乳酸鹽：是乳酸與金屬離子或銨根離子結(jié)合形成的鹽類化合物。乳酸是一種有機(jī)酸，它的羧基上的氫原子可以被金屬離子（如鈉、鉀等）或銨根離子取代，從而形成乳酸鹽。乳酸鹽通常為白色結(jié)晶性粉末或顆粒，易溶于水，具有吸濕性。不同的乳酸鹽在熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等方面會(huì)有所差異，但總體上具有鹽類化合物的一般物理特性。乳酸鹽具有一定的穩(wěn)定性，但在特定條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例如，乳酸鹽可以與酸反應(yīng)生成乳酸，與堿反應(yīng)可能會(huì)影響乳酸根離子的存在形式，還可以參與一些氧化還原反應(yīng)等。其化學(xué)性質(zhì)在很大程度上取決于所結(jié)合的金屬離子以及所處的化學(xué)環(huán)境。
一、生產(chǎn)工藝
1. 發(fā)酵法
·原料選擇：可以選用多種碳水化合物作為原料，如葡萄糖、蔗糖、淀粉等。這些原料來源廣泛，成本相對(duì)較低。同時(shí)，為了保證微生物的生長(zhǎng)和發(fā)酵，還需要添加適量的氮源、磷源和其他微量元素。
·微生物發(fā)酵：利用乳酸菌等微生物進(jìn)行發(fā)酵。乳酸菌在無氧或微氧條件下，將碳水化合物轉(zhuǎn)化為乳酸。不同的乳酸菌菌株對(duì)底物的利用能力和產(chǎn)酸特性有所差異，因此需要根據(jù)生產(chǎn)需求選擇合適的菌株。在發(fā)酵過程中，需要控制溫度、pH值、溶氧等條件，以優(yōu)化微生物的生長(zhǎng)和乳酸的生成。一般來說，發(fā)酵溫度在30℃-40℃之間，pH值控制在5.0-6.5左右。
·乳酸提取與純化：發(fā)酵結(jié)束后，得到的發(fā)酵液中含有乳酸、未反應(yīng)的原料、微生物細(xì)胞和其他雜質(zhì)。首先通過過濾或離心等方法去除微生物細(xì)胞和固體雜質(zhì)，然后采用鈣鹽法、酯化蒸餾法、溶劑萃取法、膜電滲析法等方法對(duì)乳酸進(jìn)行提取和純化。
2. 化學(xué)合成法
·乙醛氫氰酸法：以乙醛和氫氰酸為原料，在堿性條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成乳腈，然后乳腈在酸性條件下水解得到乳酸，再與相應(yīng)的堿或金屬氧化物反應(yīng)生成乳酸鹽。該方法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品純度較高，但氫氰酸具有劇毒，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和操作安全要求極高，同時(shí)反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的含氰廢水，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
·丙稀腈法：丙稀腈在催化劑作用下與水發(fā)生加成反應(yīng)生成乳酸腈，再經(jīng)水解得到乳酸，再與堿或金屬氧化物反應(yīng)生成乳酸鹽。這種方法的原料丙稀腈相對(duì)容易獲得，反應(yīng)條件較為溫和，但催化劑的選擇和回收利用是關(guān)鍵問題，同時(shí)反應(yīng)過程中也會(huì)產(chǎn)生一定的廢水和廢氣，需要進(jìn)行有效的處理。
3. 酶法合成法
·酶的選擇與固定化：選擇具有高活性和特異性的乳酸脫氫酶或其他相關(guān)酶。為了提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)利用率，通常需要將酶進(jìn)行固定化處理，即將酶固定在特定的載體上，如瓊脂糖、海藻酸鈉、活性炭等。固定化酶可以在一定程度上抵抗外界環(huán)境的影響，便于在反應(yīng)體系中進(jìn)行分離和回收。
·反應(yīng)體系構(gòu)建：在反應(yīng)體系中加入底物（如丙酮酸、葡萄糖等）、輔酶（如NADH、NADPH等）和固定化酶，控制適宜的溫度、pH值和反應(yīng)時(shí)間等條件，使酶催化底物轉(zhuǎn)化為乳酸，進(jìn)而與相應(yīng)的堿或金屬離子反應(yīng)生成乳酸鹽。酶法合成的反應(yīng)條件溫和，選擇性高，副反應(yīng)少，產(chǎn)品純度高，但酶的成本較高，且酶的活性和穩(wěn)定性受反應(yīng)條件的影響較大，需要精確控制反應(yīng)過程。
二、應(yīng)用領(lǐng)域
1. 食品行業(yè)
·酸度調(diào)節(jié)劑：乳酸鹽可以調(diào)節(jié)食品的pH值，提供酸味，改善食品的風(fēng)味。例如，在飲料、罐頭、腌制食品中，乳酸鹽能夠增強(qiáng)食品的酸度，使其口感更加鮮美、清爽，同時(shí)還能抑制有害微生物的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。
·防腐劑：乳酸鹽具有一定的抗菌作用，能夠抑制食品中細(xì)菌、霉菌和酵母菌的生長(zhǎng)繁殖。如在面包、蛋糕等烘焙食品中添加乳酸鹽，可以延緩食品的變質(zhì)，延長(zhǎng)其貨架期。
·風(fēng)味增強(qiáng)劑：某些乳酸鹽可以與食品中的其他成分相互作用，產(chǎn)生獨(dú)特的風(fēng)味。例如，乳酸鈣可以增強(qiáng)乳制品的風(fēng)味，使其口感更加濃郁、醇厚。
2. 醫(yī)藥行業(yè)
·藥物載體：乳酸鹽可以作為藥物載體，幫助藥物更好地被人體吸收和利用。例如，聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）是一種常用的可生物降解的高分子材料，它可以包裹藥物分子，實(shí)現(xiàn)藥物的緩釋和控釋，延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的作用時(shí)間，提高藥物的療效。
·治療酸中毒：乳酸鈉可以用于治療代謝性酸中毒。當(dāng)人體因各種原因?qū)е麦w內(nèi)酸堿平衡失調(diào)，出現(xiàn)酸中毒時(shí)，乳酸鈉進(jìn)入體內(nèi)后可以在肝臟中代謝生成碳酸氫根離子，從而中和體內(nèi)過多的酸性物質(zhì)，糾正酸中毒。
·補(bǔ)鈣劑：乳酸鈣是一種常用的補(bǔ)鈣劑，它具有良好的水溶性和生物利用度，容易被人體吸收。常用于預(yù)防和治療鈣缺乏癥，如佝僂病、骨質(zhì)疏松癥等。
3. 化工行業(yè)
·塑料原料：乳酸鹽可以通過聚合反應(yīng)制備聚乳酸（PLA）等生物可降解塑料。聚乳酸具有良好的生物相容性、可降解性和機(jī)械性能，可用于制造包裝材料、一次性餐具、醫(yī)用縫合線等，有助于減少傳統(tǒng)塑料對(duì)環(huán)境的污染。
·表面活性劑：某些乳酸鹽可以作為表面活性劑，具有乳化、分散、潤(rùn)濕等作用。例如，乳酸脂肪酸甘油酯可以用于食品、化妝品、洗滌劑等行業(yè)，作為乳化劑使油和水能夠均勻混合，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和質(zhì)量。
·電鍍添加劑：乳酸鹽在電鍍行業(yè)中可用作添加劑，能夠改善電鍍液的性能，提高電鍍層的質(zhì)量和均勻性。例如，乳酸鈉可以作為電鍍鎳、電鍍銅等工藝中的添加劑，有助于獲得光亮、致密的電鍍層。
4. 其他領(lǐng)域
·農(nóng)業(yè)：乳酸鹽可以作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。例如，乳酸鈣可以提高植物對(duì)鈣的吸收，增強(qiáng)植物的抗逆性，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。此外，乳酸鹽還可以用于土壤改良，調(diào)節(jié)土壤的pH值，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤中有益微生物的生長(zhǎng)。
·化妝品：乳酸鹽具有保濕、調(diào)節(jié)pH值和抗菌等作用，因此被廣泛應(yīng)用于化妝品中。例如，乳酸鈉可以作為保濕劑，使皮膚保持濕潤(rùn)；乳酸可以調(diào)節(jié)化妝品的pH值，使其更適合皮膚的生理環(huán)境，同時(shí)還能抑制化妝品中微生物的生長(zhǎng)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。
三、行業(yè)現(xiàn)狀
1. 市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)
近年來，隨著各應(yīng)用領(lǐng)域需求的不斷增加，全球乳酸鹽市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。例如，在食品飲料行業(yè)，隨著消費(fèi)者對(duì)健康、天然食品添加劑需求的增長(zhǎng)，乳酸鹽作為一種天然、安全的添加劑，市場(chǎng)需求持續(xù)上升。據(jù)市場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)，2018-2024 年期間其市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大2。以金丹科技為例，2024 年上半年其乳酸鹽產(chǎn)品營(yíng)業(yè)收入就達(dá)到了 1.57 億元，毛利率為 29.32%。
2. 生產(chǎn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局：
·國(guó)際：全球乳酸生產(chǎn)企業(yè)主要集中在美國(guó)、中國(guó)、泰國(guó)、西歐、中南美及日本等。產(chǎn)能超過 10 萬噸規(guī)模的企業(yè)中，荷蘭的 Corbion 公司主營(yíng)業(yè)務(wù)涉及食品、藻類成份、生化、生物醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域，形成多元化發(fā)展模式；美國(guó)的 NatureWorks 公司專注于乳酸、聚乳酸生產(chǎn)銷售，采用乳酸、聚乳酸一體化發(fā)展模式。
·國(guó)內(nèi)：我國(guó)兩家企業(yè)金丹科技和安徽豐原的產(chǎn)能占全球總產(chǎn)能比重達(dá)到 27.80%。金丹科技以年產(chǎn) 18.3 萬噸乳酸及其系列產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，位居國(guó)內(nèi)乳酸行業(yè)龍頭地位，并打造了縱向一體化循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。此外，乳酸產(chǎn)能在 3 萬噸以上 10 萬噸的企業(yè)有河南星漢、廣濟(jì)藥業(yè)、寧夏啟玉、京糧龍江、Galactic 等，這些企業(yè)形成了一定規(guī)模優(yōu)勢(shì)，但發(fā)展模式相對(duì)單一。
3. 應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展
·食品領(lǐng)域：隨著人們對(duì)健康食品的需求增加以及食品和飲料行業(yè)的發(fā)展，乳酸鹽作為酸化劑、防腐劑和發(fā)酵劑等，在乳制品、面包、飲料等產(chǎn)品中的應(yīng)用不斷拓展，推動(dòng)了乳酸鹽市場(chǎng)的增長(zhǎng)。
·醫(yī)藥領(lǐng)域：乳酸鹽的應(yīng)用也在不斷發(fā)展，例如在腹膜透析液中，乳酸鹽作為緩沖劑因其較好的生物相容性和代謝穩(wěn)定性而受到推崇，隨著腎病患者數(shù)量的增加和腹膜透析技術(shù)的推廣，其在這方面的需求有望繼續(xù)上升。
4. 上下游產(chǎn)業(yè)鏈
·上游：主要包括玉米等農(nóng)產(chǎn)品以及一些化工原料。以玉米為原料的發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸鹽是常見的方式，因此玉米的產(chǎn)量、價(jià)格等因素會(huì)對(duì)乳酸鹽生產(chǎn)企業(yè)的成本產(chǎn)生影響。
·下游：除了食品、醫(yī)藥領(lǐng)域外，還涉及化工等行業(yè)，用于生產(chǎn)聚乳酸等生物可降解塑料等。隨著環(huán)保要求的提高和對(duì)生物可降解材料需求的增加，下游 行業(yè)對(duì)乳酸鹽的需求也在發(fā)生變化。
5. 行業(yè)挑戰(zhàn)
·價(jià)格壓力：據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù)，截至 2024 年 6 月 29 日，乳酸 L（乳酸含量 80% 華東）市場(chǎng)均價(jià) 0.9 萬元 / 噸，較 2024 年年初下跌 7.2%，較 2023 年年初下跌 11.8%，需求端整體較弱，使得主營(yíng)產(chǎn)品價(jià)格承壓下滑。
·國(guó)際貿(mào)易：根據(jù)中華人民共和國(guó)海關(guān)總署數(shù)據(jù)，2023 年期間，中國(guó)乳酸及其鹽和酯的進(jìn)口金額仍保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，同比增長(zhǎng)了 15.75%，但出口金額同比下降了 15.11%，乳酸國(guó)際貿(mào)易逆差加重，國(guó)內(nèi)乳酸外銷減少。
資料來源：證券之星：《華安證券：給予金丹科技買入評(píng)級(jí)》/ 中國(guó)報(bào)告大廳：《2024-2029年中國(guó)乳酸鹽行業(yè)市場(chǎng)深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報(bào)告》/ 市場(chǎng)調(diào)研網(wǎng)： 《2023-2029年中國(guó)腹膜透析液（乳酸鹽）行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來趨勢(shì)報(bào)告》
四、乳酸鹽篩分
·預(yù)處理
發(fā)酵液首先經(jīng)過過濾或離心等預(yù)處理步驟，去除其中的微生物細(xì)胞和較大的固體顆粒，得到澄清的濾液。
·乳酸鹽的初步分離
向預(yù)處理后的濾液中加入適量的鈣鹽（如碳酸鈣），使乳酸與鈣鹽反應(yīng)生成乳酸鈣沉淀。通過過濾或離心收集乳酸鈣沉淀，此時(shí)得到的乳酸鈣沉淀中仍然含有一些雜質(zhì)，如未反應(yīng)的鈣鹽、其他可溶性鹽類等。
·離子交換樹脂篩分
將乳酸鈣沉淀溶解在適量的水中，配制成一定濃度的溶液，然后將溶液通過強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂柱。在離子交換樹脂柱中，乳酸鈣中的鈣離子與樹脂上的氫離子發(fā)生交換反應(yīng)，乳酸根離子則隨溶液流出樹脂柱，從而實(shí)現(xiàn)乳酸根離子與鈣離子的分離。 經(jīng)過離子交換樹脂處理后，溶液中的主要成分變?yōu)槿樗岷蜕倭课唇粨Q完全的雜質(zhì)離子。
·結(jié)晶與篩分
對(duì)經(jīng)過離子交換樹脂處理后的溶液進(jìn)行濃縮，使乳酸達(dá)到過飽和狀態(tài)，然后通過冷卻結(jié)晶或蒸發(fā)結(jié)晶的方法使乳酸鹽結(jié)晶析出。結(jié)晶完成后，通過過濾或離心分離得到乳酸鹽晶體，母液中則含有少量未結(jié)晶的乳酸鹽和其他雜質(zhì)。為了進(jìn)一步提高乳酸鹽的純度，可以對(duì)得到的乳酸鹽晶體進(jìn)行重結(jié)晶操作，即將晶體溶解在適量的溶劑中，然后再次進(jìn)行結(jié)晶和分離。
·干燥與成品
將經(jīng)過結(jié)晶和篩分得到的乳酸鹽晶體進(jìn)行干燥處理，去除晶體表面和內(nèi)部的水分，得到高純度的乳酸鹽產(chǎn)品。干燥過程可以采用真空干燥、氣流干燥或噴霧干燥等方法，根據(jù)乳酸鹽的性質(zhì)和生產(chǎn)要求選擇合適的干燥方式。
