تولید شیر کم لاکتوز به روش مداوم و بهینه سازی شرایط تولید این شیر در ستون های حاوی آنزیم لاکتاز تثبیت شده در کلسیم آلژینات

در این مطالعه با کاربرد روش سطح پاسخ ،تا ثیر چهار فاکتور دمای بیوراکتور ،غلظت آنزیم تثبیت شده ،غلظت آلژینات به کار رفته و دبی جریان شیر در ستون بیوراکتور ،بر هیدرولیز لاکتوز با هدف بهینه سازی شرایط تولید ،مورد مطالعه قرار گرفت ؛هر کدام از فاکتور ها در سه سطح به شرح زیر مورد مطالعه قرار گرفتند : دمای بیوراکتور : 25 ، 35 و 45 درجه سانتی گراد غلظت آنزیم : 12 ،18 و 24 درصد حجمی - حجمی غلظت آلژینات : 5/2 ،3 و 4 درصد وزنی - حجمی دبی جریان شیر : 150 ،300 و 450 میلی لیتر بر ساعت تیمارهای مختلف هر کدام ازچهار فاکتور مورد مطالعه در سه سطح ،مطابق با طرح box – behnken اجرا شدند و درصد های هیدرولیز مربوط به هرکدام از تیمارها اندازه گیری شدند .نتایج حاصله نشان داد که با افزایش دما از 25 درجه سانتی گراد تا دماهای نزدیک 40 درجه ،درصد هیدرولیز لاکتوز شیر افزایش می یابد . دماهای 25 تا حدود 40 درجه اثر مثبتی روی کارایی ستون بیوراکتور داشتند .اما در دماهای بالاتر از 40 درجه ،درصد هیدرولیز لاکتوز در بیوراکتور کاهش یافت . دماهای بالای 40 درجه اثر منفی روی کارایی ستون داشتند .با افزایش غلظت آنزیم در تثبیت ، هیدرولیز لاکتوز ،بوسیله بیوراکتور افزایش یافت . غلظت آنزیم تثبیت شده همواره اثر مثبتی روی کارایی بیوراکتور داشت .با افزایش غلظت آلژینات از 5/2 تا 625/3 درصد کارایی ستون برای هیدرولیز لاکتوز افزایش یافت ،اما درصدهای بالاتر از 625/3 ،اثر ممانعت کنندگی روی کارایی بیوراکتورداشت. دبی های جریان پایین تر از 300 میلی لیتر بر ساعت اثرات چشم گیرتری روی کارایی بیوراکتور داشتند ، در واقع دبی های کمتر از 300 میلی لیتر بر ساعت مهم ترین و بارزترین فاکتور روی کارایی ستون بودند . در بین متغیرها ،تنها فاکتور دبی جریان ،اثرمنفی روی کارایی بیوراکتور درهیدرولیز لاکتوز موجود درشیرداشت . اثر متقابل متغیرهای دما و آنزیم روی هیدرولیز لاکتوز قابل توجه است .که نشان می دهد ،دما تاثیر مثبتی روی فعالیت آنزیم تثبیت شده دارد . بعداز مدل سازی هیدرولیز لاکتوز به صورت تابعی از چهار متغیر فرآوری مورد مطالعه ،با در نظر گرفتن حدود و قیدهای منطقی ،شرایط بهینه جهت تولید شیر کم لاکتوز به روش مداوم مشخص گردید .مقادیر بهینه جهت تولید شیر کم لاکتوز با هدف حداکثر سازی هیدرولیز لاکتوز ،به صورت زیر به دست آمد: غلظت آنزیم : 15/23 درصد حجمی - حجمی ،غلظت آلژینات :02/3 درصد وزنی – حجمی ،دما : 86/40درجه سانتی گراد و دبی جریان 7/186میلی لیتر بر ساعت ،برای 47/68 درصد از هیدرولیز لاکتوز شیر .