王輝

摘 要：隨著乳牛業(yè)和乳品工業(yè)的迅猛發(fā)展，原料奶和乳制品產(chǎn)量大幅度提高，乳制品花色品種極大豐富，質(zhì)量也有了質(zhì)的飛躍。高新技術(shù)如基因技術(shù)、酶技術(shù)、微生物技術(shù)、高壓技術(shù)、冷殺菌技術(shù)等在乳制品生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的蛋白質(zhì)，它參與生物體內(nèi)各種生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。近年來(lái)，酶制劑在食品工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其在乳業(yè)及乳品工業(yè)中的應(yīng)用更是異軍突起。

關(guān)鍵詞：酶技術(shù)；乳品；進(jìn)展

與傳統(tǒng)的化學(xué)法如酸法加工食品相比，酶技術(shù)展現(xiàn)其獨(dú)特魅力，它克服了化學(xué)法中產(chǎn)生的有害副產(chǎn)物，為食品加工提供更健康、環(huán)保、安全有效的解決方案。這些特點(diǎn)比傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)具有較大的優(yōu)越性。在食品工業(yè)中，酶可以取代許多化學(xué)制劑，從而使生產(chǎn)更加天然高效。

一、概述

牛奶是最完美的食物，提高乳類的攝入量是保證充足鈣質(zhì)攝人量的良好來(lái)源。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)在新的膳食指南中向全國(guó)居民推薦“ 常常飲乳及其乳制品” 作為提高全民營(yíng)養(yǎng)狀況的一個(gè)重要方面。而在國(guó)內(nèi)約有90 % 的成年人存在乳糖不耐受現(xiàn)象，食用低乳糖奶制品是解決乳糖不耐受的有效方法之一，開(kāi)發(fā)低乳糖系列奶制品，真正提高乳制品的吸收和利用是全體醫(yī)學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)工作者的責(zé)任和任務(wù)。現(xiàn)在人們已開(kāi)發(fā)利用了不同來(lái)源的乳糖酶來(lái)生產(chǎn)乳糖降解奶制品。對(duì)牛奶進(jìn)行乳糖酶處理的方法是將乳糖酶直接混入巴氏滅菌牛奶中。在存放過(guò)程中，由水解作用乳糖可轉(zhuǎn)化為葡萄糖和半乳糖。酵母產(chǎn)生的乳糖酶在5℃ 條件下可很好地發(fā)揮作用。制造低乳糖水解乳可以提高奶香味、甜度及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；在發(fā)酵乳中應(yīng)用可以加速反應(yīng)和提高發(fā)酵效率，使發(fā)醇乳具備特有的乳香風(fēng)味，相對(duì)延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期；應(yīng)用于煉乳中可使乳糖在濃縮時(shí)避免乳糖結(jié)晶使產(chǎn)品口感細(xì)膩增加甜度，減少蔗糖的用量抑制細(xì)菌從而改善品質(zhì)。

二、酶技術(shù)在乳品研究中的最新進(jìn)展

1.乳糖的修飾降解，防止乳糖不耐受的發(fā)生。乳糖是牛乳中主要碳水化合物，也是哺乳嬰兒的能量供應(yīng)和保證大腦發(fā)育的半乳糖的重要來(lái)源，乳糖可以促進(jìn)鈣的擴(kuò)散輸送作用而有利于吸收，并且有整腸效果。如不能很好降解就會(huì)產(chǎn)生一系列的乳糖不耐受癥狀。乳糖不耐受癥自身消化系統(tǒng)不能將牛乳中的乳糖降解成可以直接被機(jī)體血液吸收的葡萄糖和半乳糖，主要是由于機(jī)體腸粘膜細(xì)胞不能產(chǎn)生足夠的乳糖酶將乳糖分解造成的，因此乳糖不耐受實(shí)際上是乳糖酶缺乏癥。乳糖酶缺乏是廣泛存在的世界性問(wèn)題，3周歲的有乳糖不耐受的，乳糖酶的缺乏和種族、遺傳、地理環(huán)境有關(guān)。由于小腸細(xì)菌作用，乳糖變成二氧化碳、水和有機(jī)酸。由于未吸收氣體引起膨脹，酸刺激腸壁，腸胃氣脹、痙攣，發(fā)生暴發(fā)性腹瀉。腹瀉物呈氣泡狀，明黃色或褐色，有酸臭氣味。出現(xiàn)這種癥狀的人群，稱作乳糖不耐癥。乳糖不耐受癥并非致命性疾病，只要合理膳食既可以防止發(fā)生，這可以通過(guò)補(bǔ)充外源乳糖酶或?qū)⑴Ｈ橹械娜樘窃隗w外經(jīng)乳糖酶作用降解成單糖使患者不耐受現(xiàn)象得到好轉(zhuǎn)。不同來(lái)源的乳糖酶因其特性有所不同，故使用領(lǐng)域也不盡相同。大腸桿菌乳糖酶一般僅用于實(shí)驗(yàn)研究，食品中用的乳糖酶一般從酵母菌和霉菌中獲得。從酵母菌產(chǎn)生乳糖酶，適用于液態(tài)乳和甜干酪乳清，從黑曲霉中得到的乳糖酶適用于處理酸乳清和干酪。乳糖酶在水解乳糖的同時(shí)，參與半乳糖苷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，乳糖酶轉(zhuǎn)糖苷作用生成低聚半乳糖對(duì)人體具有保健作用，幾乎不被小腸消化。它作為腸道內(nèi)雙歧桿菌的增殖因子，只能為雙歧桿菌而不能為腸道中的腐敗細(xì)菌所利用，增殖的雙歧桿菌競(jìng)爭(zhēng)性的拮抗腐敗菌如產(chǎn)氣莢膜梭菌的生長(zhǎng)，減少有害物質(zhì)的產(chǎn)生，防止便秘和腹瀉，有整腸效果。因此，乳糖酶在分解乳糖降低乳中乳糖含量的同時(shí)，生成了具有調(diào)節(jié)腸道菌群保健功能的成分。

2.水解乳蛋白質(zhì)，防止牛奶過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生。牛奶蛋白過(guò)敏對(duì)某些特定的人群特別是先天性過(guò)敏患者而言是非常嚴(yán)重的問(wèn)題。臨床癥狀主要表現(xiàn)為血管神經(jīng)性水腫、蕁麻疹、遺傳過(guò)敏性皮炎、呼吸癥狀、急性腹痛、腹瀉、嘔吐和過(guò)敏反應(yīng)。我國(guó)中小學(xué)推廣“學(xué)生飲用奶”的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)極個(gè)別的學(xué)生飲奶后不久就出現(xiàn)皮膚過(guò)敏發(fā)癢、麻疹等癥狀。乳球蛋白或酪蛋白，它是某些特殊人群的過(guò)敏原，由于具有免疫原性的蛋白質(zhì)，能夠避開(kāi)腸道黏膜上皮細(xì)胞中存在的免疫球蛋白，而被吸附于腸道黏膜上，并產(chǎn)生免疫系統(tǒng)的動(dòng)作，由此引發(fā)部分嬰幼兒和成年人對(duì)牛乳的過(guò)敏性反應(yīng)，引起皮疹及哮喘等癥狀。用篩選的蛋白酶，經(jīng)水解而獲得的肽類不僅提高了其消化吸收性，而且把具有抗原的決定部位的片斷進(jìn)行水解，則顯著降低了其抗原性，從而可防止牛乳過(guò)敏。乳蛋白質(zhì)酶解產(chǎn)物與游離氨基酸混合物相比，具有風(fēng)味好、吸收率高、滲透壓低等優(yōu)點(diǎn)，一般采用酶解處理與熱處理或超濾處理協(xié)同作用的方法制備低過(guò)敏性酪蛋白和乳清蛋白水解產(chǎn)物。熱處理對(duì)牛奶蛋白質(zhì)的免疫原性有輕微的影響，但熱處理可以影響乳蛋白質(zhì)的構(gòu)型，提高蛋白水解酶與底物的接觸機(jī)會(huì)，得到低過(guò)敏性蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物。

3.乳中含有多種具有抗菌活性的成分，如免疫球蛋白、乳鐵蛋白、乳過(guò)氧化物酶和溶菌酶，這些成分可以防止奶牛乳房炎的發(fā)生、抑制原料乳及乳制品貯藏過(guò)程中微生物的生長(zhǎng)，但僅在一定時(shí)間內(nèi)有效，其中乳過(guò)氧化物酶是防止微生物污染的主要物質(zhì)，每個(gè)乳過(guò)氧化物酶分子含有一個(gè)鐵原子，乳過(guò)氧化物酶本身無(wú)抑菌活力，與過(guò)氧化氫、硫氰酸鹽共同組成的天然抗菌體系，即所謂的乳過(guò)氧化物酶系統(tǒng)具有抗菌、防腐作用。乳過(guò)氧化物酶能抑制革蘭氏陰性菌（包括大腸桿菌和沙門氏菌菌株）和革蘭氏陽(yáng)性菌。其抑菌效果與5H 值、溫度和細(xì)菌數(shù)有關(guān)。乳過(guò)氧化物酶體系的抗菌特性在動(dòng)物生產(chǎn)和臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用也越來(lái)越多。如活化原料奶自身的乳過(guò)氧化物酶系統(tǒng)可延長(zhǎng)其保質(zhì)期；向原料奶中添加硫氰酸鈉可防止牛奶腐??；向牛奶替代品中添加乳過(guò)氧化物酶取代抗生素可以防止耐藥性的發(fā)生。牛奶中天然存在的乳過(guò)氧化物酶除可以用于牛奶防腐外，最近研究表明酸奶中添加乳過(guò)氧化物酶可以防止酸奶在儲(chǔ)存期過(guò)渡產(chǎn)酸，且使酸奶的組織狀態(tài)更潤(rùn)滑。將溶菌酶添加到牛乳及其制品中可使牛乳接近母乳功能，促進(jìn)嬰兒腸道雙歧桿菌的增值，有利嬰兒胃腸內(nèi)乳酪蛋白形成微細(xì)凝乳和提高嬰兒對(duì)牛奶的消化吸收，還可以促進(jìn)人工喂養(yǎng)嬰兒腸道細(xì)菌群的正?；?，提高對(duì)感染的抵抗力。牛奶中的溶菌酶對(duì)多種細(xì)菌具有殺傷作用，它可溶解革蘭氏陽(yáng)性菌的粘多糖保護(hù)壁。濃度足以抑制梭菌而又不會(huì)抑制發(fā)酵劑中的乳酸菌。并可減少李斯特菌數(shù)量。當(dāng)其與乳鐵蛋白協(xié)同作用時(shí)效果更好，與IE8 合用時(shí)對(duì)大腸桿菌的殺菌作用更強(qiáng)，與抗壞血酸鹽和過(guò)氧化物（氫）合用時(shí)可以殺死沙門氏菌裂解。研究表明，用含有溶菌酶的牛乳喂養(yǎng)嬰兒可以防止胃腸道感染的發(fā)生。它可替代硝酸鹽等抑制丁酸菌的污染，防止干酪產(chǎn)氣并可使李斯特菌的數(shù)量減少和改善感官質(zhì)量，目前德國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)已經(jīng)規(guī)定可合法使用。堿性磷酸酶在典型巴氏消毒加熱下失活嚴(yán)重乳房炎癥的牛因乳腺內(nèi)膜的滲透性增加，使乳中來(lái)自血液蛋白酶和脂肪酶水平的大幅度增加，導(dǎo)致牛乳風(fēng)味變壞與物性變化（凝乳或沉淀）此兩例可用作為酶監(jiān)控加熱處理和酶反應(yīng)測(cè)試乳腺炎癥的狀況。

綜上所述，酶工程在食品工業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。隨著基因工程等新技術(shù)的發(fā)展，酶工程應(yīng)用潛力有望進(jìn)一步發(fā)揮。展望末來(lái)，這種源于自然界自身的清潔技術(shù)在尋找創(chuàng)新、有經(jīng)濟(jì)效益和利于環(huán)保的方法，為遍及全球的工業(yè)問(wèn)題提供解決方案方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]張秀華.淺談酶工程及其應(yīng)用.臨沂師專學(xué)報(bào)，2016，5：32-33.

（作者單位：黑龍江立高科技股份有限公司）