優選特殊醫學用途全營養配方食品的混合工藝

柳俊，李漢西，黃琪評，曾德猷

廣州紐健生物科技有限公司（廣州 510663）

特殊醫學用途配方食品（foods for special medical purposes，FSMP），根據我國相關標準中的定義，這類食品是“為了滿足進食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態人群對營養素或膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品”。特殊醫學用途全營養配方食品屬于FSMP的一個類別，其特點是營養素全面，可作為單一營養來源滿足目標人群營養需求；其配方一般包括蛋白質、脂肪、碳水化合物、13種必需維生素和12種必需礦物質，以及膳食纖維等可選擇性成分。

干法工藝是目前特殊醫學用途全營養配方食品加工工藝中比較常見的工藝之一，其特點是能耗低、工藝設備簡單、營養素損失較小，但其缺點是某些微量元素不易在產品中混勻，影響產品質量[1]。研究采取正交試驗優選特殊醫學用途全營養配方食品最佳混合工藝參數，重點研究投料方式、混合時間、轉動頻率以及裝載系數對產品混合均勻性的影響[2-3]，以期為提高產品品質和實際生產效率提供可靠的試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

麥芽糊精，中糧生化能源；大豆分離蛋白，秦皇島金海；植物脂肪粉，Kerry Group；全脂乳粉，New Zealand Fonterra Co.,Ltd.；復配宏量礦物質、復配微量礦物質、復配維生素，鄭州瑞普；聚葡萄糖，丹尼斯克；黃原膠，鄂爾多斯市中軒生化；三氯蔗糖，翁源廣業清怡。

1.2 儀器與設備

SWH-10三維立體混合機，江陰市宏達粉體設備有限公司；過篩機，篩網孔徑為0.9 mm；Ice3000原子吸收光譜儀，賽默飛。

1.3 試驗方法

1.3.1 取樣

三維立體混合機中物料分為上、中、下三層，靠近進料口區域為上層，靠近下料口區域為下層，中間區域為中層。上層區域用取樣器以等邊三角形的分布方式取3個樣（1，2和3），中層區域用取樣器以等邊三角形的分布的方式取3個樣（4，5和6），下層區域用取樣器以等邊三角形的分布的方式取3個樣（7，8和9），取樣點分布如圖1所示[4]。

圖1 具體取樣點分布圖

1.3.2 混合均勻度評價方法

以同一批次試樣中微量營養素銅和錳含量的相對標準偏差來反映所測產品的混合均勻度[5]：混合均勻度（%）=100%-SRSD（%）。

1.3.3 微量營養素銅和錳含量的測定

參照GB 5009.13—2017《食品安全國家標準 食品中銅的測定》，GB 5009.242—2017《食品安全國家標準 食品中錳的測定》測定微量營養素銅和錳。

1.3.4 正交試驗優選混合工藝

采用正交試驗法對混合工藝進行優選。考慮到影響混合工藝的因素主要有投料方式、混合時間、轉動頻率和裝載系數，因此以上述工藝因素作為正交試驗的考察因素，各取3個水平，詳見表1。

表1 因素水平表

2 結果與分析

2.1 混合工藝試驗結果及方差分析

以微量營養素銅和錳含量的混合均勻度作為評價指標，試驗結果及方差分析見表2和表3。由直觀分析和方差分析結果可知，投料方式、混合時間和轉動頻率對混合結果具有顯著性影響，綜合考慮到節約能源、提高生產效率等綜合因素，最終確定混合工藝參數A3B2C3D3，即采取投料方式Ⅲ，混合時間30 min，轉動頻率60 Hz，裝載系數50%。

表2 正交試驗結果表

表3 方差分析表

2.2 驗證試驗

取同一批原料，按照A3B2C3D3的混合工藝參數進行3批次驗證試驗，測定銅含量混合均勻度和錳含量混合均勻度，結果見表4。由表4可知，驗證試驗結果與正交試驗優選結果吻合，說明正交試驗選出的混合工藝條件合理，工藝條件穩定可行。

表4 驗證試驗結果

3 結論與討論

3.1 結論

試驗篩選的特殊醫學用途全營養配方食品混合工藝參數為A3B2C3D3，即采取投料方式Ⅲ，混合時間30 min，轉動頻率60 Hz，裝載系數50%。該工藝穩定可行，可作為特殊醫學用途全營養配方食品的混合工藝。

3.2 討論

在特殊醫學用途全營養配方食品干法生產工藝中，容易出現微量營養素混合不均勻的情況，嚴重影響產品的品質，因此科學合理地選擇混合工藝參數是保證產品質量均一性的關鍵和核心，也是特殊醫學用途全營養配方食品生產工藝改進和創新的前提和基礎。

在篩選最佳工藝參數的試驗過程中，如何選擇有代表性的指標成分來評價產品的混合均勻性顯得尤為重要。此次試驗采用配方中含量較小的微量營養素銅和錳含量的相對標準偏差作為評價產品混合均勻性的指標，雖在一定程度上能很好地反映產品中微量礦物質的混合均勻程度，但是特殊醫學用途全營養配方食品中除了礦物質，同時還含有多種維生素，所以要想更加科學和全面地評價產品混合均勻性，不僅要選擇微量礦物質作為指標，同時還需要選擇有代表性的微量維生素作為混合均勻性指標。因此，接下來還需要再深入進行混合工藝參數優化的研究。