Регулирование содержания лактозы в молочных продуктах Содержание

Регулирование содержания лактозы в молочных продуктах

Содержание лактозы в молочных продуктах (на 100 г) Йогурт фруктовый - 2, 9 -3, 6 Молоко коровье - 4, 7 Творог - 2, 5 Сливки, сметана - 3, 1 Твердые сыры - 0 Свежий сыр - 0, 4 Масло сливочное - 0, 6

Обычно лактаза вырабатывается в пищеварительной системе человека и обеспечивает переваривание лактозы. Лактаза расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу. Причина непереносимости лактозы – отсутствие или недостаточное количество этого фермента, обусловленное генетически.

Дисахариды играют большую роль в процессе питания. Лактоза же в ее изначальной форме не приносит никакой пользы человеческому организму, поскольку практически не всасывается в просвете пищеварительного тракта. Она может быть использована лишь в расщепленном состоянии в виде отдельных молекул, которые являются нормальными элементами обмена веществ организма человека. Расщепление происходит в кишечнике посредством фермента лактазы.

Лактаза (дисахаридаза или β-галактозидаза) – фермент в пищеварительном тракте человека. Она располагается в клетках эпителия тонкой кишки. Максимальная активность наблюдается в тощей кишке, самом длинном участке тонкой кишки. Если в пищеварительном тракте находится мало лактазы или нет совсем, то переработка потребленного молочного сахара осуществляется не полностью или оказывается практически невозможной. Вследствие этого происходит реакция непереносимости лактазы, проявляющаяся в виде определенных симптомов. Итак, дефицит лактазы, возникающий по разным причинам, является условием непереносимости молочного сахара.

Пищеварительная система Коротко анатомический обзор этой системы выглядит так: Пищеварительный тракт начинается во рту и заканчивается на выходе из прямой кишки. Попавшая в полость рта пища размельчается при жевании и смешивается со слюной. Во время глотания дыхательное горло закрывается, и пищеварительная кашица попадает в открытый пищевод, по которому она проскальзывает в желудок, имеющий поразительно малые размеры в пустом состоянии. Но поскольку у желудка очень гибкая структура, то он может одномоментно принять до 2 л твердой и жидкой пищи.

Пищевая кашица измельчается сокращающимися мышцами желудка и разлагается кислотой желудочного сока. В двенадцатиперстной кишке (длина около 25 -30 см равна ширине 12 пальцев) происходит самый важный этап пищеварения: поглощение большей части питательных веществ при участии поджелудочной железы, желчного пузыря и печени. В тощей кишке отмечается максимальная активность ферментов.

Пищеварительная кашица, состоящая из элементов расщепления первичных продуктов, проходит через узкий канал пищеварительного тракта и подвергается, в том числе, воздействию фермента лактазы. Непереваренные остатки пищи составляют ничтожную долю от общего объема потребленной еды. Они поступают в подвздошную кишку и далее в толстую. В норме в толстой кишке происходит скапливание и обезвоживание пищевой кашицы, затем остатки пищи «утолщаются» и в нужный момент выводятся из организма.

Почему начинается недомогание? Толстая кишка и является тем местом, где возникают болезненные ощущения у человека, страдающего непереносимостью лактозы. Когда молочный сахар потребляет здоровый человек (фермент лактаза продуцируется в достаточном количестве и обладает нормальной активностью), в тонкой кишке начинается процесс ферментации – молекулы лактозы вступают в контакт с частицами лактазы. Длина тонкой кишки взрослого человека (двенадцатиперстная + тощая + подвздошная) составляет примерно 5 -6 м. Площадь поверхности слизистой оболочки тонкой кишки составляет 200 кв. м. Поэтому молекулы лактозы рано или поздно вступают в контакт с ферментными частицами лактазы.

Происходит расщепление лактозы на глюкозу и галактозу. Эти молекулы малы и легко проникают сквозь стенки кишечника и всасываются в кровь. При лактозной непереносимости картина совсем иная В результате недостатка лактазы молекулы молочного сахара в неизменном виде попадают в толстую кишку. Здесь запускается процесс, вызывающий дискомфорт: при помощи бактерий толстой кишки происходит анаэробное (без участия кислорода) сбраживание молекул молочного сахара, то есть они преобразуются в различные химические элементы. Наряду с молочной и уксусной кислотами образуются газы – диоксид углерода, метан и водород.

1. Органические кислоты, образующиеся в толстой кишке, стимулируют перистальтику, что приводит к повышенной предрасположенности к поносам. 2. Молочный сахар обладает способностью связываться с водой (для сгущения 200 мл воды достаточно 12 г лактозы), что приводит к возникновению повышенного «осмотического давления» в просвете кишки. Для восстановления осмотического равновесия в полость кишечника начинает извне проникать вода и ионы хлора и натрия (поваренная соль). За короткое время объем жидкости в кишечнике увеличивается в 5 (!) раз. Идет объемная перегрузка, вызывающая послабляющий эффект, то есть осмотическую диарею.

3. Газы, образовавшиеся в процессе распада молочного сахара, скапливаются в толстой кишке и частично выводятся оттуда в виде наружных газов. Но анатомическое расположение толстой кишки способствует тому, что газы надолго остаются в петлях и становятся причиной сильного вздутия, «большого» живота и ощущения избыточного веса. 4. Часть газов проходит сквозь стенки кишечника и попадает в кровяное русло. Тогда возникает головокружение (зависит от объема газов) как признак отравления всего организма. Газы выводятся через легкие. Именно на этом принципе основан водородный тест: количество водорода в выдыхаемом воздухе определяет индивидуальную переносимость лактозы.

5. Защитный слой слизистой оболочки внутри кишечника заметно истончается, поскольку постоянные поносы создают кислую среду. Повышается кишечная проницаемость, нарушается целостность стенки кишечника, что обеспечивает прохождение компонентов продуктов питания, которые не должны попадать во внутреннюю среду организма (в кровь). Предполагается, что это явления может быть причиной некоторых неопределенных симптомов. 6. Хроническое расстройство пищеварения, в свою очередь, снижает переносимость лактозы, которая поступает с пищей. Образуется порочный круг непереносимости лактозы: расстройство пищеварения поражение слизистой оболочки кишечника недостаточная продукция ферментов и т. д.

Большинство людей рождаются со способностью усваивать лактозу, ведь она - самый важный источник энергии у детей до 1 года. Потом активность лактазы снижается в большей или меньшей степени, также она может изменяться с возрастом или из-за болезней. А ещё учёные выяснили, что активность фермента лактазы предопределена генетически и даже в большей степени этнически. Повезло шведам и датчанам: непереносимость лактозы встречается примерно у 3% взрослых. В Финляндии и Швейцарии - у 16%, в Англии - 30%, во Франции - у 42%, а в странах Юго-Восточной Азии и у афроамериканцев в США - почти у 100%!

По данным профессора Е. Корниенко из Санкт. Петербургской государственной педиатрической медицинской академии, в центральных районах нашей страны распространённость лактазной недостаточности - 40%, в южных - 54%, у коренных жителей Крайнего Севера и горных районов юга - 88% (в Москве и Питере - 15 -17%). Кроме того, что у некоторых людей имеется непереносимость к лактозе, иногда необходимо употребление молочных продуктов с низким содержанием лактозы по некоторым другим причинам. Например, когда человек принимает антибиотики, способность кишечника разрушать лактозу на моносахариды может быть ухудшена.

По данным новостной службы Dairy. Reporter, одного из самых авторитетных информационных агентств на молочном рынке, на ближайшие 5 лет запланирован годовой рост мирового объёма безлактозной продукции на 15— 16%. По расчётам аналитиков, к 2020 году оборот безлактозных товаров достигнет почти 20 миллиардов долларов. Самую большую долю на рынке безлактозного молока занимают страны Азиатско-Тихоокеанского региона, где количество людей, страдающих лактозной непереносимостью, значительно выше. Второе место стабильно занимают молочные корпорации США. По данным нескольких статистических агентств, на сегодняшний день выявлено около 30 миллионов американцев с недостаточностью фермента лактазы. Доля российского рынка в этом сегменте пока невелика, но в последнее время появилась тенденция к тому, что российские производители поняли важность этой категории товаров.

Как получают молоко без лактозы? Люди с непереносимостью лактозы могут употреблять кисломолочные продукты: сыр, кефир, творог, йогурт. Ведь при изготовлении этих продуктов используется брожение, превращающее молочный сахар в молочную кислоту. Однако полностью отказываться от молока нежелательно, так как в нем содержатся многие полезные вещества (незаменимые аминокислоты, витамины, кальций). Поэтому было разработано несколько способов получения безлактозного молока, которое могли бы пить люди с непереносимостью лактозы.

1. Смеси на основе молочного белка Существует традиционный способ получения безлактозных кисломолочных продуктов. Для этого молочную смесь особого состава сквашивают кисломолочной закваской. Из чего состоит эта смесь? Белки: Молочный белок – казецит. Он содержит высокую массовую долю белка - 80% и незначительную массовую долю лактозы - до 2%. Лактоза при сквашивании полностью сбраживается. Жиры: Чтобы обеспечить полноценный жирнокислотный состав продукта, в него вносят молочный и растительный жир в соотношении 75: 25. Молочный жир представляет собой топленое коровье масло, а в качестве растительного жира обычно используют кукурузное масло.

Углеводы: Виды и количественный состав углеводов могут быть самыми различными. Как правило, это сахароза, глюкоза, крахмал. Изменяя их соотношение в смеси, можно добиться нужной степени усвояемости. Витамины: Продукт обязательно обогащают витаминами и железом, что повышает его биологическую ценность. Добавляют как жирорастворимые витамины (А, Е, D 2), так и водорастворимые (В 1, В 2, РР, С, фолацин, пантотеновая кислота). Закваска: Закваску приготовляют на стерильном обезжиренном молоке. Для этого подбирают чистые культуры ацидофильной палочки.

Технология

Приготовление кисломолочного безлактозного продукта включает три основных стадии: смешивание исходных компонентов, пастеризация и заквашивание. Углеводный раствор Предварительно просеянные углеводы (сахар, крахмал, глюкозу) растворяют в питьевой воде при 30 -35°С. После этого раствор нагревают до 80°С и выдерживают 3 -5 мин. Затем его можно либо сразу добавлять в смесь, либо хранить при температуре 5 -10°С.

Белково-жировая смесь Казецит растворяют в емкости с питьевой водой, нагретой до 70°С. До такой же температуры подогревают топленое и кукурузное масло перед подачей в раствор. Жирорастворимые витамины отдельно растворяют в растительном масле, а затем добавляют в емкость. Горячую смесь тщательно перемешивают 10 -15 мин до полного растворения молочного белка.

Пастеризация В полученную однородную смесь добавляют углеводный раствор и перемешивают 2 -3 мин при 70°С, после чего фильтруют. Гомогенизируют при той же температуре и давлении 18 -20 МПа. Затем смесь пастеризуют 15 -30 мин при 95°С. Витамины и железо Пастеризованную смесь охлаждают до 37 -41° и вносят в нее раствор водорастворимых витаминов и препарата железа.

Заквашивание и сквашивание В охлажденную смесь вносят 3 % закваски и оставляют ее в емкости на 6 -7 ч. Сквашивают до образования сгустка с кислотностью 40 -45°Т. Сквашенную смесь перемешивают 1 -2 ч при 15 -20°С, пока кислотность сгустка не достигнет 50 -55°Т. Готовый продукт охлаждают до 6°С и отправляют на розлив.

Преимущества и недостатки Главное преимущество способа – возможность получения молочного продукта без лактозы, полноценного по составу, питательного и обогащенного витаминами. Очевидный недостаток – смесь, составленная из множества разнородных компонентов (в числе которых растительные жиры), не является молоком.

2. Ферментативное расщепление лактозы Причина лактозной недостаточности – отсутствие необходимого фермента. Почему бы не получать его искусственно, чтобы затем использовать в качестве добавки? Лактазу получают в промышленных масштабах из грибов Aspergillus niger и Aspergillus oryzae. Также его ее можно экстрагировать из дрожжей Kluyveromyces fragilis и Kluyveromyces lactis. Лактазу, полученную микробиологическим способом, используют для получения низколактозного молока, а также при производстве мороженого.

Добавление фермента в молоко Предложено два возможных варианта проведения технологического процесса, которые отличаются стадией внесения фермента -галактозидазы в количестве 0, 1– 0, 3 % (он вносится с целью гидролиза лактозы). Фермент -галактозидаза имеет температурный оптимум действия 35– 40 °С, при достижении температуры 60 °С он полностью инактивируется. Первый вариант предусматривает ферментацию молока в течение 6 ч, охлажденного до (6± 2) °С после его предварительной пастеризации, во втором варианте процесс ферментации совмещен с резервированием молока при температуре 4 °С в течение 12 ч. Количество остаточной лактозы, независимо от момента внесения фермента, составляет не более 1, 9 %. Низколактозное молоко отличается приятным, сладковатым вкусом, так как глюкоза, образующаяся при гидролизе лактозы, имеет по сравнению с ней более сладкий вкус.

Таблетки Кроме того, можно выпускать фермент в виде таблеток. Люди с непереносимостью смогут принимать их с любым молочным продуктом, если в доступности не окажется безлактозного молока. В этом случае фермент также расщепит неусвояемый сахар, но уже в организме человека.

Активная упаковка Существует возможность вносить лактазу не в молоко, а в полимерную основу упаковки. Этот способ сходен с применением иммобилизованных ферментов в промышленности. Добавление сахара Еще один способ удаления лактозы не относится напрямую к ферментативным, но также связан с введением добавок. Молочный сахар состоит из глюкозы и галактозы. Лактаза расщепляет его, атакуя остаток галактозы. Поэтому логично в отсутствии лактазы попробовать атаковать его со стороны глюкозы.

И действительно, фермент α-глюкозидаза, отрывая глюкозный остаток, расщепляет лактозу. Но как заставить действовать α-глюкозидазу? Ведь для ее выделения продукт должен быть сладким, а лактоза в 5 раз уступает по сладости глюкозе и в 7 раз – сахарозе. Чтобы запустить выделение α-глюкозидазы, необходимо добавить в молочный продукт 1 -5% сахарозы. В клинических опытах такая добавка повышает переносимость лактозы у 48 -96% испытуемых.

Преимущества и недостатки Очевидное преимущество ферментативного удаления лактозы – сохранение исходного состава молока. В нем нет посторонних добавок (помимо самого фермента), а значит по своим свойствам оно ближе к натуральному. Недостаток всех перечисленных способов – повышение сладости продукта. Поэтому вкус безлактозного молока будет значительно отличаться от естественного.

3. Мембранная фильтрация Мембранные технологии представляют собой известные процессы разделения, используемые как на молекулярном, так и на ионном уровнях. Такие процессы потребляют немного энергии и дают возможность концентрировать и фракционировать молоко. Экономится, например, энергия, так как использование мембранных технологий не требует фазового изменения при обезвоживании, чтобы провести концентрирование и упаривание.

Используют четыре основных типа процессов мембранной фильтрации, каждый из которых служит для различных целей. В зависимости от разделяющей способности эти четыре основных типа представляют собой, от типа с самым маленьким размером пор, и до типа с самым большим размером пор, обратный осмос (ОО), нанофильтрацию (НФ), ультрафильтрацию (УФ) и микрофильтрацию (МФ). Из них обратный осмос обычно используют для концентрирования, ультрафильтрацию и микрофильтрацию - для фракционирования, а нанофильтрацию используют как для концентрирования, так и для фракционирования.

Микрофильтрация, ультрафильтрация и нанофильтрация представляют собой процессы мембранного разделения, при которых жидкость фильтруют через полупроницаемую мембрану. Полупроницаемая мембрана является мембраной, которая пропускает только одну часть компонентов раствора. Система также может включать предварительный фильтр для фильтрования наиболее крупных или выпавших в осадок компонентов.

Схема ультрафильтрации молока

Осмос представляет собой спонтанное перемещение жидкости через полупроницаемую мембрану из разбавленного раствора через мембрану в более концентрированный раствор. В устройстве обратного осмоса поток протекает в обратную сторону за счет повышения давления концентрированного раствора, чтобы превысить осмотическое давление. Обратный осмос позволяет отделять растворенные соли. На практике жидкость (пермеат, проходящая через мембрану часть), полученная при обратном осмосе, является достаточно чистой для сброса в канализацию. Наиболее обычным применением обратного осмоса является производство питьевой воды из морской воды.

Разделение растворов с помощью мембран Баромембранные процессы

Применение мембранных технологий позволяет разделять компоненты молока путем создания потока молока при повышенном давлении через мембрану. Компоненты, которые меньше размера пор мембраны, будут проходить через мембрану (пермеат), а более крупные компоненты будут оставаться за мембраной (ретентат). Другими словами, всегда образуется два потока, которые выходят из системы разделения. В течение последних десятилетий молочная промышленность успешно использует мембранные технологии, например, при переработке молочной сыворотки и водных отходов.

Однако в молочной промышленности выявлено, что мембранные технологии очень хорошо подходят для переработки коровьего молока, которое, как известно, содержит огромные количества ценных питательных веществ и функциональных соединений. Последние исследования фактически сосредоточены на мембранной фильтрации молока и использовании такого профильтрованного молока при производстве молочных продуктов, таких как сыр, мороженое и йогурт. Проблема всех известных способов удаления лактозы из молока состоит в изменении органолептических свойств.

Описан способ, который направлен на сохранение органолептических свойств молока. В соответствии с публикацией, поставленная цель достигается за счет снижения количества лактозы так, чтобы получить отношение лактозы к белку приблизительно 1: 1, и обработки затем молока лактазой, чтобы превратить остальную лактозу в моносахариды. Количество лактозы может быть уменьшено с помощью ультрафильтрации или диафильтрации. Существенным признаком представленного способа является уменьшение отношения лактозы к белку.

Такой результат также достигается за счет повышения количества белка или путем концентрирования исходного молока, или путем добавления белка в молоко на любой стадии способа. Проблема такого способа состоит в том, что в сочетании с ультрафильтрацией или диафильтрацией не только лактоза, но также часть солей, которые имеют значение для вкуса молока, также удаляются из него. Другое препятствие для использования ультрафильтрации состоит в трудности утилизации побочного продукта, пермеата, который содержит воду, лактозу, соли и низкомолекулярные азотистые соединения.

Описан способ специфического хроматографического отделения лактозы от молока. В этом способе молоко фракционируют таким образом, что фракция лактозы отделяется, а соли остаются в белковой фракции или во фракции белок/жир. Преимущество способа состоит в том, что вместо пермеата получают раствор чистой лактозы, и в том, что все вещества, значимые для вкуса, в том числе соли, остаются в молоке. Однако хроматографическое разделение является длительным по времени и сложным процессом. Другая проблема хроматографического разделения состоит в высокой закупочной цене оборудования.

Описан способ, в котором молочный продукт подвергают ультрафильтрации, нанофильтрации и концентрированию обратным осмосом, после чего добавляют соль в УФ-ретентат. Полученный таким образом молочный продукт с низким содержанием лактозы может быть затем подвергнут гидролизу, при котором оставшуюся лактозу превращают в моносахариды с помощью фермента лактазы, получая молочный продукт, по существу не содержащий лактозу. Способ позволяет удалять лактозу из молока без какого-либо ухудшения органолептических свойств молочного продукта. Соли, удаляемые при удалении лактозы, могут быть возвращены обратно в продукт и/или заменены.

Преимущество способа состоит в том, что органолептические свойства молочного продукта сохраняются. Кроме того, образующиеся сливы, НФ-ретентат и ООпермеат, могут быть легко дополнительно переработаны. НФ-ретентат содержит главным образом лактозу и воду, а ОО-пермеат содержит по существу только воду. Полученный ОО-пермеат является достаточно чистым и может быть использован, например, в качестве технической воды при мойке оборудования. Другое преимущество состоит в том, что данный способ позволяет получать молочный продукт, содержащий только компоненты, источником которых является молоко.

Способ включает стадии: а) ультрафильтрации молока; b) нанофильтрации УФ-пермеата, полученного при ультрафильтрации; c) концентрирования НФ-пермеата, полученного на стадии b) обратным осмосом; d) использования ОО-ретентата, полученного на стадии c), в виде соли, которую добавляют к УФретентату.

Кроме или вместо соли, содержащейся в ООретентате, полученном в этом же способе производства, к УФ-ретентату можно добавлять соль молочной сыворотки, которая представляет собой, например, ОО-ретентат, полученный из пермеата нанофильтрации сыворотки, или порошок хроматографически отделенной соли. Соль молочной сыворотки, которая должна быть добавлена, может быть или тонко измельчена или может находиться в растворе. УФ-ретентат и ООретентат, полученные из УФ-пермеата, и которые должны быть добавлены к соли, могут быть также взяты из других процессов.

Молоко стандартизируют до желаемого содержания жира перед проведением ультрафильтрации. Содержание жира может меняться от 0 до 7%, причем предпочтительно от 0 до 4, 5%. Если содержание жира в молоке превышает 7%, то обычно подразумеваются сливки. Данный способ также может быть использован для производства не содержащих лактозу сливок. Молоко также может быть пастеризовано до проведения ультрафильтрации. Способ также предпочтительно включает стадию ферментативного гидролиза, при котором оставшаяся лактоза превращается в моносахариды с помощью лактазы, то есть β -галактозидазы.

Гидролиз длится в течение от 1 до 36 ч, и его проводят при температуре от 5 до 70°С, предпочтительно от 6 до 15°С. Производители промышленных ферментов в нструкциях дают оптимальные условия гидролиза для своих ферментов. Содержание сухого вещества в молочном продукте, полученном указанным способом, может быть подогнано путем добавления воды. С другой стороны, данный способ может быть также использован для получения не содержащего лактозу сухого молока как обезжиренного, так и содержащего жир.

До упаковки молочного продукта молоко может быть подвергнуто тепловой обработке, например пастеризации (72°С, 15°с), или ультравысокотемпературной (УВТ) обработке (138°С, от 2 до 4 сек). Не содержащее лактозу молоко может быть использовано для производства не содержащих лактозу сливок путем доведения содержания жира до содержания жира соответствующего продукта перед гидролизом лактозы.

Не содержащее лактозу молоко может быть аналогично использовано для получения простокваши путем добавления молочной закваски к молоку и скисания молока как при обычном производстве простокваши. Аналогично почти все возможные молочные продукты могут быть получены как не содержащие лактозу с помощью обычных технологий. При использовании не содержащего лактозу молока могут потребоваться незначительные изменения в параметрах производства различных продуктов.

Предлагается способ эффективного удаления лактозы из молока. Молоко обезжиривается для получения молока низкой жирности и молочного жира, а затем в молоко низкой жирности при перемешивании добавляется молочный коагулянт и кальциевая соль для получения молочного сгустка (молочный коагулянт включает химозин, кислотные добавки или их смесь; кислотные добавки включают соляную кислоту, молочную кислоту, лимонную кислоту или двуокись углерода). Молочный сгусток нагревается, разрезается с перемешиванием для получения частиц сгустка и сыворотки. Частицы сгустка растворяются молочным растворителем для получения повторно растворенного молока.

Безлактозную сыворотку или сухую безлактозную сыворотку получают методом мембранного разделения. Повторно растворенное молоко смешивают с безлактозной сывороткой или сухой безлактозной сывороткой с добавлением или без добавления натурального молочного жира, эмульгируют с помощью эмульгатора для получения безлактозного молока. Далее безлактозное молоко может быть гомогенизировано, пастеризовано для получения жидкого молока, которое может быть высушено для получения сухого безлактозного молока.

Если молоко не обезжирено, жидкое молоко или сухое молоко с низким содержанием лактозы может быть получено путем производства молочного сгустка непосредственно из молока, получения повторно растворенного молока, удаления лактозы из сыворотки методом мембранного разделения, перемешивания и т. д. Ключевым методом изобретения является растворение частиц сгустка молочным растворителем для получения повторно растворенного молока, затем смешивания повторно растворенного молока с безлактозной сывороткой для получения жидкого безлактозного молока или сухого безлактозного молока.

Такой способ может также использоваться при производстве козьего безлактозного молока или сухого безлактозного козьего молока в качестве сырья. Молочный растворитель по изобретению включает буферный раствор карбонат-лимонная кислота, буферный раствор цитрат-лимонная кислота или фосфатный буфер. Фосфатный буфер может представлять собой калий фосфорнокислый двуосновный-калий фосфорно-кислый двузамещенный буфер. Концентрация соли в повторно растворенном молоке лежит в диапазоне от 0. 005 М до 0. 03 М. Значение р. Н повторно растворенного молока лежит в диапазоне от 6. 6 до 7. 0.

Эмульгатором по изобретению является эфир сахарозы и лецитин. Скорость вращения для разбивания эмульсии по А (6) или В (5) лежит в диапазоне от 1000 об/мин и 4000 об/мин, температура поддерживается в диапазоне от 25°С до 60°С в течение 10 -60 мин. Способ мембранного разделения по изобретению включает ультрафильтрацию и нанофильтрацию.

Преимущества изобретения состоят в следующем: 1. Осаждение молочного сгустка повышает эффективность удаления лактозы из сыворотки и экономит производственные расходы. 2. Смешивание сгустка с безлактозной сывороткой и жиром позволяет сохранить почти все питательные вещества за исключением лактозы. 3. Безлактозные молочные продукты по изобретению имеют меньшее содержание лактозы и общего сахара, сохраняя при этом присущие им органолептические качества. 4. Молочные продукты по изобретению могут впоследствии сочетаться с другими продуктами для изготовления здоровой пищи, не содержащей лактозы, или содержащей низкое количество лактозы.

Сегодня во многих европейских странах безлактозное молоко, йогурты, сыры рекламируются как часть здорового питания для тех, кто следит за своим весом: лактоза — углевод, его удаление из продуктов снижает их калорийность примерно на 20%. Потребители выбирают между цельным и безлактозным молоком примерно так же, как между чаем с сахаром и чаем без сахара: извлечение лактозы из молока никак не сказывается на его полезных качествах, а доля содержащихся в нем углеводов снижается больше чем на треть.

КАК МОЛОКО ИЗМЕНИЛО ОБЛИК ЦИВИЛИЗАЦИИ Первоначально для всех млекопитающих была одинаковая схема: выйдя из младенческого возраста, мы теряли возможность усваивать лактозу на всю оставшуюся жизнь (это давало возможность самке выкармливать следующих детенышей). 200 000 лет спустя, то есть около 10 000 лет до н. э. , ситуация начала постепенно меняться. Где-то на территории современной Турции появилась генетическая мутация, которая навсегда закрепила ген выработки лактазы во «включенном» состоянии.

Источником этой мутации, скорее всего, был мужчина, который передал ген своим детям. Носители мутации могли пить молоко в течение всей жизни. Анализ генома указывает на то, что в течение всего нескольких тысяч лет (подобная скорость казалась специалистам по эволюции чем-то немыслимым) эта мутация распространилась по всей Евразии до Великобритании, Скандинавии, Средиземного моря, Индии и всех промежуточных пунктов, остановившись лишь в Гималаях. Независимо от этой тенденции другие мутации терпимости к лактозе возникли в Африке и на Ближнем Востоке, однако не затронули обе Америки, Австралию и Дальний Восток.

Всего за краткий миг с точки зрения эволюции 80 % европейцев получили способность пить молоко. У некоторых народов эта доля вплотную приближается к 100 %, хотя в мировых масштабах непереносимость лактозы является нормой (две трети взрослого населения не в состоянии усваивать молоко). Скорость этих преобразований представляет собой одну из главных тайн в истории человеческой эволюции, тем более, что нам вообще непонятна изначальная необходимость в этой мутации. Дело в том, что, несмотря на непереносимость лактозы, наши предки благодаря своему интеллекту все же смогли найти способ употреблять в пищу молочные продукты, обойдя тем самым генетику.

Генетик и специалист по эволюции из Университетского колледжа Лондона Марк Томас подчеркивает, что на территории современной Турции, где, как считается, возникла мутация, состав сырого молока очень быстро менялся из-за жары. «Если вы подоите корову утром, к полудню у вас уже будет простокваша» , — объясняет он. Главным для наших предков было то, что превращающий молоко в простоквашу процесс ферментации потребляет лактозу. Это объясняет тот факт, что большинство не переносящих лактозу людей без проблем могут употреблять в пищу простоквашу.

В ферментационном процессе существуют свои степени градации, которые начинаются с простокваши и заканчиваются твердыми сортами сыров, в которых практически не содержится лактоза. Таким образом, процесс ферментации постепенно убирает из продукта все больше лактозы. «Если на празднике вы услышите, как кто-то говорит «Нет, я не могу это есть, у меня непереносимость лактозы» , вы можете посоветовать ему замолчать и есть пармезан» , — отмечает Марк Томас.

Изучение черепков глиняной посуды в Евразии и некоторых регионах Африки говорит о том, что люди начали удалять лактозу из молочных продуктов путем ферментации еще за тысячи лет до распространения гена переносимости. В этом-то и заключается главная загадка: если мы можем употреблять в пищу молочные продукты, просто не трогая их несколько часов или дней, выглядит нелогичным, что эволюция привела к распространению мутации переносимости лактозы, и уж тем более что это случилось с такой головокружительной скоростью.

Сейчас рассматривается несколько теорий о том, почему естественный отбор дал толчок потреблению молока, однако специалисты по эволюции до сих пор недоуменно пожимают плечами. «Я, наверное, больше чем кто-либо еще работал над вопросом эволюции переносимости лактозы в мире, — утверждает Марк Томас. — Я могу выдать вам целую кучу обоснованных и разумных предположений о том, в чем именно заключается это преимущество, однако правда такова, что мы сами ничего не знаем. Это чрезвычайно, просто безумно высокий дифференциал отбора на протяжение всего нескольких тысячелетий» .

«Высокий дифференциал отбора» — это означает, что те, кто не обладали способностью пить молоко, обычно погибали до того, как оставить потомство. В лучшем случае у них было меньше детей, и они были слабее здоровьем. Такой необходимый для выживания дифференциал отбора нужен для того, чтобы объяснить невероятную скорость распространения мутации в Евразии и даже еще более высокие темпы в Африке. Тем, кто не смог приспособиться, пришлось унести свои непереносимые гены в могилу.

Само по себе молоко, так или иначе, спасло немало жизней. Что довольно любопытно, так как оно представляет собой всего лишь один из множества источников питательных веществ и калорий. Это не лекарство. Тем не менее, в истории человечества были времена, когда наша диета и окружающая среда создали условия, которые во многом напоминали эпидемию. И молоко в такой ситуации вполне могло сыграть роль спасительного лекарства.

У нас нет никаких письменных свидетельств о периоде, когда люди изобрели земледелие. В противном случае они поведали бы нам печальную историю. Как говорил известный ученый Джаред Даймонд, сельское хозяйство было «страшнейшей ошибкой в истории человечества» . Существовавшая до него система питания (охота и собирательство) гарантировала относительно здоровую диету, так как по определению обеспечивала разнообразный рацион. Однако она превратила нас в лишенных корней кочевников, а земледелие предлагало стабильность.

Как только люди начали полагаться на несколько урожаев, которые с уверенностью могли вырастить и собрать, наше коллективное здоровье покатилось вниз. При изучении скелетов первых земледельцев неолита были выявлены четкие признаки заболеваний зубов, анемии и снижения плотности костей. Средний рост уменьшился примерно на 12 см, а детская смертность резко пошла вверх. Кроме того, получили распространение такие вызванные неполноценным питанием заболевания как цинга, рахит и др.

Мы до сих пор ощущаем на себе последствия этих перемен. Сердечно-сосудистые заболевания, диабет, алкоголизм, непереносимость глютена — все это результаты перехода к земледелию. Тем временем alter ego земледелия, цивилизация, впервые заставила людей жить в городах, которые были идеальной средой для скорейшего распространения инфекционных заболеваний. Эпидемии стали участью людей на тысячи лет. Именно в таких ужасающих условиях набрала силу мутация переносимости лактозы. Воссозданные миграционные схемы свидетельствуют о том, что захлестнувшую Евразию волну переносимости лактозы несли на себе поколения фермеров, которые были крепче здоровьем, чем их не пьющие молока соседи.

Тем не менее, сложно с точностью сказать, в чем именно заключалась польза молока. Возможно, в нем содержались питательные вещества, которых не хватало в первых урожаях. Одна из первых гипотез соотносила переносимость лактозы с нехваткой витамина D и кальция. Генетик и эксперт по непереносимости лактозы Пардис Сабети полагает, что молоко увеличивает жировые запасы у женщин и как следствие повышает их плодовитость, что полностью соответствует дарвинистской теории о выживании сильнейшего.

В то же время она, как и многие другие ученые, признает, что главным качеством молока для выживания людей было скорее то, что оно служило источником питья: вода в ручье или пруду может показаться чистой, но при этом содержать в себе опасные для здоровья патогены. Однако молоко, которое дает здоровая коза, скорее всего также будет чистым. Каждая из этих гипотез может показаться убедительной, однако полной уверенности нет даже у их авторов. «Аргумент с питьевой водой подходит для Африки, но в гораздо меньшей степени для Европы» , — говорит Марк Томас. Он отдает предпочтение теории о том, что молоко дополняло пищевые ресурсы. «Если урожай оказался плохим, и у вас не было молока, это означало смерть, — полагает он.

Появление цивилизации совпало с поворотом на пути нашей эволюции. Как сказал один палеоантрополог, мы стали «молокопийцами» , теми, кто кормится жидкостями других животных. По всей видимости, западной цивилизации, которая была неразрывно связана с земледелием, молоко было необходимо для начала нормальной работы. И никто не знает почему.