Общая характеристика и классификация углеводов молока

Лактоза как основной углевод молока. Содержание и строение лактозы

Физико-химические свойства углеводов молока

Общая характеристика и классификация углеводов молока

Молоко имеет сложный углеводный состав, всего в молоке содержится в среднем 4,62 % с колебаниями от 4,4 до 5,2 %. Основной удельный вес падает на дисахарид лактозу, составляющую 90 % от общего содержания углеводов в молоке. В молоке обнаружены в свободном состоянии гексозы — глюкоза и галактоза в количестве около 0,02 % каждая. После тепловой высо­котемпературной обработки в нем появляется изомер галактозы — тагатоза. Часть моносахаридов связана с белками молока. Производ­ные моносахаридов — фосфорные эфиры и аминопроизводные — содержатся в молоке в свободном и связанном состояниях. Фосфор­ные эфиры моносахаридов играют большую роль в обмене веществ и являются важными промежуточными соединениями в синтезе лак­тозы и других углеводов молока. В молоке обнаружены глюкозо-1-фосфат, глюкозо-6-фосфат, галактозо-1-фосфат, фруктозо-1,6-дифосфат и другие моно- и дифосфаты сахаров.

Аминопроизводные моносахаридов представлены аминосахарами — глюкозамином, галактозамином и нейраминовой кислотой (обычно в виде ацильных производных). Они, как правило, входят в состав углеводной части гликопротеидов молока — χ-казеина, иммуноглобулинов, лактоферрина, белков оболочек жировых шариков и др. Гликопротеиды содержат олигосахаридные фрагменты (три-, тетрасахариды и др.), присоединенные к белку N- или О-гликозидной связью (к остаткам аргинина, аспарагина или серина и треонина). Углеводная группировка может содер­жать гексозы: глюкозу, галактозу, маннозу, фукозу, а также аминосахара — N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин и N-ацетилнейраминовую или сиаловую кислоту. Сиаловая кислота обычно занимает кон­цевое положение, обусловливая гидрофильные свойства и высокий отрицательный заряд гликопротеидов.

 

 

Характерным примером гликопротеидов является χ-казеин, содер­жащий от одного до трех углеводных цепей в виде три- и тетрасахаридов, присоединенных, к остаткам треонина полипептидной цепи.

Кроме того, из коровьего и женского молока выделены свободные олигосахариды, содержащие 3-6 и более остатков моносахаридов и их производных (главным образом N-ацетилглюкозамин) и обладающие свойства­ми стимулировать рост бифидобактерий (коровье молоко содержит следы их).

Большой практический интерес представляют полисахарыды,об­разующиеся из моносахаридов молока молочнокислыми бактерия­ми заквасок в процессе сквашивания кефира, йогурта, сметаны и дру­гих кисломолочных продуктов. Это так называемые экзополисахариды (ЭПС), состав которых разнообразен. К ним относятся гомополисахариды (декстраны, состоящие из остатков глюкозы) и гетерополисахариды, содержащие остатки галактозы и глюкозы с приме­сью маннозы и других моносахаридов и их производных. ЭПС (часто в виде комплексов с белками молока) обладают повышенной вязкос­тью и влагоудерживающей способностью, то есть положительно вли­яют на консистенцию кисломолочных продуктов.

 

Лактоза как основной углевод молока. Содержание и строение лактозы

Основным углеводом молока является лактоза (молочный сахар), содержание которой в молоке довольно постоянно и в среднем составляет 4,7 % с колебаниями от 4,4 % до 5,2 %. Повышенное количество лактозы (выше 6 %) имеет женское молоко. Дисахарид лактоза был найден вначале только в молоке и поэтому назван молочным сахаром. Позже лактозу обнаружили в некоторых грибах и пыльце растений. Содержание лактозы зависит от индивидуальных особенностей и физиологического состояния животных. Так, резкое снижение концентрации лактозы в молоке наблюдается при заболевании коров маститом и в молозиве. В молоке лактоза находится в свободном состоянии и лишь очень небольшая часть связана с другими углеводами и белками.

Лактоза (по номенклатуре ЮПАК), является 4-О-(β-D-галактопиранозидо)-α-D-глюкопиранозой и построена из остатков D-галактозы и D-глюкозы. В зависимости от пространственной кон­фигурации различают α- и β-формы лактозы.

Растворимость β-лактозы выше чем α-лактозы. Очень небольшая часть лактозы связана с другими углеводами и белками. При 20°С в молоке содержится 40 % α-лактозы и 60 % β-лактозы. Обе формы вращают плоскость поляризации вправо.