低乳糖馬奶的研制

甄曉宇，阿布力米提·克里木，熱娜古麗·木沙（新疆農(nóng)業(yè)大學，新疆烏魯木齊830052）

?

低乳糖馬奶的研制

甄曉宇，阿布力米提·克里木，熱娜古麗·木沙*
（新疆農(nóng)業(yè)大學，新疆烏魯木齊830052）

摘要：酶法生產(chǎn)乳糖含量低于2.0g/100mL的馬奶。在乳糖酶與馬奶作用的最佳條件的基礎上，研究鮮馬奶不同預處理方式對乳糖水解率的影響、低乳糖馬奶不同殺菌方式和儲藏溫度對其感官的影響。乳糖酶添加量2 000 NLU/L、馬奶pH 6.2、40℃、水解2 h，使馬奶乳糖水解率達到75%，乳糖含量低于2.0 g/100 mL，高溫殺菌后無明顯沉淀，輕微褐變，常溫儲藏較好。

關鍵詞：馬奶；乳糖酶；低乳糖

馬奶營養(yǎng)價值較高［1］，但是較高的乳糖含量，不適于乳糖不耐癥人群飲用，乳糖作為微生物發(fā)酵的碳源也是導致酸馬奶生產(chǎn)周期較長的原因。低乳糖馬奶的研制有利于擴大馬奶的飲用人群，同時為酸馬奶的快速生產(chǎn)提供一種可能的途徑。降低牛奶乳糖含量方法主要有超濾濃縮法、乳糖酶水解法、乳酸菌發(fā)酵法等［2］。在酶法生產(chǎn)低乳糖牛奶的研究中［3-5］，諸多研究在酶的添加量、酶解時間、低乳糖牛奶殺菌方式、低乳糖牛奶穩(wěn)定性等方面給出了值得參考的數(shù)據(jù)。施正學［6］等的研究把膜過濾技術和酶解技術結(jié)合，乳糖水解率超過80%。徐雅琴［7］等的研究表明低乳糖牛奶同樣適用于酸奶的制作。不同微生物來源的乳糖酶的性質(zhì)差別較大［8］，但是乳糖酶在乳制品工業(yè)中的應用較多［9］，這也是諸多研究的目的之一。馬奶和牛奶的營養(yǎng)成分相差較大［10］，尤其是脂肪含量、蛋白質(zhì)組成、乳糖含量等有較大差別。鮮馬奶的一次擠出量較少，生產(chǎn)周期長，因此馬奶收集后需要預處理，對馬奶有一定的影響。本文根據(jù)馬奶的營養(yǎng)特性和現(xiàn)階段生產(chǎn)方式，結(jié)合乳糖酶的性質(zhì)，研究了低乳糖馬奶的生產(chǎn)方法。乳糖酶水解馬奶乳糖的最佳條件、馬奶預處理對乳糖水解率的影響、低乳糖馬奶殺菌方式對馬奶感官的影響、低乳糖馬奶的最佳儲藏溫度等問題是我們研究的重點。

1　材料與方法

1.1材料與設備

鮮馬奶，伊犁昭蘇軍馬場提供。中性乳糖酶，酶活力3 000 NLU/g：裕和食品添加劑有限公司；乙酸鉛、亞鐵氰化鉀、檸檬酸、氫氧化鈉等實驗試劑：天津市福晨化學試劑廠。

SHZ-B水浴恒溫振蕩器：精達儀器制造有限公司；微型超高溫殺菌機：沃迪機械；等。

1.2方法

1.2.1低乳糖馬奶的制作

鮮馬奶收集和初步處理→凈乳→（巴氏殺菌）→加酶水解→巴氏殺菌/超高溫殺菌→包裝后儲藏

1.2.2乳糖水解率的測定

碘量法［11］測定乳糖含量，蛋白質(zhì)沉淀劑為乙酸鉛和亞鐵氰化鉀。

水解率［7］=（1-水解后酸奶中的乳糖含量/水解前牛乳中的乳糖含量）×100%。平行樣3個，取2位有效數(shù)字。

1.2.3最佳酶解條件的確定

參照乳糖酶的使用說明并結(jié)合采集鮮馬奶pH 6.2的實際情況，乳糖的基本水解條件：溫度40℃、pH 6.2、乳糖酶添加量2 000 NLU/L。

為確定此乳糖酶水解馬奶的最佳條件，溫度試驗安排為30、35、40、45℃；添加氫氧化鈉和檸檬酸的方法，pH實驗安排為5.8、6.2、6.6、7.0、7.4；乳糖酶添加量的實驗安排為3 000、2 500、2 000、1 500、1 000、500 NLU/L。1.2.4鮮馬奶的預處理對乳糖水解率的影響

鮮馬奶收集后處理方式為新鮮馬奶（不處理）、冷凍儲存鮮馬奶（-20℃、24h）、巴氏殺菌鮮馬奶（85℃、5 min）。

1.2.5不同處理方式對低乳糖鮮馬奶感官的影響

乳糖酶水解后巴氏殺菌條件為溫度85℃時間10 min，超高溫殺菌條件為溫度135℃，時間5 s。儲藏溫度為4、25、40℃，儲藏時間為5 d，封口瓶裝。

分層取樣質(zhì)量對比。取250 mL馬奶，分別放置于5個50 mL燒杯中，保鮮膜封口，室溫放置。間隔1 d取樣，燒杯45 mL刻度以上取樣，燒杯底部取樣。做單位體積質(zhì)量測定。

2　結(jié)果與分析

2.1不同酶解條件對乳糖水解率的影響

試驗范圍內(nèi)最佳的溫度是40℃，高溫下乳糖水解率相對低溫下乳糖水解率呈顯著性抑制（P＜0.001），實驗結(jié)果見表1。

表1　溫度對水解率的影響Table 1 Effect of temperature on hydrolysis rate

試驗pH范圍內(nèi)，過高或過低的pH均使乳糖的水解率降低，相對與采集鮮馬奶pH6.2，pH6.6時的乳糖水解率更高；pH6.2時的水解率在水解2 h后可完全滿足《食品營養(yǎng)標簽管理規(guī)范》中關于低乳糖的要求（乳糖含量＜2 g/100 mL）。結(jié)果見表2。

表2　pH對水解率的影響Table 2 Effect of pH on hydrolysis rate

乳糖酶添加量的試驗表明，隨著乳糖酶添加量的增加乳糖水解率逐步增加；相同乳糖酶添加量的情況下，隨著酶解時間的增加乳糖水解率逐步增加，詳情見圖1。

圖1　酶添加量對水解率的影響Fig.1 Effect of addition of enzyme on the hydrolysis rate

水解時間3 h，乳糖酶添加量超過1 500 NLU/L時，乳糖水解率均超過70%，基本滿足生產(chǎn)的要求。在滿足生產(chǎn)要求的情況下，2 000 NLU/L的添加量，酶解2 h即可。

2.2不同處理方法對低乳糖馬奶感官的影響

鮮馬奶的預處理方式對乳糖水解率有較大的影響，酶解1 h時，相對于鮮馬奶，冷凍處理顯著降低乳糖的水解率，而巴氏殺菌的鮮馬奶乳糖水解率顯著提高。巴氏殺菌處理的馬奶酶解3 h和酶解2 h的水解率相近。不同鮮馬奶預處理方式對乳糖水解率的試驗結(jié)果見表3。

低乳糖馬奶灌裝前殺菌方式對低乳糖馬奶的感官影響差別較小，巴氏殺菌和超高溫殺菌均使馬奶產(chǎn)生褐變，無明顯沉淀。實驗選取135℃、5 s的超高溫殺菌方式。

不同儲藏溫度的實驗表明（表4），低乳糖馬奶不適于低溫儲藏，常溫儲藏即可。

表3　預處理方式對水解率的影響Table 3 Effects of different pretreatment methods on hydrolysis rate

表4　儲藏溫度對低乳糖馬奶感官的影響Table 4 Effects of storage temperature on sensory

分層取樣的實驗表明（圖2），雖然低乳糖馬奶常溫儲藏無明顯的沉淀，但是上層馬奶和下層馬奶存在密度差異，底層馬奶的密度相對較高。

圖2　單位體積質(zhì)量的變化Fig.2 The changes of quality

2.3產(chǎn)品指標

乳糖含量≤2.0 g/100 mL、蛋白質(zhì)≥2.2%、脂肪≥1.0%、非脂乳固體≥8.9%。常溫儲藏7 d。

符合商業(yè)無菌要求，致病菌未檢出。

3　討論

乳糖酶的最佳水解條件中酶解時間選擇2 h，雖然其水解率低于酶解3 h，但其水解率已滿足生產(chǎn)要求。單位時間內(nèi)乳糖酶解量，1 h＞2 h＞3 h，這也說明酶促化學反應的速率是和底物濃度、產(chǎn)物濃度等息息相關的。鮮馬奶的大量收集需要較長時間，對馬奶的酶解pH有影響，在不做pH調(diào)節(jié)的情況下，pH6.2的馬奶乳糖水解率亦能滿足生產(chǎn)的要求。

低乳糖馬奶的殺菌操作會導致褐變的產(chǎn)生，但無明顯沉淀，常溫下較為穩(wěn)定，與低乳糖牛奶有差別［4］。

與普通牛奶制品相比，低溫儲藏不適用與低乳糖馬奶，常溫儲藏即可。

4　結(jié)論

乳糖酶添加量2 000 NLU/L、酶解溫度40℃、酶解時間2 h可使鮮馬奶的水解率達到75%，乳糖含量低于2.0 g/100 mL，經(jīng)135℃、5 s超高溫殺菌即可滿足商業(yè)無菌要求，產(chǎn)品輕微褐變，無沉淀。

參考文獻：

［1］姚新奎.伊犁馬、新吉馬及其雜交馬乳理化指標、泌乳特性初步研究［D］.烏魯木齊：新疆農(nóng)業(yè)大學，2011：39-44

［2］吳暉，牛晨艷，黃巍峰，等.乳糖不耐受癥的現(xiàn)狀及解決方法［J］.現(xiàn)代食品科技，2006（1）：152-155

［3］馬夫俠，張曉東，秦翠霞.低乳糖牛奶的工藝參數(shù)研究［J］.食品工業(yè)科技，2002（1）：50-52

［4］張華江，遲玉杰，王輝.酶法制備低乳糖牛奶的研究［J］.食品工業(yè)，2006（5）：43-45

［5］秦立虎，張洪穎，林楓翔.低乳糖牛奶的研制［J］.中國食品添加劑，2007（5）：140-142

［6］施正學，張建忠，高錫永.利用膜分離技術和酶技術生產(chǎn)低乳糖牛奶的研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學報，1997（3）：226-229

［7］徐雅琴，馮大偉.中性乳糖酶Maxilact對酸奶感官品質(zhì)和發(fā)酵過程的影響［J］.中國食品添加劑，2009（S1）：80-84

［8］張敏文，顧取良，張博，等.乳糖酶研究進展［J］.微生物學雜志，2011（3）：81-86

［9］秦立虎，韓起文，張洪穎.乳品工業(yè)中的乳糖酶［J］.中國食品添加劑，2007（3）：119-125

［10］陸東林，劉朋龍，王生俊，等.馬乳的營養(yǎng)價值和開發(fā)利用［J］.新疆畜牧業(yè)，2012（4）：4-9

［11］伍桃英，李夢怡，李亦蔚，等. 3種測定乳制品中乳糖含量方法的比較［J］.食品與機械，2010（5）：71-74

Studies on the Low Lactose Mare's Milk

ZHEN Xiao-yu，Abulimiti Kelimu，Renaguli Musha*
（Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，Xinjiang，China）

Abstract：Low lactose mare's milk was Studied in the paper by the method of enzymatic hydrolysis，lactose content was lower than 2.0 g/100 mL. Effects of different pretreatment methods on fresh mare's milk lactose hydrolysis rate and different sterilization methods and storage temperature on the sensory were studied，based on the optimum conditions of the lactase. Lactose content was lower than 2 g/100 mL and lactose hydrolysis rate 75%，with lactase 2 000 NLU/L，pH=6.2，40℃，2 h. No significant precipitation and slight browning in the high temperature sterilization conditions. Normal temperature for storage was appropriate.

Key words：mare's milk；lactase；low lactose

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.020

基金項目：馬產(chǎn)品加工關鍵技術與質(zhì)量控制研究與示范（201130101-4）新疆維吾爾自治區(qū)科技計劃項目

作者簡介：甄曉宇（1988—），男（漢），碩士，研究方向：食品加工。

*通信作者：熱娜古麗·木沙（1964—），女（維吾爾），副教授。

收稿日期：2015-01-28