» » Молочный сахар

Молочный сахар


Молочный сахар

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) — ?-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.

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.


Молочный сахар

Молочный сахар

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.


Молочный сахар

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.

Аркадий Курамшин

25 ноябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Сырная плесень сформировалась за счет множественных горизонтальных переносов полезных генов

Французские ученые, изучив десять видов плесени, используемой для приготовлении сыров, пришли к заключению, что некоторые свои свойства эти плесени получили за счет горизонтальных переносов от

Конусы роста аксонов

На этой микрофотографии видны длинные отростки (аксоны) ганглионарных клеток сетчатки, выращенных из стволовых клеток человека...

Безопасность пищевых продуктов

Научно-исследовательские возможности в области питания анализа взаимосвязи между пищей или пищевого компонента и улучшенной состояния здоровья и благосостояния, или снижения риска заболевания,

Удивительные картины из продуктов питания

Лондонский фотограф Карл Уорнер использует различные съедобные продукты, чтобы создать невероятно реалистичные и сложные сцены. Скалистые горы создаются из кусков хлеба, огурцы принимают форму
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Калькулятор тарифов Яндекс на таксиОсновные преимущества керамической плиткиЭкстрасенсы помогают следствию в раскрытии преступленийАвтосвет, нюансы ремонта и обслуживанияВьетнамские дети попрыгали через мертвую змею вместо скакалкиНа реке Генхе в Китае появился редкий вращающийся ледяной дискСтруктура РишатВыброшенную из Млечного Пути сверхбыструю звезду используют для измерения скорости Солнца