干法工藝生產(chǎn)特醫(yī)食品各營養(yǎng)素穩(wěn)定性研究

邱春媚，黃遠(yuǎn)英，殷光玲*

湯臣倍健股份有限公司（廣州 510663）

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品（FSMP）是為了滿足進(jìn)食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態(tài)人群對營養(yǎng)素或膳食的特殊需求，專門加工配制而成的一類配方食品。在我國，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品也就是常說的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑（EN），一直作為藥品管理，并取得良好的臨床效果[1]*。隨著2010年首部針對特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的標(biāo)準(zhǔn)出臺，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品逐漸進(jìn)入國民視野，并穩(wěn)步向前發(fā)展[2]*。截至2022年8月，已批準(zhǔn)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品85款，且多為粉劑類產(chǎn)品。粉末劑型的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品生產(chǎn)工藝主要包括干法混合工藝、濕法噴粉工藝及干濕混合工藝[3]*。干法混合工藝具有能耗低、工藝設(shè)備簡單、生產(chǎn)過程對熱敏性物料友好等優(yōu)勢，所以是很多企業(yè)研究粉劑FSMP的首選工藝。

根據(jù)GB 29922—2013《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品包含全營養(yǎng)配方食品、特定全營養(yǎng)配方食品、非全營養(yǎng)配方食品。全營養(yǎng)配方食品除了三大供能物質(zhì)，還必需含有至少13種維生素及12種礦物質(zhì)[4]*，配方組成復(fù)雜，各營養(yǎng)素不同來源化合物的穩(wěn)定性研究已有較多數(shù)據(jù)支持[5]*，但幾十種營養(yǎng)素在加工過程、貨架期內(nèi)的相互影響仍較難評估，使用干法混合工藝生產(chǎn)依然面臨較大挑戰(zhàn)。試驗(yàn)從加工損耗、加速試驗(yàn)、影響因素試驗(yàn)（高溫、高濕）、模擬運(yùn)輸、模擬服用及貨架期的長期儲存等角度出發(fā)，分析加工過程、溫度、濕度、光照和儲存時(shí)間對干法混合工藝生產(chǎn)的特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品中營養(yǎng)素的影響情況，為特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品的營養(yǎng)素設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)樣品及制備

1.1.1 試驗(yàn)樣品

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品樣品規(guī)格為500 g/罐，內(nèi)包材為鍍錫馬口鐵罐，共制備3個(gè)批次，批號分別為202001，202002和202003。樣品成分有麥芽糊精、食用植物油微囊粉（葵花籽油、中鏈甘油三酯、亞麻籽油等）、乳清蛋白粉、酪蛋白酸鈣、低聚果糖、檸檬酸鈉、氯化膽堿、磷酸氫鈣、氯化鉀、食品用香精、碳酸鎂、黃原膠、焦磷酸鐵、L-抗壞血酸、硫酸錳、L-肉堿酒石酸鹽、牛磺酸、羅漢果甜苷、富硒酵母、檸檬酸鋅、碘化鉀、煙酰胺、硫酸銅、醋酸視黃酯、膽鈣化醇、d-α-醋酸生育酚、泛酸鈣、D-生物素、氰鈷胺、鹽酸吡哆醇、植物甲萘醌、硝酸硫胺素、核黃素、葉酸。

1.1.2 試驗(yàn)樣品的制備

樣品采用干法混合工藝，經(jīng)前期摸索，根據(jù)物料的物性（粒徑、堆密度）相近原則，需提前混合2個(gè)預(yù)混料，預(yù)混料組成見表1。混合工序?qū)㈩A(yù)混料1、預(yù)混料2及其他物料加入混合機(jī)中，按8 r/min混合20 min。

表1 預(yù)混料組成明細(xì)

1.2 試驗(yàn)條件及樣品檢測

試驗(yàn)條件及檢測周期設(shè)計(jì)見表2，樣品制備完成后進(jìn)行1次檢測，作為所有試驗(yàn)開始時(shí)的首次檢測值。所有樣品檢測均采用適用于特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品的現(xiàn)行有效檢測方法。

表2 各試驗(yàn)項(xiàng)目條件及檢測周期

1.3 檢測方法

所用檢測方法為特殊醫(yī)學(xué)用途嬰兒配方食品各營養(yǎng)成分對應(yīng)的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行有效的分析方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

加工損耗率為正值表示營養(yǎng)素發(fā)生損耗，損耗率為負(fù)值表示營養(yǎng)素未發(fā)生加工損耗。

衰減率為正值表示營養(yǎng)素發(fā)生衰減，衰減率為負(fù)值表示營養(yǎng)素未發(fā)生衰減。

1.5 判定原則[7]*

若營養(yǎng)素的加工損耗率、衰減率小于檢測精密度，認(rèn)為該營養(yǎng)素在試驗(yàn)期之內(nèi)基本無損耗或衰減。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 樣品混合均勻性情況

樣品均勻性分析指標(biāo)綜合考量宏量成分、礦物質(zhì)、維生素及其他不易混勻的成分，選擇蛋白質(zhì)、α-亞麻酸、維生素D、維生素K1、維生素B2、鎂、鋅、硒、葉酸指標(biāo)進(jìn)行檢測分析。結(jié)果顯示，各檢測指標(biāo)SRSD均小于對應(yīng)的檢測精密度，且符合國家食品藥品監(jiān)督管理局藥品認(rèn)證管理中心編寫的《藥品GMP指南——口服固體制劑》對混合均勻度相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不應(yīng)高于7.8%的要求。結(jié)果如表3所示。

2.2 樣品加工損耗情況分析

經(jīng)過分析3批次樣品加工后的損耗情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)干法混合工藝由于沒有熱處理過程，且物料總體暴露時(shí)長相對較大，大部分營養(yǎng)素的加工損耗均較低，并低于檢測精密度。維生素A具有明顯衰減，這可能與維生素A具有光敏感性有關(guān)，根據(jù)Sachdeva等[8]*的研究增加光照強(qiáng)度，維生素A具有顯著降解，水溶性維生素中泛酸也有明顯損耗，樣品選用的是泛酸鈣，在中性環(huán)境中很穩(wěn)定[9]*，但物料具有一定引濕性，試驗(yàn)過程中物料容易掛篩網(wǎng)，泛酸的損耗可能與加工過程中的過篩工序有關(guān)。3批次樣品各營養(yǎng)素加工損耗情況見表4。

表4 各批次樣品營養(yǎng)素加工損耗情況 單位：%

2.3 樣品穩(wěn)定性情況分析

2.3.1 試驗(yàn)過程中外觀及相關(guān)理化指標(biāo)變化情況分析

所有試驗(yàn)結(jié)束后樣品外觀均為乳白色粉末，除高溫10 d后樣品有輕微變黃外，其他檢測節(jié)點(diǎn)樣品跟首次檢測樣品外觀相比均無明顯變化。各檢測節(jié)點(diǎn)樣品的水分、滲透壓無明顯變化。各檢測節(jié)點(diǎn)樣品按質(zhì)量百分比20%沖調(diào)后測定pH為6.95～7.30，無明顯變化，樣品的酸堿體系較穩(wěn)定。

2.3.2 樣品因素、模擬取用及模擬運(yùn)輸情況分析

選用其中一批樣品（帶包裝）進(jìn)行因素考察、模擬取用及模擬運(yùn)輸試驗(yàn)，試驗(yàn)后各營養(yǎng)素衰減情況見表5。光照試驗(yàn)中并沒有觀察到維生素A明顯降解，可能與維生素A使用是的包埋粉末且包裝的遮光性能對其起到保護(hù)作用有關(guān)。維生素B6、B12在強(qiáng)光試驗(yàn)下有明顯的降解，可能與B6、B12在中性環(huán)境易被強(qiáng)光破壞有關(guān)[10]*。在高溫試驗(yàn)中，維生素A、維生素B12、維生素C均出現(xiàn)明顯降解，這與3個(gè)營養(yǎng)素的熱穩(wěn)定性相匹配，碘在高溫試驗(yàn)過程中也出現(xiàn)一定降解。模擬取用及運(yùn)輸測試過程中各營養(yǎng)素比較穩(wěn)定性，未出現(xiàn)明顯的衰減，運(yùn)輸測試結(jié)果同時(shí)也說明樣品雖然是干法工藝生產(chǎn)，但整體粉體體系較穩(wěn)定，在運(yùn)輸過程中不存在分層的風(fēng)險(xiǎn)。

表5 樣品因素、模擬取用及模擬運(yùn)輸試驗(yàn)下衰減率 單位：%

2.3.3 樣品加速穩(wěn)定性情況分析

3個(gè)批次樣品加速試驗(yàn)3和6個(gè)月后各營養(yǎng)素衰減率見表6。在維生素方面，加速6個(gè)月后脂溶性的維生素A、E及水溶性的維生素C出現(xiàn)明顯衰減，該結(jié)果與文獻(xiàn)[11-13]的研究結(jié)果一致。加速6個(gè)月維生素B12的衰減率接近10%，與維生素B12遇熱會有一定程度破壞有關(guān)，這也與前期高溫結(jié)果相一致。而葉酸加速3和6個(gè)月均有衰減率高于10%的情況，且趨勢與孫本風(fēng)等[14]*的研究結(jié)果一致，但葉酸檢測方法為微生物方法，檢測精密度較低，檢測精密度偏差為15%，所以無法判斷葉酸是否出現(xiàn)明顯衰減。除了上述維生素，剩余營養(yǎng)素在加速3和6個(gè)月時(shí)，衰減率均在10%以內(nèi)，含量較為穩(wěn)定。同時(shí)含量較低的營養(yǎng)素，如生物素、鐵、鋅、硒等雖然衰減率較低，但結(jié)果顯示檢測偏差較大，做產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)仍需多加注意充分考慮加工及貨架期損耗。

表6 樣品加速條件下各營養(yǎng)素的衰減率 單位：%

接表6

2.3.4 樣品長期穩(wěn)定性情況分析

為更好地模擬產(chǎn)品的貨架期存放情況，按產(chǎn)品的保質(zhì)期設(shè)置時(shí)間進(jìn)行24個(gè)月的長期試驗(yàn)，并于12和24個(gè)月進(jìn)行檢測分析。從表7的結(jié)果可以看出，維生素A、E、C和葉酸的衰減情況跟加速試驗(yàn)的比較一致，而維生素E在長期24個(gè)月的時(shí)候出現(xiàn)更明顯的衰減，是所有營養(yǎng)素中衰減最高的，這一結(jié)果也與孫婉婷等[15]*的研究結(jié)果一致。產(chǎn)品中不飽和脂肪酸的占比較高，不飽和脂肪酸會降低產(chǎn)品氧化穩(wěn)定性，且含量越高，產(chǎn)品穩(wěn)定性越差[16]*，脂肪酸的不飽和度越高，氧化反應(yīng)速率越快。但亞油酸、α-亞麻酸在貨架期內(nèi)并沒有發(fā)生明顯變化，這可能就是維生素E的抗氧化效果的保護(hù)作用。另外，水溶性維生素B12也在貨架期24個(gè)月時(shí)出現(xiàn)明顯衰減，且程度跟高溫試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)。

表7 樣品長期實(shí)驗(yàn)下各營養(yǎng)的衰減率 單位：%

接表7

3 結(jié)果與討論

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品是給予特殊人群特定疾病狀態(tài)下的營養(yǎng)支持與保障，質(zhì)量安全，特別是營養(yǎng)素控制范圍直接影響目標(biāo)人群健康。試驗(yàn)選用特定營養(yǎng)素化合物來源制備的樣品，利用2年多時(shí)間，通過模擬產(chǎn)品的多影響因素試驗(yàn)、模擬取用、模擬運(yùn)輸、加速試驗(yàn)及長期試驗(yàn)，研究干法混合工藝特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品在貨架期內(nèi)營養(yǎng)素的損失與波動，對于指導(dǎo)產(chǎn)品的配方設(shè)計(jì)、產(chǎn)品貯存方式等方面具有重要意義。

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品組成復(fù)雜，營養(yǎng)素化合物來源選擇不同，產(chǎn)品酸堿體系、生產(chǎn)工藝不同，最終的產(chǎn)品穩(wěn)定性也會不同。通過開展對加工損耗、穩(wěn)定性的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，按干法混合工藝生產(chǎn)的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中，維生素A及泛酸存在一定的加工損耗，穩(wěn)定性考察中維生素A、維生素E、維生素C、維生素B6、維生素B12、葉酸會出現(xiàn)不同程度衰減。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，針對這幾個(gè)營養(yǎng)素的加工衰減損耗應(yīng)做充分考慮。貯存期的損耗與營養(yǎng)素選用的化合物來源及生產(chǎn)工藝密切相關(guān)、包埋特性有關(guān)，為改進(jìn)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，還可以通過選用穩(wěn)定性更好或包埋工藝更好的化合物來源，如選用包埋的維生素A棕櫚酸酯[17]*、包埋的維生素B12[10]*。同時(shí)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品配方中還會含有較大占比的不飽和脂肪酸，在貨架期的貯存中，需注意選擇能夠有效阻隔水分、氧氣的包材及注意抗氧化成分的設(shè)計(jì)。