摘要：乳糖和礦物質作為干酷和乳清蛋白濃縮物制作中伴隨產生的副產品，主要來源于乳蛋白分離后的超濾滲透液，在乳品廠中大多可免費得到，這是提升乳糖和礦物質價值的一個十分重要的經濟前提。本文將通過對乳糖和礦物質性質方面的分析，論述這兩種乳成分的價值及應用。

關鍵詞：乳糖酶；乳糖；乳糖衍生物；乳鈣；乳清鹽

乳糖是僅在哺乳類動物乳汁中才有的一種天然碳水化合物和前生化合物質，牛乳中的含量平均為47％，人乳中含量為6％～8％。乳糖可幾乎全部溶解于乳中，是乳中甜味的來源。乳糖的價值可通過水解作用得以提高，但通過改變乳糖結構，以阻止其在小腸內的吸收，可使其價值提升更多。目前，一些非吸收性的乳糖衍生物已經在醫藥行業和功能性食品中得到了實際應用。

乳清中含有大量的無機鹽，其產生的咸味是妨礙乳清應用的主要問題。現代膜分離技術，是實現乳清脫鹽的新方法，這不僅提高了乳清的應用性，而且獲得的乳清鹽作為一種天然無機鹽，在食品中應用具有極高的營養價值和經濟價值。

1 乳糖的性質

乳糖作為一種天然碳水化合物，是動物進化過程中的一種早期選擇，與蔗糖相比，具有較溫和的甜度（僅為蔗糖的20％～30％）、較低的滲透壓及較慢的吸收率等特點。但其最有意義的，又往往為人們所忽略的特點是天然產生的、有助于嬰兒身體成長及智力發育的第一種前生化合物質。

乳糖在小腸內經過乳糖酶的水解作用生成葡萄糖和半乳糖，并作為重要營養物質被吸收利用。葡萄糖是人體細胞的主要能源；半乳糖參與腦細胞及神經系統的發育，是構成糖脂質的成分；乳糖及其發酵產物——乳酸對于鈣、磷的吸收利用起著重要作用。

乳糖在小腸內的吸收依人體遺傳學特征的不同而不同，嬰兒體內的乳糖酶具有極高的活性，但母乳中乳糖含量特別高，以致于相當一部分乳糖在小腸內來不及吸收就直接進入大腸，在大腸菌的作用下發酵產生有機酸，大腸內容物被酸化，腐敗發酵被抑制，這種環境有助于腸的蠕動及有益菌——乳酸菌的生長。對大多數成年入而言，其體內乳糖酶的活性從童年時就已開始在小腸內逐漸喪失，直至成年后幾乎完全消失。當人體內乳糖酶缺乏或活性不足時，會發生乳糖不耐癥。乳糖不耐癥的發生率在亞洲和非洲為75％～100％，歐洲和美洲白人為5%～30％，是廣泛存在的世界性問題。

乳糖作為一種特殊糖主要用于嬰兒食品和糖果中。在歐洲市場上，乳糖的價格通常要比蔗糖低且經常變動，這是因為作為一種副產品，它的生產量主要由干酪和乳清蛋白濃縮物的市場控制，而不取決于乳糖的市場供求。

2  乳糖價值提升的方法

2.1 提高乳糖的吸收性

乳糖在乳糖酶的作用下會發生水解反應，水解后的乳糖（葡萄糖十半乳糖）與水解前相比，甜度增加，更易溶解和吸收。據此性質，乳糖不耐癥患者在飲用鮮奶的同時，可利用外源的乳糖酶制劑來提高乳糖的吸收性；另外，可通過選擇一些特殊的乳制品，扣水解牛奶、低乳糖奶粉、奶酪、冰激淋等，以易于乳的吸收。

2.2 降低乳糖的吸收性

我們可以通過提高乳糖的吸收性的方法來達到乳糖增值的目的；反之，如果通過改變乳糖的化學結構，使其吸收性降低，我們會發現乳糖的增值效果更大。乳精經異構化反應形成異構化乳糖，與氫化合形成乳糖醇，與氧化合形成乳糖醛酸，這些乳糖衍生物在小腸內不能被乳糖酶所水解，因而不能被人體所吸收。

異構化乳糖是目前世界上最流行的輕瀉劑，工業用異構化乳糖的市場價格要比乳糖高10倍以上，此外異構化乳糖還具有其他的醫學用途，如作為雙歧因子添加于嬰兒食品中。乳糖醇的生產也正處于增長階段，其應用性基本與異構化乳糖相同。

乳糖的吸收性也可利用乳糖酶的轉移酶性質來酶促降低。在乳或乳清這樣的稀釋水溶液中，乳糖酶首先裂解乳糖的葡萄糖部分，然后半乳糖苷酶復合物再與水結合形成半乳糖。而在乳糖濃度很高的溶液中，絕大部分半乳糖苷酶復合物是與孔糖、葡萄糖或半乳糖反應形成不同種類的半乳糖苷低聚糖，反應物中不僅含有單糖、雙糖而且還有三糖，如果應用色譜分離或納米技術將葡萄糖和半乳糖從低聚糖中分離出來，乳糖將轉化成一種非常易于吸收的葡萄糖——半乳糖混合物和一種不易吸收的半乳糖音低聚糖混合物。半乳糖音低聚糖已經進入了商業化生產階段，主要作為前生化合物用于嬰兒食品及其他食品中。

3  無機鹽

乳中的礦物質又稱無機鹽，通常以乳蒸發干燥、高溫灼燒后的灰分量來表示，牛乳中的含量平均為0.7％。它在人體構成上所占數量雖小，但卻是不可缺少的，如血液中的鈣質是構成骨髓和牙齒的主要材料，還可幫助血液凝固，維持正常的心肌活動；鎂是某些氧化還原酶、防酶、磷酸脂酶等的活性劑，并參與新陳代謝的合成和分解過程。此外，血紅素中的鐵、銅，甲狀腺素中的碘和胰島素中的鋅等都是維持生命不可缺少的物質。

無機鹽的另一個重要特點是，各種無機鹽之間只有在平衡狀態下才能維持身體的正常生理機能，如鈣和磷必須保持一定的比例關系才能正常構成骨骼；鉀與鈉按一定比例，才能維持體液的滲透壓以及體液的酸堿平衡。

此外，鹽類平衡對保持乳蛋白質體系的穩定性具有決定性的作用。組成乳中無機鹽的主要元素和化合物分布情況見表1。

表1  組成乳中無機鹽的主要元素的化合物

 3.1 乳鈣

從工藝角度講，乳中最重要的鹽（離子）是鈣，主要以磷酸鹽、醋酸鹽和檸檬酸鹽形式存在。牛奶中鈣含量為1200mg/L，大約30％是可溶性的，不溶性的鈣主要是與酪蛋白微粒相結合，或者以膠體磷酸鈣酪蛋白酸鈣形式存在。牛奶中含有的鈣，是人體補鈣的最佳來源。乳蛋白分離后超濾滲透液中含有的鈣離子，在熱處理時會在板式熱交換器表面形成磷酸鈣沉積，溶解性的磷酸鈣和檸檬酸鈣鹽轉變為不可溶解性鹽類，這在乳糖生產中是一個很棘手的難題，因為沉積的磷酸鈣不僅會對乳糖晶體造成細菌污染，而且還將降低乳精粉的純度。為了消除沉積磷酸鈣的影響，提高乳糖的品質，可通過人為因素的作用先使磷酸鈣在可控條件下進行沉降，再經分離、洗滌及干燥制成含30％鈣的乳鈣粉。作為一種新型的乳制品，因其本身就是一種天然乳成分，與其他添加劑類鈣鹽有著本質區別，在強化鈣的產品中具有相當可觀的市場。

乳鈣提取所用的原料主要為干酪加工后的乳清，其中尤以契達干酷的乳清最佳，因其含鈣量大約為酷蛋白和鄉村干酪乳清的3倍。乳鈣的制取工藝為：

乳清滲透液→磷酸鈣沉積→澄清（微濾）→粗乳鈣→沖洗→二次澄清／微濾→蒸發十干燥→乳鈣粉

3.2 乳清鹽類

乳中含有的酷蛋白可以有效地掩蓋無機鹽產生的咸味，而對于干酪乳清，由于缺少酪蛋白，其咸味就很易覺察。因此，對于食品中添加的乳清粉，加工時必須完全或至少部分地進行脫鹽處理。

納米過濾是一種全新的且又十分經濟的膜處理方法，其優點是可同時進行乳清的濃縮和脫鹽，不利的一面是其滲透液中含一定量的鹽類、有機酸、非蛋白氮化合物和乳糖等多組分成分，使廢水中產生一個很高的BOD值，而使納米過濾方法在乳清加工中的應用性受到限制。    濃縮后的乳清鹽液經噴霧干燥可制成乳清鹽粉，這種粉具有一個相當獨特的生理組成，即其鉀的含量遠大于納的含量，由于非蛋白氮化合物的存在，鉀的苦味得到了掩蓋，因而在許多產品中都將其作為一種天然無機鹽加以利用。乳清鹽的制取工藝為：

4  展望

膜分離技術的發展和應用，使我們可以將對蛋白分離后乳清中的營養物質即乳糖和無機鹽進行進一步的經濟回收，無論是乳清鹽粉還是乳鈣粉，雖然制取工藝復雜，加工成本高，但作為一類天然添加物質，如能再次用于干酪、奶油或其他乳制品的生產中，都將產生極大的經濟效益。

目前，國內乳糖的生產量極少，大部分依賴進口，這主要是由于國內干酪、酷蛋白的生產量極低，使生產乳糖的原料來源受到限制。相信隨著我國食品、醫藥工業的發展，其應用會越來越廣泛。