Лактоза это липид

Немного науки о лактозе и ее непереносимости

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. Для этого в молочные продукты (молоко, сливки) вносят специально подобранные штаммы молочнокислых, пропионовокислых бактерий и дрожжей.

В результате жизнедеятельности микроорганизмов происходит глубокий распад молочного сахара, липидов и белков молока с образованием многочисленных химических соединений. Существует несколько типов брожения лактозы, различающихся составом конечных продуктов.

Обратите внимание: Начальным этапом всех типов брожения является расщепление молочного сахара на глюкозу и галактозу!

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.

Что бы лактоза расщепилась и усвоилась, в организме человека должен быть специальный фермент — лактаза. При отсутствии или недостаточном количестве фермента лактазы, лактоза не расщепляется должным образом. Нехватка фермента лактазы и называется лактазная недостаточность.

В основном такая недостаточность фермента обусловлена генетическими факторами.

Так, наилучшая переносимость молока, которая сохраняется и во взрослом состоянии, наблюдается у белых европейцев, особенно у жителей севера материка (датчане, голландцы, шведы, финны, британцы). Среди представителей этих этносов непереносимость лактозы встречается только у 1 – 5% взрослых людей.

Среди французов, немцев, швейцарцев, австрийцев и итальянцев людей, страдающих непереносимостью лактозы — уже больше: от 10 до 20%.

А вот у носителей азиатских генов (индийцев, китайцев, казахов, жителей Юго-Восточной Азии) непереносимостью лактозы страдают 70 – 90% взрослых. Обычно дети этносов, которые хорошо переносят лактозу, редко страдают ее недостаточностью. А вот дети, имеющие гены этносов, которые плохо переносят лактозу, могут страдать ее непереносимостью практически с рождения.

Например, 90% китайцев начинают страдать непереносимостью лактозы уже к 3 – 4 годам. В России распространение непереносимости молока варьируется в зависимости от региона и генетических особенностей проживающего населения.

Читайте также:  В козьем молоке есть вредный холестерин

Источник: axmama.ru

Лактоза это липид

Углеводы — это органические соединения, образованные тремя химическими элемента­ ми — углеродом, водородом и кислородом. Некоторые содержат также азот или серу. Общая формула углеводов — Сm(H2O)n.

Их делят на три основных класса: моносахариды, олигосахариды(дисахариды) и полисахариды.

Моносахариды — это простейшие углеводы, имеющие 3–10 атомов углерода. Большинство атомов углерода в молекуле моносахарида связано со спиртовыми группами, а один — с аль­дегидной или кетогруппой.

Глюкоза (виноградный сахар) встречается во всех организмах, в том числе в крови человека, поскольку является энергетическим резервом, входит в состав саха­розы, лактозы, мальтозы, крахмала, целлюлозы и других углеводов. Фруктоза (плодовый сахар) в наибольших кон­ центрациях содержится в плодах, меде, корнеплодах са­харной свеклы. Она не только принимает активное участие в процессах обмена веществ, но и входит в состав сахарозы.

Моносахариды — кристаллические вещества, сладкие на вкус и хорошо растворимые в воде.

К олигосахаридам относят углеводы, образованные не­ сколькими остатками моносахаридов. Они в основном так­ же кристаллические, хорошо растворимы в воде и сладки на вкус. В зависимости от количества этих остатков разли­ чают дисахариды (два остатка моносахаридов), трисахари­ ды (три) и т.д.

К дисахаридам относятся сахароза, лактоза и мальтоза. Сахароза (свекловичный или тростниковый са­ хар) состоит из остатков глюкозы и фруктозы , она в стречается в запасающих органах некоторых растений. Особенно много сахарозы в корне­ плодах сахарной свеклы и сахарного тростника, откуда их получают промышленным спосо­бом. Лактоза, или молочный сахар, образована остатками глюкозы и галактозы, содержится в материнском и коровьем молоке. Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. Она образуется в процессе рас­щепления крахмала в семенах растений и в пи­щеварительной системе человека.

Полисахариды — это биополимеры, мономе­ рами которых являются остатки моносахаридов. К ним относятся крахмал, гликоген, целлюло­ за, хитин и др. Мономером этих полисахаридов является глюкоза.

Крахмал является основ­ ным запасным веществом растений, которое накапливается в семенах, плодах, клубнях, корневищах и других запасающих органах. Качественной реакцией на крахмал является реакция с йодом, при которой крахмал окрашивается в сине­фиолетовый цвет.

Гликоген (животный крахмал) — это запасной полисахарид животных и грибов, кото­рый у человека в наибольших количествах накапливается в мышцах и печени. Молекулы гликогена имеют более высокую степень ветвления, чем молекулы крахмала.

Целлюлоза, или клетчатка, — основной опорный полисахарид растений. Неразветвленные молекулы целлюлозы образуют пучки, которые входят в состав клеточ­ных стенок растений. Она используется в производстве тканей, бумаги, спирта и других органических веществ.

Хитин — это полисахарид, мономером которого является азотсодержащий моносахарид на основе глюкозы. Он входит в состав клеточных стенок грибов и панцирей членистоногих.

Полисахариды представляют собой порошкообразные вещества, которые несладки на вкус и нерастворимы в воде.

Видео YouTube


Источник: www.sites.google.com

Немного науки о лактозе и ее непереносимости

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.

Читайте также:  Полифепан от холестерина

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. Для этого в молочные продукты (молоко, сливки) вносят специально подобранные штаммы молочнокислых, пропионовокислых бактерий и дрожжей.

В результате жизнедеятельности микроорганизмов происходит глубокий распад молочного сахара, липидов и белков молока с образованием многочисленных химических соединений. Существует несколько типов брожения лактозы, различающихся составом конечных продуктов.

Обратите внимание: Начальным этапом всех типов брожения является расщепление молочного сахара на глюкозу и галактозу!

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.

Что бы лактоза расщепилась и усвоилась, в организме человека должен быть специальный фермент — лактаза. При отсутствии или недостаточном количестве фермента лактазы, лактоза не расщепляется должным образом. Нехватка фермента лактазы и называется лактазная недостаточность.

В основном такая недостаточность фермента обусловлена генетическими факторами.

Так, наилучшая переносимость молока, которая сохраняется и во взрослом состоянии, наблюдается у белых европейцев, особенно у жителей севера материка (датчане, голландцы, шведы, финны, британцы). Среди представителей этих этносов непереносимость лактозы встречается только у 1 – 5% взрослых людей.

Среди французов, немцев, швейцарцев, австрийцев и итальянцев людей, страдающих непереносимостью лактозы — уже больше: от 10 до 20%.

А вот у носителей азиатских генов (индийцев, китайцев, казахов, жителей Юго-Восточной Азии) непереносимостью лактозы страдают 70 – 90% взрослых. Обычно дети этносов, которые хорошо переносят лактозу, редко страдают ее недостаточностью. А вот дети, имеющие гены этносов, которые плохо переносят лактозу, могут страдать ее непереносимостью практически с рождения.

Например, 90% китайцев начинают страдать непереносимостью лактозы уже к 3 – 4 годам. В России распространение непереносимости молока варьируется в зависимости от региона и генетических особенностей проживающего населения.

Источник: axmama.ru

Молочный сахар

На фото — кристаллы лактозы, или молочного сахара, плавающие в масле. Их можно отличить от кристаллов других сахаров по характерной форме, напоминающей томагавк. Полное химическое название лактозы (C12H22O11) — β-D-галактопиранозил-(1-4)-D-глюкоза. Это не очень большая молекула (хотя ее размеры и не позволяют ей всасываться непосредственно в кровь через стенки тонкой кишки), которая относится к дисахаридам — она состоит из двух моносахаридных строительных блоков, связанных друг с другом через атом кислорода. Лактоза сладка на вкус и представляет собой наиболее распространенный углевод в молоке млекопитающих. В грудном молоке человека содержится почти 7% лактозы, а в целом у большинства млекопитающих ее содержание попадает в пределы 2–8%. Интересно, что чем жирнее молоко у разных видов животных, тем меньше в нем лактозы. А у морских львов молоко настолько жирное, что молочного сахара в нем нет вовсе.

В большинстве случаев судьба лактозы, попадающей в организм человека, достаточно проста и предсказуема — это гидролиз. Вода расщепляет молекулу лактозы на два моносахарида: глюкозу с формулой C6H12O6 и галактозу, которая является оптическим изомером глюкозы — отличается взаимным расположением ряда атомов в пространстве.

Вообще, гидролиз — самый важный химический процесс в нашем организме. Так, расщепление АТФ, в результате которого энергией обеспечивается большинство реакций в живой клетке, — с точки зрения химика является реакцией гидролиза. Это процесс самопроизвольный, то есть благоприятный с точки зрения законов термодинамики, как и большинство процессов гидролиза. В организме для протекания самопроизвольных реакций чаще всего необходимы катализаторы. В целом, мы должны быть благодарны этому обстоятельству — хотя бы за то, что белки нашего собственного тела не распадаются до свободных аминокислот в результате контакта с водой.

Читайте также:  Норма общего холестерина липопротеинов высокой и низкой плотности

Однако в ряде случаев невозможность самопроизвольного протекания самопроизвольной реакции и отсутствие в организме катализатора, способствующего ее протеканию, может приводить к нежелательным последствиям. Если гидролитического расщепления лактозы в организме не произойдет, организм почувствует различные симптомы расстройства пищеварения — вздутие живота, метеоризм, колики, а в ряде случаев и диарею, — которые свидетельствуют о непереносимости лактозы. Она встречается у 6–15% европейцев и белых американцев, 90% китайцев и 100% коренных американцев.

Частота проявления непереносимости лактозы среди взрослого населения в зависимости от региона проживания. Рисунок из энциклопедии Britanniсa

Непереносимость лактозы не является аллергической реакцией — в нее не вовлечена наша иммунная система. Последнее обстоятельство достаточно важно, ведь у некоторых людей может развиваться и аллергическая реакция на молоко (неправильный иммунный отклик на некоторые белки, входящие в состав молока), которая по симптомам в ряде случаев может напоминать непереносимость лактозы, но требует других подходов в лечении.

Фактически причиной непереносимости глюкозы является отсутствие в организме (а точнее, невозможность выработки организмом) всего лишь одного вещества — фермента лактазы. Несмотря на то, что слова «лактоза» и «лактаза» различаются всего лишь одной буквой, различие в строении этих веществ колоссально: лактаза не относится к сахарам, а представляет собой белок-катализатор, молекулярная масса которого где-то в четыре сотни раз превышает молекулярную массу лактозы. Лактаза ускоряет гидролиз лактозы до глюкозы и галактозы, а в случае отсутствия этого фермента в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки усвоение лактозы становится невозможным. Чаще всего способность организма человека вырабатывать лактазу понижается по мере его взросления, однако в тех регионах, где наблюдается повышенное потребление молочных продуктов, многие взрослые сохраняют способность вырабатывать этот фермент и, соответственно, спокойно потребляют молоко и молочные продукты.

Расщепление лактозы под действием лактазы до глюкозы и галактозы. Изображение с сайта evo-ed.org

Лактоза, как и все углеводы, представляет собой полярную молекулу, которая хорошо растворяется в воде и плохо в жирах. Это означает, что такие молочные продукты, как сыр и масло, в которых происходит концентрирование жиров, содержат меньше лактозы, чем молоко. Понижение концентрации лактозы также характерно и для продуктов ферментации молока — кисломолочных продуктов, при приготовлении которых бактерии перерабатывают лактозу в молочную кислоту, C3H6O3.

Понижение содержания лактозы в сырах и маслах по сравнению с молоком также означает, что сыворотка — жидкость, остающаяся после производства сыра, — является хорошим источником лактозы. Именно сыворотка является сырьем для промышленного производства лактозы, которое особо развито в странах, славящихся своими традициями сыроварения. Выделенную из сыворотки лактозу затем применяют для производства других продуктов питания — сливок для кофе, кондитерских и хлебобулочных изделий, мясопродуктов, а иногда даже для вяленых фруктов и овощей. Это означает, что людям, страдающим от непереносимости лактозы, при покупке продуктов нужно внимательнее читать этикетку с составом: исключение из рациона молока и молочных продуктов не означает того, что вероятность контакта с молочным сахаром сведена до нуля. Лактозу также применяют и в фармацевтике для изготовления таблеток, также она является сырьем для производства лактулозы, вещества, обладающего мягким слабительным действием.

Как же жить людям с непереносимостью лактозы в мире регулярных потребителей молока? Есть два варианта. Первый — есть все подряд с чем угодно, но перед едой или во время еды принимать капсулы с препаратом лактазы, которая и будет расщеплять лактозу, раз уж сам организм это делать отказывается. Второй вариант — потребление продуктов питания (в том числе и молочных) с пониженным содержанием лактозы или вообще ее не содержащих. Как их получают? Например, молоко без лактозы производят, добавляя в него лактазу, которая способствует расщеплению лактозы на глюкозу и галактозу еще до того, как бутылка с молоком будет упакована.

Однако превращение лактозы в глюкозу и галактозу дает другую проблему. Дело в том, что сладость лактозы (по шкале, в которой сладость сахарозы — нашего привычного сахара — равна 100 единицам) составляет 20 единиц, а сладость глюкозы и галактозы — 70 и 30 единиц соответственно. Это приводит к тому, что, если мы добились от молока пониженного содержания лактозы именно путем гидролиза, такое молоко будет более сладким, чем обычное. Возможным решением проблемы может стать пропускание молока через колонну, содержащую пористый материал, селективно связывающий лактозу, понижая ее уровень в жидкости, но такую технологию еще предстоит создать. Ну а пока, когда вы в следующий раз увидите в магазине бутылку молока, не содержащего лактозу, вспомните, как один сахарид, распадаясь на две части, увеличивает свою сладость в несколько раз.

Фото © Kayla Saslow, победитель конкурса научных изображений Cool Science Images 2016.

Источник: elementy.ru