

Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Από ποιούς άλλους παράγοντες θα εξαρτηθεί η περιεκτικότητα, σε λακτόζη, των διαφόρων γαλακτοκομικών προϊόντων?
Στο άρθρο
Λακτόζη και γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά – Τί πρέπει να ξέρω? Μέρος 1ο
Εμείς κάναμε μια γενική προσέγγιση με βάση την θεώρηση ότι η περιεκτικότητα σε λακτόζη συνδέεται γραμμικά με την περιεκτικότητα σε υγρασία.
Για παράδειγμα, ένα τυρί Φέτα, το οποίο περιέχει 56% υγρασία, θα έπρεπε να περιέχει περίπου 2.5% λακτόζη.

Ένα σκληρό τυρί με 40% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 1.8% λακτόζη.
Ένα τυρί ελβετικού τύπου με 40% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 1.8% λακτόζη.
Ένα πολύ σκληρό τυρί με 32% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 1.4% λακτόζη.

Ένα αλειφόμενο τυρί με 75% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 3.4% λακτόζη.
Ένα γιαούρτι με 85% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 3.8% λακτόζη
Ένα ποτό κεφίρ του εμπορίου με 92% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 4.2% λακτόζη.

Μια κρέμα γάλακτος με 55% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 2.5% λακτόζη.
Ένα βούτυρο με 18% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 0.8% λακτόζη.
Είναι όμως έτσι?

Τα πράγματα είναι περίπου έτσι όταν έχουμε να κάνουμε με ΜΗ ζυμωμένα γαλακτοκομικά προϊόντα. Για παράδειγμα όταν έχουμε ένα τυρί τύπου σαγανάκι όπως είναι το τυρί χαλούμι.
Ή όταν έχουμε μια γλυκιά κρέμα.
Ή όταν η πήξη του γάλακτος (για παράδειγμα στο γιαούρτι, ή σε ένα μαλακό τυρί) δεν γίνεται με βιολογική όξυνση αλλά γίνεται με χημική όξυνση, π.χ. με την χρήση του γλυκονο – δ- λακτονικού οξέος [Glucono-δ-lactone (GDL)].
Δείτε: Φτιάχνω στο σπίτι τυρί Queso Fresco ή τυρί Queso Blanco – Το πιό εύκολο τυρί του κόσμου

Όμως στην περίπτωση των ζυμωμένων γαλακτοκομικών προϊόντων τα πράγματα είναι διαφορετικά.
Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Ο ρόλος των ζυμώσεων
Οι μικροοργανισμοί, οι οποίοι θα βρεθούν μέσα στο γάλα, και οι οποίοι θα ξεκινήσουν τις ζυμώσεις μπορεί να προέρχονται αποκλειστικά από την αυτόχθονη μικροχλωρίδα του περιβάλλοντος χώρου (αυθόρμητες ζυμώσεις).

Αλλά, οι μικροοργανισμοί αυτοί μπορεί επίσης να προέρχονται από ένα ήδη παρασκευασμένο ζυμωμένο γαλακτοκομικό προϊόν και ηθελημένα να έχουν προστεθεί από εμάς μέσα στο γάλα με την τεχνική back slopping fermentation.
Ή ακόμα, οι μικροοργανισμοί αυτοί μπορεί ηθελημένα να έχουν προστεθεί από εμάς μέσα στο γάλα και να προέρχονται από τις καλλιέργειες εκκίνησης (starter cultures) με την μορφή DVS.
Δείτε: Φτιάχνω ποτό κεφίρ τις γαλακτοκομικές οικιακές καλλιέργειες εκκίνησης DVS
Σε κάθε περίπτωση αυτοί οι μικροοργανισμοί θα ζυμώσουν την λακτόζη του γάλακτος και θα παράξουν κυρίως γαλακτικό οξύ.

Αυτός ο τύπος της ζύμωσης, ο οποίος αποτελεί τον πλέον διαδεδομένο και ουσιαστικό τρόπο ζύμωσης του γάλακτος επιτελείται από βακτήρια και ονομάζεται οξυγαλακτική ζύμωση.
Δείτε: Γαλακτική Ζύμωση – Η 1η ζύμωση πού μάς ενδιαφέρει
Αντιλαμβάνεστε ότι, όσο περισσότερο προχωρά η οξυγαλακτική ζύμωση τόσο περισσότερο θα ελαττώνεται η λακτόζη και τόσο περισσότερο θα αυξάνεται η περιεκτικότητα σε γαλακτικό οξύ.

Όσο περισσότερο αυξάνεται η περιεκτικότητα σε γαλακτικό οξύ, τόσο περισσότερο θα αυξάνει η οξύτητα του γάλακτος, του τυριού, του γιαουρτιού, και άρα τόσο περισσότερο θα μειώνεται η τιμή του pH.
Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Σύνδεση λακτόζης και οξύτητας
Η τιμή του pH σε ένα γαλακτοκομικό προϊόν, πολλές φορές, αποτελεί απλά μια ένδειξη της ποσότητας της λακτόζης η οποία έχει ζυμωθεί.

Για να το εξηγήσουμε αυτό.
Η οξυγαλακτική ζύμωση μπορεί να διαιρεθεί σε ομοιοζυμωτική ζύμωση και σε ετεροζυμωτική ζύμωση.
Στην ομοιοζυμωτική ζύμωση, το 90 – 99% της λακτόζης, μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ.
Χοντρικά, υπολογίστε ότι 1 mol γλυκόζης παράγει 2 mol γαλακτικού οξέος.

Στην ετεροζυμωτική ζύμωση, το 50% της λακτόζης η οποία θα ζυμωθεί μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ.
Δείτε: Ποιοί είναι οι δύο τύποι της γαλακτικής ζύμωσης?
Χοντρικά, υπολογίστε ότι 1 mol γλυκόζης παράγει 1 mol γαλακτικού οξέος.
Συνεπώς στην περίπτωση της ετεροζυμωτικής ζύμωσης η ζύμωση της λακτόζης αποτυπώνεται σε πολύ μικρότερο βαθμό στην οξύτητα του προϊόντος, σε σχέση με την ομοιοζυμωτική ζύμωση.

Τα ποσά αυτά είναι μικρότερα, μπορεί να είναι μέχρι και 25% μικρότερα, λόγω του ότι ένα ποσοστό του άνθρακα των εξόζων θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή βιομάζας των μικροοργανισμών.
Συνολικά, λοιπόν, υπάρχει μια σχέση αναλογική μεταξύ του γαλακτικού οξέος το οποίο υπάρχει στο γαλακτοκομικό προϊόν και στην λακτόζη πού ζυμώθηκε.
Η σχέση αυτή είναι αναλογική, (όχι όμως πάντα όπως θα δούμε στην συνέχεια), αλλά, δεν είναι γραμμική, λόγω των αρκετών αστάθμητων παραγόντων πού εισέρχονται.
Επίσης, υπάρχει μια σχέση αναλογική μεταξύ της ποσότητας του γαλακτικού οξέος και της τιμής του pH του γαλακτοκομικού προϊόντος.

Η σχέση αυτή είναι αναλογική, αλλά, δεν είναι γραμμική, λόγω των πολλών μεταβλητών πού παρεμβάλλονται και κυρίως λόγω της συνεχούς μεταβολής του παράγοντα της ρυθμιστικής ικανότητας του γαλακτοκομικού προϊόντος.
Αυτά όλα τα λέμε για να καταλάβουμε ότι, όταν γνωρίζουμε την τιμή pH, μπορούμε απλώς να κάνουμε μια καλή [??] εκτίμηση της ποσότητας της λακτόζης η οποία ζυμώθηκε.
Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Λακτόζη σε ένα τυρί άλμης
Είδαμε ότι χωρίς ζύμωση, ένα τυρί Φέτα, το οποίο περιέχει 56% υγρασία, θα έπρεπε να περιέχει περίπου 2.5% λακτόζη.

Για να δούμε λοιπόν το τί συμβαίνει με την πάροδο του χρόνου.
Εγώ έφτιαξα, λοιπόν, ένα τυρί Φέτα και προέβην σε κάποιες μετρήσεις.
Σε 5 ημέρες, μέτρησα ότι το τυρί περιέχει υγρασία 56%, ότι έχει τιμή pH 4.50, και ότι η περιεκτικότητα σε λακτόζη είναι περίπου 1.0%,

Δηλαδή, οι μικροοργανισμοί της ΄΄Μαγιάς΄΄ αυτές τις 5 ημέρες ζύμωσαν το 1.5% της αρχικής λακτόζης του γάλακτος, παρήγαγαν γαλακτικό οξύ και η τιμή του pH του τυριού ελαττώθηκε σε 4.50.
Μετά από 1.5 μήνα, δηλαδή μετά από 50 ημέρες, το τυρί περιέχει την ίδια υγρασία 56%, έχει τιμή pH 4.25, και η περιεκτικότητα σε λακτόζη είναι περίπου 0.4%,
Πώς εξηγείται η μικρή μεταβολή στο pH και η μεγάλη μεταβολή στην ποσότητα της λακτόζης?

Ας δούμε μερικές πιθανές αιτίες για αυτό.
1η πιθανή αιτία – Ετεροζυμωτικές οξυγαλακτικές ζυμώσεις λαβαίνουν χώρα από τα οξυγαλακτικά βακτήρια ΜΗ εκκινητές (NO starters), τα οποία κυριαρχούν.
Έτσι, ένα μέρος της λακτόζης μετατρέπεται σε οξικό οξύ το οποίο είναι ασθενέστερο σε σχέση με το γαλακτικό οξύ.

2η πιθανή αιτία – Ένα μέρος της λακτόζης μπορεί να μετατρέπεται σε CO2, σε ακεταλδεΰδη, σε αιθανόλη, και άρα δεν αποτυπώνεται με την μορφή των ελεύθερων υδρογονοκατιόντων.
3η πιθανή αιτία – Ίσως έκανα αλλαγή άλμης, δηλαδή, ελεύθερα υδρογονοκατιόντα απομακρύνθηκαν από το τυρί.
4η πιθανή αιτία – Το σύστημα απέκτησε υψηλότερη ρυθμιστική ικανότητα και τώρα αντιστέκεται αποτελεσματικότερα σε μεταβολές του pH.
Δείτε: Τί είναι η ρυθμιστική ικανότητα του γάλακτος?

Φυσικά αυτή η παρατηρούμενη μικρή μεταβολή στο pH και η μεγάλη μεταβολή στην ποσότητα της λακτόζης μπορεί να οφείλεται σε πολλούς άλλους λόγους.
Μετά από άλλους δύο μήνες, δηλαδή μετά από 110 ημέρες, το τυρί έχει τιμή pH 4.35, και η περιεκτικότητα σε λακτόζη είναι περίπου 0.2%.
Πώς εξηγείται η αντίστροφη μεταβολή στο pH και η μικρή μεταβολή στην ποσότητα της λακτόζης?

Η πρωτεόλυση έχει προχωρήσει, παράγεται αμμωνία και άλλες αζωτούχες ασθενείς βάσεις με αποτέλεσμα, αν και παράγεται γαλακτικό οξύ ή οξικό οξύ λόγω μεταβολισμού της λακτόζης, η οξύτητα συνολικά να ελαττώνεται και να αυξάνει η τιμή pH, λόγω αυτών των αντιδράσεων εξουδετέρωσης.
Η μικρή μεταβολή στην ποσότητα της λακτόζης, οφείλεται στο ότι η διαθέσιμη ποσότητα της λακτόζης είναι ήδη μικρή, και συνολικά, επικρατούν μη ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών ΜΗ εκκινητών, οι οποίοι κυριαρχούν στην μικροχλωρίδα του τυριού και της άλμης.
Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Λακτόζη σε ένα τυρί Camembert – Brie

Η περίπτωση ενός τυριού Φέτα ή γενικότερα των τυριών άλμης μπορεί να εξηγηθεί με έναν σχετικά απλό τρόπο.
Τα πράγματα είναι περισσότερο περίπλοκα όταν έχουμε ένα τυρί Camembert – Brie.
Η έντονη πρωτεόλυση αποτελεί μια βιοχημική διεργασία η οποία χαρακτηρίζει αυτό το τυρί.

Τί εννοούμε?
Αρχικά το pH ελαττώνεται σε μια τιμή περίπου 5 και λόγω πρωτεόλυσης η τιμή pH μπορεί να υπερβεί την τιμή 7.
Το σημαντικότερο? Η τιμή pH στο κέντρο του τυριού διαφέρει σημαντικά από την τιμή pH στην επιφάνεια.

Συνεπώς, είναι περισσότερο δύσκολο να αποφανθούμε για το πoιά είναι η περιεκτικότητα σε λακτόζη ενός τέτοιου τυριού όταν έχουμε ως δεδομένο μόνον μια τιμή pH.
Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Λακτόζη σε ένα τυρί Emmentaler
Ας δούμε το τυρί Emmentaler.
Πρόκειται για ένα σκληρό τυρί.

Βλέπουμε ότι το συγκεκριμένο τυρί Emmentaler έχει τιμή pH 5.70.
Αυτό σημαίνει ότι το τυρί Emmentaler έχει αυτήν την στιγμή την ίδια περιεκτικότητα σε λακτόζη με ένα τυρί κεφαλοτύρι το οποίο έχει την ίδια περιεκτικότητα σε υγρασία και την ίδια τιμή pH ?
Το τυρί Emmentaler αποτελεί ένα τυρί ελβετικού τύπου, στο οποίο πέρα από την οξυγαλακτική ζύμωση, λαβαίνει χώρα σε μεγάλη έκταση και η προπιονική ζύμωση.
Δείτε: Προπιονική Ζύμωση – Η 3η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει

Η προπιονική ζύμωση επιτελείται από τα προπιονικά βακτήρια τα οποία είναι ΜΗ οξυγαλακτικά βακτήρια.
Τα προπιονικά βακτήρια μεταβολίζουν το γαλακτικό οξύ και παράγουν νέα προϊόντα μεταβολισμού.
Συνεπώς, η λακτόζη του τυριού συνεχίζει και ζυμώνεται, συνεχίζει και παράγεται γαλακτικό οξύ. αλλά ένα σημαντικό τμήμα αυτού του οξέος μεταβολίζεται από τα προπιονικά βακτήρια και έτσι η τιμή pH του τυριού δεν ελαττώνεται.

Η περιεκτικότητα σε λακτόζη ενός τέτοιου τυριού ελβετικού τύπου είναι πολύ μικρή.
Σε τυριά μεγάλης ωρίμανσης η περιεκτικότητα σε λακτόζη μπορεί να είναι κάτω από το 0.1%
Άρα, μπορεί να έχω ένα τυρί με τιμή pH 5.50 ή υψηλότερη και η λακτόζη να είναι πολύ λίγη.
Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Λακτόζη στα ζυμωμένα γάλατα
Ας δούμε και το ζυμωμένο γαλακτοκομικό προϊόν κούμις, το οποίο ίσως κάποιοι από εσάς να έχετε ακουστά.

Το κούμις, είναι ένα ζυμωμένο γάλα.
Ο τρόπος παρασκευής των ρευστών ζυμωμένων γαλάτων δεν περιλαμβάνει κάποιου είδους στράγγιση.
Ο ορός αποτελεί συστατικό του τελικού προϊόντος.
Έτσι, μαζί με τον ορό, παραμένει και η λακτόζη στο σώμα του τελικού προϊόντος.

Έτσι, εμείς περιμένουμε ότι, σε αυτά, τα γαλακτοκομικά προϊόντα (δηλαδή στα ρευστά ζυμωμένα γάλατα), η περιεκτικότητα σε λακτόζη, θα είναι υψηλή.
Για να δούμε το τί συμβαίνει με το κούμις.
Το κούμις παραδοσιακά, παρασκευάζεται από γάλα φοράδας.
Το γάλα φοράδας περιέχει λακτόζη σε ποσοστό άνω του 6%.

Ένα ποτό κούμις με 90% υγρασία θα έπρεπε να περιέχει περίπου 5.5% λακτόζη.
Τί συμβαίνει στην πράξη?
Η αρχική πολύ υψηλή περιεκτικότητα του γάλακτος σε λακτόζη μπορεί να ελαττωθεί σε τιμές κάτω του 1.5%.
Πώς μπορεί να εξηγηθεί αυτό, όταν το ποτό κούμις περιέχει υγρασία σε ποσοστό άνω του 90%?

Αυτό το υψηλό ποσοστό μεταβολισμού της λακτόζης λαβαίνει χώρα διότι στην παρασκευή του κούμις συμμετέχει πληθώρα μικροοργανισμών, οι οποίοι εμπλέκονται τόσο στην Οξυγαλακτική όσο και στην Αλκοολική ζύμωση.
Δείτε: Αλκοολική Ζύμωση – Η 2η ζύμωση η οποία μάς ενδιαφέρει
Δηλαδή, στο κούμις υψηλοί πληθυσμοί μικροοργανισμών ζυμώνουν την λακτόζη του γάλακτος μέσω δύο (τουλάχιστον) μεταβολικών οδών.
Σκεφθείτε ότι ένα ΄΄δυνατό΄΄ ποτό κούμις μπορεί να έχει τιμή pH κάτω από 3.5, και να περιέχει αλκοόλη σε ποσοστό άνω του 2.2%.
Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Τί θα πρέπει να ξέρω για το γαλακτικό οξύ?

Κάτι το οποίο θα πρέπει οπωσδήποτε να επισημάνουμε είναι ότι το γαλακτικό οξύ είναι ένα ασθενές οργανικό οξύ με Σταθερά διάστασης pKa: 3.86 στους 25 ⁰C
Σύμφωνα με την εξίσωση Henderson–Hasselbalch, όταν η τιμή pH είναι ίση με την τιμή pKa (δηλαδή όταν pH = 3.86), τότε, το γαλακτικό οξύ διίσταται κατά 50%.
Όθεν, όσο περισσότερο η τιμή του pH ελαττώνεται τόσο περισσότερο το γαλακτικό οξύ δυσκολεύεται να συνεισφέρει στην περαιτέρω πτώση της τιμή του pH.
Συνεπώς, η λακτόζη ζυμώνεται αλλά αυτό δεν αποτυπώνεται στην τιμή του pH.

Εν κατακλείδι, εμείς θα πρέπει να γνωρίζουμε, θα πρέπει να έχουμε μια εκτίμηση, του συνόλου των ζυμώσεων οι οποίες λαβαίνουν χώρα στο γαλακτοκομικό προϊόν.
Στα ζυμωμένα γάλατα, του εμπορίου, η οξυγαλακτική ζύμωση φαίνεται να αποτελεί την μοναδική οδό μεταβολισμού της λακτόζης του γάλακτος
Εάν αυτό το συνδυάσουμε και με την ήπια οξύτητα των ζυμωμένων γαλάτων του εμπορίου, τότε, μπορούμε να πούμε ότι, έχει λάβει χώρα ένας μεταβολισμός της λακτόζης του αρχικού γάλακτος, της τάξης του 0.8%.

Εάν εσείς φτιάχνετε το ποτό κεφίρ σας από σπόρους του κεφίρ, τότε, να ξέρετε ότι ο μεταβολισμός της λακτόζης του αρχικού γάλακτος, μπορεί να ξεπεράσει το 2% σε ένα εξαιρετικά όξινο προϊόν.
Δείτε: Λακτόζη και Γαλακτόζη στα γαλακτοκομικά προϊόντα – Τί θα πρέπει να ξέρω? Μέρος 3ο
ΔΕΙΤΕ ΤΟ ΒΙΝΤΕΟ
Δείτε περισσότερα:
Lactose hydrolysis and other conversions of dairy products. Harju, M., Kallioinen, H., & Tossavainen, O. (2012). Technological aspects. International Dairy Journal, 22(2), 104-109.
Towards Enhanced Galactose Utilization by Lactococcus lactis. Neves, A., Pool, W., Solopova, A., Kok, J., Santos, H., & Kuipers, O. (2010). Applied and Environmental Microbiology, 7048- 7060.
Effect of lactose hydrolysis during manufacture and storage of drinkable yogurt. Vénica CI, Bergamini CV, Zalazar CA,Perotti MC. Journal of Food & Nutritional Disorders. 2013; 2:5
Glycolysis and related reactions during cheese manufacture and ripening. Fox, P.F.; Lucey, J.A.; Cogan, T.M. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 1990,24, 237–253.
Facebook Comments