Fremstilling af laktosefri mælk | Rapport

Side 1

Lactose-fri mælk

Biologi rapport 2b

Lactase forsøg 1

Formål:

Formålet med dette forsøg er ved brugen af lactase, at fremstille lactosefri mælk ved hydrolyse.

Teori:

Ikke alle mennesker kan tåle lactose-indholdigt mælk, derfor fremstilles der i dag lactosefri mælk. Det fremstilles ved brugen af enzymet lactase, som alle ikke-lactose-intolerante selv danner. Alle nyfødte børn er udstyret med høj aktivitet af et enzym laktase i tyndtarmens slimhinde. I laktosefri mælk tilsættes enzymet lactase der gør at mælkesukkeret spaltes til mindre enheder og derved bedre optages i tarmen.

Ved laktose-malabsorption er det ikke proteinerne i mælken man er allergisk over, men mælkesukker laktose. Laktose-malabsorption kaldes også laktose-intolerans.

Hvis man er laktose-intolerant kan man få diaré, fordi man ikke kan optage mælkesukker fra mave- tarmkanalen. Mælkesukker vil derfor gære i tarmen og forårsage mavesmerter, diaré og oppustethed.

Mælkesukker (laktose) er en sukkertype, der findes i mælk. For at mælkesukkeret kan optages i tyndtarmen, skal det spaltes i to dele. I tyndtarmens slimhinde findes et enzym (laktase), der er ansvarlig for denne spaltning. Hvis mælkesukkeret ikke optages, binder det vand, hvilket giver diaré. Mælkesukkeret forsætter uspaltet ned til tyktarmen, hvor det forbrændes af tarmbakterierne. Denne forbrænding fører til udvikling af luft, og det giver maverumlen og prutter. Alle børn har særdeles god evne til at optage mælkesukker. I løbet af opvæksten nedsættes denne evne. Det meste STX 2.g mælkesukker, men hovedparten af jordens voksne befolkning har rent faktisk mælkesukker-intolerans. Personer med store tarmoperationer, mavesæksoperationer eller tyndtarmssygdom har ofte laktoseintolerans.

Laktose er et disakkarid opbygget af to monosakkarider, glukose og galaktose. Den kemiske sammensætning er C H O. Evnen til at metabolisere laktose ses kun hos

12 22 11 nogle voksne, især f.eks. nordlige europæere og visse østafrikanere. Evnen skyldes genetiske mutationer, der højst sandsynlig er opstået i forbindelse med husdyrbrug med køer. Da man ikke har kunnet finde mutationen i DNA fra arkæologiske fund

Side 2

Lactase forsøg 2 mener man, at individer der kunne tåle mælk har haft en bedre overlevelseschance, og derfor har mutationen spredt sig fra at være sjælden til at være udbredt i store dele af befolkningen. Det enzym, der sørger for metaboliseringen kaldes laktase-florizin hydrolase.

Materialer:

Lactase.

Natrium-alginat opløsning.

Calcium-chlorid opløsning.

Mælk (ikke UHT-behandlet)

Glukose-teststrips.

Små gaze-stykker. (grøn)

Engangssprøjter uden nål.

Plastic-slange.

Klemskrue.

Stativ.

Bægerglas.

The-si

Forsøgets udførelse: vi lagde ud med at blande lactase enzymet med 2% natriumalginats opløsning.

Derefter hældes calciumchloridopløsning i et bægerglas, og med en pipette tilsættes

natriumalginat/lactase-blandningen dråbevist. Der hældes natriumalginatopløsning i et

bægerglas hvor der efterfølgende tilsættes blå frugtfarve og lactase. Der tilføres et gaze-stykke i en plastsprøjte. Blandingen hældes i og væsken hældes fra ved hjælp af the-sien, så kun kuglerne er tilbage. Mælk hældes oveni og gennemløber med en

hastighed på ca. 2 dråber/sek. Vi Undersøgte til sidst med en glukosestick om der var

dannet glukose.

Side 3

Lactase forsøg 3

Resultater:

Glucoseindhold i % (negativ) mælk

Glucoseindhold Høj (positiv) efter passage gennem kolonnen

Start | Temperatur (°C) | PH | Smag 1-10 | Glucosemåling
Gruppe 1 | 18 °C | 7 | 5 | 0
Gruppe 1 slut | 2 gange | 7 | 5-5-5 | 0-lav

gennemløb

Analyse af resultater:

Forsøget stemmer overens med vores forventede resultater. Vi ser at der ikke findes glukose i lactose-indholdigt mælk. Det skyldes at glukose er bundet sammen med galactose, og det danner molekylet lactose. Lactasen spalter lactosen til galactose og glukose. Denne proces kaldes hydrolyse. Derved kan vi se at lactosefri mælk indeholder glukose.

Fejlkilder:

Forsøget var en succes, men mulige fejlkilder kan være:

• Mælken ikke har en temperatur på mindst stuetemperatur og helst 30-35 grader.

• Fejl læsning af glukosestick, hvis man ikke har afmålt efter 10 sekunder.

Side 4

Lactase forsøg 4

Konklusion:

Forsøget blev udført vellykket. Vi så at enzymet lactase kunne spalte lactose, og at glukose findes i lactosefri mælk. Derved er lactosen spaltet og lactose-intolerante kan uden problemer drikke det.

• Understående Spørgsmål. Henviser til rapportvejledningen.

•

1. Reaktionsligning, der viser spaltningen af laktose.

- Som vi kan se på ovenstående billede, bliver laktose spaltet til sukkermolekylerne (disakkariderne), galaktose og glukose ved hjælp af enzymet laktase og vand (H O).

2

2. Relevant teoretisk baggrund på mælk og mælkesukker.

- Laktose er et kulhydrat, der findes naturligt i mælk. Laktose kaldes også mælkesukker. Flere mennesker kan ikke tåle laktose, og kan derfor ikke tåle mælk. De får ondt i maven, fordøjelsesproblemer, oppustethed og måske diarré, hvis de indtager mælkeprodukter.

Nogle kalder det mælkeallergi, men det korrekte ord er: Laktose-intolerans. Kan man tåle mælk, er det fordi man naturligt kan spalte laktosen. Vi får hjælp af et enzym i tyndtarmen, der hedder laktase.

Men har man ikke har tilstrækkeligt af dette enzym, får man problemer med mælkeprodukter. Problemet er særlig udbredt i asiatiske lande.

3. Hvad kaldes processen.

- Processen hvor spaltningen under vand foregår kaldes for hydrolyse.

4. Hvad hedder hovedgruppen af enzymer, som katalyserer processen.

Hydrolase er et enzym der fremmer processen hydrolyse. Hydrolase er en klasse af enzymer, som katalyserer overførsel af vand (H O) til et

2 molekyle.

Side 5

Lactase forsøg 5

5. sammenhængen mellem enzymaktivitet og henholdsvis temperatur og pH værdi.

- Fra fysikkens verden, ved vi at molekyler bevæger sig hurtigere jo varmere omgivelserne bliver. Det betyder at enzymer vil bevæge sig hurtigere med stigende temperatur, og chancen for at de "støder" ind i hinanden vil dermed stige. Resultatet er at enzymaktiviteten og stofomdannelsen, stiger med stigende temperaturer. For hver gang temperaturen stiger 10°C øges enzymaktiviteten 2-3 gange. Det gælder kun op til en bestemt temperatur, kaldet optimum temperaturen. Her er enzymaktiviteten optimal. Stiger temperaturen yderligere falder enzymaktiviteten drastisk. Det skyldes at den rumlige struktur af enzymets proteindel ændres på en sådan måde at enzymets ikke virker ordentligt.

Det kaldes en denaturering. For de fleste enzymer ligger optimum temperaturen omkring kropstemperaturen.

- Et enzym virker bedst ved en bestemt pH. Under og over det bestemte pH optimum vil enzymaktiviteten være lavere. Det er grundet at pH påvirker enzymets proteindel. Ladningen blandt aminosyrernes syrebase grupper ændres og derved forstyrres de ion-bindinger, der er med til at opretholde enzymets rumlige struktur. Jo længere væk fra enzymets optimale pH man kommer, jo færre enzymmolekyler vil virke optimalt.