И.В. Чумакова, к. т. н., ФГАНУ «ВНИМИ»

Лактазная недостаточность (ЛН) — неспособность организма продуцировать фермент в-галактозидазу, под действием которой лактоза расщепляется на две составляющие ее молекулы: глюкозу и галактозу. При лактазной недостаточности расщепление лактозы идет другим путем с накоплением токсичных метаболитов (ацетальдегид, ацетоин, белковые токсины и т. д.), накопление которых приводит к возникновению целого комплекса заболеваний: нарушению деятельности ЖКТ, аллергическим проявлениям, боли в горле, головной боли и др. После исключения из рациона продуктов, содержащих лактозу, — молочных продуктов и блюд, приготовленных с их использованием, — симптомы лактазной недостаточности исчезают.

- Реклама -

Само по себе исключение из рациона лактозы не является большой проблемой, ее можно заменить другими видами углеводов. Но проблема в том, что лактоза является неотъемлемой частью молока — уникального источника комплекса необходимых нутриентов — белков, жиров, минеральных веществ, витаминов. Для детей дошкольного и школьного возраста молоко -это источник основных пищевых веществ, необходимых для полноценного роста, физического и интеллектуального развития. Особенно это важно для новорожденных детей, для которых молоко является единственным источником питания.

Поэтому создание безлактозных и низколактозных молочных продуктов — это способ сделать доступным употребление молока для детей с частичной или полной лактазной недостаточностью.

Следует отметить, что проблемы лактазной недостаточности — это не аллергия на молоко, которая подразумевает выработку организмом антител на высокомолекулярные компоненты молока (определенные виды белков), а только недостаток фермента, утилизирующего лактозу.

Попытки создания молока и молочных продуктов с пониженным уровнем лактозы предпринимаются давно. В частности, для детей с ЛН смеси для вскармливания составляли из отдельных специально подготовленных молочных компонентов, освобожденных от лактозы. Молочный белок — в виде изолятов, казецитов; молочный жир получали в виде топленого молочного жира, многократно промытого водой для удаления остатков лактозы. Отдельно добавляли минералы, витамины, ориентируясь на состав женского молока.

Наиболее распространенный современный метод — ферментативное расщепление лактозы. Большинство ведущих производителей пищевых функциональных компонентов имеют в своем ассортименте высококачественные ферментные препараты бета-галактозидазы, получаемые микробиологическим путем.

При ферментном методе в присутствии б-галактозидазы молекула дисахарида лактозы разделяется на два моносахарида: молекулу глюкозы и молекулу галактозы.

По своей биологической роли глюкоза имеет наибольшее значение среди углеводов. Глюкоза является той структурной единицей (мономером), из которой построены все важнейшие полисахариды — гликоген, крахмал и целлюлоза (клетчатка). Глюкоза быстро всасывается в ЖКТ и поступает в кровь, а затем — в клетки различных органов и тканей.

Галактоза — не только источник энергии, но и строительный материал. Галактоза входит в состав клеток головного мозга.

Каждый углевод имеет свои физико-химические и органолептические показатели. Глюкоза и галактоза обладают бóльшим коэффициентом сладости по сравнению с исходным углеводом — лактозой. Поэтому в процессе ферментации лактозы увеличивается сладость молока.

Другое изменение в свойствах продукта происходит по показателям осмоляльности продукта, так как разные углеводы создают в растворах разные уровни осмоляльности. Осмоляльность (или осмолярность) раствора обусловлена концентрацией углеводов и минеральных веществ, которые создают определенное осмотическое давление у стенок желудка. Повышенное осмотическое давление в кишечнике стимулирует обратное всасывание воды в его просвет и может вызвать диарею. Пример такого воздействия — избыточное потребление фруктозы может вызвать расстройство кишечника, поэтому ее ограничивают в детских молочных продуктах — не более 5 г/100 г продукта. Для молочных смесей для питания детей раннего возраста осмоляльность не должна превышать 320 мОсм/кг.

Осмоляльность молока составляет 270−290 мОсм/кг. Осмоляльность растворов глюкозы и галактозы больше, чем у раствора лактозы. Поэтому по мере ферментации лактозы на глюкозу и галактозу осмоляльность молока увеличивается. При исходном содержании лактозы 4,7% осмоляльность безлактозного молока составляет 402−408 мОсм/кг (рис. 1).

Из графика видно, что для сохранения осмоляльности безлактозного молока на уровне 300−320 мОсм/кг содержание лактозы в молоке перед ферментацией должно быть снижено до уровня 3,0−3,2%, или степень гидролиза молока не должна превышать 60%.

Частично удалить лактозу из молока позволяет применение ультрафильтрационного разделения молока. Фирма «Валио» применяет комбинированный метод, частично используя ультрафильтрацию и ферментирование. Преимуществом такого метода является некоторое первоначальное снижение общего уровня лактозы в молоке и, как следствие, отсутствие избыточной сладости и сохранение осмоляльности на уровне исходного молока.

При прохождении через мембраны молоко разделяется на концентрат, в котором остаются высокомолекулярные вещества (белки, жиры), и пермеат, содержащий низкомолекулярные вещества (лактоза, минеральные вещества, водорастворимые витамины, свободные аминокислоты и др.).

При этом происходит перераспределение минеральных веществ, витаминов и других низкомолекулярных веществ молока, находящихся в водной фазе, между получаемым концентратом и пермеатом. Перераспределение низкомолекулярных веществ происходит неодинаково в зависимости от форм их присутствия в молоке. Так, 22% кальция связано с казеином молока, остальное количество присутствует в растворимой и коллоидной формах, которые и перераспределяются между концентратом и пермеатом, магний на 80% связан с казеином и т. д.

Полученный УФ-концентрат молока восстанавливают водой до исходных значений содержания белка и жира, при этом дополнительно снижается содержание минеральных веществ, витаминов и др.

На рис. 2 графически представлен сравнительный минеральный состав молока с исходным уровнем лактозы 4,7% до и после мембранной обработки до достижения содержания лактозы 3,2%.

Из графика видно, что для сохранения осмоляльности безлактозного молока на уровне 300−320 мОсм/кг содержание лактозы в молоке перед ферментацией должно быть снижено до уровня 3,0−3,2%, или степень гидролиза молока не должна превышать 60%.

Частично удалить лактозу из молока позволяет применение ультрафильтрационного разделения молока. Фирма «Валио» применяет комбинированный метод, частично используя ультрафильтрацию и ферментирование. Преимуществом такого метода является некоторое первоначальное снижение общего уровня лактозы в молоке и, как следствие, отсутствие избыточной сладости и сохранение осмоляльности на уровне исходного молока.

При прохождении через мембраны молоко разделяется на концентрат, в котором остаются высокомолекулярные вещества (белки, жиры), и пермеат, содержащий низкомолекулярные вещества (лактоза, минеральные вещества, водорастворимые витамины, свободные аминокислоты и др.).

При этом происходит перераспределение минеральных веществ, витаминов и других низкомолекулярных веществ молока, находящихся в водной фазе, между получаемым концентратом и пермеатом. Перераспределение низкомолекулярных веществ происходит неодинаково в зависимости от форм их присутствия в молоке. Так, 22% кальция связано с казеином молока, остальное количество присутствует в растворимой и коллоидной формах, которые и перераспределяются между концентратом и пермеатом, магний на 80% связан с казеином и т. д.

Полученный УФ-концентрат молока восстанавливают водой до исходных значений содержания белка и жира, при этом дополнительно снижается содержание минеральных веществ, витаминов и др.

Схема технологического процесса производства низко- и безлактозного молока приведена на рис. 3.

В соответствии с приведенной схемой осуществляется процесс получения как низколактозного, так и безлактозного молока. При этом степень снижения лактозы в низколактозном молоке регулируется степенью УФ-концентрирования исходного молока.

Применение ультрафильтрации при производстве низко- и безлактозного молока рационально для крупных предприятий, оснащенных соответствующим оборудованием, и при значительных объемах производства, главным образом, ультрапастеризованного молока.

Для небольших объемов производства, характерных для большинства региональных производителей детских молочных продуктов, оптимальным остается ферментный способ получения низко- и безлактозного молока.

При этом, как упоминалось, оптимальным для лучшего усвоения продукта является степень гидролиза лактозы 50−60%.

Следует отметить, что усвоение лактозы в организме ребенка в определенной степени зависит от скорости переваривания продукта. С медицинской точки зрения, продукты с достаточной массовой долей жира перевариваются медленнее, и утилизация лактозы происходит наиболее полно.

В настоящее время разработана нормативная документация на производство низко- и безлактозного молока, отвечающего требованиям, установленным Техническими регламентами Таможенного союза ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» и ТР ТС 021/2011"О безопасности пищевой продукции" для продуктов детского питания.

ТУ 10.86.10−057−29 057 618−2019 «Молоко низко- и безлактозное для питания детей дошкольного и школьного возраста» предназначено для выпуска ультрапастеризованного или стерилизованного молока с массовой долей жира 1,5; 2,0, 2,5; 3,2%. Снижение содержания лактозы осуществляется ферментативным способом.

Молоко может быть обогащено комплексами витаминов в соответствии с физиологическими потребностями детского организма:

  • двумя витаминами (А, D3);
  • четырьмя витаминами (А, Е, D3, В6) или (А, С, В1, В6);
  • шестью витаминами (С, В1, В6, РР, фолиевая кислота, В12).

ТУ 10.86.10−053−419 785-2019 «Молоко пастеризованное низко- и безлактозное для детского питания» предназначены для выпуска продукта как для детей раннего возраста, так и для дошкольников и школьников.

Молоко может быть обогащено комплексами витаминов, а также минеральными веществами: кальцием с витамином D3, микроэлементами (железо, цинк, йод), пребиотическими веществами (комплекс инулинна с витаминами) в соответствии с физиологическими потребностями детей соответствующей возрастной группы.

Технология производства пастеризованного низко- и безлактозного молока ферментным способом позволит рентабельно вырабатывать небольшие объемы продукта для ограниченного контингента детей, нуждающихся в специализированном питании, а также обогатить их рацион биологически активными веществами, необходимыми для нормального роста и развития.

comments powered by HyperComments