Lactose

Lelactoseest unglucideprésent dans lelaitdes mammifères (de 10 à80g/L) y compris chez les humains, dont il tire son nom (étymologiquementsucre de lait) ; il est présent dans le lait de vache et de brebis (45-50g/L), en moindre quantité dans le lait de chèvre (40-45g/L) mais bien plus dans lelait maternel humain(65-70g/L), un des plus riches qui soient en lactose.
Le lactose est undiholoside(ou disaccharide), composé d'une molécule de β-D-galactose(Gal) et d'une molécule de α/β-D-glucose(Glc) reliées entre elles par uneliaison osidiqueβ(1→4).
Le nom officiel du lactose est leβ-D-galactopyranosyl(1→4)D-glucopyranose. Il peut être symbolisé parGal β(1→4) Glc.
Le lactose est un solide blanc de formule bruteC12H22O11et demasse molaire, comme tous lesdiholosides, de 342g/mol.
Le lactose est moins soluble (0,216g/ml) dans l'eau que lesaccharose(2,019g/mlà20°C) ou le glucose (0,470g/ml).
Lasolubilitédu lactose dans l'eau est de 18,904 9gà25°C, 25,148 4gà40°Cet 37,214 9gà60°Cpour 100gde solution. Sa solubilité dans l'éthanol est de 0,011 1gà40°Cet 0,027 0gà60°Cpour 100gde solution.
Le lactose estdextrogyrecar il fait tourner le plan depolarisationde la lumière vers la droite, cela est dû à la présence de carboneschiraux.
Lepouvoir sucrantdu lactose est assez faible (0,16) en comparaison dusaccharose(1 par convention). Celui du lactitol (E966) est de 0,3-0,4.
Le lactose est unsucre réducteur, du fait de la présence d'une fonctionhémiacétal.
Le lactose est un glucide naturellement présent dans le lait des mammifères. Lelactosérum(petit lait) obtenu après séparation des matières grasses etprécipitationde lacaséineest très riche en lactose, qui représente 70 % à 75 % des matières sèches. Par évaporation et cristallisation du lactosérum, on obtient des cristaux durs et sablonneux d'hydrate de lactose (formule C12H22O11•H2O). Les cristaux perdent leur eau par chauffage à140°C. Ils fondent et se décomposent à202°C.
Le lactose est dégradé dans letube digestif, plus précisément dans l'intestin grêle, par unehydrolase, uneenzymeappeléelactase(ou β-D-galactosidase), qui l'hydrolyseen glucose et galactose (deuxoses). Lesβ-galactosidasespermettent d'hydrolyser le lactose. Diverses β-galactosidases sont présentes chez les bactéries, en particulier celles dumicrobiote, et lalactasechez l'homme. Les lactases sont sécrétées par lesentérocytes, cellules situées dans lesvillosités intestinales. Ces cellules absorbent ensuite séparément le glucose et le galactose en utilisant le systèmetransporteur sodium-glucose.
Au cours de la digestion le lactose peut être aussi métabolisé par le microbiote, essentiellement dans legros intestin.
Le lactose est bien digéré par les nourrissons et les jeunes mammifères qui produisent la lactase en abondance. Toutefois la plupart des mammifères adultes en bonne santé produisent moins de lactase, parfois très peu. Une partie du lactose (au moins 30 %) est alors normalement dégradée dans le côlon et ce taux varie fortement suivant les individus, bien plus qu'entre les espèces. Ce qui reviendrait à dire que des ballonnements modérés ne sont pas nécessairement un signe de mauvaise digestion et qu'il revient à chaque individu d'adapter sa consommation.
Mais chez une partie des adultes dont l'alimentation ne comprend aucun produit laitier, l'expression du gène codant la lactase cesse complètement et le lactose occasionnellement ingéré poursuit sa route en totalité vers lecôlon. Il  est alors métabolisé par des bactériesqui produisent des éléments assimilables (acides gras volatils,acide lactique)  mais aussi des gaz. On parle d'intolérance au lactose(75 % de la population mondiale est concernée, 90 % dans certains pays d'Asie de l'Est, et seulement 5 % des Européens du nord). Les symptômes de l'intolérance au lactose sont principalement des ballonnements, des crampes d’estomac douloureuses et desdiarrhées. Ils sont provoqués par l'appel d'eau causé par la présence de sucres non dégradés dans l'intestin grêle et le côlon puis par la production de gaz.
Le lactose est également classé parmi lesFODMAP(oligosaccharidessusceptibles de fermenter dans le côlon) mis en cause dans lesyndrome de l'intestin irritable, pathologie sans gravité parfois confondue avec l'intolérance au lactose. Le syndrome de l'intestin irritable est dû, non pas à l'absence de lactase, mais à des problèmes de type motricité de l'intestin, éventuellement en rapport avec des causes psychologiques.
La fermentation par le microbiote du côlon produit desgaz intestinauxen quantités variables : acides gras volatils qui passent à l'état gazeux sous certaines conditions,méthane, gaz carbonique, dihydrogène, ce qui est à l'origine de la sensation de ballonnement oumétéorisme. On peut remarquer, en partant d'un autre point de vue, qu'il est aussi possible de classer les FODMAP parmi lesprébiotiques, nutriments susceptibles de favoriser le développement dumicrobiote. Ces deux points de vue sont concurremment utilisés par l'industrie des produits diététiques, d'une part pour amener à la consommation de produits sans lactose, d'autre part pour vendre des préparations contenant lactose etprobiotiques(exemple : yaourts aubifidus).
Les dérivés du lactose,lactulose,tagatose,lactitolne sont pas dégradés par la lactase. Ils sont couramment employés commeadditifs alimentaireset sont susceptibles de causer les mêmes symptômes, s'ils sont employés en quantités trop importantes, même chez les personnes ne présentant pas d'intolérance au lactose (cet effet est recherché dans le traitement de la constipation par le lactulose).
Le lactose est souvent présent en quantités supérieures à celles dulait entierdans les produits laitiers industriels peu transformés (laits,fromages frais,faisselles,crème fraîche, glaces) soit à cause du retrait d'autres composants, soit du fait d'ajout delait en poudre, delactoserumou de lactose aux préparations.
Les fromages à pâtes pressées et le beurre ne contiennent plus que des traces de lactose.
Le lactose passe en grande partie dans lesérumlors de l'égouttage des fromages et dans lebabeurrelors dubarattagede la crème quand on fait le beurre, et il est aussi dégradé partiellement lors des phases de fermentation et d'affinage. Ainsi, dans le cas desyaourtsetlaits fermentés, lesferments lactiquescontribuent à sa dégradation.
À noter que dans l'industrie, on ajoute systématiquement de la poudre de petit lait déshydraté, riche en lactose, au lait destiné à la fabrication des yaourts et fromages très frais (petits suisses…) pour diminuer le temps de prise et améliorer la tenue (certains yaourts ne sont même fabriqués qu'à partir de poudre de lait et d'eau). Cette méthode est parfois aussi conseillée aux amateurs. Cela donne des yaourts ou petits suisses qui finalement contiennent autant de lactose que du lait avant fermentation. Au prix d'un temps de fermentation un peu plus long, il est tout à fait possible de réaliser des yaourts maison ou artisanaux, sans ajout de poudre de lait, qui seront exempts de lactose après fermentation.
De nombreux produits alimentaires et plats préparés industriels utilisent des quantités notables de lactose (saucissons, saucisses, pâtés, lard, surimis, sauces, chips, confiseries, gommes à mâcher, biscuiterie, pâtisserie-boulangerie) sans pour autant que la présence de lait ne soit logique dans leur préparation traditionnelle. Dans ces cas, le lactose,sous-produitbon marché de l'industrie du fromage et du beurre, donne aux aliments une consistance légèrement crémeuse, peut améliorer le goût et permet d'augmenter le poids vendu à moindre coût.
Les crèmes-desserts, le riz-au-lait, les fromages fondus apéritifs et les fromages minceur, les desserts et en-cas chocolatés industriels peuvent même présenter des teneurs en lactose bien supérieures à celle du lait.
Letagatoseet lelactitol(comme d'autrespolyolsédulcorants) sont très employés en pâtisserie-boulangerie, dans de nombreux desserts, confitures, confiserie, gommes à mâcher, en particulier le lactitol pour donner du moelleux et ralentir le rassissement des pains et pâtisseries ou pour donner une sensation de fraîcheur en bouche (bonbons, gommes à mâcher). Lelactuloseest aussi très employé en pharmacie et dans les produits diététiques. Conservant unpouvoir sucrantet n'étant pas des glucides assimilables dans l'intestin grêle, ils sont très utilisés dans les aliments dits allégés. Leur pouvoir sucrant peut, pour certains aliments comme le pain, être masqué par un suppresseur de goût sucré comme lelactisole. De même, l'effet fraicheur peut être masqué par d'autres sucres à pouvoir sucrant modéré comme letréhalose. Cela en fait des additifs incontournables de l'industrie des aliments diététiques et, de plus en plus, d'un grand nombre de préparations basses calories.
Le fait que ces molécules, lactose et dérivés, passent l'intestin grêle intactes permet de les présenter commeprébiotiques, avec les bienfaits réels ou supposés qui en découlent, mais ne signifie pas que leur apport calorique est nul comme le laisserait à penser certaines publicités. Leur utilisation par lemicrobiotefournit desacides grasabsorbés en partie par la muqueuse du côlon.
La consommation d'aliments contenant ces dérivés en quantité importante peut conduire aux mêmes symptômes que ceux du syndrome de l'intestin irritable qui semble être souvent imputé inconsidéremment à la consommation deproduits laitiersou contenant du lactose. De même, la présence du lactose dans des aliments où on ne l'attend pas traditionnellement conduit à sous-estimer les quantités absorbées.
L'intolérance au lactose doit être diagnostiquée par le corps médical. Le remplacement du lait maternel ou maternisé chez les nourrissons par du lait délactosé ou du lait végétal en dehors de tout contrôle médical peut avoir des conséquences extrêmement graves. Les autres laits d'origine animale (vache, chèvre, brebis, ânesse, jument, etc.) ne peuvent remplacer le lait maternel, plus riche en lactose et apportant des éléments spécifiques, pour les nourrissons.
Il a été de coutume de remplacer le lait de vache ou le lait maternel par du lait de chèvre chez de jeunes enfants présentant des symptômes d'irritabilité de l'intestin. Le lait de chèvre contient cependant du lactose, même si c'est en quantité moindre, et est inadéquat en cas d'intolérance vraie.
Le lactose est un élément important dans la nourriture des jeunes mammifères. Il entre dans la composition des laits des bébés car la teneur en lactose du lait de femme est supérieure à celle du lait de vache.
Il est très utilisé dans les industries alimentaires, commeexcipienten pharmacie (et pour la fabrication des drogues), dans l'industrie desarômes, la fabrication de l'acide lactique, dulactitol, dulactulose, dutagatose, des sirops de glucose-galactose et dans l'alimentation animale. Il est utilisé dans les plats préparés et pâtisseries industrielles bien que l'on y préfère souvent d'autres types de sucres dont la solubilité et le pouvoir sucrant sont supérieurs.
Lors du brassage de la bière le lactose n'est pas dégradé par lalevure de bière(et la plupart des levures sauf par exempleKluyveromyces); il est ajouté aux bières ditesMilk Stoutcomme laMackeson Stout(en)dont la publicité était en partie basée sur son effet favorable supposé sur l'allaitement.
En fabrication fromagère, le lactose est dégradé par les bactéries lactiques et certaines levures, comme l'ascomycèteKluyveromyces, massivement utilisées dans l'industrie fromagère. Cette dernière, capable de transformer le lactose enéthanol, pourrait aussi être mise en œuvre pour la fabrication debiogazà partir delactosérum. Le lactose transformé enacide lactiquepar les bactéries permet l'acidification desyaourts,laits fermentésetfromageset leur conservation.
Lelactulose, un isomère du lactose est utilisé dans l'industrie alimentaire et comme ingrédient pharmaceutique actif dans le traitement de la constipation.
Il est aussi utilisé pour la conception de fumigène, mélangé avec duchlorate de potassiumet duchlorure d'ammonium, ce mélange crée une épaisse fumée blanche. La fumée émise, non toxique, trouve des utilisations dans la résolution de problèmes de ventilation.