Produkty bez laktozy: Produkcja mleka i produktów mlecznych o niskiej zawartości laktozy
Alternatywy technologiczne dla hydrolizy laktozy
Choć hydroliza enzymatyczna pozostaje dominującą metodą, jej główne wady (takie jak zwiększona słodkość produktu końcowego oraz wysokie koszty) motywują do poszukiwania alternatyw. Alternatywy technologiczne dla hydrolizy laktozy oferują nowoczesne metody, które pozwalają na skuteczne usuwanie laktozy z mleka przy jednoczesnym eliminowaniu niepożądanych zmian w jego smaku oraz zmniejszaniu kosztów produkcji. Wśród nich wyróżniają się technologie chromatograficzne i membranowe, które umożliwiają bardziej precyzyjne oddzielanie laktozy i minimalizowanie strat składników odżywczych przy zachowaniu naturalnego smaku mleka. Szczególnie interesujące są rozwiązania oparte na chromatografii, które pozwalają na produkcję mleka bezlaktozowego bez wpływu na jego smak i konsystencję.
Krystalizacja laktozy
Proces ten rozpoczyna się od zagęszczenia surowca bogatego w laktozę do wysokiej zawartości suchej masy, co prowadzi do przesycenia laktozy i jej krystalizacji. Następnie wykrystalizowana laktoza jest oddzielana za pomocą wirowania. W przemyśle krystalizację laktozy przeprowadza się głównie z koncentratów serwatki lub permeatu ultrafiltracyjnego (UF). Warto zaznaczyć, że bezpośrednie oddzielanie laktozy z mleka metodą krystalizacji jest trudne do realizacji ze względu na wysoką lepkość zagęszczonego mleka i niską wydajność krystalizacji w takich warunkach.
Rozdział chromatograficzny
Technika ta opiera się na różnicach w prędkości przepływu poszczególnych składników mleka przez kolumnę chromatograficzną wypełnioną specjalną żywicą. Złoże żywicy składające się z porowatych cząstek posiada grupy funkcyjne, które w różny sposób oddziałują z poszczególnymi składnikami mleka. Dzięki temu możliwe jest rozdzielenie składników na frakcje o pożądanym składzie. Laktoza może być skutecznie oddzielana od mleka i serwatki przy użyciu silnych żywic kationowymiennych, wykorzystujących różnice w rozmiarze cząsteczek oraz zdolność laktozy do tworzenia kompleksów z kationami. Proces ten wymaga odpowiednich warunków takich jak równowaga żywicy z mlekiem oraz kontrola temperatury, co pozwala na efektywną separację laktozy i minimalizację wpływu na inne składniki mleka, np. białka i minerały.
Separacja membranowa
Separacja membranowa, w szczególności ultrafiltracja (UF) oraz kombinacja UF z nanofiltracją (NF), stanowi skuteczną metodę oddzielania laktozy z serwatki lub mleka. Proces ultrafiltracji pozwala na usunięcie nie tylko laktozy, ale również mniejszych cząsteczek, które odprowadzane są razem z wodą, co prowadzi do wzrostu zawartości białka w retentacie. Aby jednak uzyskać niemal całkowitą eliminację laktozy, konieczne jest zastosowanie dodatkowej ilości wody diafiltracyjnej. Laktoza w permeacie po procesie UF charakteryzuje się czystością przekraczającą 80% całkowitej suchej masy. Dla dalszego oczyszczania permeatu stosuje się nanofiltrację (NF), która pozwala na usunięcie jednowartościowych minerałów oraz innych małych cząsteczek. Aby osiągnąć wyższą czystość laktozy, powyżej 95% suchej masy, konieczne jest zastosowanie dodatkowych procesów.
Technologiczne aspekty przemysłowej produkcji
Inne aspekty przemysłowej produkcji wyrobów bezlaktozowych obejmują różnorodne procesy technologiczne, które mają istotny wpływ na końcową jakość produktów. Jednym z kluczowych elementów jest obróbka cieplna, stosowana przed pakowaniem produktów, przy czym najczęściej wykorzystywaną technologią jest UHT (Ultra High Temperature). Choć UHT skutecznie wydłuża okres przydatności do spożycia, w przypadku mleka bezlaktozowego mogą pojawić się pewne wyzwania, takie jak reakcje Maillarda, zachodzące między cukrami redukującymi i białkami. W wyniku tych reakcji może dochodzić do zmiany koloru, pogorszenia smaku oraz obniżenia wartości odżywczej białka mlecznego. W związku z tym zaleca się stosowanie jak najdelikatniejszych metod obróbki cieplnej, a także przechowywanie produktów w możliwie najniższej temperaturze, aby zminimalizować negatywne efekty. Dodatkowo
intensywność reakcji Maillarda można ograniczyć poprzez zastosowanie posthydrolizy – aseptycznego dodania enzymu laktazy po obróbce cieplnej. Ważnym aspektem jest także jakość samego enzymu. Niska jakość laktazy czy obecność dodatkowych enzymów ubocznych może wpływać na smak i jakość sensoryczną produktów bezlaktozowych, dlatego tak istotne jest ich staranne dobranie.
Wnioski – nietolerancja laktozy jako szansa
Wnioski z analizy rynku i technologii produkcji mleka o niskiej zawartości laktozy oraz produktów bezlaktozowych wskazują na znaczący potencjał rozwoju tej branży zarówno na rynkach już rozwiniętych, jak i w regionach o wysokim odsetku populacji z nietolerancją laktozy. Chociaż w wielu krajach technologia ta jest szeroko dostępna i stale ulepszana, wciąż istnieją obszary, zwłaszcza w Azji i Afryce, gdzie spożycie produktów mlecznych jest niskie, co stwarza możliwości dalszej ekspansji. Rozwój rynku produktów mlecznych bez laktozy nie tylko odpowiada na potrzeby zdrowotne konsumentów, ale również przyczynia się do poprawy stanu odżywienia społeczeństwa oraz obniżenia kosztów związanych z opieką zdrowotną. Przemysł mleczarski powinien zatem dążyć do dalszych innowacji, aby sprostać rosnącym wymaganiom rynku globalnego.
