Чумацький шлях лактози - хімія MEL
Що таке лактоза і як вона впливає на наш організм ?
Користь лактози вражає: не тільки для того, щоб дати нашому тілу миттєвий приплив енергії, вона також сприяє засвоєнню кальцію, цинку та міді, оптимізує ріст кісток та сприяє нормальній роботі мозку та імунної системи. Молочний цукор - це стійке джерело вуглеводів з меншим вмістом, які називаються глюкозою, які зберігаються в м’язах для палива, особливо під час інтенсивних тренувань. Тому він відіграє важливу роль у харчуванні спортсменів, допомагаючи їм відновитися після фізичних вправ і підготуватися до наступного заняття. Спортсмени, які не вживають достатньо вуглеводів, часто відчувають втому та біль у м’язах.
І хто міг би заперечувати корисність фізико-хімічних характеристик лактози? Нешкідливий смак та низька гігроскопічність роблять його чудовим наповнювачем та розріджувачем для таблеток, капсул та дитячих сумішей. Його здатність переносити аромати та кольори пропонує кондитерам унікальні можливості: вони часто додають лактозу в начинки, глазурі та фруктові пироги, щоб збільшити загальну кількість твердих речовин та посилити смаки. Лактоза - це знову те саме лактоза, яку люди, що п’ють молоко, можуть привітати за м’який і вершковий смак, який вона надає їх улюбленому напою. !
Сьогодні по всьому світу виробляється кілька мільйонів тонн лактози з коров’ячого молока або побічних продуктів сироватки. Сироватка, або сироватка - це каламутна рідина, що складається з води, молочного цукру, білка, вітамінів та мінералів. Він з’являється після згортання молока та його фільтрації: під час виробництва сиру, наприклад, тверда сирна маса відокремлюється від рідкої сироватки. Незважаючи на те, що лактоза була комерційно визнана лише в 1960-х роках, її промислове виробництво суттєво не змінилося від початкового методу ізоляції при виробництві.
Довга пригода відкриття лактози: що таке лактоза (C₁₂H₂₂O₁₁) ?
На думку вчених, які розглядали історію лактози, вона вперше згадується в 16 столітті. Деякі приписують перше відкриття лактози Леонгарду Турнейсеру (1531–1596), відомому вченому, цілителю та алхіміку! Він служив при дворі курфюрста Джона Джорджа Бранденбурзького. Турнісер - це той, хто знайшов лактозу в сироватці. Тоді ще ніхто не знав про чудові властивості цієї речовини. Справжній шанувальник експериментів, Турніссер хоче побачити, що відбувається, коли ви нагріваєте лактозу. Тож він дозволяє рідині варитися в пробірці, поки не випарується остання крапля води. Потім, побачивши, що трубка не порожня, Турніссер уважніше розглядає і спостерігає маленькі білі кристали всередині трубки. Він називає кристали "ключовою сіллю молока", а потім швидко відмовляється від свого відкриття. Одержимий пошуком чудодійних ліків, він, мабуть, знайшов нову лікарську траву, з якою можна експериментувати, або просто був занадто зайнятий розв’язанням раптових звинувачень у шарлатанстві. !
Отже, ніхто насправді не звертав уваги на це відкриття лактози, і сполука ще чекала свого визнання - через відсутність моменту слави - або принаймні того, що хтось погоджується перейменувати її: це правда, що термін "сіль" був не пристосований до солодкої природи сполуки ... Тоді, в 1619 році, італійський лікар Фабріціо Бартолетті (1576–1630) відтворив експеримент Турнісера і охрестив ці кристали «манною», посилаючись на їжу, яка падала з неба в Біблії. Ця назва, безумовно, була поетичною, але не солодшою ...
Протягом двох століть, подорожуючи авантюрно від трубки до трубки, лактозі давали невизначені імена, жодне з яких не виявило її покликання. Лише в 1780 р. Німецько-шведський хімік Карл Вільгельм Шееле (1742–1786) здійснив рішуче солодкий прорив, визначивши лактозу як цукор. Потім, у 1843 році, французький хімік Жан-Батіст Дюма (1800–1884) дав цьому цукру назву “лактоза”, від латинського “lac”, що означає “молоко”, до якого був доданий суфікс -ose, що використовується для назвіть цукри. Що може бути точніше для цих білих кристалів з м’яким і солодким смаком ?
Під мікроскопом ці кристали більше схожі на маленькі томагавки (північноамериканські топірці), ніж на цукерки. Молекула лактози (342,2 г/моль) являє собою два незалежних цукру. Вони є різновидами галактози та глюкози, пов’язані між собою атомом кисню.
Цікавий факт: ці прості цукри мають однакову формулу (C₆H₁₂O₆) та молярну масу (180,156 г/моль), але вони мають дещо інше розташування своїх атомів. Завдяки цій різниці галактоза має вищу температуру плавлення, тоді як глюкоза на смак солодша. Оскільки обидві сполуки складаються з однієї молекули цукру, їх називають «моносахаридами». Лактоза, яка містить у своєму складі ці два цукри, належить до класу дисахаридів.
Глюкоза забезпечує енергією органи тіла, тоді як галактоза оптимізує роботу імунної системи та мозку. Однак потрібно багато зусиль, щоб витягти ці цукри з лактози і змусити їх працювати на благо людського організму. Зазвичай для цього процесу потрібні два компоненти - вода і лактаза. Це правда: "лактаза" і "лактоза" відрізняються лише на одну букву! Але на відміну від галактози та глюкози, вони мають зовсім інші характеристики. Погляньте на хімічні портрети лактози та лактази, щоб перевірити, чи це правда.
Перш за все, лактаза не є цукром - це травний фермент, який природним чином виробляється клітинами та бактеріями в тонкому кишечнику. Інструкції щодо виготовлення лактази містяться в нашій ДНК разом із геном LCT. Коли ген LCT «включений», фермент може вироблятися в клітині. Тоді фермент може вільно засвоювати лактозу.
Як діє лактаза ?
Теоретично, коли ви п'єте молоко, вода стикається з лактозою, атакуючи її зв'язок галактоза-глюкоза: вона додає кисень і водень до галактози і водень до глюкози. Результат цієї боротьби передбачуваний: молочний цукор розбивається на два простіші цукру - галактозу та глюкозу.
Ця реакція називається гідролізом, що просто означає "фракціонування водою". Але без допомоги лактази це відбуватиметься дуже повільно, і людський організм не зможе засвоїти лактозу до моменту, коли вона досягне товстого кишечника.
Майже у всіх немовлят людини в організмі достатньо лактази, щоб розщеплювати лактозу. Це навіть лактоза, яка забезпечує близько 50% їх загальної енергії! У міру дорослішання ген LCT стає менш активним і часто вимикається. Настає день, коли, не підозрюючи про ці зміни, дорослий вирішує пригостити себе морозивом або шматочком чізкейка і раптом відчуває дискомфорт ... Відсутність лактази в його організмі змушує лактозу накопичуватися в кишечнику, де кишечник бактерії з’їдають його, викликаючи гази, здуття живота, біль у шлунку, діарею та інші неприємні симптоми.
Дивно, але лише близько 35 відсотків дорослих у всьому світі можуть повністю скористатися молочними продуктами, тоді як решта втрачають здатність виробляти лактазу і стають непереносимими до лактози.
Також є щось вражаюче в географії лактази. Очевидно, жителі північної Європи та жителі деяких африканських племен виробляють багато лактази навіть після дорослого життя. Досліджуючи різні етнічні групи, вчені змогли пов'язати цю здатність з тим фактом, що ці щасливі популяції традиційно вирощували стада корів та інших молочних тварин. !
Чим відрізняються молока різних ссавців ?
Можливо, вчені з Національного зоопарку Смітсоніана у Вашингтоні можуть допомогти нам знайти відповідь. Цей зоопарк має найбільшу колекцію зразків молока у світі. Вчені, які вивчають понад 16 000 сортів молока, виробленого з понад 200 видів ссавців, вважають, що трубки з написом "бегемот", "горила" та "африканський слон" можуть бути схожими за кольором. Мають дуже різний рівень жиру, білка, мінералів і, звичайно, лактоза. Молочний цукор становить близько 1 - 8% твердих речовин у молоці ссавців. Чим більше жиру молоко, тим менше лактози воно містить. Отже, з 4,2% жиру, грудне молоко людини містить 7,2% лактози, тоді як молоко з тюльпанами з капюшоном містить 61% жиру і зовсім не містить лактози! Цей контраст показує, що різні види мають різні потреби для виживання в своєму середовищі. Вчені продовжують дослідження, щоб відкрити нові способи врятувати зникаючі види, а також вивчити, як розвивалося людське молоко.
Завдяки збалансованому харчуванню та вдосконаленню його відповідно до ваших потреб, лактоза може стати дружнім цукром !