Лактулоза

Лактулоза утворюється шляхом ізомеризації лактози під час нагрівання молока і пропонується як аналітичний показник для відмінності UHT від стерилізованого молока (Clawin-Radecker et al., 1992);

Пов’язані терміни:

Лактоза
Інулін
Олігосахарид
Глюкоза
Вуглеводи
Psittaciformes
Голуби
Пребіотики
Біфідобактерії

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Том 1

Лактулоза

Лактулоза утворюється в результаті лужної ізомеризації лактози. Він стимулює ріст Lactobacillus bifidus у товстому кишечнику, який виконує ті самі функції, що і олігосахариди, тобто знижує рН товстої кишки і пригнічує ріст патогенних бактерій (Visser et al. 1988). Лактулоза широко використовується в лікарнях при хронічних запорах (Олександр 2002). Методи, розроблені для отримання кристалічних форм лактулози, поліпшили область застосування лактулози (Carobbi & Innocenti 1991; Dendene et al. 1995). Нові розробки у виробництві лактулози включають використання електромембранної ізомеризації з подальшою демінералізацією електродіалізом для отримання високих виходів лактулози з лактози (Evdokimov & Alieva 2004) .

Уповноважені заявки ЄС на здоров'я щодо активованого вугілля, лактулози та мелатоніну

16.3.4 Використання претензії

Лактулоза вказана в каталозі нових продуктів харчування ЄС як не нова в продуктах харчування, тобто вона є інгредієнтом, що підтверджує вживання їжі, і тому не забороняється використовувати її в їжі або харчовій добавці. Однак твердження суперечливе, оскільки в Європі лактулозу використовують як ліки для лікування запорів. Отже, неліцензовані продукти з лактулози, на які подана заявка, можуть вважатися представленими з лікувальною метою і, отже, розглядатися як лікарські засоби. Це може залежати від таких факторів, як спосіб представлення продукту, на кого він орієнтований, надана доза та сприйняття споживачами. Якщо, як відомо, лактулоза лікує запор, споживач може думати, що харчова добавка до лактулози або їжа, що містить лактулозу, може забезпечити та сама вигода.

Лактоза та олігосахариди | Лактоза: похідні

Лактулоза

Лактулоза (β-4'галактозилфруктоза) є ізомером лактози і була першим комерційно доступним похідним лактози. Відносна солодкість лактулози становить 0,6 порівняно з сахарозою. Лактулоза виробляється промисловим способом шляхом ізомеризації лактози через проміжний продукт 1,2-ендіолу. Під час нагрівання до лужного розчину до 70 ° C лактоза ізомеризується до рівноважної суміші 20–30% лактулози та 70–80% лактози. Борат або алюмінат зміщують рівновагу ізомеризації до 70–80% лактулози та запобігають термічному руйнуванню лактулози. Прямою аналогією ферментативному синтезу галакто-олігосахаридів, ферментативне вироблення лактулози досягається шляхом трансгалактозилювання з β-галактозидазами з використанням лактози як донора галактозилу та фруктози як акцептора галактозилу.

РН молока, 6,7, набагато нижче оптимальних умов для ізомеризації лактози до лактулози; тим не менше, від 0,5 до 3,5% лактози ізомеризується до лактулози під час обробки UHT або під час стерилізації молока. Тому концентрація лактулози в рідкому молоці може бути використана як показник інтенсивності теплової обробки молока.

На сьогоднішній день лактулоза не застосовувалася в харчових продуктах, але застосовується в дозі близько 10 г на добу -1 як проносне при лікуванні запорів. Більше того, лактулоза та лактитол використовуються при лікуванні хронічної печінкової енцефалопатії. Печінкова енцефалопатія (НЕ) - це нервово-психічний розлад, який може ускладнити дисфункцію печінки. Терапевтичне втручання спрямоване на зменшення вироблення аміаку в товстій кишці. Лактулоза та лактитол - це неперетравлювані вуглеводи, які ферментуються до коротколанцюгових жирних кислот у товстій кишці. В результаті модифікації мікробіоти товстої кишки на користь сахаролітичних бактерій, які виробляють низьку кількість аміаку, і зниження рН просвіту зменшують резорбцію аміаку з товстої кишки. Хоча користь лактулози або лактитолу сумнівна в порівнянні з прийомом антибіотиків, лактитол або лактулоза на рівні 30-110 г на добу -1 залишається стандартним методом лікування печінкової енцефалопатії.

Лактулоза гідролізується мікробними β-галактозидазами і швидко ферментується видами Bifidobacterium та іншими кишковими бактеріями. Дослідження на людях показали, що споживання лактулози на 4–10 г на добу -1 збільшує частку біфідобактерій у калових мікробіотах. Таким чином, лактулоза відповідає критеріям вуглеводів пребіотиків, які визначаються як неперетравлювані харчові інгредієнти, які вибірково стимулюють ріст або активність корисних кишкових бактерій. Деякі попередні докази користі для здоров’я, пов’язаної з ферментацією пребіотиків, особливо підвищеної адсорбції кальцію при споживанні лактулози та захисних ефектів при запальних захворюваннях кишечника, були надані дослідженнями на тваринах.

Аналітичні методи | Біосенсори

Лактулоза

Лактулоза (4- O-β- d -галактопіранозил- d -фруктофураноза) - це дисахарид d -галактози та d-фруктози, що утворюється з лактози (4-O-β- d -галактопіранозил-d-глюкопіранози) в молоці під час теплової обробки при надвисокій температурі (UHT). У процесі звичайної пастеризації лактулози утворюється дуже мало. Це робить його корисним показником інтенсивності термічної обробки. Молоко UHT зазвичай має вміст лактулози понад 500 мг л -1, тоді як пастеризоване молоко зазвичай містить -1 лактулози.

Електрохімічний біосенсор для лактулози в молоці використовує електрод з іммобілізованою фруктозодегідрогеназою (FDH) та β-галактозидазою на поверхні електрода. Продукт гідролізу лактулози, d -фруктоза, окислюється FDH, який одночасно відновлюється, а потім безпосередньо окислюється на електроді. LOD цього датчика становить 1,0 мкмоль л -1, а селективність щодо лактулози принаймні в 1000 разів вища, ніж для лактози.

ПРЕБІОТИКА | Типи

Лактулоза

Лактулоза (Galβ1-4Fru) - синтетичний дисахарид, що отримується з лактози шляхом хімічної ізомеризації в лужних умовах у присутності гідроксиду натрію та борної кислоти. Лактулоза також природним чином з’являється в термічно обробленому коров’ячому та людському молоці. Про утворення лактулози під час приготування лактози вперше було повідомлено в 1930 році. В історії пошуку факторів, що стимулюють ріст біфідобактерій (біфідусних факторів) у жіночому молоці, Петуелі описав лактулозу як фактор біфідусу в 1957 році. З тих пір існує велика кількість опубліковані звіти про вплив лактулози на мікрофлору кишечника, звички стільця, вироблення SCA, активність фекальних ферментів, фізіологію кишечника тощо. Лактулоза не гідролізується ферментами травлення людини і переважно використовується біфідо- та лактобактеріями, а також бактероїдами та деякими штамами клостридій та грампозитивних коків, що населяють кишечник людини. Згідно з цими великими дослідженнями, лактулоза в даний час широко використовується не тільки як харчова добавка, але і як препарат від запорів, печінкової енцефалопатії та сальмонельної інфекції.

Особливості печінкової енцефалопатії

7.2.2 Катартика

Лактулоза (бета-галактозидофруктоза) та лактитол (бета-галактозидосорбітол) - це нерассасывающиеся дисахариди, які використовуються в клінічному аналогічному порядку з середини 1970-х (останній недоступний у США). Їх кишкові мікроорганізми знищують до молочної кислоти та інших природних кислот.

Здається, лактулоза стримує вироблення аміаку в кишечнику різними інструментами. Перетворення лактулози в молочну та оцтову кислоти призводить до бродіння просвіту кишечника. 19 Це сприяє зміні солей, що пахнуть (NH3), на амоній (NH 4 +), що пояснюється результуючою відносною непроникністю мембрани; Частинки NH 4 + не проникають без зусиль, по цих лініях залишаючись захопленими в просвіті товстої кишки, і відбувається зменшення вмісту NH3 в плазмі. 19 Ферментація в кишечнику стримує аміагенні коліформні мікроскопічні організми, що спричиняє збільшення рівня неамоніагенних лактобактерій. 19 Лактулоза також заповнює як катарсичне, зменшуючи бактеріальне навантаження товстої кишки.

Висока кількість лактулози (наприклад, 30 мл q2–4 год) може регулюватися перорально або за допомогою носогастрального зонда пацієнтам, госпіталізованим з екстремальним ВІН. Лактулозу можна регулювати як клізму для пацієнтів, які нечутливі та непридатні приймати препарат всередину. Призначене дозування становить 300 мл лактулози на додаток до 700 мл води, що виконується як допоміжне очищення кишечника, як годинниковий механізм, як потрібно.

Лактулоза була предметом багатьох клінічних випробувань протягом приблизно чотирьох десятиліть. Численні невеликі випробування показали адекватність препарату у лікуванні ВІН. Суперечлива метаперевірка, розподілена в 2004 році, відмовила від цих випробувань та клінічних зустрічей більшості лікарів. 20 Під час опитування блискучих рандомізованих досліджень лактулоза не була більш привабливою, ніж підроблене лікування, для посилення побічних ефектів енцефалопатії. У випробуваннях, які протиставляли лактулозу антимікробним препаратам (наприклад, неоміцин, рифаксимін), лактулоза була справді посередньою порівняно з антибіотикотерапією.

Лактулозу досліджували у великих рандомізованих дослідженнях як допоміжну протидію проти переривчастої очевидної енцефалопатії. 20 У дослідженні Sharma та співавт. Пацієнтів, які одужували від печінкової енцефалопатії, рандомізували для отримання лактулози (n = 61) або лікування плацебо (n = 64). Протягом середнього спостереження 14 місяців 12 пацієнтів (19,6%) у складі лактулозного агрегату створили очевидний ВІН, як протиставлення, та 30 пацієнтам (46,8%) під час фальшивого лікування (P = .001). Творці припустили, що лактулоза належним чином зберігає повторення очевидного ВІН у пацієнтів з цирозом. 21

Неперетравні олігосахариди, отримані з лактози, та інші продукти з високою доданою вартістю

3.3.2 Лактулоза

Лактулоза була відома ще в ранніх роботах Монтгомері та Хадсона (1930), але саме після новаторської роботи Фрідріха Петуелі лактулоза вперше вважалася цікавою сполукою для модуляції мікробіоти кишечника у немовлят та поліпшення перистальтики кишечника людини. (Петуелі, 1957, 1963). За даними Playne and Crittenden (2009), лактулоза почала реалізовуватися в молоці для немовлят компанією Morinaga (Японія) в 1960 р. У ці перші дні лактулоза продавалась лише у форматі сиропу через її гігроскопічний характер та важку кристалізацію; порошок, отриманий розпилювальною сушкою, легко перетворювався на сироп (Nagasawa et al., 1971). З тих пір процеси виробництва лактулози постійно вдосконалюються шляхом розробки нових каталізаторів та посилених процесів очищення (Carobbi et al., 1985; Deya et al., 1991; Krumbholz and Dorscheid, 1991; Shimamura et al., 1993) . В даний час лактулоза продається у вигляді сиропу та у вигляді безводних кристалів.

Ринкова вартість лактулози, як і ринок ГСН, оцінювалась між 160 і 176 мільйонами доларів США у 2007 році та між 180 та 190 мільйонами доларів США у 2010 році (Paterson and Kellam, 2009). Нещодавно виробництво лактулози для медичних та фармацевтичних цілей оцінювалось у 12000 тонн на рік (Westhoff et al., 2014), що складає понад три чверті загального виробництва лактулози, призначеного для харчової промисловості. У таблиці 3.3 наведено еволюцію очікуваного глобального виробництва лактулози.

Таблиця 3.3. Орієнтовне глобальне виробництво лактулози

YearTons/YearReferences

1995 рік	20000	Сако та ін. (1999)
2004 рік	40000	Playne and Crittenden (2009)
2007 рік	30–40 000	Патерсон і Келлам (2009)
2009 рік	45000	Playne and Crittenden (2009)
2010 a	36 000–42 000	Патерсон і Келлам (2009)

У таблиці 3.4 представлені основні виробники лактулози. Протягом багатьох років ринок лактулози контролювався компаніями Solvay Pharmaceuticals та Morinaga Milk Industry, причому перша була в основному присвячена медичному застосуванню, а пізніше - харчовій промисловості (Playne and Crittenden, 2009). В даний час сценарій змінився, оскільки Solvay Pharmaceuticals продала свій підрозділ харчування Solactis, який зараз працює незалежно від Solactis (Starling, 2013).

Таблиця 3.4. Основні виробники лактулози

CompanyProduct (s) Мінімальний заявлений вміст GOS

Solactis (Франція)	Солактіс Порошок	74% мас./Вага
	Сироп Солактіс	52% на суху речовину
	Сироп Віталоа (корм для тварин)	66% мас./Об
	Порошок Vitaloa (корм для тварин)	74% мас./Вага
Fresenius Kabi (Австрія та Італія)	Лактулозна рідина стандарт	67% мас./Об
	Лактулозна рідина спеціальна	до 70% мас./об
	Очищений розчин лактулози	636–703 г/л
	Кристали лактулози	97% (мас.)
Іналько (Італія)	Кристали лактулози	-
Іналько (Італія)	Розчин лактулози (USP)	50%
DaniPharm (Данія)	Данілакс	67% мас./Об
Dephasaar Chem.-Pharm. Fabrik GmbH (Німеччина)	Лактулоза-MIP	65% мас./Об
Morinaga Milk Industry Co. (Японія та Німеччина)	MLS-50	50% мас./Об
Morinaga Milk Industry Co. (Японія та Німеччина)	MLC-A	98% мас./Об. (Ангідридна форма)

Пребіотики

Лактулоза

Лактулоза - це дисахарид кетози, хімічно відомий як 4- O-β- d -галактопіранозил-d-фруктоза. Ферментами, що використовуються для біокаталітичної продукції лактулози, є β-галактозидаза (EC 3.2.1.23) та β-глікозидаза (EC 3.2.1.21) - з використанням лактози та фруктози як субстрату. Він також може бути отриманий шляхом лужної ізомеризації лактози. Мікроорганізмами, що використовуються для виробництва лактулози, є Kluyveromyces lactis, Sulfolobus solfataricus, Arthrobacter sp., Pyrococcus furiosus та ін. Деякі комерційні препарати лактулози включають Duphalac, Bifiteral, Chronulac, Cephulac та ін. В основному він використовується як проносний засіб застосовувати для профілактики печінкової енцефалопатії.

Ферментативне виробництво лактулози

Анотація

Майбутні тенденції та заключні зауваження

8.4 Пребіотики, отримані з лактози: лактулоза

Лактулоза - це дисахарид, отриманий з лактози, основне застосування якого стосується лікування хронічних запорів та печінкової енцефалопатії. Однак його пребіотичний стан відкрив широкий спектр застосувань як функціональний інгредієнт здорової їжі, який зараз становить понад 70% від загального ринку лактулози, який, за оцінками, становить близько 50 000 тонн/рік. Лактулоза виробляється виключно шляхом хімічної ізомеризації лактози лужними каталізаторами, незважаючи на те, що це досить складний і малоспецифічний процес, що вимагає в якості субстрату чистої лактози і утворює небажані побічні продукти, такі як епілактоза, галактоза, тагатоза, ізосахаричні кислоти та кольорові сполуки. Подальша переробка є критично важливою і становить велику частину експлуатаційних витрат, оскільки для досягнення необхідної чистоти потрібно кілька етапів подальшої переробки, яка є високою у випадку фармацевтичного використання. Очищення здійснюється за допомогою різних хроматографічних операцій, з недоліком низької продуктивності та значного споживання води; також були оцінені надкритична екстракція вуглекислого газу та диференціальне осадження органічними розчинниками та боратами, хоча їх застосування на виробничому рівні є сумнівним.

Лактулоза визнана здебільшого як м’яке проносне у фармацевтичному секторі. Однак останніми роками його використання як функціонального інгредієнта в здорових продуктах харчування набуває все більшої важливості, і зараз воно є, принаймні кількісно, найважливішим його використанням. Ферментативний синтез лактулози, незважаючи на її потенційні переваги перед хімічним синтезом, поки не вважається зрілою технологією. Виробництво шляхом трансгалактозилювання фруктози з лактозою є варіантом для отримання пребіотичних сумішей лактулоза-ГСН, але не для отримання чистої лактози. Виробництво лактулози шляхом прямої ізомеризації лактози целобіозою 2-епімеразою повинно набувати промислового статусу у міру дозрівання технології та дотримання принципів зеленої хімії стає важливою проблемою. Аналіз затрат на такий ферментативний процес може пролити світло на можливість біокаталізу як надійної технології виробництва лактулози.