乳糖酶在乳制品加工中的应用

乳糖酶在乳制品加工中的应用

李倩倩，王丽颖

西南大学荣昌校区动物科学系，重庆 402460

摘要：：乳与乳制品是营养成分十分丰富的天然食品，其营养价值早已得到了世人的公认，然而美中不足的是由于部分人体内缺乏乳糖酶导致的乳糖不耐受现象，影响了他们对乳制品的正常摄入，这在很大程度上制约了乳制品在人们日常生活中的普及和人体对乳制品营养成分的消化吸收。随着现代生物科学技术的发展，人们利用乳糖酶定向水解牛乳中大量的乳糖，从而使得从根本上解决乳糖不耐受这一困绕世人多年的医学难题成为可能。本文就乳糖酶在乳制品加工业生产中的应用作一简要论述，以期对大家有所启迪和帮助。

关键词：乳糖酶；乳制品；应用；

Application of lactose in dairy processing

LI qianqian.WANG liying

Department of Animal Science, Rongchang Campus of Southwest University，Chongqing 402460,China

Abstract: Milk and dairy products is very rich in nutrients in natural food, its nutritional value has been recognized, however, a fly in the ointment is due in part to the human body caused by lack of lactase lactose intolerance phenomenon, affecting their normal intake of dairy products, which restricted the dairy products in people's daily life and the popularity of the human body digestion of dairy products in the absorption of nutrients in a very large extent. With the development of modern biological science and technology, people use a lot of lactase hydrolytic milk lactose orientation, so as to fundamentally solve the medical problems that afflict people with lactose intolerance for possible. The application of lactose in dairy industry production are briefly described, with a view to enlighten and help you.

Key words: Lactaste; dairy; products; application;

1 乳糖酶

1.1 乳糖酶的定义

乳糖酶, 又称β—半乳糖甘酶, 它的作用是在特定的条件下水解β一D一半乳糖苷键, 将乳糖水解成α一D一葡萄糖和β一D一半乳糖, 乳糖酶同时也具有半乳糖苷的转移作用, 能把半乳糖连接到乳糖上, 生成低聚半乳糖, 作为一种益菌作用因子而用于功能性食品的开发。乳糖酶是一种白色粉末, 无嗅无味,溶解后是一种浅棕色的液体, 是一种无毒副作用的生物酶制剂。

1.2 乳糖酶的来源

乳糖酶在动植物和微生物中分布广泛, 植物来源主要有桃、李、杏、苹果、扁桃和咖啡豆等, 动物来源主要肠、脑等器官和皮肤组织, 微生物来源主要有大肠杆菌乳酸杆菌、酵母菌和霉菌等, 在实际应用中一般都是从微生物中得到。乳糖酶根据不同来源可分为胞内水解酶和胞外水解酶, 其中乳酸酵母、黑曲霉、米曲霉和米根霉等所产生的乳糖酶均为胞外水解酶。脆壁克鲁维酵母和大部分细菌所产生的乳糖酶均为胞内水解酶。［1]

1.3 乳糖酶的特性

不同来源的乳糖酶虽然具有不同的理化性质，但它们的催化作用、机理都相同，例如有一种中性乳糖酶外观为黄色至浅褐色粉末，它通过水解乳糖分子中的β－半乳糖苷键，使乳糖水解生成萄葡糖，半乳糖，并合成少量低聚半乳糖，最适温度为３９℃，最适PH6.8，能被Mn２＋、Mg２＋激活，被Ca２＋、Zn２＋、Cu２＋、2 乳糖酶的应用工艺技术

1. 基本工艺流程

（1）原料乳——离心净乳——巴氏杀菌——冷却并加酶水解乳糖——检测终点——灭菌灌装

（2）原料乳——离心净乳——超高温灭菌——冷却并无菌添加乳糖酶——无菌灌装——在运输及销售过程中进行酶解

2. 操作要点

原料乳经过净乳机净乳后, 再经92一95℃杀菌, 然后冷却至38一40℃中温水解或6一12℃低温水解。

按1500NLU/ 吨奶添加乳糖酶, 中温水解时保温搅拌2h以上,低温水解时每隔4h保温搅拌, 水解18h以上。

水解终点结束前20min, 添加防褐变剂并充分搅拌溶解。

经巴氏杀菌或超高温瞬时灭菌, 并迅速冷却后,进入下道工序。

3.生产中的注意事项

生产中所使用的原料奶必须是新鲜无污染的,其酸度应低于18T。在酶解的过程中, 牛奶的PH值应控制在6.6-6.8。常规有序的PH值核查也是一种良好而行之有效的监测污染的方法。中温乳糖水解时要启动搅拌器,低温乳糖水解时要间歇启动搅拌器。在酶解的过程中温度的控制是至关重要的。温度高于40℃或低于0℃时, 乳糖酶是没有活力的。［3-5]

3 乳糖酶的功能

随着对乳糖酶研究的深入和发展，其用途也越来越广泛，不仅被广泛应用于食品工业中，而且被普遍用于化学、医药等多个领域。由于乳糖酶的来源不同，所以其特性也各自不同，概括起来主要有以下作用。

3.1 分解乳糖，解决乳糖不耐症

牛乳是一种重要的饮食资源，含有多种人体健康所必需的营养成分，是新生婴儿的主要食品。从20世纪60年代以来，科学家们相继发现儿童和成年人因体内缺乏可以分解乳糖的乳糖酶，在摄入牛乳后，乳糖不被分解而是直接进入肠道，易引起腹鸣、腹胀、腹痛、呕吐、腹泻等所谓的“乳糖不耐症”（lactoseintoleranceormulabsorption），限制了他们从牛奶中获得人体所需的营养物质。我国近期调查资料表明，汉族成人的发生率为75%-92.3%，所以在牛乳中添加乳糖酶就可以水解乳糖成半乳糖和葡萄糖，使牛乳更好的被人体吸收和利用。

3.2 生成低聚半乳糖GOS(galoctooligosaccharide)

这里所说的低聚半乳糖是以高浓度的乳糖作为β－半乳糖苷酶的底物而生成

的，是指在乳糖分子的半乳糖侧基上以β键［β（1-3）键、β（1-4）键、β（1-6）键］连接几个分子的半乳糖而形成的杂低聚糖，构成式为Gal-(Gal)n-Glc ，其中ｎ为（1-10）。它以母乳中含有的６’－β－半乳糖为主要成分，GOS的研究是国内外发展乳糖酶的最热门的用途，之所以说这个研究在国内外最热门，是由于GOS具有特殊的生理功能：

１）它是“双岐杆菌的增值因子”，只能为双岐杆菌，而不能为肠道中的腐败菌所利用。增值的双起杆菌竞争性拮抗腐败菌，如产气荚膜梭菌的生长，减少有害毒素和酶的产生。双岐杆菌可提高机体的抗体水平、激活巨噬细胞的吞噬活性，对提高机体的抗感染能力、预防并抑制和杀死肿瘤细胞，抗癌、治疗腹泻便秘等有重要作用；

2）GOS属于低分子量水溶性的膳食纤维，具有优于普通膳食纤维的特点；

3）是低热值糖，可在低能量食品中发挥作用；

4）低龋齿性，GOS不能被突变链球菌（Streptocollusmutants）等口腔细菌利用；

5）改善血清脂肪代谢，降低总血清胆固醇浓度，提高血清中脂蛋白所占比例；

6）有利于产生Ｂ族维生素、尼克酸、叶酸等；

7）改善矿物质元素的吸收作用，促进钙质吸收和防止骨质减少，同时使肠道对Ｎａ的吸收有降低的倾向。［6]

4 乳糖酶在乳制品加工中的应用

由于GOS具有上述许多的生理功能，也可见其乳糖酶所起的催化作用的重要，所以人们对于乳糖酶在此方面的应用越来越重视。

4.1 有效地解决乳清的排放

乳清是加工干酪及干酪素的副产品，世界年产量约为9 ×107ｔ，少部分用作了饲料，大部分排放到了自然界。由于乳清的BOD值非常高（甜乳清为34000，酸乳清为42000），造成了严重的环境污染。同时由于乳清中含有大量的乳清蛋白、乳糖、矿物质和维生素等营养成分，其排放也造成了资源的极大浪费。所以用乳糖酶水解乳清，使其中的乳糖水解，甜度达到蔗糖甜度的65％～80％，溶解度增加了3-4倍，称为乳清糖浆，可以代替卵蛋白和蔗糖用于面包、月饼、糕点、乳脂转糖的加工，使产品风味和外观质量大大改善，此外，还可用于制作乳

清饮料、乳清酒和格瓦斯等。

4.2合成和修饰其他碳水化合物

利用酶的选择性来实现复杂碳水化合物的区域定向和立体走向合成，比主流的化学方法要简便，操作清洁温和，近年来成为发展方向。利用β－Galactosidase 的糖苷转移作用人工合成糖苷化合物，这对食品添加剂、药品和其他生理活性物质的合成有潜在意义。用固定化的β－半乳糖苷酶催化合成的中等链长的醇基－糖苷表面活性剂，已成为食品乳化剂的重要一族。

4.3 在酶工程和医药方面的应用

乳糖酶用于免疫分析只有无源性干扰，底物无致癌性且显色稳定，与荧光底物相结合可作超微量荧光酶分析，对微量激素药物的定量分析，以及病毒、单科隆抗体等测定具有灵敏的特点。

4.4 促进果蔬成熟及软化

β－半乳糖苷酶普遍存在于各种食物中，了解β－半乳糖苷酶在果蔬的各个生长时期的含量，对于果蔬的成熟、风味、颜色、组织及采收后加工都有重要意义。现今，β－半乳糖苷酶已用于梨、苹果、土豆和中国水粟的软化和番茄、胡椒、甜瓜、樱桃核果和牛油果的成熟。鉴于乳糖酶在上述各个领域的广泛应用，可见其对于人类的生活具有重大的意义，对乳糖酶的研制和应用具有明显的价值。［7］

结语

随着人们对乳制品营养价值认识的日益提高, 消费者购买力的逐渐增强,用乳糖酶水解乳糖生产出的低乳糖乳制品会被越来越多的消费者所接受。随着乳糖酶生产技术的发展和生产成本的降低, 一直困扰世人的乳糖不耐受现象也会得到根本性的改变。

参考文献：

［1］秦燕，宁正祥.乳糖水解时低聚半乳糖的生成与应用［J］.食品与发酵工业 2000(5) ［2］高焕春.乳糖酶的特性及其在乳品工业中的应用［J］. 中国乳品工业 1996(6)

［3］高亚兵.如何解决乳糖不耐症［J］.中国乳品工业 .1997

［4］张红艳.乳糖酶的酶学特性及其研究进展［J］.食品研究与开发 .2004 (6)

［5］秦立虎. 低乳糖学生营养奶的研制［J］. 中国乳品工业.2001(5）

［6］马微.乳糖酶的功能特性及其应用［J］.检验检疫科学.2006(5)

［7］秦立虎,韩起文,张洪颖.乳糖酶的作用及其在乳品工业中的应用［J］.中国奶牛 .2007年第6期