最新的乳糖酶技術(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。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(biāo)識(shí)的解決方案。
為無(wú)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(dòng)物乳液中。人體通過(guò)消化來(lái)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(yíng)養(yǎng)，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(guó)際報(bào)告指出，2017 年前全球無(wú)乳糖產(chǎn)品的年平均增長(zhǎng)速度將超過(guò) 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(duì)乳糖不耐癥和健康意識(shí)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(duì)較低，市場(chǎng)增長(zhǎng)尤為強(qiáng)勁。以中國(guó)市場(chǎng)為例，年增速預(yù)計(jì)將超過(guò) 10%。傳統(tǒng)上，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)域推出的無(wú)乳糖新產(chǎn)品也出現(xiàn)了快速增長(zhǎng)。
低乳糖市場(chǎng)的吸引力不僅在于它的增長(zhǎng)速度，更在于它的豐厚利潤(rùn)。在這一行里，產(chǎn)品價(jià)格比普通乳制品高出 50%~100%已經(jīng)司空見(jiàn)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(chǎng)機(jī)遇巨大。
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(yù)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(yǎng)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(fèi)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)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。但隨著低乳糖乳制品市場(chǎng)的持續(xù)發(fā)展，乳制品生產(chǎn)商希望延長(zhǎng)產(chǎn)品保存期。低乳糖產(chǎn)品即使在保存期內(nèi)有時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)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(xiàn)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(zhuǎn)化為對(duì)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(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(jiàn)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(huì)對(duì)傳統(tǒng)無(wú)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(duì)加糖乳制品生產(chǎn)商而言是個(gè)問(wèn)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(huì)給低乳糖乳制品生產(chǎn)商帶來(lái)一些其它問(wèn)題。
在酸奶行業(yè)，乳糖酶越來(lái)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(duì)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，特別在低溫下更是如此，但甜度持續(xù)的時(shí)間相對(duì)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(huì)對(duì)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(kāi)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(jiàn)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(shí)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(guò)程中未被分解（見(jiàn)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(jiàn)下降，亦未觀測(cè)到質(zhì)構(gòu)缺陷或異味。而在相同的儲(chǔ)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(chǔ)存四周后未檢測(cè)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(lái)，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(huì)影響口感。由于乳糖酶常被劃為加工助劑，所以通常無(wú)需標(biāo)識(shí)。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(cè)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：利用熱殺菌法或者巴氏殺菌法對(duì)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(duì)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）。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(shì)在于能夠提高生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性。對(duì)于先加入糖再加入發(fā)酵劑的酸奶，蔗糖轉(zhuǎn)化酶可能對(duì)乳糖水解和酸化率造成不利影響。此時(shí)就需要延長(zhǎng)加工時(shí)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(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)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(yǔ)
隨著消費(fèi)者對(duì)低乳糖和無(wú)乳糖乳制品的需求不斷增長(zhǎng)，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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(shì)。這為希望在無(wú)乳糖行業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的生產(chǎn)商提供了一個(gè)激動(dòng)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(jí)科研員