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Lactose

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formule lactose.
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Molécule de lactose, décomposée par hydrolyse en glucose (2) et galactose (1).

Le lactose est un disaccharide formé par l'union d'une molécule de glucose et d'une autre de galactose . On l'appelle aussi sucre de lait, puisqu'il apparaît dans le lait des femelles de la plupart des mammifères dans une proportion variable entre 4 et 6 %.

Structure et propriétés chimiques

Plus précisément, sa structure est le β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose ; le carbone 1 du galactose (en configuration bêta) et le carbone 4 du glucose (les deux anomères du glucose, α ou β, peuvent former du lactose) interviennent dans la liaison . Lorsque la liaison se forme entre les deux monosaccharides , une molécule d'eau est libérée . De plus, ce composé possède un hydroxyle hémiacétal libre (dans le carbone 1 du glucose), qui donne lieu à la réaction de Benedict , c'est-à-dire qu'il s'agit d'un sucre réducteur.

Il cristallise avec une molécule d'eau d'hydratation, sa formule est donc : C 12 H 22 O 11 ·H 2 O, c'est pourquoi on peut aussi l'appeler lactose monohydraté. La masse molaire du lactose monohydraté est de 360,32  g / mol . La masse molaire du lactose anhydre est de 342,30 g/mol.

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Structure moléculaire de l'alpha lactose, déterminée par cristallographie aux rayons X.

Métabolisme

Sa synthèse est produite par l'action d'une galactosyl-transférase présente dans la glande mammaire, dont la spécificité est modifiée par la présence d'α - lactalbumine , qui est synthétisée spécifiquement en réponse à des signaux hormonaux déclenchant la lactation. Les mammifères qui ne synthétisent pas l'α-lactalbumine, comme les phoques, sécrètent du lait qui ne contient pas de lactose.

Le métabolisme du lactose a été largement étudié chez les bactéries lactiques , compte tenu de la pertinence économique de produits tels que le fromage et le yaourt qui résultent de la fermentation du lactose présent dans le lait. Le lactose peut être transporté par le système phosphotransférase de transport des sucres et métabolisé par la voie tagatose -6-phosphate ou encore par une perméase et métabolisé par la voie de Leloir .

Absorption et intolérance

Pour la bonne absorption du lactose, la présence dans l'intestin de l' enzyme lactase , une β-galactosidase, est nécessaire. Les mammifères cessent d'en produire après le premier stade de la vie, à l'exception d'une partie de la population humaine (et de certaines races de chats). Ces personnes sont tolérantes au lactose, puisque la consommation de lait représentait un avantage évolutif. Le lactose aide à l'absorption du calcium, permettant la minéralisation correcte des os, et a des effets prébiotiques qui profitent à la flore intestinale . [ 1 ]

Lorsque l'organisme n'est pas en mesure d'assimiler correctement le lactose, et selon la quantité consommée, divers symptômes d' intolérance au lactose peuvent apparaître , tels que douleurs abdominales, ballonnements, borborygmes , diarrhées , [ 2 ] [ 3 ]​ et notamment constipation et vomissements . [ 4 ] Cependant, la consommation de produits laitiers par les personnes intolérantes au lactose ne cause pas de dommages au tractus gastro-intestinal , mais se limite à ces symptômes transitoires. [ 5 ] Une grande partie des personnes qui pensent avoir une intolérance au lactose ne souffrent pas réellement de malabsorption du lactose, mais leurs symptômes sont dus à la présence de maladies non diagnostiquées (telles que la maladie cœliaque , les maladies inflammatoires de l'intestin ou la prolifération bactérienne ) [ 6 ] ou à une allergie au lait , particulièrement difficile à diagnostiquer lorsqu'elle n'est pas médiée par les IgE. [ 7 ] ​[ 8 ]​ Les personnes en bonne santé (sans maladie de l'intestin grêle) présentant un déficit primaire ou permanent en lactase peuvent consommer au moins 12 g de lactose à chaque repas (la quantité contenue dans une tasse de lait) sans ressentir aucun symptôme ou seulement légèrement symptômes, et cette tolérance s'améliore si le lait est consommé avec les repas, en choisissant du lait à faible teneur en lactose, en substituant du yaourt ou du fromage vieilli au lait, ou en prenant des suppléments de lactase. [ 6 ] ​[ 9 ] ​[ 10 ] ​[ 11 ]​ En outre, la consommation régulière de produits laitiers par les personnes souffrant d'un déficit primaire en lactase peut permettre une adaptation favorable des bactéries du côlon , qui peuvent aider à décomposer le lactose, permettant une tolérance progressive et maintenue au lactose. [ 9 ] ​[ 10 ]

Utilise

La saveur douce et les propriétés de manipulation facile ont conduit à l'utilisation du lactose comme support et stabilisant pour les arômes et les produits pharmaceutiques. [ 12 ] Le lactose n'est pas ajouté directement à de nombreux aliments car sa solubilité est inférieure à celle des autres sucres couramment utilisés dans les aliments. Les préparations pour nourrissons constituent une exception notable, où l'ajout de lactose est nécessaire pour correspondre à la composition du lait maternel.

Le lactose n'est pas fermenté par la plupart des levures lors du brassage, ce qui peut être mis à profit. [ 13 ] Par exemple, le lactose peut être utilisé pour adoucir la bière brune ; la bière qui en résulte est souvent appelée stout au lait ou stout à la crème.

Les levures appartenant au genre Kluyveromyces ont une application industrielle unique, car elles sont capables de fermenter le lactose pour la production d'éthanol. Le lactose restant dans le lactosérum est une source d'énergie alternative potentielle. [ 14 ]

L'industrie pharmaceutique est une autre utilisation importante du lactose. Le lactose est ajouté aux produits pharmaceutiques sous forme de comprimés et de gélules en tant qu'ingrédient en raison de ses propriétés physiques et fonctionnelles. [ 12 ] Pour des raisons similaires , il peut être utilisé pour diluer des drogues illicites telles que la cocaïne ou l' héroïne . [ 15 ]

Historique

Le premier isolement du lactose, réalisé par le physicien italien Fabrizio Bartoletti, a été publié en 1633. [ 16 ] En 1700, le pharmacien vénitien Lodovico Testi a publié une brochure contenant des recommandations sur l'utilisation du sucre du lait pour soulager, entre autres maux, les symptômes d'arthrite. [ 17 ] En 1715, la procédure de Testi pour la préparation du sucre de lait a été publiée par Antonio Vallinesri. [ 18 ] En 1780, Carl Wilhelm Scheele a identifié le lactose comme un hydrate de carbone. [ 19 ] ​[ 13 ]

En 1812, Heinrich Vogel a noté que l'un des produits d' hydrolyse du lactose était le glucose. [ 20 ] En 1856, Louis Pasteur cristallise l'autre composant du lactose, le galactose. [ 21 ] D'ici à 1894, Emil Fischer avait établi les configurations des monosaccharides composants. [ 22 ]

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Cristaux de lactose, vus sous lumière polarisée.

Voir aussi

Références

  1. ^ Grenov B, Briend A, Sangild PT, Thymann T, Rytter MH4, Hother AL, Mølgaard C4 Michaelsen KF (mars 2017). "Enfants sous-alimentés et lactose du lait" . Alimentation Nutr Bull (Revue) 37 (1): 85-99. PMID  26893059 . doi : 10.1177/0379572116629024 . 
  2. ↑ Deng, Y ; Misselwitz, B; Dai, N; Fox, M (18 septembre 2015). "Intolérance au lactose chez les adultes : mécanisme biologique et gestion de l'alimentation" . Nutriments 7 (9) : 8020-35. PMID  26393648 . doi : 10.3390/nu7095380 . 
  3. ↑ Vitoria, JC (janvier-juin 1999). "Intolérance au lactose" . Bol S Vasco-Nav Pediatr 33 : 18-23. Archivé de l'original le 30 novembre 2016 . Consulté le 4 avril 2017 . 
  4. ↑ L'Ordre de gauche, E ; Carabano Aguado, je ; Pelayo Garcia, FJ (juin 2011). "Situation actuelle de l'intolérance au lactose dans l'enfance" . Rev Pediatr Primary Care 13 (50): 271-8. ISSN  1139-7632 . 
  5. ↑ Heyman, MB ; Comité de la nutrition (septembre 2006). "L'intolérance au lactose chez les nourrissons, les enfants et les adolescents" . Pédiatrie 118 (3): 1279-86. PMID  16951027 . doi : 10.1542/peds.2006-1721 . 
  6. ↑ a b Suchy FJ, Brannon PM, Carpenter TO, Fernandez JR, Gilsanz V, Gould JB, Hall K, Hui SL, Lupton J, Mennella J, Miller NJ, Osganian SK, Sellmeyer DE, Wolf MA (24 février 2010) . "Déclaration de conférence de développement de consensus de NIH : L'intolérance au lactose et la santé" . NIH Consens State Sci Statements (Révision. Document de consensus médical.) 27 (2): 1-27. PMID  20186234 . 
  7. ^ Pal S, Woodford K, Kukuljan S, Ho S (2015-08-31). « Intolérance au lait, bêta-caséine et lactose » . Nutriments (révision) 7 (9): 7285-97. PMC  4586534 . PMID  26404362 . doi : 10.3390/nu7095339 . 
  8. ^ Crittenden RG1, Bennett LE (décembre 2005). « L'allergie au lait de vache : un trouble complexe » . J Am Coll Nutr (Review) 24 (6 Suppl): 582S-91S. PMID  16373958 . 
  9. ↑ a b Szilagyi A (13 août 2015). "Adaptation au lactose chez les personnes non persistantes à la lactase : effets sur l'intolérance et la relation entre la consommation de produits laitiers et l'évaluation des maladies" . Nutriments (révision) 7 (8): 6751-79. PMC  4555148 . PMID  26287234 . doi : 10.3390/nu7085309 . 
  10. ^ un b Silanikove N1, Leitner G2, Merin U3. (31 août 2015). « Les interrelations entre l'intolérance au lactose et l'industrie laitière moderne : perspectives mondiales dans les contextes évolutif et historique » . Nutriments (révision) 7 (9): 7312-31. PMC  4586535 . PMID  26404364 . doi : 10.3390/nu7095340 . 
  11. ↑ Byers KG, Savaiano DA (2005). "Le mythe de l'intolérance accrue au lactose chez les Afro-Américains" . J Am Coll Nutr (Review) 24 (6 Suppl): 569S-73S. PMID  16373956 . doi : 10.1080/07315724.2005.10719505 . 
  12. ^ un b Gerrit M. Westhoff, Ben FM Kuster, Michiel C. Heslinga, Hendrik Pluim, Marinus Verhage (2014). "Lactose et dérivés". Encyclopédie de chimie industrielle d'Ullmann . Wiley-VCH. pp. 1-9. ISBN  9783527306732 . doi : 10.1002/14356007.a15_107.pub2 . 
  13. ^ a b Linko, P (1982), "Lactose et Lactitol", dans Birch, GG & Parker, KJ, ed., Natural Sweeteners , Londres & New Jersey: Applied Science Publishers, pp. 109-132, ISBN  0-85334-997-5  .
  14. ^ Ling, Charles (2008). Du lactosérum à l'éthanol : un rôle de biocarburant pour les coopératives laitières ? (en anglais) .  .
  15. ↑ Rinaldi, R. ; Noir, F. ; Minutillo, A. (20 février 2020). "La menace pour la santé des nouveaux opioïdes synthétiques en tant qu'adultérants des drogues classiques d'abus" . La Clinique Thérapeutique 171 (2): 107-109. ISSN  1972-6007 . PMID  32141480 . doi : 10.7417/CT.2020.2198 . 
  16. ↑ Fabrizio Bartoletti, Methodus in dyspnoeam … [Procédure pour l'asthme … ], (Bologne ("Bononia"), (Italie) : Nicolò Tebaldini pour les héritiers d'Evangelista Dozza, 1633), p. 400. À partir de la page 400 : " Manna seri hæc. Destilla leni balnei calore serum lactis, donec in fundo vasis butyracea fœx subsideat, cui hærebit salina quædam substantia subalbida. Hanc curiose segrega, est enim sal seri essentiale ; seu nitrum, cujus causa nitrosum dicitut sérum, huicque tota abstergedi vis inest. Solve in aqua propria, & coagula. Opus repete, donec seri cremorem habeas sapore omnino mannam referem." (C'est la substance sucrée du lactosérum. Distillez doucement le lactosérum via un bain de chaleur jusqu'à ce que l'écume de beurre se dépose au fond du récipient, auquel le sel [c'est-à-dire le précipité] s'attache à une substance blanchâtre. Cette curieuse [substance une fois] séparée, est vraiment le sel essentiel du lactosérum ; ou, à cause de quoi le sel alcalin est appelé "sel alcalin du lactosérum", et toute la force [de vie] est expulsée. Dissolvez-le dans [sa] propre eau et coagulez. Répétez l'opération , jusqu'à ce que le lactosérum de la crème n'ait plus que le goût de la douceur restaurée.)
    En 1688, le médecin allemand Michael Ettmüller (1644–1683) réimprime la préparation de Bartoletti. Voir : Ettmüller, Michael, Opera Omnia … (Francfort-sur-le-Main ("Francofurtum ad Moenum"), [Allemagne] : Johann David Zunner, 1688), livre 2, page 163. Archivé le 09/11/2018 à la Wayback Machine . À partir de la page 163 : « Undd Bertholetus praeparat ex sero lactis remedium, quod vocat mannam S. [symbole alchimique du sel, salem] seri lactis vid. in Encyclopaed . p. 400. Praeparatio est haec : … » (D'où Bartoletti a préparé un médicament à partir lactosérum, qu'il appelait manne ou sel de lactosérum , voir dans [son] Encyclopédie [note : c'est une erreur ; la préparation est apparue dans la Méthode de Bartoletti dans dyspnée … ], p. 400. Voici la préparation : … )
  17. ^ Lodovico Testi, De novo Saccharo Lactis [Sur le nouveau sucre de lait] (Venise, (Italie): Hertz, 1700).
  18. ↑ Ludovico Testi (1715) "Saccharum lactis" (Sucre du lait), Academiae Caesareo-Leopoldinae naturae curiousum ephemerides , … , 3 : 69-79. La procédure a également été publiée dans Giornale de 'letterati d'Italia en 1715.
  19. ↑ Voir :
    • Carl Wilhelm Scheele (1780) "Om Mjölk och dess syra" (À propos du lait et de son acide), Kongliga Vetenskaps Academiens Nya Handlingar (New Proceedings of the Royal Academy of Science), 1 : 116-124. A partir de la page 116 : « Det år bekant, at Ko-mjölk innehåller Smör, Ost, Mjölk-såcker, … » (On sait que le lait de vache contient du beurre, du fromage, du lait-sucre, … )
    • Carl Wilhelm Scheele (1780) "Om Mjölk-Såcker-Syra" (Sur l'acide lait-sucre), Kongliga Vetenskaps Academiens Nya Handlingar (New Proceedings of the Royal Academy of Science), 1 : 269-275. À partir des pages 269-270 : "Mjölk-Såcker år et sal essentiale, som uti Mjölken finnes uplöst, och som, för dess sötaktiga smak skull, fått namn af såcker." (Le sucre du lait est un sel essentiel, qui se trouve dissous dans le lait, et qui, à cause de son goût sucré, porte le nom de "sucre".)
  20. ↑ Voir :
  21. ↑ Pasteur (1856) "Note sur le sucre de lait" , Comptes rendus , 42 : 347-351.
  22. ↑ Fischer a déterminé la configuration du glucose dans :
    • Emil Fischer (1891) "Ueber die Configuration des Traubenzuckers und seiner Isomeren" (Sur la configuration du sucre de raisin et de ses isomères), Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft , 24 : 1836-1845.
    • Emil Fischer (1891) "Ueber die Configuration des Traubenzuckers und seiner Isomeren. II" (Sur la configuration du sucre de raisin et de ses isomères), Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft , 24 : 2683-2687.
    Fischer a établi la configuration du galactose dans :
    • Emil Fischer et Robert S. Morrell (1894) "Ueber die Configuration der Rhamnose und Galactose" (Sur la configuration du rhamnose et du galactose), Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin , 27 : 382-394. La configuration du galactose apparaît à la page 385.

Liens externes

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