哺乳期婴幼儿为什么需要摄入乳糖

发表时间:2020-09-14 11:46作者:VIDI来源:仅益官网
作者:VIDI

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从进化、营养学等观点来看,母乳是婴儿最理想的食品,世界卫生组织推荐婴儿出生后最初的6个月内应纯母乳喂养,6个月后开始添加辅食并继续母乳喂养至2岁或更久。而乳糖被认为是人乳中宏量营养素的最主要成分,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【1】。在所有哺乳动物的乳汁中,人乳和猴乳的乳糖含量占比是最高的【6】。
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一.乳糖概述

乳糖(Lactose)是哺乳动物乳腺分泌的一种特有的化合物,是哺乳动物乳汁的主要成分之一,在乳中呈溶解状态,乳糖是乳液中特有的糖且仅存于动物乳汁中,在动物的其他组织中几乎不存在乳糖,在植物界中更是十分罕见,仅存在与连翘属的花药中。其中在牛乳中的碳水化合物约为4.7%,其中约99.8%以上为乳糖;在人乳中碳水化合物含量约为7%左右,其中90%为乳糖,其余主要为低聚糖(HMOs)【1】。且研究发现,除极个别低聚糖外,目前分析得到的母乳低聚糖(HMOs)的还原糖端都含有一个乳糖基【2,3】。

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乳糖被认为是人乳中宏量营养素的最主要成分,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【1】。乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖通过β-1,4-糖苷键链接而成,在小肠内经乳糖酶的水解作用生成葡萄糖和半乳糖,并作为重要营养物质被吸收利用。葡萄糖是人细胞的主要能源,半乳糖参与脑细胞及神经系统的发育,是构成糖脂质的成分。乳糖及其发酵产物乳酸对钙、磷的吸收利用起着重要作用。
作为一种天然碳水化合物,乳糖是动物进化过程中的一种早期选择,与蔗糖相比,它具有较温和的甜度(仅为蔗糖的1/6-1/5)、较低的渗透压及较慢的吸收率等特点。但其最有意义、又往往被人所忽略的特点是:乳糖含有天然产生的、有助于婴儿身体成长及智力发育的一种前体物质。在婴幼儿和哺乳动物幼崽的哺乳期,乳糖是其主要的热能来源【5】。

二.乳糖的水解
乳糖在稀酸加热的条件或β-半乳糖苷酶的作用下水解,生产葡萄糖和半乳糖。β-半乳糖苷酶为科学命名,其商品名为乳糖酶,它能催化β-半乳糖苷化合物中的β-半乳糖苷键水解,还具有转半乳糖苷的作用。其微生物来源很多,不同微生物来源的乳糖酶其最适pH值和温度也不同。因为最适pH的不同,可分为酸性乳糖酶和中性乳糖酶两个大类。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,乳糖在被乳糖酶水解时,实际上还会生产一些低聚糖(如低聚半乳糖GOS)。
乳糖也能够被乳酸菌利用,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类又与葡萄糖和半乳糖反应,通过复杂的中间反应把它们转化为以乳酸为主的物质。

三.乳糖对婴幼儿的生理功能性质
1.为机体提供能量
乳糖是婴儿出生后从乳汁中最先获得的能量物质之一,人乳中碳水化合物含量约为7%,其中90%为乳糖,婴儿在最初的6个月内,每公斤体重每天需要乳糖10-14克,6-12个月需要8-9克。而牛乳中乳糖含量约4.7%。这也是以牛乳为基料生产的婴配方奶粉中必须添加乳糖的一个基本原因。如果添加其他碳水化合物如蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖,则会引起婴儿腹泻明显加重其肝和肾的负担。这也是为什么婴儿配方奶粉的法规标准中为什么要求碳水化合物首选为乳糖,且乳糖的含量必须占总碳水化合物的90%以上的原因。

2.调理肠道
乳糖在胃中并不水解,仅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。在结肠内科促进乳酸菌和双歧杆菌的生长,而抑制其他有害细菌的繁殖。因此,对维持肠道内的微生态平衡、防治婴儿下痢有很大作用。
乳糖导致的酸性环境,阻止了嗜碱性腐败菌和酸过敏菌的生长,在肠道极其更低的区域内形成了促进嗜酸性有益菌生存的环境。

3.促进肠道内钙、磷和锰等矿物质的吸收
由于乳糖比其他的糖类难水解,在肠胃中滞留的时间较长,因而有益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,提高钙盐等的溶解性,促进钙、磷等矿物质的运输。有动物实验表明,对于含有相同数量乳糖、葡萄糖的两种饮食,乳糖可显著提高机体对磷和锰等矿物质的吸收率,增加钙、磷等在血液中的溶解度,使钙进入骨骼的速度加快,有助于骨骼质量的提高。
有研究显示,单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质吸收的功能【5】。

4.参与机体的细胞组成和细胞活动
乳糖是糖蛋白和糖脂的组成成分,参与细胞的多种功能。乳中的寡糖及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。乳中含有的大量寡糖和糖蛋白都能作为肠上皮细胞的受体类似物可与微生物结合防止其附着于肠壁。因此,母乳喂养的婴儿在一个月龄内,感染胃肠道和呼吸疾病的可能性小。

5.促进智力发育【1】
乳糖水解后生成的半乳糖是构成脑及神经组织的糖脂质的一种成分,对婴儿的智力发育非常重要,能促进脑干的生长发育。黏多糖的生成,能促进大脑和神经组织的发育。科学已经证明,在脑神经细胞的糖脂质和脑灰白质等大脑组织中都含有半乳糖。作为半乳糖的前体,一旦缺少乳糖就会形成幼体的智障或智力水平低下。
由上述乳糖对婴幼儿的生理功能可见,乳糖的营养功能是独特的,是其他碳水化合物和其他营养物质所无法替代的。

四.乳糖在人体内的代谢
乳糖进入机体后,首先会被小肠的乳糖酶分解为葡萄糖和半乳糖,随即被小肠吸收。但如果人体内乳糖酶缺乏,摄入乳糖后大部分不能在小肠内被分解而进入结肠,并进一步被结肠中的细菌代谢。乳糖在肠道内的代谢受多种因素的影响,除小肠粘膜的乳糖酶活性以外,还包括进入肠道内的乳糖量、胃排空速率、肠运转时间、肠道细菌发酵乳糖的能力,以及大肠对肠腔渗透压改变后的代偿作用。如果大量未被分解的乳糖存在于小肠内,使肠内渗透压增高,如果大肠不能代偿性地恢复肠内渗透压,就会引起机体出现不适症状,甚至导致腹泻。
乳糖酶在人体内的代谢起着决定性作用。乳糖酶缺乏会导致乳糖在人体内的代谢障碍。关于乳糖代谢障碍所使用的术语,常用的主要有以下三个。

乳糖酶缺乏(LD)
指的是在人体的小肠内,能与小肠刷状缘绒毛细胞相结合的乳糖酶数量不够或活性低下。
乳糖不耐受(LI)
指的是由于小肠粘膜缺乏乳糖酶,致使个体对乳糖的代谢产生障碍,而引起的以腹胀、腹痛、腹泻和恶心、呕吐为主要临床症状的现象。
乳糖吸收不良(LM)
指的是由于小肠粘膜缺乏乳糖酶,只引起个体对乳糖的吸收发生障碍而无明显临床症状的现象【5】。
而乳糖酶缺乏(LD)根据其发生原因可分为先天性乳糖酶缺乏、原发性(成人型)乳糖酶缺乏和继发性乳糖酶缺乏【7】。
先天性乳糖酶缺乏为出生时乳糖酶活性即缺乏或低下,此类罕见,是一种常染色体隐性遗传病。
原发性乳糖酶缺乏是指随年龄增长,乳糖酶活性逐渐下降或消失,属于生理性乳糖酶下降。

继发性乳糖酶缺乏是指由于各种原因致使小肠上皮细胞损伤而导致的暂时性乳糖酶活性低下,常见如感染性腹泻、肠道手术、免疫球蛋白缺乏症、营养不良、腹部放射性照射等。

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综上,乳糖是哺乳期婴幼儿最重要的营养成分之一,具有其他碳水化合物无法替代的营养和生理功能,对于因各种原因导致的短暂性的继发性乳糖酶缺乏的婴幼儿,不建议使用去乳糖配方产品替换其正常饮食。而是建议采用在正常饮食用补充乳糖酶的方式。至于如何正确选择乳糖酶(酸性乳糖酶or中性乳糖酶?粉剂or滴剂?....)产品。大家可以参阅《教你如何给婴幼儿选择乳糖酶》和《关于酸性乳糖酶和中性乳糖酶的探讨》这2篇科普文章,上面有详细的解读。【8.9】

参考文献:
【1】荫士安,等.人乳成分--存在形式、含量、功能、检测方法
【2】吴军林,林炜铁,等.低聚糖在婴幼儿食品中的应用.广州食品工业科技,2003,19:66-68
【3】孙建华,谢恩萍.母乳喂养与新生儿免疫,临床儿科杂志,2012,30:204-7.
【4】 Cederlund A,Kai-Larsen Y,Printz G,et al. Lactose in Human Breast Milk an Inducer of Innate Immunity with Implications for a Role in Intestinal Homeostasis. PloS one,2013,8: e53876
【5】赵新淮,张永忠,等.2007乳品化学.北京:科学出版社.
【6】张和平,张列兵,等.2005现代乳品工业手册.北京:中国轻工业出版社
【7】周立娜.乳糖酶缺乏.临床荟萃.2012,6:548-550
【8】爱贝营养.教你如何给婴幼儿选择乳糖酶.知乎
【9】爱贝营养.关于酸性乳糖酶和中性乳糖酶的探讨.知乎