Кофе с молоком, сыр, йогурт, мороженое в жаркий день — для многих это маленькие радости жизни. Но для миллионов людей во всём мире такие удовольствия оборачиваются неприятностями: вздутие, тяжесть, боль в животе. Всё из-за того, что их организм не справляется с молочным сахаром — лактозой. Чтобы вернуть этим людям вкус привычных продуктов, учёные и производители придумали безлактозные молочные продукты.
Как же они создаются? Что делают с молоком, чтобы оно оставалось молоком, но не доставляло проблем? Давайте разберёмся.
Почему лактоза вообще создает проблемы?
Чтобы понять, как с ней борются, нужно разобраться, что это за зверь. Лактоза — это молочный сахар, состоящий из двух простых сахаров: глюкозы и галактозы, соединенных прочной связью.
В нормальном состоянии наш кишечник вырабатывает фермент лактаза, который разрезает эту связь, как молекулярные ножницы. Глюкоза и галактоза всасываются по отдельности, и все довольны. Но примерно у 65% взрослых людей производство лактазы с возрастом снижается — это эволюционная норма.
Когда лактозы много, а лактазы мало, нерасщепленный сахар попадает в толстый кишечник. Там местные бактерии устраивают пир: ферментируют лактозу с выделением газов и кислот. Результат знаком каждому, кто хоть раз переборщил с молочкой: вздутие, боли, расстройство.
Первые попытки: просто убрать нельзя
Первая мысль была логичной: а что, если просто удалить лактозу? Только вот незадача: лактоза составляет около 5% молока и отвечает за его сладковатый вкус. Просто выдернуть ее — всё равно что убрать соль из супа.
Первые попытки в 1960-70-х годах сводились к разбавлению молока или добавлению других подсластителей. Получалось нечто водянистое и невкусное, что мало походило на настоящее молоко.
Прорыв случился, когда поняли: не нужно убирать лактозу — нужно ее расщепить заранее, до того, как продукт попадет к потребителю.
Главный герой: фермент лактаза
Суть безлактозной технологии проста и элегантна: в молоко добавляют тот самый фермент лактазу, которого не хватает в организме людей с непереносимостью. Фермент делает свою работу прямо в заводской емкости — расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу.
Но откуда берут промышленную лактазу?
Дрожжевая лактаза — получают от генетически модифицированных дрожжей Kluyveromyces lactis. Эти дрожжи естественным образом живут на молочных продуктах и умеют переваривать лактозу.
Грибная лактаза — добывают из плесневых грибов рода Aspergillus. Звучит не очень аппетитно, но эти грибы веками используются в пищевой промышленности.
Бактериальная лактаза — производят бактерии вроде E.coli (Кишечная палочка), которых «научили» синтезировать нужный фермент.
Как это работает на практике?
Процесс выглядит почти банально:
Этап 1: Обычное пастеризованное молоко охлаждают до 4-6°C. При такой температуре лактаза работает медленно и аккуратно.
Этап 2: Добавляют фермент — примерно 0,01-0,02% от объема молока. Дозировка рассчитывается так, чтобы расщепить 70-99% лактозы (в зависимости от требований производителя).
Этап 3: Молоко выдерживают 4-24 часа при постоянном помешивании. За это время лактаза съедает почти всю лактозу.
Этап 4: Молоко нагревают до 85°C, чтобы деактивировать фермент. Иначе процесс будет продолжаться в упаковке, и вкус может измениться.
Этап 5: Обычная фасовка и отправка в магазины.
Почему безлактозное молоко слаще обычного?
Многие замечают, что безлактозные продукты кажутся более сладкими, хотя сахара в них не добавляют. Дело в том, что глюкоза и галактоза (продукты расщепления лактозы) воспринимаются рецепторами как более сладкие, чем исходная лактоза.
Лактоза имеет сладость примерно в 6 раз меньше, чем обычный сахар. А глюкоза — почти такая же сладкая, как сахар. Получается, что расщепив лактозу, мы автоматически делаем продукт слаще.
Некоторым это нравится, другие жалуются на «неестественный» привкус. Производители пытаются решить проблему, экспериментируя с разными видами лактазы и степенью расщепления.
Сложности с другими молочными продуктами
С молоком все относительно просто. А вот творог, сыр, йогурт — это уже задачки посложнее.
Творог и сметана: Здесь лактазу добавляют еще в молоко, до сквашивания. Но нужно рассчитать время так, чтобы фермент успел поработать, но не мешал молочнокислым бактериям.
Твердые сыры: Тут проще — в процессе длительного созревания лактоза и так почти полностью исчезает. Выдержанные сыры типа пармезана содержат ее следовые количества.
Мороженое: Самая сложная задача. Лактазу добавляют в молочную основу, но при заморозке процессы замедляются. Приходится увеличивать дозу фермента и время обработки.
Мифы и реальность
Миф №1: «Безлактозные продукты — это химия» Реальность: Лактаза — натуральный фермент, который и так есть в нашем организме. Добавление ее в молоко не делает продукт «химическим».
Миф №2: «Безлактозное молоко менее полезно» Реальность: По составу белков, жиров, витаминов и минералов безлактозное молоко идентично обычному. Меняется только форма сахара.
Миф №3: «Это дорого из-за сложных технологий» Реальность: Основная стоимость — это сам фермент и дополнительное время производства. Технология довольно простая.
Альтернативные подходы
Кроме ферментативного метода существуют и другие способы:
Мембранная фильтрация: Лактозу удаляют через специальные мембраны. Метод дорогой и меняет вкус продукта.
Хроматографическое разделение: Лактозу отделяют на молекулярном уровне. Используется редко из-за высокой стоимости.
Генетически модифицированные молочнокислые бактерии: Создают бактерии, которые сразу сбраживают лактозу в процессе производства кисломолочных продуктов.
Что дальше?
Индустрия безлактозных продуктов растет на 10-15% в год. Появляются новые виды ферментов, более эффективные и дешевые. Некоторые компании экспериментируют с «умными» ферментами, которые работают только при определенных условиях.
Возможно, в будущем появятся молочные продукты с регулируемым содержанием лактозы — от полностью безлактозных до слабо расщепленных для людей с легкой непереносимостью.
Вывод
Вся индустрия безлактозных продуктов выросла из элементарного решения: добавить в молоко недостающий фермент. Никакой сложной химии, никаких искусственных добавок — просто фермент делает заранее то, что должен был делать наш организм.
Теперь непереносимость лактозы — особенность организма, а не причина забыть о молоке. Достаточно выбрать правильную упаковку на полке магазина.
Подписывайтесь на наш телеграм канал, там еще больше науки и лайфхаков! https://t.me/science_wtf