[发明专利]一种用于固定化乳糖酶的生物转化反应器及低乳糖牛乳的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于固定化乳糖酶的生物转化反应器及低乳糖牛乳的制备方法，所述生物转化反应器包括反应器罐体、搅拌器和固定槽，所述反应器罐体的顶盖上设置有进料口、出料口和冷凝管接口，所述搅拌器与位于反应器罐体上方的发动机连接，搅拌器上设置有搅拌桨，所述固定槽位于反应器罐体的底部，与所述反应器罐体可拆卸连接，其中装有磁铁或电磁铁用于回收固定化乳糖酶。利用所述生物转化反应器制备低乳糖牛乳的方法包括：合成带磁性的固定化乳糖酶、乳糖酶解以及回收固定化乳糖酶。这不仅大大降低了乳品企业生产低乳糖牛奶的成本，还能通过实时监控酶解程度以保证产品的口感，提高了产品质量。

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种用于固定化乳糖酶的生物转化反应器及低乳糖牛乳的制备方法。

背景技术

牛奶是高蛋白营养物质，对于婴幼儿尤为重要，长期饮用可以提高婴幼儿的免疫力，促进婴幼儿的生长。但是，目前乳品业不断出现各种产品质量问题，从三聚氰胺到各种激素的混入都严重危害了婴儿的健康。除了这些有害物质之外，还有一个因素制约了乳制品营养的吸收——乳糖不耐症。据论文统计，东方人80%以上都具有乳糖不耐症，只是有些人喝的量少，没有明显症状。为了大多数人们都可以吸取牛奶的营养成分，就必须研究出低乳糖牛奶。

如今国内乳品加工制备领域也日益发展，鲜牛奶的需求越来越大，但是到现在为止国内大城市可以买到鲜牛奶，单偏远小城市买不到，只能买高温杀菌的长期保管的牛奶。这也需要鲜牛奶生产工艺的改善以及开发，特别是低乳糖鲜牛奶的生产工艺要待改善及开发。目前工业生产低乳糖纯牛奶工艺有多种方法，但是综合起来，可以整理为以下两种工艺：

工艺一（鲜牛奶）：

原料乳→离心净乳→巴氏杀菌→冷却并加酶水解乳糖→检测终点→无菌灌装；

这种方法使用巴氏杀毒后，仍保留了小部分无害或有益、较耐热的细菌或细菌芽孢，因此巴氏消毒牛奶要在4℃左右的温度下保存，且保存时间短，还有一个问题就是流通过程中，乳糖酶的活性还存在，因此牛奶的口感也会变，流通时间长，会变甜。

工艺二（高温杀菌牛奶）：

原料乳→离心净乳→超高温灭菌→冷却并无菌添加乳糖酶→无菌灌装→在运输及销售过程中进行酶解；

这种方法使用超高温灭菌，如此操作大大提高了牛奶的存放时间，但是135℃到150℃的高温瞬间灭菌处理，虽然可以完全破坏其中可生长的微生物和芽孢，但是高温会使得牛奶的一些不耐热营养成分遭到破坏，其中的乳糖也会焦化，蛋白质与乳糖还会发生一定的美拉德反应，使牛奶褐变，并破坏牛奶原有的风味。对于企业本身无菌添加乳糖酶及无菌灌装会大大加大企业的运作成本，不利于企业获利。对于消费者来说，这种低乳糖牛奶在运输及销售过程中进行酶解，会增大产品的可变性，对于先饮用的可能口感正好合适，随着存放时间的延长产品的口感会越来越甜，消费者再次购买的可能性小。

对于上述两种工艺方法都存在一点共同的问题，酶在使用之后都没有提取出来，这样对于饮用这来说会摄入一些灭活的酶或者未被灭活的酶，而对于企业本身来说分解乳糖所需要的乳糖酶的费用也是一笔不小的开支。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于固定化乳糖酶的生物转化反应器及低乳糖牛乳的制备方法。以所述生物转化反应器作为反应容器，利用固定化乳糖酶制备低乳糖牛奶，酶解完成后实现固定化乳糖酶的回收。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于固定化乳糖酶的生物转化反应器，包括反应器罐体、搅拌器和固定槽，所述反应器罐体的顶盖上设置有进料口、出料口和冷凝管接口，所述搅拌器与位于反应器罐体上方的发动机连接，搅拌器上设置有搅拌桨，所述固定槽位于反应器罐体的底部，与所述反应器罐体可拆卸连接，其中装有磁铁或电磁铁用于回收固定化乳糖酶。

进一步的，所述冷凝管为U型冷凝管。