酶技術在乳品研究中的最新進展

王輝

摘 要：隨著乳牛業和乳品工業的迅猛發展，原料奶和乳制品產量大幅度提高，乳制品花色品種極大豐富，質量也有了質的飛躍。高新技術如基因技術、酶技術、微生物技術、高壓技術、冷殺菌技術等在乳制品生產中的應用也越來越廣泛。酶是活細胞產生的具有催化功能的蛋白質，它參與生物體內各種生物化學反應過程。近年來，酶制劑在食品工業中的應用越來越廣泛，尤其在乳業及乳品工業中的應用更是異軍突起。

關鍵詞：酶技術；乳品；進展

與傳統的化學法如酸法加工食品相比，酶技術展現其獨特魅力，它克服了化學法中產生的有害副產物，為食品加工提供更健康、環保、安全有效的解決方案。這些特點比傳統的化學反應具有較大的優越性。在食品工業中，酶可以取代許多化學制劑，從而使生產更加天然高效。

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攝人量的良好來源。中國營養學會在新的膳食指南中向全國居民推薦“ 常常飲乳及其乳制品” 作為提高全民營養狀況的一個重要方面。而在國內約有90 % 的成年人存在乳糖不耐受現象，食用低乳糖奶制品是解決乳糖不耐受的有效方法之一，開發低乳糖系列奶制品，真正提高乳制品的吸收和利用是全體醫學、營養學工作者的責任和任務。現在人們已開發利用了不同來源的乳糖酶來生產乳糖降解奶制品。對牛奶進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。在存放過程中，由水解作用乳糖可轉化為葡萄糖和半乳糖。酵母產生的乳糖酶在5℃ 條件下可很好地發揮作用。制造低乳糖水解乳可以提高奶香味、甜度及營養價值；在發酵乳中應用可以加速反應和提高發酵效率，使發醇乳具備特有的乳香風味，相對延長產品的貨架期；應用于煉乳中可使乳糖在濃縮時避免乳糖結晶使產品口感細膩增加甜度，減少蔗糖的用量抑制細菌從而改善品質。

二、酶技術在乳品研究中的最新進展

1.乳糖的修飾降解，防止乳糖不耐受的發生。乳糖是牛乳中主要碳水化合物，也是哺乳嬰兒的能量供應和保證大腦發育的半乳糖的重要來源，乳糖可以促進鈣的擴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產生一系列的乳糖不耐受癥狀。乳糖不耐受癥自身消化系統不能將牛乳中的乳糖降解成可以直接被機體血液吸收的葡萄糖和半乳糖，主要是由于機體腸粘膜細胞不能產生足夠的乳糖酶將乳糖分解造成的，因此乳糖不耐受實際上是乳糖酶缺乏癥。乳糖酶缺乏是廣泛存在的世界性問題，3周歲的有乳糖不耐受的，乳糖酶的缺乏和種族、遺傳、地理環境有關。由于小腸細菌作用，乳糖變成二氧化碳、水和有機酸。由于未吸收氣體引起膨脹，酸刺激腸壁，腸胃氣脹、痙攣，發生暴發性腹瀉。腹瀉物呈氣泡狀，明黃色或褐色，有酸臭氣味。出現這種癥狀的人群，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生，這可以通過補充外源乳糖酶或將牛乳中的乳糖在體外經乳糖酶作用降解成單糖使患者不耐受現象得到好轉。不同來源的乳糖酶因其特性有所不同，故使用領域也不盡相同。大腸桿菌乳糖酶一般僅用于實驗研究，食品中用的乳糖酶一般從酵母菌和霉菌中獲得。從酵母菌產生乳糖酶，適用于液態乳和甜干酪乳清，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，參與半乳糖苷轉移反應，乳糖酶轉糖苷作用生成低聚半乳糖對人體具有保健作用，幾乎不被小腸消化。它作為腸道內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菌所利用，增殖的雙歧桿菌競爭性的拮抗腐敗菌如產氣莢膜梭菌的生長，減少有害物質的產生，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，生成了具有調節腸道菌群保健功能的成分。

2.水解乳蛋白質，防止牛奶過敏反應的發生。牛奶蛋白過敏對某些特定的人群特別是先天性過敏患者而言是非常嚴重的問題。臨床癥狀主要表現為血管神經性水腫、蕁麻疹、遺傳過敏性皮炎、呼吸癥狀、急性腹痛、腹瀉、嘔吐和過敏反應。我國中小學推廣“學生飲用奶”的過程中，發現極個別的學生飲奶后不久就出現皮膚過敏發癢、麻疹等癥狀。乳球蛋白或酪蛋白，它是某些特殊人群的過敏原，由于具有免疫原性的蛋白質，能夠避開腸道黏膜上皮細胞中存在的免疫球蛋白，而被吸附于腸道黏膜上，并產生免疫系統的動作，由此引發部分嬰幼兒和成年人對牛乳的過敏性反應，引起皮疹及哮喘等癥狀。用篩選的蛋白酶，經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行水解，則顯著降低了其抗原性，從而可防止牛乳過敏。乳蛋白質酶解產物與游離氨基酸混合物相比，具有風味好、吸收率高、滲透壓低等優點，一般采用酶解處理與熱處理或超濾處理協同作用的方法制備低過敏性酪蛋白和乳清蛋白水解產物。熱處理對牛奶蛋白質的免疫原性有輕微的影響，但熱處理可以影響乳蛋白質的構型，提高蛋白水解酶與底物的接觸機會，得到低過敏性蛋白質水解產物。

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、乳過氧化物酶和溶菌酶，這些成分可以防止奶牛乳房炎的發生、抑制原料乳及乳制品貯藏過程中微生物的生長，但僅在一定時間內有效，其中乳過氧化物酶是防止微生物污染的主要物質，每個乳過氧化物酶分子含有一個鐵原子，乳過氧化物酶本身無抑菌活力，與過氧化氫、硫氰酸鹽共同組成的天然抗菌體系，即所謂的乳過氧化物酶系統具有抗菌、防腐作用。乳過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）和革蘭氏陽性菌。其抑菌效果與5H 值、溫度和細菌數有關。乳過氧化物酶體系的抗菌特性在動物生產和臨床醫學中的應用也越來越多。如活化原料奶自身的乳過氧化物酶系統可延長其保質期；向原料奶中添加硫氰酸鈉可防止牛奶腐敗；向牛奶替代品中添加乳過氧化物酶取代抗生素可以防止耐藥性的發生。牛奶中天然存在的乳過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氧化物酶可以防止酸奶在儲存期過渡產酸，且使酸奶的組織狀態更潤滑。將溶菌酶添加到牛乳及其制品中可使牛乳接近母乳功能，促進嬰兒腸道雙歧桿菌的增值，有利嬰兒胃腸內乳酪蛋白形成微細凝乳和提高嬰兒對牛奶的消化吸收，還可以促進人工喂養嬰兒腸道細菌群的正常化，提高對感染的抵抗力。牛奶中的溶菌酶對多種細菌具有殺傷作用，它可溶解革蘭氏陽性菌的粘多糖保護壁。濃度足以抑制梭菌而又不會抑制發酵劑中的乳酸菌。并可減少李斯特菌數量。當其與乳鐵蛋白協同作用時效果更好，與IE8 合用時對大腸桿菌的殺菌作用更強，與抗壞血酸鹽和過氧化物（氫）合用時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嬰兒可以防止胃腸道感染的發生。它可替代硝酸鹽等抑制丁酸菌的污染，防止干酪產氣并可使李斯特菌的數量減少和改善感官質量，目前德國、法國、意大利等國已經規定可合法使用。堿性磷酸酶在典型巴氏消毒加熱下失活嚴重乳房炎癥的牛因乳腺內膜的滲透性增加，使乳中來自血液蛋白酶和脂肪酶水平的大幅度增加，導致牛乳風味變壞與物性變化（凝乳或沉淀）此兩例可用作為酶監控加熱處理和酶反應測試乳腺炎癥的狀況。

綜上所述，酶工程在食品工業中已經得到了廣泛應用。隨著基因工程等新技術的發展，酶工程應用潛力有望進一步發揮。展望末來，這種源于自然界自身的清潔技術在尋找創新、有經濟效益和利于環保的方法，為遍及全球的工業問題提供解決方案方面有著廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]張秀華.淺談酶工程及其應用.臨沂師專學報，2016，5：32-33.

（作者單位：黑龍江立高科技股份有限公司）