Influência de diferentes concentrações de enzimas lactase e temperaturas sobre a hidrólise da lactose em leite pasteurizado | Influence of different lactase enzymes concentrations and temperatures over the hydrolisis of lactose in pasteurized milk

The intolerance to lactose is the most common intolerance to carbohydrates among people of all ages and it affects about 70% of the adult population worldwide. Due to the prevalence of this condition on the world population, the commercial interest on milk and derivatives with reduced amount of lactose has increased. Such product can be obtained through lactose hydrolysis, mainly through the enzymatic method, using lactase enzyme. The level of lactose hydrolysis depends on the dosage of J-galactosidase in milk, as well as on its processing conditions and, for this reason, it is extremely important to evaluate the influence of such conditions concerning obtainment of milk with reduced amount of lactose, such as temperature during hydrolysis and lactase concentration, over the efficiency of the hydrolysis process and over the physical, chemical and microbiological characteristics of the fina product. The aim of the present study was to observe the influence of different temperatures and concentrations of lactase enzymes over the lactose hydrolysis in pasteurized milks. Samples of pasteurized milks from the Usina Escola de Laticínios (UFSM) were used. Lactase enzyme, supplied by two companies, was added to the milk in different quantities (0.1g/L; 0.2g/L; 0.5g/L; 0.8g/L e 0.9g/L) and hydrolysis was accomplished in different temperatures (7.9ºC; 12ºC; 22ºC; 32ºC e 36.1ºC). These two variables were combined through Response Surface Methodology (RSM) by rotational composed central delineation. Hydrolysis was followed by crioscopy until it reached stabilization. Physical, chemical and microbiological analysis were carried out before and after lactose hydrolysis, and sensorial analysis was carried out after hydrolysis. Lactase enzyme input modified physical and chemical properties and characteristics of milk, reducing pH, crioscopy, fat and lactose levels and increasing density, total dry extract (TDE), free-fat dry extract (FDE), glucose and protein levels. There was a difference between the efficiency of the two enzymes on the reduction of the lactose level. Lactose hydrolysis reached values in between 80% and 100%, reducing lactose level to less than 1g/100g, thus enabling milk ingestion by individuals who are intolerant to this carbohydrate. Higher percentages of hydrolysis and, consequently, lower lactose levels were verified in temperatures in between 15 and 30°C, using enzyme concentrations in between 0.6 and 1.0 g/L. The average total count after hydrolysis was beyond the limit established by law, but concerning the count per milk sample, using enzyme 1 and 2, treatments three and seven did not exceed this limit, respectively. Higher values of total count were found at the highest temperatures and using lowest enzyme concentrations. Differences among milk samples with different lactose levels were not sensorially perceived through triangular test.

A intolerância à lactose é a intolerância a carboidrato mais comum entre pessoas de todas as faixas etárias e afeta cerca de 70% dos adultos do mundo. Devido à prevalência desta condição na população mundial, tem aumentado o interesse comercial nos leites e derivados com teor reduzido de lactose. E isto pode ser obtido através da hidrólise da lactose, principalmente pelo método enzimático, com a utilização da enzima lactase. O grau de hidrólise da lactose depende da dosagem da J-galactosidase no leite e das condições de processamento e por isto, é extremamente importante avaliar a influência dessas condições para obtenção do leite com teor reduzido de lactose, como temperatura durante a hidrólise e concentração da lactase, sobre a eficiência do processo de hidrólise e sobre as características físico-químicas e microbiológicas do produto final. O objetivo do presente estudo foi observar a influência de diferentes temperaturas e concentrações de enzimas lactase sobre a hidrólise da lactose em leites pasteurizados. Foram utilizadas amostras de leite pasteurizado, proveniente da Usina Escola de Laticínios (UFSM). A enzima lactase, fornecida por duas empresas, foi adicionada ao leite em diferentes concentrações (0,1g/L; 0,2g/L; 0,5g/L; 0,8g/L e 0,9g/L) e a hidrólise foi realizada a diferentes temperaturas (7,9ºC; 12ºC; 22ºC; 32ºC e 36,1ºC), sendo estas duas variáveis combinadas entre si através da Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) por delineamento central composto rotacional. A hidrólise foi acompanhada por crioscopia até que esta se estabilizasse. Foram realizadas análises físicoquímicas e microbiológicas antes e após a hidrólise da lactose e análise sensorial após. A adição da enzima lactase modificou características e propriedades físico-químicas do leite, reduzindo pH, crioscopia, teores de gordura e lactose e aumentando densidade, extrato seco total (EST), extrato seco desengordurado (ESD), teores de proteína e glicose. Houve diferença entre a eficiência das duas enzimas na redução do teor de lactose. A hidrólise da lactose atingiu valores de 80% a 100%, reduzindo o teor de lactose para menos de 1g/100g, possibilitando a ingestão do leite por indivíduos intolerantes a este carboidrato. As maiores porcentagens de hidrólise e, conseqüentemente, os menores teores de lactose foram verificados em temperaturas de 15 a 30ºC e com o uso de concentrações de enzima de 0,6 a 1,0 g/L. A média da contagem total após a hidrólise ultrapassou o limite estabelecido pela legislação, porém, nas contagens realizadas por amostra de leite, com o uso da enzima 1, três tratamentos não excederam esse limite e com o uso da enzima 2, sete. Os maiores valores de contagem total foram encontrados nas maiores temperaturas e com o uso de menores concentrações de enzimas. As diferenças entre amostras de leite com teores de lactose diferentes, não foram sensorialmente percebidas através do teste triangular.