Лактазная недостаточность — актуальная тема

Аспекты снижения содержания лактозы в мороженом функционального назначения

Непереносимость лактозы может встречаться у людей в любом возрасте, но чаще ею страдают взрослые люди. Это связано с тем, что по мере взросления человек перестает питаться исключительно материнским молоком, и лактаза уже не вырабатывается в его организме в достаточном количестве. В итоге человек перестает переносить молоко и молочные продукты.

За рубежом уже длительное время производят широкий ассортимент безлактозных молочных продуктов, таких как молоко, фруктовый йогурт, взбитые сливки, сливочное масло, натуральный творог и сыры. В России производятся безлактозные и низколактозные молочные продукты для питания детей раннего возраста и несколько компаний производят низколактозное молоко.

Вместе с тем в нашей стране все больше и больше внимания уделяется производству продуктов функционального питания. Требования к производству безлактозных и низколактозных продуктов регулируются на уровне регламента таможенного союза ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции». В ТР ТС указано: «продукт переработки молока безлактозный», т.е. в котором содержание лактозы составляет не более 0,1 г на 1 л готового к употреблению продукта. В нем лактоза гидролизована или удалена».

Снизить содержание лактозы в молоке можно путем ее удаления (мембранные методы) или расщеплением (гидролиз).

Гидролиз лактозы приводит к образованию глюкозы и галактозы, которые обладают более высокой растворимостью, чем лактоза. Гидролиз происходит по месту кислородного мостика между глюкозой и галактозой. Одним из способов гидролиза лактозы является ферментативный.

Он проходит под действием фермента лактазы (β-галактозидазы). Используют в основном препараты фермента дрожжевого и грибкового происхождения. Они отличаются друг от друга по физико-химическим и каталитическим свойствам. Препараты β-галактозидазы грибкового происхождения обладают более высокой термостабильностью и температурным оптимумом от 30 до 50°C по сравнению с ферментами дрожжевого происхождения с температурным оптимумом от 30 до 35°C. β-галактозидазы грибкового происхождения более устойчивы к изменениям рН среды, чем дрожжевые. Оптимальный рН действия для грибных β-галактозидаз — от 4 до 6, для дрожжевых — от 6 до 7,2. Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что наиболее подходящим ферментным препаратом для гидролиза лактозы в мороженом являются β-галактозидазы дрожжевого происхождения.

Во ВНИХИ с целью установления возможности снижения уровня лактозы в мороженом в производственных условиях апробирован ферментативный метод. При этом была поставлена задача установления возможности проведения гидролиза на стадии созревания смесей для мороженого.

Для изучения процесса регулирования содержания лактозы в мороженом было выработано 4 вида экспериментальных образцов:

• образец №1 — контроль;
• образец №2 — с ферментным препаратом Lactozime 6500L при ферментации +4°С;
• образец №3 — с ферментным препаратом Lactozime 6500L при ферментации +40°С;
• образец №4 — с ферментным препаратом Lactozime 6500L при ферментации +40°С и без созревания смеси.

Массовую долю СОМО увеличили до уровня 12%. Мороженое характеризовалось составом: массовая доля сухих веществ, %, не менее — 36,5, в том числе жира — 10,0; СОМО — 12,0; сахарозы — 14,0.

Последовательность технологических операций была следующей: приемка и подготовка сырья; смешивание сухих компонентов, воды и их подогрев; внесение сливок; пастеризация, гомогенизация, охлаждение смеси, внесение ферментного препарата, ферментация, созревание, фризерование, фасование, закаливание в холодильных камерах.

При внесении ферментного препарата учитывали рекомендации предприятия изготовителя. Производителем Lactozime 6500L рекомендуются оптимальные условия работы данного препарата: температура 30-45°С; рН 6,0-7,5; время гидролиза в среднем 4 часа. Этим и обоснован выбор режимов для 3 и 4 образцов, а для второго образца температура ферментации соответствовала температуре созревания смеси для мороженого.

При исследовании вязкости смесей было установлено положительное влияние на этот показатель содержания СОМО 12% (рис. 1). Обычно такой уровень СОМО из-за кристаллизации лактозы в мороженом не устанавливают. В связи с этим снижение уровня лактозы в мороженом с повышенным содержанием СОМО представляется актуальной производственной задачей.

Из смеси было выработано мороженое, по показателю взбитость не отличающееся от контрольного образца.

После закаливания в экспериментальных образцах определяли массовую долю лактозы. Исследование осуществляли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в соответствии с СТБ ISO 2266-22007 «Молоко и молочные продукты. Определение содержания лактозы с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (Контрольный метод)». ВЭЖХ принципиально мало отличается от классической колоночной хроматографии. Однако вследствие небольших размеров частиц сорбента и их однородности разделяющая способность ВЭЖХ существенно выше. Из-за высокого рабочего давления (до 40 МПа) приборы для ВЭЖХ отличаются от приборов для классической колоночной хроматографии высоким качеством.

К растворителям для ВЭЖХ предъявляют следующие требования: высокое качество очистки; отсутствие взвешенных частиц; обеспечение максимальной селективности разделения; минимальная вязкость; отсутствие комплексообразующих ионов, способных вызвать коррозию металлических частей насоса.

В результате проведения исследований установлено, что содержание лактозы в мороженом в результате ферментации было на уровне 0,1% (обр.№4) и на уровне 0,3% (обр. №2) (рис.2).

Таким образом, было установлено, что использование ферментного препарата Lactozime 6500L позволяет получить безлактозное и низколактозное мороженое с массовой долей лактозы 0,1-0,3%.