Из молочного сахара (лактозы) возможно получение целой гаммы производных - галактоза (медпрепарат), глюкозо-галактозный сироп, лактулоза, лактитол, молочная кислота, лактаты кальция, этанол, метан, полиуретановые пены, лактобионовая кислота и др. Наибольший практический интерес в настоящее время представляют глюкозо-галактозный сироп, лактулоза и этиловый спирт. Перспективным является освоение производства лактитола (лактит).
Глюкозо-галактозный сироп получают путем направленного гидролиза молекулы лактозы с получением моноз – глюкозы и галактозы, которые обладают большей растворимостью, сладостью и сроком хранения, что позволяет расширить спектр использования готовой продукции. Немаловажным является факт исключения непереносимости лактозы.
Теоретически гидролиз возможен химическими реагентами и специфическим ферментом лактаза (бета-галактозидаза). в т.ч. иммобилизованном на твердом носителе.
Технологический процесс производства глюкозо-галактозного сиропа включает следующие операции: подготовку лактозосодержащего сырья, реагентов и вспомогательных материалов; гидролиз лактозы; очистку раствора; концентрирование раствора; фасование, упаковывание и хранение.
Разработанная ВНИИМС технология кислотного гидролиза лактозы в ультрафильтратах молочной сыворотки (рис ) включает их подсгущение до 18-22 % сухих веществ, очистку от оставшихся азотсодержащих соединений тепловой денатурацией при 93-97°C с подкислением соляной кислотой до рН 4,6±0,05 ед. и выдержкой 15-20 мин с последующим сепарированием. В очищенный подсгущенный фильтрат вносят соляную кислоту из расчета 21±0,2 л на 1 т с доведением рН до 1±0,5 ед., выдерживают при температуре 97±2°С в течение 4 ч, охлаждают до 23±2°С. Кислотность гидролизата должна быть не более 12°Т. Его деминерализуют до уровня 70±5 % и сгущают до 50% сухих веществ (плотность 1200 кг/м3). Сироп осветляют (рафинируют) сорбентами – осветляющий уголь 2% и диатомит 1%, при температуре 75±5°С, выдержке 10-15 мин и последующей фильтрации через ткань. Готовый продукт хранят при температуре 10-30°С не более 30 суток.
Более известна в мире и практически отработана в России (Ю. Я. Свириденко с сотр.) технология ферментативного гидролиза лактозы. В качестве исходного сырья для гидролиза может быть использована творожная и подсырная сыворотки, ультрафильтрат и раствор молочного сахара. Гидролиз осуществляют в реакторе иммобилизованной бета-галактозидазой (лактазой) "Галактосил". Степень гидролиза должна составлять 75±5 %. Обычно процесс проходит непрерывно в течение 20±2 ч, затем фермент подвергают санации 0,5 М раствором уксусной кислоты, после чего гидролиз возобновляется. Замена фермента осуществляется при снижении эффективности процесса ниже 0,9±0,1 ч–1. Фильтрат после гидролиза деминерализуют (50-90 %) и концентрируют до 60±2 % сухих веществ. Сироп гидролизованной лактозы (СГЛ) представляет вязкую однородную жидкость желто-коричневого цвета со следующими физико-химическими показателями (%):
Сухих веществ
60±2,0
в т.ч. глюкозы
20,7±1,3
галактозы
20,7±1,3
лактозы
11,9±0,9
азотистых веществ
1,15±0,35
Зольность при степени деминерализации, %:
50
4,0±0,1
70
2,5±0,1
90
1,0±0,1
Срок хранения СГЛ составляет 1-2 месяца в зависимости от степени деминерализации.
На этом же принципе во ВНИМИ разработана сухая глюкозо-галактозная смесь.
Подчеркивая уникальность процесса, необходимо отметить, что его можно проводить в домашних условиях путем внесения таблетированной лактазы в питьевое молоко. Особенно это важно для людей с интолерантностью к лактозе.