- Melkzuur (2-hydroxypropaanzuur, E270) is een organisch zuur met de brutoformule C₃H₆O₃ en de halfstructuurformule CH₃–CH(OH)–COOH.
- Het ontstaat bij de fermentatie van suikers door melkzuurbacteriën – van nature in yoghurt, gefermenteerde groenten en zuurdesem, en industrieel vooral uit plantaardige suikers.
- In levensmiddelen werkt het als zuurteregelaar en conserveermiddel (E270, zonder maximale dosis in de EU), in cosmetica als mild AHA-zuur.
- Het is veilig in gebruikelijke hoeveelheden; een geconcentreerde oplossing irriteert huid en ogen, en in zuigelingenvoeding is alleen de L(+)-vorm toegestaan.
- Het veroorzaakt geen spierpijn – spierpijn na het sporten ontstaat door microscheurtjes in de spiervezels, en lactaat verdwijnt binnen ongeveer een uur uit het bloed.
In het kort: melkzuur is een organisch zuur met de brutoformule C₃H₆O₃ (halfstructuurformule CH₃–CH(OH)–COOH), in levensmiddelen aangeduid als E270. Het ontstaat bij de fermentatie van suikers door melkzuurbacteriën – daarom komt het van nature voor in yoghurt, kefir, kaas, gefermenteerde groenten en zuurdesembrood. Industrieel wordt het vooral uit plantaardige suikers geproduceerd, dus ondanks de naam bevat het geen melk of lactose. Het dient als zuurteregelaar en conserveermiddel in levensmiddelen, als mild AHA-zuur in cosmetica en als grondstof voor de biologisch afbreekbare kunststof PLA. Het is veilig, en het wijdverbreide idee dat het spierpijn veroorzaakt, is een mythe.
Wat is melkzuur?
Melkzuur (Lat. acidum lacticum, Eng. lactic acid), oftewel 2-hydroxypropaanzuur, is een organisch zuur uit de groep van de alfahydroxyzuren (AHA). In 1780 isoleerde de Zweedse chemicus Carl Wilhelm Scheele het uit zure melk – vandaar de naam. Van nature ontstaat het bij melkzuurfermentatie, maar ook in het menselijk lichaam, wanneer cellen glucose afbreken bij een tekort aan zuurstof.
In de levensmiddelenindustrie is melkzuur een levensmiddelenadditief met het symbool E270. Het fungeert als zuurteregelaar, voedingszuur en conserveermiddel. Ook de zouten ervan – natriumlactaat (E325), kaliumlactaat (E326) en calciumlactaat (E327) – zijn toegelaten additieven. Buiten de voedingsmiddelensector wordt melkzuur gebruikt in cosmetica, farmacie en geneeskunde en voor de productie van biologisch afbreekbaar polymelkzuur (PLA).
Wat is de formule van melkzuur?
Een melkzuurmolecuul bestaat uit drie koolstofatomen, zes waterstofatomen en drie zuurstofatomen. Het heeft twee functionele groepen: een hydroxylgroep (–OH) aan het tweede koolstofatoom en een carboxylgroep (–COOH), die verantwoordelijk is voor de zure eigenschappen.
| Soort formule | Notatie |
|---|---|
| Brutoformule | C₃H₆O₃ |
| Halfstructuurformule | CH₃–CH(OH)–COOH |
| Structuurformule | centraal koolstofatoom verbonden met een methylgroep (–CH₃), een waterstofatoom (–H), een hydroxylgroep (–OH) en een carboxylgroep (–COOH) |
| Systematische naam (IUPAC) | 2-hydroxypropaanzuur |
| Molaire massa | 90,08 g/mol |
| CAS-nummer | 50-21-5 (racemisch mengsel), 79-33-4 (L-melkzuur) |
Het middelste koolstofatoom heeft vier verschillende substituenten en is daarom een chiraal centrum. Melkzuur komt dus voor in twee vormen – optische isomeren: L(+)-melkzuur en D(–)-melkzuur. In het menselijk lichaam wordt vooral de L-vorm gevormd en gebruikt. Een equimolair mengsel van beide vormen is DL-melkzuur (racemaat), dat bij chemische synthese wordt verkregen.
Welke eigenschappen heeft melkzuur?
Zuiver melkzuur is hygroscopisch en moeilijk in vaste vorm te houden. Daarom wordt het vooral verhandeld als geconcentreerde waterige oplossing – meestal 80% of 88–90%.
| Eigenschap | Melkzuur |
|---|---|
| Handelsvorm | kleurloze tot lichtgele, stroperige vloeistof (oplossing van 80–90%); ook als poeder op drager |
| Geur en smaak | vrijwel geurloos, mild zuur |
| Smeltpunt | ca. 53°C (L-vorm), ca. 17°C (DL-racemaat) |
| Dichtheid van een 88%-oplossing | ca. 1,21 g/cm³ |
| Dissociatieconstante pKa | 3,86 |
| Oplosbaarheid | in elke verhouding mengbaar met water en ethanol |
| Overig | sterk hygroscopisch, optisch actief (L- en D-vorm) |
Met een pKa van 3,86 is melkzuur een zwak zuur, maar duidelijk sterker dan azijnzuur (pKa 4,76). Het verlaagt de pH effectief en smaakt milder dan citroenzuur. Met basen vormt het zouten – lactaten, met alcoholen esters, bijvoorbeeld ethyllactaat, dat als oplosmiddel en aroma wordt gebruikt. In geconcentreerde oplossingen binden de moleculen zich aan elkaar tot dimeren en oligomeren, en na dehydratatie ontstaat uit twee moleculen het cyclische lactide – de grondstof voor de productie van polymelkzuur (PLA).
Hoe ontstaat melkzuur en waar komt het vandaan?
Melkzuur wordt gevormd door melkzuurbacteriën (LAB, van het Engelse lactic acid bacteria). Tot deze groep bacteriën behoren onder meer de staafjes uit het voormalige geslacht Lactobacillus, maar ook Lactococcus, Streptococcus thermophilus, Leuconostoc en Pediococcus. Ze zetten suikers – glucose, sacharose of lactose – om in melkzuur. Hetzelfde proces vindt plaats wanneer melk zuur wordt, groenten worden ingemaakt en zuurdesem rijpt.
Het is goed om deze twee begrippen te onderscheiden: melkzuurbacteriën zijn levende micro-organismen, waarvan een deel probiotisch werkt, terwijl melkzuur de chemische verbinding is die deze bacteriën produceren. Het additief E270 bevat geen levende bacteriën.
Tegenwoordig wordt verreweg het meeste melkzuur ter wereld via fermentatie geproduceerd. De grondstof bestaat uit plantaardige suikers – glucose uit maïs- of tarwezetmeel en suiker uit suikerbieten en suikerriet. Na de fermentatie wordt het zuur van de biomassa gescheiden, gezuiverd en geconcentreerd. Deze methode levert, afhankelijk van de bacteriestam, zuiver L(+)- of D(–)-melkzuur op. Chemische synthese, bijvoorbeeld uit aceetaldehyde, levert het DL-racemaat op en is vandaag de dag van ondergeschikt belang.
Melkzuur uit de fermentatie van plantaardige suikers is niet van dierlijke oorsprong en is in de praktijk dus veganistisch; het bevat geen melk of lactose. Bij producten met een veganistisch certificaat is het wel raadzaam om in de specificatie van de leverancier na te gaan of er in het proces geen voedingsbodems van zuiveloorsprong zijn gebruikt.
In welke producten komt melkzuur voor?
Melkzuur komt op twee manieren in voeding terecht: het ontstaat van nature in gefermenteerde producten, of het wordt als E270 toegevoegd.
- gefermenteerde zuivel – yoghurt, kefir, karnemelk, dikke melk, kwark, gerijpte kazen,
- gefermenteerde groenten – zuurkool en melkzuurgefermenteerde augurken, bieten, kimchi, gefermenteerd bietensap,
- brood – zuurdesembrood, waarin melkzuur samen met azijnzuur ontstaat,
- vlees en vleeswaren – gerijpte rauwe worsten zoals salami; melkzuur ontstaat ook in vlees na het slachten,
- dranken – zure bieren, kvas, gefermenteerde dranken en sommige vruchtendranken,
- producten met toegevoegd E270 – sauzen, dressings en mayonaise, marinades en olijven, zure snoepjes en gombeertjes, jam, verpakt brood, vleesproducten.
Ook buiten de voedingsmiddelensector komt u melkzuur tegen – in cosmetica (crèmes, tonics, peelings, voetverzorgingsproducten), intieme wasemulsies, geneesmiddelen en producten van PLA-kunststof, zoals wegwerpbekers of filamenten voor 3D-printers.
Waarvoor wordt melkzuur in levensmiddelen (E270) gebruikt?
Melkzuur is een van de meest gebruikte zuren in de levensmiddelenindustrie. In de EU behoort het tot de additieven die volgens het principe quantum satis zijn toegestaan – dus zonder vastgestelde maximale dosis, in de hoeveelheid die nodig is om het technologische doel te bereiken. De belangrijkste toepassingen zijn:
- zuurteregeling en conservering – verlaagt de pH en remt de groei van bacteriën, bijvoorbeeld in sauzen, marinades, olijven en groenteconserven,
- bakkerij – verzuurt het deeg, ondersteunt de werking van zuurdesem en verlengt de versheid van brood,
- zuivelindustrie – wordt gebruikt voor directe aanzuring van melk bij de productie van bepaalde kazen, zoals mozzarella, en geeft smaak aan zuivelproducten,
- vleesindustrie – in de EU is een melkzuuroplossing (2–5%) toegestaan voor het afspoelen van runderkarkassen om bacteriën op het vleesoppervlak te verminderen; natrium- en kaliumlactaat verlengen de houdbaarheid van vleeswaren,
- brouwerij – verlaagt de pH van beslag en wort, wat de werking van enzymen en de microbiologische stabiliteit van bier verbetert,
- zoetwarenindustrie – gebufferd melkzuur wordt gebruikt voor de zure suikerlaag op gombeertjes en snoepjes; het is minder hygroscopisch dan citroenzuur, waardoor de producten minder plakken,
- smaak – de milde, „melkachtige” zuurheid past goed bij zuivel, saladedressings en pickles.
Producenten kiezen vaak voor melkzuur waar andere zuren een te scherpe smaak geven. Een vergelijking van de populairste voedingszuren:
| Zuur | E-nummer | Handelsvorm | Smaak | Typische toepassingen |
|---|---|---|---|---|
| Melkzuur | E270 | vloeistof (oplossing van 80–90%) | mild, licht melkachtig | zuivel, brood, sauzen, vlees, bier |
| Citroenzuur | E330 | kristallijn poeder | scherp, fruitig, snel waarneembaar | dranken, jam, snoepgoed, conserven |
| Appelzuur | E296 | kristallijn poeder | langaanhoudende zuurheid | dranken, gombeertjes, fruitproducten |
| Fosforzuur | E338 | vloeistof (oplossing van 75–85%) | zeer scherp, vlak | colafrisdranken |
Meer over de andere zuren leest u in de artikelen over citroenzuur, appelzuur en fosforzuur. Melkzuur speelt ook een hoofdrol in het artikel Wat hebben melkzuur, polysorbaat 20 en natriumbenzoaat gemeen?
Hoe werkt melkzuur in cosmetica?
In cosmetica behoort melkzuur tot de mildste AHA-zuren. Het heeft een groter molecuul dan glycolzuur, dringt daardoor langzamer in de huid door en irriteert minder vaak. Het werkt op meerdere manieren:
- hydrateert – melkzuur en natriumlactaat maken deel uit van de natuurlijke vochtinbrengende factor van de huid (NMF), die water in de opperhuid bindt,
- exfolieert – maakt de verbindingen tussen dode huidcellen losser, maakt de huid gladder en egaliseert de teint,
- reguleert de pH – helpt de licht zure zuurgraad van de huid te behouden,
- verzacht eelt – in crèmes voor voeten en ellebogen, vaak in combinatie met ureum.
De werking hangt af van de concentratie en de pH van het product. Crèmes en tonics voor dagelijkse verzorging bevatten doorgaans tot 10% melkzuur – die limiet voor cosmetica voor thuisgebruik (bij een pH van minimaal 3,5) bevelen de wetenschappelijke experts van de EU aan. Professionele peelings hebben concentraties van 30–50% en worden uitgevoerd door een schoonheidsspecialist of dermatoloog.
AHA-zuren maken de huid gevoeliger voor uv-straling, dus tijdens een kuur is een crème met zonnefilter noodzakelijk. Voorzichtigheid is geboden bij een zeer gevoelige huid, rosacea of atopisch eczeem – dan kan zelfs een mild zuur een branderig gevoel en roodheid veroorzaken.
Hoe wordt melkzuur gebruikt in de geneeskunde en farmacie?
In de geneeskunde en farmacie hebben melkzuur en de zouten ervan een aantal belangrijke toepassingen:
- dermatologie – middelen tegen likdoorns, wratten en eelt, vaak in combinatie met salicylzuur,
- gynaecologie – vaginale zetpillen en gels met melkzuur helpen de normale, zure pH van de vagina (ca. 3,8–4,5) te herstellen, die beschermt tegen infecties; met hetzelfde doel wordt het toegevoegd aan intieme wasemulsies,
- infuusvloeistoffen – natriumlactaat is een bestanddeel van Ringer-lactaatoplossing, die intraveneus wordt toegediend, onder meer bij uitdroging en bloedverlies,
- farmacie – melkzuur regelt de pH van geneesmiddelen, en calcium-, magnesium- en ijzerlactaat zijn goed opneembare vormen van deze mineralen in supplementen,
- implantaten en chirurgische hechtdraden – polymeren van melkzuur (PLA, PLGA) worden geleidelijk in het lichaam afgebroken en worden daarom gebruikt in resorbeerbare hechtdraden, orthopedische schroeven en systemen voor vertraagde afgifte van geneesmiddelen.
Probiotica bevatten geen melkzuur als werkzaam bestanddeel – ze bevatten melkzuurbacteriën, die het in de darmen en de vagina produceren, zo de pH verlagen en de groei van ziekteverwekkende bacteriën bemoeilijken.
Is melkzuur schadelijk?
Melkzuur dat aan levensmiddelen wordt toegevoegd, is veilig. Het lichaam kent het heel goed, want het maakt en verbruikt het zelf dagelijks – melkzuur uit voeding wordt in de lever omgezet in glucose of verbrand als energiebron. De deskundigen van FAO/WHO (JECFA) hebben er geen aanvaardbare dagelijkse inname (ADI) voor vastgesteld, wat betekent dat er geen bezwaren zijn bij gebruik volgens goede productiepraktijken. Enkele situaties vragen wel om aandacht:
- zuigelingen – in voeding voor zuigelingen en jonge kinderen is in de EU uitsluitend L(+)-melkzuur toegestaan, omdat zuigelingen de D-vorm langzamer metaboliseren,
- kortedarmsyndroom – bij mensen na uitgebreide darmresecties kunnen bacteriën een overmaat aan D-melkzuur produceren, wat in zeldzame gevallen leidt tot D-lactaatacidose; het dieet van deze patiënten wordt door een arts bepaald,
- geconcentreerd zuur – een oplossing van 80–90% werkt irriterend op de huid en kan de ogen ernstig beschadigen; in de productie zijn handschoenen en een veiligheidsbril daarom noodzakelijk,
- gevoelige huid – cosmetica met melkzuur kunnen irriteren bij rosacea, atopisch eczeem en een beschadigde huidbarrière; combineer ze niet zonder overleg met andere sterke zuren en retinoïden.
Ondanks de naam bevat melkzuur geen lactose of melkeiwitten, dus mensen met lactose-intolerantie of een koemelkeiwitallergie kunnen het gewoon gebruiken. Lactose dient hooguit als grondstof voor de fermentatie; meer daarover leest u in het artikel Lactose – een belangrijk ingrediënt van zuivelproducten.
Veroorzaakt melkzuur spierpijn?
Nee – dat is een van de bekendste mythes. Tijdens intensieve inspanning produceren de spieren lactaat, maar de concentratie in het bloed keert binnen ongeveer 30–60 minuten na de training terug naar normaal. Spierpijn na het sporten, oftewel vertraagde spierpijn (DOMS), treedt op na 24–72 uur en wordt veroorzaakt door microscheurtjes in de spiervezels en de ontstekingsreactie tijdens het herstel ervan. Lactaat is bovendien geen „afvalstof” – hart en spieren gebruiken het als brandstof, en de lever zet het weer om in glucose (de Cori-cyclus).
Lactaatacidose is een heel ander probleem. Het is een levensbedreigende toestand waarbij de lactaatconcentratie in het bloed boven ca. 5 mmol/l komt en de pH van het bloed onder 7,35 daalt. De oorzaak zijn ernstige aandoeningen – shock, sepsis, hart- of leverfalen, en minder vaak bepaalde geneesmiddelen, zoals metformine. Lactaatacidose wordt niet veroorzaakt door melkzuur uit voeding of cosmetica.
Hoe kiest u melkzuur voor de productie?
Bij de inkoop van melkzuur voor industrieel gebruik let u het best op:
- concentratie – meestal 80% of 88–90%; daarvan hangen de dosering en de transportkosten af,
- optische vorm – L(+) is onder meer verplicht in zuigelingenvoeding en heeft de voorkeur in cosmetica,
- kleurstabiliteit – hittebestendige varianten verkleuren niet geel tijdens een thermische behandeling,
- vorm – vloeistof, gebufferd zuur (met natriumlactaat) voor zure suikerlagen op snoepgoed, of poeder op drager voor droge mengsels,
- documentatie – conformiteit met de eisen voor E270, kwaliteitscertificaten, non-gmo-, vegan- of halalverklaringen.
Foodcom levert melkzuur in industriële verpakkingen met volledige kwaliteitsdocumentatie – voor de levensmiddelen-, cosmetica- en farmaceutische industrie. Voor specificaties, concentraties en beschikbaarheid neemt u contact op met ons verkoopteam.
