β-半乳糖苷酶應用的研究熱點主要集中在固定化、生產低聚糖和使用基因工程技術生產乳糖酶等方面 。
β-半乳糖苷酶在食品加工方面的應用主要包括以下幾個方面:
1 解決乳糖不耐受患者的乳品消費問題
世界上平均約70%~90%的成年人(尤其是亞洲和非洲人)喝牛奶后會因缺乏β-半乳糖苷酶不能降解牛奶中大量的乳糖而產生乳糖不耐受,我國乳糖不耐受癥的發生率為90%左右。用β-半乳糖苷酶水解牛乳中的乳糖,可將乳糖含量降低70%~80%,解決乳糖不耐受患者的乳品消費問題。
2 用于提高乳制品的甜度
乳糖的甜度較低,只有蔗糖的20%,水解后1分子乳糖生成1 分子葡萄糖和1 分子半乳糖,可以明顯提高乳制品的甜度,減少甜味劑的用量。
3 防止乳制品冷凍時出現結晶
乳糖的溶解度較低,在制作冷凍乳制品時容易結晶析出,影響產品質量。在加工中添加25%~30%的乳糖水解乳,可防止這類問題的出現。
4 生產低聚半乳糖
低聚半乳糖是以牛乳或乳清中的乳糖為底物,經β-半乳糖苷酶催化生成的。低聚半乳糖的甜度為蔗糖的20%~40%,熱穩定性較好,在酸性條件下也是如此,可作為雙歧桿菌增殖因子,促進鈣質吸收和有機酸生成、降低腸道pH、抑制外源菌生長和改善脂質代謝。
5 應用于發酵乳制品
用β-半乳糖酶水解乳制作酸乳比使用普通脫脂乳制備酸乳可以縮短乳凝固時間約15%~20%,且節省蔗糖用量,能改善酸乳的風味和口感。另外,由于乳酸菌生長快,菌數多,還能延長酸乳的貨價期。
6 應用于乳清加工
乳清中含有乳清蛋白、乳糖、礦物質和維生素等營養成分,其中乳清蛋白是完全蛋白質。世界年產乳清約為9×107 t,其中50%當廢水排放,不僅造成浪費,而且污染環境。用β-半乳糖苷酶將乳清中的乳糖水解,可去除乳清濃縮時乳糖結晶析出給加工帶來的不便。另外,用此水解物還可生產乳清飲料、糖漿和食品添加劑等。
7 分析乳制品中的乳糖含量
將精制的β-半乳糖苷酶和其它酶(如過氧化物酶、葡萄糖氧化酶)聯合使用,可以分析冰淇淋、干酪等乳制品中的乳糖含量。該法簡便快捷,費用低廉,可以在樣品不除去蛋白的情況下使用,適合在食品工業上應用。
8 促進果蔬軟化和成熟
β-半乳糖苷酶普遍存在于各種植物中,一般在植物成熟期β-半乳糖苷酶的含量增加,它能降解含半乳糖苷的胞壁多糖,釋放游離的半乳糖。可溶性半乳糖能促進胡椒成熟,促發番茄乙烯生成加快成熟。β-半乳糖苷酶已應用于梨、蘋果、土豆、中國水粟等的軟化和番茄、胡椒、甜瓜、櫻桃、核果、牛油果等的促成熟。