低乳糖马奶的研制

甄晓宇，阿布力米提·克里木，热娜古丽·木沙（新疆农业大学，新疆乌鲁木齐830052）



低乳糖马奶的研制

甄晓宇，阿布力米提·克里木，热娜古丽·木沙*
（新疆农业大学，新疆乌鲁木齐830052）

摘要：酶法生产乳糖含量低于2.0g/100mL的马奶。在乳糖酶与马奶作用的最佳条件的基础上，研究鲜马奶不同预处理方式对乳糖水解率的影响、低乳糖马奶不同杀菌方式和储藏温度对其感官的影响。乳糖酶添加量2 000 NLU/L、马奶pH 6.2、40℃、水解2 h，使马奶乳糖水解率达到75%，乳糖含量低于2.0 g/100 mL，高温杀菌后无明显沉淀，轻微褐变，常温储藏较好。

关键词：马奶；乳糖酶；低乳糖

马奶营养价值较高［1］，但是较高的乳糖含量，不适于乳糖不耐症人群饮用，乳糖作为微生物发酵的碳源也是导致酸马奶生产周期较长的原因。低乳糖马奶的研制有利于扩大马奶的饮用人群，同时为酸马奶的快速生产提供一种可能的途径。降低牛奶乳糖含量方法主要有超滤浓缩法、乳糖酶水解法、乳酸菌发酵法等［2］。在酶法生产低乳糖牛奶的研究中［3-5］，诸多研究在酶的添加量、酶解时间、低乳糖牛奶杀菌方式、低乳糖牛奶稳定性等方面给出了值得参考的数据。施正学［6］等的研究把膜过滤技术和酶解技术结合，乳糖水解率超过80%。徐雅琴［7］等的研究表明低乳糖牛奶同样适用于酸奶的制作。不同微生物来源的乳糖酶的性质差别较大［8］，但是乳糖酶在乳制品工业中的应用较多［9］，这也是诸多研究的目的之一。马奶和牛奶的营养成分相差较大［10］，尤其是脂肪含量、蛋白质组成、乳糖含量等有较大差别。鲜马奶的一次挤出量较少，生产周期长，因此马奶收集后需要预处理，对马奶有一定的影响。本文根据马奶的营养特性和现阶段生产方式，结合乳糖酶的性质，研究了低乳糖马奶的生产方法。乳糖酶水解马奶乳糖的最佳条件、马奶预处理对乳糖水解率的影响、低乳糖马奶杀菌方式对马奶感官的影响、低乳糖马奶的最佳储藏温度等问题是我们研究的重点。

1　材料与方法

1.1材料与设备

鲜马奶，伊犁昭苏军马场提供。中性乳糖酶，酶活力3 000 NLU/g：裕和食品添加剂有限公司；乙酸铅、亚铁氰化钾、柠檬酸、氢氧化钠等实验试剂：天津市福晨化学试剂厂。

SHZ-B水浴恒温振荡器：精达仪器制造有限公司；微型超高温杀菌机：沃迪机械；等。

1.2方法

1.2.1低乳糖马奶的制作

鲜马奶收集和初步处理→净乳→（巴氏杀菌）→加酶水解→巴氏杀菌/超高温杀菌→包装后储藏

1.2.2乳糖水解率的测定

碘量法［11］测定乳糖含量，蛋白质沉淀剂为乙酸铅和亚铁氰化钾。

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%。平行样3个，取2位有效数字。

1.2.3最佳酶解条件的确定

参照乳糖酶的使用说明并结合采集鲜马奶pH 6.2的实际情况，乳糖的基本水解条件：温度40℃、pH 6.2、乳糖酶添加量2 000 NLU/L。

为确定此乳糖酶水解马奶的最佳条件，温度试验安排为30、35、40、45℃；添加氢氧化钠和柠檬酸的方法，pH实验安排为5.8、6.2、6.6、7.0、7.4；乳糖酶添加量的实验安排为3 000、2 500、2 000、1 500、1 000、500 NLU/L。1.2.4鲜马奶的预处理对乳糖水解率的影响

鲜马奶收集后处理方式为新鲜马奶（不处理）、冷冻储存鲜马奶（-20℃、24h）、巴氏杀菌鲜马奶（85℃、5 min）。

1.2.5不同处理方式对低乳糖鲜马奶感官的影响

乳糖酶水解后巴氏杀菌条件为温度85℃时间10 min，超高温杀菌条件为温度135℃，时间5 s。储藏温度为4、25、40℃，储藏时间为5 d，封口瓶装。

分层取样质量对比。取250 mL马奶，分别放置于5个50 mL烧杯中，保鲜膜封口，室温放置。间隔1 d取样，烧杯45 mL刻度以上取样，烧杯底部取样。做单位体积质量测定。

2　结果与分析

2.1不同酶解条件对乳糖水解率的影响

试验范围内最佳的温度是40℃，高温下乳糖水解率相对低温下乳糖水解率呈显著性抑制（P＜0.001），实验结果见表1。

表1　温度对水解率的影响Table 1 Effect of temperature on hydrolysis rate

试验pH范围内，过高或过低的pH均使乳糖的水解率降低，相对与采集鲜马奶pH6.2，pH6.6时的乳糖水解率更高；pH6.2时的水解率在水解2 h后可完全满足《食品营养标签管理规范》中关于低乳糖的要求（乳糖含量＜2 g/100 mL）。结果见表2。

表2　pH对水解率的影响Table 2 Effect of pH on hydrolysis rate

乳糖酶添加量的试验表明，随着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况下，随着酶解时间的增加乳糖水解率逐步增加，详情见图1。

图1　酶添加量对水解率的影响Fig.1 Effect of addition of enzyme on the hydrolysis rate

水解时间3 h，乳糖酶添加量超过1 500 NLU/L时，乳糖水解率均超过70%，基本满足生产的要求。在满足生产要求的情况下，2 000 NLU/L的添加量，酶解2 h即可。

2.2不同处理方法对低乳糖马奶感官的影响

鲜马奶的预处理方式对乳糖水解率有较大的影响，酶解1 h时，相对于鲜马奶，冷冻处理显著降低乳糖的水解率，而巴氏杀菌的鲜马奶乳糖水解率显著提高。巴氏杀菌处理的马奶酶解3 h和酶解2 h的水解率相近。不同鲜马奶预处理方式对乳糖水解率的试验结果见表3。

低乳糖马奶灌装前杀菌方式对低乳糖马奶的感官影响差别较小，巴氏杀菌和超高温杀菌均使马奶产生褐变，无明显沉淀。实验选取135℃、5 s的超高温杀菌方式。

不同储藏温度的实验表明（表4），低乳糖马奶不适于低温储藏，常温储藏即可。

表3　预处理方式对水解率的影响Table 3 Effects of different pretreatment methods on hydrolysis rate

表4　储藏温度对低乳糖马奶感官的影响Table 4 Effects of storage temperature on sensory

分层取样的实验表明（图2），虽然低乳糖马奶常温储藏无明显的沉淀，但是上层马奶和下层马奶存在密度差异，底层马奶的密度相对较高。

图2　单位体积质量的变化Fig.2 The changes of quality

2.3产品指标

乳糖含量≤2.0 g/100 mL、蛋白质≥2.2%、脂肪≥1.0%、非脂乳固体≥8.9%。常温储藏7 d。

符合商业无菌要求，致病菌未检出。

3　讨论

乳糖酶的最佳水解条件中酶解时间选择2 h，虽然其水解率低于酶解3 h，但其水解率已满足生产要求。单位时间内乳糖酶解量，1 h＞2 h＞3 h，这也说明酶促化学反应的速率是和底物浓度、产物浓度等息息相关的。鲜马奶的大量收集需要较长时间，对马奶的酶解pH有影响，在不做pH调节的情况下，pH6.2的马奶乳糖水解率亦能满足生产的要求。

低乳糖马奶的杀菌操作会导致褐变的产生，但无明显沉淀，常温下较为稳定，与低乳糖牛奶有差别［4］。

与普通牛奶制品相比，低温储藏不适用与低乳糖马奶，常温储藏即可。

4　结论

乳糖酶添加量2 000 NLU/L、酶解温度40℃、酶解时间2 h可使鲜马奶的水解率达到75%，乳糖含量低于2.0 g/100 mL，经135℃、5 s超高温杀菌即可满足商业无菌要求，产品轻微褐变，无沉淀。

参考文献：

［1］姚新奎.伊犁马、新吉马及其杂交马乳理化指标、泌乳特性初步研究［D］.乌鲁木齐：新疆农业大学，2011：39-44

［2］吴晖，牛晨艳，黄巍峰，等.乳糖不耐受症的现状及解决方法［J］.现代食品科技，2006（1）：152-155

［3］马夫侠，张晓东，秦翠霞.低乳糖牛奶的工艺参数研究［J］.食品工业科技，2002（1）：50-52

［4］张华江，迟玉杰，王辉.酶法制备低乳糖牛奶的研究［J］.食品工业，2006（5）：43-45

［5］秦立虎，张洪颖，林枫翔.低乳糖牛奶的研制［J］.中国食品添加剂，2007（5）：140-142

［6］施正学，张建忠，高锡永.利用膜分离技术和酶技术生产低乳糖牛奶的研究［J］.农业工程学报，1997（3）：226-229

［7］徐雅琴，冯大伟.中性乳糖酶Maxilact对酸奶感官品质和发酵过程的影响［J］.中国食品添加剂，2009（S1）：80-84

［8］张敏文，顾取良，张博，等.乳糖酶研究进展［J］.微生物学杂志，2011（3）：81-86

［9］秦立虎，韩起文，张洪颖.乳品工业中的乳糖酶［J］.中国食品添加剂，2007（3）：119-125

［10］陆东林，刘朋龙，王生俊，等.马乳的营养价值和开发利用［J］.新疆畜牧业，2012（4）：4-9

［11］伍桃英，李梦怡，李亦蔚，等. 3种测定乳制品中乳糖含量方法的比较［J］.食品与机械，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

基金项目：马产品加工关键技术与质量控制研究与示范（201130101-4）新疆维吾尔自治区科技计划项目

作者简介：甄晓宇（1988—），男（汉），硕士，研究方向：食品加工。

*通信作者：热娜古丽·木沙（1964—），女（维吾尔），副教授。

收稿日期：2015-01-28