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乳糖有α-乳糖和β-乳糖兩種異構體。α-乳糖很易與一分子結晶水結合，變為α-乳糖水合物（α-LactoseMonohydrate），所以乳糖實際上共有三種構型。即α-乳糖水合物、α-乳糖無水物和β-乳糖。

在自然界中乳糖僅存在于哺乳動物的乳中。牛乳中乳糖的含量一般為4.5-5.0%，平均為4.8%。季節、飼料、飼養管理條件對乳糖含量的影響極微。在乳牛泌乳期間，逐月擠得的混合牛乳中乳糖含量與平均值相差不大，一般僅相差0.1-0.2%，但當乳牛患有某種如、等時，便會使其含量銳減。牛乳酸化變質時乳糖的含量也要降低。乳糖是以單體分子形式存在于乳中的雙糖，由葡萄糖和半乳糖通過1,4-糖苷鍵連接而成，經乳腺內乳糖合成酶作用產生。以人乳中含量最為豐富，約為7.2g/l00mL。乳糖主要在空回腸消化吸收，通過小腸上皮細胞刷狀緣分泌的乳糖酶將其水解為葡萄糖和半乳糖，后通過細胞的主動轉運而吸收。葡萄糖主要為機體提供能量，而半乳糖以糖苷鍵結合于神經酰胺上，形成半乳糖腦苷脂，從而參與大腦的發育。嬰兒期是神經發育的關鍵期，因此，乳糖對嬰兒期的的發育至關重要。