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本课题比较研究了乳糖酶的固定化方法,确定了乳糖酶的固定化参数,并对几种商业用乳糖酶生产低乳糖牛奶时的用量,最佳水解条件和工艺参数进行了比较研究。以5-HMF为褐变程度的指示物,研究不同灭菌条件下低乳糖奶褐变及褐变抑制剂的抗褐变效果,建立了生产低乳糖奶的技术体系,为低乳糖奶(乳糖水解率60%)生产提供技术支持。研究表明:(1)选用海藻酸钠—明胶包埋法固定化乳糖酶,其最适条件为:海藻酸钠浓度1.78%,明胶浓度1.0%,乳糖酶的浓度0.48%,由此得到的固定化酶的酶活回收率可达81.74%,但该固定化酶的机械强度不理想。(2)选用海藻酸钠—卡拉胶协同固定化乳糖酶,其最优条件为:海藻酸钠浓度2.0%,卡拉胶浓度0.81%,乳糖酶的浓度0.23%,由此得到的固定化酶的酶活回收率可达89.19%,凝胶的稳定性重复使用次数可以达到8次。该固定化酶的最适温度为40℃,较游离酶没有改变;最适pH为7.0,较游离酶升高了0.2个单位;耐热性和pH耐受性变宽,这些特性有利于固定化酶在鲜牛奶中的直接使用。(3)当热处理温度高于45℃时,乳糖酶的水解能力会明显下降。牛乳的杀菌条件可以使它们失活。对酶Ⅰ而言,pH6.5~7.5具有较高的酶解水平:酶用量为0.10%时,4℃作用20小时或酶用量为0.08%时,38~40℃作用3小时,乳糖的水解率达到60%以上。(4)采用HPLC对5-HMF进行检测,其中高温(110℃,10min)低乳糖奶中5-HMF含量为1.57μg/ml,分别是普通牛奶与添加复合褐变抑制剂后的低乳糖牛奶的3.6倍和2.5倍。(5)低乳糖奶中5-HMF含量受乳糖水解率、灭菌温度和贮藏条件的影响。采用合适水解率(如60%),灭菌后,迅速冷却并低温贮存,能较好地控制5-HMF和抑制褐变的程度。抑制剂BHA、Vc、NaHSO3和L-cys配合使用时,对5-HMF的抑制率达50%以上。(6)低乳糖牛奶中SO2的残留量为21.7mg/kg<25mg/kg,符合国家标准(GB2760-85)中食品添加剂残留量的要求。