不同工藝對(duì)配方奶粉中營(yíng)養(yǎng)素穩(wěn)定性的影響研究

文/孫 健 王青云 宮春穎

（黑龍江省完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司）

營(yíng)養(yǎng)素是指通過(guò)食物獲得，經(jīng)過(guò)人體消化、吸收和代謝，維持人體生命活動(dòng)的物質(zhì)[1]。通常情況下將營(yíng)養(yǎng)素分為宏量營(yíng)養(yǎng)素和微量營(yíng)養(yǎng)素兩大類(lèi)。微量營(yíng)養(yǎng)素又主要分為維生素和礦物質(zhì)，它們是維持機(jī)體正常生理功能所必需的重要物質(zhì)，對(duì)促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育和新陳代謝起著重要作用[2]。根據(jù)各國(guó)的防治經(jīng)驗(yàn)，平衡膳食、食物強(qiáng)化、應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)素補(bǔ)充劑是改善人群微量營(yíng)養(yǎng)素缺乏的3 種主要措施[3]。近年來(lái)，中國(guó)奶粉行業(yè)發(fā)展迅速，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)進(jìn)入白熱化。目前市場(chǎng)銷(xiāo)售的各類(lèi)配方奶粉，無(wú)論是進(jìn)口品牌還是國(guó)產(chǎn)品牌，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。面對(duì)日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，如何保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定將是所有生產(chǎn)企業(yè)需要面臨的問(wèn)題。

配方奶粉中微量營(yíng)養(yǎng)素的穩(wěn)定性受生產(chǎn)工藝影響較大，不同生產(chǎn)工藝對(duì)配方奶粉中微量營(yíng)養(yǎng)素的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生不同影響。按照生產(chǎn)工藝劃分，目前常用的配方奶粉生產(chǎn)工藝主要有干法工藝、濕法工藝以及干濕復(fù)合工藝。干法工藝生產(chǎn)過(guò)程中，由于微量營(yíng)養(yǎng)素的添加量極少，直接投料時(shí)難以混合均勻，且極易造成攝入過(guò)量或不足的情況[4]。濕法工藝生產(chǎn)過(guò)程中，由于光、熱、氧氣以及離子間的相互作用等因素影響，微量營(yíng)養(yǎng)素會(huì)發(fā)生不同程度的降解[5]，營(yíng)養(yǎng)素的損失情況高于干法工藝，且由于能耗原因?qū)е律a(chǎn)成本也高于干法工藝[6]。因此，在配方奶粉生產(chǎn)過(guò)程中，如何選擇適宜的生產(chǎn)工藝以確保微量營(yíng)養(yǎng)素既不會(huì)發(fā)生過(guò)度降解損失，又能混合均勻，對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)具有重要的研究意義。

1 材料與方法

1.1 主要原輔料

微量營(yíng)養(yǎng)素強(qiáng)化劑（北京金康普食品科技有限公司）；全脂乳粉（北安完達(dá)山乳品有限公司）；乳清蛋白粉（德國(guó)米萊公司）；脫鹽乳清粉（法國(guó)紅鳥(niǎo)公司）。

1.2 主要儀器設(shè)備

電子天平，氣相色譜儀，高效液相色譜儀，熒光分光光度計(jì)，原子吸收分光光度計(jì)，恒溫干燥箱，恒溫培養(yǎng)箱。

1.3 過(guò)程及方法

1.3.1 過(guò)程

分別對(duì)干法工藝和濕法工藝生產(chǎn)過(guò)程中各微量營(yíng)養(yǎng)素的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證。具體過(guò)程為首先設(shè)定相同的微量營(yíng)養(yǎng)素初始理論值，然后采取五點(diǎn)取樣的方式取樣，分別檢測(cè)不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的配方奶粉中微量營(yíng)養(yǎng)素含量，計(jì)算不同生產(chǎn)工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素的加工損失率和混合均勻度。

1.3.2 方法

按照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 嬰兒配方食品》和《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)較大嬰兒和幼兒配方食品》中規(guī)定的微量營(yíng)養(yǎng)素檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，每個(gè)樣品做2 個(gè)平行樣以驗(yàn)證檢測(cè)數(shù)據(jù)精確性。同時(shí)，采用單因素方差分析方法，設(shè)定顯著性水平為p＜0.05。

1.3.3 計(jì)算方法

不同生產(chǎn)工藝條件下各微量營(yíng)養(yǎng)素的損失率和均勻度計(jì)算公式如下：

圖1 干法工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素的損失率

2 結(jié)果與分析

2.1 干法工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素穩(wěn)定性分析

干法工藝主要工藝流程為：原輔料及包裝材料驗(yàn)收→軌道紫外殺菌→配料（三維預(yù)混）→混合（絞籠干混）→包裝及金屬探測(cè)。

干法工藝生產(chǎn)過(guò)程中主要關(guān)鍵控制點(diǎn)為預(yù)混和干混兩部分。預(yù)混部分在三維預(yù)混罐中完成，時(shí)間控制為5 min，干混部分在真空絞籠混料機(jī)中完成，時(shí)間控制在10 min。整個(gè)生產(chǎn)加工過(guò)程沒(méi)有任何受熱處理和水溶工序，因此可以保證微量營(yíng)養(yǎng)素的含量不會(huì)發(fā)生明顯熱損失和離子交換降解。但由于原輔料的流動(dòng)性和組織狀態(tài)存有差異，易造成微量營(yíng)養(yǎng)素混合不均勻，因此，微量營(yíng)養(yǎng)素的混合均勻度是否得到有效控制，是驗(yàn)證干法工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。

2.1.1 干法工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素的損失率

采取五點(diǎn)取樣法采集試驗(yàn)樣品并進(jìn)行檢測(cè)，與初始理論值對(duì)比，驗(yàn)證微量營(yíng)養(yǎng)素在干法工藝條件下的損失率，結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明，采用干法工藝進(jìn)行配方奶粉生產(chǎn)加工，微量營(yíng)養(yǎng)素的含量未發(fā)生明顯變化。此外，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中維生素B2、葉酸、泛酸、生物素以及銅5 種營(yíng)養(yǎng)素發(fā)生負(fù)損失，可能是由于樣品檢測(cè)值存在偏差，且其偏差率未超過(guò)5.0%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法規(guī)定的偏差范圍。

2.1.2 干法工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素的混合均勻度

采取五點(diǎn)取樣法采集試驗(yàn)樣品并進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)以營(yíng)養(yǎng)素初始理論值為參照，驗(yàn)證微量營(yíng)養(yǎng)素在干法工藝條件下的混合程度，結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明，采用干法工藝進(jìn)行配方粉生產(chǎn)加工，在采取相同擴(kuò)倍方式和數(shù)量級(jí)的基礎(chǔ)上，大部分微量營(yíng)養(yǎng)素具有良好的分散性，混合均勻度＞95.0%；混合均勻性較差的營(yíng)養(yǎng)素是維生素B12、葉酸以及硒，混合均勻度均＜90.0%。如仍考慮采用干法工藝進(jìn)行生產(chǎn)加工，則應(yīng)重新調(diào)整上述3 種微量營(yíng)養(yǎng)素的擴(kuò)倍數(shù)量級(jí)或者采取更長(zhǎng)的預(yù)混時(shí)間及改變預(yù)混方式，以保證其混合均勻度達(dá)到95.0%以上，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量均一穩(wěn)定。

2.2 濕法工藝條件下?tīng)I(yíng)養(yǎng)素穩(wěn)定性分析

濕法工藝主要工藝流程為：原輔料驗(yàn)收→離心凈乳→巴氏殺菌→降溫貯存→真空混合配料→高壓均質(zhì)→殺菌濃縮→噴霧干燥→流化床涼粉→包裝。

濕法工藝生產(chǎn)過(guò)程中主要關(guān)鍵控制點(diǎn)為溶解配料、殺菌濃縮和噴霧干燥3 部分。在生產(chǎn)加工前期，采用真空混料器進(jìn)行循環(huán)往復(fù)交叉溶解配料，可以最大程度地提高微量營(yíng)養(yǎng)素的溶解性和混合均勻性。由于配料溶解時(shí)間較長(zhǎng)，且加工后期經(jīng)過(guò)95 ℃高溫瞬時(shí)殺菌濃縮和噴霧干燥等熱處理工序，易造成微量營(yíng)養(yǎng)素的熱損失，因此，濕法工藝生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注微量營(yíng)養(yǎng)素的損失情況。

2.2.1 濕法工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素的損失率

圖2 干法工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素的混合程度

圖3 濕法工藝各微量營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失率

圖4 濕法工藝各微量營(yíng)養(yǎng)素混合程度

采取五點(diǎn)取樣法采集試驗(yàn)樣品并進(jìn)行檢測(cè)，與初始理論值對(duì)比，驗(yàn)證微量營(yíng)養(yǎng)素在濕法工藝條件下的損失率，結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，采用濕法工藝進(jìn)行配方粉生產(chǎn)加工，除泛酸和生物素外，其它維生素類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素均發(fā)生不同程度的損失，其中，維生素C的損失率最高，約為34.8%；脂溶性維生素?fù)p失率高于水溶性維生素（維生素C除外），且損失率較高，約為20.0%，說(shuō)明此類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素不適宜采用濕法工藝添加或不適宜直接用水進(jìn)行溶解添加；除鐵和鋅的損失率超過(guò)10.0%外，其余礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素均具有較好的穩(wěn)定性，礦物質(zhì)類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素發(fā)生損失的主要原因是溶解后離子間相互作用或溶解效果不佳導(dǎo)致物理性過(guò)濾損失，因此在濕法工藝生產(chǎn)過(guò)程中必須將礦物質(zhì)類(lèi)營(yíng)養(yǎng)素單獨(dú)溶解，同時(shí)注意控制水溶時(shí)間和溫度。

2.2.2 濕法工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素的混合均勻度

采取五點(diǎn)取樣法采集試驗(yàn)樣品并進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)以營(yíng)養(yǎng)素初始理論值為參照，驗(yàn)證微量營(yíng)養(yǎng)素在濕法工藝條件下的混合程度，結(jié)果如圖4所示。結(jié)果表明，采用濕法工藝進(jìn)行配方粉生產(chǎn)加工，微量營(yíng)養(yǎng)素可獲得良好的分散溶解性，其混合均勻度均＞95.0%。如不考慮微量營(yíng)養(yǎng)素的含量損失和產(chǎn)品添加成本，濕法工藝是較為適宜的配方奶粉生產(chǎn)加工工藝。

3 結(jié)論

在配方奶粉生產(chǎn)加工過(guò)程中，干法工藝可以保證微量營(yíng)養(yǎng)素的含量不發(fā)生實(shí)質(zhì)性損失，但由于部分營(yíng)養(yǎng)素添加量極低，可能導(dǎo)致混合均勻度較差，可考慮事先多次預(yù)混擴(kuò)倍以滿(mǎn)足穩(wěn)定性需要。濕法工藝可使大多數(shù)微量營(yíng)養(yǎng)素獲得良好的混合均勻性，但部分熱敏性營(yíng)養(yǎng)素的損失率較高，可考慮在濕法工藝生產(chǎn)末端添加，以減少受熱過(guò)程。

綜合考量不同生產(chǎn)工藝條件下微量營(yíng)養(yǎng)素的損失率和混合均勻度，以及生產(chǎn)成本和添加成本等因素，確定較為適宜的配方奶粉生產(chǎn)加工工藝為干濕復(fù)合工藝。