Natriumlaktat

Hauptrohstoff zur Herstellung von Natriumlaktat ist die Milchsäure. Zur industriellen Herstellung gibt es zwei etablierte Systeme: die chemische Herstellung oder mittels Fermentation (biologisch).

Die chemische Gewinnung nutzt Kohle, Erdölprodukte oder Erdgas als Ausgangsprodukt. Obwohl es viele chemische Wege zur Herstellung von Milchsäure gibt, hat sich hier das sog. Acrylnitrilverfahren etabliert. Hier werden die Ausgangsprodukte Cyanwasserstoff und Acetaldehyd unter hohem Druck und mit Hilfe eines basischen Katalysators zu Lactonitril verbunden. Nach einem Reinigungsschritt wird dem gewonnen Lactonitril Schwefelsäure zugesetzt, um so durch Hydrolyse Milchsäure und Ammoniumsalze zu gewinnen. Über mehrere Destillier- und Aufbereitungsschritte wird so die fertige Milchsäure gewonnen. Wichtig ist, dass bei dieser chemischen Synthese immer ein Racemat erhalten wird, das bei Bedarf noch weiter in die einzelnen Isomere aufgetrennt werden muss.

Über 90% der weltweiten Milchsäure wird heute mittels Fermentation hergestellt. Hauptausgangsstoff ist die Glukose, die aus Mais oder stärkehaltigen Pflanzen (Weizen, Gerste, Kartoffeln, Zuckerrohr, etc.) gewonnen wird. Hier gilt: desto höher die Ausgangsstoffe sind, desto höher ist das Endprodukt: hohe Reinheit erhält man z.B. mit Saccharose aus Zuckerrohr oder Zuckerrüben. Bei hohem Reinheitsgehalt sind die später nachgeschalteten Aufbereitungsschritte einfacher und somit kostengünstiger. Die eigentliche Herstellung erfolgt dann meist im sog. Batchverfahren: vereinfacht dargestellt werden in einem großen Behälter einer Glukoselösung Mikroorganismen zugesetzt. Bei spezifischen Reaktionsparametern, wie beispielsweise Temperatur, wandeln die Mikroorganismen die Glukose in Ethanol, Zitronen- und Milchsäure um. Mit Mikroorganismen werden hier meist einfach Bakterien oder Pilzarten gemeint. Klassische Bakterienstämme sind: Lb. Lactis BME5-18M, B. coagulans LA204, Bacillus sp. Strain, u.a., wobei die durchschnittliche Produktivität von 0,25-2,5 g/l/h variieren kann. Auch die Ausbeute ändert sich je nach Bakterienstamm und Ausgangsprodukt von 36-97%. Wird die Milchsäure mittels Fermentation produziert, werden ebenfalls Racemate gewonnen, die jedoch einen sehr hohen Anteil an einem Isomer enthalten. Im gewonnenen Gemisch muss nun die Milchsäure durch Verfahren getrennt werden: Fällung, Filtration, Verdampfung und Kristallisation sind nur einige Verfahren, die hier erwähnt werden sollen. Die Anzahl der Verarbeitungsschritte hat einen starken Einfluss auf die Qualität und den Preis des Produktes. Trotz der vielen Aufbereitungsschritte ist die Herstellung mittels Fermentation einfacher und somit kostenintensiver als bei der chemischen Herstellung.

Die fertige Milchsäure wird nun mit Natriumhydroxidlösung versetzt, welche als Base dient. Diese chemische Reaktion, auch Redoxreaktion oder Neutralisierung genannt, führt zur Salzbildung der beiden Edukte. Als Endprodukte erhält das Natriumlacatatsalz und Wasser.

Durch seine biologische Verträglichkeit und Unbedenklichkeit wird es in der Lebensmitteltechnologie, Medizin und Kosmetikindustrie oft eingesetzt.

Da Natriumlactat aus dem Herstellungsprozess üblicherweise keine tierischen Proteine enthält, kann es problemlos bei einer Milchsäureintoleranz eingenommen werden. In Lebensmittel firmiert der Stoff auch unter der E-Nummer 325. Der Lebensmittelzusatzstoff kann in „ausreichender Menge“ dem Produkt hinzugefügt werden und gilt auch in Bioprodukten als unbedenklich.

Das Salz der Milchsäure findet aufgrund seiner chemischen Eigenschaften Anwendung als Säureregulator und Feuchthaltemittel. Zusätzlich beeinflusst Natriumlaktat die Quellfähigkeit von Eiweiß: Fette und Wasser wird besser an die Aminosäuren gebunden und reduziert somit das Austreten dieser Stoffe. Die Produkte bleiben auch hier länger frisch und attraktiv für den Kunden. Man spricht hier auch von sog. Schmelzsalzen oder Festigungsmitteln.

Ähnlich der Lebensmittelindustrie dient das Salz der Milchsäure auch in der Pharmazie als Feuchthaltemittel und Puffer.

In Cremes oder Salben kann zusammen mit anderen Säuren der pH-Wert genau eingestellt werden. Zusammen mit anderen Stoffen bildet es den körpereigenen Natural Moisturizing Factor (NMF) der Haut nach. Die Haut wird durch diese hydratisierenden Substanzen feucht gehalten und geschützt.  Es verwundert nicht, dass große Mengen in der Kosmetikindustrie zu ähnlichen Zwecken verwendet werden.

Natriumlaktat wird in biologischen Prozessen als Zwischen- oder Abbauprodukt hergestellt. Es ist ein Produkt, das somit bioabbaubar ist und der Ökologie nicht schadet.

Die Medizin nutzt Natriumlactat zur Behandlung von arzneimittelinduzierten Arrhythmien: hierzu zählen Antiarrythmika der Klasse I und pressorische Sympathomimetika. Es steht auf der Liste der unentbehrlichen Medikamente der Weltgesundheitsorganisation, den sichersten und wirksamsten Medikamenten, die in einem Gesundheitssystem benötigt werden.

Natriumlactat sorgt zusammen mit Milchsäure für einen physiologischen Säureschutzmantel auf der Haut. Dieser Säureschutz (pH von 5,5) sorgt für eine kontrollierte Besiedlung der Haut mit Bakterien. Wird dieser Schutz durch zu oftmaliges Waschen zerstört, so kann es zu ungewollter Schädigung der Haut kommen.