Реферат на тему лактоза

Обновлено: 04.07.2024

Питание, несомненно, является основным фактором, определяющим физическое и умственное развитие, сопротивляемость человеческого организма отрицательным воздействиям, его трудоспособности, продолжительности жизни и т.д.
Среди огромного количества различных продуктов животного и растительного происхождения наиболее совершенным, т.е. наиболее ценным в пищевом и биологическом отношении является молоко и молочные продукты. Пищевая ценность молока состоит в том, что оно содержит все необходимые для человеческого организма питательные вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, воду) в хорошем сбалансированных соотношениях и в легкоперевариваемой форме.

Файлы: 1 файл

курсовик.docx

Курсовая работа по биохимии

Лактоза молока, строение и биохимические функции

д.б.н., профессор Сергеева Н.Т.

1.5. Изменения в составе молока при тепловой обработке--------------------- -------19

1.6. Изменение лактозы при тепловой обработке--------------------- -------------------20

Среди огромного количества различных продуктов животного и растительного происхождения наиболее совершенным, т.е. наиболее ценным в пищевом и биологическом отношении является молоко и молочные продукты. Пищевая ценность молока состоит в том, что оно содержит все необходимые для человеческого организма питательные вещества (белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, воду) в хорошем сбалансированных соотношениях и в легкоперевариваемой форме.

Таким образом, пищевая и биологическая ценность молока бесспорна, и оно должно являться незаменимым продуктом питания человека во все периоды его жизни.

В молоке содержится уникальное вещество, нигде более в природе не встречающееся – лактоза, или молочный сахар. Лактоза играет очень важную роль в нашей жизни. Начиная с того, что это основной углевод детского питания, который помимо энергетической функции выполняет и другие: стимулирует в кишечнике рост полезных бактерий – бифидобактерий, лактобацлл, бактероидов, усиливает синтез витаминов и всасывание кальция, магния, марганца. [5]

Однако не у каждого человека есть возможность ежедневно употреблять парное молоко, и чаще всего мы покупаем молоко в пластиковых пакетах в магазине. Ведь при промышленном производстве молока применяются различные режимы термической обработки, чтобы увеличить срок хранения молока, а также предохранить продукт от порчи, при этом в биохимическом составе молока происходят изменения, в том числе и лактозы.

Целью курсовой работы является изучение строения и биохимических функций лактозы коровьего молока. Для этого поставлены следующие задачи:

1.изучить биохимический состав молока

2.изучить строение лактозы

3. изучить синтез лактозы

4.изучить биохимические функции лактозы

5.изучить изменения лактозы молока при тепловой обработке

1.1.Биохимическая ценность молока

Химический состав молока животных очень сложный. В молоке содержатся аминокислоты, белки, углеводы, липиды, фосфатиды, стероиды, витамины, ферменты, соли, газы, вода, кальций.

Лактоза (молочный сахар) по современной номенклатуре углеводов относится к классу олигосахаридов, а именно дисахаридов (биоз).

НО – С С

Н – С – ОН Н – С – ОН

О О О

НО – С – Н НО – С – Н

Н – С НО – С – Н

Н – С Н – С

Лактоза содержит 12 связанных атомов углеродов 22 атома водорода, 9 гидроксильных атомов, 1 эфирный и 1 карбоксильный. Лактоза может синтезироваться химическим и биологическим путем. Теоретический химический синтез лактозы может быть осуществлен по равенству С₆ Н₁₂ О₆ + С₆ Н₁₂ О₆ Û С₁₂ Н₂₂ О₁₁ + Н₂ О

глюкоза галактоза лактоза вода

Механизм биологического образования лактозы в организме лактирующего животного до конца еще не выяснил. Если предложить, что лактоза синтезируется в организме, то единственным источником синтеза ее является глюкоза крови, приносимая к вымени. Глюкоза пространственной перестройкой (галактозогенезом) превращается в галактозу. В молоке, кроме лактозы, содержится другие углеводы и их производные. Из моносахаридов (моноз) молока важное значения имеет глюкоза и галактоза, являющиеся структурными элементами молекулы лактоза и ее гидролиза.

1.2 ХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА ЛАКТОЗЫ.

Лактоза относится классу активных (восстанавливающих, редуцирующих углеводов). Обладая слабыми кислотными свойствами, она связывает приблизительно 2 моля едкого натра на 1 моль сахара. Различные функциональные группы в структуре лактозы обуславливают ее большую химическую активность. Циклическая форма лактозы может переходить в альдегидную.

Гликозидная связь между монозами в лактозе может быть гидролизована химические или ферментотивно. Химический гидролиз лактозы может быть вызван действием сильных кислот (например соляной). 1 г. лактозы, нагретый до 100° С, полностью гидролизуется на глюкозу и галактозу в течении 1 ч в 100 мл 10 % - ной серной кислоты. Гидролиз соляной кислотой может протекать при низкой температуре (ниже 10° С) и при нагревании. Гидролиз лактозы осуществляется труднее гидролиза сахарозы, на практике считают, что лактоза устойчива в кислых растворах.

В щелочных растворах лактоза окисляется до сахариновых кислот, а затем осмоляется – буреет. Щелочной распад лактозы носят энольный характер а скорость его зависит от температуры. В результате нагревания лактоза и его водные растворы значительно изменяются, что определяет химизм технологических режимов. Кристаллы α – гидрата при нагревании до 87° С начинают плавится, при 100° С постепенно теряет кристаллизационную воду, а при 110° С становится безводными.

Повышение температуры, щелочная реакция среды, увеличение концентрации, наличие ионов меди и железа ускоряют образования меланоидинов из сахара, в том числе и из лактозы.

При производстве молочного сахара мелоноидиновая реакция должна быть по возможности исключена.

Лактоза сравнительно легко подвергается воздействию ферментов продуцируемых микроорганизмами. Распад лактозы осуществляется под действием лактазы, продуцируемой стенками кишечника и микроорганизмами, при чем фермент действует на α – и β формы лактозы.

Теоретически по количеству молочной кислоты в молоке можно судить о степени разложении лактозы. Направленный гидролиз лактозы до моноз осуществляется так же ферментом β – галактозидазой. Лактоза не расщепляется ферментом пивных и хлебных дрожжей. На реакции брожения лактозы основа на производство кисломолочных продуктов, сыров. При получении молочного сахара брожения необходимо исключить.

1.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОЛОЧНОГО САХАРА.

Вырабатываемый промышленностью молочный сахар используют при приготовлении медицинских препаратов и в пищевой промышленности. В зависимости от потребителей молочная промышленность производить молочный сахар трех видов:

для медицинских препаратов рафинированный ;

для антибиотиков, на технические цели и для рафинации – сахар – сырец;

для пищевой промышленности – очищенный, или пищевой.

Использование при производстве

медицинских препаратов.

При изготовлении медицинских препаратов молочного сахара используют в качестве инертного наполнителя, разбавителя или активного компонента. В этом случае совершенно чистый ингредиент – рафинированный, не влияющий на лечебные свойства препарата. Требования качеству оговариваются в специальной статье Государственной фармакопеи.

Содержание лактозы можно определить расчетным путем (сухие вещества минус примеси, без учета содержания глюкозы): для выработки медицинских препаратов желательно, что бы лактоза поступала в полиэтиленовых мешках в размолотом виде и без посторонних примесей, бактериально чистой: общее количество клеток в 1 г., не более 1000 сапрофитных бактерий; титр кишечной палочки не ниже 3 г., отсутствие бактерий группы салмонелла и анаэробов.

Составление сред для ферментации.

При производстве антибиотиков одним из главных компонентов сред для ферментации является молочный сахар – сырец или кристаллизат молочного сахара (45 % лактозы). Такое применение молочного сахара обусловлено тем, что он, медленно сбраживаясь, поддерживает реакцию среды, желательную для развития антибиотиков. Сахар должен быть стойким при хранении и иметь стандартный состав без посторонних включений и примесей (особенно белков и солей тяжелых металлов).

Использование в пищевой промышленности.

Молочный сахар в пищевой промышленности применяют при производстве некоторых видов карамели, помадки, шоколада и других кондитерских изделий. Лактоза стабилизирует и улучшает их окраску, вкус и запах.

Доказано, что существует обратная зависимость между количеством затравки и размером кристаллов лактозы в сгущенном молоке.

Рафинированная лактоза для производства сгущенных молочных консервов должна отвечать следующим требований:

Содержание, % не более

Размер кристаллов для затравки до 3 – 4 мкм обусловлен тем, что максимальные кристаллы лактозы в молочных консервах равны 10 – 25 мкм.

II . ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ МОЛОЧНОГО САХАРА.

Технологические схемы получения каждого вида молочного сахара включают совокупность приемов и методов по удалению из сыворотки несахаров (балластных веществ). Для выделения молочного сахара необходимо пересыщенные растворы лактозы, что достигается путем сгущения сыворотки. Кристаллизация лактозы с обезвоживанием полученных кристаллов центрифугированием и сушкой обеспечивает получения готового продукта. При необходимости проводят повторную кристаллизацию лактозы либо улучшают очистку на стадиях технологического процесса.

2.1 ПРОИЗВОДСТВО МОЛОЧНОГО САХАРА – СЫРЦА ИЗ ОЧИЩЕННОЙ СЫВОРОТКИ.

Первоначальная технологическая схема получения молочного сахара – сырца включала огневую выпарку сыворотки с последующим выделением и отделением кристаллов путем прессования. Для осуществления процесса использовали котел и рычажный пресс. Затем Г. Кутырин [78] внедрил схему с выпариванием сыворотки в открытых котлах с кристаллизацией лактозы в ушатах, отделением кристаллов отслоением и сушкой их в сушилках с огневым подогревом. Процесс усовершенствовали Чебатарев (1934) и сотрудники Ленинградского химико-технологического института молочной промышленности, внедрив выпаривание в концентраторах А. Фиалкова.

А. Розанов [34] разработал промышленную схему производства сахара – сырца с включением специального оборудования: подогревателей, вакуум-аппаратов, центрифуг, фильтр – прессов и вакуум-сушилок. По результатам разработки поточно-механизированной линии производства молочного сахара-сырца (А. Фиалков и И. Нейштадт, 1959) были созданы ванны для отваривания альбумина, сушилки, кристаллизаторы.

Внесение реагентов осуществляют для коагуляции белков. Их вносят в нагретую сыворотку для подкисления подсырочной сыворотки до 30 - 35° Т и раскисления ее до творожной сыворотки до 10 – 15° Т.

Сыворотку подкисляют молочной кислотой, которая образуется в процессе брожения лактозы. Кислотность специально приготовленной кислой сыворотки достигает 150 – 200° Т, или 1500 г молочной кислоты на 100 л . Для подкисления можно так же использовать соляную и трихлоруксусную кислоту. Серная кислота образуется с солями кальция нерастворимые соединения, что снижает эффективность выпаривания.

Подкисление кислой сыворотки и соляной кислотой по эффективности удаления белка равноценны. Однако кислую сыворотку следует предварительно приготовить и на образование молочной кислоты расходуется лактоза, что ухудшает выход готового продукта. Для подкисления 1 т перерабатываемой сыворотки требуется 150 – 200 л кислой. Подкисление 1 т сыворотки кислой, исходя из потерь лактозы, обходится в 1 р. 70 к. (Л. Соколова, 1955). Кроме того, емкость ванн или танков для приготовления кислой сыворотки составляет обычно 5 – 10 т, т.е. они занимают значительную площадь.

При подкислении соляной кислотой на 1 т сыворотки требуется более двух литров (33%-ной концентрации). Ее стоимость (Угличский производственно – экспериментальный завод) составляет 8 коп. При использовании соляной кислоты не расходуется молочный сахар. Широкое распространение соляной кислоты в промышленности, несмотря на ее явное преимущество перед кислой сывороткой, сдерживается затруднениями при ее внесении в сыворотку, что связанно с токсичностью кислоты.

Под сырную сыворотку можно подкислять мелассой, полученной от предыдущих выработок (Кобринский завод Брестской области, И. Гнатюк). При этом не требуется специальных реагентов и используется часть лактозы, содержащейся в мелассе. Желаемая кислотность сыворотки после подкисленния мелассой равна 20 – 25° Т.

Сыворотку раскисляют растворами щелочей NaOH, Ca(OH)₂ , Na₂ CO₃ .

При раскислении углекислым натрием сыворотка в процессе переработки сильно вспенивается, что ограничивает его применения в промышленности. Гидроокись кальция также не нашла широкого распространения в промышленности, что объясняется трудоемкостью приготовления известкового молока. Кроме того, в этом случае кристаллизат имеет тенденцию к загустению, а на греющей поверхности вакуум – аппарата появляется значительный осадок в виде молочного камня.

Испытание кислотно-щелочного способа (HCl+NaOH) очистки сыворотки, проведенные на Угличском производственно -экспериментальном заводе, ранее использовавшем кислотной (HCl) и соляно-известковый способы, показатели, что в качестве молочного сахара не снижается, а по сравнению с применением кислотного способа даже несколько улучшается. Кристаллизат сохраняет текучую консистенцию, уменьшаются отложения нагара на греющих поверхностях выпарных аппаратов.

Появление нагара зависит главным образом от наличия кальция, поэтому интересно проследить за его изменениями в процессе коагуляции белковой сыворотки.

При раскислении сыворотки известковым молоком количество кальция в очищенной сыворотке увеличивается. Следовательно, часть кальция, введенного в сыворотку, остается в растворе способствуя в дальнейшем выпаривания осадков на греющую поверхность вакуум-аппарата и загустеванию кристаллизата при хранении. Часть кальция остается в сыворотке после хлоркальциевого способа коагуляции.

Проведенные исследования подтверждают целесообразность кислотно-щелочного способа коагуляции с использованием для раскисления раствора едкого натра.

Для внесения щелочи рекомендуется использовать установку.

Количество реагентов, необходимых для изменения кислотной сыворотки, можно рассчитать по формуле:

где К_р – количество реагентов для изменения кислотности сыворотки;

К_п – количество реагентов, на которую необходимо изменить кислотность сыворотки;

Кн – величина градусов, на которую необходимо изменить кислотность сыворотки;

К_ф – величина градусов, на которую изменилась кислотность сыворотки а предварительной пробе.

Очистка сыворотки осуществляется после после обработки реагентами. Ее оставляют для отстоя хлопьев белка на 1 – 1,5 ч. Часть хлопьев белка всплывает (особенно при обработке свежей сыворотки), а часть оседает в конусную часть ванны. Об окончании отстоя судят по прозрачности сыворотки с учетом предыдущих выработок. Для контроля можно рекомендовать предварительно спускать сыворотку, наблюдая за цветом жидкости. Сливают сыворотку, постепенно опуская подвижную трубу или через патрубок, установленный на уровне отстоя альбуминного молока.

После отстоя сыворотку фильтруют через ткань или центрифугируют на очистителях [167]. Цикл работы очистителя зависит от степени предварительного отстоя (его определяют практически). Обычно через один очиститель производительность 5000 л/ч можно пропускать до 8 т отстоявшейся сыворотки (две ванны). Следует тщательно следить за смазкой очистителя, так как он работает при повышенных температурах (85 – 90° С).

Чистка сыворотки собирается в промежуточную емкость (танк) из нержавеющей стали или эмалированную, откуда направляется на сгущение.

Сгущение сыворотки осуществляют на вакуум-аппаратах. Аппарат для сгущения сыворотки под вакуумом должен быть герметичным с подводом тепла и удалением из него воздуха (разряжение) до требуемой температуры кипения. Степень разрежения выражают величиной абсолютного давления, или вакуума. Вторичный или соковый, пар, образующейся при кипении сыворотки, конденсируется при соприкосновении с холодной водой или стенкой, охлаждаемой водой. Воздух, поступающий в аппарат с сывороткой и через не плотности, удаляют паром паровыми и и механическими вакуум-насосами. Применяют выпарные аппараты только из нержавеющей стали.

Кристаллизация лактозы осуществляется с учетом качества сиропа по длительному (до 35 ч) или ускоренному (до 15 ч) режимам. Для контроля за уходом процесса можно воспользоваться температурами. О правильности проведения процесса можно судить по форме (пирамида) и размеру (в среднем 0,5 мм) кристаллов, содержанием лактозы в мелассе и консистенции кристаллизата.

Конструкция кристаллизатора обеспечивает выполнение всех технологических операций процесса выделения лактозы из сиропа.

Кристализзат, освобожденный от хлопьевидного белкового осадка и промытый водой, на центрифугирование на центрифуги фильтрующего типа, фактор разделения превышает 500. В производстве молочного сахара используют центрифугу ОЦС фильтрующего типа, периодического действия с ручной верхней выгрузкой осадка.

Лактоза является органическим химическим соединением, которое относится к группе углеводных сахаридов. Название данного сахарида происходит от латинского слова lactis, которое в переводе означает "молоко". Сахарид получил такое название вследствие того, что содержится в молоке и молочных продуктах, поэтому синонимом лактозы является термин "молочный сахар".

Прикрепленные файлы: 1 файл

ЛАКТОЗА.docx

Лактоза является органическим химическим соединением, которое относится к группе углеводных сахаридов. Название данного сахарида происходит от латинского слова lactis, которое в переводе означает "молоко". Сахарид получил такое название вследствие того, что содержится в молоке и молочных продуктах, поэтому синонимом лактозы является термин "молочный сахар". Состав лактозы Лактоза является дисахаридом, то есть состоит из двух элементарных сахаров, которые представляют собой минимальные структурные единицы. Любой сложный углевод (например, крахмал, лактоза или целлюлоза) распадается именно на моносахариды, которые всасываются в кровь и используются организмом для различных нужд. Поскольку лактоза состоит из двух моносахаридов (глюкоза и галактоза), то при попадании в организм человека под действием пищеварительных ферментов именно на них и распадается все соединение. В результате расщепления лактозы на глюкозу и галактозу, последние всасываются в кровь и утилизируются клетками организма человека. Фермент, который расщепляет лактозу на галактозу и глюкозу в пищеварительном тракте, называется лактаза. Лактоза – формула Общая химическая формула лактозы следующая – С12Н22О11. Данный дисахарид состоит из двух моносахаридов – глюкозы и галактозы. На рисунке ниже представлена пространственная формула лактозы, на которой видны два циклических моносахарида, связанных между собой в единое химическое соединение с помощью молекулы кислорода. Химические свойства С химической точки зрения лактоза относится к классу восстанавливающих углеводов, которые способны отдавать электроны с разрывом собственной кислородной связи. Лактоза отличается свойствами слабой кислоты, поэтому способна реагировать с гидроксидом натрия (едкий натр). Один моль лактозы может нейтрализовать два моля гидроксида натрия. В целом лактоза является химически довольно активным веществом, поскольку в ее структуре имеются спиртовые функциональные группы, а также молекула способна принимать форму альдегида. Связь между молекулой глюкозы и галактозы в соединении лактозы осуществляется посредством кислорода, и называется гликозидной. Участвуя в химических реакциях, лактоза может распадаться на моносахара именно за счет разрыва гликозидной связи. Разрыв данной гликозидной связи может осуществляться под действием специальных ферментов (лактазы), или при помощи гидролиза в растворах сильных кислот. Чаще всего для химического гидролиза лактозы применяют серную и соляную кислоты, причем скорость протекания этого процесса зависит от температуры. Чем выше температура - тем быстрее происходит гидролиз лактозы под действием кислот. При помещении лактозы в растворы щелочей (например, едкого натра) она распадается до кислот с сохранением сахариновой структуры. Это означает, что щелочи приводят к распаду лактозы на два моносахарида, с образованием у каждого из них активной кислотной группы, превращающей соединение в кислоту. Процесс щелочного гидролиза лактозы зависит от температурного режима. Ферментативный гидролиз лактозы осуществляется лактазами или бета-галактозидазой, которые нарабатываются микроорганизмами нормальной микрофлоры кишечника. Кроме гидролиза лактоза подвергается процессу брожения, в результате которого получаются разнообразные кисломолочные продукты и сыры. Лактоза подвергается меланоидиновой реакции, которая также известна под названием "реакция Майяра". Меланоидные реакции заключаются в формировании различных соединений из сахаров, в данном случае лактозы, в сочетании с пептидами, аминокислотами и т.д. Данные соединения называются меланоидами, поскольку имеют темную окраску. Механизм этих реакций очень сложен, протекает с многочисленными промежуточными стадиями. В результате меланоидиновых реакций из лактозы могут образоваться различные вещества (например, фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовалериановый альдегид и др.), которые придают вкус и характерный запах продуктам переработки молока. Применение Лактоза на сегодняшний день применяется очень широко. Ее используют в следующих отраслях: технологические процессы промышленного приготовления продуктов питания; приготовление микробиологических сред для выращивания культур клеток, тканей или бактерий; аналитическая химия; кормовые витамины; детские смеси для искусственного вскармливания; заменители женского молока. Сегодня наибольшее распространение получило применение лактозы для изготовления детского питания и различных заменителей молока. В процессе выпечки хлеба лактозу используют для формирования на поверхности изделий красивой коричневой корочки. Кондитеры применяют лактозу для улучшения свойств и вкуса карамели. Также лактоза является необходимым компонентом шоколада, сгущенки, мармелада, джемов, бисквитного теста, конфет, мясных и диабетических продуктов. Обычно ее добавляют в продукты вместе с обычным сахаром, причем оптимальное их соотношение составляет 1:1. Добавление лактозы в мясные продукты устраняет горький привкус и снижает соленость, а также продлевает срок хранения. Также она добавляется в водки с целью усиления и смягчения вкуса крепких алкогольных напитков. Добавление лактозы вместе с сахаром в варенья, джемы, мармелад и конфеты оттеняет и усиливает вкус готового продукта. Кроме того, она способна усиливать естественный запах, поэтому ее используют для производства различных вкусовых и ароматических добавок. Лактоза является необходимым компонентом лактулозы, которая является слабительным средством, а также используется для производства БАДов, применяемых для лечения и профилактики дисбактериозов. Биологическая польза лактозы Лактоза является необходимым компонентом для синтеза различных веществ, которые придают слюне вязкость. Также она усиливает процесс наработки витамина С и витаминов группы В. Попадая в кишечник, лактоза способствует всасыванию и максимально полному усвоению кальция. Основное же свойство лактозы заключается в том, что этот углевод является субстратом для размножения и развития лактобацилл и бифидобактерий. А лактобациллы и бифидобактерии в норме составляют основу нормальной микрофлоры кишечника. То есть, лактоза необходима для профилактики и лечения различных дисбактериозов. Кроме того, лактоза оказывает положительное влияние на процессы развития центральной нервной системы у детей. У взрослых она является мощным стимулятором нервной системы. Также лактоза является хорошим профилактическим средством, предупреждающим развитие сердечно-сосудистых заболеваний. Продукты, содержащие лактозу Лактоза попадает в продукты двумя путями – естественным и искусственным. При естественном пути лактоза является просто компонентом обычного природного продукта. А при искусственном пути ее добавляют в продукты питания при их производстве, согласно рецептуре. Так, лактоза в качестве естественного компонента содержится во всех молочных продуктах, таких как: цельное или сухое молоко; цельная или сухая молочная сыворотка; сыры; сметана; йогурты; сливочное масло; кумыс; творог и т.д. В качестве необходимого компонента лактоза добавляется в следующие продукты в процессе их производства: колбасы и сосиски; ветчина; повидло, джемы, варенья, мармелад; супы быстрого приготовления; хлеб и сдоба; мороженое; панировочные сухари; бисквитное тесто и изделия из него (торты, пирожные и т.д.); печенье-крокеты; соусы промышленного изготовления (кетчуп, горчица, майонез и др.); ореховая паста; фаст-фуд; усилители вкуса; подсластители в различных полуфабрикатах и готовых продуктах; сгущенка; сливки для кофе; рассыпные специи (например, для картофеля, для рыбы, для мяса и т.д.); бульонные кубики; шоколад и шоколадная глазурь; сосательные конфеты; жевательная резинка; какао-порошок; биологически активные добавки (БАД); полуфабрикаты для приготовления выпечки (пончиков, пудингов и т.д.); картофельное пюре быстрого приготовления; вспомогательный компонент некоторых таблеток. Продукты без лактозы Не содержат лактозы следующие продукты натурального происхождения, а также, соответственно, многочисленные полуфабрикаты из них (или вовсе готовые к употреблению): фрукты; овощи; мед; кофе; чай; растительные масла; рис; макароны; напитки на основе сои (например, соевое молоко); соевый сыр и соевое мясо; сырое мясо и рыба; яйцо; бобовые; зерновые (пшеница, гречка, кукуруза и т.д.); соки из овощей и фруктов; орехи; натуральные алкогольные напитки (например, вино, пиво и т.д.).

Лактоза (от лат. lac — молоко) C12H22O11 — углевод гр уппы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах. Молекула лактозы состоит из остатков молекул глюкозы и галактозы.

Углеводы – являются основным источником энергии и представляют собой полимерные формы моносахаридов. В зависимости от вкусовых ощущений классифицируются как сахароподобные и несахароподобные. Молекулы сахара обычно сладкие и хорошо разрастворимы в воде, например, глюкоза и фруктоза. Напротив, несахара не растворяются в воде, не характеризуются сладким вкусом, например, крахмал, клетчатка, целлюлоза. Зависимо от количества простых элементов в составе углевода, различают моносахариды, олигосахариды и полисахариды, одним из примеров олигосахаридов является лактоза.

Что такое лактоза?

Лактоза – это один из наиболее важных классов углеводов, они представляют собой оптически активные соединения с гидроксильными и карбоксильными группами.

Лактоза (химическая формула – С12Н22О11), вместе с сахарозой и мальтозой, принадлежит к дисахаридам, которая при гидролизе образует два сахарида – глюкозу и галактозу.

Впервые о лактозе сообщается в 1619 году, когда итальянец Фабрицио Бартолетти обнаружил новое вещество. Но только в 1780 году химик из Швеции Карл Вильгельм Шеель определил субстанцию как сахар. Этот дисахарид присутствует в коровьем (составляет около 4-6 %) и в женском молоке (от 5% до 8% состава). Также молочный сахар формируется в процессе производства сыра как побочный продукт, и представляет собой белое твердое вещество.

В молоке этот сахар представлен как лактозы моногидрат, углевод с присоединенной молекулой воды. Чистая лактоза это белый без запаха кристаллический порошок, хорошо растворяющийся в воде, но слабо реагирующий со спиртами. Во время нагревания дисахарид теряет одну молекулу воды и получается безводная лактоза.

Расщепление лактозы

Как уже отмечалось, в молоке доля этого углевода составляет примерно 6 процентов от общего состава. Попадая в организм вместе с молочными продуктами, лактоза поддается воздействию ферментов, а затем попадает в кровь. Тем не менее, бывают случаи, когда организм не в состоянии переварить молочный сахар, поскольку не может производить необходимый для расщепления фермент лактазу. И с возрастом, как показывает научный опыт, люди все больше подвержены риску недостатка либо полного отсутствия лактазы, что вызывает полную непереносимость молочных продуктов.

Считается, что человечество одомашнило крупный рогатый скот около 8 тысяч лет тому назад. И только после этого в рационе древнего человека появились молочные продукты. Точнее не так. С этого времени молочные продукты появились и в рационе взрослых людей, поскольку раньше молоком питались только младенцы, причем исключительно материнским. Именно поэтому природой заложено, что у малышей практически не возникает проблем с усвоением молочной еды, так как лактаза в их организмах вырабатывается регулярно и исправно. Древние люди во взрослом возрасте были полностью лишены лактазы и не испытывали от этого никакого дискомфорта. И только после введения в рацион молока большинство людей пережило своего рода мутацию – организм начал вырабатывать фермент, необходимый для переваривания лактозы и у взрослых.

Биологическая роль

Несмотря на научные споры по поводу пользы лактозы для взрослого человека, этот сахарид играет не последнюю роль в функционировании организма. Только попадая в ротовую полость, влияет на консистенцию слюны – придает ей характерную вязкость. Помимо этого, способствует более активному всасыванию витаминов В-группы, аскорбиновой кислоты и кальция. А попадая в кишечник, активизирует размножение бифидо- и лактобактерий, важных для правильной работы органа.

Влияние на организм: вред и польза

Лактоза представляет собой дисахарид, который может по-разному влиять на человеческий организм.

Кому-то он несет вред, а кому-то идет на пользу.

Лактоза для…

…энергии

Все углеводы являются источниками энергии. Лактоза также служит для человека своеобразным топливом. После попадания в организм, метаболизируется и способствует высвобождению энергии. Кроме того, потребление молочного сахара сохраняет запасы белка в организме. При наличии достаточного количества углеводов, в том числе и лактозы, организм не использует протеины в качестве топлива, а накапливает их в мышцах, что позволяет белкам выполнять другие не менее важные функции.

…увеличения массы тела

Если количество потребляемых калорий превосходит количество сжигаемых, лишнее откладывается в виде жира. При потреблении лактозы в больших количествах, чем это необходимо, организм трансформирует сахар в жировую ткань, что впоследствии приведет к увеличению веса. Эту способность молочного сахара применяют, когда надо откорректировать вес тела в сторону увеличения.

…пищеварения

Перед тем как лактоза преобразуется в энергию, она должна попасть в пищевой тракт, где под воздействием фермента разложиться на моносахариды. Тем не менее, если организм вырабатывает недостаточно лактазы, возможны нарушения работы пищеварительного тракта. Непереваренный молочный сахар вызывает расстройство желудка, в том числе боли в животе, вздутие, тошноту и диарею.

Непереносимость лактозы

Непереносимость лактозы – это неспособность организма усваивать молочный сахар.

Первичные симптомы непереносимости:

Существует несколько вариантов лабораторных тестирований, которые помогут определить наличие непереносимости этого вида углеводов. Конечно, в таком случае легче всего отказаться от молочной пищи. Но полный отказ от молока может вызвать дефицит кальция и витамина D, что в свою очередь станет причиной болезней костей. Поэтому существуют разные диетические добавки, позволяющие употреблять хоть минимальные порции молока.

Причины непереносимости

Дефицит выработки лактазы может быть врожденным. Обычно такое бывает у людей из-за изменений на генном уровне.

Помимо этого, непереносимость может появиться в результате болезней, в том числе сопровождающихся разрушениями слизистой оболочки тонкой кишки. Также признаки непереносимости могут появляться с возрастом или на фоне серьезных заболеваний кишечника, таких как болезнь Крона.

И еще: следует различать два понятия – непереносимость лактозы и лактазную недостаточность. Люди с умеренной недостаточностью фермента, как правило, даже не замечают дискомфорта после потребления молочной пищи. При дефиците лактазы концентрация фермента в кишечнике снижается, не вызывая побочных эффектов. А вот непереносимость сопровождается ярко выраженными симптомами невосприятия молока организмом. Они возникают после того, как нерасщепленный дисахарид попадает в кишечник. Но, к сожалению, симптомы непереносимости могут напоминать другие желудочно-кишечные заболевания, потому исключительно по этим признакам трудно поставить диагноз невосприятия лактозы.

Различают три основных типа непереносимости лактозы:

Первичная. Это наиболее распространенный тип. Возникает с возрастом и объясняется физиологическими особенностями организма. Люди с годами все меньше употребляют молочную пищу, а значит, потребность в выработке лактазы отпадает. Этот тип непереносимости наиболее распространен среди жителей Азии, Африки, Средиземноморья и Американского континента.
Вторичная. Возникает в результате болезней или травм. Чаще всего вместе с целиакией, после воспаления кишечника, хирургических операций на тонком кишечнике. Среди других первопричин развития непереносимости могут быть болезнь Крона, заболевание Уиппла, язвенный колит, химиотерапия и даже грипп с осложнениями.
Временная. Этот тип непереносимости встречается у детей, рожденных раньше срока. Объясняется тем, что только после 34 недели беременности у плода закладывается функция производства фермента лактазы.

Как определить наличие лактозной непереносимости

Самостоятельно определить непереносимость к лактозе не так уже и просто. Многие думают, что достаточно отказаться от молочных продуктов, чтоб избежать неприятных последствий. На самом деле, в современных продуктах питания лактоза содержится не только в молочных продуктах. Некоторые люди полностью отказываются от молока, но симптомы несварения у них не проходят. Поэтому нет ничего удивительного, что они ошибочно вычеркивают лактозную непереносимость из списка возможных причин несварения.

В домашних условиях проверить переносимость/непереносимость можно с помощью теста. Итак, в день перед исследованием последний прием пищи – не позже 18 часов. Затем утром натощак выпить стакан молока и снова ничего не кушать на протяжении 3-5 часов. При наличии непереносимости лактозы симптомы должны появиться уже через 30 минут после приема продукта или максимум на протяжении 2 часов. И еще для тестирования брать обезжиренное молоко, чтобы исключить возможность того, что несварение вызвали жиры.

Продукты, содержащие лактозу

Наиболее очевидные источники лактозы – это молочные продукты. Можете быть уверенными, что, потребляя молоко, йогурты, сметану, сыры, обязательно получите и лактозу.

Но есть список и менее очевидных источников. А если быть точнее – весьма неожиданных. Сейчас проанализируем перечень продуктов, в каких содержится молочный сахар.

Молочная пища

Молочные продукты не только наиболее очевидные источники лактозы, но и наиболее концентрированные этим углеводом. Стакан молока, к примеру, содержит около 12 граммов лактозы. А вот сыр, одна порция которого, наполнена менее 1 г молочного сахара, уже считается продуктом с низким содержанием вещества (чеддер, пармезан, рикотта, швейцарский). В ферментированных молочных продуктах, таких как йогурты, концентрация лактозы также не самая низкая. Но благодаря наличию в их составе ферментов, разрушающих дисахарид, переносятся легче.

Альтернативой коровьему может послужить соевое молоко без лактозы и другие растительные аналоги. Также при гиполактазии молоко можно заменить кисломолочными продуктами, так как в кефире, например, концентрация углевода снижена благодаря присутствию в его составе других ферментов.

Другие продукты

Обработанные продукты

Многие продукты питания для продления срока годности обрабатывают молоком и молочными продуктами. Поэтому людям с непереносимостью лактозы важно внимательно читать этикетки на продуктах питания. Наличие среди ингредиентов молока, сыворотки, творога, молочных побочных продуктов, сухого молока, обезжиренного молока указывает на присутствие лактозы.

Скрытые источники молочного сахара:

Многие лекарства в качестве наполнителя содержат лактозу, которая улучшает биодоступность препарата и его вкус. В частности молочный сахар есть в противозачаточных таблетках и в витамине D. Но, как правило, в этих препаратах углевод представлен в очень маленьких пропорциях. Так что даже люди с непереносимостью вещества нормально отреагируют на медикаменты.

Вафли, печенье, крекеры, хлеб, картофельные чипсы, мюсли, крупы также часто содержат лактозу. И к этому надо быть готовым людям, в чьем организме нет фермента лактазы.

Мясо – это, пожалуй, последний продукт, о котором можно было бы подумать, как об источнике лактозы. Но, тем не менее, обработанное мясо в виде бекона, колбас, сосисок и других изделий не лишено молочного сахара.

Любите кофе и супы либо картофель, для приготовления которых достаточно просто добавить кипятка? Тогда знайте, что вместе с ними получаете лактозу. Зачем в этих продуктах молочный сахар? Он обеспечивает текстуру продукта, предотвращает комкование, ну и конечно придает особенный привкус.

Многие заправки для салатов содержат лактозу, которая придает продукту необходимую текстуру, вкус. Желаете избежать лишних порций молочного сахара, тогда в качестве заправки лучше применять растительное масло, например, оливковое. К тому же это более полезный продукт, чем готовая заправка.

Некоторые из этих заменителей сахара содержат в себе лактозу. Благодаря ей подсластители в виде таблеток или порошка более быстро растворяются в пище.

Отдельные виды спиртного также содержат в себе молочный сахар. Особенно высокая концентрация вещества – в ликерах на молочной основе. Так что алкоголь также принадлежит к числу продуктов, состав которых может не подойти людям с непереносимостью молочного сахара.

Многие люди абсолютно уверены, что маргарин является полностью растительным заменителем сливочного масла, а значит, никаких молочных ингредиентов в нем и быть не может. На самом деле большинство жиров этой категории содержат лактозу, которая улучшает вкус маргарина.

Таблица содержания молочного сахара

Название продукта (стакан)	Лактоза (г)
Молоко женское	17,5
Мороженое	14,5
Кумыс	13,5
Молоко козье	12
Молоко коровы	11,7
Простокваша	10,25
Сливки	9,5
Кефир	9
Йогурт	8,75
Сметана (20-процентная)	8
Творог	3,5
Масло сливочное	2,5

Как избежать лактозы

От непереносимости молочного сахара бодибилдеры также не застрахованы, ведь большинство белковых коктейлей содержат в себе молоко. Поэтому производители спортивного питания создали протеин без лактозы, который, впрочем, могут потреблять все люди с отсутствием лактазы.

Несколько аргументов в пользу молочного сахара

Многие люди говорят о лактозе исключительно, как о вредном веществе. Меж тем, стоит вспомнить, что содержатся эти углеводы в молоке – в продукте, которым по задумке природы млекопитающие кормят своих новорожденных детей. И логически, эта пища должна обладать многими полезными свойствами.

Плюсы молочного сахара:

галактоза, входящая в состав лактозы – один из 8 незаменимых сахаров для организма;
поддерживает иммунитет, способствует выработке антител;
галактозу, составную часть лактозы, называют сахаром для мозга, в частности она важна для младенцев;
галактоза – профилактика против рака и катаракты;
улучшает заживление ран;
ускоряет метаболизм и всасывание кальция;
защищает от рентгеновского излучения;
важна для людей с артритом и волчанкой;
профилактическое средство против кардиологических болезней;
лактоза – низкокалорийный подсластитель;
гликемический индекс лактозы более чем в 2 раза ниже, чем у глюкозы, что является полезным для больных диабетом;
стимулирует нервную систему;
лактоза положительно влияет на микрофлору кишечника, стимулируя рост полезных бактерий.

Лечение непереносимости лактозы

В настоящее время нет способов лечения непереносимости молочного сахара, за исключением потребления фермента лактазы в форме таблеток. Единственное, что может помочь людям с таким нарушением – ограничить потребление продуктов, содержащих лактозу. Считается, что примерно полстакана молока (содержит около 4,5 г сахарида) еще не вызывает последствий при непереносимости. Также, потребляя молочные продукты, предпочтение лучше отдавать обезжиренной пище или с низким содержанием липидов, поскольку в них концентрация лактозы, как правило, ниже. Для малышей с непереносимостью молочного сахара существует детская смесь без лактозы.

Порой люди ошибочно называют непереносимость лактозы аллергией на молоко. На самом деле это два разных заболевания. Общее для них только в том, что неприятные последствия, как правило, вызывает молочная пища. Меж тем, аллергия сопровождается высыпкой на коже, зудом, насморком, чего никогда не бывает при гиполактазии. Главное отличие обеих болезней в причине возникновения. Аллергия говорит о проблемах с иммунной системой, непереносимость лактозы – о дефиците фермента.

Лактоза в пищевой промышленности

Современная пищевая промышленность научилась использовать лактозу не только в составе молочных продуктов. Этот вид углевода содержится в глазурях, играет роль наполнителя в хлебобулочных изделиях, есть в печенье, блинах и кашах. Применяется в качестве пищевой добавки, а поскольку она не обладает выраженным вкусом, то используют ее во многих категориях пищи. Это вещество можно найти в замороженных и консервированных овощах, так как предотвращает потерю цвета. Лактоза содержится в сухих супах, муке грубого помола и многих других продуктах.

Другие сферы применения

На сегодняшний день лактозу применяют не только в пищевой промышленности. Кроме приготовления разных продуктов, в том числе детских смесей и заменителей женского молока, лактозу используют химики в своей работе. Также этот сахарид служит кормовым витамином, а в культуральной биологии – средой для выращивания различных бактерий и клеток.

Лактоза – один из представителей большой углеводной семьи, вещество весьма полезное как для малышей, так и для взрослых.

И говорить, что этот дисахарид вреден для человека только потому, что у некоторых лиц врожденная непереносимость вещества, как минимум, некорректно. Гиполактазия – это всего лишь болезнь, которая никаким образом не лишает лактозу ее полезных свойств. Впрочем, об этом вы уже и сами знаете.

Шрайнер Е. В., Денисов М. Ю. – Лактазная недостаточность у детей: современное состояние проблемы // Вестн. Новосиб. гос. ун-та. Серия: Биология, клиническая медицина. – 2009 г. – Т.7, вып. 4. – С. 154-162
Лактоза – Большая медицинская энциклопедия (БМЭ), 1970 г.

Специальность: инфекционист, гастроэнтеролог, пульмонолог .

Общий стаж: 35 лет .

Образование: 1975-1982, 1ММИ, сан-гиг, высшая квалификация, врач-инфекционист .

Читайте также: