優(yōu)選特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品的混合工藝

柳俊，李漢西，黃琪評(píng)，曾德猷

廣州紐健生物科技有限公司（廣州 510663）

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品（foods for special medical purposes，F(xiàn)SMP），根據(jù)我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的定義，這類食品是“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(duì)營養(yǎng)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(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品屬于FSMP的一個(gè)類別，其特點(diǎn)是營養(yǎng)素全面，可作為單一營養(yǎng)來源滿足目標(biāo)人群營養(yǎng)需求；其配方一般包括蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、13種必需維生素和12種必需礦物質(zhì)，以及膳食纖維等可選擇性成分。

干法工藝是目前特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品加工工藝中比較常見的工藝之一，其特點(diǎn)是能耗低、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、營養(yǎng)素?fù)p失較小，但其缺點(diǎn)是某些微量元素不易在產(chǎn)品中混勻，影響產(chǎn)品質(zhì)量[1]。研究采取正交試驗(yàn)優(yōu)選特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品最佳混合工藝參數(shù)，重點(diǎn)研究投料方式、混合時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率以及裝載系數(shù)對(duì)產(chǎn)品混合均勻性的影響[2-3]，以期為提高產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)際生產(chǎn)效率提供可靠的試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)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(fù)配宏量礦物質(zhì)、復(fù)配微量礦物質(zhì)、復(fù)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(yè)清怡。

1.2 儀器與設(shè)備

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

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 取樣

三維立體混合機(jī)中物料分為上、中、下三層，靠近進(jìn)料口區(qū)域?yàn)樯蠈樱拷铝峡趨^(qū)域?yàn)橄聦?，中間區(qū)域?yàn)橹袑?。上層區(qū)域用取樣器以等邊三角形的分布方式取3個(gè)樣（1，2和3），中層區(qū)域用取樣器以等邊三角形的分布的方式取3個(gè)樣（4，5和6），下層區(qū)域用取樣器以等邊三角形的分布的方式取3個(gè)樣（7，8和9），取樣點(diǎn)分布如圖1所示[4]。

圖1 具體取樣點(diǎn)分布圖

1.3.2 混合均勻度評(píng)價(jià)方法

以同一批次試樣中微量營養(yǎng)素銅和錳含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來反映所測(cè)產(chǎn)品的混合均勻度[5]：混合均勻度（%）=100%-SRSD（%）。

1.3.3 微量營養(yǎng)素銅和錳含量的測(cè)定

參照GB 5009.13—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中銅的測(cè)定》，GB 5009.242—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中錳的測(cè)定》測(cè)定微量營養(yǎng)素銅和錳。

1.3.4 正交試驗(yàn)優(yōu)選混合工藝

采用正交試驗(yàn)法對(duì)混合工藝進(jìn)行優(yōu)選?？紤]到影響混合工藝的因素主要有投料方式、混合時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率和裝載系數(shù)，因此以上述工藝因素作為正交試驗(yàn)的考察因素，各取3個(gè)水平，詳見表1。

表1 因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 混合工藝試驗(yàn)結(jié)果及方差分析

以微量營養(yǎng)素銅和錳含量的混合均勻度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果及方差分析見表2和表3。由直觀分析和方差分析結(jié)果可知，投料方式、混合時(shí)間和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率對(duì)混合結(jié)果具有顯著性影響，綜合考慮到節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率等綜合因素，最終確定混合工藝參數(shù)A3B2C3D3，即采取投料方式Ⅲ，混合時(shí)間30 min，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率60 Hz，裝載系數(shù)50%。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果表

表3 方差分析表

2.2 驗(yàn)證試驗(yàn)

取同一批原料，按照A3B2C3D3的混合工藝參數(shù)進(jìn)行3批次驗(yàn)證試驗(yàn)，測(cè)定銅含量混合均勻度和錳含量混合均勻度，結(jié)果見表4。由表4可知，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與正交試驗(yàn)優(yōu)選結(jié)果吻合，說明正交試驗(yàn)選出的混合工藝條件合理，工藝條件穩(wěn)定可行。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

試驗(yàn)篩選的特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品混合工藝參數(shù)為A3B2C3D3，即采取投料方式Ⅲ，混合時(shí)間30 min，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率60 Hz，裝載系數(shù)50%。該工藝穩(wěn)定可行，可作為特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品的混合工藝。

3.2 討論

在特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品干法生產(chǎn)工藝中，容易出現(xiàn)微量營養(yǎng)素混合不均勻的情況，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的品質(zhì)，因此科學(xué)合理地選擇混合工藝參數(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量均一性的關(guān)鍵和核心，也是特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品生產(chǎn)工藝改進(jìn)和創(chuàng)新的前提和基礎(chǔ)。

在篩選最佳工藝參數(shù)的試驗(yàn)過程中，如何選擇有代表性的指標(biāo)成分來評(píng)價(jià)產(chǎn)品的混合均勻性顯得尤為重要。此次試驗(yàn)采用配方中含量較小的微量營養(yǎng)素銅和錳含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差作為評(píng)價(jià)產(chǎn)品混合均勻性的指標(biāo)，雖在一定程度上能很好地反映產(chǎn)品中微量礦物質(zhì)的混合均勻程度，但是特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品中除了礦物質(zhì)，同時(shí)還含有多種維生素，所以要想更加科學(xué)和全面地評(píng)價(jià)產(chǎn)品混合均勻性，不僅要選擇微量礦物質(zhì)作為指標(biāo)，同時(shí)還需要選擇有代表性的微量維生素作為混合均勻性指標(biāo)。因此，接下來還需要再深入進(jìn)行混合工藝參數(shù)優(yōu)化的研究。