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前沿——酶技術在乳品研究中的應用

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前沿——酶技術在乳品研究中的應用

發布日期:2019-05-23 作者: 點擊:

背景

随着乳牛業和乳品工業的迅猛發展,原料奶和乳制品産量大幅度提高,乳制品花色品種極大豐富,質量也有了質的飛躍。高新技術如基因技術、酶技術、微生物技術、高壓技術、冷殺菌技術等在乳制品生産中的應用也越來越廣泛。


酶是活細胞産生的具有催化功能的蛋白質,它參與生物體内各種生物化學反應過程。與傳統的化學法如酸法加工食品相比,酶技術展現其獨特魅力,它克服了化學法中産生的有害副産物,為食品加工提供更健康、環保、安全有效的解決方案。這些特點比傳統的化學反應具有較大的優越性。在食品工業中,酶可以取代許多化學制劑,從而使生産更加天然高效。

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一、概述

牛奶是最完美的食物,提高乳類的攝入量是保證充足鈣質攝人量的良好來源。中國營養學會在新的膳食指南中向全國居民推薦“ 常常飲乳及其乳制品” 作為提高全民營養狀況的一個重要方面。


在國内約有90 % 的成年人存在乳糖不耐受現象,食用低乳糖奶制品是解決乳糖不耐受的有效方法之一。現在人們已開發利用了不同來源的乳糖酶來生産乳糖降解奶制品。對牛奶進行乳糖酶處理的方法是将乳糖酶直接混入巴氏滅菌牛奶中。在存放過程中,因水解作用乳糖可轉化為葡萄糖和半乳糖。制造低乳糖水解乳可以提高奶香味、甜度及營養價值;在發酵乳中應用可以加速反應和提高發酵效率,使發醇乳具備特有的乳香風味,相對延長産品的貨架期;應用于煉乳中可使乳糖在濃縮時避免乳糖結晶使産品口感細膩增加甜度,減少蔗糖的用量抑制細菌從而改善品質。

二、酶技術在乳品研究中的最新進展


  1.乳糖的修飾降解,防止乳糖不耐受的發生

乳糖是牛乳中主要碳水化合物,也是哺乳嬰兒的能量供應和保證大腦發育的半乳糖的重要來源,乳糖可以促進鈣的擴散輸送作用而有利于吸收,并且有整腸效果。如不能很好降解就會産生一系列的乳糖不耐受症狀。乳糖不耐受症自身消化系統不能将牛乳中的乳糖降解成可以直接被機體血液吸收的葡萄糖和半乳糖,主要是由于機體腸粘膜細胞不能産生足夠的乳糖酶将乳糖分解造成的,因此乳糖不耐受實際上是乳糖酶缺乏症。乳糖酶缺乏是廣泛存在的世界性問題,實際上在亞洲人和非洲人發病現象更普遍。


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圖 全球乳糖不耐症發生率(來源:維基百科)


2.水解乳蛋白質,防止牛奶過敏反應的發生

牛奶蛋白過敏對某些特定的人群特别是先天性過敏患者而言是非常嚴重的問題。臨床症狀主要表現為血管神經性水腫、荨麻疹、遺傳過敏性皮炎、呼吸症狀、急性腹痛、腹瀉、嘔吐和過敏反應。乳球蛋白或酪蛋白,它是某些特殊人群的過敏原,由于具有免疫原性的蛋白質,能夠避開腸道黏膜上皮細胞中存在的免疫球蛋白,而被吸附于腸道黏膜上,并産生免疫系統的動作,由此引發部分嬰幼兒和成年人對牛乳的過敏性反應,引起皮疹及哮喘等症狀。


用篩選的蛋白酶,經水解而獲得的肽類不僅提高了其消化吸收性,而且把具有抗原的決定部位的片斷進行水解,則顯著降低了其抗原性,從而可防止牛乳過敏。乳蛋白質酶解産物與遊離氨基酸混合物相比,具有風味好、吸收率高、滲透壓低等優點,一般采用酶解處理與熱處理或超濾處理協同作用的方法制備低過敏性酪蛋白和乳清蛋白水解産物。熱處理對牛奶蛋白質的免疫原性有輕微的影響,但熱處理可以影響乳蛋白質的構型,提高蛋白水解酶與底物的接觸機會,得到低過敏性蛋白質水解産物。

 

3.乳中含有多種具有抗菌活性的成分,有着多重功效。

如免疫球蛋白、乳鐵蛋白、乳過氧化物酶和溶菌酶,這些成分可以防止奶牛乳房炎的發生、抑制原料乳及乳制品貯藏過程中微生物的生長,但僅在一定時間内有效,其中乳過氧化物酶是防止微生物污染的主要物質,每個乳過氧化物酶分子含有一個鐵原子,乳過氧化物酶本身無抑菌活力,與過氧化氫、硫氰酸鹽共同組成的天然抗菌體系,即所謂的乳過氧化物酶系統具有抗菌、防腐作用。乳過氧化物酶能抑制革蘭氏陰性菌(包括大腸杆菌和沙門氏菌菌株)和革蘭氏陽性菌。其抑菌效果與5H 值、溫度和細菌數有關。乳過氧化物酶體系的抗菌特性在動物生産和臨床醫學中的應用也越來越多。如活化原料奶自身的乳過氧化物酶系統可延長其保質期;向原料奶中添加硫氰酸鈉可防止牛奶腐敗;向牛奶替代品中添加乳過氧化物酶取代抗生素可以防止耐藥性的發生。
  

   酶制劑在食品工業中的應用越來越廣泛,尤其在乳業及乳品工業中的應用更是異軍突起。随着基因工程等新技術的發展,酶工程應用潛力有望進一步發揮。展望末來,酶制劑這種源于自然界自身的清潔技術在尋找創新、有經濟效益和利于環保的方法,為遍及全球的工業問題提供解決方案方面有着廣闊的應用前景。 


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