一种采用复合酶制备无乳糖奶制品的方法与流程

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种采用复合酶制备无乳糖奶制品的方法。

背景技术：

乳糖是一种由葡萄糖和半乳糖组成的二糖，是矿物质成分的载体，可促进矿物质元素的吸收，另外全脂牛奶中约30％的热量，脱脂牛奶中60％的热量也是由乳糖提供的。牛奶是讫今为止人们从自然界中所能够获得的最接近完美的一种食物，它不仅能够给人们提供身体及大脑生长发育所需要的优质的动物蛋白质、乳脂肪和维生素等，而且还是人体补钙的最佳选择，然而国内外大量的临床调查研究数据结果显示，由于种族、气候以及遗传等诸多因素的影响，会造成相当一部分人的体内缺乏乳糖酶，这样就会使得牛奶中所特有的乳糖不能在小肠中消化和吸收而直接被转运到大肠，并在大肠菌丛的作用下引起发酵和水解，造成肠管内水和二氧化碳等气体的大量积累，并剌激肠粘膜从而导致人体出现了诸如腹胀、肠鸣、气多、肠痉挛以及腹泻等一系列的乳糖不耐症状的发生，从而影响了这部分人群对于牛奶的食用。研究表明，乳糖不耐受患者还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。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，不仅可以提高牛奶的营养价值，改善牛奶的口味，还可以避免乳糖不耐受症的发生，提高人们对牛奶中蛋白质、维生素、矿物质以及糖类等营养物质的消化吸收利用，益于身体健康。目前低乳糖牛奶的制备工艺流程为：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。在生产中一般采用低温水解，即4-6℃水解20小时以上，这种低乳糖牛奶制备工艺耗费时间长，维持低温的能耗高，生产效率低。

技术实现要素：

为了解决现有技术制备低乳糖牛奶时存在的能耗高、生产效率低的问题，本发明研发了一种采用复合酶制备无乳糖奶制品的方法。

本发明的技术解决方案如下：一种采用复合酶制备无乳糖奶制品的方法，具体包括以下步骤：

(1)将原料乳经85-95℃巴氏杀菌5-15分钟；

(2)缓慢降温至20-45℃，按比例加入复合酶，保温并搅拌1-6小时至水解终点；

(3)巴士杀菌或超高温瞬时灭菌，无菌灌装。

作为优化，步骤(1)中原料乳在巴氏灭菌前经静乳机离心静乳。

作为优化，所述的复合酶由乳糖酶、gdh、god的两种或两种以上组成。

作为优化，所述的复合酶中乳糖酶在原料乳中的添加比例为10000alu-100000alu/l。

作为优化，所述gdh在原料乳中的添加比例为1-20ml/l。

作为优化，所述god在原料乳中的添加比例为1-20ml/l。

作为优化，所述的乳糖酶为毕赤酵母发酵制备得到的酸性乳糖酶。

本发明的有益效果是：本发明方法及其得到的产品是以酶水解工艺为核心的，从而降低产品中乳糖的含量，从而降低消费者乳糖不耐症的发生。本发明相比传统工艺，可以缩短工艺时间，降低能耗，提高生产效率和产品品质。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

首先以如下实验证明本发明的效果：

一、实验材料

原料乳为全脂鲜牛奶，乳糖含量为4.8-6.0％；乳糖酶为采用毕赤酵母基因工程菌株发酵制备的重组酸性乳糖酶，活力为20000alu/ml，酶活定义为：在ph4.5，37℃条件下每1min分解邻硝基苯酚-β-d半乳糖苷(onpg)生成1μmol邻硝基酚(onp)所需的酶的量，为一个乳糖酶单位(alu)；乳糖、葡萄糖、半乳糖对照品均为分析级纯度；乙腈为色谱级纯度。

二、鲜牛乳的水解

(1)鲜牛乳每100ml分装至500ml的三角瓶中，采用85-95℃巴氏杀菌5-15min，缓慢降温至40-45℃，在无菌条件下添加乳糖酶：将20000alu/ml的液体乳糖酶按0alu/l、10000alu/l(添加比例0.5‰)、15000alu/l(添加比例0.75‰)、20000alu/l(添加比例1.0‰)的比例加入牛奶中，开始水解，在30min、60min、90min、120min的不同时间取样，进行相关参数的测定，高效液相色谱法(hplc)测定牛奶样品的乳糖含量，计算乳糖水解率。

(2)鲜牛乳每100ml分装至500ml的三角瓶中，采用85-95℃巴氏杀菌5-15min，缓慢降温至40-45℃，在无菌条件下添加复合酶：将20000alu/ml的液体乳糖酶按0alu/l、10000alu/l(添加比例0.5‰)、15000alu/l(添加比例0.75‰)、20000alu/l(添加比例1.0‰)的比例加入牛奶中，并在每瓶中加入2mlgdh，开始水解，在30min、60min、90min、120min的不同时间取样，进行相关参数的测定，高效液相色谱法(hplc)测定牛奶样品的乳糖含量，计算乳糖水解率。

(3)鲜牛乳每100ml分装至500ml的三角瓶中，采用85-95℃巴氏杀菌5-15min，缓慢降温至40-45℃，在无菌条件下添加复合酶：将20000alu/ml的液体乳糖酶按0alu/l、10000alu/l(添加比例0.5‰)、15000alu/l(添加比例0.75‰)、20000alu/l(添加比例1.0‰)的比例加入牛奶中，并在每瓶中加入2mlgod，开始水解，在30min、60min、90min、120min的不同时间取样，进行相关参数的测定，高效液相色谱法(hplc)测定牛奶样品的乳糖含量，计算乳糖水解率。

(4)鲜牛乳每100ml分装至500ml的三角瓶中，采用85-95℃巴氏杀菌5-15min，缓慢降温至40-45℃，在无菌条件下添加复合酶：将20000alu/ml的液体乳糖酶按0alu/l、10000alu/l(添加比例0.5‰)、15000alu/l(添加比例0.75‰)、20000alu/l(添加比例1.0‰)的比例加入牛奶中，并在每瓶中加入2mlgod和2mlgdh，开始水解，在30min、60min、90min、120min的不同时间取样，进行相关参数的测定，高效液相色谱法(hplc)测定牛奶样品的乳糖含量，计算乳糖水解率。

三、乳糖标准液的配制

乳糖标准液的制备：称取在(94±2)℃烘箱中干燥2h的乳糖标样0，20，40，60，80，100mg，乙腈定容至10ml，配成0，2，4，6，8，10mg/ml乳糖标准液备用。

四、样品的处理

样品称取2.5g(精确到0.1mg)溶于15ml，50～60℃水中，超声振荡10min，用乙腈定容至50ml，静置数分钟后过滤，取5.0ml过滤，用乙腈定容至10ml，0.45μm滤膜过滤，即为25mg/ml样品处理液，备用。

五、乳糖含量的测定

采用高效液相色谱法(hplc)测定牛奶样品的乳糖含量，hplc检测条件：色谱柱(安捷伦zorbax，nh2，4.6mm×250mm，5μm)，以70％乙腈为流动相，流速为1ml/min，柱温35℃，进样量10μl。示差折光检测器条件：温度为35℃。

乳糖水解率＝(1-测试品中乳糖含量/全脂鲜牛奶中乳糖含量)×100％

其中添加乳糖酶和复合酶1，2，3的牛奶样品中乳糖含量及水解率见表1，2，3，4。

表1

表2

表3

表4

由表1，表2，表3和表4可以看出，单独用乳糖酶水解的效果不行，而当复合酶中酸性乳糖酶的添加量达到20000alu/l时，在42℃的温度条件下，酶解2小时后乳糖水解度可以达到90％以上，乳糖含量在0.5g/100g以下，复合酶3的效果最好。可以达到本发明的目的。

实施例1

一种复合酶制备无乳糖奶制品，步骤为：

(1)将鲜牛奶巴氏杀菌85-95℃，5-15分钟，缓慢降温至40-45℃；

(2)按比例加入复合酶1(以牛奶的体积计，乳糖酶20000alu/l，gdh20ml/l)，保温在42℃并搅拌2h至水解终点，水解终点为乳糖水解率≥90％，乳糖含量低于0.5g/100g。其中所述的乳糖酶为毕赤酵母发酵制备得到的酸性乳糖酶。

(3)巴氏杀菌或超高温瞬时灭菌，无菌灌装。

实施例2

一种复合酶制备无乳糖奶制品，步骤为：

(1)将鲜牛奶巴氏杀菌85-95℃，5-15分钟，缓慢降温至40-45℃；

(2)按比例加入复合酶2(以牛奶的体积计，乳糖酶20000alu/l，god20ml/l)，保温在42℃并搅拌2h至水解终点，水解终点为乳糖水解率≥90％，乳糖含量低于0.5g/100g。其中所述的乳糖酶为毕赤酵母发酵制备得到的酸性乳糖酶。

(3)巴氏杀菌或超高温瞬时灭菌，无菌灌装。

实施例3

(1)将鲜牛奶巴氏杀菌85-95℃，5-15分钟，缓慢降温至40-45℃；

(2)按比例加入复合酶2(以牛奶的体积计，乳糖酶20000alu/l，god20ml/l，gdh20ml/l，god20ml/l)，保温在42℃并搅拌2h至水解终点，水解终点为乳糖水解率≥90％，乳糖含量低于0.5g/100g。其中所述的乳糖酶为毕赤酵母发酵制备得到的酸性乳糖酶。

(3)巴氏杀菌或超高温瞬时灭菌，无菌灌装。

本发明方法及其得到的产品是以酶水解工艺为核心的，从而降低产品中乳糖的含量，从而降低消费者乳糖不耐症的发生。本发明相比传统工艺，可以缩短工艺时间，降低能耗，提高生产效率和产品品质。

以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

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