β-半乳糖苷酶固定化及低乳糖奶制备技术的研究

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 乳糖不耐受的研究进展
• 1.1.1 乳糖不耐受的定义
• 1.1.2 乳糖不耐受的分布情况
• 1.1.3 乳糖不耐受的解决措施
• 1.2 β-半乳糖苷酶的研究进展
• 1.2.1 β-半乳糖苷酶的来源
• 1.2.2 β-半乳糖苷酶的催化机理
• 1.2.3 固定化β-半乳糖苷酶的进展
• 1.3 低乳糖奶褐变的研究进展
• 1.3.1 Maillard 反应的过程及产物
• 1.3.2 Maillard 反应对乳及乳制品品质的影响
• 1.3.3 影响Maillard 反应的因素
• 1.3.4 控制Maillard 反应的方法
• 1.4 课题立项依据和研究内容
• 1.4.1 立项背景及意义
• 1.4.2 课题的研究内容
• 第二章 乳糖含量测定方法的研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料与试剂
• 2.1.2 主要仪器设备
• 2.1.3 试验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 蛋白质沉淀剂的选择
• 2.2.2 3 种测定方法的线性比较
• 2.2.3 3 种测量方法的精密度比较
• 2.2.4 样品中乳糖回收率的测定
• 2.3 小结
• 第三章 β-半乳糖苷酶固定化的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料与试剂
• 3.1.2 主要仪器设备
• 3.1.3 试验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 筛选β-半乳糖苷酶和海藻酸钠种类
• 3.2.2 SA-Gel 协同固定β-半乳糖苷酶的研究
• 3.2.3 SA-KC 协同固定β-半乳糖苷酶的研究
• 3.2.4 SA-KC-Gel 共固定β-半乳糖苷酶的研究
• 3.2.5 固定化酶与游离酶的部分性质比较
• 3.3 小结
• 第四章 低乳糖奶制备技术的研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料与试剂
• 4.1.2 主要仪器设备
• 4.1.3 试验方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 制备低乳糖奶的工艺研究
• 4.2.2 HPLC 法分析牛奶的糖类
• 4.2.3 低乳糖奶的褐变抑制研究
• 4.3 小结
• 主要结论
• 创新点与展望
• 创新点
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录（作者攻读学位期间所发表的学术论文）
• 摘要