Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино совместно с коллегой из Московского политехнического университета разработали новую технологию производства безлактозных молочных продуктов.
Инновация основана на использовании фермента, заключенного в защитные микрокапсулы и закрепленного на стеклянной поверхности, что позволяет эффективно расщеплять лактозу, сохраняя природный вкус молока.
Проблема непереносимости лактозы затрагивает около двух третей взрослого населения мира, что делает создание доступных и качественных безлактозных продуктов одной из приоритетных задач для пищевой индустрии. Существующие методы, такие как мембранная фильтрация или добавление свободного фермента в продукт, имеют ряд существенных недостатков, включая высокие энергозатраты, изменение вкусовых свойств конечного продукта и общую высокую стоимость процесса.
Российские исследователи предложили альтернативное решение, которое лишено этих ограничений. Их разработка основана на использовании фермента β-галактозидазы, который играет ключевую роль в расщеплении молочного сахара. Однако ученые не стали добавлять его непосредственно в молоко, а нашли способ стабилизировать и сохранить его активность.
Для этого фермент был помещен внутрь полимерных микрокапсул размером в несколько микрометров. Эти капсулы выполняют роль надежной защитной оболочки, предохраняющей биологически активное вещество от разрушения. Далее эти микроконтейнеры были зафиксированы на поверхности обычных стеклянных пластин.
В результате получилась функциональная система, принцип работы которой прост и эффективен: когда молоко контактирует с такой пластиной, молекулы лактозы проникают к ферменту и расщепляются на глюкозу и галактозу. При этом сам фермент не смешивается с продуктом, что исключает риск изменения его органолептических свойств и позволяет использовать одну и ту же пластину многократно. В ходе серии экспериментов исследователи тщательно изучили поведение системы в различных условиях.
Было установлено, что она сохраняет высокую активность в температурном диапазоне от 22 до 40 °C, что позволяет легко интегрировать ее в существующие промышленные процессы. Ученые также выяснили, что эффективность гидролиза лактозы можно повышать, увеличивая площадь используемой пластины и количество нанесенных на нее микрокапсул.
Важнейшим результатом стала исключительная стабильность системы: стеклянные пластины выдерживали несколько циклов использования подряд без какого-либо заметного снижения ферментативной активности. В экспериментах удавалось достигать снижения уровня лактозы до показателей, которые полностью соответствуют строгим международным стандартам для категорий «низколактозное» и «безлактозное» молоко.
Источник: tass.ru
