乳果糖性質、用途與生產(chǎn)工藝
乳果糖是一種由半乳糖和果糖人工合成的雙糖。自從1957年培特勒發(fā)現(xiàn)乳果糖是雙歧桿菌增殖因子，1964年霍夫曼又發(fā)現(xiàn)只有雙歧桿菌、乳酸桿菌、LD族鏈球菌能夠使乳果糖產(chǎn)生乳酸和醋酸，首次闡明乳果糖細菌代謝過程。1966年柏次爾發(fā)現(xiàn)服用乳果糖后能促進缺乏尿素酶的嗜堿性革蘭氏陽性菌（大腸桿菌等）的生長，減少氨的產(chǎn)生，經(jīng)反復臨床驗證乳果糖有降低血氨的作用，用于治療肝性腦病獲得成功。1979年莫勒尤用乳果糖治療病毒性肝炎，他發(fā)現(xiàn)有降血漿內毒素作用。1980年到1981年雷次爾 發(fā)現(xiàn)乳果糖在體外能夠抑制內毒素的鱟試驗凝集反應，減輕D-氨基半乳糖所致大白鼠肝損傷，認為乳果糖具有抗內毒素活性的作用，并用于治療肝腎綜合癥。
我國應用于臨床是1982年北京醫(yī)科大學田更善教授，他在乳果糖臨床應用上具有先導地位，強調了乳果糖因人而異使病人保持軟便每日2-3次，對于反復發(fā)作的肝性腦病預防和治療要長期使用，對于慢性肝炎用藥，可以減少氨和內毒素的吸收，可以增加重癥肝炎和肝硬化患者的蛋白質食量，盡快幫助病人恢復健康。
1984年，上海中山醫(yī)學院李平教授在“中華內科學雜志”上發(fā)表文章，報導22例重肝炎發(fā)內毒素血癥，都不同程度發(fā)生迷散型血管凝血的上消化道出血，肝腎綜合癥、內毒素血癥，嚴重威脅重肝病患者的生命安全，并且作表指出，不論急性、慢性肝炎和肝硬化都發(fā)生不同程度的內毒素血癥。1985年以來長春白求恩大學、北京中國康復中心金學源教授用我廠生產(chǎn)的乳果糖做了大量的研究和試驗工作，特別著重做了乳果糖治療內毒素血癥的研究和臨床應用，金學源教授對急慢性肝病患者伴發(fā)的內毒素血癥，口服乳果糖，其血漿內毒素可在24小時內降低，給大量灌服乳果糖，可清除正常的門靜脈內毒素，在灌服后十五分鐘見效，可維持4小時以上。金學源在實驗中觀察到給大、小白鼠口服乳果糖，能防止四氯化碳所致的肝纖維化，從而能防止慢性肝炎向肝硬化轉化。從以上的報導和實驗，結合這幾年的臨床檢驗證明，對急、慢性肝病和重癥肝病患者，一入院就開始用乳果糖，能防止綜合癥的發(fā)生，大大縮短了肝病的療程。
(1) 乳果糖是半乳糖聯(lián)合果糖由人工合成的不吸收性雙糖，在腸道內不被吸收，可被結腸細菌分解成乳酸和醋酸，使腸道pH值降至6以下，從而可阻斷氨的吸收，減少內毒素的蓄積和吸收，使患者血氨恢復正常，并由昏迷轉為清醒。
(2) 乳果糖還有雙糖的滲透活性，可以使水、電解質保留，增加糞便的體積，刺激結腸蠕動，保持大便通暢，緩解便秘，同時恢復結腸的生理節(jié)律。因為無腸道刺激性，亦可用于治療慢性功能性便秘。
(3) 乳果糖具有抗內毒素的作用，減少內毒素的蓄積和吸收，從而發(fā)揮治療肝性腦病的作用。
若劑量過高，可能出現(xiàn)腹痛或腹瀉，停藥即可。
1、化學法
堿單一催化：該體系主要使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、叔胺為催化劑，乳果糖轉化率在20%左右。這類堿性試劑作用于乳糖，使乳糖異構化生成乳果糖，但同時生成了相當數(shù)量的降解產(chǎn)物如半乳糖、果糖等，產(chǎn)物不僅難以分離，而且顏色常常較深。副產(chǎn)物和色素的產(chǎn)生，不但降低了乳果糖的產(chǎn)率，也給糖漿的進一步純化及制取結晶帶來困難。
酸堿協(xié)同催化：該體系是通過在反應體系中加入硼酸，在堿性條件下，硼酸能使乳果糖形成乳果糖-硼酸鹽絡合物，使反應的平衡朝著有利于乳果糖生成的方向移動。絡合物的形成及反應平衡的移動最大程度地減少了降解產(chǎn)物的生成。整個反應過程中只有少部分的乳果糖會轉化成副產(chǎn)物，乳果糖轉化率在70%左右，最高可達75%。轉化完成后，將反應體系的pH轉化為酸性，絡合物就會發(fā)生分解，生成乳果糖和硼酸鹽，再將硼酸鹽去除后就可得到純凈的乳酮糖。因硼酸鹽是一種弱酸鹽，一般的陰離子交換樹脂幾乎不能將其脫除到安全標準以下，需要采用特異性去除硼酸的離子交換樹脂，其價格較昂貴。酸堿協(xié)同催化制備乳果糖減少了副產(chǎn)物的生成，提高了乳果糖的得率，并有利于乳果糖的提純精制，這也是目前乳果糖工業(yè)化生產(chǎn)的主要方法。
鋁酸鈉催化：該體系作用機理與硼酸類似，鋁酸鈉可與異構化反應生成的乳酮糖發(fā)生絡合反應，乳果糖轉化率在60%左右；但在一般情況下，鋁酸鹽體系中副產(chǎn)物的生成比率要比硼酸鹽體系高，并且鋁離子的去除較困難。近年來，有部分學者采用包括沸石、海泡石、蛋殼粉、牡蠣殼粉等非均一催化劑來制備乳果糖，發(fā)現(xiàn)在15g/L添加量、90℃下，可得到20%的乳果糖轉化率；采用雞蛋殼粉為催化劑，在12g/L添加量、96℃下，反應120min下得到18%-21%的乳果糖轉化率。雖然沸石、海泡石、蛋殼粉、牡蠣殼粉做催化劑乳果糖轉化率不高，但他們保持在固體狀態(tài)，容易通過過濾去除，所以非均一催化劑制備乳果糖具有較強的發(fā)展?jié)摿Α?br>
化學異構化法生產(chǎn)乳果糖反應過程
2、生物法
酶法是生物法生產(chǎn)乳果糖主要方法，所采用的酶主要是β-半乳糖苷酶，其原理就是通過β-半乳糖苷酶的水解活力將乳糖水解成半乳糖和葡萄糖，通過β-半乳糖苷酶的轉糖基活力將半乳糖轉移給果糖受體生成乳果糖。β-半乳糖苷酶，全名為β-D-半乳糖苷半乳糖水解酶，該酶除具有較高的水解乳糖活力外，還要有較高的把半乳糖轉移給果糖受體的轉糖苷活力。早期的研究表明，β-半乳糖苷酶上的活性位點有兩個功能團：Cys的巰基和His的咪唑基，它們對β-半乳糖苷酶水解乳糖起重要作用。據(jù)推測，硫基可作為廣義酸使半乳糖苷的氧原子質子化，而咪唑基可作為親核試劑進攻半乳糖分子第1個碳原子上的親核中心，形成1個含碳氫鍵的共價中間物。在被切割下咪唑基之后，巰基陰離子從水分子中抽取1個質子，從而形成-OH進攻C。β-半乳糖苷酶主要來源于動物、植物、微生物。如細菌中的乳酸菌、環(huán)狀芽孢桿菌、大腸桿菌、嗜熱鏈球菌、產(chǎn)氣腸細菌等；霉菌中的米曲霉、黑曲霉、琉球曲霉、黃青霉、炭色曲霉等；酵母中的脆壁克魯維酵母、乳酸克魯維酵母、熱帶假絲酵母等；放線菌中的天藍色鏈霉菌等均產(chǎn)β-半乳糖昔酶。由于微生物的快速生長和高效代謝的生物學特性，僅來源于微生物的β-半乳糖苷酶有工業(yè)應用價值；商業(yè)用酶源一般認為酵母最為安全，其次為黑曲霉。目前，由于β-半乳糖苷酶轉糖苷活力不高，乳果糖轉化率較低，限制了生物法在乳果糖制備上的應用。國內外一些學者對此作了一些研究，目的就是盡可能篩選出β-半乳糖苷酶轉糖苷活力較高的微生物菌株。采用基因修改耐熱型乳糖酶，以乳糖和果糖為底物，在80℃反應6h產(chǎn)生了50mg/ml的乳果糖。由于酶法制備乳果糖可以克服化學法所產(chǎn)生大量的有色副產(chǎn)物難以分離，分離這些副產(chǎn)物的成本較高并在分離的過程中使乳果糖降解等缺點，具有很強的理論和現(xiàn)實意義，這是今后乳果糖制備的一個重要發(fā)展方向。
乳果糖口服后幾乎不被吸收，以原型到達結腸，繼而被腸道菌群分解代謝。在25-50克(40-75毫升)劑量下，可完全代謝；超過該劑量時，則部分以原型排出。
乳果糖是一種人工合成的雙糖，服用以后以原型直接到達結腸，被結腸中的菌群分解為有機酸，導致腸道內pH值下降，有機酸在結腸內不被吸收造成結腸內滲透壓升高，從而把結腸腔外大量水分吸收進入結腸腔，進而增大結腸內容物的水分和體積，刺激結腸蠕動，在促進排便的同時調節(jié)結腸的生理節(jié)律。所以乳果糖屬于滲透性緩瀉劑，對人體無害，廣泛應用于各類人群的便秘。作為益生元也可促進雙歧桿菌等有益菌生長，抑制致病菌如沙門氏菌生長，恢復便秘患者的腸道菌群穩(wěn)態(tài)，從而改善腸道運動功能。
降血氨：較大劑量的本品可促進糖分解菌的繁殖，從而抑制蛋白分解菌的生長，減少氨及其他內毒素的產(chǎn)生，也可降低結腸內pH。在此狀態(tài)下，大多數(shù)氨轉變?yōu)殡y吸收的銨離子，減少了氨的吸收，使血氨降低。
本品在胃和小腸不被消化分解，且吸收甚微。在大腸中才能發(fā)揮作用，故服用本品24～48 小時后才出現(xiàn)療效。在結腸內代謝，不到3%的原形藥隨尿排泄，少量經(jīng)膽汁隨糞便排出。
用于肝性腦病的肝昏迷和昏迷前狀態(tài)的輔助治療，也用于治療急慢性便秘和用作內毒素血癥的輔助用藥。
乳果糖粉： 5g/袋，100g/袋，500g/袋。溶液 劑：300ml/瓶，15ml/袋(每毫升 含乳果糖667mg、半乳糖<110mg 和乳糖<60mg)。乳果糖糖漿： 60%。
口服。肝性 腦病：用于肝昏迷和昏迷前狀 態(tài)，起始劑量每次30～50ml，每 日3次;維持量根據(jù)個人情況而 定，以避免腹瀉為原則。便秘： 用量可參考下表，如48小時內不 見效，可考慮增加劑量;如出現(xiàn) 腹瀉，應減少劑量。
最好有規(guī)律地服藥，如每日 1次，早餐后服用?；驅⒚咳談?量分2次用，早、晚各服1次。
用于便秘的口服用量表
罕見嚴重不良 反應。開始治療的最初幾天，可 出現(xiàn)腹部不適如脹氣和痙攣;大 劑量用藥偶見惡心、嘔吐，也可 致味覺異常。劑量過大可產(chǎn)生 腹瀉，引起脫水和電解質大量丟 失。高血鈉癥亦有報告。
1.與新霉素合用可提高治 療肝病的療效。
2.不宜與抗酸劑同服，以免降低療效。
胃腸梗阻、乳酸 血癥、尿毒癥、糖尿病菌酸中毒、 需低半乳糖飲食及不能耐受乳 糖患者禁用，糖尿病患者慎用大 劑量。妊娠初3個月不宜用。哺 乳期婦女用藥安全性未確立。
無毒。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量（g/kg）
最大允許殘留量（g/kg）
異構化乳糖液
飲料類（14.01包裝飲用水類除外）
其他
1.5（固體飲料按沖調倍數(shù)增加使用量）
異構化乳糖液
孕產(chǎn)婦（乳母）配方食品
其他
15.0
異構化乳糖液
嬰兒配方食品、較大嬰兒和幼兒配方食品
其他
15.0
異構化乳糖液
乳粉（包括加糖乳粉）和奶油粉及其調制產(chǎn)品
其他
15.0
異構化乳糖液
純乳（全脂、部分脫脂、脫脂）,包括復原乳
其他
1.5
[1] 乳果糖口服液的應用現(xiàn)狀
[2] 陳吉生 主編.新編臨床藥物學.北京：中國中醫(yī)藥出版社.2013.
[3] 醫(yī)脈通•用藥參考[引用日期2017-05-31].
[4] 李鳳林,李明陽.乳果糖的制備方法與功能研究進展[J].飲料工業(yè),2012,15(10):9-13.
[5] 任娟清 主編.實用藥物手冊.濟南：山東科學技術出版社.2012.第1279-12
化學性質
淡黃色透明的黏稠液體(含量50%以上)，有清涼甜味，甜度為蔗糖的48%～62%。與蔗糖并用，甜度可增加。相對密度1.35，折射率1.47。可溶于水，在水中的溶解度為70%(25℃)。小白鼠經(jīng)口LD
5021.5g/kg，大白鼠經(jīng)口LD
5047.2g/kg。
用途
乳果糖口服溶液有降低血氨及緩瀉作用，不僅治療習慣性便秘，還適用于氨性肝昏迷、高血氨癥的治療。工業(yè)上用作間接的營養(yǎng)增補劑。按我國GB 2760-86規(guī)定，可添加于鮮乳、飲料中。該品是人體腸內益菌雙歧桿菌的增繁殖因子，具有幫助消化和吸收蛋白質、乳糖，產(chǎn)生B族維生素等作用。我國規(guī)定可用于乳粉，最大使用量為15g/kg；在餅干中最大使用量2.0g/kg;在飲料(液、固體)和鮮乳中最大使用量1.5g/kg(以上均以異構化乳糖干物質計)。
生產(chǎn)方法
由乳糖在堿的作用下異構化而得。主要成分異構化乳糖含量50%以上，水分30%，其余為未反應的乳糖及其分解產(chǎn)物果糖、半乳糖和葡萄糖。
乳果糖
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品