Лекции для студентов

Белковые продукты и напитки из молочной сыворотки — Ферментативный гидролиз лактозы молочной сыворотки

Ферментативный гидролиз лактозы молочной сыворотки

Ферментативный гидролиз лактозы в молочной сыворотке проводят ферментом лактоза (бета-галактозидаза), полученным на основе микробного синтеза из дрожжей и плесневых грибов. В результате гидролиза плохо растворимый и несладкий молочный сахар (лактоза) превращается в более сладкую и хорошо растворимую смесь моносахаров (глюкозы и галактозы), что позволяет широко использовать фермент для производства пищевых и кормовых продуктов.

В молочной промышленности для гидролиза лактозы в молочной сыворотке рекомендуется применение дрожжевой и грибной β-галактозидазы, а также препарата лактофрагелина Гх, получаемого на основе высушенной биомассы дрожжей Saccharomeces fragilis.

Фермент продуцируется многими микроорганизмами. У бактерии и дрожжей это внутриклеточный фермент. Активными продуцентами β -галактозидазы являются спороносные бактерии В.subtilis, В.megaterium и др. виды. Среди неспороносных бактерий Е. со1i; молочнокислые бактерии, такие, как Streptococcus lactis, Str.cremoris, Lactobacillus bulgaricus и др. Высокая активность β -галактозидазы обнаружена во многих дрожжевых культурах, среди которых можно назвать Saccharomyces fragilis, Sac. lactis, Candida pseudotropicalis, Torulopsis versatilis. Среди дрожжей наибольшая лактазная активность отмечена у Kluyveromyces fragilis. Ферментативная активность дрожжевых и бактериальных клеток возрастала на 34 % после промывкиихтолуолом.

Микроскопические грибы также образуют β- галактозидазу, но этот фермент принципиально отличается от бактериальных и дрожжевых β — галактозидаз и в основном тем, что она секретируется грибами в среду.

Внеклеточная β — галактозидаза накапливается в значительных количествах в культуральной жидкости при глубинном культивировании микроскопических грибов. Следует отметить, что среди наиболее активных продуцентов следует назвать Penicillium multicolor, P.terlikowskii, Mucor pusillus, Alternaria tenius и др. микроорганизмы. Продуценты внеклеточной β-галактозидазы являются наиболее перспективными для производства, так как в этом случае отпадает необходимость в разрушении клеточной стенки микроорганизмов.

Каждый микроорганизм имеет свой оптимум действия — активную кислотность и температуру. Бактериальные и дрожжевые препараты проявляют максимальную активность при рН 6,2 — 7,2, а грибные — при рН 3,5 — 5,0. Кроме того, грибные β-галактозидазы имеют, как правило, более высокий температурный оптимум действия. Исходя из этого, дрожжевые и бактериальные препараты целесообразно использовать для гидролиза лактозы в подсырной сыворотке, а грибные — в творожной сыворотке.

При использовании дрожжевых и бактериальных препаратов оптимальные технологические параметры для обеспечения гидролиза лактозы: температура 35 ^оС, время гидролиза 4,52 ч, количество препарата из расчета 4 ед. на 1 г лактозы и активная кислотность среды 6,7. Грибные β-галактозидазы имеют более высокий температурный оптимум действия (40 — 60 ^оС). В результате гидролиза в моносахара превращается до 50— 70% лактозы, увеличиваются сладость и усвояемость готового продукта.

Во многих странах пользуются популярностью кисломолочные продукты и напитки, вырабатываемые из молока с гидролизованной лактозой. Проводятся исследования по производству сыра из гидролизованного молока. Сыр по сравнению с контрольными образцами отличается более высокими вкусовыми качествами и ускоренным процессом созревания.

В гидролизованной молочной сыворотке увеличивается примерно в два раза содержание летучих жирных кислот, накапливаются ароматические соединения. Следует отметить, что натуральная молочная сыворотка содержит значительное количество ароматических соединений. Технологическая обработка и гидролиз увеличивают их количество, что благоприятно отражается на возможности ее использования в хлебопечении, производстве безалкогольных напитков и других пищевых продуктов.

Гидролизованная молочная сыворотка и ее концентраты (глюкозо-галактозные сиропы) могут быть широко использованы в пищевой промышленности в качестве наполнителей и обогатителей продуктов питания, а также в сельском хозяйстве для обогащения кормов.