Лактоза — молочный сахар¶

Лактоза — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и галактозы, основной углевод молока и молочных продуктов. Химическая формула — C₁₂H₂₂O₁₁. В быту вещество известно как молочный сахар. Лактоза синтезируется в молочных железах млекопитающих и содержится в молоке всех видов этого класса животных, определяя его сладковатый вкус и пищевую ценность.

¶Химические свойства

Молекула лактозы образована двумя моносахаридами: глюкозой и галактозой, соединёнными β-1,4-гликозидной связью. По строению это восстанавливающий дисахарид: он способен вступать в реакцию с реактивом Фелинга и образовывать озазоны. Молярная масса — 342,3 г/моль. В чистом виде лактоза представляет собой белый кристаллический порошок, умеренно растворимый в воде; растворимость ниже, чем у сахарозы.

Существуют две кристаллические формы — α-лактоза (моногидрат) и β-лактоза (ангидрид). При нагревании и гидролизе в присутствии кислот или фермента лактазы лактоза распадается на глюкозу и галактозу. При молочнокислом брожении она превращается в молочную кислоту — процесс, лежащий в основе производства кисломолочных продуктов, сыров и простокваши.

¶Содержание в продуктах

Концентрация лактозы зависит от вида молока и способа переработки:

В процессе сквашивания и созревания сыров часть лактозы сбраживается бактериями, поэтому в выдержанных твёрдых сырах её остаётся мало. Молоко некоторых животных, например морских млекопитающих, содержит больше лактозы, чем коровье.

¶Метаболизм и усвоение

У человека и большинства взрослых млекопитающих лактоза расщепляется ферментом лактазой (β-галактозидазой) в тонком кишечнике. У детей раннего возраста активность лактазы высока, что обеспечивает усвоение материнского молока. У значительной части взрослого населения Земли активность фермента снижается — это явление называют лактазной недостаточностью. Она особенно распространена среди народов Азии, Африки и Южной Европы, тогда как у жителей Северной Европы сохраняется устойчивая переносимость лактозы.

При недостатке лактазы нерасщеплённая лактоза попадает в толстый кишечник, где сбраживается микрофлорой. Это вызывает вздутие, метеоризм, диарею — симптомы непереносимости лактозы. Такое состояние не является аллергией: аллергия на молочные белки и непереносимость молочного сахара — разные явления.

¶Применение

Лактоза широко используется в пищевой и фармацевтической промышленности. В медицине она служит наполнителем для таблеток и порошков, поскольку химически инертна и легко прессуется. В детском питании и диетических продуктах лактоза выступает источником углеводов. В микробиологии её применяют как компонент питательных сред для культивирования бактерий. Лактоза также используется при производстве некоторых видов пива и кондитерских изделий.

Безлактозные продукты получают путём добавления фермента лактазы, расщепляющей сахар на усваиваемые моносахариды, либо через ультрафильтрацию и хроматографическое разделение молока.

¶Значение

Лактоза — важнейший источник энергии для новорождённых млекопитающих и ключевой фактор, определяющий пищевую ценность молока. Её свойства лежат в основе технологий переработки молока, а особенности метаболизма у разных популяций человека изучаются в генетике, диетологии и антропологии.