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乳糖不耐受的科学解读

牛奶一直以来被公认为是补充蛋白质,维生素和矿物质,特别是钙的优质食品。很多发达国家的膳食指南推荐其居民每日应该摄入三次乳制品(相当于750g牛奶)。《中国居民膳食指南》根据中国的国情,推荐每人每日应该摄入300g牛奶或相当的奶制品。在新冠病毒来袭之际,专家们除了建议避免接触病源,保证个人及环境的卫生消毒以外,同时建议要‘增强免疫力’。北京协和医院风湿免疫科王迁医师根据他对于免疫学的深入研究,对于牛奶在免疫力方面的作用给出了极高的评价“牛奶中含有100多种对人体有益的物质,营养非常均衡,是提升免疫力的首选食品,对于维护人体的免疫系统的正常运转有着无可替代的作用“(摘自人民日报)。国家卫健委在《新型冠状病毒感染的肺炎防治营养膳食指导》建议:“一般人群尽量保证每天300克奶及奶制品,特别是酸奶”。一些营养专家推荐,在特殊时期,每日摄入液态奶500g或相当的乳制品。但是我们会发现一些人在饮用牛奶后会出现一些肚子不适的感觉,包括腹痛,胀气,腹泻等症状。这就是我们常说的乳糖不耐受,虽然乳糖不耐受不是病症,但会直接影响到我们对于奶制品营养的消化吸收,也会影响我们饮奶的体验和动力。下面我们就具体谈谈乳糖不耐受。

乳糖与乳糖不耐受

乳糖是一种天然的双糖,由一分子葡萄糖和一分子半乳糖组成。它是唯一存在于所有哺乳动物乳汁中的双糖,包括牛奶,羊奶,水牛奶,人类母乳等都含有大量的乳糖。表1所示常见乳制品的乳糖含量。乳糖也是人类一岁之前(婴儿时期)最重要的能量来源,基本可以为其提供超过50%的能量。

1:各种乳制品中乳糖含量一览表(Sans 2015)

乳制品名称

乳糖含量(g/100g

奶粉

38-52

炼乳

9.5

牛奶

5.0

酸奶

4.0-4.7

可可粉

4.5

奶油

4.5

山羊奶

4.1

软质奶酪

3.5

硬质奶酪

1-3.5

黄油

0.7

乳糖随牛奶或乳制品进入体内后,是不能被人体直接吸收利用,必须通过由小肠上皮细胞分泌的乳糖酶将乳糖分解为小分子单糖,即葡萄糖和半乳糖(见图1),才能够被人体吸收利用。但是当我们的消化系统分泌的乳糖酶很少,或不能分泌乳糖酶,即乳糖酶缺乏时,就会造成人体对于乳糖的消化不良。不被消化的乳糖以双糖的形式存在于小肠内,当其浓度提高时,肠内局部渗透压增大,造成肠壁中水分渗入小肠内,而导致腹泻[4]。同时乳糖以双糖的形式继续进入大肠,被大肠内的菌群分解利用,产生乳酸,二氧化碳,氢气,醋酸等废弃物。当饮奶量达到一定数量时,导致这样的废弃物超过个体的承受度,就会引起腹胀,腹痛,腹泻等不适症状,称为乳糖不耐受,而这个饮奶量中含有的乳糖值即称为个体可以承受的乳糖的阈值 (Sans 2015)。


乳糖酶缺乏的人都会出现乳糖吸收不良,不过,是否会出现相应症状主要与其耐受阈值相关。国际乳糖不耐受组织(LIGN)根据人们对乳糖的敏感度不同,将乳糖不耐人群分为:高敏感度(每天耐受量为1-4g乳糖,相当于20-80g 牛奶),中敏感度(5-8g乳糖,相当于100-160g牛奶),低敏感度(9-12g乳糖,相当于180-240g 牛奶)(Sans 2015)。

       

乳糖不耐受的原因

现代科学研究揭示了乳糖不耐受的真正原因,是由人体中负责分泌乳糖酶的基因引起的。在人类起源的时代,婴儿出生后完全依靠乳汁维持生命和生长发育,具有消化乳糖的本能。随着不断的成长,他们对于乳汁的依赖性不断减少,最终断奶,他们的小肠分泌乳糖酶的能力也逐渐减弱或消失,如果继续饮奶就会出现乳糖不耐,因此原始人类都是带有乳糖不耐受的基因。在大约1.1万年前,西亚牧民首次驯化了产奶动物(羊),使人类开始食用其他哺乳动物乳汁。经过几千年的自然选择,欧洲,北美,中亚阿拉伯大陆等地区,逐渐出现了乳糖耐受的基因。而中国等亚洲国家,由于长期的饮食结构中并没有乳制品,因此依然保持着高比例的乳糖不耐受基因人群(Burger et al. 2007)。根据最新的科学数据显示全球大约有70%的人口带有乳糖不耐受的基因 (Bayless et al 2017)。

乳糖不耐受可分为三种类型:第一种是先天性乳糖酶缺乏,属于基因缺陷疾病,这类人群比例极低,且不可恢复,如果婴儿患有此类疾病,就只能食用无乳糖婴儿奶粉了;第二种为继发性乳糖酶缺乏,主要由一些疾病引起小肠上皮损伤导致分泌乳糖酶减少,造成暂时性的乳糖酶缺乏,大多数人病痊愈后,即会恢复正常;第三种为原发性乳糖酶缺乏,也称成人型乳糖酶缺乏,是最常见的乳糖酶缺乏的原因,也就是上文中提到的是由于人类世代饮食习惯造成的,其发生率与年龄,种族以及饮食习惯相关,例如年龄越大乳糖不耐的发生率越高,由于饮食的差异,亚洲和非洲的发生率高于欧美国家,农村人群的发生率高于城市人群(Nestle 1985)。

中国的乳糖酶缺乏人群比例在85%左右,且多为原发性乳糖酶缺乏。近二十年来,中国科学家对于各个地区进行了乳糖酶缺乏抽样调查。根据多名学者在我国不同省市地区进行的抽样调查发现,以500ml牛奶(乳糖含量25g)为参考摄入量,我国成人乳糖不耐受的比例在70%-82%之间(江佛湖等2001,仰曙芬等2007,曾果等2001)。

判断乳糖不耐受

最简单的方法是在空腹时饮用一杯250mL牛奶,记录饮食之后3小时之内的任何不适的感觉(排气,胀气,疼痛,腹泻等)和程度(一般不适感会在摄入乳制品后30分钟到2小时才会出现)。第二天,在同样的条件下,饮用一杯250mL无乳糖牛奶,再记录饮食之后3小时内的感觉。如果第一天出现了不舒服的症状,但是第二天没有不舒服的症状,或者比第一天减轻,则可初步判断为乳糖不耐受。

另外可以到医疗机构进行乳糖不耐受测试,包括氢呼吸实验法,血液检查,小肠活体检查和基因测序等。最为常用的是氢呼吸实验法,受试者禁食12小时,收集早晨基础呼气为对照空白样,空腹服用乳糖25g(相当于牛奶500ml),分别在服用后60、120、180、240分钟收集呼气,并保存于气体收集罐内,利用微量氢气敏色谱法进行测试,取最大氢气值,如果食用乳糖后的呼气中的氢气值大于空白样,并超过了1.786mg/m3(20ppm)则为乳糖酶缺乏,如果进而出现了腹痛,腹胀,腹泻等症状则为乳糖不耐受(杨月欣等2001)。

应对乳糖不耐受

人类耐受乳糖是长期的自然选择出现了基因改变,使部分地区人群带有了正向调控乳糖酶分泌的基因,而乳糖不耐人群是因为没有这样的基因突变。因此,针对乳糖不耐受并没有有效的治愈方法,但是我们可以利用不同的方法来缓解它或者彻底的解决它。

首先,可以食用发酵乳制品,因为发酵菌种可以帮助我们分解牛奶中大约30%的乳糖,并且市面上的酸奶包装都比较小,因此对于轻度乳糖不耐的人是有帮助的。另外,如果每日少量饮用牛奶,有可能逐渐改变肠道菌群,有利于肠道中的产生乳糖酶的微生物生存,因此可以帮助人体缓解乳糖不耐受的症状,但是,这是需要长期的食用含乳糖的食物,并且经常忍受乳糖不耐的痛苦折磨。

人类一直致力于用科技改变着世界,也为自己提供着更加优质和营养的食品。早在20世纪60年代,荷兰皇家帝斯曼公司就利用微生物发酵技术商业化生产出Maxilact® 乳糖酶。无乳糖乳制品是利用乳糖酶(天然的酶制剂)对牛奶原料进行乳糖水解的加工处理,既而减轻乳糖对于肠道的负担,保证乳制品中的营养物质被更好地吸收利用,让乳糖不耐的消费者可以无忧的尽享各种乳制品的美味和营养。在过去的10多年里,中国国内市场上无乳糖乳制品主要以无乳糖牛奶为主,同时无乳糖低温产品也不断的出现,为广大的消费者提供了更多的无乳糖乳制品的选择。

另外,乳糖酶除了水解乳糖提高奶制品的消化吸收性以外,还因其产生的单糖甜度要比乳糖甜度高出4倍,因此,越来越多的乳品企业应用乳糖酶作为天然的减糖创新方法。特别是在酸奶中,需要添加足量的糖以确保口感。但是,现在越来越多的医务营养专家提倡,消费者自身的认知的提高,乳制品减糖成为包括中国在内的全球食品创新最重要的趋势之一。帝斯曼研发团队应用乳糖酶Maxilact®和其低后酸口感柔和优势菌种Delvo®推出了无乳糖酸奶和酸奶减糖方案。

全球无乳糖乳制品和消费者诉求

欧睿2019年的市场报告显示全球2019年无乳糖乳制品(除婴儿奶粉以外)市场已达到了近600亿人民币,到2024年该市场预计可增加到740亿人民币,其年平均复合增长率为6.5%,远高于乳制品市场的2.4%的年复合增长率。在所有的无乳糖产品中,无乳糖牛奶仍保持着绝对优势,占有着80%的无乳糖乳制品市场。同时,无乳糖酸奶的增速最快已成为无乳糖乳制品的第二大品类。比较全球的地区市场,西欧仍然是无乳糖产品最大的市场,同时有很好的增长潜能5.8%CAGR。亚太地区包括中国在内2019年的市场规模超过了90亿人民币,占全球无乳糖乳品市场的17%,并且有着良好的增长趋势,其年复合增长率为7.8%,超出了全球平均增长率(见图2)


另外,帝斯曼公司每2-3年都会针对全球无乳糖乳品市场进行消费者洞察调研。2020年1月份的报告显示无乳糖乳制品不仅满足乳糖不耐消费者的诉求,同时它的健康属性已经被越来越多的消费者所接受。年轻消费者和关注健康的消费者更容易接受无乳糖乳制品(见图3)。在购买无乳糖奶制品的消费者中,超过70%的消费者会关注产品的新鲜程度(如最佳食用期)和配料表。调研还发现越来越多的消费者关注可持续发展,近70%的消费者希望减少食物浪费,超过50%的消费者会购买带有更加环保包装的食品,同时,亚洲国家的消费者对于食品的健康性和环保性都要比其他地区稍高一些(注:印尼和越南是这次调研中的亚洲国家)。可见,无乳糖乳制品已经被消费者广泛的接受并且将其与健康优质的乳制品紧密联系起来。在我国积极推动无乳糖乳品的发展,不仅可以让不能喝奶的人能喝奶,也可以大幅度的提高人均饮奶量和提升全民的整体健康素质。


图3 帝斯曼针对10个分布在欧洲,非洲,亚洲,北美和南非的国家进行了全球无乳糖乳制品的消费者洞察调研(2020年1月份公布报告)。A:对于问题“在今后3-5年内,我希望有更多的无乳糖乳制品”;B: 对于问题1 “我相信无乳糖乳制品比普通乳制品更容易消化“ 和问题2 ”我相信无乳糖乳制品比普通乳制品更加健康“,不同的年龄段和对于健康诉求不同的消费者的反应有所区别。

小贴士

无乳糖牛奶会比普通牛奶甜一些,是否对血糖有影响?

乳糖酶水解乳糖为葡萄糖和半乳糖,这两个单糖的甜度都比乳糖高,因此,是天然的方法增加甜度,但不会增加热量。从图4可以看出,无乳糖牛奶(经过乳糖酶处理过的牛奶)对于血液中的葡萄糖浓度,也就是血糖浓度没有影响。在另一试验中,乳糖和乳糖的水解的产物葡萄糖和半乳糖,当数量相等时,对于生血糖指数(Glycemic Index)的影响没有明显差异。一般来说,低生血糖指数(Low GI)食品对于血糖的控制是有好处的,特别是对于一些特殊人群,比如糖尿病患者,是更适合的食品。所以,无论是牛奶还是无乳糖牛奶都属于低生血糖指数(Low GI)食品。



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