风味低乳糖奶工艺技术研究

以新鲜牛奶为原料,利用酶技术对低乳糖奶制品进行了系统的研究。通过实验,确定出了研制产品的最佳工艺条件和技术参数:在水解温度6℃,pH6.6～6.8,反应时间19h条件下,乳糖酶添加量3000U/L,水解率达到62%～64%。     

低乳糖奶粉的研制

以牛乳为原料,应用来源于乳酸克鲁维酵母产生的乳糖酶（MAXILACT乳糖酶）对牛乳中的乳糖进行水解,经杀菌灭酶、真空浓缩、喷雾干燥,开发了具有营养和保健功效的低乳糖奶粉。MAXILACT乳糖酶最适水解条件pH值为6.6～6.8,水解温度30～40℃。结合乳糖酶在水解过程中,由于微生物对牛乳的影响,低乳糖奶粉生产过程中,牛乳的水解温度10℃,水解时间8 h,乳糖酶添加量0.8 g/L,牛乳经乳糖酶水解,其乳糖水解率达到60%以上。利用乳糖酶对牛乳进行乳糖水解,经杀菌灭酶、真空浓缩、喷雾干燥,在工艺上可行、技术上合理、设备上可操作,产品各项指标均达到低乳糖奶粉的质量指标。     

应用重组乳糖酶LacLM生产无乳糖奶的研究

为明确由第三军医大学基础部微生物学教研室研发的重组乳糖酶LacLM的工业价值和应用方式,采用葡萄糖氧化法(GOD/POD)测定了该酶水解乳糖的酶学特性,以及对牛奶中所含乳糖的水解率。实验测得该酶对乳糖的Km和Vmax值分别是13.9±1.05mM和14.1±0.31μmol glucose/(min·mg)protein。该酶水解乳糖的最适温度和pH分别为37℃和7。在10℃下每升牛奶加入40mg酶可以在12h内完全水解牛奶中的乳糖;在25℃下每升牛奶加入5mg酶可以在18h内完全水解牛奶中的乳糖;在37℃下添加2.5mg酶就能在10h内完全水解牛奶中的乳糖。试验结果表明,重组乳糖酶LacLM可以直接加入牛奶中,在低温或常温下去除牛奶中的乳糖,适合用于无乳糖奶的工业化生产。     

蛋白酶水解豆渣制备大豆肽的研究

以大豆豆渣为原料,分别采用木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶对大豆豆渣进行水解制备大豆肽.研究了3种蛋白酶在不同温度、pH值、水解时间、酶浓度下水解大豆豆渣的最适酶反应条件,以及水解产物对酸豆乳发酵的影响.结果得出,实验豆渣蛋白质含量为10.4 g/(100 g);木瓜蛋白酶的最适水解条件是底物质量分数5％,酶浓度20 000 U/g,水解温度为50℃,pH7,水解6h,最大水解度可达87.31％;碱性蛋白酶的最适水解条件是底物质量分数5％,酶浓度15 000 U/g,水解温度为55℃,pH9,水解3h,最大水解度可达91.23％;中性蛋白酶的最适水解条件是底物质量分数5％,酶浓度15 000 U/g,水解温度为45℃,pH7,水解8h后达到最大水解度,最大水解度可达81.42％.     

乳糖酶特性的研究

从脆壁酵母菌中提取得乳糖酶,其特性:酶最适温度45℃,最适pH值6.5,酶水解乳糖所需的最适乳糖浓度为15%。温度、pH、乳糖浓度和酶浓度对酶水解乳糖影响程度的大小顺序是;pH＞酶浓度＞温度＞乳糖浓度。K+、Na+、Mg++、Mn++对酶有明显的激活作用,Ca++有抑制作用,而微量Ca++（1.0mM）表现激活作用。40℃、0.4%和0.6%酶量水解含乳糖15%的乳清以及30℃C、0.3%酶量水解15%乳糖水溶液,在5小时之内,乳糖水解率均可达80%,达到商业要求。     

康寿老年乳饮料的研制

确定了乳糖酶水解原料乳中乳糖的最佳工艺条件:乳糖酶用量(E/S)32.06 U/g,水解温度40℃,pH值为6.82,水解时间3.0 h;并进一步研究了利用此法生产的低乳糖原料如为主要原料生产的老年乳饮料配方:水解乳糖脱脂乳粉50 g,乙基麦芽酚0.3 g,香兰素0.015 g,葵花籽油8.25 g,酪蛋白磷酸肽9.48 g,黄原胶0.15 g,CMC-Na 0.15 g,水450 mL.结果表明,通过此种方法研制的乳饮料,充分利用了牛奶中的乳糖,避免了乳糖不耐症现象,富舍多种营养成分,具有一定的保健功能.     

乳糖酶的固定化及其特性的研究

本文研究了用卡拉胶包埋法制备固定化脆壁酵母乳糖酶的方法以及影响制备的因素。此法具有包埋酶活力回收率高,方法简便等优点。比较研究了固定化乳糖酶和非固定化乳糖酶的一些生物化学特性。其中固定化酶的最适pH、最适温度和最适水解乳糖浓度与非固定化酶相比无显著性改变。对此固定化酶水解乳清、脱脂乳和全乳中乳糖的研究表明,它能有效地水解这些溶液中的乳糖;在45℃下,它水解这些溶液中乳糖的半衰期均在169～200h之间。     

酶法生产低乳糖牛奶的工艺条件研究

采用正交实验考察低乳糖牛奶生产过程中乳糖酶用量、酶解时间、酶解温度以及pH值4个因素对乳糖水解率的影响,最终确定乳糖酶用量为1500NLU/L、水解时间为3h、水解温度为38℃、pH为6.8,此时乳糖水解率达到75.2%,酸度与微生物指标也符合要求。同时改进了低乳糖牛奶的后段加工工艺,解决了产品褐变严重的问题。     

利用固定化乳糖酶连续生产低乳糖乳的研究

利用离子交换树脂D151固定黑曲霉来源乳糖酶,研究固定化酶的酶学特性,优化水解牛乳的工艺条件,以期改善乳糖酶的性质,达到连续生产低乳糖乳的目的.结果表明:固定化酶的最适作用温度和热稳定性与游离酶相比均有所降低.固定化酶最适pH与游离酶相比稍向碱性移动;两者酸碱稳定性有较大差异.金属离子对游离酶和固定化酶水解的抑制或激活作用有较大差异.固定化酶与游离酶相比,对乳糖的Km值稍有升高;低温贮存稳定性稍有增强;在牛奶的天然pH(约为6.5)条件下使用更为适宜.在填充床反应器中,固定化酶连续生产低乳糖乳的最佳条件为:温度为50℃,底物空间流速为1.5h-1,可获得79.7%的乳糖水解率.每隔20h清洗反应柱,固定化酶在10d内生产的乳糖水解乳符合低乳糖乳的要求.固定化乳糖酶连续使用半衰期约为22d.该研究为工业化利用固定化酶连续生产低乳糖乳提供了技术依据.     

以乳清为原料酶法水解乳糖条件的研究

乳糖溶解性差、甜度低,加之部分人群具有乳糖不耐症等原因,乳清中乳糖的利用率相对较低。利用β-半乳糖苷酶对乳清中的乳糖进行水解,既可以改善乳糖的溶解性能和甜度,又有利于提高乳清中乳糖的利用率。本实验通过研究乳清中乳糖的浓度、β-半乳糖苷酶的使用量、水解液温度、水解液pH对乳糖水解度的影响,确定了以乳清为原料酶法水解乳糖的适宜条件,即乳糖浓度15%、β-半乳糖苷酶的使用量为90U/g乳糖、水解液温度40℃、水解时间3h、水解液pH值6.5,在此条件下水解度为68%。     

牦牛酸奶酪中高产乳糖酶菌株分离鉴定及其酶学性质

为获得藏区牦牛酸奶酪中的产乳糖酶活力高的菌株,采用含X-gal的培养基进行初筛,从购买的10份样品中筛选到10株产乳糖酶细菌;发酵复筛后,发现其中RTM-111菌株的产酶活力最高。综合形态学特征、生理生化实验及16S rDNA序列分析,确定该菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。对该菌株所产乳糖酶的酶学性质研究表明,该酶的最适反应温度为50 ℃,最适pH为7.5。稳定性实验表明,该酶在温度40~50 ℃、pH6.5~8.0时具有较高稳定性。金属离子Na+、Mg2+和Mn2+对酶活性具有较强的激活作用,而Cu2+、Zn2+和EDTA对酶活有显著的抑制作用。枯草芽孢杆菌RTM-111产乳糖酶活力高、酶的性质稳定,具有潜在应用价值。     

基于Arrhenius模型预测无乳糖超高温乳的货架期

采用电子眼、电子鼻、电子舌等感官评价技术,结合货架期加速实验(ASLT)的阿伦尼乌斯公式(Arrhenius)模型,建立无乳糖超高温灭菌乳(UHT乳)的货架期预测模型。将无乳糖UHT乳分别贮存于37、27、4℃下,以色泽、气味、滋味为主要指标,在不同的贮存温度下,综合分析无乳糖UHT乳品质与贮存时间之间的变化,并应用Arrhenius公式建立货架期模型。结果表明:37、27℃下贮存的无乳糖UHT乳色泽的发生显著性变化(P<0.05)的时间为24、33 d;苦味发生显著性变化(P<0.05)的时间为24、27 d;而贮存60 d气味无显著性变化(P>0.05)。4℃下贮存60 d的无乳糖UHT乳色泽、气味、滋味均无显著性差异(P>0.05)。以苦味为指标,利用Arrhenius公式拟合的货架期模型为:t=0.109×e-5.1882。选取37、27℃验证模型准确性,与实际货架期之间的误差分别为9.5%、12.5%,误差较小。用此公式计算4℃下无乳糖UHT乳货架期为71 d。因此,以感官指标为依据建立货架期预测模型可预测无乳糖UHT乳的货架期。     

Enterobactersp．SYA2乳糖酶酶学性质研究

采用硫酸铵盐析对Enterobactersp．SYA2乳糖酶进行分级沉淀,研究了该酶的最适作用温度、热稳定性、最适作用pH、pH稳定性及金属离子的影响。结果表明：选取硫酸铵的饱和度30％～85％进行分级沉淀,分级沉淀后得到乳糖酶的比活为45．85U／mg;该酶最适作用温度为40℃～45℃,在35℃和40℃处理时酶活损失不大,在45℃和50℃处理时酶活损失较大,最适作用pH为6．5,pH在6．0－8．5酶活最为稳定,Mg^2＋、Mn^2＋、Na^＋对该酶有一定激活作用,Zn^2＋,Cu^2、Fe^2＋对该酶有不同程度的抑制作用,当酶添加量为1U／mL,乳清水解率3h达50％;而添加量为2U／mL时乳清水解率1h达50％。     

酵母乳糖酶对牛乳乳糖水解作用的研究

采用乳酸克鲁维酵母的乳糖酶(β-乳糖苷酶)对乳糖溶液、喷雾干燥脱脂奶以及全脂奶进行了试验,以确定将乳糖转化成单糖的最适条件。当牛奶中酶浓度为3u/ml时,于40℃反应2小时或4℃反应24小时,约60％的乳糖得以水解。随着乳糖浓度的增高,水解程度也有所提高。当酶浓度为10U/ml时,于40℃反应2小时,90％乳糖得以水解。用自制的乳酸克鲁维酵母的乳糖酶和加拿大lactaid Inc.生产的乳糖酶制剂lactaid水解乳糖无大的差异。     

不同温度发酵无乳糖酸奶与普通酸奶差异性比较

通过检测无乳糖酸奶与普通酸奶的酸度、黏度、活菌总数及色泽、滋味和气味的变化,系统比较无乳糖酸奶和普通酸奶的差异性。分别采用37 ℃和42 ℃发酵制备无乳糖酸奶和普通酸奶,检测其发酵和贮存期间酸度、黏度及活菌总数的变化趋势,结合电子鼻、电子舌、电子眼技术检测气味、滋味、色泽的变化。结果表明：发酵期间无乳糖酸奶的酸度增速较普通酸奶快,黏度增加值大。发酵结束后,37 ℃发酵的无乳糖酸奶的乳酸菌数量是普通酸奶的3.50 倍;42 ℃发酵的无乳糖酸奶乳酸菌数量是普通酸奶的2.30 倍。37 ℃发酵酸奶以4094色号为主;42 ℃发酵酸奶以4095色号为主;贮存21 d,酸奶的主色号比例会发生显著性变化（P＜0.05）。37 ℃发酵的无乳糖酸奶与普通酸奶贮存1 d,鲜、甜、苦味存在显著性差异（P＜0.05）;贮存21 d,酸、甜、咸、鲜、苦味均出现显著性差异（P＜0.05）。42 ℃发酵的两种酸奶,贮存1 d时酸、甜、咸、苦味存在显著差异（P＜0.05）;贮存21 d时酸、甜、咸、鲜、苦味均出现显著性差异（P＜0.05）。此外,37 ℃发酵的无乳糖酸奶与普通酸奶在2,3-丁二酮、3-羟基-2-丁酮、乙醇、2-丁酮等气味成分上存在显著性差异（P＜0.05）;42 ℃发酵的两种酸奶在乙醇及2-丁酮上存在显著性差异（P＜0.05）;4 种酸奶在气味上均存在显著性差异（P＜0.05）。综上,不同温度发酵的酸奶之间存在显著性差异,且相同温度发酵的无乳糖酸奶和普通酸奶之间也存在显著性差异。     

耐热乳糖酶的纯化及理化性质研究

目的:对从栖热菌(Thermussp.A3)中分离得到的耐热乳糖酶进行纯化及部分理化性质的研究。方法:采用聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳分离耐热乳糖酶,用5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D半乳糖苷(x-gal)进行酶染显色,切下单一电泳带进行回收;分别用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)及非变性孔径梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定其分子质量,用聚丙烯酰胺管状等电聚焦电泳法测其等电点。结果表明:用SDS-PAGE法及梯度电泳法测定该耐热乳糖酶的分子质量分别为51.1kD和65.6kD;用等电聚焦电泳法测得其等电点约为7.2。结论:从栖热菌中提取的耐热乳糖酶的理化性质不同于其它来源的乳糖酶。     

Use of a Milk Assay to Evaluate the Effects of Potassium on Commercial Yeast Lactases

A reliable enzyme assay was developed that could routinely be used to accurately reflect lactase activity. The assay was performed with a nonfat dry milk substrate at 37°C. This procedure was then utilized to evaluate the effects of potassium ions as a stabilizer and activator on four yeast lactase enzymes. Low levels of potassium ions (K⁺), incorporated as potassium chloride (KCl), increased enzyme units by 20% and 30% in two liquid lactases derived from Saccharomyces lactis. Levels as high as 9.4% KCl increased the activity of one liquid lactase as much as 160%. The K⁺ activated and stabilized a powdered form of lactase isolated from Kluyveromyces fragilis. The activity of the fourth lactase tested, also derived from S. Zactis, was slightly enhanced.     

低乳糖奶粉的研制

研究了低乳糖奶粉的制作,通过乳糖酶的添加量、乳糖酶的水解温度、水解时间及水解时的pH对乳糖水解率、牛乳中微生物的影响,确定了低乳糖奶粉的水解条件;并对工艺条件进行了讨论。     

壳聚糖固定化绿豆乳糖酶的特性及应用的初步研究

以壳聚糖凝胶颗粒为载体,采用共价键偶联法固定绿豆乳糖酶,研究壳聚糖固定化绿豆乳糖酶的酶学性质并对其进行水解牛乳中乳糖的初步应用研究。结果表明：固定化酶的热稳定性在4～55℃范围内;最适温度60℃;最适pH3.5;固定化酶的表观米氏常数Km 为0.04%,溶液酶米氏常数Km 为0.33%,是溶液酶米氏常数Km 的0.12 倍;固定化酶的操作半衰期为30d,较溶液酶长。用固定化酶制备填充床式反应器水解牛奶中乳糖,水解率可达60% 以上。