β-半乳糖苷酶固定化及低乳糖奶制备技术的研究

作     者：伍桃英 

作者单位：长沙理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：程云辉

授予年度：2011年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：β-半乳糖苷酶 固定化 低乳糖奶 褐变抑制 

摘      要：牛乳营养丰富,是人类最理想的天然营养食品。但我国属乳糖不耐受的高发地区,儿童乳糖酶缺乏的发生率也很高。这种状况在很大程度上抑制了人们对乳及乳制品的摄入从而阻碍了我国乳品业的发展;而低乳糖奶能有效解决乳糖不耐症的问题且对乳品业的市场增容具有重要影响;因此,对低乳糖奶进行研究具有重要意义。本论文对乳及乳制品中乳糖的测定方法、β-半乳糖苷酶的固定化与低乳糖奶的制备技术进行了研究,以期为高水解率低乳糖奶的生产提供理论依据和技术支持。 首先,为确定一种操作简便且结果准确的测定乳及乳制品中乳糖含量的方法,本论文对直接滴定法、蒽酮法、碘量法3种方法进行了研究,通过比较3种测定方法的线性相关性、精密度和乳糖回收率的最大相对误差,确定碘量法作为乳及乳制品中乳糖的测定方法。 然后,对β-半乳糖苷酶的固定化进行了系统研究。以海藻酸钠-明胶(SA-Gel)、海藻酸钠-卡拉胶(SA-KC)、海藻酸钠-卡拉胶-明胶(SA-KC-Gel)为载体固定β-半乳糖苷酶,用葡萄糖试剂盒测定酶的活力,以固定化酶的比酶活和酶的固定化效率为考察指标,结果表明:在各自的最佳条件下,SA-Gel、SA-KC、SA-KC-Gel固定化酶的比酶活分别是31.89U/g、76.42U/g、48.53U/g,对酶的固定化效率依次为25.49%、76.40%、48.52%。3种固定化酶对应的最适T分别为50℃、45℃、45℃,而游离酶的最适T是40℃;固定前后酶的最适pH均为pH6.80;重复使用六次后的残留酶活皆大于50%。结合固定化酶的机械强度,确定SA-KC-Gel是一种新型、有效固定β-半乳糖苷酶的载体。 其次,对低乳糖奶的制备技术进行了研究。以乳糖水解率为考察指标,碘量法测定乳糖水解率,用SA-KC-Gel固定化乳糖酶和Lactozyme游离乳糖酶制备出了水解率分别为70.02%和92.67%的低乳糖奶;并用HPLC法检测分析复原乳与高水解率低乳糖奶中的糖类,结果证明乳糖水解率超过90%,乳糖经水解生成了葡萄糖、半乳糖及低聚半乳糖。针对低乳糖奶的褐变,以褐变抑制率为考察指标,用紫外分光光度法测定5-HMF,研究出了一个褐变抑制率将近40%的新的且能有效抑制低乳糖奶褐变的复配褐变剂。