Лактоза — главный углевод молока

Содержание лактозы в коровьем молоке довольно постоянно и со­ставляет 4,4…4,7%. Повышенное количество лактозы (выше 6%) име­ет женское молоко. Содержание лакгозы зависит от индивидуальных особенностей и физиологического состоянияживотных. Так, сниже­ние концентрации лактозы наблюдается в молозиве и в молоке при заболевании коров маститом.

В молоке лактоза находится в свободном состоянии, очень неболь­шая часть ее связана с другими углеводами и белками.

Изомерные формы лактозы. Лактоза, являющаяся 4-0-(р-0-галак- топиранозидо)-«-0-глюкопиранозой построена из остатков И-галактозы и О-глюкозы, В зависимости от пространственной кон­фигурации полуацетального гидроксила различают а — и 0-формы лактозы, например

$ б

А-Лактоза

При 2<ГС в молоке содержится 40% а-лактозы и 60% р-лактозы. Обе формы вращают плоскость поляризации вправо. Вследствие яв­ления мутаротации удельное вращение свежеприготовленных водных растворов лактозы при хранении изменяется. Это объясняется тем, что а — и р-циклические изомеры лактозы при растворении и выдер жке растворов переходят через альдегидную форму друг в друга. Так как для каждого изомера характерна своя величина угла удельного вращения, то через определенное время устанавливается средняя ве­личина. Скорость перехода одной формы в другую и установления равновесия зависит от температуры раствора. Величина (ос]0 равно­весного раствора лактозы при 20*С составляет +52,6′,

Физические и химические свойства лактозы. Кристаллическая лак­тоза практически нерастворима в абсолютном этаноле, серном эфи­ре и других органических растворителях. По сравнению с сахарозой она в 5..раз менее сладкая и хуже растворима в воде — в 100 см3 воды при 25РС растворяется 21,6 г и 139 г — при 89*С Растворимость р-лактозы выше, чем ос лактозы.

Из пересыщенных растворов лактоза кристаллизуется. При тем­пературе ниже 93Т она выделяется с одной молекулой кристаллиза­ционной воды в а-гидратной форме, при температуре выше 93°С — в безводной (}-форме. Получаемый из молочной сыворотки молоч­ный сахар представляет собой ос-гидратную форму лактозы. Крис­таллизация лактозы при выработке сгущенного молока с сахаром — очень важная технологическая операция, обусловливающая качество молочных консервов.

Температура плавления а-гидратной формы равна 202’С, плот­ность — 1545,3 кг/м3. При нагревании кристаллов сс-гидратной фор­мы до 130°С происходит потеря кристаллизационной воды и образо­вание безводной а-лактозы При нагревании до температуры выше 1605С кристаллы лактозы вследствие карамелизации окрашиваются в коричневый цвет.

Свободный полуацетальный гидроксил в глюкозном остатке лак­тозы обусловливает реакции, характерные дтя восстанавливающих Сахаров Например, лактоза легко окисляется слабыми окислителя­ми (жидкость Фелинга, иод и др.) с образованием лактобионовой или 4-0-((5 О -галактопиранозидо) — О — гл юконовой кислоты. Этосвойство лактозы используют для количественного определения ее в молоке (методы Бертрана и иодометрический):

Лактобноноэая кислота.

При восстановлении лактозы образуется сахарный спиртлактит, или лактитол, 4-0-(3-0-гадактопиранозидо)-0-глицит:

Лахтит

Лактитол, в отличие от лактозы, хорошо растворяется в воде, по сладости приближается к глюкозе, имеет чистый, освежающий вкус, хорошие адсорбционные и эмульгирующие свойства. Его рекомен­дуют для производства мороженого для диабетиков. Мороженое с лак — титолом имеет кремообразную консистенцию, хорошо взбивается и в нем отсутствует порок «ттесчанистос гьх-

При нагревании водных растворов лактозы до температуры ЮО’С и выше (в щелочной среде до более низкой температуры) происходит трансформация глюкозы во фруктозу (перегруппировка Амадори) и образуется лактулоза, представляющая собой 4-0-($-0-галактопи — ра нозидо)-j}- D-фруктофуранозу:

Сн2он

Он

Осгатох галактозы Остаток фруктшы Лактулоза

Кристаллическая лактулоза имеет удельное вращение [a]D2u = 51,4е, хорошо растворяется в воде (не кристаллизуется даже в концентри­рованных растворах), в 1,6…2 раза более сладкая чем лактоза. Кроме лактулозы образуется небольшое количество эп и лактозы, или ман — нолактозы, являющейся 4-0-ф-В-галактопкранозидо)-0-маннозой и имеющей (aJD" = 26,8е.

Лактулозу считают наиболее активным бифидогенным фактором. Это свойство лактулозы было открыто в 1957 г. австрийским врачом-пе — диатром Петуэли (Petuely). Выяснено, что она не переваривается а верх­нем отделе желудочно-кишечного тракта, проходит в толстый кишеч­ник, где стимулирует развитие бифидобактерий, которые превращают данный изомер лактозы в молочную, уксусную и другие органические кислоты, подавляющие рост посторонней кишечной микрофлоры.

Вначале лактулозу использовали только в производстве продук­тов детского питания — в виде ее смеси с лактозой, называемой лак — То-лактулозой. С 1998 г. началось промышленное производство рос­сийской пищевой л акту лозы «Латсгусан». В настоящее время лакту — лозу широко применяют не только для выработки продуктов детско­го и диетического питания, но и в медицине — при лечении различ­ных кишечных заболеваний, цирроза печени, диабета и др.

Нагревание растворов лактозы в присутствии аммиака и аминов вызываетею легкое нобурение, что объясняется образованием в резуль­тате реакции Майара сначала Ы-гликозидов, затем веществ тем ного цве­та с явно выраженным привкусом карамелизацни — меланоидинов (от греч. текши — черный). Подробно этот процесс рассмотрен в гл. 5.

Лактоза иод действием растворов сильных щелочей и кислот под­вергается гидролизу. Сначала в результате разрыва гли коз ид ной связи образуются моносахариды (О-галактоза и О-глюкоза). Затем моноса­хариды превращаются в щелочной среде в изосахари новые кислоты, в кислой — в оксиметилфурфурол. При нагревании щелочных раство­ров Сахаров образуется более сложная смесь, содержащая молочную кис­лоту, глицеральдегид. диоксиацетон, метилглиоксальидр. Нагревание гексоз с растворами кислот вызывает превращение образующегося вна­чале оке и метил ф урфуро_п а в левулиновую и муравьиную кислоты

Гидролиз лактозы может быть осуществлен ферментативным пу­тем — с помощью (}-галактозидазы (лактазы), получаемой из дрожжей и микроскопических грибов. Использование ферментных препаратов для получения молока с низким содержанием лактозы для детей и по­жилых людей мы будем рассматривать в разделе «Ферменты».

Ферментативный гидролиз и глубокий распад (брожение) лакто­зы происходят в молоке и сыворотке под воздействием ферментов дрожжей, молочнокислых и других бактерий. При брожении лактоза распадается на разнообразные соединения: кислоты, спирты, эфи- ры, газы и пр. В зависимости от образующихся продукгов различают молочнокислое, спиртовое, лропионовокиопое, маслянокислое и другие виды брожения (подробнее см. гл. 6).

Комментарии запрещены.