【开发低乳糖制品 促进我国乳品产业发展】

黄北阳  中国牧工商集团总公司科技部(100020)

    改革开放以来，我国畜牧业有了突飞猛进的发展。我国肉、蛋产品的总产量已经名列世界前茅，人均占有量超过发展中国家的平均水平，有的已接近或超过发达国家水平。从国内畜产品消费市场看，肉和蛋的消费市场己接近饱和，其生产发展的空间有限。但是，多年来，我国乳制品的生产和消费水平却增长缓慢，人均消费水平不仅远低于发达国家近30倍，甚至低于发展中国家平均水平近5倍(见表１)。因此，我国乳品消费市场潜力和乳品生产的发展潜力很大。可是，长期以来，虽然各级政府做了极大的努力，投入大量的人力和资金，联合国和世界银行也为支持我国乳品产业的发展提供了大量的援助，然而我国乳制品的生产却发展缓慢，远远落后于其他产业的发展速度。显然，我国乳制品行业发展的制约因素既不是技术问题，也不是资金问题。出于我国很多人，特别是南方人，不喜欢或只能少量地食用乳制品，使我国乳品市场表现为低水平"饱和"。一方面我国乳制品消费水平很低，另一方面我国乳制品却大量积压。显然，我国乳制品消费水平的低下严重制约了我国乳品产业的发展。而科学研究表明，造成我国大部分大不喜欢食用乳制品的-根本原因是由于"乳糖不耐症"。

表l   中国肉蛋奶人均占有量与国际水平比较 (据FAO 1998年信息整理)     单区:kg

项目                中国        世界        发展中国家        发达国家        欧洲        美国
肉人均占有量        44.0        36.4        24.6        78.0        70.4        130.9
蛋人均占有量        17.7        8.9        7.6        13.6        12.7        17.3
奶人均占有量        8.8        9.2        45.7        258.3        292.3        261.0

    什么是乳糖不耐症?我们经常看到，很多人饮用牛奶后会出现对乳糖的消化不良现象，产生腹胀、肠鸣、急性腹痛甚至腹泻等症状，医学上称之为"乳糖不耐症"。牛奶中的主要碳水化合物是乳糖，它是由半乳糖和葡萄糖通过β-1,4-糖苷键构成的双糖，在牛奶中的含量为4.5%～4.7%，占牛乳中总糖量的99.8%。在正常情况下，这些乳糖应该在人体小肠内的乳糖酶的作用下，水解成葡萄糖和半乳糖后吸收并进入血液。有乳糖不耐症的人摄入牛奶等含乳糖食物后，由于体内缺乏内派性乳糖酶，而不能将乳糖消化吸收，乳糖就保留在肠腔中，造成等渗性水储留和结肠细菌酵解乳糖产生多种气体及短链脂肪酸，从而形成腹胀;排气增多、腹泻、腹痛等胃肠症状。由于乳糖吸收不良，也会影响到对牛乳中钙的吸收，同时半乳糖能促进脑甙和粘多糖的生成，而这两种营养物质是婴幼儿大脑发育的必要成分。有乳糖不耐症的幼儿，如不能得到充足的半乳糖，可能影响其智力发育。

    乳糖不耐症主要见于以下几种情况:(1)一般的成年人。这是最常见、最主要的乳糖不耐症群体，这种情况主要是由于遗传原因。在人的成长过程中，体内乳糖酶从出生1年以后开始衰减，进入青春期以后逐渐形成的，这种类型的乳糖不耐症患者的肠结构，在光学显微镜和电子显微镜下观察都是完全正常的。(2)身患罕见的先天性疾病。有些婴儿在刚出生时肠道内就缺乏乳糖酶活性，这将导致严重的肠胃系统失调，如果不能及时供给无乳糖食品，对于新生儿来讲，是极易致命的。(3)由于早产而造成婴儿肠道低乳糖酶活性。这种类型的乳糖不耐受现象，通常能够在婴儿出生1～2个月内自然恢复。(4)具有一种蛋白质热值吸收障碍的严重营养不足的儿童，其乳糖酶活性在一个时期内会暂时消失。(5)由于肠道手术或其他原因，造成肠粘膜损伤，从而使乳糖酶活性会暂时消失1个月或更长一段时间。

    尽管乳糖不耐症的发生人群多种多样，但多数乳糖不耐症患者属于第一类，很多研究结果已经证实，成人乳糖不耐症患者的发病率与人种差别有很大关系。据调查，美国70%的成年黑人有乳糖不耐受现象，而在白人中只有约10%～15%的成年人受这种疾病困扰。进一步的调查还发现，黑种人与白种人之间的这种差别在婴儿一出生时并不存在，而是在孩子达到青春期时才让现，这种迟延现象的发生机制目前尚未搞清楚。

    根据颜纪贤等的调查，我国汉族成年人饮用牛乳后乳糖吸收不良的发生率高达86.7%，不耐受指数为0.9。正是由于有如此高比例的乳糖消化吸收不良人群，使得我国乳品消费处于很低水平。解决乳糖不耐症最实用的方法是为消费者提供低乳糖乳制品，即在乳品加工过程中，利用外派性乳糖酶将乳糖降解为易被人体吸收利用的单糖。泰国同样是"乳糖不耐症"高发区，近几年，由于政府大力推行发展低乳糖乳品计划，人均乳品消费水平由不足4公斤/年提高到30公斤/年。因此，只要能为消费者提供经济、方便的低乳糖乳品，就可以从根本上解决我国大部分大不喜欢食用乳制品的问题，我国的乳制品消费水平才能提高，乳品产业才能有望大幅度的发展。由于技术和经济的原因，产业化生产低乳糖制品的问题在我国一直没有得到解决。目前，国内仅有少数几家外国公司代理商销售液态乳糖酶制剂，由于其价格昂贵、保存困难、活力不稳定等缺点，国内一些乳制品企业试验后认为，其在经济、技术上不适合产业化生产低乳糖乳制品。国内一些研究单位和乳品生产厂家曾经研制过乳糖酶粗制品，但由于其产品存在活力低、易污染以及增加乳中杂质度等缺陷，而未能实现规模化生产。

    为攻克这一难题，中国牧工商总公司和东北农业大学共同承担了农业部"九五"重点攻关课题，采用现代生物技术，研制成功了具有高活力的透性化细胞乳糖酶，并结合该酶的特性和超滤膜的特点，设计了新型酶膜生化反应器。新开发的透性化细胞乳糖酶制品具有活性高(是原细胞乳糖酶的450倍)，易贮藏(常温保存7个月)等特点。新的低乳糖奶生产工艺和技术实现了连续化、工业化生产。

    该成果的主要特征是:(１)创造性的利用有机溶剂和低温真空冷冻干燥技术渗透细胞，在国内首次生产出透性化细胞乳糖酶。这种渗透细胞技术，掘弃了传统的乳糖酶提取工艺，最大限度地保护了酶活力。与国外采用毛地黄皂苷法等渗透细胞技术相比，生产成本大大降低，更低于传统酶提取技术的生产成本。(2)这种透性化细胞乳糖酶是一种休止细胞，可保证反应产物的单一性，避免了因使用活细胞乳糖酶时，水解的葡萄糖和半乳糖被进一步代谢产生二氧化碳和乙醇，以及由于细胞自身的生命活动产生其他代谢产物对产品质量带来的不良影响。(3)透性化细胞中乳糖酶在更接近于其原本所处的胞内环境下(例如作用浓度和大分子之间的交互作用)，更有利于发挥其催化功能，并且可以用各种固定完整细胞技术进行固定化。(4)中空纤维生化反应器是利用中空纤维超滤膜的优良分离性能，采用物理性截留法固定化透性化细胞乳糖酶，操作简单，酶活力回收率高，连续生产过程中酶的稳定性也较高。该成果于1998年11月通过了农业部组织的中试现场鉴定。

    研究人员应用透性化细胞乳糖酶和中空纤维生化反应器在哈尔滨福斯生物技术有限责任公司、齐齐哈尔华齐乳品厂、黑龙江省农垦长水河乳品厂等进行过多次小规模试生产。经国家乳品检测中心检测，证明在连续化生产条件下，产品质量稳定、优良，完全达到了国家质量标准。