乳糖酶在乳制品处理中的应用 陈泽昊15307130273 引言 牛乳是人所共知的营养饮料,含有丰富的蛋白质、钙、镁等各类营养成分,深受人们喜 爱。日常饮用牛乳已经成为不少人的生活习惯。然而在包括中国在内的东亚地区,因祖先的 生活习惯与西方游牧民族生活习惯存在差异,现今人口中具有乳糖不耐受性状的人群比例很 高,达80%以上,不少人在饮奶后不能充分吸收其中的营养,甚至出现腹胀等不良现象。 Worldwide prevalente of lactose intolerance in recent populations 0-15% 15-30% 3060% 60-80% 30100 图1世界各地人口乳糖不耐比例 利用乳糖酶处理乳制品,分解其中的乳糖,可以帮助乳糖不耐受人群摄取乳制品。 二.原理 (1)乳糖不耐受性质的形成原因 所有人在婴儿期都可以产生足量的乳糖酶,用以将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖供人体吸 个人成年后是否还有足量能够分解乳糖的乳糖酶,主要取决于MCM6基因rs4988235 位点,它有三种类型:AA乳糖耐受,AG乳糖耐受,GG乳糖不耐。这个基因就像是一个开关 当它觉得你已经不需要母乳喂养的时候,就会关掉乳糖酶的生产。大多数中国人都是属于GG 型。如果人体缺乏乳糖酶,那么未经消化的乳糖进入大肠后,大肠中的某些细菌会利用乳糖 发酵,产生大量气体,导致腹胀、腹泻甚至呕吐。 小肠 ↓↓ 乳耐觉者 图2乳糖耐受与不耐人群的乳糖消化过程 (2)酶促反应原理 酶促反应是指由一类被称为酶的特殊蛋白质所催化的化学反应。因为非催化反应的速率 特别慢,故细胞中生物化学反应的催化作用就显得极重要
乳糖酶在乳制品处理中的应用 陈泽昊 15307130273 一．引言 牛乳是人所共知的营养饮料，含有丰富的蛋白质、钙、镁等各类营养成分，深受人们喜 爱。日常饮用牛乳已经成为不少人的生活习惯。然而在包括中国在内的东亚地区，因祖先的 生活习惯与西方游牧民族生活习惯存在差异，现今人口中具有乳糖不耐受性状的人群比例很 高，达 80%以上，不少人在饮奶后不能充分吸收其中的营养，甚至出现腹胀等不良现象。 图 1 世界各地人口乳糖不耐比例 利用乳糖酶处理乳制品，分解其中的乳糖，可以帮助乳糖不耐受人群摄取乳制品。 二．原理 （1）乳糖不耐受性质的形成原因 所有人在婴儿期都可以产生足量的乳糖酶，用以将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖供人体吸 收。 一个人成年后是否还有足量能够分解乳糖的乳糖酶，主要取决于MCM6 基因rs4988235 位点，它有三种类型：AA乳糖耐受，AG乳糖耐受，GG乳糖不耐。这个基因就像是一个开关， 当它觉得你已经不需要母乳喂养的时候，就会关掉乳糖酶的生产。大多数中国人都是属于GG 型。如果人体缺乏乳糖酶，那么未经消化的乳糖进入大肠后，大肠中的某些细菌会利用乳糖 发酵，产生大量气体，导致腹胀、腹泻甚至呕吐。 图2 乳糖耐受与不耐人群的乳糖消化过程 （2）酶促反应原理 酶促反应是指由一类被称为酶的特殊蛋白质所催化的化学反应。因为非催化反应的速率 特别慢，故细胞中生物化学反应的催化作用就显得极重要
酶促反应的机制与其他类型的化学催化在原理上很相似。酶通过提供替代反应路线以及 稳定中间产物的方法,减少了为达到最高能量过渡态时的能量需求。激活能的减少增加了具 有足够达到激活能并形成产物的反应物分子的数量。 过渡态 底物 反应进程 底物进入酶的活性位点酶底物复合物酬底物复合物产物离开酶的催化位点 图3相同反应有酶与无酶能量状态比较示意图 图4酶反应诱导契合学说图解 (3)乳糖酶分解乳糖原理 乳糖酶( lactase)是一种糖苷水解酶,它参与将属于双糖的乳糖水解为两个单糖一一半乳 糖和葡萄糖。经过水解而产生的两种单糖,可以容易地被人小肠绒毛吸收 D Galactose D-Glucose图5乳糖水解反应式 三.技术应用 (1)生产乳糖水解牛乳 利用乳糖酶处理乳制品,能让乳糖不耐群体舒适享用牛奶等营养丰富的乳制品。 。 舒化奶 舒化奶 图6中国伊利品牌的舒化奶产品 (2)乳品工业中的其他用途 除了帮助乳糖不耐受人群,乳糖酶也可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较 大的单糖;使冰淇淋、浓缩乳、淡炼乳中乳糖结晶析出的可能性降低,同时増加甜度。 四.技术的优缺点
酶促反应的机制与其他类型的化学催化在原理上很相似。酶通过提供替代反应路线以及 稳定中间产物的方法，减少了为达到最高能量过渡态时的能量需求。激活能的减少增加了具 有足够达到激活能并形成产物的反应物分子的数量。 图3 相同反应有酶与无酶能量状态比较示意图 图4 酶反应诱导契合学说图解 （3）乳糖酶分解乳糖原理 乳糖酶（lactase）是一种糖苷水解酶，它参与将属于双糖的乳糖水解为两个单糖——半乳 糖和葡萄糖。经过水解而产生的两种单糖，可以容易地被人小肠绒毛吸收。 图5 乳糖水解反应式 三．技术应用 （1）生产乳糖水解牛乳 利用乳糖酶处理乳制品，能让乳糖不耐群体舒适享用牛奶等营养丰富的乳制品。 图6 中国伊利品牌的舒化奶产品 （2）乳品工业中的其他用途 除了帮助乳糖不耐受人群，乳糖酶也可使低甜度和低溶解度的乳糖转变为较甜的、溶解度较 大的单糖；使冰淇淋、浓缩乳、淡炼乳中乳糖结晶析出的可能性降低，同时增加甜度。 四．技术的优缺点
(1)优点:帮助乳糖不耐受人群健康舒适的摄取乳制品,使他们免于乳糖消化不良之苦。 增加冰淇淋、浓缩乳等产品的甜度,增添风味 (2)缺点:一定幅度地增加了消费者的消费成本。对于原味牛乳的爱好者,乳糖酶的使用 增加了半乳糖和葡萄糖浓度,甜度增加,改变了牛乳的原本风味
（1）优点：帮助乳糖不耐受人群健康舒适的摄取乳制品，使他们免于乳糖消化不良之苦。 增加冰淇淋、浓缩乳等产品的甜度，增添风味。 （2）缺点：一定幅度地增加了消费者的消费成本。对于原味牛乳的爱好者，乳糖酶的使用 增加了半乳糖和葡萄糖浓度，甜度增加，改变了牛乳的原本风味