Γαλακτοκομία. Ενότητα 2: Κύρια Συστατικά του Γάλακτος - Λακτόζη (1/4), 1ΔΩ. Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής Του Ανθρώπου

Transcript

1 Γαλακτοκομία Ενότητα 2: Κύρια Συστατικά του Γάλακτος - Λακτόζη (1/4), 1ΔΩ Τμήμα: Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής Του Ανθρώπου Διδάσκοντες: Καμιναρίδης Στέλιος, Καθηγητής Μοάτσου Γκόλφω, Eπ. Καθηγήτρια

2 Μαθησιακοί Στόχοι H σημασία της λακτόζης για το γάλα και τα προϊόντα του. Συμπεριφορά της λακτόζης στο περιβάλλον του γάλακτος. Επεξεργασίες του γάλακτος και λακτόζη.

3 Λέξεις Κλειδιά λακτόζη φυσικές ιδιότητες ζύμωση θερμική επεξεργασία

4 Η Λακτόζη σε Διάφορα Είδη Γάλακτος Είδη Νερό Λίπος Καζεΐνη Πρωτεΐνες ορού Λακτόζη Τέφρα Άνθρωπος 87,1 4,5 0,4 0,5 7,1 0,2 Άλογο 88,8 1,9 1,3 1,2 6,2 0,5 Καμήλα 86,5 4,0 2,7 0,9 5,0 0,8 Αγελάδα 87,3 3,9 2,6 0,6 4,6 0,7 Βούβαλος 82,8 7,4 3,2 0,6 4,8 0,8 Αίγα 86,7 4,5 2,6 0,6 4,3 0,8 Πρόβατο 82,0 7,2 3,9 0,7 4,8 0,9

5 Ο Ρόλος της Λακτόζης (1/6) Ο κύριος υδατάνθρακας του γάλακτος των περισσότερων θηλαστικών είναι ο δισακχαρίτης λακτόζη που είναι μοναδικός στη φύση και είναι ένα από τα κύρια συστατικά του γάλακτος. Συντίθεται στις μεμβράνες των οργανιδίων Golgi των γαλακτικών κυττάρων του μαστού από τη γλυκόζη του αίματος. Μπορεί να παραληφθεί από το γάλα με κρυστάλλωση.

6 Ο Ρόλος της Λακτόζης (2/6) Η ημιακεταλική ομάδα της γλυκόζης είναι ελεύθερη, επομένως η λακτόζη ανήκει στα αναγωγικά σάκχαρα και υπάρχει στο γάλα με τους α- και β-ανωμερείς τύπους σε ισορροπία, οι οποίοι διαφέρουν ως προς τη θέση των ΟΗ και Η του C-1. Οι δύο μονοσακχαρίτες βρίσκονται στη λακτόζη κυρίως με τη μορφή δακτυλίου πυρανόζης.

7 Ο Ρόλος της Λακτόζης (3/6) Είναι επίσης κύριο συστατικό των συμπυκνωμένων και κονιοποιημένων γαλακτοκομικών προϊόντων, πολλές ιδιότητες των οποίων διαμορφώνονται από τις φυσικοχημικές ιδιότητες της λακτόζης. Ως αναγωγικό σάκχαρο συμμετέχει στην αντίδραση Maillard κι έτσι παίζει ρόλο στη διαμόρφωση της γεύσης και του χρώματος των γαλακτοκομικών προϊόντων που υφίστανται θερμική επεξεργασία. Είναι πηγή ενέργειας για τον ανθρώπινο οργανισμό, αφού πρώτα διασπασθεί σε γλυκόζη και γαλακτόζη από το ένζυμο β-γαλακτοσιδάση (λακτάση) του πεπτικού συστήματος.

8 Ο Ρόλος της Λακτόζης (4/6) Ενισχύει την απορρόφηση ορισμένων μεταλλικών στοιχείων (π.χ. Ca, Mg, Fe, Co, Zn) από την μεμβράνη του εντέρου, ιδιότητα την οποία δεν έχουν οι μονοσακχαρίτες και οι δισακχαρίτες που υδρολύονται πριν φθάσουν στο λεπτό έντερο. Η ανεπάρκεια του πεπτικού συστήματος ορισμένων ατόμων σε β-γαλακτοσιδάση οδηγεί στο πρόβλημα της δυσανεξίας της λακτόζης. Πολύ σοβαρότερο γενετικό ελάττωμα που σχετίζεται με το μεταβολισμό της λακτόζης είναι η γαλακτοζαιμία.

9 Ο Ρόλος της Λακτόζης (5/6) Είναι η κύρια πηγή άνθρακα των οξυγαλακτικών βακτηρίων που αφθονούν στο γάλα με αποτέλεσμα της ζύμωσής της μπορεί να είναι η ανεπιθύμητη οξίνιση του γάλακτος ή η παραγωγή ζυμωμένων γαλακτοκομικών προϊόντων. Η λακτόζη μαζί με τα ιόντα καλίου, νατρίου και χλωρίου διαμορφώνουν την οσμωτική πίεση του γάλακτος στο μαστό, η οποία είναι σταθερή και ίδια με αυτή του αίματος.

10 Ο Ρόλος της Λακτόζης (6/6) Η συγκέντρωσή της επηρεάζεται μόνο από το στάδιο της γαλακτικής περιόδου και από την κατάσταση υγείας του μαστού. Σε γάλα μη-κανονικό ο αριθμός Koestler, που διαμορφώνεται από την περιεκτικότητα σε λακτόζη και χλώριο είναι >3. αριθμός Koestler = (% χλώριο x 100) / (% λακτόζη)

11 Άλλοι Υδατάνθρακες στο Γάλα Το αγελαδινό γάλα περιέχει και μικρή ποσότητα ολιγοσακχαριτών (~100 mg/l) καθώς και των μονοσακχαριτών γλυκόζη και γαλακτόζη (~10 mg/l), ενώ δεν περιέχει πολυσακχαρίτες. Υπάρχουν όμως σύνθετοι υδατάνθρακες όπως οι εξοζαμίνες και το Ν-ακετυλνευραμινικό οξύ που είναι κυρίως συνδεδεμένα με τις πρωτεΐνες (κ-καζεΐνη) και τους κερεβροζίτες. Τετρασακχαρίτης της κ-καζεϊνης (από τους Walstra et al. 2006)

12 Χημικές Ιδιότητες της Λακτόζης (1/4) Στις αντιδράσεις της λακτόζης συμμετέχουν: ο γλυκοσιδικός δεσμός μεταξύ της γλυκόζης και της γαλακτόζης, η αναγωγική ομάδα, τα ελεύθερα υδροξύλια, οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων C.

13 Χημικές Ιδιότητες της Λακτόζης (2/4) [0] H 2 O 1. Οξείδωση της λακτόζης

14 Χημικές Ιδιότητες της Λακτόζης (3/4) 2. Ήπια αναγωγή μετατρέπει την ελεύθερη αλδεϋδομάδα της λακτόζης σε αλκοολική και παράγεται η λακτιτόλη. C 15 Η 31 COOH ΝαΟΗ, 160 C Λακτιτόλη (4-Ο- -D-γαλακτοπυρανοζυλ-D- Μονοεστέρας της λακτιτόλης σορβιτόλη) Εστεροποιηση της λακτιτόλης

15 Χημικές Ιδιότητες της Λακτόζης (4/4) 3. Υδρόλυση της λακτόζης 1.5 Μ HCl / 90 C / 60 min Αλλά: Ενζυμική υδρόλυση της λακτόζης Μεγάλη τεχνολογική σημασία

16 Βιβλιογραφία Σ. ΚΑΜΙΝΑΡΙΔΗΣ & Γ. ΜΟΑΤΣΟΥ (2009). Γαλακτοκομία. Εκδόσεις Έμβρυο, Αθήνα. Robinson R.K. (2002). Dairy Microbiology Handbook. The Microbiology of milk and milk products. New York: Wiley- Interscience. SCHAAFSMA G. (2008). Lactose and lactose derivatives as bioactive ingredients in human nutrition. International Dairy Journal, 18, WALSTRA P., WOUTERS J.T.M., GEURTS T.J., (2006). Dairy Science and Technology. CRC- Taylor & Francis.

17 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδεια χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

18 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

19 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Επιστήμης Τροφίμων και Διατροφής του Ανθρώπου, Καμιναρίδης Στέλιος/ Μοάτσου Γκόλφω, «Γαλακτοκομία». Έκδοση: 1.0. Αθήνα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

20 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων, π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Η άδεια αυτή ανήκει στις άδειες που ακολουθούν τις προδιαγραφές του Oρισμού Ανοικτής Γνώσης [2], είναι ανοικτό πολιτιστικό έργο [3] και για το λόγο αυτό αποτελεί ανοικτό περιεχόμενο [4]. [1] [2] [3] [4]

21 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.