乳糖溶解度和理化性质

乳糖可溶于水，溶解度的大小取决于温度的高低。温度（T）升高时，溶解度增高。20℃时，乳糖的终末溶解度为：19g乳糖/100g水；当T升高到50℃，一样体积的水溶解乳糖44g；而T达到90℃时的溶解度为144g乳糖/100g水。乳糖在不同温度时的溶解度见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。同时，不同温度下，乳糖也能按表中所示溶液中α-和β-乳糖的这种比例进行结晶。β-乳糖的溶解性优于α-乳糖，二者比率约为2/3：1/3，温度升高时此比率几乎维持不变。T〈℃时，饱和乳糖溶液的固态成份为α-乳糖，T〉93.5℃时那么为β-乳糖。表1乳糖的终末溶解度溶解度：每100克水中溶解的乳糖g数温度（℃）α-乳糖β-乳糖合计0571210691520712193010152540132033501726436024355970324678804361104906084144乳糖较其他糖类的溶解性差，尽管温度升高时这种不同变小，但温度达到100℃时，其溶解度仍然仅为蔗糖的1/3。不同温度下乳糖与蔗糖溶解度的比较见表2。表2乳糖和蔗糖的溶解度溶解度：每100g水溶解的g数温度（℃）乳糖蔗糖01217915171972522211403323880104362100158487在大多数实际应用中，乳糖较少单独利用，通常与其他糖类联合运用。混合性糖水溶液中所含其他糖类对乳糖溶解度的阻碍如表3所示。表3数据显示蔗糖可降低乳糖的溶解度。含40％蔗糖混合液中，随着溶液温度升高，乳糖溶解度下降20-30％；含70％蔗糖混合液中，随着溶液温度升高，乳糖溶解度下降40-60％。表3蔗糖溶液中乳糖的溶解度木糖100葡萄糖69乳醇60山梨糖48甘露醇45麦芽糖35乳糖25表4相对甜度棉子糖（蜜三糖）22糖精50，000环己氨磺酸盐3，500含97％乳糖、1％环己氨磺酸盐和2％糖精的混合剂的甜度与蔗糖相当。实际上，以上提供的各种糖类的相对甜度并不是一成不变的，而是受许多因素的影响，包括温度、化学构象和浓度。例如，随着浓度的升高，这种相对甜度也增加。表5数据显示了各种糖类在相同甜度下的不同溶度。从表5中可看出，随着浓度的升高，乳糖甜度增加的幅度要高于其他糖类。表5浓度对相对甜度的影响等甜度下的浓度百分率蔗糖果糖葡萄糖乳糖熔点各类糖类的熔点见表6。与其他糖类相较，α-和β-乳糖的熔点相对较高。表6各种糖类的熔点糖类名称熔点（℃）α-乳糖202β-乳糖252半乳糖167蔗糖160－186葡萄糖146果糖（左旋糖）102－104麦芽糖102－103结晶操纵与其他糖类结合时，乳糖可改变其他糖类的结晶行为。为此，乳糖常被用来操纵结晶进程。乳糖浓度增高对蔗糖的结晶行为阻碍较大。一样情形下，蔗糖能快速结晶成较大的晶体颗粒，但这些颗粒易彼此粘连而结块，最终生成一种坚硬而粗糙的结构。随着乳糖的加入，二者的结晶体均变的较小，且蔗糖晶体彼此粘连成块的趋势减弱。由于乳糖的这种阻碍，可幸免两种结晶体的大块生成，而形成一种更细软、更滑腻的微小晶体。因此，通过改变乳糖浓度、乳糖的添加量和搅拌速度，可操纵结晶进程，生成不同粗细程度的晶体。蛋白质的稳固性许多情形下，乳糖是用于维持酪蛋白复合物稳固性的必需品。喷雾干燥时，乳糖可爱惜酪蛋白复合物在乳中的溶解度。缺乏乳糖时，由于酪蛋白复合物不稳固，易分解，致使其含量约减少1/2，而补充乳糖时其含量恢复。一样，乳糖可拮抗加热对蛋白质稳固性的阻碍，为此，它可用于维持许多干酶制剂的生物学活性。吸湿性乳糖在空气中很稳固，长时刻放置不易吸收水分，吸湿性较弱。而其他糖类如葡萄糖、果糖和蔗糖，随着湿度的增加及放置时刻的延长，吸湿性增强。各类糖类的相对吸湿性见表7。表7相对吸湿性20℃时的吸湿量（％）糖类名浓度为60％，1浓度为60％，9浓度为100％，25称小时天天纤维素乳糖麦芽糖葡萄糖果糖蔗糖依照α乳糖不吸湿且流动性好的特性，它可用做粉状食物生产中理想的色素吸附分散剂，而且是片剂较理想的赋形剂（或填充剂）。速食物生产时也可用乳糖来增加粉状食物的分散程度，此工艺包括乳糖添加、喷雾干燥，和随后的吸湿和再干燥。矫味和着色乳糖具有吸收或吸附的特性，可用于芳香矫味和着色。专门值得一提的是，乳糖具有较好的香味结合能力，能维持挥发性香料的香味，因此，经常使用来增强天然香味。乳糖本身甜度相对较低，对所吸附的香味可不能造成干扰，因此，他可用做许多调味品和挥发性香料的理想载体及扩散剂。同其他糖类相较，乳糖溶解缓慢。与之混合，可使所吸附的香料及色素取得更好散布。一样，乳糖还可促使其他溶解性较好的糖类在溶液中均匀分散，使之浓度达到均衡。还原特性乳糖是一种还原性双糖，可与蛋白质、肽和氨基酸发生Malllard反映，生成一种香味极浓的棕黄色产物（类黑素），这种情形较常见于焙烤食物。另外，在加热情形下，乳糖也可通过焦糖化作用为焙烤食物增强香味及着色。选择性发酵在许多发酵进程中，可选用乳糖作为其中所需的糖类。这些发酵可见于酵母素（可罗非菌属样菌）、酒精（酵母菌）、乳糖（乳杆菌）、青霉素、类固醇、有机酸、维生素和永生因子的生产中。但是，乳糖并非可广为发酵，例如它不能被啤酒酵母所利用。因此，焙烤食物时，乳糖能始终发挥其着色和改善乳化的功效，并降低储藏期间的褪色。一样，因不被发酵，且消费者同意程度高，乳糖也用于啤酒生产。营养及生理特性绝对吸收率乳糖是一种由葡萄糖和半乳糖组成的双糖，在小肠中有乳糖酶水解。乳糖酶是一种特异性较强的小肠β-半乳糖苷酶，仅对乳糖起作用，要紧散布于空肠及小肠的第二个要紧肠断。乳糖酶将乳糖分解成两种单糖组分吸收入血，并在肝脏代谢。尽管葡萄糖和半乳糖是工业用糖中能被机体快速吸收的其中两种单糖，但乳糖本身也能以必然速度被机体缓慢吸收，吸收率约为蔗糖的1/2。与葡萄糖或其他单糖对机体能量的快速补充相较，乳糖在小肠缓慢水解成葡萄糖和半乳糖的结果，使得葡萄糖的这种缓慢释放与吸收给机体带来持续的能量供给。乳糖的另一种单糖成份半乳糖也具有必然的生理特性，如作为一种所谓的“结构糖”，它可用于脑、粘液和其他机体组织的生长和修复。另外，乳糖还可增进机体对必需氨基酸的吸收，以知足肌肉生成对氨基酸的需要并维持抗体代谢平稳。由于乳糖在机体被缓慢水解吸收，使血糖水平不至于急剧上升，这一点对糖尿病患者来说尤为有利。另外，乳糖用做促消化剂缓和泄剂已有连年，它是肠内菌丛中乳杆菌的一种营养素，可避免人肠中促腐败作用细菌的过快繁衍，抑制肠内腐败物的生成。同其他食品一样并不是所有人都适合用乳糖。如有些人小肠内缺乏乳糖酶，导致乳糖在小肠内不被消化吸收。未吸收的乳糖经细菌作用变成乳酸，导致发酵，引起一些胃肠症状的发生，如腹胀、肠痉挛腹泻等。此时，需要对两种情况加以鉴别。其一，由于机体缺乏乳糖酶导致先天性吸收乳糖不能；其二，由于机体摄入乳产品过少，体内乳糖酶含量减低，从而导致机体对乳糖的耐受性下降。正确区分以上两种情况非常重要。对乳糖的耐受性在不同的人群中差异很大；在非欧洲人群，特别是非洲和亚洲，婴儿断母乳后，可能由于对乳产品的消化能力较差，体内产生乳糖酶的能力下降，导致机体对乳糖不易耐受，值得一提的是，在全球乳产品的使用日益广泛的今天，乳糖的这种不耐受性经常被加以夸大化。促进钙的吸收乳糖与钙形成可溶性复合物，避免由于不溶致使消化不良所造成的营养丢失。钙是青青年骨骼和牙齿所必需的成份。乳糖也有利于维持血液中适合的钙、磷、镁比率，避免精神萎靡不振。保护牙齿乳糖不引发牙斑，且通过增进钙的吸收避免龋齿形成，并增进牙釉质再生。通过口腔中某种细菌的作用，使牙釉质脱钙，牙齿间遗留的食物残物残渣生成有机酸。这些酸是牙斑的成分，牙斑是蔗糖粘附于牙釉质而形成的一种固态菌衣。不同的糖类经细菌作用生成的酸的pH值不同。pH值越低，牙釉质脱钙对牙质造成的危害就越大。已有研究表明，由乳糖生成的乳酸使牙斑与牙表血之间的pH值降低的程度较小，而由蔗糖、葡萄糖和果糖生成的酸导致这种pH值下降的程度相对较高。参考文献：C·W·AbbotSouthAfricaJournalofDairyTechnology(1993)D·J·AshFoodProductionDevelopment(6)85(1976)P·Chariey&P·Saltman“ChelationofCalclumbyLactose-ItsRoleinTransportMechanisms”Science139·(1963)“PresentandPotentialUsesForLactoseandsomeLactose”inFoodTechnologyinAustralia,Feb.1978E·O·WhittierJournalofDairyScience(1944)应用根据乳糖的不同特性，它可在许多方面得到应用。以下根据乳糖的不同特性及相应的应用领域，概述了它的其中一些用途。这些应用在下面的章节中将有更详细的描述。需要注意的是，跟其他大多数活性成分和中间体一样，乳糖的利用依赖于复合物组分间的相互作用和加工程序。故在此仅可能简述利用了乳糖的某种特定用处的各类产品。乳糖的应用特性应用婴幼儿乳产品营养—乳汁的天然组分—促进钙的吸收乳产品（均衡—保护牙齿—缓泄剂剂）冰激凌糖果水解缓释—对机体持续的能量供应（葡萄糖）能量食品糖—促进组织生长修复（半乳糖）—控制血糖尿病食品水平缓慢上升糖果果酱和甜度低—增加固体成分总量—增加粘度糖浆浓缩果汁—改善组织结构果陷人造甜味剂糖果含糖浓结晶调节—调整结晶行为—形成微细晶缩乳产品冰激体—改善组织结构密度（坚固性）凌蛋白质的稳定性—保护其溶解度—拮抗干制乳产品加热对稳定性的影响干制酶片剂赋形剂（制吸湿性低—不吸湿—流动性好药）粉状食品—食品添加剂—分散剂—易造模速食粉矫味和着色增强香味及着色—保持易发挥之香味—增强乳产品加工内在或天然香味食品浓缩果汁焙烤食品糖还原特性—Malllard棕色反应—焦糖化作用果微波棕色效应乳化剂—焙烤食品冰固水作用—延长保质期—嫩花作用—助混剂激凌青霉素焙烤选择性发酵—糖类供应—不被啤酒酵母利用食物饮料制药中的应用背景乳糖在制药行业中已使用多年，在药物制剂领域中的应用是它其中的一种主要用途。片剂生产中，在一定量的药物中加入一种赋形剂，以增加片剂的重量和体积，是常见的一种工艺过程。加入的这种赋形剂应是具有一定流动性并使混合物能顺利流进模孔形成片剂的无害物质。此外，片剂生产中，也可加入润滑剂如硬脂酸镁和助流剂或抗粘剂如滑石粉，使混合物可直接压片或制粒以增加流动性。为制成更好的颗粒，也可加入粘合剂如聚乙烯砒咯烷酮；同时，加入崩解剂可促进片剂在体内崩解溶解。乳糖是片剂和胶囊制剂生产中所需的重要物料，“WYNDALE”（USP/BP：美国药典/英国药典，下同）乳糖已入美国、英国和所有其他（国家）药典。乳糖的适用性乳糖是根据乳糖的物理结构，片剂生产中，用它来改善片剂和胶囊剂化合物的流动性，使模孔得到均匀填充，并可能提高生产速率。乳糖用于重压片、制粒或直接压片中有助于生产出质量优良的片剂。由于乳糖纯白无味，它也用于皮下注射用制剂的生产。此外，根据它的吸附和吸收性能，在片剂生产中，可用来控制矫味和着色。由于乳糖易于掌握控制，且能提高抗生素的产量，在大多数发酵介质中，乳糖是其中所需糖类的首选。制片片剂，特别是医药、营养和治疗用片剂生产中较常选用的糖类，能溶于水，无臭。根据其吸附和吸收的特点，还可用做芳香矫味剂和着色剂以增强或控制片剂的芳香和着色。乳糖在空气中具有高度稳定性，可长期贮藏，易于操作掌握，且与大多数活性药物成分不起作用。药用片剂的形状一样为表面凸起的圆盘状，通太高效压制而成（与那些球形且经滚压制成的药丸相较较而言）。关于特定的一种成份在受到挤压时为何能形成一种紧密结合的凝聚体，目前尚无靠得住理论支持，而如何来预测一特定成份在受到挤压时的行为也没有合理的理论基础，这一切均需要通过必然的实验手腕来进行研究。乳糖紧缩成型性好，且具有必然流动性，使之较易流入压片机的冲模。片剂的生产方法较多，可将活性成分直接压片，也可添加一些赋形剂，如填充剂、粘合剂、润滑剂。下面介绍片剂的三种主要生产方法。（一）湿法制粒压片关于一样制片压力下不能滑动的晶体物料，需要加入粘合剂产生足够强度的粘性，以利于制粒和压片。这些粘合剂常以液体形式添加到要紧活性成份与填充剂的混合物中，制成软料。以后经制粒、干燥形成整粒。这些颗粒具有必然大小和形状，可在粘合处变形以生产出符合人们用意的片剂。在湿法制片中，常在颗粒中添加疏水性润滑剂如硬脂酸盐，以助于片剂从冲模中完整推出，并防止边缘粗糙不光洁和帽状形成。尽管湿法制片方法简单而成本较高，但几乎所有片剂生产厂商均首选这种湿法制粒压片法。筛眼通过100或200目的所有等级乳糖可用于这种片剂生产。（二）二次压片或重压法又称大片法。片剂生产中，为处置可滑动但流动性较差的小型晶体物料，制片前，常先将物料粉末在较强压力下压成大片，这种方式即为重压法或称之为成丸加工进程。然后，将取得的重压片粉碎成颗粒，这些颗粒结构紧密且可适当滑动，具有必然流动性。制药工业中晶体物料所占的比例大小应有必然限制，既能保证滑动，且经重压片进程后能最终用做制片。（三）直接压片法即片剂在两冲间的直接挤压。该方式在片压前除对冲模内疏松填充的大量小型晶体粉末进行简单混合外，并无其他加工进程。当上冲下降，并与表面的晶体粉末接触时，粉末在模上面摆动以增强密度，同时，其中可移动或已变形的晶体颗粒填满冲模。当采纳最大压力时，可取得一种接近初晶体密度的凝聚体。压片机有单冲压片机和旋转式压片机，后者有16～50冲的多种型号，冲以每分钟5000多片的旋转速度向周围传动。在高速操作中，很难做到使粉末尽快地落入冲模，需赋予一定力量推动。此阶段中，物料的可压缩性比流动性变得更重要。当物料混合物不需制粒或重压而直接压片时，实际上降低了片剂生产成本。适用于直接压片的乳糖已得到开发。乳糖在胶囊制剂生产中的应用乳糖在胶囊制剂的生产中可用来改善要紧活性成份的流动性，使模孔填充均匀，并可能提高生产效率。乳糖在皮下注射制剂生产中的应用乳糖的水溶液清亮透明，且不与活性药物成份起作用，它可用于皮下注射制剂的生产。活性胺除外，缘故是乳糖中可能含有的杂质5-羟甲基-糠醛能与胺类化合物起Malllard反映而生成一种棕黄色产物。包衣此过程较常使用乳糖，可确保包衣制作均匀。