特殊醫學用途全營養配方食品濕法和干法工藝對比初探

麻開香，孫瑞芬，吳帥，李安平，王立峰，張慶芝

1.云南中醫藥大學（昆明 650000）；2.山西振東制藥股份有限公司（長治 046000）；3.北京灃瑞醫藥科技有限公司（北京 100176）

特殊醫學用途配方食品（food for special medical purpose，FSMP）簡稱特醫食品，也叫醫用食品，是指為滿足進食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或者特定疾病狀態人群對營養素或者膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品，包括特定全營養配方食品、全營養配方食品、非全營養配方食品[1]。該類產品須在醫生或臨床營養師的指導下單獨食用或與其他食品配合食用[2]。

20世紀80年，特醫食品以腸內營養制劑形式進入中國，并按照藥品進行監管，需通過藥品程序注冊后才能上市銷售，導致國外醫用食品進入國內市場較難[3]。根據原國家食品藥品監督管理總局的統計數據顯示，2016年我國以藥品名義批準注冊的腸內營養制劑有62個，涉及國內生產企業6家、國外生產企業8家，市場總產值約20億元[4]。這一產業現狀顯然不能滿足市場需求，臨床上患者的營養不良會影響治療與康復的進程。有數據顯示，我國住院患者營養不良發生率為30%~55%，在一些重癥患者中營養不良的發生率可達80%[5]。而對于某些特定疾病的人群，特醫食品是必需品[6]。中國于2015年修訂《食品安全法》，賦予特醫食品獨立的法律地位，明確其屬于“特殊食品”并實行嚴格監管，隨后原國家食品藥品監督管理總局于2016年發布《特殊醫學用途配方食品注冊管理辦法》及一系列的配套文件，截至2021年底，國家市場監督管理總局共批準81款產品[7]。

據統計，2013年全球特醫食品市場規模為700億元，年復合增長率約6%，但中國僅占全球的1%。營養不良患者特醫食品的使用率方面，中國與發達國家也存在較大差距，美國的使用率約65%，英國約27%，而中國僅為1.6%。預計到2030年，國內特醫食品市場份額將達5 000億元，面對這一巨大的市場需求，國內特醫食品企業和相關的研究機構，要加強研發投入，加快研究進度，才能有所突破[8-9]。

粉狀特醫食品的工藝主要有干法、濕法、干-濕復合法[10]。濕法工藝的特點是能耗大，產品均勻性相對較好，生產期間對熱敏性營養素造成一定程度損失；干法工藝的特點是能耗低、工藝設備簡單，不會造成營養素損失。國外多采用干法工藝，但其缺點就是某些微量元素不易在產品中混勻，影響產品的質量。基于前期已對干法、濕法及干-濕復合工藝中營養素的均勻性進行了研究，表明干法工藝也可以達到混合性的要求[11-12]。《特殊醫學用途配方食品通則》及其問答對特醫食品中的營養成分限值有嚴格限定，除了滿足混合均勻性要求外，營養成分符合性更是判定產品質量的關鍵指標，因此重點進行粉狀全營養特醫食品的干法和濕法工藝對比研究，考察2種工藝過程中營養成分的損耗率，旨在為特醫食品的配方設計提供數據支持，為商業化生產線建設及設備選型提供理論基礎和實踐依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

速溶乳清蛋白粉（德國Sachsennilch）；MCT粉、植物脂肪粉Omega157（均為馬來西亞kerry）；復合維生素；復合礦物質；膽堿（復配食品添加劑，上海勵成生物工程有限公司）；低聚半乳糖57S[量子高科（中國）生物股份有限公司]；麥芽糊精（保齡寶生物股份有限公司）；谷氨酰胺（河南金潤食品添加劑有限公司）；膠原蛋白肽（F）；魚油微囊粉（OMAX FLOW 50%，上海普洛欽國際貿易有限公司）；甜菊糖苷（河南省所以化工有限公司）。

1.2 儀器與設備

三維運動混合機（SYH-10，常州市高強干燥設備有限公司）；高效液相色譜儀（waters e2695、2489UV/Vis Detector）；電熱鼓風干燥箱（GZX-9070MBE，上海博迅醫療生物儀器股份有限公司）；C18柱（Luna?5 μm C18，250 mm×4.6 mm）；電子天平（PL1001-L，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；pH計[FE20，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；小型噴霧干燥儀（B-290，瑞士步琦有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 加工工藝

1.3.1.1 干法混合工藝流程（圖1）

圖1 干法混合工藝樣品制備流程

1.3.1.2 濕法混合工藝（圖2）

圖2 濕法混合工藝樣品制備流程

1.3.2 感官評定

以粉狀全營養配方食品的色澤與組織狀態、滋味與氣味、沖調性為指標，進行感官評價。評定參考RHB 204——2004《嬰兒配方乳粉感官評鑒細則》[13]，詳見表1。

表1 感官評分標準

1.3.3 理化指標測定

按照GB 5009.3——2016《食品中水分的測定》進行水分測定；按照GB 5009.4——2016《食品中灰分的測定》進行灰分測定；按照BJS 202102《特殊食品滲透壓測定》進行滲透壓測定。

1.3.4 營養成分測定

1.3.4.1 能量及宏量營養素測定

按照GB 29922——2013《特殊醫學用途配方食品通則》進行能量檢測；按照GB 5009.5——2016《食品中蛋白質的測定》進行蛋白質含量檢測；按照GB 5009.6——2016《中脂肪的測定》進行脂肪含量檢測；按照GB 28050——2011《預包裝食品營養標簽通則》問答（減法）進行碳水化合物檢測。

1.3.4.2 維生素和礦物質測定

根據GB 29922——2013《特殊醫學用途配方食品通則》及問答要求，特殊醫學用途全營養配方食品必須添加的13種維生素類和12種，其中大部分維生素類對溫度、濕度、光、氧及pH等敏感[21]。據報道：維生素A對外界理化因素都很敏感，在高溫高濕條件貯存3個月只有2%的保留率，維生素B1在高濕條件下貯存21 d后僅剩48%[14]；在45 ℃、75%相對濕度下保存20 d，維生素D3保留率為80.27%[15]；在40 ℃恒溫儲存20 d后維生素K保留率為39.84%，維生素C保留率為79.78%[16]；維生素B12在噴霧干燥的奶粉中損失率為20%~35%[17]。試驗以干法工藝及濕法工藝制備得到的產品中各維生素的檢測值與初始理論值比較考察工藝中維生素的損耗率。礦物質元素較穩定，一般不易引起損耗，因此選取含量最高的鉀、含量最低的硒及中間含量的鈣、鐵進行驗證。方法參照GB 29922——2013《特殊醫學用途配方食品通則》中表2規定的檢測方法進行測定。

表2 理化指標檢測結果

1.3.5 損耗率的計算

損耗率按式（1）計算。損耗率負值越小，表示營養素損耗越多。

2 結果與分析

2.1 感官結果分析

根據全營養配方食品感官評分標準（見表1），對2種工藝獲得的產品進行感官評分。總分為100分，即總分最高分100分，單項最高不超過單項規定的分數，最低是0分。總分計算時在全部總得分中去掉1個最高分和1個最低分，按式（2）計算，結果取整。單項得分計算時，在全部單項得分中去掉1個最高分和1個最低分，按式（3）計算，結果取整。

根據評分結果繪制感官雷達圖，見圖3。濕法工藝樣品的感官總體優于干法工藝，噴霧干燥產品的溶解性、顆粒度和沖調性較好[18]，除滋味及氣味外，濕法工藝制備的樣品其色澤、組織狀態、沖調性均優于干法工藝樣品。

圖3 2種工藝樣品感官評分雷達圖

2.2 理化指標測定結果分析

2種工藝制備的樣品水分、灰分、滲透壓檢測結果見表2。

結果表明：2種工藝制備的產品水分、灰分≤5%，符合同類產品要求[19]；滲透壓指標與同類產品接近[20]，2種工藝制備的產品此3個指標無明顯差異。

2.3 營養成分測定結果分析

2.3.1 能量及宏量營養素

2種工藝制備的樣品宏量營養素及能量的測定值見表3，損耗率見圖4。從表3和圖4可以看出，2種工藝制備的產品能量及宏量營養素檢測結果與初始理論值比較無明顯變化，在檢測精密度范圍之內，與王玉萍等[22]的研究結果一致，可認為2種工藝中宏量營養素均未引起明顯損耗。

表3 能量及宏量營養素檢測結果

圖4 2種工藝宏量營養素損耗率

2.3.2 維生素

2.3.2.1 脂溶性維生素

2種工藝制備的樣品脂溶性維生素損耗率見圖5。干法工藝脂溶性維生素的損耗率均在10%以內，在檢測精密度范圍之內，可認為未引起明顯損耗。而濕法工藝的脂溶性維生素損耗率明顯大于干法工藝，其中維生素A的損耗率最大，為28.03%，其次為維生素D（23.20%）、維生素K1（15.40%），而維生素E未引起明顯損耗，與孫健等[23]的研究結果一致。

圖5 2種工藝脂溶性維生素損耗率

2.3.2.2 水溶性維生素

2種工藝制備的樣品水溶性維生素損耗率見圖6。干法工藝中水溶性維生素的損耗率均在10%以內，在檢測精密度范圍之內，可認為未引起明顯損耗。而濕法工藝的水溶性維生素損耗率明顯大于干法工藝，其中維生素C的損耗率最大，為42.50%，其次為維生素B1（20.80%）、維生素B2（17.20%）、維生素B12（15.40%）和維生素B6（13.60%），其余5種維生素在檢測精密度范圍之內，可認為在該工藝下未引起明顯損耗。維生素對外界因素如光照、溫度、濕度、氧氣等條件較敏感，尤其以維生素C熱敏性強，且具有強還原性，在金屬離子如銅、鐵存在下可加速其氧化，所以維生素C的損耗率最大，此次研究中濕法工藝中損耗率達到42.50%，進一步驗證與已報道[23-25]研究結果相似。

圖6 2種工藝水溶性維生素損耗率

2.3.3 礦物質

2種工藝制備的樣品礦物質損耗率見圖7。2種工藝制備的樣品礦物質營養素損耗率均在10%以內，其中以濕法工藝中鐵的損耗率最大，為8.80%，但在檢測精密度范圍之內，可認為未引起明顯損耗。礦物質本身性質較為穩定，對空氣、溫度、光照等外界因素的耐受性比維生素強，損耗率相對維生素也低[24]。

圖7 2種工藝礦物質損耗率

3 結論

干法工藝基本不會引起營養素的損耗。濕法工藝制備的產品性狀、沖調性及營養素的含量均勻度較好，但對維生素造成一定程度的損失，其中以維生素C、維生素A、維生素D、維生素B1、維生素B2、維生素K1、維生素B12較為明顯，損耗率分別為42.50%，28.03%，23.20%，20.80%，17.20%，15.40%和15.40%。因此，在配方設計時，需要考慮適當提高這些營養素的強化值，以確保產品含量符合GB 29922——2013《特殊醫學用途配方食品通則》要求。其余營養素均未引起明顯損耗。

2種工藝制備的樣品各營養素檢測結果符合GB 29922——2013《特殊醫學用途配方食品通則》要求，試驗表明2種工藝均可以為商業化放大生產提供實踐依據和理論基礎，但干法和濕法工藝各有優缺點，而干-濕復合工藝可以結合二者的優點。因此后期可對濕法工藝相關參數進一步優化及進行干-濕復合工藝的研究，以期為商業化生產線建設及設備選型提供更全面的理論基礎和實踐依據。