乳糖酶在乳品工业中的应用

　　摘要：本文论述了利用乳糖酶对牛奶进行预处理的意义。论述了乳糖酶应用的工艺技术及乳糖酶在乳品工业中的应用。

　　关键词：乳糖酶 工艺技术 乳品工业 应用

　　0、引言

　　乳与乳制品是一种营养成分十分丰富的天然食品，但是乳糖过敏使许多人无法享受乳品的营养价值。虽然酶工程学是晚近才兴起的科学，但酶制剂在乳品工业中的应用由来已久。酶在我国乳制品工业中最主要的应用是将少量的乳糖酶对乳糖分解，来提高有乳糖不耐症的人对乳制品的消化能力，提高和改善产品的口感、风味和营养价值。

　　1、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、咖啡豆等，动物来源主要有肠、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，然而在实际应用中一般都是从微生物中得到的。

　　2、乳糖酶缺乏者体内的乳糖代谢

　　乳糖进入乳糖酶缺乏者体内后，由于缺乏乳糖酶，乳糖没有水解，它就不会被吸收，而是直接到达小肠后部和结肠。这些地方的微生物将在乳糖上过度生长，其结果是肠内微生物群落发生改变，并常常伴随着产生过多的气体和酸，并且将水从体液吸入结肠，从而导致了肠鸣、腹泻等不良症状。

　　3、乳糖酶的生物学功能

　　乳糖酶可将人体内的乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，葡萄糖是人体各部分代谢的能量来源，半乳糖则是人大脑和黏膜组织代谢时所必须的结构糖，是婴儿大脑发育的必要组织，与婴儿大脑迅速成长有着密切的联系。再者，乳糖酶还可以在人体内通过转糖苷作用生成低聚糖，这些低聚糖是一种低分量，不黏稠的水溶性膳食纤维，它在人体肠道内作为益菌增殖因子仅能被双歧杆菌所利用，却不能被腐败细菌所利用，如此可大大的减少肠道内有害毒素物质的产生，对预防便秘和腹泻有很重要的作用。

　　4、利用乳糖酶对牛奶进行预处理的意义

　　全脂牛奶中约30%的热量和脱脂牛奶中60%的热量都是由乳糖提供的，对于乳糖不耐症的人群来讲，无法充分利用这种能量，一旦身体的能量需要不能得到满足，蛋白质就被用于满足能量需要，而不能作为构成人体蛋白的单元。对于不能吸收的乳糖，就会被肠道微生物作为碳化合物进行发酵产酸产气，从而导致肠胃失调，并造成有价值的蛋白质和矿物质的损失，由于乳糖吸收不良，还会影响到对牛乳中铁、锌、钙等矿物质元素的吸收。因为乳糖有别于其它的糖类物质，它是矿物质成分的载体，可促进矿物质元素的吸收。因此，假如乳糖不被吸收，将会导致乳糖被排放到肠中而无法吸收利用，那么有乳糖吸收障碍的人将会发生矿物质元素钙质丢失的症状，这与小儿佝偻病和成年人的骨质疏松症都有关系。有关调查研究结果显示，乳糖酶缺乏者比正常情况下的人的骨骼结构差，而更为严重的是，如果体内缺乏乳糖酶，使得乳糖将无法被水解成为单糖（葡萄糖和半乳糖）供人体吸收利用，而半乳糖能促进脑苷和粘多糖的合成，从而起到促进幼儿智力发育的作用。

　　乳糖吸收障碍不仅伴有乳糖不耐的征兆，而且还伴有食欲下降，导致饮食量减少、腹泻，也导致一定数量已被消化食物的丧失，这些本能够消化的食物没有被吸收（包括有价值的蛋白、微生物、矿物质和一些牛奶中的糖类），使得牛奶的利用率极低，也浪费了牛奶这种宝贵的饮食资源。因此，利用乳糖酶对牛奶中的乳糖进行水解具有非常重要的意义：

　　a.可为营养失调的儿童和体弱的病人提供高质量的蛋白质和特别的糖源；

　　b.可为乳糖不耐和牛奶不耐受的人群解除不能饮用牛奶的痛苦；

　　c.可普遍提高人们对乳制品中的多种蛋白质、维生素、矿物质以及糖类

　　营养物质的消化吸收利用，促进肠道中有益菌群的生长、繁殖，从而促进广大人群对乳制品中多种营养物质更全面、更直接的吸收，而有益于身体健康。

　　水解牛奶比普通牛奶的优点：

　　a.提高了牛奶的营养价值。

　　b.缓解乳糖不耐症状的发生。

　　c.提高钙的吸收利用率，防止骨质疏松症。

　　d.促进体内益生菌群的增殖，减少肠道内有害毒素物质的产生。

　　e.牛奶水解后，奶香味增加，甜度增加近三倍，可明显改善口味，增加滋味。

　　乳糖被水解后，生成易被人体吸收的葡萄糖和半乳糖，其中部分葡萄糖又会转化成果糖，而半乳糖则在乳糖酶的作用下又会反应生成约6%-8%的低聚半乳糖，葡萄糖是人体各器官代谢的能量来源，半乳糖是人体大脑和粘膜组织的结构成分，果糖可赋予产品更高的甜度和更佳的风味，低聚半乳糖则能够促进肠道有益菌群的生长繁殖，防止便秘和腹泻，并能降低血压和增强人体的肝脏功能。剩余的乳糖就可发挥如前所述的营养与保健作用。乳糖水解后，还避免了牛奶中蛋白质及一些矿物元素（如钙、磷、铁等）的流失，对有轻重不同的乳糖不耐受的人群来说，大大增加了他们对牛奶的摄入量。

　　5、乳糖酶应用的工艺技术

　　5.1乳糖酶应用于水解乳糖的基本工艺流程：

　　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

　　5.2生产中的注意事项

　　a.生产中所使用的原料乳必须是新鲜无污染的，其酸度应≤18。T。

　　b.水解罐最好采用小口发酵罐，并在使用前用蒸汽充分灭菌5-10分钟。

　　c.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。

　　d.在酶解的过程中温度的控制是至关重要的。因为在温度高于40℃或低于0℃的情况，乳糖酶是没有任何活力的。

　　此处的工艺流程②与工艺流程①基本相同，其不同处只不过是把在牛奶罐中进行的酶解过程变成了在运输及销售的过程中于牛奶的包装容器中进行酶解，但在这里添加的乳糖酶需要经过无菌过滤装置的处理后才能添加，否则很容易造成牛奶的污染。因为这种无菌过滤装置的价格非常的昂贵，所以仅有很少一部分企业采用这种工艺，大多数的企业在生产中采取的都是比较实用的第一种工艺。

　　6、乳糖酶在乳品工业中的应用

　　6.1低乳糖牛奶

　　用乳糖酶水解乳糖生产出的低乳糖纯牛奶香味更浓，甜度更高，可明显改善口感和提高牛奶的营养价值。当然，生产成本也会比一般的纯牛奶有所增加。因此，该产品比较适合城市高端市场消费。

　　6.2调味花色乳饮料

　　用乳糖酶水解乳糖生产出的调味花色乳饮料也比单纯的调制乳饮料甜味更加温和，口感更加为消费者所喜欢。该产品的市场前景广阔。

　　6.3发酵乳

　　在发酵过程中，一般酸奶仅有20%左右的乳糖被分解，如果使用中性乳糖酶来水解乳糖，最高可达90%的乳糖被分解。在相同的条件下，乳糖酶水解乳制造的酸乳，可以缩短乳凝固的时间35-40%，而且产品又具有较高的粘度，乳香味更浓，口感更佳。另外，在低乳糖酸奶中，由于乳酸菌生长繁殖的速度较快，菌数的含量增高，还可明显的延长发酵乳的货架期寿命。

　　6.4低乳糖奶粉

　　可供开发的低乳糖奶粉的品种繁多，其中以低乳糖婴幼儿奶粉和低乳糖中老年奶粉销售前景最为看好。

　　低乳糖婴幼儿奶粉可供那些先天性缺乏乳糖酶的婴幼儿、早产儿或由于肠道手术等原因造成肠胃功能减弱的婴幼儿食用；对于普通婴幼儿，用乳糖酶水解乳糖生产的低乳糖婴幼儿奶粉，也比普通的婴幼儿奶粉更容易消化吸收。

　　现在营养专家倡导人们健康饮食原则是“低脂、低糖、高蛋白”，这对于中老年人更为适宜。用乳糖酶水解乳糖生产的低乳糖中老年奶粉中还有8%左右的低聚半乳糖，它具有促进肠道有益菌群生长繁殖和调理肠道内微生态平衡的作用。

　　随着消费市场逐渐形成消费升级的预期，高品质乳制品的方兴未艾也对乳品工业的科技创新产生巨大的推动力。随着低乳糖乳品需求的快速增长，乳品工业必然面临着很大的机遇，也就是开辟一个新的细分市场，使乳品能为原本无法吸收它们的人们所接受，让每个人拥有牛奶的梦想成真。