ГЛАВА 1. СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАКТОЗЫ 1.1. Технические характеристики лактозы Лактоза (от лат. lac «молоко») – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух остатков молекул β-глюкозы и β-галактозы, имеющий формулу C12H22O11. В быту лактоза именуется молочным сахаром. Лактоза является весьма распространённым в природе дисахаридом и углеводом. Она содержится в молоке и молочных продуктах. Как правило, лактоза составляет около 2-8% молока (по массе). Если быть точным, то содержание лактозы в пищевых продуктах (г/100 г) составляет: молоко сухое цельное – 37,5; молоко сгущенное с сахаром – 12,5; мороженое сливочное –5,8; коровье молоко – 4,8; козье молоко – 4,5; сметана 20% – 3,7; кефир жирный – 3,6; йогурт – 3,5; творог нежирный – 1,8; гречневая крупа – 0,03; детские молочные смеси – около 85. Также лактоза формируется в процессе производства сыра как побочный продукт. По внешнему виду лактоза представляет собой белое кристаллическое вещество, со слегка сладковатым вкусом, без запаха. Сладость лактозы составляет от 20-40 % от сладости сахарозы. Лактоза очень хорошо растворяется в воде. Растворимость в воде составляет 18,9049 г/100 г воды (при 25 °C). Лактоза, попадая в пищеварительный тракт, под действием фермента лактазы, содержащемся в пищеварительном соке, быстро гидролизуется на глюкозу и галактозу, после чего всасывается и попадает в кровь. Температура плавления лактозы 202,8 °C. Лактоза отличается от других дисахаридов отсутствием гигроскопичности — она не отсыревает. Это её свойство имеет большое практическое значение в фармации: если нужно приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко гидролизующееся лекарство, то берут молочный сахар; если же взять другой сахар, то он быстро отсыреет и легко гидролизующееся лекарственное вещество быстро разложится. Несмотря на употребление лактозы в лечебных целях, у некоторых людей лактоза не усваивается и вызывает нарушения в работе пищеварительной системы, в том числе диарею, боли и вздутие живота, тошноту и рвоту после употребления молочных продуктов. У этих людей отсутствует или производится в недостаточном количестве фермент лактаза. Назначение лактазы — расщепление лактозы на её части: глюкозу и галактозу, которые должны затем абсорбироваться тонкой кишкой. При недостаточной функции лактазы, лактоза остаётся в кишечнике в исходном виде и связывает воду, что вызывает диарею. Кроме того, кишечные бактерии вызывают брожение молочного сахара, в результате чего происходит вздутие живота. Таблица 1.1 Физические свойства лактозы | Наименование параметра | Значение: | | Цвет | белый, бесцветный | | Запах | без запаха | | Вкус | сладкий | | Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое кристаллическое вещество | | Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 | 1,525 | | Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 1525 | | Температура разложения, °C | — | | Температура плавления, °C | 202,8 | | Температура кипения, °C | — | | Молярная масса лактозы, г/моль | 342,296 | Источник: по данным открытых источников информации Этапы производства лактозы: 1. Приемка молочной сыворотки и оценка качества. Молочную сыворотку принимают по массе и качеству.Качество молока должно быть проверено лабораторией предприятия в соответствии с требованиями действующей нормативно-технической документации и гигиеническими требованиями. 2. Охлаждение и резервирование. Принимаемую молочную сыворотку охлаждают до температуры 4-7°С и направляют в емкости, снабженные изоляцией для накопления и промежуточного резервирования. 3. Очистка от казеиновой пыли и обезжиривание. Очистка молочной сыворотки осуществляется на сепараторе-очистителе с последующем обезжириванием на сепараторе-сливкоотделителе. Массовая доля жира в очищенной сыворотке не должна превышать 0,05%. Данные показатели обеспечивают специализированные сывороточные сепараторы. Процесс очистки от казеиновой пыли можно также производить на специализированном сите, например, вибрационном. 4. Пастеризация. Очищенная от казеиновой пыли и жира сыворотка поступает в пастеризационно-охладительную установку, где пастеризуется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к пастеризации молочного сырья. 5. Ультрафильтрация (UF). Ультрафильтрация применяется для выделения белков из сыворотки. При ультрафильтрации молочной сыворотки помимо концентрата сывороточных белков (ретентата) образуется второй продукт, так называемый пермеат (безбелковая сыворотка), представляющий собой раствор лактозы с содержанием сухих веществ порядка 4,5%, который является сырьем при производстве лактозы. 6. Концентрирование методом нанофильтрации (NF). Пермеат концентрируют до массовой доли сухих веществ 19±1% на установке нанофильтрации при температуре 10±2°С в соответствии с инструкцией по эксплуатации, разработанной заводом-изготовителем. Благодаря использованию нанофильтрации возможно удалить до 70 % воды из пермеата без использования ВВУ. С энергетической точки зрения это более экономично. 7. Сгущение. Пермеат после нанофильтрации досгущают до массовой доли сухих веществ 58-60% на вакуум-выпарном аппарате пленочного типа. 8. Кристаллизация. Сгущенный пермеат направляется в кристаллизаторы. Кристаллизацию лактозы в сгущенном пермеате осуществляют в соответствии с существующими методиками кристаллизации. 9. Отделение кристаллов лактозы Для отделения кристаллов лактозы используются центрифуги различных видов, так называемые декантеры. Раствор кристаллической лактозы подается в декантер, где происходит отделение кристаллов лактозы от межкристальной жидкости (мелассы). Влажные кристаллы (содержание влаги до 10%) направляются на сушку или, в зависимости от качества готового продукта (в зависимости от категории лактозы – пищевая, фармакопейная), влажные кристаллы могут быть направлены на промывание водой и повторную декантацию или растворение, повторное сгущение, кристаллизацию и декантацию. 10. Распылительная сушка. Сушка влажных кристаллов лактозы осуществляется в специализированных сушилках с псевдосжиженным слоем. Влажность продукта на выходе их сушилки составляет 0,1–0,5%. При необходимости, полученные кристаллы перемалывают в порошок сразу после сушки и далее расфасовывают.
1.2. Области применения лактозы Основные потребители лактозы – компании по производству питательных смесей для животных и детского питания. Высокая ценность молочного сахара и доказанная польза для организма сделала его неотъемлемым ингредиентом в продуктах такого рода. В хлебопекарной отрасли лактоза также распространена, ее включают в большинство рецептур с целью улучшения характеристик и внешнего вида готовых изделий. Лактоза делает тесто более объемным и придает поверхности хлебобулочных изделий привлекательную корочку аппетитного золотистого оттенка. Кондитерские изделия не обходятся без лактозы в составе. Добытый из молока сахар положительным образом влияет на вкус продукции, подчеркивает естественные оттенки фруктов и ягод в мармеладах, желе и конфетах. Белый сахар может быть заменен молочным в существенной доле общего объема – примерно наполовину. Колбасы, сосиски, паштеты, другие мясные полуфабрикаты – в состав всех этих категорий продуктов производители добавляют лактозу. В этом случае она выступает в качестве стабилизирующего компонента – консистенция продуктов становится однороднее, а срок годности увеличивается. Сладость лактозы ко всему прочему смягчает и балансирует соленый вкус колбас. Добавляют лактозу и в алкогольные напитки. Она имеет разнонаправленной действие: улучшает вкус, делая его более приятным и менее резким, а еще устраняет негативные эффекты этилового спирта. Еще одно свойство лактозы – способность удерживать запахи – сделало ее основой для пищевых вкусо-ароматических добавок, без которых сегодня не обходятся самые разные категории товаров. Преимущества использования лактозы: · Экономическая выгода за счет увеличения объема продукции · Существенное улучшение потребительских характеристик продуктов · Возможность уменьшить расход сахара в рецептурах, а значит сделать продукты более диетическими · Увеличение питательности и биологической ценности · Увеличение срока хранения · Удобный формат порошка позволяет легко дозировать добавку · Не нуждается в особых условиях хранения и транспортировки. На сегодняшний день лактоза широко применяется в фармации как универсальный наполнитель в таблетках и порошках. Наполнители представляют собой вспомогательные вещества, которые не обуславливают фармакологического действия на организм человека. Кроме того, они улучшают свойства формы и иногда даже стабилизируют действующее вещество (пример с нитроглицерином и моногидратом лактозы).
| 
