با وجود اینکه اکثر افراد مبتلا به عدم تحمل لاکتوز قادر به تحمل تا 12 گرم لاکتوز در هر وعده هستند، بسیاری از آن‌ها ترجیح می‌دهند از مصرف لبنیات اجتناب کنند و بنابراین مصرف مقادیر ناکافی کلسیم و ویتامین D در این افراد با کاهش سلامت استخوان، کمبود مواد مغذی، فشار خون بالاتر، و خطر ابتلا به دیابت مرتبط است. 
حذف تمامی محصولات لبنی، منبع اصلی مواد مغذی، از رژیم غذایی می‌تواند منجر به کمبود مواد مغذی به ویژه کولین، فسفر، کلسیم، ریبوفلاوین، و ویتامین B12 و A شود. 

آیا هیدرولیز لاکتوز بر جذب کلسیم اثر می‌گذارد؟

کلسیم در شیر دارای فواید بسیاری مانند بهبود سلامت استخوان‌ها، انعقاد خون، انقباض عضلانی، و همچنین عملکرد سیستم عصبی است. براساس مطالعات، لاکتوز علاوه بر اثر محرک بر جذب کلسیم، بر زیست فراهمی کلسیم نیز اثر هم‌افزایی (synergistic effect) دارد و باعث تقویت‌کننده جذب کلسیم می‌شود. 
محصولات لبنی بدون لاکتوز باید فقط از نظر محتوای لاکتوز با محصولات لبنی بدون لاکتوز متفاوت باشند و اساساً می‌توانند نیازهای تغذیه‌ای افراد مبتلا به عدم تحمل لاکتوز و سایر مصرف‌کنندگان را برآورده کنند. به منظور برطرف کردن نیازهای خاص فیزیولوژیکی افراد حساس به لاکتوز، محصولات لبنی بدون لاکتوز را می‌توان با افزودن مواد مغذی غنی کرد. به غیر از افزودن مستقیم کلسیم، فسفر و ویتامین D، راه‌های دیگری نیز برای غنی‌سازی این محصولات وجود دارد، برای مثال، افزایش محتوای کربوهیدرات و پروتئین از طریق فرآیند غلظت انجماد، افزایش پروتئین و کلسیم در ماست یونانی، و همچنین بهبود خواص رئولوژیکی و حسی محصول از طریق جایگزین کردن پودر شیر با کنسانتره پروتئین آب پنیر بدون لاکتوز.

مزایا:

1.    سالم‌تر از گزینه‌های گیاهی

انواع شیر گیاهی با منشا سویا، برنج یا بادام اغلب به عنوان جایگزین برای شیر گاو مصرف می‌شوند، که اگر با ویتامین D، A، B12، ریبوفلاوین و کلسیم غنی شده باشند، جایگزینی مغذی نیز محسوب می‌شوند. امروزه، نوشیدنی‌های جایگزین زیادی برای افراد مبتلا به عدم تحمل لاکتوز ارائه شده است، محصولاتی با منشاء حیوانی (مانند شیر بدون لاکتوز)، و با منشا گیاهی (مانند جو دوسر، سویا). با وجود محبوبیت این محصولات در سال‌های اخیر، دانشمندان توصیه می‌کنند که به جای شیر سویا غنی شده با کلسیم، از شیر گاو بدون لاکتوز استفاده کنید. از لحاظ منبع کلسیم، شیر سویا غنی شده قابل مقایسه با شیر فاقد لاکتوز نیست. یک مطالعه نشان داد که بازده زیست فراهمی کلسیم موجود در شیر سویای غنی شده تنها 75% شیر گاو است. بنابراین، اکثر جایگزین‌های غیرلبنی با حداقل 20% کلسیم بیشتر از مقدار توصیه شده روزانه غنی می‌شوند. رسوبات کلسیم می‌تواند در نوشیدنی‌های گیاهی نیز وجود داشته باشد. میانگین کلسیم موجود در نوشیدنی‌های سویا غنی شده با کلسیم تنها 59% میزان اعدای روی برچسب است. درنتیجه محصولات لبنی بدون لاکتوز ایده‌آل‌ترین جایگزین برای افرادی است که از عدم تحمل لاکتوز رنج می‌برند. علاوه براین، شواهد نشان می‌دهد که کودکان شیر گاو بدون لاکتوز را به نوشیدنی‌های سویا ترجیح می‌دهند.

2.    افزایش شیرینی و کاهش کالری دریافتی

شیرین‌تر بودن شیر بدون لاکتوز نسبت به شیر معمولی، نیاز به افزودن قند اضافی در محصولات لبنی را 15-10 گرم در هر کیلوگرم، بدون تغییر در طعم، کاهش می‌دهد و به این ترتیب باعث کاهش کالری محصول می‌شود. براساس مطالعات، جذب گلوکز و گالاکتوز موجود در محصولات بدون لاکتوز در روده کوچک مانند جذب این مولکول‌ها پس از هیدرولیز لاکتوز است. همچنین، تفاوتی در شاخص گلیسمی بیماران دیابتی هنگام مصرف لاکتوز در مقایسه با محصولات بدون لاکتوز مشاهده نشد. بنابراین، شیرین‌تر بودن این محصولات به معنی افزایش درک شیرینی است و نه افزایش قند.

3.    بهبود خواص حسی و کاهش پست اسید در ماست بدون لاکتوز

یکی دیگر از مزایای هیدرولیز لاکتوز در ماست کاهش پست اسید در طول shelf life است. ظاهراً برخی از باکتری‌های ماست در غیاب لاکتوز کمتر فعال هستند یا در جابجایی از یک منبع کربن (لاکتوز) به منبع دیگر (گلوکز) مشکل دارند که منجر به ثبات حسی بهتر محصول می‌شود.
به طور کلی اعتقاد بر این است که تخمیر نه تنها می‌تواند طعم محصولات را بهبود بخشد بلکه باعث افزایش فراسودمندی یا محتوای مواد مغذی محصولات می‌شود. ارزیابی حسی بسیاری از ماست‌های بدون لاکتوز بهتر از ماست های هیدرولیز نشده است. از یک طرف، این ممکن است به این دلیل باشد که باکتری‌های اسید لاکتیک می‌توانند مستقیماً از گلوکز برای تولید ترکیبات معطر، الکل‌ها، استرها، آلدئیدها، کتون‌ها و سایر مواد طعم‌دهنده استفاده کنند. از طرفی اگزوپلی ساکاریدهای بیشتری تولید می‌شود، و علاوه بر بهبود ویسکوزیته ظاهری، ویژگی‌های کم آبی را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، برخی از افزودنی‌ها نیز می‌توانند کیفیت محصولات تخمیری بدون لاکتوز را بهبود بخشند. به عنوان مثال، در مطالعه‌ای ماست کم لاکتوز با فیبر افزوده تهیه شد که از مقبولیت خوبی برخوردار بود. سنتز GOS با استفاده از لاکتاز با فعالیت بالای ترانس گلیکوزیلاسیون روش رایج دیگری برای افزایش ارزش تغذیه‌ای و بهبود طعم محصولات لبنی است. به عنوان مثال، پنیر پری‌بیوتیک با 56.25٪ کاهش محتوای لاکتوز تولید شد که طعم و بافت آن توسط ترانس گلیکوزیلاسیون بهبود یافت.

چالش‌ها

1.    واکنش مایلارد

یکی از واکنش‌های شیمیایی که بر درک مصرف‌کننده از شیر بدون لاکتوز تأثیر می‌گذارد، واکنش مایلارد است که مسئول تشکیل رنگدانه‌های قهوه‌ای و طعم کاراملی در شیر هیدرولیز شده می‌باشد. این واکنش ممکن است منجر به تغییرات حسی در شیر شود، به عنوان مثال رنگ، طعم، بافت و کاهش ارزش غذایی (از دست دادن اسید آمینه ضروری لیزین) با توجه به این تغییرات ناخواسته، عملیات حرارتی  شیر بدون لاکتوز باید تا حد امکان ملایم باشد، زیرا واکنش مایلارد با تغییرات pH و دما افزایش می‌یابد. همچنین، کیفیت و پایداری شیر بدون لاکتوز به شدت به دمای ذخیره‌سازی وابسته است زیرا واکنش مایلارد می‌تواند به طور قابل توجهی در طول زمان نگهداری در دمای محیط ادامه یابد. بنابراین، دمایی که محصول نهایی در آن ذخیره می‌شود از اهمیت بالاتری نسبت به فناوری UHT برخوردار است. سایر عوامل موثر در بروز واکنش‌های مایلارد شامل پروتئازهای موجود در شیر یا پروتئازهای ناشی از تولید لاکتاز هستند (یک مشکل عمده در تولید شیر بدون لاکتوز با روش پس‌هیدرولیز). وجود پروتئاز ممکن است باعث پروتئولیز شود که واکنش مایلارد را به دلیل سطح بالاتر اسیدهای آمینه آزاد افزایش می‌دهد.

با این حال، با کاهش دمای ذخیره سازی به زیر C°5 بود، فعالیت پروتئولیتیک مهار می‌شود. بنابراین استفاده از فرآورده‌های تجاری لاکتاز با خلوص بالا و کنترل دقیق دمای نگهداری می‌تواند کیفیت شیر بدون لاکتوز را در طول عمر مفید تضمین کند. علاوه براین، برای جلوگیری از واکنش مایلارد در شیر بدون لاکتوز UHT، محققان توصیه می‌کنند که هیدرولیز لاکتوز پس از عملیات حرارتی صورت گیرد. علاوه بر این، محدود کردن درجه هیدرولیز لاکتوز به 90-80٪ نیز برای جلوگیری از این واکنش کارساز است، بدین ترتیب، از شیرینی بیش از حد محصول نیز اجتناب می‌شود. همچنین محققان روشی را به ثبت رساندند که شیرینی شیر با لاکتوز هیدرولیز شده را با استفاده از افزودن ترکیباتی مانند نمک‌های پتاسیم اسید آلی مانند اسیدسیتریک، اسیدمالیک، اسیدگلوکونیک، و اسیدلاکتیک می‌توان کاهش داد.

2.    چالش‌های تولید شیرخشک بدون لاکتوز

یکی دیگر از کاربردهای شیر هیدرولیز شده تولید شیر خشک بدون لاکتوز است، که هنوز مشکلات زیادی در روند تولید آن وجود دارد. شیرخشک بدون لاکتوز رطوبت بیشتری دارد زیرا در هنگام خشک شدن مولکول‌های بیشتری در حالت آمورف (گلوکز و گالاکتوز) وجود دارند. نشان داده شده است که خشک کردن پاششی (spray dryer) شیر بدون چربی با لاکتوز هیدرولیز شده منجر به بازیابی بسیار کم (25%) سیکلون شد و مقدار زیادی پودر در داخل اسپری درایر باقی ماند. همچنین مشخص شد که به دلیل افزایش تجمع ذرات، با افزایش سرعت هیدرولیز لاکتوز چسبندگی به محفظه درایر نیز افزایش می‌یابد. علاوه بر این، به دلیل افزایش قند احیا کننده در شیر خشک هیدرولیز شده، قهوه‌ای شدن غیر آنزیمی در دمای بالا به راحتی رخ می‌دهد و در نتیجه محصولات واکنش مایلارد و بوی آن افزایش می‌یابد. درباره سینتیک واکنش مایلارد در پودر شیر هیدرولیز شده با لاکتوز باید گفت که شیر خشک هیدرولیز شده مستعد تخریب پروتئینی است، عمدتاً به این دلیل که نسبت به لاکتوز موجود در محصولات لبنی، گالاکتوز با لیزین سریع‌تر واکنش می‌دهد. در عین حال، دما مهمترین عامل است زیرا که دماهای پایین‌تر می‌تواند از تخریب مواد مغذی در طول ذخیره‌سازی بکاهد.

3.    چالش‌های تولید بستنی بدون لاکتوز

در تولید بستنی بدون لاکتوز، از آنجایی که حلالیت لاکتوز در دمای اتاق تنها 20% ساکارز است، مشکلاتی از جمله کریستال شدن α-لاکتوز در هنگام انجماد و تشکیل بافت شنی وجود دارد. مشکل دیگر در تولید بستنی بدون لاکتوز، شیرینی کم لاکتوز است که حدود 20% ساکارز می‌باشد. برای حل مشکل شیرینی بالای شیر بدون لاکتوز، غشا با روش آنزیمی ترکیب شد. علاوه بر این، هنگام تهیه بستنی بدون لاکتوز، می‌توان از افزودن لاکتاز به عنوان یک روش کاهش قند استفاده کرد، زیرا هیدرولیز 70% لاکتوز موجود در شیر، شیرینی شیر یا ماست را به همان میزان افزودن 2% شکر افزایش می‌دهد. به عنوان مثال، با افزایش هیدرولیز لاکتوز، ویسکوزیته ظاهری افزایش و نقطه انجماد کاهش می‌یابد و خواص حسی بستنی هیدرولیز شده با لاکتوز 75% مشابه بستنی با کاهش قند به میزان 25% است.

منبع:

-    Peter J. T. Dekker, Damiet Koenders, and Maaike J. Bruins. “Lactose-Free Dairy Products: Market Developments, Production, Nutrition and Health Benefits.” Nutrients, 2019 Mar; 11(3): 551; doi:10.3390/nu11030551.
-    Lactose-free milk: Lactose intolerance, nutrition and process technology, by Signe Christerson, 2021.