اللاكتوز

اللاكتوز سكر ثنائي يتكون من الجالاكتوز والجلوكوز ، وصيغته الجزيئية C₁₂H₂₂O₁₁ _. يشكل اللاكتوز ما بين 2 و8% من _الحليب ( _{بالكتلة} ) . يُشتق اسمه من كلمة "لاك" ( المشتقة من " لاكتيس ") اللاتينية التي تعني الحليب ، بالإضافة إلى اللاحقة " -وز" المستخدمة لتسمية السكريات. اللاكتوز مادة صلبة بيضاء اللون، قابلة للذوبان في الماء، غير مسترطبة ، ذات مذاق حلو خفيف. يُستخدم في صناعة الأغذية. ^{[ 5 ]} 

اللاكتوز هو سكر ثنائي يتكون من الجالاكتوز والجلوكوز ، ويرتبطان برابطة جليكوسيدية من نوع β-1→4 . اسمه النظامي هو β- D- جالاكتوبيرانوزيل-(1→4)- D- جلوكوز. يمكن أن يكون الجلوكوز إما في صورة α- بيرانوز أو β-بيرانوز، بينما لا يوجد الجالاكتوز إلا في صورة β-بيرانوز؛ لذا فإن α-لاكتوز وβ-لاكتوز يشيران إلى الشكل الأنوميري لحلقة الجلوكوبيرانوز فقط. من طرق الكشف عن اللاكتوز اختبارا فولك ^{[ 6 ]} وفيرون ^{[ 7 ]} . يمكن استخدامهما للكشف عن محتوى اللاكتوز المختلف في منتجات الألبان مثل الحليب كامل الدسم ، والحليب الخالي من اللاكتوز ، والزبادي ، واللبن الرائب ، ومبيض القهوة ، والقشدة الحامضة ، والكفير ، وغيرها ^{[ 8 ].}

يتحلل اللاكتوز إلى جلوكوز وجالاكتوز، ويتحول في محلول قلوي إلى لاكتولوز ، ثم يهدرج تحفيزيًا إلى الكحول متعدد الهيدروكسيل المقابل ، اللاكتيتول . ^{[ 9 ]} اللاكتولوز منتج تجاري يُستخدم لعلاج الإمساك . ^{[ 10 ]}

يوجد اللاكتوز في حليب العديد من أنواع الثدييات المختلفة، وإن لم يكن جميعها. يحتوي حليب قردة المكاك الريسوسي على تركيز لاكتوز بنسبة 8%. وتنتج العديد من الثدييات ، كالدببة ، حليبًا خاليًا من اللاكتوز. ^{[ 11 ]} ويبلغ تركيز اللاكتوز في حليب الأبقار حوالي 4.8%. ^{[ 12 ]}

مصل اللبن أو بلازما الحليب هو السائل المتبقي بعد تخثر الحليب وتصفيته، كما في صناعة الجبن . يتكون مصل اللبن من 6.5% مواد صلبة، منها 4.8% لاكتوز، يُنقى بالتبلور. ^{[ 13 ]} صناعيًا، يُنتج اللاكتوز من مُرشَّح مصل اللبن - وهو مصل اللبن المُصفَّى لجميع البروتينات الرئيسية . يُستخدم جزء البروتين في تغذية الرضع والتغذية الرياضية ، بينما يمكن تبخير المُرشَّح حتى تصل نسبة المواد الصلبة فيه إلى 60-65%، ثم بلورته أثناء التبريد. ^{[ 14 ]} كما يمكن عزل اللاكتوز بتخفيف مصل اللبن بالإيثانول . ^{[ 15 ]}

ترضع صغار الثدييات من أمهاتها للحصول على الحليب الغني باللاكتوز. تفرز الزغابات المعوية إنزيم اللاكتاز (بيتا-دي-جالاكتوزيداز) لهضمه. يقوم هذا الإنزيم بتحليل جزيء اللاكتوز إلى وحدتيه الفرعيتين، وهما سكريات بسيطة : الجلوكوز والجالاكتوز، والتي يمكن امتصاصها. ولأن اللاكتوز يوجد بكثرة في الحليب، فإن إنتاج اللاكتاز لدى معظم الثدييات يتناقص تدريجيًا مع النضج نتيجة الفطام؛ إذ يؤدي استبعاد اللاكتوز من النظام الغذائي إلى إزالة الضغط الأيضي اللازم لاستمرار إنتاج اللاكتاز لهضمه. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

يُحافظ العديد من الأشخاص ذوي الأصول الأوروبية ، وغرب آسيا ، وجنوب آسيا ، ومنطقة الساحل في غرب أفريقيا ، وشرق أفريقيا ، وبعض المناطق الأخرى في وسط أفريقيا، على إنتاج إنزيم اللاكتوز حتى مرحلة البلوغ، وذلك نتيجةً لانتقاء الجينات المسؤولة عن استمرار إنتاج هذا الإنزيم. في العديد من هذه المناطق، يُستخدم حليب الثدييات ، كالأبقار والماعز والأغنام، كمصدر غذائي رئيسي. وفي هذه المناطق تحديدًا، تطورت جينات إنتاج اللاكتوز مدى الحياة لأول مرة . ^{[ 18 ]} وقد تطورت جينات تحمل اللاكتوز لدى البالغين بشكل مستقل في مختلف المجموعات العرقية. ^{[ 19 ]} وبحسب الأصل، يستطيع أكثر من 70% من سكان أوروبا الغربية هضم اللاكتوز في مرحلة البلوغ، مقارنةً بأقل من 30% من سكان مناطق في أفريقيا، وشرق وجنوب شرق آسيا، وأوقيانوسيا. ^{[ 20 ]} أما لدى الأشخاص الذين يعانون من عدم تحمل اللاكتوز، فلا يتم هضم اللاكتوز، مما يُوفر غذاءً لبكتيريا الأمعاء المُنتجة للغازات ، الأمر الذي قد يُؤدي إلى الإسهال، والانتفاخ، والغازات، وغيرها من أعراض الجهاز الهضمي.

تتراوح حلاوة اللاكتوز بين 0.2 و0.4، مقارنةً بـ 1.0 للسكروز . ^{[ 21 ]} وللمقارنة، تتراوح حلاوة الجلوكوز بين 0.6 و0.7، والفركتوز 1.3، والجلاكتوز بين 0.5 و0.7، والمالتوز بين 0.4 و0.5، والسوربوز 0.4 ، والزيلوز بين 0.6 و0.7. ^{[ 21 ]}

عندما يُهضم اللاكتوز بالكامل في الأمعاء الدقيقة ، تبلغ قيمته الحرارية 4 سعرات حرارية/غرام، أي ما يعادل قيمة الكربوهيدرات الأخرى . ^{[ 21 ]} مع ذلك، لا يُهضم اللاكتوز دائمًا بشكل كامل في الأمعاء الدقيقة. فبحسب الجرعة المتناولة، وتناوله مع الوجبات (سواء كانت صلبة أو سائلة)، ونشاط إنزيم اللاكتاز في الأمعاء ، تتراوح قيمته الحرارية بين 2 و4 سعرات حرارية/غرام. ^{[ 21 ]} يعمل اللاكتوز غير المهضوم ^كألياف غذائية ، وله أيضًا تأثيرات إيجابية على امتصاص المعادن ، مثل الكالسيوم والمغنيسيوم . ^{[ 21} ]

يتراوح مؤشر نسبة السكر في الدم للاكتوز بين 46 و 65. ^{[ 22 ]} وللمقارنة، يتراوح مؤشر نسبة السكر في الدم للجلوكوز بين 100 و 138، وللسكروز بين 68 و 92، وللمالتوز 105، وللفركتوز بين 19 و 27. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

يتميز اللاكتوز بانخفاض قدرته على إحداث التسوس مقارنةً بالسكريات الأخرى. ^{[ 23 ]} ويعود ذلك إلى أنه لا يُعدّ مادةً أساسيةً لتكوّن طبقة البلاك السنية ، كما أنه لا يتخمر بسرعة بواسطة بكتيريا الفم . ^{[ 23 ]} كذلك، تُقلل قدرة الحليب على معادلة الحموضة من قدرة اللاكتوز على إحداث التسوس. ^{[ 21 ]}

بفضل نكهته الخفيفة وسهولة استخدامه، يُستخدم اللاكتوز كناقل ومثبت للنكهات والمنتجات الصيدلانية. ^{[ 5 ]} لا يُضاف اللاكتوز عادةً مباشرةً إلى الطعام، لأن انخفاض ذوبانه قد يُسبب ملمسًا خشنًا في الفم. ^{[ 24 ]} يُعد حليب الأطفال استثناءً ملحوظًا، حيث يُضاف إليه اللاكتوز ليُطابق تركيبة حليب الأم. ^{[ 25 ]} مع ذلك، تزداد شعبية تركيبات الحليب قليلة اللاكتوز. ^{[ 26 ]}

من الخصائص غير المرغوب فيها لاستخدام اللاكتوز انخفاض ذوبانه، مما قد يؤدي إلى تبلوره، مُعطياً المنتج النهائي ملمساً خشناً ورملياً. عادةً، في المحاليل فائقة التشبع، تميل السكريات إلى التبلور، مُشكّلةً تكتلات كبيرة، وذلك تبعاً لظروف العملية.

لا تخمر معظم أنواع الخميرة اللاكتوز أثناء عملية التخمير، وهو ما يمكن استغلاله لصالحها. ^{[ 9 ]} على سبيل المثال، يمكن استخدام اللاكتوز لتحلية بيرة ستاوت؛ وتُسمى البيرة الناتجة عادةً بيرة ستاوت بالحليب أو بيرة ستاوت بالكريمة.

تتمتع الخميرة التابعة لجنس كلوفيروميسيس بتطبيق صناعي فريد، لقدرتها على تخمير اللاكتوز لإنتاج الإيثانول. ويُعدّ فائض اللاكتوز الناتج عن مصل اللبن، وهو منتج ثانوي لعمليات إنتاج الألبان، مصدراً محتملاً للطاقة البديلة. ^{[ 27 ]}

يُستخدم اللاكتوز بشكلٍ كبير في صناعة الأدوية. يُضاف اللاكتوز إلى الأقراص والكبسولات الدوائية كمكوّنٍ أساسي نظرًا لخصائصه الفيزيائية والوظيفية (من الأمثلة على ذلك أتورفاستاتين ، وليفوسيتيريزين، وثيامازول ، وغيرها الكثير). ^{[ 5 ] [ 28 ]} ولأسبابٍ مماثلة، يُمكن استخدامه لتخفيف تركيز المخدرات غير المشروعة مثل الكوكايين والهيروين. ^{[ 29 ]}

نُشرت أول عملية عزل بدائية للاكتوز، على يد الطبيب الإيطالي فابريزيو بارتوليتي (1576-1630)، عام 1633. ^{[ 30 ]} وفي عام 1700، نشر الصيدلي الفينيسي لودوفيكو تيستي (1640-1707) كتيبًا يتضمن شهادات تُثبت فعالية سكر الحليب ( ساكاروم لاكتيس ) في تخفيف أعراض التهاب المفاصل، من بين أمراض أخرى. ^{[ 31 ]} وفي عام 1715، نشر أنطونيو فاليسنيري طريقة تيستي لصنع سكر الحليب. ^{[ 32 ]} وفي عام 1780، تم التعرف على اللاكتوز كسكر على يد كارل فيلهلم شيل . ^{[ 33 ] [ 9 ]}

في عام 1812، أدرك هاينريش فوغل (1778-1867) أن الجلوكوز ناتج عن تحلل اللاكتوز. ^{[ 34 ]} وفي عام 1856، قام لويس باستور بتبلور المكون الآخر للاكتوز، وهو الجالاكتوز. ^{[ 35 ]} وبحلول عام 1894، كان إميل فيشر قد حدد التركيبات الكيميائية للسكريات المكونة للاكتوز. ^{[ 36 ]}

أطلق الكيميائي الفرنسي جان بابتيست أندريه دوماس (1800-1884) اسم اللاكتوز عام 1843. ^{[ 37 ]} وفي عام 1856، أطلق باستور على الجالاكتوز اسم "لاكتوز". ^{[ 38 ]} وفي عام 1860، أعاد مارسيلين بيرتيلو تسميته إلى _{" جالاكتوز"، ونقل اسم "} لاكتوز " إلى ما يُعرف الآن باللاكتوز. ^{[ 39 ]} صيغته _{الكيميائية} C12H22O11 وصيغته المائية _C12H22O11 · H2O _{، مما} يجعله متصاوغًا للسكروز .

• أوبيرون اللاكتوز
• حمض اللاكتيك
• عدم تحمل اللاكتوز
• رحيق
• السكريات الموجودة في النبيذ

• وسائط متعلقة باللاكتوز على ويكيميديا ​​كومنز