แล็กโทส

แล็กโทส (อังกฤษ: lactose) เป็นน้ำตาลโมเลกุลคู่ที่ส่วนใหญ่พบในนม ประกอบจากกาแล็กโทสและกลูโคส แล็กโทสเป็นส่วนประกอบราว 2-8% ของนมโดยน้ำหนัก ถึงแม้ว่าปริมาณจะแตกต่างกันไปตามชนิดและลักษณะเฉพาะ แล็กโทสแตกตัวมาจากหางนมรสหวานหรือเปรี้ยว สำหรับชื่อ "แล็ก" เป็นคำในภาษาละตินแปลว่า "นม" และ "-โอส" ที่เป็นพยางค์ท้ายสำหรับชื่อน้ำตาล เขียนสูตรได้เป็น C₁₂H₂₂O₁₁

แล็กโทส (น้ำตาลนม)
ชื่อตาม IUPAC	β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucose
ชื่ออื่น	Milk sugar 4-O-β-D-galactopyranosyl-D-glucose
เลขทะเบียน
เลขทะเบียน CAS	[63-42-3]^[CAS]
PubChem	6134
EC-number	200-559-2
SMILES	C([C@@H]1[C@@H]([C@@H]([C@H]([C@@H](O1)O[C@@H]2[C@H](O[C@H]([C@@H]([C@H]2O)O)O)CO)O)O)O)O
InChI	1/C12H22O11/c13-1-3-5(15)6(16)9(19)12(22-3)23-10-4(2-14)21-11(20)8(18)7(10)17/h3-20H,1-2H2/t3-,4-,5+,6+,7-,8-,9-,10-,11-,12+/m1/s1
ChemSpider ID	5904
คุณสมบัติ
สูตรเคมี	C12H22O11
มวลต่อหนึ่งโมล	342.30 ก./โมล
ลักษณะทางกายภาพ	ของแข็งสีขาว
ความหนาแน่น	1.525 ก./ซม.
จุดหลอมเหลว	222.8°C
จุดเดือด	667.9°C
ความสามารถละลายได้ ใน น้ำ	21.6 ก./100 มล.
ความอันตราย
EU Index	not listed
จุดวาบไฟ	357.8°C
หากมิได้ระบุเป็นอื่น ข้อมูลข้างต้นนี้คือข้อมูลสาร ณ ภาวะมาตรฐานที่ 25 °C, 100 kPa
สถานีย่อย:เคมี

ประวัติ

แล็กโทสได้รับการค้นพบในนม เมื่อปี ค.ศ. 1619 โดยฟาบริซิโอ บาร์โตเล็ตติ และได้รับการระบุว่าเป็นน้ำตาลใน ค.ศ. 1780 โดยคาร์ล วิลเฮ็ล์ม เชเลอ

โครงสร้างและปฏิกิริยา

 

โครงสร้างโมเลกุลของ α-lactose

แล็กโทสเป็นน้ำตาลโมเลกุลคู่จากการรวมตัวของกาแล็กโทสและกลูโคส ซึ่งสร้างพันธะไกลโคซิดิก β-1→4 มีชื่อในระบบการตั้งชื่อสารเคมี คือ β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucose กลูโคสสามารถอยู่ในรูป α-pyranose หรือ β-pyranose ซึ่งกาแล็กโทสสามารถมีได้เฉพาะรูป β-pyranose เท่านั้น: ด้วยเหตุนี้ α-lactose และ β-lactose จึงหมายความถึงรูปแอโนเมอริกของวงแหวนกลูโคไพราโนสเพียงอย่างเดียว

แล็กโทสทำปฏิกิริยากับน้ำได้เป็นกลูโคสและกาแล็กโทส เปลี่ยนไปเป็นไอโซเมอร์ในสารละลายอัลคาไลน์เป็นแล็กตูโลส และเร่งปฏิกิริยากระบวนการเติมไฮโดรเจนให้กับโพลิไฮดริกแอลกอฮอล์ที่สอดคล้องกัน ได้แก่ แล็กติตอล

การสกัด

มีการผลิตแล็กโทสนับหลายล้านตันต่อปีเป็นผลผลิตพลอยได้จากอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นม ซึ่งจะมีหางนมเป็นของแข็งเหลืออยู่มากถึง 6.5% ซึ่งในจำนวนนี้ 4.8% เป็นแล็กโทสที่สามารถทำให้บริสุทธิ์ได้โดยการตกผลึก หางนมเป็นของเหลวที่เหลือหลังจากนมได้ถูกเปลี่ยนเป็นลิ่มนมและกรองออกแล้ว ยกตัวอย่างเช่น ในกระบวนการผลิตเนยแข็ง แล็กโทสประกอบขึ้นเป็น 2-8% ของน้ำหนักนม แล็กโทสทำให้บริสุทธิ์โดยการเติมเอทานอล เนื่องจากแล็กโทสไม่ละลายในเอทานอล แล็กโทสจึงตกตะกอนและได้ผลผลิตราว 65%

แมแทบอลิซึม

ดูบทความหลักที่: ภาวะไม่ทนต่อแล็กโทส

ตัวอ่อนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมได้รับน้ำนมจากแม่ ซึ่งอุดมไปด้วยแล็กโทส วิลไลลำไส้จะหลั่งเอนไซม์ที่เรียกว่า แล็กเทส (β-D-galactosidase) เพื่อย่อยแล็กโทส เอนไซม์นี้จะทำให้โมเลกุลแล็กโมสแตกตัวเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว กลูโคสและกาแล็กโทส ซึ่งร่างกายสามารถดูดซึมไปใช้ได้ เนื่องจากแล็กโทสส่วนใหญ่พบในนมเพียงอย่าวเดียว ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมส่วนใหญ่ การผลิตแล็กเตสจึงค่อย ๆ ลดลงเมื่อร่างกายมีอายุมากขึ้น เนื่องจากร่างกายไม่ได้บริโภคแล็กโทสมากเท่าแต่ก่อน

ประชากรซึ่งมีบรรพบุรุษอยู่ในทวีปยุโรป เอเชียตะวันตก อินเดีย และหลายส่วนของแอฟริกาตะวันออกยังคงการผลิตแล็กเตสจนกระทั่งเข้าสู่วัยผู้ใหญ่ โดยในหลายพื้นที่ นมจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม อย่างเช่น ปศุสัตว์ แพะ และแกะ ได้ถูกใช้เป็นแหล่งอาหารขนาดใหญ่ ดังนั้น ประชากรในพื้นที่เหล่านี้จึงยังคงยีนสำหรับการผลิตแล็กเตสตลอดชีวิตที่ได้รับการวิวัฒนาการขึ้นมา ยีนของภาวะไม่ทนต่อแล็กโทสได้วิวัฒนาการขึ้นแยกต่างหากในหลายกลุ่มชาติพันธุ์ ตามการสืบเชื้อสาย ชาวยุโรปตะวันตกมากกว่า 70% ยังคงสามารถดื่มนมได้ในวัยผู้ใหญ่ เปรียบเทียบกับน้อยกว่า 30% ในประชากรแอฟริกา เอเชียตะวันออกและตะวันออกเฉียงใต้ และโอเชียเนีย ในประชากรที่มีภาวะไม่ทนต่อแล็กโทส แล็กโทสจะไม่สามารถถูกทำให้แตกตัวและเป็นอาหารสำหรับจุลชีพในลำไส้ที่ผลิตแก๊ส ซึ่งสามารถนำไปสู่การเรอบ่อย อาการท้องอืด และอาการเกี่ยวกับกระเพาะอาหารและลำไส้อื่น ๆ

อ้างอิง

1. Anonymous. Sigma Aldrich. Lactose Product. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/ProductDetail.do?lang=en&N4=17814%7CFLUKA&N5=SEARCH_CONCAT_PNO%7CBRAND_KEY&F=SPEC St. Louis MO.
2. ความสามารถละลายได้ของแล็กโทสในน้ำอยู่ที่ 18.9049 ก. ที่ 25°C, 25.1484 ก. ที่ 40°C และ 37.2149 ก. ที่ 60°C ต่อสารละลาย 100 ก. ความสามารถละลายได้ในเอทานอลอยู่ที่ 0.0111 ก. ที่ 40°C และ 0.0270 ก. ที่ 60°C ต่อสารละลาย 100 ก.Machado, José J. B.; Coutinho, João A.; Macedo, Eugénia A. (2001), "Solid–liquid equilibrium of α-lactose in ethanol/water" (PDF), Fluid Phase Equilibria, 173 (1): 121–34, doi:10.1016/S0378-3812(00)00388-5. ds
3. Anonymous. Sigma Aldrich. Lactose Product. http://www.sigmaaldrich.com/catalog/ProductDetail.do?lang=en&N4=17814%7CFLUKA&N5=SEARCH_CONCAT_PNO%7CBRAND_KEY&F=SPEC St. Louis MO.
4. Linko, P (1982), "Lactose and Lactitol", ใน Birch, G.G. & Parker, K.J (บ.ก.), Nutritive Sweeteners, London & New Jersey: Applied Science Publishers, pp. 109–132, ISBN 0-85334-997-5CS1 maint: multiple names: editors list (link)
5. Ranken, M. D. (1997). Food industries manual. Springer. p. 125. ISBN 0751404047. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
6. Minard, R. Introduction to Organic Laboratory Techniques: A Microscale Approach. Pavia, Lampman, Kriz & Engel, Saunders. 1990.
7. Wade, Nicholas (2006-12-10), "Study Detects Recent Instance of Human Evolution", New York Times.
8. Ridley, Matt (1999), Genome, HarperCollins, p. 193, ISBN 978-0-06-089408-5.