最新的乳糖酶技術(shù)可以幫助乳制品生產(chǎn)商提高無乳糖產(chǎn)品的質(zhì)量。這不僅有益于無乳糖產(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(biāo)識的解決方案。
為無法攝取乳制品的乳糖不耐癥患者提供一種新選擇
乳糖是乳品中的主要碳水化合物，以不同濃度存在于哺乳動物乳液中。人體通過消化來吸收乳糖。所有人都天生擁有在小腸內(nèi)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。
但在斷乳后，乳糖酶合成量減少。結(jié)果造成乳糖酶缺乏（又名成人型低乳糖酶癥），進(jìn)而導(dǎo)致乳糖不耐受；全球約有 70% 的成人受到影響。攝入含有乳糖的食品后，可能出現(xiàn)腹部不適、腹脹、腸胃氣脹或腹瀉。因此，很多乳糖不耐癥患者選擇不攝入任何乳制品，以避免出現(xiàn)上述不適癥狀。
然而，從日常膳食中去掉乳制品意味著乳糖不耐癥患者可能缺乏必要的營養(yǎng)，如蛋白質(zhì)、鈣、鎂、葉酸、維生素 A、B 和 D 等。
無乳糖產(chǎn)品日漸興起
歐睿國際報告指出，2017 年前全球無乳糖產(chǎn)品的年平均增長速度將超過 6%，相當(dāng)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，由于無乳糖和低乳糖產(chǎn)品的滲透率相對較低，市場增長尤為強(qiáng)勁。以中國市場為例，年增速預(yù)計將超過 10%。傳統(tǒng)上，無乳糖產(chǎn)品以液體奶為主。但近年來酸奶、冰淇淋和奶酪等其它乳制品領(lǐng)域推出的無乳糖新產(chǎn)品也出現(xiàn)了快速增長。
低乳糖市場的吸引力不僅在于它的增長速度，更在于它的豐厚利潤。在這一行里，產(chǎn)品價格比普通乳制品高出 50%~100%已經(jīng)司空見慣。亞洲人群出現(xiàn)乳糖不耐的比例高達(dá) 90%，且低乳糖乳制品滲透率較低，因此市場機(jī)遇巨大。
乳糖分解
幾十年來，微生物中性乳糖酶制劑被廣泛用于生產(chǎn)低乳糖和無乳糖產(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(yù)消化成葡萄糖和半乳糖，這與人體乳糖酶分解乳糖的過程如出一轍。這樣一來，生產(chǎn)商就能夠生產(chǎn)出擁有最佳營養(yǎng)成分的低乳糖或無乳糖產(chǎn)品，它們不僅適合乳糖不耐癥患者，也同樣適合普通消費(fèi)者。
持久保鮮
自首次被用于低乳糖產(chǎn)品以來，乳糖酶的功能和優(yōu)點(diǎn)得到了長足發(fā)展。但隨著低乳糖乳制品市場的持續(xù)發(fā)展，乳制品生產(chǎn)商希望延長產(chǎn)品保存期。低乳糖產(chǎn)品即使在保存期內(nèi)有時候也會出現(xiàn)異味這是整個行業(yè)都需要克服的一個問題。
在進(jìn)行廣泛的科學(xué)研究后，帝斯曼發(fā)現(xiàn)芳香基硫酸酯酶乳糖酶制劑中的一種常見雜酶可將乳液中的一種天然成分轉(zhuǎn)化為對甲基苯酚，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)異味。在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，帝斯曼開發(fā)出了不含芳香基硫酸酯酶的商用乳糖酶制劑，以幫助乳業(yè)廠商生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低乳糖產(chǎn)品，確保產(chǎn)品在保存期內(nèi)保持清爽口感。近日帝斯曼在歐洲已被授予這一發(fā)明的專利。
甜度一致
隨著乳糖酶在液體奶以外的應(yīng)用日益廣泛，食品生產(chǎn)商正面臨新的挑戰(zhàn)。其中之一就是商用乳糖酶中的常見蔗糖轉(zhuǎn)化酶。蔗糖轉(zhuǎn)化酶可將蔗糖分解為葡萄糖和果糖。雖然它并不會對傳統(tǒng)無乳糖乳制品造成影響，甚至在某些應(yīng)用中還頗有益處，但對加糖乳制品生產(chǎn)商而言是個問題：蔗糖轉(zhuǎn)化酶可能造成蔗糖含量低于標(biāo)示含量，果糖也會給低乳糖乳制品生產(chǎn)商帶來一些其它問題。
在酸奶行業(yè)，乳糖酶越來越多地被用于改善產(chǎn)品口感和質(zhì)構(gòu)，而不僅僅是強(qiáng)調(diào)不含乳糖；但蔗糖轉(zhuǎn)化酶可能造成加糖酸奶的味道發(fā)生變化。如圖1所示，我們對于甜度和甜味的感受會隨時間而變化。與蔗糖相比，果糖的甜度更高，特別在低溫下更是如此，但甜度持續(xù)的時間相對較短。葡萄糖的甜度低于蔗糖。
因此，乳糖酶中的蔗糖轉(zhuǎn)化酶所產(chǎn)生的副作用可能會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)開發(fā)了一種新技術(shù)用于除去乳糖酶制劑中的蔗糖轉(zhuǎn)化酶和芳香基硫酸酯酶（見圖 2）。
在一次應(yīng)用實(shí)驗(yàn)中，帝斯曼的 Maxilact LGi 被用于制作蔗糖含量為 7% 的酸奶，糖分隨時間變化的情況如圖所示。不同于行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，蔗糖在酸奶生產(chǎn)過程中未被分解（見圖3）。制成的酸奶在冷凍條件下存放四周。樣品的蔗糖含量未見下降，亦未觀測到質(zhì)構(gòu)缺陷或異味。而在相同的儲存期內(nèi)，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。部分樣品儲存四周后未檢測到蔗糖（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?yàn)槠咸烟呛桶肴樘桥c乳糖相比甜度較高。這樣一來，生產(chǎn)商可將每百克乳制品的蔗糖添加量減少 1-2 克，而不會影響口感。由于乳糖酶常被劃為加工助劑，所以通常無需標(biāo)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)非常簡單。低乳糖和無乳糖奶的生產(chǎn)過程一般如下：利用熱殺菌法或者巴氏殺菌法對普通奶進(jìn)行加熱，避免細(xì)菌繁殖。將奶冷卻到 6-8C，并加入乳糖酶均勻攪拌。乳糖發(fā)生水解，直至達(dá)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)過程中，除添加乳糖酶以外，無需其它步驟（見圖4）。PH 值為 5 時，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)過程的穩(wěn)定性。對于先加入糖再加入發(fā)酵劑的酸奶，蔗糖轉(zhuǎn)化酶可能對乳糖水解和酸化率造成不利影響。此時就需要延長加工時間或調(diào)整乳糖酶及/或發(fā)酵劑的投料量。而使用不含蔗糖轉(zhuǎn)化酶的乳糖酶就不會出現(xiàn)上述問題，因?yàn)榧尤氲奶欠治幢环纸?。此外，這樣還能確保最終產(chǎn)品的蔗糖含量達(dá)到標(biāo)示值。
結(jié)束語
隨著消費(fèi)者對低乳糖和無乳糖乳制品的需求不斷增長，口感出色且能夠在保存期內(nèi)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(dú)特的競爭優(yōu)勢。從上文的分析結(jié)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(zhuǎn)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。這為希望在無乳糖行業(yè)提高競爭優(yōu)勢的生產(chǎn)商提供了一個激動人心的解決方案。AFJC
作者信息：Peter Dekker，帝斯曼生物科技中心，生物化學(xué)與應(yīng)用高級科研員