基于快檢法新型乳基粉的配制

丁澤人，楊 志，王錫波，衛(wèi)新璞，蔡?hào)|蘋

(1.新疆西域春乳業(yè)有限公司，新疆 呼圖壁831299；2.新疆畜牧科學(xué)院，烏魯木齊830063)

前言

功能奶粉又稱功能調(diào)制奶粉，它是為了滿足某特定群體健康調(diào)理需求，基于健康營養(yǎng)與機(jī)體功能調(diào)理需要，在普通奶粉的基礎(chǔ)上加以調(diào)配的奶制品[1，2]。功能奶粉與普通奶粉的區(qū)別在于依照功能需求，在調(diào)整牛奶粉的酪蛋白/乳清蛋白、飽和脂肪酸/不飽和脂肪酸、乳糖、礦物質(zhì)等組分的基礎(chǔ)上，進(jìn)行微量元素、維生素、氨基酸或其他功能因子成分添加[1，2]。功能調(diào)制的前提是必須符合我國現(xiàn)行的奶粉國家標(biāo)準(zhǔn)，還要滿足特定人群的營養(yǎng)需要[2]。

目前，功能乳粉的開發(fā)一般是先開發(fā)乳基粉，再依照市場需求進(jìn)行相應(yīng)功能調(diào)制，加入功能營養(yǎng)素和針對性功能因子，通過濕法、流化床混合工藝生產(chǎn)相應(yīng)的乳粉的半成品、成品[4，5]。為適合新疆西域春乳業(yè)快速開發(fā)新型乳品的需要，本研究以西域春乳業(yè)自生產(chǎn)的干噴乳粉、干噴乳清蛋白粉等原料，基于低脂肪、高蛋白和乳糖類適宜原則，采用乳成分快檢設(shè)備對乳基粉的組分進(jìn)行檢測分析，結(jié)合線性方程衡算、感官評價(jià)，設(shè)計(jì)出滿足后續(xù)功能調(diào)制的乳基粉配方，最后制備乳基粉，并進(jìn)行成份分析和感官評價(jià)[6]。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

新鮮干噴乳粉(新疆西域春乳業(yè)自制，20210312)、乳清蛋白粉(西域春乳業(yè)自制，20210325)、牛奶蛋白600A(杜爾伯特伊利乳業(yè)有限責(zé)任公司)、牛奶蛋白852B(杜爾伯特伊利乳業(yè)有限責(zé)任公司)、植物脂質(zhì)末(雀巢集團(tuán))，均為優(yōu)級食品原料，滿足國家干制乳品相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

分析乳基粉的配方原料的脂肪酸、總蛋白、乳糖、半乳糖、低聚乳糖、酪蛋白、乳酸、非脂固量、總固體物、酸度和冰點(diǎn)等營養(yǎng)和物性參數(shù)；再基于主要營養(yǎng)成分含量關(guān)聯(lián)設(shè)立線性方程組，計(jì)算原配料配比；依照配比配制試樣，再次快檢分析，微調(diào)原配料配比，獲得乳基粉配方；再對配制的乳基粉進(jìn)行感官及能量綜合評價(jià)[5，6]。

1.2.1 乳基粉配方原料的質(zhì)量檢測方法

1.2.1.1 新鮮牛奶原料的質(zhì)量檢測方法 分別依照國標(biāo)GB 2760食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)、GB 2761食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中真菌毒素限量、GB 2762食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量、GB 4789.2食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測定、GB 4789.3食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)、GB 4789.4食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)沙門氏菌檢驗(yàn)、GB 4789.10食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)金黃色葡萄球菌檢驗(yàn)、GB 5009.11食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中總砷及無機(jī)砷的測定[4-7]，評估試驗(yàn)用新鮮干噴乳粉、乳清蛋白粉的質(zhì)量。

1.2.1.2 原料乳粉及乳清粉的制備與配料的確定 將新鮮原料奶基于85℃10 s巴氏滅菌后，3∶1去水濃縮，干燥頂風(fēng)156℃，干燥中風(fēng)151℃，回旋尾風(fēng)112℃噴霧干燥，再經(jīng)過旋風(fēng)分離，流化床整粒，制得原料乳粉；乳清蛋白粉基于新鮮原料奶加入酪蛋白凝聚酶去除酪蛋白后同法噴霧干燥制得[6，7]。

根據(jù)企業(yè)前期感官評價(jià)試驗(yàn)基礎(chǔ)以及質(zhì)量測評，本實(shí)驗(yàn)初步暫定以新鮮干噴乳粉(新疆西域春乳業(yè)自制)、乳清蛋白粉(西域春乳業(yè)自制)、牛奶蛋白600A(杜爾伯特伊利乳業(yè)有限責(zé)任公司)、牛奶蛋白852B(杜爾伯特伊利乳業(yè)有限責(zé)任公司)、植物脂質(zhì)末(雀巢集團(tuán))為原配料；新鮮干噴乳粉為主要原料，乳清蛋白粉以調(diào)節(jié)酪蛋白/清蛋白比，牛奶蛋白600A和牛奶蛋白852B以改善流動(dòng)性，植物脂質(zhì)末賦予一定風(fēng)味[7]。

1.2.2 乳基粉的配方設(shè)計(jì)方法

1.2.2.1 配方設(shè)計(jì)原則 乳基粉的配方設(shè)計(jì)以人乳的營養(yǎng)參數(shù)為依據(jù)。本試驗(yàn)所用乳清蛋白粉是基于酪蛋白凝聚酶去除新鮮牛奶中酪蛋白(β-乳球蛋白)后的干噴產(chǎn)物，富含α-白蛋白；牛奶蛋白600A是一種水解酶對新鮮牛奶中度水解后的干噴產(chǎn)物，因?yàn)閲饧夹g(shù)保護(hù)的原因，所用酶未知，其是大分子多肽的混合物；脫脂粉為新鮮牛奶脫去乳脂后的干噴產(chǎn)物；牛奶蛋白805是牛奶清蛋白與乳磷脂復(fù)合產(chǎn)物，在乳粉、乳飲料、稀奶油等產(chǎn)品中添加起分散作用，這主要源于新鮮牛奶本身，調(diào)制產(chǎn)品時(shí)不會(huì)引起其他來源異成份引入[8]。

(1)人乳中有高濃度乳清蛋白(約占總蛋白質(zhì)的70%)，其中乳白蛋白占乳清蛋白的41%，占總蛋白質(zhì)的28%。牛乳清蛋白的主要組份是β-乳球蛋白，α-白蛋白在牛乳蛋白質(zhì)的含量僅2%～5%，β-乳球蛋白與α-乳白蛋白的氨基酸組成完全不同，而且β-乳球蛋白還是一種特別強(qiáng)的抗體，容易引起胃腸道過敏。為促進(jìn)胃腸道消化吸收利用，提高生物利用率，加入乳清蛋白粉[7，8]，降低牛奶粉中酪蛋白含量。

(2)牛奶粉中脂肪含量高，在長期的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，攝入鮮牛奶干制牛奶粉，由于牛奶乳脂肪主要是飽和脂肪酸類，容易引起部分人群脂肪積累，作為后續(xù)功能調(diào)制的乳基粉，必須減低其脂肪含量，故調(diào)入部分脫脂粉或牛奶蛋白600A、牛奶蛋白805等[9]。

1.2.2.2 配方原料的宏觀營養(yǎng)成分測定方法

(1)檢測試樣處理

首先對牛奶蛋白600A、牛奶蛋白852B、植脂末、乳清蛋白、脫脂奶粉檢測樣稱量并按照不同比例配置三種相應(yīng)乳粉，在水浴鍋60℃并按照1∶8比例加入蒸餾水60 mL復(fù)原后檢測其相應(yīng)宏觀營養(yǎng)成分含量與原料鮮乳對比分析，按照快檢設(shè)備檢測，獲取營養(yǎng)成分[9，10]。

(2)原料宏觀營養(yǎng)成分檢測分析方法

一體式乳成份快速檢測儀是根據(jù)紅外波譜原理結(jié)合膠粒電導(dǎo)進(jìn)行液體均勻質(zhì)蛋白類、脂肪、糖類成份的快速檢測設(shè)備，本實(shí)驗(yàn)所有配料均按照1.2.2.2(1)的方法配制成合適試樣后于標(biāo)準(zhǔn)室溫(25℃)，由一體式乳成份快速檢測儀自動(dòng)進(jìn)樣自吸裝置進(jìn)樣，蛋白原料、蛋白復(fù)合產(chǎn)品模塊檢測[8-10]。

1.2.2.3 乳基粉的配方設(shè)計(jì)

基于宏觀營養(yǎng)成分檢測結(jié)果，依照配制原則要求，去除營養(yǎng)成分不合理配料，根據(jù)國標(biāo)，復(fù)原料乳的復(fù)水比例為1:8，那么每12.5 g配制乳粉可得100 mL乳，則設(shè)有X到N種配制原料，根據(jù)質(zhì)量平衡原則，可設(shè)立方程式式1：

同時(shí)，結(jié)合乳基粉主要恒算N種原料的復(fù)合物中蛋白、總脂肪、總糖；令X到N種原料的蛋白含量為a1、a2、a3......an，乳基粉中蛋白總含量設(shè)為K1；各脂肪含量為b1、b2、b3......bn，乳基粉中總脂肪含量設(shè)為K2；各總糖含量為c1、c2、c3.......cn，乳基粉中總糖含量設(shè)為K3；則可以設(shè)立如下方程式2、式3和式4：K1、K2、K3的值不低于國標(biāo)GB19645-2010、GB25190-2010要求的每100 mL鮮奶中所含蛋白、脂肪、糖含量的規(guī)定值，將式1至式4聯(lián)合試差求解，則能獲知乳基粉X至N種原料的復(fù)配量。

1.2.2.4 乳基粉的感官評價(jià) 依照中國乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范RHB204—2004嬰幼兒配方乳粉感官評鑒細(xì)則對配制的乳基粉進(jìn)行感官評定，評定細(xì)則見表1。

表1 乳粉感官評鑒細(xì)則

1.2.2.5 乳基粉的能量恒算方法 根據(jù)國標(biāo)GB10767-2010，按照每100 mL產(chǎn)品中蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的含量[13]，計(jì)算乳基粉能量，分別乘以能量系數(shù)17 KJ/g、37 KJ/g、17 KJ/g(膳食纖維的能量系數(shù)，按照碳水化合物能量系數(shù)的50%計(jì)算)，實(shí)際實(shí)驗(yàn)中配制100 mL復(fù)溶液體需要12.5 g奶粉，因此最終在乘以能量系數(shù)后需要除以12.5所得結(jié)果的單位即為KJ/g。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 新鮮原料奶的檢測結(jié)果

依照1.2.1.1所規(guī)定方法檢測合格的新鮮原料奶其營養(yǎng)成分一體化乳成分檢測結(jié)果見表2。

表2 新鮮原料奶的營養(yǎng)成分

2.1.2 乳基粉各配制原料的檢測結(jié)果

乳基粉各配料一體式乳成份快速檢測儀檢測結(jié)果見表3，合格新鮮牛奶干噴制得的原料粉一體式乳成份快速檢測儀檢測結(jié)果見表4。

表3 乳基粉各原配料營養(yǎng)成分

表4 原料粉的營養(yǎng)成分

2.1.3乳基粉配方方程與計(jì)算結(jié)果

對比分析表2、表3、表4，發(fā)現(xiàn)植脂末的脂肪含量過高(3.9%)不能滿足企業(yè)后續(xù)開發(fā)功能乳粉制品所需乳基粉的配制要求；牛奶蛋白852B會(huì)帶來尿素(游離氮)超標(biāo)；由此將植脂末和牛奶蛋白852B從配方原料中去除；若利用脫脂奶粉為主要原料，則會(huì)另外增加脫脂工序，故選利用新鮮牛奶干噴粉為主要原料；各原配料中乳糖類含量與新鮮牛奶接近，故利用方程計(jì)算配方時(shí)不設(shè)立方程對乳糖進(jìn)行衡算[11]。

依照1.2.2.3方法，設(shè)新鮮牛奶干噴乳粉原料為X，乳清蛋白粉為Y，牛奶蛋白600A為Z；其中新鮮牛奶干噴乳粉原料總蛋白a1:2.85%～2.98%(復(fù)原)，總脂肪b1:3.51%～3.57%(復(fù)原)；乳清蛋白粉中總蛋白a2:3.37%(復(fù)原)，總脂肪b2:0.2%(復(fù)原)；牛奶蛋白600A中總蛋白a3:5.52%(復(fù)原)，總脂肪b3:0.3%(復(fù)原)；將復(fù)原狀態(tài)的成份含量換算成相應(yīng)的干物質(zhì)含量，則新鮮牛奶干制乳粉原料總蛋白含量為23%，總脂肪含量為28%；干乳清蛋白粉中總蛋白含量為27%，總脂肪1.6%；干牛奶蛋白600A中蛋白含量為44%，脂肪含量為2.4%。

各原料粉復(fù)原為液態(tài)乳，則每100 mL液體乳需12.50 g干乳粉，則設(shè)立方程組：

將①②③聯(lián)立試差求解：

若當(dāng)②=2.80時(shí)③=2.50時(shí)Z為負(fù)值，不可取

當(dāng)②=3時(shí)③=3.0時(shí)Z變正值，可取

解得：X=10.597 g Y=1.615 g Z=0.288 g

解得的值是每12.5 g中的比例。依上面計(jì)算的比例，放大配制。適當(dāng)調(diào)香，然后檢測，稱量數(shù)據(jù)見表格5。

2.1.4 配制的乳基粉檢測結(jié)果

依照方程求解結(jié)果，平行配制三份乳基粉，分別稱取12.50 g，復(fù)溶于100 mL蒸餾水中，進(jìn)行三次宏觀營養(yǎng)成分測定[11]。結(jié)果見表6。

表6 乳基粉的營養(yǎng)成分

續(xù)表

2.1.5 配制的乳基粉感官評價(jià)結(jié)果

依照中國乳制品工業(yè)行業(yè)規(guī)范RHB204—2004嬰幼兒配方乳粉感官評鑒細(xì)則進(jìn)行感官評定，平行三試樣復(fù)原，分別為1.稱取復(fù)原乳粉7.5083 g；2.稱取復(fù)原乳粉7.5070 g；3.稱取復(fù)原乳粉7.5085 g，并且都加入60 mL蒸餾水于60℃水浴鍋[11,12]。

量取50～55℃蒸餾水50 mL放入100 mL燒杯中，稱取6.8 g待檢乳基粉，將奶粉倒入燒杯同時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，記錄其下沉?xí)r間：將待檢乳基粉(1、2、3)取5 g分別放在硫酸紙上，觀察乳基粉的色澤和組織狀態(tài)，結(jié)果見表7。

表7 乳基粉感官評價(jià)得分

在充足的日光或白熾燈光下，將配制的乳基粉稱取5 g分別放在硫酸紙上，觀察奶粉的色澤和組織狀態(tài)；量取50～55℃蒸餾水50 mL放入100 mL燒杯中，稱取6.8 g待檢乳基粉，將乳基粉倒入燒杯同時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，觀察下沉?xí)r間，小白點(diǎn)掛壁和團(tuán)塊?；靹蚝?，用鼻子聞乳氣味，用清水漱口，喝一口(約5 mL左右)乳，仔細(xì)品味再咽下[12]，結(jié)果見表8及表9。

表8 原料粉與乳基粉的感官評價(jià)對比

表9 各平行配方的沖調(diào)性及滋味氣味評分情況

2.1.6 乳基粉的能量衡算結(jié)果

根據(jù)國標(biāo)GB10767-2010規(guī)定：按照每100 mL產(chǎn)品中必需成分蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的含量，計(jì)算乳基粉能量，分別乘以能量系數(shù)17 KJ/g、37 KJ/g、17 KJ/g(膳食纖維的能量系數(shù)，按照碳水化合物能量系數(shù)的50%計(jì)算)，必需成分的能量計(jì)算見表10。

表10 不同配方能量計(jì)算數(shù)據(jù)

2.2 分析與討論

2.2.1 配制的乳基粉與新鮮原料粉復(fù)原乳的物理指標(biāo)對比分析與討論

對比表4與表5，對新鮮原料奶干噴粉復(fù)原與乳基粉復(fù)原檢測所得的酸度、比重、冰點(diǎn)、總固體物含量進(jìn)行比較知：比重和冰點(diǎn)相近，無顯著差異(spss19，P>0.05)；兩者酸度相比[11，12]，乳基粉酸度升高，極顯著差異(spss19，P<0.01)，可能是因?yàn)槿榍宓鞍追鄣奶砣?，使整體等電點(diǎn)向pH值減小方向位移的結(jié)果，只要不對乳基粉進(jìn)行發(fā)酵等后續(xù)操作，酸度總體減低對加工性能不影響，且對比國外嬰幼兒乳粉酸度[9-12]，配制的乳基粉酸度與其接近；總固體物含量兩者相比無顯著差異(spss19，P>0.05)；說明兩者在后續(xù)的加工、保存處理物性上無差別[13]。

表5 乳基粉稱量配制表

2.2.2 配制的乳基粉與新鮮原料粉復(fù)原乳的營養(yǎng)成分指標(biāo)對比分析與討論

對比表4與表5中蛋白質(zhì)、脂肪酸、酪蛋白、低乳糖、半乳糖、葡萄糖、乳酸、檸檬酸和游離脂肪酸含量，發(fā)現(xiàn)配制的乳基粉與新鮮原料奶干噴粉相比：脂肪酸、葡萄糖、半乳糖含量減低；其中葡萄糖、脂肪酸含量減低差異極顯著(spss19，P<0.01)，能有效減低攝入量相同時(shí)脂肪是積累；蛋白質(zhì)含量升高(spss19，P<0.01)，酪蛋白含量接近，調(diào)整了清蛋白/酪蛋白比；低聚乳糖的含量升高(spss19，P<0.01)，有利于嬰幼兒胃腸道蠕動(dòng)，降低便秘風(fēng)險(xiǎn)；乳糖、半乳糖含量接近，保證了攝入時(shí)嬰幼兒腦部供能的需求；乳酸、檸檬酸的含量接近，保證嬰幼兒攝入時(shí)胃腸道的適應(yīng)性[9-11]。

2.2.3 配制的乳基粉與新鮮原料粉復(fù)原乳的能量、感官指標(biāo)對比分析與討論

從兩者的感官評價(jià)來看，綜合得分接近，但略有差異，主要在團(tuán)塊及分散性能上，結(jié)合西域春實(shí)際生產(chǎn)條件，將在后續(xù)均質(zhì)、流化整粒工藝上加以解決；能量對比上，配制的乳基粉從脂肪組分獲取的能量降低，從蛋白組分、乳糖組分獲取的能量升高，這將有利于嬰幼兒的體質(zhì)與腦部發(fā)育[12，13]。

3 結(jié) 論

基于各種原料的成份快檢，結(jié)合感官評價(jià)，線性方程組規(guī)制，能配制符合標(biāo)準(zhǔn)的乳基粉。但基于該方法配制的乳基粉的脂肪酸構(gòu)成、蛋白組成和糖組成，利用一體化快檢設(shè)備還不是很清楚，作為后續(xù)功能乳粉或嬰幼兒配方乳粉調(diào)制的基礎(chǔ)粉尚需進(jìn)一步了解其營養(yǎng)構(gòu)成。