкозы, поэтому ей не требуется гормональная поддержка, ведь она способна самостоятельно и достаточно легко проходить из одной клетки в другую. Она проникает через клеточные мембраны посредством мгновенного процесса, который носит название облегченного переноса.

Кроме того, большое количество молочной кислоты в кровоток выделяется мышцами, и там она также служит потенциальным топливом, которое расходуется на выработку энергии. Однако медаль имеет и оборотную сторону. Когда организм синтезирует молочную кислоту, он расщепляет ее на два иона — лактатный и водородный. Именно последний и является кислотой.

Ион водорода вмешивается в электролитные сигналы, исходящие от нервов и мышц, замедляет энергетические реакции и ослабляет мышечные сокращения. Именно он вызывает ощущение жжения в мышцах, которое начинают испытывать спортсмены во время интенсивных тренировок. Так что в возникновении мышечного утомления повинна вовсе не молочная кислота, а продукт ее расщепления — ион водорода.

Молочная кислота в мышцах

Известно, что при интенсивной физической нагрузке молочная кислота вызывает жжение в мышцах, которое ассоциируется с мышечным утомлением. Ионы водорода оказывают влияние на процессы сокращения мышц и энергопроизводящие реакции.

Во время тренировки нервная система предохраняет сердце, головной мозг и мышцы от кислородного голодания. Уровень молочной кислоты в мышцах служит для нее важным сигналом при распределении крови по телу. Если система определяет, что снабжение кислородом какого-либо участка тела должно быть снижено, она сокращает в этом месте кровоток, что и приводит к утомлению.

Как правило, вместе с водородным ионом обвиняют и лактатный, хотя на самом деле он играет не последнюю роль в нашем организме, поскольку представляет собой чрезвычайно быстрое топливо для сердца и мышц. Именно лактат способствует стабильному снабжению организма углеводами даже во время многочасовых нагрузок. Лактат становится настоящим другом для тех спортсменов, которые тренируются с отягощениями, футболистов, троеборцев, бегунов на длинные дистанции, пловцов и велосипедистов.

Молочная кислота вызывает не все типы утомления, возникающие во время тренировок. При тех нагрузках, которые требуют высокой степени выносливости, например при беге на длинные дистанции или в триатлоне, уровень молочной кислоты в крови существенно не изменяется, несмотря на то что ее производство увеличивается. Дело здесь в том, что молочная кислота используется в качестве топлива.

В начале забега уровень потребления мышцами глюкозы и расщепления гликогена значительно повышается. Такой ускоренный темп углеводного обмена приводит к увеличению производства молочной кислоты, в результате чего ее содержание в крови повышается.

Кровь, направленная в работающие мышцы, может перенести часть молочной кислоты в другие ткани, где она будет расходоваться на выработку энергии. В результате ее уровень в мышцах и крови понизится. Несмотря на это уровень молочной кислоты по-прежнему останется высоким.

Иногда бывает так, что в процессе забега или тренировки с отягощениями вы вдруг ощущаете внезапное облегчение. Говорят, что в такие моменты открывается “второе дыхание”. Как показывают исследования, при выполнении физических упражнений уровень выработки и удаления молочной кислоты повышается в 3-6 раз по сравнению с состоянием покоя, даже в том случае, если потребление кислорода удерживается на максимальном уровне.

Действительно ли молочная кислота вызывает утомление

Наблюдения специалистов показали, что во время интенсивных упражнений пики утомления и уровня молочной кислоты совпадают. Связь между молочной кислотой и утомлением признавалась до сих пор, однако недавно у науки появились точные техники измерения биохимии клеток.

Многие ранние исследования показывали, что в изолированных мышцах снижение pH (повышение кислотности) замедляло скорость химических реакций в клетках. На самом же деле молочная кислота предотвращает утомление. Ее введение в мышцы крыс во время упражнений повышало их выносливость.

Накопление ионов калия во время выполнения силовых упражнений вмешивается в работу мышц и передачу нервных импульсов, вызывая утомление. У людей снижение pH за счет увеличения уровня молочной кислоты в мышцах позволяет им дольше работать даже при повышенном уровне калия.

По окончании выполнения упражнений, с наступлением утомления, уровень молочной кислоты падает до нормы уже через 10 минут, в то время как восстановление силы требует около 1 часа. Введение молочной кислоты в утомленную мышцу не оказало никакого эффекта на скорость ее восстановления. Это доказывает, что накопление молочной кислоты никак не связано с мышечным утомлением.

Молочная кислота и боль в мышцах

Многие спортсмены убеждены в том, что молочная кислота является причиной боли в мышцах. На самом же деле она не имеет никакого отношения к “запаздывающей” мышечной боли, которая возникает на следующий день после тяжелой тренировки. Эта боль вызвана микроскопическими разрывами волокон во время эксцентрической, или негативной, фазы движения.

Как ни странно, эти повреждения возникают именно при опускании веса. Если бы на тренировке вы только поднимали вес, а опускал бы его за вас кто-то другой, то, возможно, ваши мышцы никогда бы не болели. Этот факт подтвержден научными экспериментами.

Концентрическое сокращение мышц при подъеме веса микроразрывов не вызывает. Парадокс заключается в том, что именно при подъеме тяжестей молочной кислоты вырабатывается гораздо больше, чем при опускании, а это значит, что если бы причиной мышечных болей была молочная кислота, то после концентрических движений тело должно было бы болеть сильнее. Однако происходит как раз наоборот.

Обвиняют молочную кислоту также и в возникновении судорог. Но в действительности они начинаются из-за перевозбуждения мышечных рецепторов при утомлении мышц. С целью избавления от боли и судорог многие спортсмены прибегают к массажу, горячим ваннам и другим расслабляющим процедурам, которые якобы помогают удалить из мышечных волокон переизбыток молочной кислоты.

Убеждены в этом и все массажисты. Тем не менее не найдено никаких научно подтвержденных доказательств того, что массаж и теплые ванны выводят из организма молочную кислоту. Напротив, проведенные учеными эксперименты дали абсолютно противоположный результат.

В эксперименте принимали участие опытные бегуны. Каждый из них совершил пробежку на тренажере «бегущая дорожка» на такой скорости, что спустя 5 минут они были доведены до полного изнеможения, что привело к резкому повышению уровня солей молочной кислоты у них в крови.

Далее ученым необходимо было выяснить, какое воздействие оказывают на молочную кислоту пассивный отдых, массаж и спокойная езда на велосипеде. У всех испытуемых был взят анализ крови сразу же после нагрузки, а затем — спустя 20 минут после восстановления.

Оказалось, что и пассивный отдых лежа на спине, и массаж не оказали практически никакого влияния на уровень солей молочной кислоты в крови спортсменов, зато он значительно снизился после того, как третий испытуемый в течение 15-20 минут спокойно проехался на велосипеде. И это вовсе не значит, что массаж не приносит никакой пользы, напротив, эта процедура очень полезна, но не в отношении избавления от молочной кислоты.

Ученые доказали, что мышцы используют в качестве топлива лактатный ион не только во время тренировок, но и в процессе восстановления, так что молочная кислота, вопреки распространенному мнению, не остается в мышцах наподобие отработанного моторного масла, а это значит, что каждый спортсмен способен заставить ее работать на себя. Поможет этому правильно составленная тренировочная программа, в которой периоды высокоинтенсивных тренировок чередуются с тренировками на выносливость, что ускоряет удаление молочной кислоты из мышц.

Таким образом, уровень обмена молочной кислоты помогает вам выполнять физические нагрузки с большей интенсивностью. Для того чтобы повысить способность организма использовать лактат в качестве топлива, необходимо позаботиться об увеличении его содержания в мышцах во время тренировок. Достаточное количество лактата в вашей мышечной системе при выполнении физических упражнений стимулирует выработку энзимов, которые ускоряют его использование.

Высокоинтенсивный интервальный тренинг способствует лучшей адаптации сердечно-сосудистой системы к регулярным физическим нагрузкам, что усиливает снабжение кислородом мышечных и других тканей организма. Следовательно, для получения молочной кислоты потребуется меньшее количество углеводов, а лучшая циркуляция крови ускорит ее доставку в ткани и удаление из кровотока.

Тренировки на выносливость способствуют мышечной адаптации, что также ускоряет удаление молочной кислоты. Увеличение функциональной мощности митохондрий скелетных мышц приводит к повышенному использованию в качестве источника энергии жирных кислот, в результате чего образование молочной кислоты снижается, а удаление ее из организма происходит быстрее.

Кроме того, немаловажную роль в этом отношении играет питание. Интенсивные и жесткие тренировки истощают запасы гликогена в мышцах и печени, поэтому всем спортсменам, как уже указывалось выше, необходима диета с богатым содержанием углеводов.