[发明专利]一种富含低聚半乳糖奶的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种富含低聚半乳糖奶的生产方法，尤其是一种通过固定化β-半乳糖苷酶水解牛乳中的乳糖生产富含低聚半乳糖奶的方法，属于乳品技术领域。

背景技术

乳糖是奶类中特有的糖类。正常情况下，乳糖可在人体小肠上皮细胞的乳糖酶的作用下，水解成葡萄糖和半乳糖后被吸收而进入血液。但是随着年龄的增长，人体内乳糖酶活性下降。若一次摄入过多乳糖，乳糖未能被及时消化吸收，进入结肠后被肠道细菌分解，产生大量的乳酸、甲酸等短链脂肪酸和氢气，造成渗透压升高，使肠腔中的水分增多，引起腹胀、肠鸣、肠绞痛，直至发生腹泻等乳糖不耐受症状。

低聚半乳糖(galacto-oligosaccharides，GOS)是母乳中的天然组分之一，是双歧杆菌增殖因子。它是在乳糖的半乳糖基一侧又以β(1→3)，β(1→4)或β(1→6)键连接半乳糖，其中以β(1→4)键为主。GOS是在β-半乳糖苷酶(商品名：乳糖酶)水解乳糖的催化过程中形成的，结构式为(gal)n2glu，一般由2～5个单糖构成，半乳糖间以β(1→6)糖苷键为主。过去β-半乳糖苷酶的研究主要是利用其水解性质将乳糖降解为单糖组分，葡萄糖和半乳糖。

β-半乳糖苷酶(β-galactoside)又称β-D-半乳糖苷半乳糖水解酶(β-D-galactoside-hydrolase，EC.3.2.1.23)，商品名为乳糖酶。β-半乳糖苷酶能够催化β-半乳糖苷化合物中的β-半乳糖苷键发生水解，还具有转半乳糖苷的作用。近年来GOS是由于其特殊的生理功能越来越多的受到重视。β-半乳糖苷酶在催化过程中，当形成的中间复合物“乳糖酶-半乳糖苷”将半乳糖转给水分子上的羟基受体时，就形成了半乳糖，这就是我们通常所说的水解反应。当以其他亲核受体如糖、醇作为受体时，就形成了各种半乳糖苷低聚物。

β-半乳糖苷酶的1个酶活力单位是指在特定条件(37℃，其它为最适条件)下，在1分钟内能转化1微摩尔底物的酶量，或是转化底物中1微摩尔的有关基团的酶量。

酶法生产的GOS是一种具有天然属性的低聚多糖，安全可靠，并且由于其结构与人类母乳中的GOS一样，摄入GOS对人体大肠内双歧杆菌有增殖作用，改善肠道菌群结构，并抑制肠内有害菌群的繁殖，降低肠道内的毒性，提高机体免疫力。GOS是真正意义上的双歧杆菌生长促进因子，可以广泛应用于食品工业，生产功能性产品，如酵奶、饮料、冰淇淋、糖果、奶粉、口服液等产品，潜在用户众多，市场前景广阔。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过β-半乳糖苷酶水解牛乳中的乳糖生产富含低聚半乳糖奶的方法。

本发明富含低聚半乳糖奶的生产方法，牛乳经加热，分离脂肪，巴氏杀菌后，冷却到一定温度，再经固定化β-半乳糖苷酶水解，超高温(UHT)杀菌后冷却包装。

在本发明中，所选取的固定化载体为带有酰肼基团的颗粒状载体(具有微孔)，所选用的酶为β-半乳糖苷酶。首先取一定量的带有酰肼基团的颗粒，然后加入浓度为2％的戊二醛静置0.5-1小时，载体的酰肼基团和戊二醛的醛基反应生成活化载体，然后用无菌水清洗残留在活化载体上的戊二醛，加入β-半乳糖苷酶静置2-4小时，活化载体的醛基和β-半乳糖苷酶的氨基结合，形成固定化β-半乳糖苷酶，用无菌水洗去残留的β-半乳糖苷酶即得固定化β-半乳糖苷酶。

本发明中，β-半乳糖苷酶装在不锈钢反应柱内。该反应柱150×450mm，分为2～10个等长的阶段，用5～30L(根据酶活力单位和反应柱的体积，按照密度约1，计算而得质量克数为14000-80000g)的固定化β-半乳糖苷酶堵塞。优选组合是：反应柱150×450mm，分为5个等长的阶段，用15.0L的固定化β-半乳糖苷酶堵塞。。

本发明中，固定化β-半乳糖苷酶的活力单位为60～150u/g，优选是：120u/g。

本发明中，固定化β-半乳糖苷酶填充在反应柱中的水解温度在4～60℃，优选42℃。

本发明中，β-半乳糖苷酶的水解时间在5～180min，优选90min。

本发明中，β-半乳糖苷酶的水解pH值在5.5～7.0，优选5.8。

有益效果：

1、低聚半乳糖被肠道细菌利用的情况

作为一种有效的前生素，糖类“双歧因子”应能被双歧杆菌选择性吸收。多种肠道细菌对低聚半乳糖(GOS)的利用情况表明，低聚半乳糖能被所有双歧杆菌选择性利用。