加酶乳品及其制备方法 本发明涉及酶的制备、活化、纯化方法,特别是加酶乳品及其制备方法。
世界上大部分地区的人和动物患所谓“乳糖不耐受症”,这是由于小肠系统乳糖酶的缺乏。含乳糖的食品没有被分解,不能被充分分解为葡萄糖和半乳糖,因不能吸收乳糖引起小肠疾患,造成腹胀、腹痛、腹泻等症状。因而国外有在牛奶中加入乳糖酶,以供大量的乳糖不耐受症患者食用的。
已知乳糖酶的制备方法是这样的:先制备培养基,其配方由酵母浸膏10克,麦芽浸膏5克,蛋白胨10克,葡萄糖粉10克,蒸馏水1000毫升,和琼脂组成。当该培养基的琼脂斜片出现后,将乳酸克鲁维酵母菌菌种接种在PH值为5-6.5的培养基琼脂斜片上,温度控制在30℃,摇床旋转速度控制在200转/分钟条件下,培养14小时,就能培养出乳酸克鲤维酵母菌(Klwveromyses)。根据产量要求进行分级扩大培养,以10%接种量接种一级发酵罐,在PH5-6.5,温度24-30℃的条件下,经过14小时培养,可进入二级发酵罐培养,经过14小时培养,又可进入三级发酵罐培养,所得悬浊液经离心机除去培养基,就可得到大量的乳酸克鲁维醇母菌。此种方法所取得的酵母菌,其乳糖酶活性较低。
已知CN1072956A专利技术提取乳糖酶的方法是采用多种无毒或低毒有机溶剂,按一定比例配制成破膜剂,使酵母细胞在短时间内破膜,并使用外源性蛋白酶加速乳糖从酵母细胞膜上释放,然后用蛋白酶抑制物将蛋白酶灭活,得到初步纯化的酵母乳糖酶提取液。有机溶剂在酶提取液的后处理中经蒸发或超滤去除。用这种方法提取乳糖酶,其步骤复杂;所用的有机溶剂价格昂贵,造成提取的成本增加;特别是有毒的溶剂,在后处理中蒸发或超滤去除的不充分,就会残留在乳糖酶提取液中,给食用者造成危害。
欧洲专利0145092号是通过消毒分解乳糖酶滤液。用此种方法需要反复地放置或消毒,严重地阻碍了这个过程的效率,也就是消毒的次数越多,其乳糖酶的活性越低。
已知国外将提取地乳糖酶滤液制成片剂后再加入牛奶中食用。制造工艺复杂,成本较高给消费者增加了经济上的负担。
本发明的目的在于简化乳糖酶的制备工艺,降低乳糖酶的制取成本,提高乳糖酶的相对活性,解决残留成分的污染,改善乳糖酶的质量,从而提高加酶乳品的质量,并且用酶液直接加入乳品中,降低加酶乳品的成本。
本发明加酶乳品的制备方法是按照如下步骤实现的:将经发酵罐培养,并经离心机清除培养基后的乳酸克鲁维酵母菌置于-25℃--40℃低温条件下速冻25-35分钟,取出融化,待完全融化后,进行第二次速冻,完全融化后,进行第三次速冻和融化,第二、三次速冻所用温度及时间与第一次速冻相同,经三次冻融,乳酸克鲁维酵母菌细胞膜破碎,释放出乳糖酶,即可得到粗的乳糖酶液;将该乳糖酶液以0.5-5%的比例直接加入乳品中,在4℃条件下,经12-14小时贮存,即构成加酶乳品。
由上述方法制备的加酶乳品,是将粗的乳糖酶液以0.5-5%直接加入乳品中,乳品中的乳糖水解率达到50-80%左右。
采用本加酶乳品制备方法具有良好的效果,弥补了采用有机溶剂破坏细胞膜的方法所带来的缺陷,使乳品无有机溶剂的残留,无毒无污染;本方法不使用价格昂贵的有机溶剂,无需蒸发或超滤等后处理,简化了制备工艺,降低了产品成本,容易实施;本方法比用消毒的方法分解乳糖酶可提高酶的活性,提高制取效率,从而也提高了乳糖酶及自加酶乳品的质量。本制备方法将粗的乳糖酶液直接加入到乳品中,勿需先制成片剂再加入乳品中,简化了生产工艺,降低加酶乳品的成本,减轻消费者经济负担,使消费者易于接受,从而使广泛存在的乳糖不耐受症患者受益,有利人们的身体健康。
为了更有效地提高乳酸克鲁维酵母菌中乳糖酶的活性,可在制备乳糖酶的二级发酵罐中加入千分之0.5至10的乳糖进行诱导,使乳酸克鲁维酵母菌中乳糖酶的活性大大提高。其结果如下表所示:诱导乳糖加入量(0/00) 对比 0.5 1 2乳糖酶活性(%) 100 101.52 102.3 104.934 6 8 10115.82 113.92 117.64 116.33
从上述结果看,添加4‰的乳糖进行诱导比较经济,比未加乳糖的其相对活性增加15.82%。用改良Dahavist法进行测定乳糖酶活性,每克蛋白质含32-38。
对20名曾对牛奶不耐受者(即患所谓乳糖不耐受症患者)进行试验,饮用加乳糖酶液牛奶1周,无腹泻、腹痛、腹胀等不适反应;同时对5人进行呼吸氢测定,结果是呼吸氢明显下降。对照组呼出氢气含量为12.13±5.32PPM,试验组呼出氢气含量为2.98±1.73,比对照组降低9.15PPM。试验说明,饮(食)用加酶乳品可解决大部分人,特别是我国人民饮奶引起的消化不良问题,同时也大大提高了人体对乳糖、蛋白质和钙的吸收率。
本发明的一个实施例如下所述,用酵母浸膏10g、麦芽浸膏10g、蛋白胨10g、葡萄糖粉10g、加蒸馏水1000毫升,加琼脂20g制成培养基,选用乳酸克鲁维酵母菌为菌种进行培养。当培养基琼脂斜片出现后,将乳酸克鲁维酵母菌的菌种接种在PH5至6.5培养基琼脂斜片上,温度控制在30℃,摇床旋转速度为每分钟200转培养14小时,就得到一定数量的乳酸克鲁维酵母菌,将得到的乳酸克鲁维酵母菌以10%的接种量接在一级发酵罐内,培养基PH控制在5至6.5范围内,温度控制在24至30℃范围内,经14小时的培养,又得到一定数量的乳酸克鲁维酵母菌。再将这些乳酸克鲁维酵母菌,以10%的接种量接在二级发酵罐内,条件与一级发酵罐相同。为了增加乳酸克鲁维酵母菌的活性,在二级发酵罐内加入干分之4的乳糖进行诱导,使乳酸克鲁维酵母菌中乳糖酶的活性大大提高。通过用乳糖诱导得到的悬浊液放在每分钟3000转的离心机中,在4度条件下经过15分钟的离心,就除掉了培养基物质,得到了乳酸克鲁维酵母菌。将所得到的乳酸兢鲁维酵母菌放在负25至40度低温条件下速冻25至35分钟,然后取出融化,待完全融化后再放置负25至40度低温条件下速冻25至35分钟,再融化,这样连续冻融三次,乳酸克鲁维酵母菌的细胞膜破碎,释放出乳糖酶,这样就得到了粗的乳糖酶液。将该粗的乳糖酶液按4%比例加入牛奶中,在4℃条件下,经过12-14小时贮存,牛奶乳糖水解,牛奶中乳糖水解率达到60-80%左右。