鐵路運(yùn)輸?shù)牡蜏丨h(huán)境對(duì)奶粉品質(zhì)的影響

周周，段瀟瀟，王一斐，張巖春，戴智勇，易燦

（澳優(yōu)乳業(yè)（中國(guó)）有限公司,長(zhǎng)沙410200）

0 引言

目前，歐洲嬰配奶粉主要由航空或海路運(yùn)輸進(jìn)入中國(guó)，其中空運(yùn)周期短，但費(fèi)用高且承載量小；海運(yùn)承載量大，但周期長(zhǎng)。因國(guó)家“一帶一路”的發(fā)展，現(xiàn)開(kāi)設(shè)了承載量大且周期較短的中歐專列，便利了企業(yè)。

中歐專列從歐洲用2～3周，經(jīng)中歐大陸和新疆入境。冬季運(yùn)輸中，會(huì)經(jīng)過(guò)-20℃，甚至-40℃的高寒地帶。且短時(shí)間（約24 h）內(nèi)能有10°C左右的溫差波動(dòng)，因此，不能排除溫度變化的影響。關(guān)于溫度升高，Brittany[1]，張怡[2]等提出羊奶粉品質(zhì)因此而降低；田少君[3]等也提出豆奶粉品質(zhì)因此變差。然而，關(guān)于運(yùn)輸?shù)蜏丨h(huán)境對(duì)奶粉品質(zhì)影響的相關(guān)研究極為少見(jiàn)。

本文以低溫條件下運(yùn)輸?shù)膵肱淠谭蹫檠芯繉?duì)象，取部分理化的指標(biāo)為研究方向，來(lái)探究低溫環(huán)境是否會(huì)對(duì)奶粉品質(zhì)產(chǎn)生影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

空運(yùn)及鐵運(yùn)樣品：嬰兒配方羊奶粉1段（樣品A），A品牌幼兒配方牛奶粉3段（樣品B），B品牌幼兒配方牛奶粉3段（樣品C），幼兒配方羊奶粉3段（樣品D）。

1.2 儀器

培養(yǎng)皿；奶瓶、200目篩網(wǎng)；計(jì)時(shí)器；量杯；溫度計(jì)；MAPY 4.0型頂空分析儀，上海眾林機(jī)電設(shè)備有限公司；7890型氣相色譜分析儀，安捷倫科技有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018年11月，奶粉(樣品A和樣品B)通過(guò)中歐專列運(yùn)輸至中國(guó)，運(yùn)輸段的最低溫度是-16℃，考察鐵路運(yùn)輸方式中實(shí)際運(yùn)輸中的低溫及溫差對(duì)產(chǎn)品真空度的影響。

2019年1月，奶粉(樣品C和樣品D)通過(guò)中歐專列運(yùn)輸至中國(guó)，運(yùn)輸段的最低溫度是-24℃，考察不同運(yùn)輸方式對(duì)產(chǎn)品物理指標(biāo)及化學(xué)指標(biāo)等的影響。

運(yùn)輸奶粉的車廂內(nèi)設(shè)置GPS跟蹤設(shè)備，同時(shí)監(jiān)控運(yùn)輸途中的溫度和對(duì)應(yīng)的時(shí)間同時(shí)，同品項(xiàng)的奶粉通過(guò)空運(yùn)的方式運(yùn)輸至中國(guó)，作為對(duì)照，空運(yùn)產(chǎn)品運(yùn)輸溫度波動(dòng)范圍在10～15℃之間。

1.4 檢測(cè)項(xiàng)目及方法

（1）真空度的測(cè)定。測(cè)試樣品隨機(jī)分成兩組，選用頂空分析儀測(cè)試完整密封的產(chǎn)品，記錄真空度。一組到貨后立即進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果記錄為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，另一組在37℃條件下儲(chǔ)存1個(gè)月后再測(cè)試。

表1 運(yùn)輸方式對(duì)真空度的影響

（2）沉降速度。在奶瓶中加入180 mL，45～50℃的飲用水，量取一平勺奶粉，快速投入至水中，測(cè)定從樣品加入至樣品完全沒(méi)入水中所需要的時(shí)間。

（3）溶解性。在100 mL燒杯中加入30 mL、45～50℃的飲用水，將1 g奶粉加入到水中，充分?jǐn)嚢杈?，吸? mL奶液滴入干凈的培養(yǎng)皿，輕微搖晃震動(dòng)使得奶液均勻分布在培養(yǎng)皿上，觀察并記錄不溶解小白點(diǎn)的數(shù)量。

（4）表面油。采用石油醚萃取的方式進(jìn)行提取，參考NZTM 3.6.7的方法。

（5）二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳四烯酸（ARA）的測(cè)定。采用GB5009.168-2016第一法，測(cè)定奶粉中DHA和ARA的含量。

（6）水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和水分活度。采用GB5009.3-2016第一法食品中水份的測(cè)定和GB5009.238-2016第一法，食品水分活度的測(cè)定來(lái)測(cè)定樣品的水分和水分活度。

2 結(jié)果與討論

2.1 鐵路運(yùn)輸方式對(duì)真空度的影響

二氧化碳和氮?dú)獾幕旌蠚怏w一般被用作產(chǎn)品的填充保質(zhì)氣體。因二氧化碳會(huì)與奶粉中成分形成物理結(jié)合[4]，從而產(chǎn)品包裝內(nèi)會(huì)形成真空度。此物理結(jié)合受溫度的影響，較低的溫度能促使二氧化碳與產(chǎn)品中的水分結(jié)合[5]，如果溫度上升，二氧化碳將被釋放，平衡會(huì)被打破，真空度形成可能不理想，從而造成產(chǎn)品錫箔紙鼓起的狀態(tài)[6]，對(duì)產(chǎn)品外觀品質(zhì)產(chǎn)生影響。因此，將低溫運(yùn)輸后聽(tīng)裝奶粉，在相對(duì)高溫的環(huán)境條件下的儲(chǔ)存，隨后真空度進(jìn)行了分析，如表1所示。

由表1可知，在經(jīng)歷低溫鐵路運(yùn)輸過(guò)程和短期內(nèi)的溫度大幅度波動(dòng)情況后，即使在相對(duì)較高的溫度（37℃）下儲(chǔ)存1個(gè)月，2組奶粉樣品的真空度仍均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，與未長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的產(chǎn)品相比，未出現(xiàn)差異顯著（P＜0.05）。因此，尚未觀察到冷凍低溫和短期內(nèi)大幅度的溫度變化對(duì)真空度的形成會(huì)有影響。

2.2 不同運(yùn)輸方式對(duì)水分度和水分活度的影響

影響奶粉品質(zhì)的另一個(gè)重要因素是水分含量和水分活度。為確保產(chǎn)品的品質(zhì)，全脂奶粉一般采用噴霧干燥工藝，并建議達(dá)到水分活度范圍(aw)為0.25～0.35[7]，并確保水分含量越低越好[8]。進(jìn)而對(duì)低溫鐵路和航空常溫運(yùn)輸后的聽(tīng)裝奶粉的水分含量和水分活度進(jìn)行了對(duì)比分析，如表2所示。

表2 運(yùn)輸方式對(duì)水分和水分活度的影響

由表2可知，低溫鐵路運(yùn)輸和常溫航空運(yùn)輸?shù)臉悠?，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和水分活度無(wú)明顯變化，兩組數(shù)據(jù)無(wú)明顯差異。因?yàn)樯虡I(yè)聽(tīng)裝奶粉具有良好密閉的儲(chǔ)存環(huán)境，同時(shí)內(nèi)部填充有干燥無(wú)水的混合氣體，因此，樣品即使在經(jīng)歷了可能達(dá)到了大氣冷凍干燥的條件的溫度（-5～-20℃）[9-10]，奶粉仍能在聽(tīng)罐的中保持良好的水分平衡，所以低溫鐵路運(yùn)輸后，未觀察到產(chǎn)品水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和水分活度的明顯影響。

2.3 不同運(yùn)輸方式對(duì)沉降速度和溶解性的影響

奶粉中的兩種主要蛋白質(zhì)乳清蛋白和酪蛋白，在高溫條件下容易變性。奶粉在高溫干燥過(guò)程中，蛋白質(zhì)容易受熱變性從而影響到溶解度，因此可能影響到奶粉的沉降速度[11]，而沉降速度又是嬰配奶粉速溶關(guān)注的重要指標(biāo)。目前暫時(shí)沒(méi)有相關(guān)研究表明冷凍條件會(huì)影響蛋白質(zhì)變性，或者影響奶粉的沉降速度和溶解性，因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)試鐵路運(yùn)輸后和航空運(yùn)輸后產(chǎn)品的沉降速度，同時(shí)觀察兩組樣品的溶解度的對(duì)比，如表3和表4所示。

表3 運(yùn)輸方式對(duì)沉降速度的影響

表4 運(yùn)輸方式對(duì)溶解度的影響

由表3和表4可知，經(jīng)鐵路運(yùn)輸和航空運(yùn)輸?shù)臉悠稤，沉降速度無(wú)明顯變化，溶解度無(wú)明顯區(qū)別，兩組之間無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。經(jīng)鐵路運(yùn)輸方式的樣品C，相比航空運(yùn)輸后的樣品C，沉降速度變慢，兩組之間有顯著性差異（P＜0.05），但溶解度無(wú)明顯區(qū)別。綜上情況，低溫鐵路運(yùn)輸后，部分產(chǎn)品出現(xiàn)沉降速度降低的情況，但結(jié)合整體溶解情況，并未觀察到對(duì)產(chǎn)品有明顯影響。沉降速度降低可作為后續(xù)關(guān)注點(diǎn)，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步測(cè)試其與運(yùn)輸環(huán)境影響的關(guān)聯(lián)性。

2.4 不同運(yùn)輸方式對(duì)表面油和DHA和ARA質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響

雖然，黃興旺[12]指出溫度對(duì)脂肪的氧化穩(wěn)定性影響較明顯,樣品分別于20，30，37℃的恒溫箱中保存1個(gè)月,脂肪的氧化程度隨溫度的遞增而增強(qiáng)；低于30℃貯藏,樣品脂肪氧化較慢。但奶粉中的主要成分，脂肪酸，也會(huì)因分子鏈的長(zhǎng)度不同，其熔點(diǎn)范圍從-20℃到50℃都存在可能[13]。在熔點(diǎn)范圍內(nèi)的溫度波動(dòng)影響，可能導(dǎo)致奶粉中脂肪的結(jié)構(gòu)的變化，而結(jié)構(gòu)變化最常見(jiàn)的情況是分子鏈斷裂。短鏈脂肪酸的形成后，最直觀的指標(biāo)可能是表面油含量的變化。而DHA和ARA作為奶粉中最重要的功能性脂肪酸添加物，它們的波動(dòng)是否與表面油上升有關(guān)聯(lián)值得關(guān)注。因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)試鐵路運(yùn)輸后和航空運(yùn)輸后產(chǎn)品的表面油比例和DHA和ARA質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，如表5和表6所示。

表5 運(yùn)輸方式對(duì)表面油的影響

表6 運(yùn)輸方式對(duì)DHA和ARA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 %

由表5和表6可知，經(jīng)鐵路運(yùn)輸?shù)臉悠稢和D，相比航空運(yùn)輸?shù)臉悠?，都出現(xiàn)了表面油比例上升的情況，兩組之間出現(xiàn)了顯著性差異（P＜0.05）。但經(jīng)鐵路運(yùn)輸和航空運(yùn)輸?shù)臉悠返腄HA和ARA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)比下無(wú)明顯變化，兩組之間無(wú)顯著性差異（P＞0.05）兩組。綜上情況，低溫鐵路運(yùn)輸后，確實(shí)出現(xiàn)表面油比例上升的情況，但初步測(cè)試來(lái)源并非產(chǎn)品中的DHA和ARA。因此，低溫運(yùn)輸條件對(duì)于DHA和ARA等關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分暫無(wú)觀察到影響。表面油可作為后續(xù)關(guān)注點(diǎn)，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步測(cè)試與運(yùn)輸環(huán)境影響的關(guān)聯(lián)性和其來(lái)源。

3 結(jié)論

（1）低溫鐵路運(yùn)輸?shù)臉悠?，?7℃環(huán)境下儲(chǔ)存后，外觀未觀察到鼓脹狀態(tài)，鐵路運(yùn)輸方式并未對(duì)奶粉中二氧化碳吸收產(chǎn)生明顯影響，產(chǎn)品在37℃條件下仍形成了較為滿意的真空度。

（2）經(jīng)過(guò)鐵路運(yùn)輸后和航空運(yùn)輸兩種不同的運(yùn)輸方式后，水分比例和水分活度均無(wú)明顯差異，兩者仍處于正常的產(chǎn)品的要求范圍之內(nèi)。

（3）表面油的增加可能并不來(lái)源于DHA和ARA，產(chǎn)品中的重要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)并未受到影響。后續(xù)可以考慮針對(duì)表面油上升的原因和來(lái)源進(jìn)行針對(duì)性研究。

（4）經(jīng)過(guò)鐵路運(yùn)輸后和航空運(yùn)輸兩種不同的運(yùn)輸方式后，沉降速度和溶解度均無(wú)明顯差異。

因此，本研究結(jié)果表明，低溫鐵路運(yùn)輸對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)并未產(chǎn)生明顯的影響，作為一種新型的運(yùn)輸方式，可大大便利企業(yè)。