Синдром нарушения всасывания лактозы, согласно данным ВОЗ, встречается у 10–80 % людей и связан с отсутствием или недостаточной активностью у них фермента лактазы. Так, ферментопатия имеет место у 16–18 % восточных славян, гораздо чаще до 35–40 % у проживающих в северных регионах РФ. Причинами такого рода ферментопатии, обусловленной патологией тонкой кишки, могут быть наследственность, генная мутация и целиакия. Этой категории людей рекомендуют для включения в рацион либо ферментированные, либо специальные молочные продукты без лактозы или с низким ее содержанием [1].
Основная доля безлактозных молочных продуктов на российском рынке представлена импортной продукцией и для увеличения объемов этого сегмента продуктов российского производства необходимы исследования, для адаптации технологии безлактозных продуктов к условиям действующих молокоперерабатывающих предприятий.
Технологическим способом снижения содержания лактозы в продуктах является ферментативный гидролиз лактозы заквасочной микрофлорой. А основным распространенным способом снижения содержание лактозы в молоке — это добавление в продукт фермента лактазы, который ускоряет гидролитическое расщепление до 98 % молочного дисахарида.
С целью адаптации технологии получения низколактозного кисломолочного напитка смешанного брожения для молочного предприятия была проведена серия экспериментов для определения условий ферментации молока-сырья и оценки качества изготовленного из него готового продукта.
Для изменения исходной концентрации лактозы в нормализованном молоке проводилась ферментация его путем добавления ферментного препарата — β-галактозидазы из расчета 700 Ед/г на 100 см 3 молока. Процесс гидролиза продолжался в течение 5 часов при температуре 37–38 °С. Через равные промежутки времени в пробах молока определяли содержание лактозы рефрактометрическим методом. По результатам эксперимента построена кинетическая кривая изменения концентрации лактозы (рис. 1).
Рис. 1. График изменения концентрации лактозы
Математическая запись, выражающая зависимость изменения концентрации лактозы (y) при использовании ферментного препарата от времени гидролиза, имеет вид линейного алгебраического уравнения
y = 0.4277x + 5.5453.
В последующих экспериментах изменяли в пастеризованном молоке путем ферментации β-галактозидазой содержание лактозы в диапазоне от 5.2 % до 3.0 % и изучали динамику изменения концентрации углевода при сквашивании его микрофлорой кефирного грибка. В пять подготовленных образцов молока вводили биомассу в соотношении 1: 20. Сквашивание продолжалось в течение 48 часов в термостате при температуре 23°С (рис.2).
Рис. 2. Изменение концентрации лактозы в процессе сквашивания
Установлено, что в образцах напитка с исходным содержанием дисахарида в диапазоне от 5.2 % до 4.0 % концентрация лактозы при смешанном брожении изменяется с постоянной скоростью на протяжении всего процесса сквашивания. Характер кривых для образцов, с наименьшим исходным содержанием углевода — 3.5 % и 3.0 % показывает плавное снижение концентрации лактозы на 80 %, однако по истечении 8 часов изменение содержания дисахарида не наблюдается.
При проведении эксперимента наряду с определением содержания лактозы в образцах сквашиваемого молока измеряли показатели титруемой и активной кислотности. На рисунке 3 представлены величины титруемой кислотности через 24 часа и 48 часов.
Рис. 3. Показатели кисломолочного напитка
Остаточное количество дисахарида в кисломолочном напитке колеблется в пределах от 2.1 до 3.5 %, что превышает в 2–3 раза рекомендуемую величину для категории низколактозных продуктов [2]. Из данных следует, что для получения безлактозного напитка потребуется более глубокий гидролиз лактозы до 1.5–2.0 % с использованием β-галактозидазы. Кислотность всех образцов напитка находится в пределах нормы: для слабого до 90 °Т, для среднего до 130 °Т.
Наряду с кислотностью важным признаком напитка являются его органолептические характеристики, в формировании которых принимают участие все микроорганизмы кефирного гриба. Изменение углеводного состава молока, а именно появление в нем свободных моносахаридов глюкозы, галактозы в результате ферментативного гидролиза β-галактозидазой, спровоцирует активность отдельных представителей грибной микрофлоры, что повлечет за собой трансформация вкуса и состояния сгустка. На рисунке 4 приведены результаты дегустации образцов готового напитка на основе молока с разным количеством лактозы.
Рис. 4. Органолептическая оценка образцов кисломолочного напитка из ферментированного β-галактозидазой молока
Таким образом установлено, что для получения низколактозного напитка можно рекомендовать снижение лактозы на 1.5–2.0 % путем гидролиза с использованием β-галактозидазы в течение 15 минут при температуре 37–38 °С. Корреляционный анализ взаимосвязи между концентрацией лактозы и кислотностью напитка показал высокую тесноту связи между рассчитанными параметрами. Установлены оптимальные пределы варьирования состава безлактозного кисломолочного напитка для удовлетворения потребительских свойств: массовой доли жира в нормализованной смеси — 3.2 % и концентрации лактозы в пределах 4.0–3.0 %.
Литература:
- Великанова, А. С. Изучение влияния технологических условий при изготовлении низколактозного кисломолочного напитка/ А. С. Великанова, А. И. Бушковская, У. В. Ланцова// Проблемы техногенной безопасности и устойчивого развития: сборник научных статей молодых ученых, аспирантов и студентов. Выпуск VIII. — Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ» 2016. — с. 91–94.
- Великанова, А. С. Формирование потребительских свойств мо-лочных напитков методами биотехнологии/ А. С. Великанова, О. В. Зюзина, У. В. Ланцова, А. С. Надеждина// Агротехнологические процессы в рамках импортозамещения: материалы Международной научно-практической кон-ференции, посвященной 85-летию со дня рождения заслуженного работника высшей школы РФ, доктора с.-х. наук, профессора Ю. Г. СКРИПНИКОВА. — Мичуринск-наукоград РФ 2016. — с. 14–18.
