簡介
甲型乳糖是乳糖(lactose)的異構體之一。由於分子空間構型上的差異,使得乳糖表現為兩種鏇光異構體,分別是甲型乳糖和乙型乳糖。乳糖是二糖的一種,是在哺乳動物乳汁中的雙糖,因此而得名。它的分子結構是由一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合形成。在牛乳中含乳糖為4.6~4.7%,人乳中含乳糖為6~8%。乳糖的甜度是蔗糖的1/5。乳糖在食品工業中從乳清中提取,用於作嬰兒食品及煉乳品種。在醫藥工業中,用於藥品的甜味劑和賦形劑;此外,還可作細菌培養基。
乳糖甜度是蔗糖的約五分之一,乳中2-8%的固體成分為乳糖。幼小的哺乳動物腸道能分泌乳糖酶分解乳糖為單糖。成年動物,包括除高加索人種外的多數人類體內乳糖酶的活性大大降低。故飲用乳類可產生腹瀉、腹脹等症狀,稱為乳糖不耐症。
性狀
由一分子β-D-半乳糖和一分子β-D-葡萄糖在β-1,4-位形成糖苷鍵相連。
本品為白色的結晶性顆粒或粉末;無臭,味微甜。
本品在水中易溶,在乙醇、氯仿或乙醚中不溶。
比鏇度取本品,在80℃乾燥2小時後,精密稱定,加水溶解並定量稀釋製成每1ml中含本品0.10g與氨試液0.02ml的溶液,依法測定,比鏇度為+52.0°至+52.6°。
鑑別
圖譜分析
1、取本品0.2g,加氫氧化鈉試液5ml,微熱,溶液初顯黃色,後變為棕紅色,再加硫酸銅試液數滴,即析出氧化亞銅的紅色沉澱。
2、本品的紅外光吸收圖譜應與對照的圖譜(光譜集256圖)一致。
實驗檢查
酸度取本品1.0g,加水20ml溶解後,依法測定,pH值應蘋果中的乳糖為4.0~7.0。溶液的澄清度取本品3.0g,加沸水10ml溶解後,溶液應澄清。
蛋白質取本品5.0g,加熱水25ml溶解後,放冷,加硝酸汞試液0.5ml,5分鐘內不得生成絮狀沉澱。
熾灼殘渣不得過0.1% 。
重金屬取本品3.0g,加溫水20ml溶解後,再加醋酸鹽緩衝液(pH3.5)2ml與水適量使成25ml,依法檢查,含重金屬不得過百萬分之五。
和乙型乳糖的營養差異
1、甲型乳糖不能被人體利用
奶粉中的乳糖是甲型乳糖,不能被人體利用。
2、乙型乳糖是兒童生長發育的主要營養物質之一
乙型乳糖對青少年智力發育十分重要,特別是新生嬰兒絕對不可缺少的,在自然界中只有哺乳類動物的奶中含有乙型乳糖,各類植物性食物中是不含乳糖的。
乙型乳糖的主要功能是為人體供給熱能,兒童和成人的生長發育、新陳代謝、組織的合成,維持正常體溫以及體育鍛鍊、勞動工作都需要大量的熱能,特別是小兒對糖的分解消化吸收利用都比成年人旺盛,乙型乳糖是小兒體內器官、神經、四肢、肌肉等發育及活動的動力。
小兒的腦細胞發育和整個神經系統的健全都需要大量的乙型乳糖,一周歲以內的小兒每千克體重每天需要糖13克左右,乙型乳糖的另外一個重要作用是促進小兒腸道內的乳酸菌繁殖增長,在腸道中乙型乳糖在乳酸桿菌、乳酸鏈球菌、多種酶及某些微生物的作用下生成乳酸,乙型乳酸對小兒腸胃有調整保護作用,它能抑制腸內異常發酵產生的毒素造成的中毒現象,還可抑制腸內有害細菌的繁殖。
乙型乳糖的另一個作用是在鈣的代謝過程中可以促進小兒對鈣的吸收。乳中的甜味就來源於乙型乳糖,但乙型乳糖和其他糖類相比甜度較低所以不會造成小兒的偏食。
同時乙型乳糖還能保持兒童體內水分的平衡,提供與腦和重要器官的構成有關的半乳糖,而且對澱粉的貯存也是必要的。半乳糖對兒童的大腦發育特別重要,它能促進腦苷脂類和粘多糖類的生成。若缺乏乙型乳糖就會引起兒童消瘦、乏力、體重減輕、生長發育緩慢,甚至兒童要消耗體內的脂肪、蛋白質這可能發生蛋白質缺乏症。
乙型乳糖是糖類中的一種,糖類的化學構成可分為單糖、雙糖和多糖。乳糖是雙糖,乙型乳糖在人體內被雙糖酶分解成一分子的葡萄糖和一分子的半乳糖而被人體吸收利用,葡萄糖是血液中唯一合適的糖,血液把葡萄糖送到人體全身的每一個細胞,細胞把葡萄糖轉化為二氧化碳及水,並釋放出熱能。
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。乳糖沒有甘蔗糖甜,它的甜度是甘蔗糖的六分之一。
乙型乳糖是兒童食用最好的糖類,而且兒童消化道內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、羊奶高而穩定,且不會因母親的食物變化而變化,也不會因血糖變化而產生波動。
乙型乳糖是牛奶中最豐富的糖類,牛奶中所含的糖類99.8%是乙型乳糖,另外還有少量的葡萄糖、果糖、半乳糖。乙型乳糖易溶於水,牛奶中的乳糖幾乎全部是溶液狀態,易於消化吸收。
牛奶中的乙型乳糖在兒童小腸內分解為容易消化的葡萄糖及半乳糖,半乳糖的消化吸收較慢,但半乳糖在兒童腸道內是促進細菌合成維生素K和複合維生素B的促進劑。乙型乳糖並能增進礦物質鈣、磷、鎂等的吸收,增加血鈣濃度,使骨鈣沉積更迅速,為奶中高鈣的吸收和利用創造了最佳的條件,減少了維生素D的需要量,所以牛奶是人乳很好的代用品。
生產工藝
工藝流程
乳清→加入石灰乳混合加熱→沉澱過濾→蒸發濃縮→冷卻晶體→分除母液→洗滌結晶→分除洗水→乾燥→粗製乳糖→溶解→壓濾→結晶→分除母液→洗滌→乾燥→粉碎→篩選→包裝
製作方法
1、原料要求以副產品乾酷乳清為原料,乾物質6.5%、乳糖4.8%、脂肪0.4%、灰分0.05%,酸度1°T。也可採用酸法乾酷素乳清或凝乳酸乳清。
2、乳清脫脂:將乳清加熱至35℃左右,經奶油分離機分離,使乾酷乳清含脂肪為0.4%。
3、乳清蛋白的分離:乾酷乳清的滴定酸度為14~20°T,直接加熱至90~92℃,然後加入經發酵處理的酸乳清(150~200°T),使乳清酸度提高30~35°T,再重新加熱至90℃,乳清蛋白即可凝固、靜止,使乳清和蛋白質分離,也可用壓濾機使其分離。
4、乳清濃縮:採用單效或多效濃縮罐,對乳清進行濃縮以除去大部分水分。為防止乳糖焦化,濃縮溫度不超過70℃,終了時,濃縮糖液的比重不應低於40°Be′,濃縮度為90~92%,乾物質達60~70%,乳糖含量為54~55%。
5、乳糖結晶:濃縮糖液冷卻後進行乳糖結晶,可採用平鍋式自然結晶法和帶夾層水冷卻的結晶機中強制結晶法。平鍋式自然結晶法,結晶的最初階段要進行攪拌,待溫度下降到30℃以後,可停止攪拌,結晶時間不少於30小時,強制結晶法可分為快速結晶和緩慢結晶兩種,都在帶夾層的λ可通入冷水冷卻並裝有攪拌器的結晶機中完成。已結晶好的糖液,具有良好的、明顯的結晶結構,結晶體應為1~2毫米,呈粘稠狀。
6、脫除母液與乳糖的洗滌:結晶後的乳糖,利用離心脫水機使乳糖晶體與糖蜜分離,再加入結晶糖量30%的水洗滌乳糖,以除去殘存的母液和大部分鹽類。經洗滌脫水後的乳糖稱為濕糖,其含水量15%以下。為避免洗滌水溫度過高而溶解乳糖,洗滌水的溫度應低於10℃。
7、乳糖的乾燥:可在半沸騰床式乾燥機或氣流乾燥機中進行,乾燥機內帶有攪拌裝置,乾燥溫度小於80℃,乾燥後乳糖呈乳黃色的分散狀態,水分小於1~1.5%。也可用微酸來乾燥乳糖。
8、母液的回收:母液中含乳糖約為牛乳糖總量的1/3,內含有蛋白質和鹽類。將母液用直接蒸汽加熱至沸騰,靜置,使蛋白質、鹽類等不純物沉澱,吸上層清淨母液,在70℃下進行濃縮,除去大部分水分,使濃度達到42~43°Be′,然後進行結晶、洗滌、乾燥,製成粗製乳糖。粗製乳糖的成品率為牛乳總量的3~4%。粗製乳糖呈淡黃色結晶粉末狀,含腫蛋白質(特別是乳白朊含量較多)、灰分等不純物。用活性炭吸附法精製。
9、粗製乳糖的溶解:在溶糖鍋中,於機械攪拌下加入2%活性炭,使乳糖溶解並與活性炭充分混合,用直接蒸汽加熱至沸點,濃度為30~31°Be′。再用少許石灰乳調節糖液的pH值至4.6,由於活性炭的作用,吸附了糖液中的色素。
10、壓濾:上述混合液通過板槓壓濾機,濾出活性炭和被吸附的雜質和蛋白質,得到純淨的糖液,顏色為淡黃色或白色,然後入結晶缸內。
11、結晶:糖液在間隙攪拌下進行自結晶,結晶時間不少於24小時。
12、母液的脫除及洗滌:結晶後的乳糖有明顯的結晶體,大小為1~2毫米。結晶後的糖液在離心脫水機中脫除母液,用蒸餾水或經活性炭吸附處理後的水進行洗滌,以除去殘存的母液、可溶性蛋白質和鹽類等。洗滌水溫度在10℃以下。
13、乾燥、粉碎和篩選:含水分15%以下的半成品濕糖,可用架盤乾燥箱進行乾燥,乾燥溫度應在80℃以下,邊乾燥邊攪拌,避免局部溫度過高而產生焦化。然後用萬能粉碎機進行粉碎,80目篩篩選,包裝。
14、母液、洗滌水和活性炭中乳糖的回收:精製乳糖的母液和洗滌液中含有較多的乳糖,可濃縮至35~38Be′後再進行結晶。經板槓壓濾出的廢炭素內,含糖量也很高,可用水使之溶解、壓濾。濾液加入母液和洗滌水一起濃縮、結晶。精製乳糖的收得率為牛乳中乳糖含糖量的一半,即2.35%左右。占原料棗精製乳糖的68~70%。
乳糖不耐症
簡介
在日常生活中,一些人飲用牛奶之後會出現腹脹、腹痛、腹瀉等症狀,這些症狀被稱為“乳糖不耐症”,可以通過科學的飲奶方式有效避免。乳糖不耐症是一種隱性的遺傳缺陷,是因為分解乳糖的酵素beta-galactosidase缺乏所引起。負責製造beta-galactosidase的基因位在人類第二對染色體上,簡單的說就是因為這個基因不健全,使小腸絨毛細胞無法製造beta-galactosidase,並將乳糖分解為“葡萄糖和半乳糖”以供人體利用。
牛奶中含有許多的乳糖,其中少部份乳糖可以被腸道中的細菌分解利用,剩餘過多的乳糖會使腸道的滲透壓不平衡,多餘的水分無法被大腸吸收而造成水狀腹瀉。為了解決這個問題,有些廠家生產一種叫做低乳糖奶的產品,因其部分乳糖在工廠加工時,已被分解,所以叫低乳糖奶,可能更適宜有乳糖不耐症的人。
注意事項
1.進行測試,調整乳糖攝取量,找出適合自己的食用量。
2.補充鈣質,以免因乳糖不耐症少喝牛奶而導致鈣質不足。
3.喝牛奶時配以其它食物。
4.從每天的飲用量中一點一點增加,訓練自己的可耐性。
5.食用優酪乳,最好是未經二次低溫殺菌且脫脂的優酪乳,在食用乳製品前吃一點,可減輕乳糖不耐症的症狀。
6.吃乳酪或起司,特別是醱酵完全的硬乳酪。
7.謹防填充劑,因乳糖是許多藥物及營養補充品里的填充劑。
生物原理
哺乳動物的幼體在斷乳後,開始逐漸的減少乳糖酶的合成。人類的幼兒在4歲的時候通常會失去90%的乳糖消化能力,但各人之間的差異很大。一些人種的第2號染色體上發生基因突變,表現能終止乳糖酶的減少性狀,所以這些人種終生能消化乳糖。
關於該變異出現的時間和地點科學上尚無一致的結論。有人認為是前4000年左右在瑞典和阿拉伯半島分別獨立出現並逐漸在擴展中融合,有人認為是前4500年左右在中東地區出現後,擴展到別處。另外有人認為該變異在更晚的時候又獨立出現在東非的圖西族人中。目前的狀況是:多數祖籍西歐的人基因中存在該變異(意味著他們夠終生消化乳糖),而東亞人、撒哈拉沙漠以南的非洲人和美洲、大洋洲的原住民族則多數沒有該變異(意味著他們成年後會出現乳糖不耐症)。全球平均有75%的人成年後會出現症狀,所以與其將之稱作疾病,還不如說是自然狀況更合適。
有乳糖不耐症的人不是一旦攝入微量乳糖立即出現腹瀉等症狀,而是當攝入超過一定量之後才會出現。所以大多數有乳糖不耐症的人仍然是可以喝牛奶的,只是不能過量。比如雖然日本人九成以上有乳糖不耐,但大多數人可以每天喝200毫升的牛奶而沒有任何不適。
致病機理
乳糖是奶類含有的一種糖類,在小腸中必須經乳糖酶的水解變為兩個單糖,即葡萄糖和半乳糖後才能被吸收。乳糖酶缺乏的人,在食入奶或奶製品後,奶中乳糖不能完全被消化吸收而滯留在腸腔內,使腸內容物滲透壓增高、體積增加,腸排空加快,使乳糖很快排到大腸並在大腸吸收水分,受細菌的作用發酵產氣,輕者症狀不明顯,較重者可出現腹脹、腸鳴、排氣、腹痛、腹瀉等症狀。醫生們稱之為乳糖不耐症。具體來說有以下五大原因。
1、先天性乳糖酶缺乏:是指自出生時機體乳糖酶活性即低下或缺乏,是機體常染色體上隱性基因所致,這一類型很少見。
2、原發性乳糖酶缺乏:又稱成人型乳糖酶缺乏,是由於人類世代飲食習慣導致基因改變,發病率與年齡和種族有關,大部分人屬於這種類型。
3、繼發性乳糖酶缺乏:是指由於各種原因致使小腸上皮損傷而導致的暫時性乳糖酶活性低下,常見病因如感染性腹瀉,機體疾病康復可後恢復正常。
4、對於小兒來說,秋季多發性腹瀉、細菌性腹瀉會引起腸胃功能的暫時低下,乳糖酶分泌減少或活性降低,持續飲奶會引起繼發性乳糖不耐症。
5、大劑量服用頭胞類、內醯胺類抗菌素後也會引起繼發性乳糖不耐症。
解決方案
1、少量多次:每個人的乳糖不耐症程度是不同的,有些人減少飲用量後就不會有不舒服的感覺,對這部分人群來說每天多喝幾次,一段時間後在增加食用量,使胃腸慢慢的適應後,症狀會有所減輕或完全不會發生任何症狀。
2、避免空腹喝牛奶:與其它食物一起進食,可緩慢消化過程,減輕不適感。一般來講,乳糖不耐症者空腹喝奶會有較重症狀,但與其它穀物類食物共同進食時,牛奶中的乳糖濃度在特定環境中得到相應的“稀釋”,是乳糖不耐症程度降低。喝奶前吃些餅乾、麵包會減少排氣和不舒服感覺。
3、喝優酪乳:對於大多數乳糖不耐症的人來說,喝優酪乳應該是一個最有效的辦法。優酪乳是在牛奶中加入一定乳酸菌經發酵後製成的,發酵過程使得原奶中的20%—30%的乳糖被分解,蛋白質和脂肪也分解成為較小的組分,使其更有利於胃腸的消化吸收。同時,優酪乳中的乳酸菌對於正常人群也同時具有助消化的功能。所以對飲用牛奶後常有腹脹、腹瀉者的乳糖不耐症的人群最為適宜。
4、乾酪:乾酪是乳製品中的最佳食品,也是乳糖不耐症人群的理想奶製品,因為牛奶在加工乾酪的過程中95%以上的乳糖都已經隨乳清排除。乾酪的主要成分是酪蛋白和脂肪,並經對人體有益的菌種發酵使得其中的蛋白質和脂肪更容易消化吸收。目前我國的乾酪市場剛剛起步,品種和風味不斷增加,隨著人們對乳製品營養的逐步認識,可以說各種各樣乾酪產品一定會有一種適合你。
5、以其它乳製品代替(冰淇淋、奶昔等)代替鮮奶:這些食物仍有乳糖,但絕大多數人對這些食物的耐受程度較高,可以找出適合的種類及可耐受量來代替鮮奶。
在我國,隨著生活水平的提高和乳製品攝入量的提高,這如何提高乳製品的消費意識及如何解決乳糖不耐症問題已經引起人們的重視。中國營養學會在新的膳食指南中,把提高乳類攝入量作為優質膳食模式、提高全民營養狀況的一個重要方面,因此應大力普及相關知識,提高人們對乳糖酶缺乏和乳糖不耐症的認識。我們認為,少量多次攝入乳製品或選用發酵乳是避免乳糖不耐症的好方法。