Исследование гидролиза лактозы в молоке с использованием фермента «Maxilact»
Автор: Бессонова Ольга Витальевна, Рябкова Дина Сергеевна
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 1 (1), 2011 года.
Бесплатный доступ
В статье изложены основные исследования, касающиеся проблематики разработки низколактозных продуктов для питания детей школьного возраста. Авторами представлен материал ряда исследований, связанных с ферментативным гидролизом лактозы.
Лактоза, фермент, гидролиз, молоко, температура, кислотность, процесс, полином, моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/142198695
IDR: 142198695
Текст научной статьи Исследование гидролиза лактозы в молоке с использованием фермента «Maxilact»
В последнее десятилетие резко возросло количество людей, особенно детей, страдающих заболеванием, обусловленным недостаточностью фермента лактозы в кишечнике. Без адекватного количества лактозы пищеварительная система не в состоянии должным образом переваривать и всасывать лактозу – основной сахар в молоке и молочных продуктах [1].
Становится все более актуальной разработка низколактозных продуктов для детей, в частности творожных, так как они обладают высокой пищевой и диетической ценностью, содержат большое количество легкоусвояемого кальция, а пастообразная консистенция благоприятно влияет на работу желудочно-кишечного тракта, это позволит в какой-то мере решить вышеизложенные проблемы.
Важным фактором протекания процесса гидролиза лактозы является температура. Эксперимент проводился в интервале температур от 10ºС до 50ºС в течение 4 ч, при постоянном значении активной кислотности (6,60 ± 0,05) ед. рН. Полученные математические модели изменения степени гидролиза лактозы в маложирном молоке, в зависимости от температуры при различных концентрациях фермента «Maxilact», представлены на рис. 1.

Рис. 1 . Функция отклика степени гидролиза лактозы, в зависимости от температуры процесса гидролиза и количества внесенного фермента
Экспериментальные данные, представленные на рис. 1, показывают, что с увеличением температуры с 10°С до 40°С степень гидролиза лактозы возрастает и заметно снижается с дальнейшим ее повышением до 50°С. В диапазоне температур 37–40°С степень гидролиза лактозы достигает 85%. Данная зависимость описывается полиномом второго порядка с достаточно высоким значением коэффициента корреляции. Увеличение степени гидролиза лактозы с ростом температуры в диапазоне 10–40°С вызвано тем, что используется ферментный препарат «Maxilact» дрожжевого происхождения, для которого температурный оптимум действия лежит в интервале от 30–40°С. Снижение степени гидролиза при дальнейшем повышении температуры связано с частичной инактивацией фермента и потерей вследствие этого его каталитической активности. Эксперимент показал, что оптимальным температурным режимом для гидролиза лактозы в маложирном молоке является интервал температур 37–40°С. Таким образом, установлено постоянное значение температурного режима процесса гидролиза лактозы (37 ± 1)°С, при котором возможно получить степень гидролиза лактозы до 85% без негативного изменения свойств готового продукта.
Было исследовано влияние продолжительности процесса на степень гидролиза лактозы ферментом в маложирном молоке. Для определения этого влияния в пастеризованное и охлажденное до (37 ± 1)°С молоко вносился ферментный препарат с дозировкой от 0,02% до 0,10%. Процесс гидролиза проводился при постоянном значении параметров: температуре (37 ± 1)°С, активной кислотности (6,60 ± 0,05) ед. рН. Полученные математические модели изменения степени гидролиза лактозы в маложирном молоке, в зависимости от продолжительности процесса при различных концентрациях фермента «Maxilact», представлены на рис. 2.

Рис. 2 . Функция отклика степени гидролиза лактозы, в зависимости от продолжительности процесса гидролиза и количества внесенного фермента
Изучение влияния выдержки пробы в течение 24 ч при температуре 37°С свидетельствует о ее неэффективности, так как степень гидролиза лактозы возрастает незначительно. Зависимость, представленная на рис. 2, описывается полиномом третьего порядка с достаточно высоким значением коэффициента корреляции, достоверность результатов подтверждают минимальные показатели ошибки прогнозирования.
Еще одним важным фактором для протекания процесса гидролиза является активная кислотность среды. Для изучения влияния активной кислотности на процесс гидролиза лактозы ферментом готовились образцы молока с показателями кислотности от 5,5 до 8,0, с дискретностью в 0,5 ед. рН. Для этого в молоко вносился 4N раствор КОН. В полученные образцы, после пастеризации и охлаждения до температуры 37°С, вводился ферментный препарат в количестве от 0,02–0,1%. Процесс гидролиза осуществлялся при постоянном значении параметров: температуре (37 ± 1)°С, продолжительности 4 ч. Полученные математические модели изменения степени гидролиза лактозы в маложирном молоке, в зависимости от активной кислотности среды при различных концентрациях фермента «Maxilact», представлены на рис. 3.

Рис. 3 . Функция отклика степени гидролиза лактозы, в зависимости от активной кислотности среды и количества внесенного фермента
Результаты, полученные в ходе эксперимента по исследованию степени гидролиза лактозы от активной кислотности среды, при различной концентрации фермента (рис. 3), показали, что наибольшая степень гидролиза лактозы в маложирном молоке наступает при значениях его активной кислотности (6,50 ± 0,05) ед. рН. Проведение процесса гидролиза лактозы в оптимальном значении рН действия фермента, в свою очередь, позволяет сократить количество используемого фермента, снизить стоимость готового продукта.
После обобщения полученных экспериментальных данных математического моделирования процесса гидролиза лактозы в маложирном молоке, анализа графических зависимостей уравнений регрессии определены рациональные технологические режимы процесса гидролиза лактозы в маложирном молоке:
– температура процесса гидролиза – (37 ± 1)°С;
– продолжительность процесса гидролиза лактозы – (4,0 ± 0,5) ч;
– значения активной кислотности среды ферментации – (6,50 ± 0,05) ед. рН.
Список литературы Исследование гидролиза лактозы в молоке с использованием фермента «Maxilact»
- Fabrizis L. Diet, genetics, and lactose intolerance/L. Fabrizic, M.D. Suareza, D.A. Savaiano//Food technology. -1997. -V. 51. -№ 3. -Р. 74-76.