Молочный сахар (лактоза)

9-04-2013, 12:26

Состав и свойства молочного сахара. Наряду с белками и жирами к основным питательным веществам принадлежат углеводы. К ним относятся сахара. Важное значение имеют моносахариды с общей формулой С6Н12О6 (глюкоза, галактоза, фруктоза и пр.) и дисахариды — С12Н22О11 (сахароза, лактоза и пр.). Различие в свойствах сахаров, имеющих одинаковое количество углерода, водорода и кислорода, обусловлено различным пространственным расположением атомов в молекуле.
В пищевой технологии широко применяется реакция расщепления дисахаридов с присоединением воды на составляющие их моносахариды. При распаде сахарозы выделяются глюкоза и фруктоза, при распаде лактозы — глюкоза и галактоза.
Из углеводов в молоке находится молочный сахар (лактоза), формула его С12Н22О11. Количество молочного сахара в коровьем молоке 4,5—5,2% с относительно небольшими колебаниями. Выделяют молочный сахар из сыворотки.
Из растворов при температуре ниже 93° С молочный сахар кристаллизуется с одной частицей воды С12Н22О11*Н2О (моногидрат).
Молочный сахар в 5—6 раз менее сладок, чем сахароза (свекловичный сахар) и менее растворим в воде. Растворимость молочного сахара в 100 мл воды при 0°С — 11,9 г, при 20° С — 19,2 г, при 30° С — 24,8 г, при 80° С — 104,1 г, при 100° С — 157,1 г.
В молоке молочный сахар находится в двух формах: α и β; α-форма менее растворима, чем β-форма, и это вызывает, как увидим дальше, некоторые особенности кристаллизации молочного сахара в сгущенном молоке. Молочный сахар — дисахарид, при гидролизе расщепляется с присоединением одной частицы воды, образуются две частицы моносахаридов — глюкоза и галактоза.
Длительное нагревание молока при температуре 100°С или немного выше вызывает реакцию между аминокислотами белков и молочным сахаром с образованием меланоидинов, состав которых еще точно не установлен. Окраска их коричневатая. При высокой температуре (170—180° С) происходит карамелизация молочного сахара и появление бурой окраски.
Молочнокислое брожение. При развитии в молоке молочнокислых бактерий возникает молочнокислое брожение. В первой стадии процесса под действием фермента лактазы, продуцируемой молочнокислыми бактериями, происходит гидролиз молочного сахара на гексозы (глюкозу и галактозу) и затем в результате последующих превращений образуется молочная кислота. В конечном итоге из одной молекулы молочного сахара (лактозы) образуется четыре молекулы молочной кислоты.

Ароматообразующие молочнокислые бактерии сбраживают молочный сахар и лимонную кислоту и, кроме молочной кислоты, продуцируют повышенное количество летучих кислот (уксусной и пропионовой), ароматические вещества (диацетил, эфиры и др.) и углекислый газ.
Почти исключительно молочнокислое брожение протекает при производстве простокваши, ацидофильного молока и некоторых других молочных продуктов.
Спиртовое брожение. Его вызывают специальные молочные дрожжи. При этом первоначально молочный сахар расщепляется на две частицы моносахаридов. Затем в результате последующих ферментативных реакций образуются спирт и углекислый газ Реакцию можно представить в следующем виде.

Молочнокислое и спиртовое брожения сопровождаются выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности микроорганизмов.
Применение молочного сахара. Используют его для пищевых целей и в медицинской промышленности для выработки антибиотиков. Большое значение молочный сахар имеет в технологических процессах переработки молока.