为什么哺乳期的婴儿需要摄入乳糖?
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从进化和营养的角度来看,母乳是婴儿最理想的食物。世界卫生组织建议,婴儿出生后的前六个月应纯母乳喂养,六个月后开始添加辅食,继续母乳喂养至2岁或更长。乳糖被认为是人乳中最重要的宏量营养素,是人们研究最早的乳成分,也是影响人乳渗透压的主要成分。在所有哺乳动物的乳汁中,人乳和猴乳的乳糖含量最高。
乳糖是哺乳动物乳腺分泌的独特化合物,是哺乳动物乳汁的主要成分之一。它溶解在牛奶中。乳糖是牛奶中特有的糖,只存在于动物奶中。它几乎不存在于动物的其他组织中,尤其是植物界,只存在于连翘的花药中。其中,牛奶中的碳水化合物约为4.7%,其中99.8%以上是乳糖;人乳中的碳水化合物含量约为7%,其中90%为乳糖,其余主要为低聚糖(HMOs)1。此外,还发现除了少数寡糖外,母乳寡糖(HMOs)的还原糖末端都含有乳糖基团2,3。
乳糖被认为是人乳中最重要的宏量营养成分,是人们研究最早的乳成分,也是影响人乳渗透压的主要成分。乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖通过β-1,4-糖苷键连接而成,在小肠内被乳糖酶水解生成葡萄糖和半乳糖,作为重要的营养物质被吸收利用。葡萄糖是人体细胞的主要能量来源,半乳糖参与脑细胞和神经系统的发育,是糖脂的组成成分。乳糖及其发酵产物乳酸对钙和磷的吸收利用有重要作用。
乳糖作为一种天然碳水化合物,是动物进化过程中的早期选择。乳糖与蔗糖相比,具有甜味温和(仅为蔗糖的1/6-1/5)、渗透压低、吸收速度慢的特点。然而,它最显著的、也是最常被忽视的特点是,乳糖中含有一种前体物质,这种物质是天然产生的,有助于婴儿的身体生长和智力发育。乳糖是婴幼儿哺乳期间热能的主要来源。
乳糖用稀酸加热或在β-半乳糖苷酶的作用下水解生成葡萄糖和半乳糖。β-半乳糖苷酶学名,商品名乳糖酶。它能催化β-半乳糖苷化合物中β-半乳糖苷键的水解,并具有转半乳糖苷的功能。微生物来源很多,不同微生物来源的乳糖酶最适pH和温度也不同。由于最适pH不同,可分为酸性乳糖酶和中性乳糖酶两大类。酸性乳糖酶来源于黑曲霉、米曲霉等。中性乳糖酶来源于酵母、大肠杆菌等。
由于乳糖酶的转半乳糖苷作用,乳糖被乳糖酶水解时,实际上会产生一些低聚糖(如低聚半乳糖GOS)。
乳糖还可以被乳酸菌利用,乳酸菌分泌乳糖酶,乳糖酶作用于乳糖,将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖。乳酸菌产生的其他酶与葡萄糖和半乳糖反应,通过复杂的中间反应转化为乳酸类物质。
1.为身体提供能量
乳糖是婴儿出生后从牛奶中获得的第一批能量物质之一。人乳中的碳水化合物含量约为7%,其中90%是乳糖。前六个月,婴儿每天每公斤体重需要乳糖10-14克,6-12个月需要8-9克。牛奶中乳糖含量约为4.7%。这也是为什么以牛奶为基础的婴幼儿配方奶粉必须添加乳糖的一个基本原因。如果加入蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖等其他碳水化合物,会引起婴儿腹泻,明显增加肝肾负担。这也是为什么在婴幼儿配方乳粉的法规和标准中,乳糖是碳水化合物的首选,乳糖的含量必须占总碳水化合物的90%以上的原因。
调节肠道
乳糖在胃中不被水解,只有少量在小肠上部被吸收,在小肠末端,乳糖转化为乳酸,形成酸性环境。促进结肠药物中乳酸菌和双歧杆菌的生长,抑制其他有害细菌的繁殖。因此对维持肠道微生态平衡,防治小儿腹泻有很大作用。
乳糖造成的酸性环境阻止了嗜碱性腐败菌和酸过敏菌的生长,在肠道极低区域形成了促进嗜酸有益菌存活的环境。
3.促进肠道对钙、磷、锰等矿物质的吸收。
由于乳糖比其他糖类更难水解,在胃中停留时间长,因此有利于肠道微生物代谢乳糖产生有机酸(如乳酸),降低肠道内的pH值,提高钙盐的溶解性,促进钙、磷等矿物质的运输。动物实验表明,对于含有等量乳糖和葡萄糖的两种日粮,乳糖能显著提高磷、锰等矿物质的吸收率,增加钙磷在血液中的溶解度,加速钙进入骨骼,有助于骨骼质量的提高。
研究表明,纯活性钙在肠道的吸收率为62.59%,乳糖加钙的吸收率为87.33%。乳糖具有明显的促进钙吸收的作用。
4.参与身体的细胞组成和活动。
乳糖是糖蛋白和糖脂的成分,参与细胞的许多功能。牛奶中的低聚糖和糖蛋白是新生儿的抗感染剂,在感染初期能有效抑制细菌的生长。牛奶中含有的大量寡糖和糖蛋白可作为肠上皮细胞的受体类似物,与微生物结合,防止其粘附肠壁。因此,母乳喂养的婴儿在一个月内感染胃肠道和呼吸道疾病的可能性较小。
5.促进智力发展1
乳糖水解产生的半乳糖是大脑和神经组织中糖脂的成分,对婴儿的智力发育非常重要,能促进脑干的生长发育。粘多糖的产生可以促进大脑和神经组织的发育。科学证明,脑神经细胞糖脂、大脑灰质等脑组织中含有半乳糖。乳糖作为半乳糖的前体,一旦缺乏,就会形成幼虫智力低下或智力水平低下。
从乳糖对婴儿的生理作用可以看出,乳糖的营养功能室是独一无二的,是其他碳水化合物和其他营养素无法替代的。
乳糖进入体内后,首先被小肠内的总乳糖酶分解为葡萄糖和半乳糖,然后被小肠吸收。但如果人体内乳糖酶缺乏,大部分乳糖无法在小肠内分解进入结肠,在结肠内被细菌进一步代谢。乳糖在肠道内的代谢受多种因素影响,包括肠粘膜乳糖酶活性、进入肠道的乳糖量、胃排空率、肠道运行时间、肠道细菌发酵乳糖的能力、大肠对肠腔渗透压的代偿作用等。如果小肠内存在大量未稀释的乳糖,肠内渗透压就会升高,如果大肠不能恢复肠内渗透压,就会引起不适,甚至腹泻。
乳糖酶的代谢在人体中起着决定性的作用。乳糖酶缺乏会导致人体内乳糖代谢紊乱。关于乳糖代谢紊乱有三个常用术语。
乳糖酶缺乏症
是指人体小肠中能与小肠刷状缘绒毛细胞结合的乳糖酶数量不足或活性低。
乳糖不耐症(李)
是指小肠黏膜内乳糖酶缺乏,导致乳糖代谢紊乱而引起的腹胀、腹痛、腹泻、恶心、呕吐等现象。
乳糖吸收不良
是指由于小肠黏膜缺乏乳糖酶,仅阻碍个体对乳糖的吸收,而无明显临床症状的现象。
乳糖酶缺乏症(LD)按其病因可分为先天性乳糖酶缺乏症、原发性(成人)乳糖酶缺乏症和继发性乳糖酶缺乏症。
先天性乳糖酶缺乏症是出生时乳糖酶活性缺乏或低下,较为罕见,是一种常染色体隐性遗传病。
原发性乳糖酶缺乏是指乳糖酶活性随年龄增长而逐渐下降或消失,属于生理性乳糖酶下降。
继发性乳糖酶缺乏是指各种原因引起的暂时性乳糖酶活性低下,如感染性腹泻、肠道手术、免疫球蛋白缺乏、营养不良、腹部放射等。
综上所述,乳糖是哺乳期婴儿最重要的营养素之一,具有其他碳水化合物无法替代的营养和生理功能。对于各种原因引起的一过性继发性乳糖酶缺乏的婴儿,不建议用无乳糖配方产品代替其正常饮食。而是建议在正常饮食中补充乳糖酶。至于如何正确选择乳糖酶(酸性乳糖酶还是中性乳糖酶)?粉还是滴?.....)产品。可以参考《教你如何选择婴幼儿乳糖酶》和《酸性乳糖酶和中性乳糖酶的讨论》两篇科普文章,有详细的解读。8.9
参考资料:
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9爱贝营养。关于酸性乳糖酶和中性乳糖酶的讨论。知乎