Лактазы — это ферменты, которые катализируют гидролиз лактозы (молочного сахара) в её составляющие: глюкозу и галактозу. Данный процесс является ключевым для получения безлактозных продуктов, которые востребованы среди людей с лактазной недостаточностью, а также тех, кто предпочитает диету, исключающую лактозу. Применение лактаз в пищевой промышленности позволяет сделать молочные продукты более доступными и безопасными для людей с определёнными заболеваниями и непереносимостью.
Лактаза — это фермент, который в своей активной форме состоит из нескольких подединиц. Основной функцией является гидролиз лактозы, сложного дисахарида, состоящего из молекул глюкозы и галактозы. Процесс катализируется следующим образом: молекула лактозы связывается с активным центром фермента, после чего происходит разрыв гликозидной связи между глюкозой и галактозой. В результате образуются две молекулы: глюкоза и галактоза.
Фермент обладает высокой специфичностью к лактозе и действует при относительно низких температурах и pH, что делает его удобным для использования в пищевой промышленности.
Лактаза встречается во многих живых организмах, включая млекопитающих, растения и микроорганизмы. В промышленности для получения безлактозных продуктов используют микробные источники лактазы, так как они могут быть эффективно выращены в больших объёмах.
Существует несколько типов лактазы в зависимости от происхождения:
Бактериальные лактазы — чаще всего используются для промышленного производства, так как они обладают высокой активностью и могут быть получены в больших количествах из микроорганизмов, таких как Aspergillus oryzae или Kluyveromyces lactis.
Грибковые лактазы — также применяются в промышленности. Эти ферменты часто используют в производстве продуктов с повышенными требованиями к качеству, таких как йогурты и сыры.
Животные лактазы — такие ферменты, как правило, получают из молочных желез млекопитающих, но их использование ограничено высокой стоимостью и сложностью получения.
Процесс получения безлактозных продуктов начинается с добавления лактазы в молоко или молочные продукты. В результате гидролиза лактозы образуются глюкоза и галактоза, которые легче усваиваются организмом. Такой подход позволяет получать молочные продукты, которые не вызывают неприятных ощущений у людей, страдающих от лактазной недостаточности.
Основные этапы этого процесса:
Подготовка молока или молочного продукта. Молоко очищается от примесей и подогревается до оптимальной температуры для активации фермента (обычно 45–50°C).
Добавление лактазы. В молоко или другой продукт добавляется лактаза в определённой дозировке. При этом фермент действует в течение нескольких часов, после чего продукт становится безлактозным.
Удаление фермента. В некоторых случаях после завершения гидролиза лактазу необходимо удалить, чтобы предотвратить дальнейшую деградацию сахаров.
Обработка и упаковка. После гидролиза продукт проходит дополнительные этапы обработки (например, пастеризацию) и упаковывается для продажи.
Улучшение усвояемости продуктов. Безлактозные молочные продукты легко усваиваются организмом, что важно для людей с лактазной недостаточностью.
Сохранение питательных свойств. Применение лактазы не влияет на содержание витаминов, белков и жиров в молочных продуктах, что делает их полноценными источниками питательных веществ.
Безопасность. Продукты, обработанные лактазой, безопасны для потребления людьми с непереносимостью лактозы.
Стоимость. Использование лактазы требует дополнительных затрат на фермент, что увеличивает себестоимость безлактозных продуктов.
Ограничение во времени хранения. Продукты, обработанные лактазой, могут иметь более короткий срок хранения, поскольку повышенная концентрация глюкозы и галактозы способствует развитию микроорганизмов.
Влияние на вкус. В процессе гидролиза лактозы может изменяться вкус продукта, поскольку глюкоза и галактоза обладают более сладким вкусом, чем лактоза.
В последние годы значительно возрос интерес к безлактозным продуктам, что обусловлено ростом числа людей с диагнозом лактазная недостаточность и предпочтением диеты без лактозы. Однако существуют проблемы, связанные с высокой стоимостью ферментов, необходимостью разработки более дешевых и эффективных методов гидролиза, а также обеспечением долгосрочной сохранности продуктов.
В перспективе предполагается улучшение существующих технологий ферментации и синтеза лактазы, что позволит значительно снизить стоимость процесса и повысить доступность безлактозных продуктов для широкой аудитории. В дополнение к этому ведутся исследования по созданию новых методов, которые бы позволяли увеличить срок хранения продуктов, а также минимизировать изменения во вкусе и текстуре.
Использование лактазы в производстве безлактозных продуктов открывает большие возможности для создания безопасных и питательных продуктов для людей с лактазной недостаточностью. С развитием технологий и научных исследований в области ферментации, в будущем можно ожидать значительного улучшения качества и доступности таких продуктов.