酶水解法生产低乳糖奶的工艺与检测.ppt

酶水解法生产低乳糖奶的工艺与检测 引言低乳糖牛乳开发的必要性 据有关资料报道 亚洲人口中约有70 的人群患有程度不同的乳糖不耐症 所谓乳糖不耐症是指由于人体小肠内缺乏分解乳糖的 半乳糖苷酶 乳糖酶 饮用牛乳或食用含乳糖的食品后引起的对乳糖不耐受的非疾病性症状 主要表现为消化不良 腹胀 肠鸣 呕吐 急性腹痛甚至腹泻等 乳糖不耐症人群的分布与种族有密切的关系 见表 Houts指出了1 3的美国人体内乳糖酶水平较低 在东方人口中 这种症状表现更为严重 根据颜纪贤等人的研究成果 我国成年人饮用牛乳后乳糖吸收不良的发病率高达86 7 不耐受指数为0 9 乳糖不耐症的存在业已成为我国乳品工业发展的主要障碍之一 一 酶水解生产低乳精乳的加工工艺 1 物理法生产低乳糖牛乳采用物理方法如利用超滤技术可将大部分乳糖从乳中去掉 但问题是维生素和矿物质也将和乳糖一起损失掉 不得不在去除乳糖后再将它们添加进去 这也造成了在营养上有重要意义的乳糖的极大浪费 2 酶水解法生产低乳糖牛乳酶水解法即利用外源性的乳糖酶将乳糖降解为易被人体吸收利用的单糖 该法水解条件温和 产物简单 口感好 不会破坏乳中的其它营养成分 较酸水解法更为优越 迄今为止 酶水解法是最安全 实用 有效的生产低乳糖牛乳的方法 酶水解法处理低乳糖牛乳的加工方式 在产品进行热处理前 将乳糖酶加人到经巴氏杀菌后并冷却至酶作用的最佳温度的牛乳中 待乳糖酶在此温度下作用一段时间 达到所要求的乳糖水解度后 再将产品进行灭菌处理 然后在产品灌装前按一定比例将乳糖酶加入到产品中 在产品贮存过程中乳糖酶将牛乳中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖 其优点是设备投资低 缺点是酶作用时很容易受到微生物的污染 而且酶作用时间较难控制 同时由于乳糖分解后转变为还原型的葡萄糖和半乳糖 在灭菌处理时由于Milladr反应产品容易出现褐变 从而影响产品的感官质量 其优点是设备投资低 缺点是酶作用时很容易受到微生物的污染 而且酶作用时间较难控制 同时由于乳糖分解后转变为还原型的葡萄糖和半乳糖 在灭菌处理时由于Milladr反应产品容易出现褐变 从而影响产品的感官质量 a 生产中所使用的牛奶必须是新鲜无污染的 其酸度应 180T b 在酶解的过程中 牛奶的PH值应控制在6 6 6 8之间 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 因为在受到污染的情况下 牛奶的酸度值会升高 从而导致其PH值下降 c 水解罐最好采用小口发酵罐 并在使用前用蒸气充分灭菌5 10分钟 d 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 e 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 生产中的注意事项 生产工艺流程图 二 酶水解率的快速测定方法 低乳糖牛奶是利用乳糖酶将牛奶中乳糖进行水解 因此水解率是衡量其乳糖水解程度的一项重要的生产指标 目前文献资料报导中所介绍的测定低乳糖牛奶水解率的方法主要为高效液相色谱 HPLC 凝固点下降法 Tauber KJemer比色法 费林氏一酶催化氧化法和折光仪指数法以及葡萄糖电极法等几种 其中HPLC法是以色谱仪作为基础 是最大的优点就是乳糖水解率测定的准确度高 但不足之处是每次开机的费用很高 除了极个别的大型乳品企业和专业的研究机构外 该方法目前根本不能为一般的生产单位所采纳 而其他的几种方法也由于所需要有专用的仪器及其相关的配套试剂 或是由于其检测分析的周期过长以及所测定的结果的准确性差等原因 也使得这些方法目前很难在实际生产的检测分析中得到应用 本PPT演示以Willstarter和Schudel的醛糖测定方法 亦即碘量法 为依据 从乳糖水解反应的本质出发 提出并建立了一套快速测定低乳糖牛奶水解率的新方法 这种新方法的最大的特点就是采用极其常规的检测仪器设备及试剂 即可获得令人满意的测定结果 该方法目前在文献资料中尚未见报道 三 低乳糖牛奶水解率的测定原理 由于在乳糖酶制剂的催化作用下 1mol的乳糖可以水解成1mol的葡萄糖和的1mol半乳糖因此在低乳糖牛奶的产品中应含有葡萄糖和半乳糖以及未水解的乳糖等3种还原性的醛糖物质 对于水解后的这几种还原性的醛糖含量 亦即乳糖的表观含量 可以采用Willstarter和Schudel的醛糖测定方法即 碘量法 来进行测定 然后再将所测定的结果和未水解以前所测得的牛奶中乳糖的含量进行比较 从而便可以快速的得到低乳糖牛奶的水解率 在常温下 单质碘与氢氧化钠溶液反应可以生成次碘酸钠 而次碘酸钠又可以将还原性的醛糖进行氧化 由于在反应溶液中碘以及氢氧化钠的量过剩 加之反应溶液中尚有残存的次碘酸钠 所以加人适量的盐酸或者稀硫酸使溶液呈现微弱的酸性 则可以使反应溶液中剩余的碘化钠和次碘酸钠相互作用后释放出单质的碘 最后再用标准的硫代硫酸钠溶液滴定反应溶液中剩余的碘 从而则可以根据反应中物质的量的关系计算出牛奶中的乳糖的含童或者低乳糖牛奶产品中的乳糖