特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品生產(chǎn)工藝研究現(xiàn)狀及展望

陳 斌， 董海勝， 臧 鵬， 于燕波， 曠劍梅， 劉同方

(1.深圳市太空科技南方研究院， 廣東 深圳 518000； 2.中國航天員科研訓(xùn)練中心 航天營養(yǎng)與食品工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100094； 3.湖南匯升生物科技有限公司， 湖南 耒陽 421800)

臨床病人發(fā)生營養(yǎng)不良的風(fēng)險(xiǎn)較高，尤其對(duì)于糖尿病、腫瘤、創(chuàng)傷手術(shù)、意識(shí)障礙、厭食癥等特定疾病人群。營養(yǎng)不良與較差的治療效果，并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，恢復(fù)時(shí)間延長，更高的治療費(fèi)用，較高的病死率相關(guān)。相比腸外營養(yǎng)，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品屬于經(jīng)消化道飲食，在臨床營養(yǎng)支持上具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，符合人體生理。早在20世紀(jì)50年代，美國Greenstein團(tuán)隊(duì)為了解決宇航員在太空的飲食問題，配制了一種化學(xué)組成明確膳(chemically defined diet，CDD)，即要素膳，含有氨基酸、葡萄糖、玉米油、礦物質(zhì)與維生素[1-2]。20世紀(jì)60年代，國外有企業(yè)從事醫(yī)學(xué)營養(yǎng)品的商業(yè)化生產(chǎn)，提供給一些特殊飲食需要的病人，臨床效果良好[3-4]。20世紀(jì)80年代以來，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的概念逐漸產(chǎn)生，美國、國際食品法典委員會(huì)、歐盟、日本、澳大利亞、新西蘭等國家和地區(qū)相繼出臺(tái)發(fā)布特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品定義、標(biāo)簽標(biāo)識(shí)規(guī)定或生產(chǎn)監(jiān)管指導(dǎo)原則等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)[5-6]，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品最初以腸內(nèi)營養(yǎng)制劑的形式引入國內(nèi)，被列為藥品管理，2013年以來我國相繼發(fā)布GB 29922《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》及注冊(cè)管理辦法，明確了特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的定義、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和法律地位，并設(shè)定了一個(gè)過渡期，將起初劃為藥品管理的全營養(yǎng)腸內(nèi)營養(yǎng)制劑“藥準(zhǔn)字”的產(chǎn)品轉(zhuǎn)為“特醫(yī)食準(zhǔn)字”。特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品屬于特殊膳食用食品，特殊膳食用食品與普通食品、新資源食品及保健食品是并列關(guān)系，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品與嬰幼兒食品、運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)食品、孕婦配方食品、低能量食品等是并列關(guān)系[7]。雖然特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品施用的地點(diǎn)一般在醫(yī)院，消費(fèi)對(duì)象是臨床病人，但是特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品不是藥品，僅僅發(fā)揮提供營養(yǎng)支持的作用[8]，現(xiàn)有法規(guī)規(guī)定產(chǎn)品不得聲稱對(duì)疾病有預(yù)防和治療功能。

我國關(guān)于特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)近年來密集出臺(tái)，受到國內(nèi)高校及科研院所相關(guān)部門、制藥、乳品、健康相關(guān)企業(yè)的廣泛關(guān)注，被譽(yù)為健康領(lǐng)域的新藍(lán)海。本文通過對(duì)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的現(xiàn)有工藝進(jìn)行分析，提出工藝研究中面臨的困境及對(duì)策，對(duì)具有潛力的新興食品工藝技術(shù)在特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中的應(yīng)用進(jìn)行了展望，以期為我國特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的工藝開發(fā)提供參考。

1 特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品生產(chǎn)工藝研究現(xiàn)狀

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的研發(fā)流程見圖1，涵蓋了研制需求分析，配方研究，工藝小試，工藝中試，穩(wěn)定性試驗(yàn)、臨床試驗(yàn)，注冊(cè)申報(bào)，生產(chǎn)許可及上市的過程，工藝研究包括工藝小試及工藝中試，是特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品研制的關(guān)鍵所在，是上游的配方實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟、決定了輸出產(chǎn)品的穩(wěn)定性，也是產(chǎn)品研制的難點(diǎn)所在。特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的主要?jiǎng)┬蜑榉勰┘耙簯B(tài)，此外還包括膏狀或凝膠狀，適用于吞咽障礙等特殊情形。

圖1 特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的研發(fā)流程Fig.1 Development process of special food for medical purpose

1.1 粉末劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品生產(chǎn)工藝研究現(xiàn)狀

粉末劑型的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品在該類產(chǎn)品中的占比約40%[5]，為了保持配方中氧化敏感性及光敏感性的維生素等營養(yǎng)成分的穩(wěn)定性，其包裝形式通常為非金屬多層復(fù)合罐裝，這種包裝形式便于運(yùn)輸，儲(chǔ)存，保質(zhì)期相對(duì)較長[9]。粉末劑型的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品主要包括干法混合工藝、濕法噴粉工藝及干濕混合工藝。

干法混合工藝是指將蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪(粉)、維生素、礦物質(zhì)、可選成分及必要的添加劑等攪拌混合，為促進(jìn)混合物的均勻性，通常采用逐級(jí)放大的混合工序。由于干法混合工藝沒有殺菌步驟，因此，整個(gè)稱量、配料、混合及分裝過程對(duì)生產(chǎn)車間工裝、器具及設(shè)備的潔凈度要求更嚴(yán)格，對(duì)原料的水分活度及微生物控制更嚴(yán)格，對(duì)浮游菌、沉降菌、溫濕度等環(huán)境因素要求很高?？傮w上，干法混合工藝生產(chǎn)的粉末劑型產(chǎn)品，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)線投入相對(duì)較低，但是微生物需要嚴(yán)格控制，配方中極微量成分混合均勻性是難題。

濕法噴粉工藝是指蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪(粉)、維生素、礦物質(zhì)、可選成分及必要的添加劑等各種原輔料與水混合，剪切分散，再經(jīng)均質(zhì)，真空濃縮、噴霧干燥等步驟加工成粉狀。由于是在液體體系中混合，保證了不同營養(yǎng)元素配比的均勻性，產(chǎn)品狀態(tài)疏松，速溶效果較好，但是該工藝涉及設(shè)備多，工藝相對(duì)復(fù)雜，容易造成熱敏性或光敏性營養(yǎng)素的損失。

干濕混合工藝，綜合了濕法工藝混合更均勻的優(yōu)點(diǎn)和干法工藝營養(yǎng)素?fù)p失較少的優(yōu)點(diǎn)，在濕法工序步驟將非熱敏性物料與水混勻，然后噴霧干燥，對(duì)于熱敏性的營養(yǎng)組分則通過干混方式加入，避免了熱損失及工藝步驟過長引起的氧化暴露損失。

1.2 液體劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品生產(chǎn)工藝研究現(xiàn)狀

液體劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品在該類產(chǎn)品中的占比約50%，無需復(fù)水操作，便于在臨床營養(yǎng)支持中應(yīng)用[5-9]。對(duì)于液體劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品，是含有油相及水相的熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，同時(shí)也是含有碳水化合物、蛋白質(zhì)等豐富營養(yǎng)物質(zhì)的中性體系，需要采用乳化、均質(zhì)及滅菌工藝來保持體系貨架期穩(wěn)定，其生產(chǎn)工藝流程圖見圖2。

圖2 液體特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品生產(chǎn)工藝流程
Fig.2 Processing technology of liquid form special
food for medical purpose

乳化工藝通常通過兩步來實(shí)現(xiàn)，第一步是高速剪切分散，第二步是高壓均質(zhì)細(xì)化[10-11]。第一步的工藝目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)油相及水相進(jìn)行均勻的混合和初步細(xì)化，采用的工藝設(shè)備包括膠體磨、高剪切分散機(jī)及乳化泵等[12]。高速剪切分散工作原理是定子、轉(zhuǎn)子的組合作用，轉(zhuǎn)子高速平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)，形成高頻、高速的圓周切線速度，角速度綜合動(dòng)能效應(yīng)，轉(zhuǎn)子與定子的狹窄間隙則形成強(qiáng)烈的剪切、摩擦、離心擠壓和碰撞等綜合效應(yīng)，最終使得油相和水相均勻細(xì)膩的完成分散和細(xì)化[13]。定子、轉(zhuǎn)子之間的間隙可調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)不同細(xì)度的分散效果，根據(jù)定子、轉(zhuǎn)子的組合數(shù)，可分為單級(jí)分散和多級(jí)分散，單級(jí)分散設(shè)有一組定、轉(zhuǎn)子組成的工作腔，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生離心力，將產(chǎn)品從軸向吸入定、轉(zhuǎn)子間隙組成的工作腔，產(chǎn)品在工作腔內(nèi)經(jīng)歷了多次剪切后，從定子的徑向噴射而出，完成分散乳化過程；多級(jí)分散則設(shè)有多組定、轉(zhuǎn)子，每組定子、轉(zhuǎn)子分別組成工作腔，產(chǎn)品依次通過工作腔完成剪切分散乳化過程，從而得到分散性更均勻、分散相粒徑更小的產(chǎn)品[14]，為了滿足食品衛(wèi)生要求，乳化工藝設(shè)備與食品物料接觸部分的材質(zhì)需要為食品級(jí)SUS304或SUS316L不銹鋼。

高壓均質(zhì)細(xì)化是為了進(jìn)一步降低分散相粒徑，使口感更佳細(xì)膩，體系更加穩(wěn)定，避免脂肪上浮和不溶性顆粒的沉降[15]。高壓均質(zhì)工作示意圖見圖3，是以往復(fù)泵為動(dòng)力，將前述剪切分散均勻的液體物料輸送到工作閥部分，通過工作閥內(nèi)部的球閥芯的壓力傳導(dǎo)，在其內(nèi)部形成高壓液流，高壓液流在通過均質(zhì)閥的微小間隙時(shí)，瞬間失壓，通過空穴效應(yīng)、剪切效應(yīng)、湍流效應(yīng)及碰撞效應(yīng)發(fā)揮均質(zhì)作用[13]，使得物料得到均質(zhì)乳化和破碎效果，分散相油滴的粒徑減小，表面張力降低，延緩了油滴團(tuán)聚過程[16]。高壓均質(zhì)技術(shù)在營養(yǎng)型脂肪乳、載藥脂肪乳、納米混懸劑、飲料及乳品等營養(yǎng)產(chǎn)品領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[17]。均質(zhì)效果與均質(zhì)級(jí)數(shù)、均質(zhì)次數(shù)相關(guān)，其中兩級(jí)均質(zhì)比一級(jí)均質(zhì)效果較好，隨著均質(zhì)次數(shù)的增加，分散相粒徑逐漸變小，通常兩次均質(zhì)的效果比一次均質(zhì)對(duì)粒徑分布的影響顯著，而兩次以上均質(zhì)效果差異不明顯，隨著脂肪粒徑變小，其表面張力變小，在連續(xù)相中就越穩(wěn)定，可以有效延緩發(fā)生脂肪聚集漂浮的現(xiàn)象，保持混懸液貨架期的性狀穩(wěn)定[18]。

圖3 高壓均質(zhì)工作示意圖Fig.3 Working diagram of high-pressure homogenization

為了獲得長達(dá)12個(gè)月甚至更長的保質(zhì)期，液體劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品必須經(jīng)過滅菌工序處理，以達(dá)到商業(yè)無菌的目標(biāo)，現(xiàn)有成熟的殺菌工藝一般為濕熱殺菌，可以殺滅活菌及耐熱型的芽孢，包括高溫罐頭式殺菌工藝或者超高溫瞬時(shí)殺菌工藝[19]。高溫罐頭式殺菌工藝適用于食品包裝后殺菌，殺菌后產(chǎn)品達(dá)到商業(yè)無菌狀態(tài)，屬于熱穩(wěn)定食品。高溫罐頭式殺菌通常需要研究確定適宜的殺菌公式，三階段程序控溫殺菌范式見式(1)，涵蓋程序升溫時(shí)間、恒溫維持時(shí)間及降溫時(shí)間，這與產(chǎn)品的包裝材料、殺菌釜內(nèi)產(chǎn)品碼放或堆積密度、包裝容量及產(chǎn)品的pH有關(guān)，且殺菌過程中要施加反壓，避免漲袋。

(1)

式(1)中t11，t12為第1階段滅菌升溫時(shí)間及維持時(shí)間；t21，t22為第2階段滅菌升溫時(shí)間及維持時(shí)間；t31，t32，t33為第3階段滅菌升溫時(shí)間、維持時(shí)間及降溫時(shí)間；T1，T2，T3為各階段滅菌目標(biāo)中心溫度；P為殺菌過程中施加的反壓。

對(duì)于特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品，相比高溫罐頭式殺菌工藝，采用超高溫瞬時(shí)殺菌工藝，產(chǎn)品的熱敏性營養(yǎng)素?fù)p失相對(duì)較少[20]。高溫殺菌熱處理過程中營養(yǎng)素的損失不容忽視，這需要在設(shè)計(jì)配方的時(shí)候考慮一定的冗余量，主要針對(duì)容易熱損失的維生素，比如維生素C、維生素E等，同時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注體系的pH值，因?yàn)椴煌S生素在不同酸堿度體系中的穩(wěn)定性差異較大，需要具體分析計(jì)算；此外，高溫殺菌過程容易造成體系中蛋白質(zhì)衍生，生成部分賴氨酸丙氨酸，一種蛋白質(zhì)熱損失及消化利用率降低的標(biāo)志物，這可以作為評(píng)價(jià)和改進(jìn)熱殺菌過程參數(shù)的指標(biāo)之一[5，21-22]。

2 特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品穩(wěn)定性影響因素分析

對(duì)于粉末劑型的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品，在加工成型后其水分活度較低，性狀相對(duì)穩(wěn)定，而液體劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品連續(xù)相為水相，分散相為油相，體系中分散相的穩(wěn)定性是研制的瓶頸和關(guān)鍵點(diǎn)所在。由于分散相配方極其復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中多種成分之間發(fā)生復(fù)雜的相互作用。包括蛋白質(zhì)與碳水化合物之間的美拉德反應(yīng)，礦物質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用產(chǎn)生的絮凝分層，礦物質(zhì)與脂肪相互作用容易發(fā)生催化氧化，脂肪變性；礦物質(zhì)與維生素相互作用造成維生素的衍生和損失；礦物質(zhì)與表面活性劑相互作用，造成乳化體系的失穩(wěn)；包裝與內(nèi)容物相互作用，引起包裝中小分子物質(zhì)的溶出與體系營養(yǎng)物質(zhì)在包裝內(nèi)表面的吸附等。這些變化大部分不利于產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量，需要在工藝研究中予以克服。

2.1 分散相粒徑的影響

依據(jù)分散相及連續(xù)相聚集狀態(tài)，液體劑型的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品既是含有油和水的液/液分散乳狀液，又是含有不溶性固體鹽或纖維素顆粒的固/液分散懸浮液溶膠，分散相直徑通常處于微米水平，為粗分散體系，兩相容易分離，即沉降或上浮[23]。分散相上浮或沉降速率計(jì)算公式見式(2)[10]。

(2)

式(2)中ν為分散相上浮或沉降速率；Δρ為分散相與連續(xù)相密度差；η為混懸液體系黏度；d為分散相粒徑。

由式(2)可知，由于分散相與連續(xù)相密度差造成的分散相上浮速率或沉降速率與分散相直徑的平方成正比, 與體系的黏度成反比, 與兩相的密度差成正比, 通常，在配方工藝確定的情況下，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品體系的密度差相對(duì)恒定,黏度變化不大,因此對(duì)體系穩(wěn)定性影響較大的是分散相粒徑，粒徑越小, 體系的穩(wěn)定性就越高[15]。

2.2 分散相比表面積的影響

分散相比表面積(specific surface area, SSA)是影響含有水油兩相體系穩(wěn)定性的重要因素。對(duì)于含有油脂的液體劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品，屬于疏液膠體，為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，通常不能自發(fā)形成，為了制備獲得相對(duì)穩(wěn)定的疏液膠體，需要外界做功，在機(jī)械能的作用下，使分散相粒徑變小，同時(shí)這種相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間也與分散相與連續(xù)相的物理化學(xué)性質(zhì)、疏液膠體的制備與保存條件等因素有關(guān)[24]；乳劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品體系中酪蛋白、乳清蛋白及大豆分離蛋白有助于維持水包油乳液的穩(wěn)定性[23-26]。分散相粒徑變小的過程一般通過兩步實(shí)現(xiàn)，首先要經(jīng)過高速剪切乳化，使分散相均勻地分布于連續(xù)相體系中，形成均相乳狀液，然后進(jìn)一步將均相乳狀液通過高壓均質(zhì)處理，使乳狀液中分散相粒子細(xì)化，粒徑急劇變小，比表面積呈幾個(gè)數(shù)量級(jí)的增加，有助于乳液的長期穩(wěn)定。通常特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中分散相為油相，連續(xù)相為水相，水相中蛋白質(zhì)膠束及乳化劑可以維持油相的穩(wěn)定性。假設(shè)體系中分散相(油相)形貌為球形，比表面積計(jì)算公式見式(3)[23]。

(3)

式(3)中SSA為分散相比表面積；r為分散相粒子半徑；S為總面積；m為總質(zhì)量；n為分散相粒子數(shù)目；ρ為分散相密度。

由式(3)可知，同一體系、同樣重量的分散相，分散相的密度通常不變，粒徑越小，則分散相比表面積越大。根據(jù)分散相粒徑從大到小，依次為粗乳狀液、細(xì)小乳狀液、微乳狀液、膠束溶液及分子溶液。微乳狀液是自發(fā)形成的，屬于熱力學(xué)穩(wěn)定體系，粒徑10～50 nm，當(dāng)分散相粒子半徑足夠小，達(dá)到分子水平時(shí)，相界面不復(fù)存在，體系最穩(wěn)定[23]。

3 特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品工藝研究展望

3.1 膜乳化技術(shù)

膜乳化工藝示意圖見圖4，其關(guān)鍵部件為Shirasu porous glass membrane(SPG膜)，通常為硅砂多孔玻璃、陶瓷、金屬或者聚合物，孔徑為微米級(jí)別，可以再生反復(fù)使用，是一種新型的乳化方式。工作方式通常采用外壓式，分散相位于SPG膜外側(cè)，內(nèi)側(cè)為連續(xù)相，通過外部高壓氮?dú)饧訅?，分散相被擠壓通過SPG膜孔徑，進(jìn)入連續(xù)相，達(dá)到細(xì)化和分散的雙重目的，整個(gè)過程可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化[27-28]。相比機(jī)械動(dòng)能輸入式的高速剪切式乳化方式，膜乳化具有操作簡(jiǎn)單，低能耗，較少的乳化劑用量，較窄的分散相粒徑分布范圍的優(yōu)點(diǎn)。膜乳化方式分為單級(jí)膜乳化和多級(jí)膜乳化(multi-stage membrane emulsification)。膜乳化工藝中連續(xù)相需要輔以少量的乳化劑，包括不同來源的天然卵磷脂，如蛋黃卵磷脂、蛋黃溶血卵磷脂或者混用，而且乳液的穩(wěn)定性受乳化體系的pH影響[29]。改進(jìn)的交叉流動(dòng)膜乳化方法是通過在管膜的內(nèi)腔側(cè)安裝螺旋形結(jié)構(gòu)。這種方法可以減少連續(xù)相流量和增加分散相流量，增加膜壁附近的剪切應(yīng)力。

圖4 膜乳化工藝示意圖Fig.4 Schematic diagram of membrane emulsification process

旋流流動(dòng)膜乳化通過劇烈的湍流渦流在膜壁上施加了非常高的徑向阻力，可實(shí)現(xiàn)乳液高通量生產(chǎn)，可以在非常高的分散相通量下制備粒徑高度均一的乳液。研究表明表面活性劑、黏度和旋流速度對(duì)水包油體系中分散相的平均液滴直徑(D50)和液滴尺寸分布系數(shù)(跨度)的影響不同。乳液D50和跨度隨著旋流速度的減小而降低，直至8.5 m/s的臨界速度，超過該臨界速度D50進(jìn)一步下降而其相應(yīng)的跨度略微增加。分散相黏度的增加導(dǎo)致乳液D50增加。分散通量對(duì)D50沒有顯著影響，對(duì)于臨界分散通量，慣性力成為液滴形成的主導(dǎo)力，并且D50大幅增加，高表面活性劑濃度有助于降低D50[28]。油相中可吸附在膜表面的表面活性成分，如游離脂肪酸，磷脂，皂苷和葉綠素，可以吸附在膜表面上，有助于油相對(duì)膜的浸潤[27]。

3.2 超高壓均質(zhì)技術(shù)

食品工業(yè)常用的高壓均質(zhì)機(jī)通常工作壓力不超過60 MPa，輸出產(chǎn)品平均粒徑通常為1～100 μm，均質(zhì)工藝通常為殺菌前的工序，而熱殺菌后產(chǎn)品物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了急劇的變化，蛋白質(zhì)變性，原有的乳化體系被破壞，從而產(chǎn)生脂肪聚集甚至分層現(xiàn)象[30]。

超高壓均質(zhì)技術(shù)(ultra high pressure homogenization，UHP)采用氧化鋯陶瓷合金材料均質(zhì)閥，不同物料均質(zhì)效果差異較大，對(duì)于油水乳液體系，均質(zhì)后產(chǎn)品平均粒徑≤100 nm，且粒徑分布均勻[16]。無菌均質(zhì)技術(shù)則采用了無菌設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行在線清洗(clean in place, CIP)和在線蒸汽滅菌(sterilization in place, SIP)，可以配置在殺菌工藝之后，從而更有利于產(chǎn)品的口感細(xì)膩和貨架期穩(wěn)定[31]。超高壓均質(zhì)在流體處理的技術(shù)，微生物和營養(yǎng)方面具有巨大潛力。與傳統(tǒng)乳液相比，用UHP處理的乳液的氧化穩(wěn)定性得到改善。UHP處理的飲料由于顆粒尺寸減小和新的顆粒相互作用而呈現(xiàn)出最高的膠體穩(wěn)定性[17]。

3.3 噴霧冷凍干燥技術(shù)

干燥是粉末劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的重要工序單元，通過干燥獲得的產(chǎn)品堆積密度低，貨架期長，產(chǎn)品穩(wěn)定性提高，易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。對(duì)于易受熱降解影響的熱敏性產(chǎn)品的干燥，冷凍干燥是應(yīng)用最多和最有效的途徑 ，同時(shí)冷凍干燥的升華過程賦予產(chǎn)品多孔結(jié)構(gòu)，這種多孔結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品速溶性的必要條件 。特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中富含多種維生素、礦物質(zhì)、植物油及蛋白質(zhì)等，產(chǎn)品熱敏性組分種類較多，對(duì)產(chǎn)品速溶性的要求高，同時(shí)需要更高的水/油容納能力，避免工藝處理過程中破乳破壞脂肪氧化穩(wěn)定性。因此冷凍干燥是最為適宜的干燥工藝。冷凍干燥由于運(yùn)行成本高，批次生產(chǎn)周期通常需要幾個(gè)小時(shí)，生產(chǎn)能力受限，主要用于高附加價(jià)值產(chǎn)品的生產(chǎn)加工。

為了縮短冷凍干燥時(shí)間，近年來發(fā)展了噴霧冷凍干燥工藝(spray freeze drying, SFD)[32]。通過霧化液體進(jìn)料以增加熱量和質(zhì)量轉(zhuǎn)移的表面積，然后將霧化的物料瞬間冷凍凝結(jié)在低溫氣體或液體中 以形成固體顆粒，然后再將其凍干，這使得干燥速率比常規(guī)冷凍干燥快得多。常用的形式為流化床冷凍干燥工藝，通過強(qiáng)制對(duì)流加熱減少干燥時(shí)間。 噴霧冷凍干燥通常由三部分組成：并流噴霧冷凍、氣體- 顆粒凝結(jié)和流化冷凍干燥單元，主要的研究參數(shù)包括溫度，壓力和流量。噴霧冷凍干燥技術(shù)已經(jīng)在凍干乳清蛋白粉等產(chǎn)品中得到應(yīng)用，多孔微結(jié)構(gòu)賦予產(chǎn)品獨(dú)特的溶解度和粒徑分布。噴霧冷凍干燥工藝在改善藥物及蛋白質(zhì)溶解速率和生物活性方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)[33]。用乳清蛋白分離物作為包埋壁材，采用噴霧冷凍干燥技術(shù)制備了維生素E微膠囊，包埋效率達(dá)89%，制備微膠囊具有多孔內(nèi)部結(jié)構(gòu)，顯示了優(yōu)異的溶解行為，有助于提高產(chǎn)品口服生物利用度[34]。

4 結(jié)束語

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的研發(fā)和生產(chǎn)均突出了企業(yè)的主導(dǎo)作用，要求企業(yè)具備工藝研發(fā)能力，且必須自建生產(chǎn)線，不允許代加工，其中工藝流程設(shè)計(jì)需要遵循的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)包括：GB 29923 《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品良好生產(chǎn)規(guī)范》、《注冊(cè)生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)核查要點(diǎn)及判斷原則》及《生產(chǎn)許可審查細(xì)則》等。由于我國特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范近幾年才逐步發(fā)展完善，與國外相關(guān)企業(yè)相比，國內(nèi)企業(yè)從事特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品研發(fā)生產(chǎn)，無論從原料來源還是生產(chǎn)工藝設(shè)備方面均存在一定的差距。因此，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品原料廠商需要提高自身產(chǎn)品品質(zhì)，確保原料標(biāo)準(zhǔn)化，質(zhì)量品質(zhì)穩(wěn)定；工藝設(shè)備制造商則需要從機(jī)械容器、管閥等與食品接觸部位的材質(zhì)、關(guān)鍵部件、成套技術(shù)服務(wù)、交鑰匙工程及售后服務(wù)方面提高，在可持續(xù)發(fā)展方面，尤其要關(guān)注綠色、健康的食品加工工藝設(shè)備的研發(fā)，包括噴霧冷凍干燥技術(shù)、膜乳化技術(shù)、超高壓無菌均質(zhì)技術(shù)等，以實(shí)現(xiàn)較少的營養(yǎng)素?fù)p失和衍生及產(chǎn)品優(yōu)良的色香味。特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品包裝研發(fā)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)與臨床無縫連接，開發(fā)環(huán)境適應(yīng)性更加優(yōu)良的包裝形式，如鋁塑復(fù)合膜袋及高阻隔利樂包等。

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的概念和形式是現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品科學(xué)、現(xiàn)代食品加工技術(shù)的融合結(jié)晶，需要臨床營養(yǎng)、醫(yī)療、食品加工等領(lǐng)域人員的通力合作。特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品在配方組成上是利用現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)系統(tǒng)知識(shí)，將各單一營養(yǎng)成分的組合，立足我國國情，同時(shí)參考了國外成熟經(jīng)驗(yàn)的做法，是化學(xué)組分明確的食品組方，如何將特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品與中華飲食文化的結(jié)合，探索藥食同源原料的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)食療食補(bǔ)理念還需要大量的基礎(chǔ)研究工作。由于營養(yǎng)的吸收與代謝、藥物的吸收與利用及腸道免疫功能的發(fā)揮都與腸道微生物相關(guān)，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品與腸道微生態(tài)有機(jī)結(jié)合，研發(fā)免疫生態(tài)型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品也將是發(fā)展的重要方向之一。