乳糖酶技術(shù)發(fā)展評估
2014-10-20 14:30:55 來(lái)源: 食品安全導刊
乳糖酶的運用,使世界各地的人們得以享受不含乳糖的乳制品。帝斯曼始終致力于研發(fā)乳糖酶新技術(shù),這些技術(shù)可以幫助乳制品生產(chǎn)商提高無(wú)乳糖產(chǎn)品的質(zhì)量。目前其已擁有多種乳糖酶產(chǎn)品,特別是不含芳香基硫酸酯酶和不含蔗糖轉化酶的乳糖酶。這不僅有益于無(wú)乳糖產(chǎn)品,也為希望減少糖分,而不影響口感或添加人造成分的乳制品生產(chǎn)商提供了一種便于標識的解決方案。
乳糖不耐癥的概念
乳糖是乳制品中的主要碳水化合物,以不同濃度存在于哺乳動(dòng)物乳液中。人體則通過(guò)消化來(lái)吸收乳糖,所有人天生就擁有在小腸內吸收乳糖的能力。小腸中的乳糖酶將乳糖分解成葡萄糖和半乳糖兩種,使其能夠被嬰兒身體輕松吸收。
但斷乳后人體內乳糖酶合成量減少,容易造成乳糖酶缺乏,即成人型低乳糖酶癥,進(jìn)而導致乳糖不耐受。目前,全球約有70%的成人因此受到影響。在攝入含有乳糖的食品后,可能出現腹部不適、腹脹、腸胃氣脹或腹瀉。于是,很多乳糖不耐癥患者選擇不攝入任何乳制品,以避免出現上述不適癥狀。
然而,從日常膳食中去掉乳制品意味著(zhù)乳糖不耐癥患者可能缺乏必要的營(yíng)養,如蛋白質(zhì)、鈣、鎂、葉酸、維生素A、B和D等。
無(wú)乳糖產(chǎn)品日漸興起
歐睿國際報告指出,2017年前全球無(wú)乳糖產(chǎn)品的年平均增長(cháng)速度將超過(guò)6%,相當于乳制品行業(yè)整體增速的兩倍以上。這主要得益于人們對乳糖不耐癥和健康意識的不斷提高。
在亞洲,由于無(wú)乳糖和低乳糖產(chǎn)品的滲透率相對較低,市場(chǎng)增長(cháng)尤為強勁。以中國市場(chǎng)為例,年增速預計將超過(guò)10%。傳統無(wú)乳糖產(chǎn)品以液體奶為主,但近年來(lái)酸奶、冰淇淋和奶酪等其它乳制品領(lǐng)域推出的新產(chǎn)品也出現了快速增長(cháng)。
低乳糖市場(chǎng)的吸引力不僅在于它的增長(cháng)速度,更在于它的豐厚利潤,通常低乳糖產(chǎn)品的價(jià)格比普通乳制品高出50%~100%。亞洲人群出現乳糖不耐的比例高達90%,且低乳糖乳制品滲透率較低,因此市場(chǎng)機遇巨大。
帝斯曼乳糖酶產(chǎn)品擁有以下特點(diǎn):
乳糖分解
幾十年來(lái),微生物中性乳糖酶制劑被廣泛用于生產(chǎn)低乳糖和無(wú)乳糖產(chǎn)品。這些酶制劑被添加到乳制品后,幾乎可完全分解乳糖:乳糖被“預消化”成葡萄糖和半乳糖,這與人體乳糖酶分解乳糖的過(guò)程如出一轍。這樣一來(lái),生產(chǎn)商就能夠生產(chǎn)出擁有最佳營(yíng)養成分的低乳糖或無(wú)乳糖產(chǎn)品。它們不僅適合乳糖不耐癥患者,也同樣適合普通消費者。
持久保鮮
自首次被用于低乳糖產(chǎn)品以來(lái),乳糖酶的功能和優(yōu)點(diǎn)就得到了長(cháng)足發(fā)展。隨著(zhù)低乳糖乳制品市場(chǎng)的持續開(kāi)發(fā),乳制品生產(chǎn)商希望延長(cháng)產(chǎn)品保存期。低乳糖產(chǎn)品即使在保存期內有時(shí)也會(huì )出現異味——這是整個(gè)行業(yè)都需要克服的一個(gè)問(wèn)題。
在進(jìn)行廣泛的科學(xué)研究后,帝斯曼發(fā)現芳香基硫酸酯酶——乳糖酶制劑中的一種常見(jiàn)雜酶——可將乳液中的一種天然成分轉化為對甲基苯酚,導致產(chǎn)品出現異味。在這一發(fā)現的基礎上,帝斯曼開(kāi)發(fā)出了不含芳香基硫酸酯酶的商用乳糖酶制劑,以幫助乳制品生產(chǎn)商能夠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低乳糖產(chǎn)品,確保在保存期內的產(chǎn)品保持清爽口感。近日,帝斯曼在歐洲已被授予這一發(fā)明專(zhuān)利。
甜度一致
隨著(zhù)乳糖酶在液體奶以外的應用日益廣泛,食品生產(chǎn)商正面臨新的挑戰,其中之一就是在商用乳糖酶中常見(jiàn)的蔗糖轉化酶。蔗糖轉化酶可將蔗糖分解為葡萄糖和果糖。雖然它并不會(huì )對傳統無(wú)乳糖乳制品造成影響,甚至在某些應用中還頗有益處,但對加糖乳制品生產(chǎn)商而言是個(gè)問(wèn)題:蔗糖轉化酶可能造成蔗糖含量低于標示含量,同時(shí)果糖也會(huì )給低乳糖乳制品生產(chǎn)商帶來(lái)一些其它問(wèn)題。
在酸奶產(chǎn)品應用中,乳糖酶越來(lái)越多地被用于改善產(chǎn)品口感和質(zhì)構,而不僅僅是強調不含乳糖。但在使用中,蔗糖轉化酶可能造成加糖酸奶的味道發(fā)生變化。如圖1所示,人們對于甜度和甜味的感受會(huì )隨時(shí)間而變化。與蔗糖相比,果糖的甜度更高,特別是在低溫環(huán)境下更是如此,但其甜度持續的時(shí)間相對較短;葡萄糖的甜度則低于蔗糖。
因此,乳糖酶中的蔗糖轉化酶所產(chǎn)生的副作用可能會(huì )對水果酸奶等加糖乳制品的味道造成影響。有鑒于此,行業(yè)中開(kāi)發(fā)出了一種新技術(shù)用于除去乳糖酶制劑中蔗糖轉化酶和芳香基硫酸酯酶(見(jiàn)圖2)。
在一次應用實(shí)驗中,帝斯曼Maxilact® LGi被用于制作蔗糖含量為7%的酸奶,糖分隨時(shí)間變化的情況如圖3所示。數據顯示,不同于行業(yè)經(jīng)驗,蔗糖在酸奶生產(chǎn)過(guò)程中未被分解。制成的酸奶在冷凍條件下存放4周,樣品的蔗糖含量未見(jiàn)下降,亦未觀(guān)測到質(zhì)構缺陷或異味;而在相同的儲存期內,使用其它乳糖酶的樣品蔗糖含量明顯下降,葡萄糖和果糖含量增加;部分樣品儲存4周后未檢測到蔗糖(未顯示)。
提高甜度
乳糖酶分解乳糖后,最終產(chǎn)品的甜度將提高。這是因為葡萄糖和半乳糖與乳糖相比甜度較高。這樣一來(lái),生產(chǎn)商可將每百克乳制品的蔗糖添加量減少1~2g,而不會(huì )影響口感。由于乳糖酶常被定義為加工助劑,所以通常無(wú)需標識。因此,乳糖酶適合所有希望降低蔗糖添加量而不影響產(chǎn)品口感的乳制品生產(chǎn)商,特別是酸奶生產(chǎn)商。
生產(chǎn)中易于整合
與人們的猜測相反,低乳糖產(chǎn)品的生產(chǎn)其實(shí)非常簡(jiǎn)單。低乳糖和無(wú)乳糖奶的生產(chǎn)過(guò)程一般如下:利用熱殺菌法或巴氏殺菌法對普通奶進(jìn)行加熱,避免細菌繁殖;將奶冷卻到6~8℃,并加入乳糖酶均勻攪拌;乳糖發(fā)生水解,直至達到殘余乳糖含量;包裝前進(jìn)行加熱對乳糖酶去活。
在酸奶生產(chǎn)過(guò)程中,除添加乳糖酶以外,無(wú)需其它步驟(見(jiàn)圖4)。當PH值為5時(shí),中性乳糖酶失活。
優(yōu)質(zhì)乳糖酶制劑在甜酸奶生產(chǎn)中的另一優(yōu)勢在于能夠提高生產(chǎn)過(guò)程的穩定性。對于先加入糖再加入發(fā)酵劑的酸奶,蔗糖轉化酶可能對乳糖水解和酸化率造成不利影響。此時(shí)就需要延長(cháng)加工時(shí)間或調整乳糖酶及(或)發(fā)酵劑的投料量。而使用不含蔗糖轉化酶的乳糖酶就不會(huì )出現上述問(wèn)題,因為加入的糖分未被分解。此外,這樣還能確保最終產(chǎn)品的蔗糖含量達到標示值。
小結
隨著(zhù)消費者對低乳糖和無(wú)乳糖乳制品的需求不斷增長(cháng),口感出色且能夠在保存期內保持優(yōu)異品質(zhì)的低乳糖產(chǎn)品將為生產(chǎn)商創(chuàng )造獨特的競爭優(yōu)勢。從以上分析結果可以看出,與其它商用乳糖酶相比,不含芳香基硫酸酯酶和蔗糖轉化酶的乳糖酶在加糖乳制品,如在水果酸奶中具有明顯的優(yōu)勢。這為希望在無(wú)乳糖行業(yè)提高競爭優(yōu)勢的生產(chǎn)商提供了一個(gè)更加行之有效的解決方案。

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