Laktoza

Laktoza — disaxaridlər qrupundan olan karbohidrat. Qalaktoza və qlükoza alt bölmələrindən ibarət şəkərdir və molekulyar formuludur. Laktoza südün təxminən 2–8%-ni təşkil edir. Adı süd üçün latın sözü olan lak (gen. lactis), üstəgəl şəkərləri adlandırmaq üçün istifadə olunan şəkilçisindən gəlir. Mürəkkəb ağ, suda həll olunan, hiqroskopik olmayan, yüngül şirin dadı olan bərk maddədir. Qida sənayesində istifadə olunur^[1].

Quruluş və reaksiyalar

α-laktozanın molekulyar quruluşu rentgen kristalloqrafiyası ilə müəyyən edilir.

Qütbləşmiş işıq altında baxılan laktoza kristalları

Laktoza qalaktoza və qlükozanın kondensasiyası nəticəsində yaranan disaxariddir, β-1 → 4 qlikozid bağı əmələ gətirir. Onun sistematik adı β-D-qalaktopiranosil- (1 → 4) -D-qlükozadır. Qlükoza ya α-piranoza, ya da β-piranoza şəklində ola bilər, qalaktoza isə yalnız β-piranoza şəklində ola bilər: buna görə də, α-laktoza və β-laktoza yalnız qlükopiranoza halqasının anomerik formasına aiddir. Hər ikisi tam süd, laktozasız süd, qatıq, ayran, qəhvə kremi, xama, kefir və s. kimi müxtəlif süd məhsullarının müxtəlif laktoza məzmununu vizuallaşdırmaq üçün məktəb təcrübələrində asanlıqla istifadə edilə bilər^[2]. Laktoza qlükoza və qalaktoza qədər hidrolizə olunur, qələvi məhlulda laktulozaya qədər izomerləşir və katalitik olaraq müvafiq polihidrik spirtə, laktitola hidrogenləşir. Laktuloza qəbizliyi müalicə etmək üçün istifadə edilən kommersiya məhsuludur^[3] .

Izolyasiya

Laktoza çəki ilə təxminən 2–8% süd təşkil edir. Süd sənayesinin əlavə məhsulu kimi hər il bir neçə milyon ton istehsal olunur</ref> Lactose can also be isolated by dilution of whey with ethanol.^[4].

Süd zərdab və ya süd plazması, məsələn, pendir istehsalında süd kəsildikdən və süzüldükdən sonra qalan mayedir^[5]. Zərdabın 6,5%-i bərk maddələrdən ibarətdir ki, bunun da 4,8%-i kristallaşmış laktozadır. Sənayedə laktoza zərdab permeatından istehsal olunur — bütün əsas zülallar üçün süzülmüş zərdab. Protein fraksiyasından körpə və idman qidalanmasında istifadə olunur, permeat isə bərk maddələrin 60–65%-ə qədər buxarlana bilir və soyuduqdan sonra kristallaşa bilir . Laktoza həmçinin zərdabın etanol ilə seyreltilməsi ilə də təcrid oluna bilər^[6] .

Südlü qatıq və pendir kimi süd məhsullarında laktoza çox azdır. Laktaza bakteriya kimi istifadə olunur və istehsal prosesində onların laktoza istehlakına səbəb olur.

Metabolizma

Körpə məməlilər laktoza ilə zəngin süd içmək üçün analarını əmizdirirlər. Bu ferment laktoza molekulunu udula bilən sadə şəkərlər, qlükoza və qalaktoza olan iki alt hissəyə parçalayır. Laktoza əsasən süddə olduğundan, əksər məməlilərdə daimi istehlakın olmaması səbəbindən yetkinləşdikcə laktaza istehsalı tədricən azalır.

Avropa, Qərbi Asiya, Cənubi Asiya, Qərbi Afrika, Şərqi Afrika və Mərkəzi Afrikanın bəzi digər bölgələrindən olan bir çox insan yetkinlik dövründə laktaza istehsalını dəstəkləyir. Bu ərazilərin bir çoxunda mal-qara, keçi və qoyun kimi məməlilərdən alınan süd əsas qida mənbəyi kimi istifadə olunur^[7]. Nəticədə, həyat boyu laktaza istehsalına cavabdeh olan genlər ilk dəfə bu bölgələrdə meydana çıxdı. Yetkinlərdə laktoza tolerantlığı üçün genlər müxtəlif etnik qruplarda müstəqil olaraq inkişaf etmişdir. Afrika, Şərqi və Cənub-Şərqi Asiya və Okeaniyadakı insanların 30%-dən az hissəsi ilə müqayisədə Qərbi Avropalıların 70%-dən çoxu yetkin yaşda laktoza həzm edə bilir. Laktoza dözümsüzlüyü olan insanlarda laktoza parçalanmır və bağırsaq florası üçün qida təmin edir, bu da ishal, şişkinlik, köp və digər mədə-bağırsaq simptomlarına səbəb ola bilər^[8] .

Bioloji xassələri

Laktozanın şirinliyi saxaroza üçün 1,0 nisbətində 0,2 ilə 0,4 arasındadır. Müqayisə üçün qeyd edək ki, qlükozanın şirinliyi 0,6–0,7, fruktozanın şirinliyi 1,3, qalaktozanın 0,5–0,7, maltozanın 0,4–0,5, sorbozanın 0,4, ksilozanın şirinliyi 0,6–0,7-dir.

Laktoza nazik bağırsaqda tam həzm edildikdə, onun kalorili dəyəri 4 kkal/q olur və ya digər karbohidratlarla eyni olur. Bununla belə, laktoza həmişə nazik bağırsaqda tam həzm olunmur. Daxil edilən dozadan, yeməklərlə birləşməsindən (bərk və ya maye) və bağırsaqlarda laktaza aktivliyindən asılı olaraq, laktozanın kalorili dəyəri 2 ilə 4 kkal/q arasında dəyişir. Həzm olunmamış laktoza qida lifi kimi çıxış edir.O, həmçinin kalsium və maqnezium kimi mineralların udulmasına müsbət təsir göstərir.

Laktozanın qlisemik indeksi 46 ilə 65 arasındadır. Müqayisə üçün qeyd edək ki, qlükozanın qlikemik indeksi 100-dən 138-ə qədər, saxaroza üçün 68-dən 92-ə qədər, maltoza üçün 105-ə qədər, fruktoza üçün isə 19-dan 27-ə qədərdir.

Laktoza şəkərlər arasında nisbətən aşağı kariogenliyə malikdir. Bunun səbəbi diş lövhəsinin əmələ gəlməsi üçün substrat olmaması və ağız bakteriyaları tərəfindən sürətlə mayalanmamasıdır. Südün tamponlama qabiliyyəti də laktozanın kariogenliyini azaldır.

Proqramlar

Onun yumşaq ləzzəti və asan rəftar xüsusiyyətləri aromaların və əczaçılıq məhsullarının daşıyıcısı və stabilizatoru kimi istifadəsinə səbəb olmuşdur. Laktoza bir çox qidaya birbaşa əlavə edilmir, çünki onun həllolma qabiliyyəti qidada istifadə olunan digər şəkərlərdən daha azdır. Körpə südü, diqqətəlayiq bir istisnadır, burada laktoza əlavə edilməsi insan südünün tərkibinə uyğun olmalıdır.

Laktoza dəmləmə zamanı əksər mayalar tərəfindən fermentləşdirilmir, bu da üstünlük üçün istifadə edilə bilər. Məsələn, laktoza qalın pivəni şirinləşdirmək üçün istifadə edilə bilər. Əldə edilən pivə adətən südlü və ya qaymaqlı pivə adlanır.

Etanol istehsalı üçün laktozu fermentləşdirməyə qadir olduğundan unikal sənaye tətbiqinə malikdir. Süd əməliyyatlarının zərdab əlavə məhsulundan artıq laktoza alternativ enerjinin potensial mənbəyidir.

Digər əhəmiyyətli laktoza istifadəsi əczaçılıq sənayesindədir. Laktoza fiziki və funksional xüsusiyyətlərinə görə tablet və kapsul dərman məhsullarına tərkib hissəsi kimi əlavə edilir. Oxşar səbəblərə görə o, kokain və ya heroin kimi qanunsuz narkotikləri sulandırmaq üçün istifadə edilə bilər.

Tarix

İtalyan həkimi Fabrizio Bartoletti (1576–1630) tərəfindən laktozanın ilk xam təcrid edilməsi 1633-cü ildə nəşr edilmişdir. 1700-cü ildə venesiyalı əczaçı Lodoviko Testi (1640–1707) süd şəkərinin digər xəstəliklərlə yanaşı, artrit əlamətlərini də aradan qaldırmaq gücünə dair bir kitabça nəşr etdi. 1715-ci ildə Testinin süd şəkərinin hazırlanması proseduru Antonio Vallisneri tərəfindən nəşr olundu. Laktoza 1780-ci ildə Çarl Vilhel tərəfindən şəkər kimi müəyyən edilmişdir.

1812-ci ildə Henrik Vogel (1778–1867) qlükozanın laktoza hidrolizinin məhsulu olduğunu qəbul etdi. 1856-cı ildə Louis Pasteur laktozanın digər komponenti olan qalaktozanı kristallaşdırdı. 1894-cü ilə qədər Emil Fişer komponent şəkərlərin konfiqurasiyasını təyin etdi.

Laktoza 1843-cü ildə fransız kimyaçısı Jan Baptiste Andre Dümas (1800–1884) tərəfindən adlandırılmışdır. 1856-cı ildə Lui Paster qalaktozanı "laktoza" adlandırdı. 1860-cı ildə Markelin Berhelot onu "qalaktoza" adlandırdı və "laktoza" adını indiki laktoza adlandırdı.

İstinadlar

↑ The solubility of lactose in water is 189.049 g at 25 °C, 251.484 g at 40 °C and 372.149 g at 60 °C per kg solution. Its solubility in ethanol is 0.111 g at 40 °C and 0.270 g at 60 °C per kg solution.Machado, José J. B.; Coutinho, João A.; Macedo, Eugénia A., "Solid–liquid equilibrium of α-lactose in ethanol/water" (PDF), Fluid Phase Equilibria, 173 (1), 2001: 121–34, doi:10.1016/S0378-3812(00)00388-5, 2020-08-06 tarixində arxivləşdirilib, İstifadə tarixi: 2021-12-01. ds
↑ Gerrit M. Westhoff, Ben F.M. Kuster, Michiel C. Heslinga, Hendrik Pluim, Marinus Verhage. Lactose and Derivatives // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. 2014. 1–9. doi:10.1002/14356007.a15_107.pub2. ISBN 9783527306732.
↑ Ranken, M. D.; Kill, R. C., Food industries manual, Springer, 1997, səh. 125, ISBN 978-0-7514-0404-3
↑ Pavia, Donald L.; Lampman, Gary M.; Kriz, George S., Introduction to Organic Laboratory Techniques: A Microscale Approach, Saunders, 1990, ISBN 0-03-014813-8
↑ Ridley, Matt, Genome, HarperCollins, 1999, səh. 193, ISBN 978-0-06-089408-5.
↑ Rinaldi, R.; Negro, F.; Minutillo, A. "The health threat of new synthetic opioids as adulterants of classic drugs of abuse". La Clinica Terapeutica. 171 (2). 2020-02-20: 107–109. doi:10.7417/CT.2020.2198. ISSN 1972-6007. PMID 32141480 (#bad_pmid).
↑ Linko, P, Lactose and Lactitol // Birch, G.G.; Parker, K.J (redaktorlar ), Natural Sweeteners, London & New Jersey: Applied Science Publishers, 1982, 109–132, ISBN 978-0-85334-997-6
↑ Pasteur (1856) "Note sur le sucre de lait" (Note on milk sugar), Comptes rendus, 42 : 347–351. From page 348: "Je propose de le nommer lactose." (I propose to name it lactose.)

[1] The solubility of lactose in water is 189.049 g at 25 °C, 251.484 g at 40 °C and 372.149 g at 60 °C per kg solution. Its solubility in ethanol is 0.111 g at 40 °C and 0.270 g at 60 °C per kg solution.Machado, José J. B.; Coutinho, João A.; Macedo, Eugénia A., "Solid–liquid equilibrium of α-lactose in ethanol/water" (PDF), Fluid Phase Equilibria, 173 (1), 2001: 121–34, doi:10.1016/S0378-3812(00)00388-5, 2020-08-06 tarixində arxivləşdirilib, İstifadə tarixi: 2021-12-01. ds

[Ull-2] Gerrit M. Westhoff, Ben F.M. Kuster, Michiel C. Heslinga, Hendrik Pluim, Marinus Verhage. Lactose and Derivatives // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. 2014. 1–9. doi:10.1002/14356007.a15_107.pub2. ISBN 9783527306732.

[3] Ranken, M. D.; Kill, R. C., Food industries manual, Springer, 1997, səh. 125, ISBN 978-0-7514-0404-3

[4] Pavia, Donald L.; Lampman, Gary M.; Kriz, George S., Introduction to Organic Laboratory Techniques: A Microscale Approach, Saunders, 1990, ISBN 0-03-014813-8

[5] Ridley, Matt, Genome, HarperCollins, 1999, səh. 193, ISBN 978-0-06-089408-5.

[6] Rinaldi, R.; Negro, F.; Minutillo, A. "The health threat of new synthetic opioids as adulterants of classic drugs of abuse". La Clinica Terapeutica. 171 (2). 2020-02-20: 107–109. doi:10.7417/CT.2020.2198. ISSN 1972-6007. PMID 32141480 (#bad_pmid).

[Linko1981-7] Linko, P, Lactose and Lactitol // Birch, G.G.; Parker, K.J (redaktorlar ), Natural Sweeteners, London & New Jersey: Applied Science Publishers, 1982, 109–132, ISBN 978-0-85334-997-6

[8] Pasteur (1856) "Note sur le sucre de lait" (Note on milk sugar), Comptes rendus, 42 : 347–351. From page 348: "Je propose de le nommer lactose." (I propose to name it lactose.)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]