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
12
H
22
O
11
. Evnen til at metabolisere laktose ses kun hos
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
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.
Lactase forsøg
3
Resultater:
Glucoseindhold i
mælk
% (negativ)
Glucoseindhold
efter passage
gennem kolonnen
Høj (positiv)
Start
Temperatur (°C)
PH
Smag 1-10
Glucosemåling
Gruppe 1
18 °C
7
5
0
Gruppe 1 slut
2 gange
gennemløb
7
5-5-5
0-lav
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.
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
2
O).
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
2
O) til et
molekyle.
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.