Лактоза является одним из основных компонентов грудного молока человека и молока, животного происхождения. Лактоза является сахарным компонентом молока, поэтому ее часто называют «молочным сахаром».
Это дисахарид, состоящий из моносахаридов глюкозы и галактозы. Мировой спрос на продукты, содержащие лактозу, заметно вырос за последние 10 лет, и список отраслей по производству ее соответствующим образом увеличился, особенно это касается стран США и Европы.
Состав
Лактоза, углевод, содержащий одну молекулу из глюкозы и галактозы, связанные друг с другом. Составляя приблизительно 2% – 8% молока всех млекопитающих, лактозу иногда называют молочным сахаром. Это единственный сахар животного происхождения.
Лактоза является одним из сахаров, который чаще всего встречается в рационе человека. Она составляет около 7% грудного молока и около 4–5% молока млекопитающих, таких как коровы, козы и овцы.
Лактоза состоит из двух альдогексоз — β- D- галактозы и глюкозы, связанных так, что альдегидная группа на аномерном углероде глюкозы может свободно реагировать. Иными словами, лактоза является восстанавливающим сахаром.
Лактоза (O-β- d- галактопиранозил- (1-4) -β- d- глюкопираноза) является обильным природным дисахаридом, который, что интересно, встречается только в молоке млекопитающих, где он является основным источником углеводов и энергии. Лактоза синтезируется в эпителиальных клетках молочной железы из глюкозы и галактозы, всасываемой из крови.
Лактоза существует в форме двух аномеров, α и β, отличающихся конфигурацией групп заместителей (ОН и Н) на атоме углерода 1 глюкозного фрагмента. Оба аномера различаются по своим свойствам, при этом их растворимость в воде является наиболее важной: β-аномер растворим примерно в семь раз, чем α-аномер при 20 ° C (500 против 70 г / л), но растворимость последнего является высокой температурой зависит, так что при 93,5 ° C он становится более растворимым, чем β-аномер.
При растворении происходит мутаротация с образованием раствора в равновесии с 63% в β-форме. Α-аномер кристаллизуется в виде моногидрата, а β кристаллизуется в безводной форме.
Альфа-лактоза очень гигроскопична, в то время как другие формы — нет, поэтому слеживание и комкование в молочных продуктах обусловлено первым, который необходимо кристаллизовать перед сушкой, если необходимо получить негигроскопичный продукт.
Лактоза (LAK-tose) представляет собой белое твердое вещество без вкуса и запаха. Она встречается в двух изомерных формах, α-лактозе и β-лактозе, причем последняя несколько слаще, чем первая. Альфа-форма имеет тенденцию встречаться в виде моногидрата (C 12 H 22 O 11 · H 2 O).
Из чего получают
Лактоза может быть приготовлена из сыворотки в процессе, напоминающем производство сыра из побочного продукта сыроделия – казеина. Ферментация лактозы микроорганизмами, такими как Lactobacillus acidophilus, является частью промышленного производства молочной кислоты.
Продукты, содержащие лактозу, список которых возглавляет единственный природный источник значительного количества лактозы – продукты из молока млекопитающего. Поэтому сырьем для их производства всегда является сыворотка или сывороточный пермеат.
Сывороточный белок является ценным активом, поэтому в настоящее время лактоза производится с использованием пермеата — сыворотки в качестве исходного материала. Сывороточный пермеат содержит от 5 до 6% сухих веществ, типичный состав на сухой основе: лактоза 85%, зола 10% и белок 3%.
Производство лактозы из сывороточного пермеата состоит из следующих этапов:
- Концентрация. Обычно производится путем многократного испарения. В некоторых случаях пермеат предварительно концентрируется с помощью обратного осмоса, а концентрирование вместе с частичной деминерализацией может быть осуществлено с помощью нанофильтрации.
- Кристаллизация. Осуществляется путем охлаждения из пересыщенного раствора. В качестве альтернативы было предложено осаждение щелочноземельными металлами (процесс Штеффена) и спиртами.
- Извлечение. Кристаллы лактозы извлекаются путем декантации или центрифугирования. Затем маточный раствор, содержащий большую часть минералов и около 20% лактозы, удаляется.
- Сушка. Кристаллы лактозы, содержащие 5–12% влаги, в конце подвергаются сушке в сушилках.
- Очистка. В зависимости от использования может потребоваться дальнейшая очистка. Пищевая лактоза не требует операций полировки, но для фармацевтической лактозы необходима очистка. Это включает повторное растворение кристаллов лактозы, обработку раствора активированным углем для поглощения ряда растворенных веществ, включая рибофлавин, удаление следов остаточных белков и перекристаллизацию.
Лактоза синтезируется в молочных железах млекопитающих. Молоко животных содержит фермент, называемый синтетазой лактозы, который действует на соединение уридиндифосфат D-галактозу, образуя лактозу. Соединение получается коммерчески из сыворотки, побочного продукта процесса производства сыра.
Твердые вещества в сыворотке содержат около 70% по весу лактозы. Эти твердые вещества фильтруются для удаления содержащихся в них белков. После удаления минералов в сыворотке полученный раствор содержит примерно от 50 до 65%по массе, что позволяет кристаллизоваться из полученных растворов.
Лактоза, полученная таким способом, представляет собой рацемическую смесь изомеров D и L. Чтобы получить альфа-изомер, лактозу растворяют в воде и обрабатывают активированным углем для удаления любого цвета. Когда вода испаряется из раствора, остается моногидрат α-лактозы.
Продукт чаще всего доступен в этой форме. Чтобы получить бета-изомер, α-лактозу нагревают с водой в присутствии основания, которое превращает альфа-изомер в бета-форму.
Полезные свойства
Продукты, содержащие лактозу, список полезных свойств которых стал известен благодаря последним исследованиям, помог выявить, что:
- лактоза играет роль в усвоении кальция и других минералов, таких как медь и цинк, особенно в младенческом возрасте;
- кроме того, если она не переваривается в тонкой кишке, микробиота кишечника (популяция микроорганизмов, которая живет в пищеварительном тракте) может использовать лактозу в качестве питательного вещества (пребиотика);
- лактоза и другие молочные сахара также способствуют росту бифидобактерий в кишечнике и могут играть пожизненную роль в противодействии, связанному со старением, снижению некоторых иммунных функций;
- грудное молоко содержит 7,2% лактозы (только 4,7% лактозы в коровьем молоке), что обеспечивает до 50% энергетических потребностей младенца (коровье молоко обеспечивает до 30% потребности ребенка в энергии);
- лактоза состоит из глюкозы и галактозы, двух простых сахаров, используемых нашим организмом не только в качестве источника энергии, но и для развития мозга и нервной системы.
В настоящее время применений лактозы много. В пищевой промышленности лактозу используют в основном в качестве источника энергии, а также в тех случаях, когда требуется низкая сладость в конечном пищевом продукте.
Лактоза используется в кондитерской промышленности для улучшения вкуса и цвета в белоксодержащих продуктах, а также в хлебобулочной промышленности для получения румяной корочки.
Обогащение коровьего молока лактозой также является важным применением, целью которого является имитация содержания лактозы в материнском молоке, и значительный спрос на лактозу обусловлен его использованием в стандартизации молочных продуктов.
Вредные свойства
Симптомы непереносимости лактозы обычно возникают в течение первых 30 минут или 2 часов после употребления молочных продуктов. Эти симптомы могут быть легкими или серьезными, но не опасными для жизни. Они обычно включают вздутие живота, ощущение тяжести, судороги, боли в животе, диарею, газы и тошноту.
Продукты, содержащие лактозу, список которых возглавляет молочная продукция, способны спровоцировать появление умеренных симптомов, которые лишь иногда могут стать серьезными.
Постоянное появление симптомов после еды или употребления определенных молочных продуктов может являться признаком непереносимости лактозы. Но если вы испытываете периодические приступы дискомфорта, это не обязательно означает, что не переносите лактозу.
Хотя симптомы схожи, непереносимость лактозы — не то же самое, что аллергия на молочные продукты. Аллергия на молочные продукты — это иммунный ответ на молочный белок, тогда как непереносимость лактозы возникает при дефиците фермента, называемого лактазой.
Тонкая кишка вырабатывает лактазу для расщепления молочного сахара (лактозы) на простые сахара, которые затем всасываются в кровоток. Недостаточный уровень лактазы может вызвать симптомы непереносимости лактозы.
Медицинский работник ставит диагноз непереносимости лактозы на основании семейного анамнеза, диеты и распространенности симптомов вскоре после еды. Другой способ подтвердить непереносимость лактозы — физическое обследование и другие медицинские тесты.
Помимо отказа от молочных продуктов, сегодня множество производителей молочной продукции предлагают молочные продукты без лактозы или со сниженным содержанием лактозы. Продукты производятся производителями, которые обрабатывают обычное молоко ферментом лактазы для расщепления лактозы.
Заметная разница между обычным и не содержащим лактозу молоком заключается в том, что оно на вкус немного слаще, чем обычное молоко. С точки зрения хранения и срока годности, молоко без лактозы будет хранить то же количество времени, что и обычное молоко.
Хотя нет лекарства от непереносимости лактозы, уменьшение или исключение количества молочных продуктов в вашем рационе может уменьшить симптомы.
Но поскольку молочные продукты являются основным диетическим источником кальция, если вы решите полностью исключить его, рассмотрите возможность добавления в свой рацион других продуктов, богатых кальцием, таких как брокколи, шпинат или консервированный лосось.
Некоторые люди с непереносимостью лактозы могут на самом деле переносить обезжиренные молочные продукты и могут медленно вводить новые продукты. Кроме того, твердые сыры, такие как чеддер или швейцарский, содержат меньшее количество лактозы и могут не вызывать симптомов у людей с непереносимостью лактозы.
Тем не менее, многие обработанные пищевые продукты, в том числе хлопья, супы быстрого приготовления и заправки для салатов, содержат молоко и лактозу, поэтому, если при симптомах непереносимости лактозы, обязательно внимательно прочитайте этикетки перед покупкой этих продуктов
Воздействие на организм
Суточная норма употребления лактозы составляет примерно 40 г. Она наполняет организм энергией, способствует нормализации деятельности кишечника, уменьшает развитие болезнетворных микроорганизмов, содействует оздоровлению микрофлоры ЖКТ, предотвращает развитие кариеса.
От нехватки лактозы чаще всего страдают маленькие дети. У взрослых же явных признаков лактозной недостаточности выявлено не было.
Косвенные признаки лактозной недостаточности:
- вялость;
- сонливость;
- нестабильность работы нервной системы.
Что касается переизбытка лактозы в организме, то здесь все немного сложнее, так как это может повлечь за собой довольно серьезные последствия:
- симптомы общего отравления организма;
- аллергическая реакция;
- вздутие живота;
- жидкий стул или запор.
Побочные эффекты
Многие люди не переносят лактозу. Непереносимость лактозы – это состояние, которое развивается, когда человеку не хватает фермента лактазы, отвечающего за усвоение лактозы в организме.
Люди, которые не переносят лактозу и потребляют лактозу, испытывают ряд неприятных симптомов, включая задержку жидкости, газы, судороги и диарею. По некоторым оценкам, до 75 % населения мира могут испытывать непереносимость лактозы в большей или меньшей степени.
Один из способов борьбы с непереносимостью лактозы заключается в том, чтобы человек избегал употребления любой пищи или пищевых продуктов, содержащих лактозу. Эта возможность несколько упростилась благодаря введению продуктов, не содержащих лактозу.
Другой метод, позволяющий избежать проблем, связанных с непереносимостью лактозы, заключается в использовании биологически активной добавки, содержащей лактазу, восстанавливающей для организма фермент, которого ей не хватает естественным образом.
Продукты, содержащие лактозу, список которых возглавляют такие молочные продукты, как йогурт, кефир, не обязательно содержат меньше лактозы, но могут переноситься легче, так как бактерии, используемые в процессе культивирования, естественном образом образуют фермент, который способствует расщеплению лактозы.
Таблица продуктов
| Продукты, содержащие лактозу, список | Количество (г) | Содержание лактозы в порции (г) |
| Молоко обезжиренное | 250 | 8.5–12.8 |
| Молоко с пониженным содержанием лактозы | 250 | 2.5–3.5 |
| Обезжиренное сухое молоко | 30 | 11.6 |
| Плавленый сыр | 30 | 0.4–4.1 |
| Йогурт | 250 | 4.3–17.6 |
| Сливочное масло | 10 | 0.1 |
| Сливочное мороженое | 250 | 5.5–14.4 |
| Творог | 250 | 7-8 |
| Сливки | 250 | 3.1 |
| Сыворотка сухая | 100 | 0,7 |
| Молочный шоколад | 100 | 9.5 |
| Сыр пармезан | 100 | 0.05-3.2 |
Топ-10 продуктов
Продукты с высоким содержанием лактозы — это те, которые содержат молоко. К ним относятся мороженое, молочные пудинги, горячий шоколад, яичный орех, макароны с сыром, йогурт, блины, молочный шоколад, творог и картофельное пюре.
Ниже приведен список из 10 продуктов с самым высоким содержанием лактозы с расчетом содержания ее в 100 г:
- Грудное молоко – 6,5-7,1%
- Детские молочные смеси – 5,1-7,00%
- Коровье молоко 2% жирности – 4,6%
- Козье молоко – 4,5%
- Кефир – 3,8-4,1%
- Творог – 4%
- Йогурт – 3,5-3,8%
- Сметана 10% – 2,9-3,2%
- Брынза – 2,9%
- Масло сливочное – 0,81%
В дополнение к пищевым источникам лактозы, небольшие количества лактозы обнаруживаются в широком разнообразии лекарств. Однако она обычно присутствует в миллиграммах, а не в граммах, в количестве большинства лекарств это количество биологически незначительно.
Также можно найти лактозу в меньших количествах в таких продуктах, как хлеб, блины, печенье, печенье и смеси для завтрака, картофеле быстрого приготовления, супах, картофельных чипсах и кукурузных чипсах. Охлажденные продукты, такие как маргарин и заправки для салатов, также могут содержать лактозу в качестве консерванта.
Лактозу также можно добавлять в ряд продуктов с ограниченной естественной сладостью, таких как маргарин, сливочное масло, замороженные овощи и переработанное мясо.
Видео о лактозе
Состав, применение, польза лактозы: