乙型乳糖是乳糖(Lactose)的异构体之一,无臭,味微甜,分子式为C12H22O11,摩尔质量为342.3。
简介
乳糖是二糖的一种,是在哺乳动物乳汁中的双糖,因此而得名。它的分子结构是由一分子
葡萄糖和一分子
半乳糖缩合形成。在牛乳中含乳糖为4.6~4.7%,人乳中含乳糖为6~8%。乳糖的甜度是蔗糖的1/5。乳糖在食品工业中从乳清中提取,用于作婴儿食品及炼乳品种。在医药工业中,用于药品的甜味剂和赋形剂;此外,还可作细菌培养基。
乳糖甜度是蔗糖的约五分之一,乳中2-8%的固体成分为乳糖。幼小的哺乳动物肠道能分泌乳糖酶分解乳糖为单糖。成年动物,包括除高加索人种外的多数人类体内乳糖酶的活性大大降低。故饮用乳类可产生腹泻、腹胀等症状,称为乳糖不耐症。
性状
由一分子β-D-半乳糖和一分子β-D-葡萄糖在β-1,4-位形成糖苷键相连。
分子式C12H22O11,摩尔质量342.3克。
本品为白色的结晶性颗粒或粉末;无臭,味微甜。
本品在水中易溶,在乙醇、氯仿或乙醚中不溶。
比旋度取本品,在80℃干燥2小时后,精密称定,加水溶解并定量稀释制成每1ml中含本品0.10g与氨试液0.02ml的溶液,依法测定,比旋度为+52.0°至+52.6°。
鉴别
图谱分析
图谱分析
1、取本品0.2g,加氢氧化钠试液5ml,微热,溶液初显黄色,后变为棕红色,再加硫酸铜试液数滴,即析出氧化亚铜的红色沉淀。
2、本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱(光谱集256图)一致。
实验检查
实验检查
酸度取本品1.0g,加水20ml溶解后,依法测定,pH值应苹果中的乳糖为4.0~7.0。溶液的澄清度取本品3.0g,加沸水10ml溶解后,溶液应澄清。
蛋白质取本品5.0g,加热水25ml溶解后,放冷,加硝酸汞试液0.5ml,5分钟内不得生成絮状沉淀。
炽灼残渣不得过0.1% 。
重金属取本品3.0g,加温水20ml溶解后,再加醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml与水适量使成25ml,依法检查,含重金属不得过百万分之五。
营养差异
1、甲型乳糖不能被人体利用
奶粉中的乳糖是甲型乳糖,不能被人体利用。
2、乙型乳糖是儿童生长发育的主要营养物质之一
乙型乳糖对青少年智力发育十分重要,特别是新生婴儿绝对不可缺少的,在自然界中只有哺乳类动物的奶中含有乙型乳糖,各类植物性食物中是不含乳糖的。
乙型乳糖的主要功能是为人体供给热能,儿童和成人的生长发育、新陈代谢、组织的合成,维持正常体温以及体育锻炼、劳动工作都需要大量的热能,特别是小儿对糖的分解消化吸收利用都比成年人旺盛,乙型乳糖是小儿体内器官、神经、四肢、肌肉等发育及活动的动力。
小儿的脑细胞发育和整个神经系统的健全都需要大量的乙型乳糖,一周岁以内的小儿每千克体重每天需要糖13克左右,乙型乳糖的另外一个重要作用是促进小儿肠道内的乳酸菌繁殖增长,在肠道中乙型乳糖在乳酸杆菌、乳酸链球菌、多种酶及某些微生物的作用下生成乳酸,乙型乳酸对小儿肠胃有调整保护作用,它能抑制肠内异常发酵产生的毒素造成的中毒现象,还可抑制肠内有害细菌的繁殖。
乙型乳糖的另一个作用是在钙的代谢过程中可以促进小儿对钙的吸收。乳中的甜味就来源于乙型乳糖,但乙型乳糖和其他糖类相比甜度较低所以不会造成小儿的偏食。
同时乙型乳糖还能保持儿童体内水分的平衡,提供与脑和重要器官的构成有关的半乳糖,而且对淀粉的贮存也是必要的。半乳糖对儿童的大脑发育特别重要,它能促进脑苷脂类和粘多糖类的生成。若缺乏乙型乳糖就会引起儿童消瘦、乏力、体重减轻、生长发育缓慢,甚至儿童要消耗体内的脂肪、蛋白质这可能发生蛋白质缺乏症。
乙型乳糖是糖类中的一种,糖类的化学构成可分为单糖、双糖和多糖。乳糖是双糖,乙型乳糖在人体内被双糖酶分解成一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖而被人体吸收利用,葡萄糖是血液中唯一合适的糖,血液把葡萄糖送到人体全身的每一个细胞,细胞把葡萄糖转化为二氧化碳及水,并释放出热能。
人乳、牛奶、山羊奶中的乙型乳糖含量是不同的,人乳含乳糖7%,牛奶中含乳糖4.2%,山羊奶含乳糖4.6%,牛、羊奶中的乳糖含量都比人乳低。乳糖没有甘蔗糖甜,它的甜度是甘蔗糖的六分之一。
乙型乳糖是儿童食用最好的糖类,而且儿童消化道内有充足的分解乙型乳糖的乳糖酶,能很好的分解消化吸收利用乙型乳糖。人乳中的乙型乳糖不但含量比牛、羊奶高而稳定,且不会因母亲的食物变化而变化,也不会因血糖变化而产生波动。
乙型乳糖是牛奶中最丰富的糖类,牛奶中所含的糖类99.8%是乙型乳糖,另外还有少量的葡萄糖、果糖、半乳糖。乙型乳糖易溶于水,牛奶中的乳糖几乎全部是溶液状态,易于消化吸收。
牛奶中的乙型乳糖在儿童小肠内分解为容易消化的葡萄糖及半乳糖,半乳糖的消化吸收较慢,但半乳糖在儿童肠道内是促进细菌合成维生素K和复合维生素B的促进剂。乙型乳糖并能增进矿物质钙、磷、镁等的吸收,增加血钙浓度,使骨钙沉积更迅速,为奶中高钙的吸收和利用创造了最佳的条件,减少了维生素D的需要量,所以牛奶是人乳很好的代用品。
生产工艺
工艺流程
乳清→加入石灰乳混合加热→沉淀过滤→蒸发浓缩→冷却晶体→分除母液→洗涤结晶→分除洗水→干燥→粗制乳糖→溶解→压滤→结晶→分除母液→洗涤→干燥→粉碎→筛选→包装
制作方法
1、原料要求以副产品干酷乳清为原料,干物质6.5%、乳糖4.8%、脂肪0.4%、灰分0.05%,酸度1°T。也可采用酸法干酷素乳清或凝乳酸乳清。
2、乳清脱脂:将乳清加热至35℃左右,经奶油分离机分离,使干酷乳清含脂肪为0.4%。
3、乳清蛋白的分离:干酷乳清的滴定酸度为14~20°T,直接加热至90~92℃,然后加入经发酵处理的酸乳清(150~200°T),使乳清酸度提高30~35°T,再重新加热至90℃,乳清蛋白即可凝固、静止,使乳清和蛋白质分离,也可用压滤机使其分离。
4、乳清浓缩:采用单效或多效浓缩罐,对乳清进行浓缩以除去大部分水分。为防止乳糖焦化,浓缩温度不超过70℃,终了时,浓缩糖液的比重不应低于40°Be′,浓缩度为90~92%,干物质达60~70%,乳糖含量为54~55%。
5、乳糖结晶:浓缩糖液冷却后进行乳糖结晶,可采用平锅式自然结晶法和带夹层水冷却的结晶机中强制结晶法。平锅式自然结晶法,结晶的最初阶段要进行搅拌,待温度下降到30℃以后,可停止搅拌,结晶时间不少于30小时,强制结晶法可分为快速结晶和缓慢结晶两种,都在带夹层的λ可通入冷水冷却并装有搅拌器的结晶机中完成。已结晶好的糖液,具有良好的、明显的结晶结构,结晶体应为1~2毫米,呈粘稠状。
6、脱除母液与乳糖的洗涤:结晶后的乳糖,利用离心脱水机使乳糖晶体与糖蜜分离,再加入结晶糖量30%的水洗涤乳糖,以除去残存的母液和大部分盐类。经洗涤脱水后的乳糖称为湿糖,其含水量15%以下。为避免洗涤水温度过高而溶解乳糖,洗涤水的温度应低于10℃。
7、乳糖的干燥:可在半沸腾床式干燥机或气流干燥机中进行,干燥机内带有搅拌装置,干燥温度小于80℃,干燥后乳糖呈乳黄色的分散状态,水分小于1~1.5%。也可用微酸来干燥乳糖。
8、母液的回收:母液中含乳糖约为牛乳糖总量的1/3,内含有蛋白质和盐类。将母液用直接蒸汽加热至沸腾,静置,使蛋白质、盐类等不纯物沉淀,吸上层清净母液,在70℃下进行浓缩,除去大部分水分,使浓度达到42~43°Be′,然后进行结晶、洗涤、干燥,制成粗制乳糖。粗制乳糖的成品率为牛乳总量的3~4%。粗制乳糖呈淡黄色结晶粉末状,含肿蛋白质(特别是乳白朊含量较多)、灰分等不纯物。用活性炭吸附法精制。
9、粗制乳糖的溶解:在溶糖锅中,于机械搅拌下加入2%活性炭,使乳糖溶解并与活性炭充分混合,用直接蒸汽加热至沸点,浓度为30~31°Be′。再用少许石灰乳调节糖液的pH值至4.6,由于活性炭的作用,吸附了糖液中的色素。
10、压滤:上述混合液通过板杠压滤机,滤出活性炭和被吸附的杂质和蛋白质,得到纯净的糖液,颜色为淡黄色或白色,然后入结晶缸内。
11、结晶:糖液在间隙搅拌下进行自结晶,结晶时间不少于24小时。
12、母液的脱除及洗涤:结晶后的乳糖有明显的结晶体,大小为1~2毫米。结晶后的糖液在离心脱水机中脱除母液,用蒸馏水或经活性炭吸附处理后的水进行洗涤,以除去残存的母液、可溶性蛋白质和盐类等。洗涤水温度在10℃以下。
13、干燥、粉碎和筛选:含水分15%以下的半成品湿糖,可用架盘干燥箱进行干燥,干燥温度应在80℃以下,边干燥边搅拌,避免局部温度过高而产生焦化。然后用万能粉碎机进行粉碎,80目筛筛选,包装。
14、母液、洗涤水和活性炭中乳糖的回收:精制乳糖的母液和洗涤液中含有较多的乳糖,可浓缩至35~38Be′后再进行结晶。经板杠压滤出的废炭素内,含糖量也很高,可用水使之溶解、压滤。滤液加入母液和洗涤水一起浓缩、结晶。精制乳糖的收得率为牛乳中乳糖含糖量的一半,即2.35%左右。占原料枣精制乳糖的68~70%。
乳糖不耐症
简介
在日常生活中,一些人饮用牛奶之后会出现腹胀、腹痛、腹泻等症状,这些症状被称为“”,可以通过科学的饮奶方式有效避免。乳糖不耐症是一种隐性的遗传缺陷,是因为分解乳糖的酵素beta-galactosidase缺乏所引起。负责制造beta-galactosidase的基因位在人类第二对染色体上,简单的说就是因为这个基因不健全,使小肠绒毛细胞无法制造beta-galactosidase,并将乳糖分解为“葡萄糖和半乳糖”以供人体利用。
牛奶中含有许多的乳糖,其中少部份乳糖可以被肠道中的细菌分解利用,剩余过多的乳糖会使肠道的渗透压不平衡,多余的水分无法被大肠吸收而造成水状腹泻。为了解决这个问题,有些厂家生产一种叫做低乳糖奶的产品,因其部分乳糖在工厂加工时,已被分解,所以叫低乳糖奶,可能更适宜有乳糖不耐症的人。
注意事项
1.进行测试,调整乳糖摄取量,找出适合自己的食用量。
2.补充钙质,以免因乳糖不耐症少喝牛奶而导致钙质不足。
3.喝牛奶时配以其它食物。
4.从每天的饮用量中一点一点增加,训练自己的可耐性。
5.食用酸奶,最好是未经二次低温杀菌且脱脂的酸奶,在食用乳制品前吃一点,可减轻乳糖不耐症的症状。
6.吃奶酪或起司,特别是酦酵完全的硬奶酪。
7.谨防填充剂,因乳糖是许多药物及营养补充品里的填充剂。
生物原理
哺乳动物的幼体在断乳后,开始逐渐的减少乳糖酶的合成。人类的幼儿在4岁的时候通常会失去90%的乳糖消化能力,但各人之间的差异很大。一些人种的第2号染色体上发生基因突变,表现能终止乳糖酶的减少性状,所以这些人种终生能消化乳糖。
关于该变异出现的时间和地点科学上尚无一致的结论。有人认为是前4000年左右在瑞典和阿拉伯半岛分别独立出现并逐渐在扩展中融合,有人认为是前4500年左右在中东地区出现后,扩展到别处。另外有人认为该变异在更晚的时候又独立出现在东非的图西族人中。目前的状况是:多数祖籍西欧的人基因中存在该变异(意味着他们够终生消化乳糖),而东亚人、撒哈拉沙漠以南的非洲人和美洲、大洋洲的原住民族则多数没有该变异(意味着他们成年后会出现乳糖不耐症)。全球平均有75%的人成年后会出现症状,所以与其将之称作疾病,还不如说是自然状况更合适。
有乳糖不耐症的人不是一旦摄入微量乳糖立即出现腹泻等症状,而是当摄入超过一定量之后才会出现。所以大多数有乳糖不耐症的人仍然是可以喝牛奶的,只是不能过量。比如虽然日本人九成以上有乳糖不耐,但大多数人可以每天喝200毫升的牛奶而没有任何不适。
致病机理
乳糖是奶类含有的一种糖类,在小肠中必须经乳糖酶的水解变为两个单糖,即葡萄糖和半乳糖后才能被吸收。乳糖酶缺乏的人,在食入奶或奶制品后,奶中乳糖不能完全被消化吸收而滞留在肠腔内,使肠内容物渗透压增高、体积增加,肠排空加快,使乳糖很快排到大肠并在大肠吸收水分,受细菌的作用发酵产气,轻者症状不明显,较重者可出现腹胀、肠鸣、排气、腹痛、腹泻等症状。医生们称之为乳糖不耐症。具体来说有以下五大原因。
1、先天性乳糖酶缺乏:是指自出生时机体乳糖酶活性即低下或缺乏,是机体常染色体上隐性基因所致,这一类型很少见。
2、原发性乳糖酶缺乏:又称成人型乳糖酶缺乏,是由于人类世代饮食习惯导致基因改变,发病率与年龄和种族有关,大部分人属于这种类型。
3、继发性乳糖酶缺乏:是指由于各种原因致使小肠上皮损伤而导致的暂时性乳糖酶活性低下,常见病因如感染性腹泻,机体疾病康复可后恢复正常。
4、对于小儿来说,秋季多发性腹泻、细菌性腹泻会引起肠胃功能的暂时低下,乳糖酶分泌减少或活性降低,持续饮奶会引起继发性乳糖不耐症。
5、大剂量服用头胞类、内酰胺类抗菌素后也会引起继发性乳糖不耐症。
解决方案
解决方案
1、少量多次:每个人的乳糖不耐症程度是不同的,有些人减少饮用量后就不会有不舒服的感觉,对这部分人群来说每天多喝几次,一段时间后在增加食用量,使胃肠慢慢的适应后,症状会有所减轻或完全不会发生任何症状。
2、避免空腹喝牛奶:与其它食物一起进食,可缓慢消化过程,减轻不适感。一般来讲,乳糖不耐症者空腹喝奶会有较重症状,但与其它谷物类食物共同进食时,牛奶中的乳糖浓度在特定环境中得到相应的“稀释”,是乳糖不耐症程度降低。喝奶前吃些饼干、面包会减少排气和不舒服感觉。
3、喝酸奶:对于大多数乳糖不耐症的人来说,喝酸奶应该是一个最有效的办法。酸奶是在牛奶中加入一定乳酸菌经发酵后制成的,发酵过程使得原奶中的20%—30%的乳糖被分解,蛋白质和脂肪也分解成为较小的组分,使其更有利于胃肠的消化吸收。同时,酸奶中的乳酸菌对于正常人群也同时具有助消化的功能。所以对饮用牛奶后常有腹胀、腹泻者的乳糖不耐症的人群最为适宜。
4、干酪:干酪是乳制品中的最佳食品,也是乳糖不耐症人群的理想奶制品,因为牛奶在加工干酪的过程中95%以上的乳糖都已经随乳清排除。干酪的主要成分是酪蛋白和脂肪,并经对人体有益的菌种发酵使得其中的蛋白质和脂肪更容易消化吸收。目前我国的干酪市场刚刚起步,品种和风味不断增加,随着人们对乳制品营养的逐步认识,可以说各种各样干酪产品一定会有一种适合你。
5、以其它乳制品代替(冰淇淋、奶昔等)代替鲜奶:这些食物仍有乳糖,但绝大多数人对这些食物的耐受程度较高,可以找出适合的种类及可耐受量来代替鲜奶。
在我国,随着生活水平的提高和乳制品摄入量的提高,这如何提高乳制品的消费意识及如何解决乳糖不耐症问题已经引起人们的重视。中国营养学会在新的膳食指南中,把提高乳类摄入量作为优质膳食模式、提高全民营养状况的一个重要方面,因此应大力普及相关知识,提高人们对乳糖酶缺乏和乳糖不耐症的认识。我们认为,少量多次摄入乳制品或选用发酵乳是避免乳糖不耐症的好方法。