特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品干法混合工序的工藝驗(yàn)證

劉寶華，徐慶利，巴寧寧，杜玲玲

青島圣桐營(yíng)養(yǎng)食品有限公司北京技術(shù)中心，北京 101100

0 引言

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品是為了滿足進(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(yíng)養(yǎng)素或膳食的特殊需求，專門加工配制而成的配方食品；該類食品必須在醫(yī)生或臨床營(yíng)養(yǎng)師指導(dǎo)下，單獨(dú)食用或與其他食品配合食用[1]。依據(jù)《GB 29922—2013 食品安全國(guó)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)用途配方食品包括全營(yíng)養(yǎng)配方食品、特定全營(yíng)養(yǎng)配方食品及非全營(yíng)養(yǎng)配方食品，其中全營(yíng)養(yǎng)配方食品指可作為單一營(yíng)養(yǎng)來(lái)源滿足目標(biāo)人群營(yíng)養(yǎng)需求的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品。截止到2022年2月統(tǒng)計(jì)，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局已批準(zhǔn)注冊(cè)81 款特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品，其中10歲以上特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品15 款（其中粉劑14款）。依據(jù)《GB 29923—2013 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品良好生產(chǎn)規(guī)范》[2]，粉末狀產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝包括濕法、干法及干濕混合工藝。干法混合是指把兩種或兩種以上不同物性的粉粒體，依靠外加的適當(dāng)操作，盡量使各成分的濃度分布達(dá)到均勻化的一種操作[3]，其特點(diǎn)是能耗低，工藝操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)素基本不發(fā)生損失[4]，是特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品常用的混合工藝。但由于產(chǎn)品物料差異大，混合過(guò)程會(huì)存在不均勻的情況，如果混合不均勻?qū)?huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而引起目標(biāo)人群營(yíng)養(yǎng)不良。因此，須對(duì)特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品的生產(chǎn)工藝進(jìn)行工藝驗(yàn)證以保證各批次產(chǎn)品的穩(wěn)定性、營(yíng)養(yǎng)充分性及安全性。

工藝驗(yàn)證指對(duì)商業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控和趨勢(shì)分析，以確保工藝和質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)，其在藥品中的應(yīng)用較為廣泛[5]。2016年原國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布總局令第24號(hào)《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品注冊(cè)管理辦法》，對(duì)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品注冊(cè)做出規(guī)定，并在配套文件《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品注冊(cè)申請(qǐng)材料項(xiàng)目與要求（試行）（2017修訂版）》中提出注冊(cè)材料需提交工藝研究材料，包括工藝參數(shù)確定和工藝驗(yàn)證等。另外GB 29923—2013[2]中增加“需對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)證以確保整個(gè)工藝的重現(xiàn)性及產(chǎn)品質(zhì)量的可控性”的要求，相似內(nèi)容在《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品生產(chǎn)許可審查細(xì)則》中也予以明確[6]。綜上，特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品必須對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行驗(yàn)證以確保整個(gè)工藝的重現(xiàn)性及產(chǎn)品質(zhì)量的可控性。

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品干法工藝中混合機(jī)為關(guān)鍵設(shè)備且混合工序?yàn)樯a(chǎn)關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，其對(duì)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素控制起著關(guān)鍵作用，因此本試驗(yàn)主要對(duì)干法混合工序進(jìn)行工藝驗(yàn)證。原國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局2017年第65號(hào)公告《嬰幼兒配方乳粉產(chǎn)品配方注冊(cè)申請(qǐng)材料項(xiàng)目與要求（試行）（2017修訂版）》中提出，商業(yè)化生產(chǎn)工藝驗(yàn)證報(bào)告包括對(duì)樣品均勻性、工藝穩(wěn)定性及營(yíng)養(yǎng)成分符合性的分析。由于《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品注冊(cè)申請(qǐng)材料項(xiàng)目與要求（試行）（2017修訂版）》中未對(duì)工藝驗(yàn)證進(jìn)行詳細(xì)闡述，因此，參考嬰幼兒配方乳粉的注冊(cè)要求，本研究通過(guò)混合均勻性、營(yíng)養(yǎng)成分符合性及工藝穩(wěn)定性三方面對(duì)特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品的干法混合工序進(jìn)行工藝驗(yàn)證，旨在為使用干法混合工藝生產(chǎn)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的企業(yè)提供工藝驗(yàn)證的方案。

1 試驗(yàn)方法

為了保證特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和可靠性，確保商業(yè)化條件下生產(chǎn)的產(chǎn)品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及注冊(cè)要求，因此，本研究通過(guò)分析連續(xù)三批次相同批量試驗(yàn)樣品的混合均勻性、工藝穩(wěn)定性和營(yíng)養(yǎng)成分符合性，完成對(duì)混合工序的工藝驗(yàn)證。

1.1 材料及設(shè)備

由植物脂肪粉、固體玉米糖漿、乳清蛋白粉、復(fù)合維生素、復(fù)合礦物質(zhì)等通過(guò)干法工藝加工制成的、適用于10歲以上需要營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充人群食用的粉狀特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品。

混合機(jī)，秦皇島燕大源達(dá)機(jī)電科技股份有限公司；電子天平，梅特勒-托利多公司；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、原子吸收光譜儀，賽默飛世爾科技公司；高效液相色譜儀，沃特世科技有限公司；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，島津儀器有限公司；等。

1.2 生產(chǎn)工藝

依據(jù)相關(guān)法規(guī)，特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品干法生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程

1.3 檢測(cè)方法

按照GB 29922—2013中規(guī)定的國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法具體見(jiàn)表1。

表1 營(yíng)養(yǎng)素檢測(cè)方法

1.4 混合均勻性

1.4.1 確定代表性營(yíng)養(yǎng)素

由于各原輔料的顆粒狀態(tài)不一致，極易造成物料混合不均勻而影響終產(chǎn)品質(zhì)量。因此，各營(yíng)養(yǎng)素的混合均勻度是否得到有效控制，是驗(yàn)證干法混合工藝可行性的重要指標(biāo)[7]?；旌暇鶆蛐詰?yīng)選擇具有代表性的營(yíng)養(yǎng)素（不易混勻、添加量較小的維生素、礦物質(zhì)等）進(jìn)行驗(yàn)證，本試驗(yàn)選取的代表性項(xiàng)目見(jiàn)表2。

表2 代表營(yíng)養(yǎng)素的確定依據(jù)

1.4.2 取樣方案

依據(jù)《CNAS-GL03 能力驗(yàn)證 樣品均勻性和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指南》[14]《GB/T 10649—2008 微量元素預(yù)混合飼料混合均勻度的測(cè)定》[15]《GB/T 21122—2007營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化小麥粉》[16]《藥品GMP指南：口服固體制劑》[17]及相關(guān)文獻(xiàn)[18]，物料混合完成后在混合機(jī)出口抽取10 個(gè)代表性的原始樣品（既包括產(chǎn)品的表層，又包括內(nèi)部），且首尾兩個(gè)樣品應(yīng)在開始出料和最后粉尾時(shí)取樣，每個(gè)點(diǎn)取樣量相對(duì)適中，取樣時(shí)不允許有任何翻動(dòng)或再混合。

1.4.3 計(jì)算方法

對(duì)所取樣產(chǎn)品檢測(cè)代表性營(yíng)養(yǎng)成分，參考GB/T 5918—2008[19]中混合均勻度的計(jì)算方法，混合均勻度值以變異系數(shù)（CV）表示，通過(guò)不同位置產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)的差異化分析，驗(yàn)證工藝的混合均勻性[20]，CV值越大，混合均勻度越差[13]，理想混合狀態(tài)下的變異系數(shù)應(yīng)為零[21]。GB/T 21122—2007中強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)素的混合均勻度變異系數(shù)≤10%[16]，原國(guó)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》中混合均勻度變異系數(shù)的接受標(biāo)準(zhǔn)≤5%[17]，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）《混合均勻性取樣和評(píng)價(jià)指南》規(guī)定混合均勻度的變異系數(shù)≤5%[22]。評(píng)價(jià)特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品中營(yíng)養(yǎng)成分的均勻性成為反映工藝是否科學(xué)的依據(jù)，同時(shí)也是判斷產(chǎn)品是否合格的重要前提。

1.5 營(yíng)養(yǎng)符合性

按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定隨機(jī)抽取樣品，并對(duì)三批次的特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品進(jìn)行全項(xiàng)目檢驗(yàn)。依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，干法工藝生產(chǎn)過(guò)程中各營(yíng)養(yǎng)素基本不發(fā)生損失[4]，因此，可通過(guò)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素檢測(cè)值與配方設(shè)計(jì)值的偏差驗(yàn)證產(chǎn)品干法混合工藝條件下的成分營(yíng)養(yǎng)符合性[10]。美國(guó)FDA提出檢測(cè)值應(yīng)在均值的±10%以內(nèi)[22]，檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值的偏差在檢測(cè)方法的精密度范圍內(nèi)[23~25]，均說(shuō)明產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理、可控。

1.6 工藝穩(wěn)定性

同一配方連續(xù)三批次重復(fù)性生產(chǎn)，對(duì)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行全項(xiàng)目含量測(cè)定，分析不同批次的差異情況，以驗(yàn)證工藝的穩(wěn)定性[26]。工藝穩(wěn)定性以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）表示。參照美國(guó)FDA《混合均勻性取樣和評(píng)價(jià)指南》[27]的規(guī)定，同一產(chǎn)品配方不同批次的營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)RSD在5%以內(nèi)，說(shuō)明該產(chǎn)品的工藝穩(wěn)定性好，可滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。

2 結(jié)果與分析

2.1 混合均勻性

產(chǎn)品混合結(jié)束后進(jìn)行取樣，分別檢測(cè)10 個(gè)不同位置產(chǎn)品中代表性營(yíng)養(yǎng)素（蛋白質(zhì)、脂肪、亞油酸、維生素D、維生素E、維生素B1、泛酸、鈣、鋅、銅和硒）的含量以計(jì)算變異系數(shù)，同時(shí)比較不同批次間的差異情況，具體見(jiàn)表3。

由表3可知特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品不同批次的代表性營(yíng)養(yǎng)素的變異系數(shù)均在5%以內(nèi)，其中宏量營(yíng)養(yǎng)素和脂肪酸小于1.5%，數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定，說(shuō)明產(chǎn)品物料的組織狀態(tài)較為均勻一致；維生素類變異系數(shù)在4%以內(nèi)，表示現(xiàn)有工藝設(shè)計(jì)可以保證維生素類營(yíng)養(yǎng)素混合均勻；礦物質(zhì)類營(yíng)養(yǎng)素變異系數(shù)在5%以內(nèi)，說(shuō)明其混合均勻度良好，該工藝設(shè)計(jì)可以保證礦物質(zhì)類營(yíng)養(yǎng)素混合均勻，其中一批次硒變異系數(shù)明顯高于其他，可能原因?yàn)闄z測(cè)偏差，后期對(duì)其加以監(jiān)測(cè)和控制。綜合發(fā)現(xiàn)所有代表性營(yíng)養(yǎng)素的變異系數(shù)均符合美國(guó)FDA《混合均勻性取樣和評(píng)價(jià)指南》和《藥品GMP指南：口服固體制劑》中對(duì)粉末混合的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（5%以內(nèi)），同時(shí)經(jīng)過(guò)三批次重復(fù)的生產(chǎn)，因此可以表示現(xiàn)有干法混合工序條件下物料已充分混合且均勻，達(dá)到相應(yīng)的添加效果，并能有效控制產(chǎn)品質(zhì)量安全。

表3 不同批次代表性營(yíng)養(yǎng)素的變異系數(shù)

2.2 營(yíng)養(yǎng)成分符合性

將三批次產(chǎn)品進(jìn)行全項(xiàng)目檢測(cè)，并與產(chǎn)品設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值的偏差統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。

檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值的偏差存在負(fù)值，其原因可為檢測(cè)誤差。由表4可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中各營(yíng)養(yǎng)素的檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值均存在一定偏差，其中一批次礦物質(zhì)硒的偏差為13.05%，主要原因?yàn)闄z測(cè)誤差和硒添加量少對(duì)混合有一定影響，但由于其小于檢測(cè)精密度（20%），因此判定其可控；其余指標(biāo)的偏差均同時(shí)符合美國(guó)FDA要求（10%）和檢測(cè)精密度的要求，因此，經(jīng)驗(yàn)證可判定現(xiàn)有干法混合工序條件下生產(chǎn)的產(chǎn)品可以達(dá)到開發(fā)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)符合GB 29922—2013技術(shù)指標(biāo)的要求，能保證臨床使用的安全性及有效性。

表4 檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值的偏差

2.3 工藝穩(wěn)定性

按照現(xiàn)有工藝參數(shù)對(duì)同一配方進(jìn)行三批次重復(fù)性生產(chǎn)，對(duì)三批次產(chǎn)品中營(yíng)養(yǎng)素進(jìn)行檢測(cè)并計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），具體見(jiàn)表5。

表5 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

干法混合工序條件下，生產(chǎn)批次差異對(duì)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)有一定程度影響，但是由表5可知，不同批次產(chǎn)品中各營(yíng)養(yǎng)素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%以內(nèi)，符合美國(guó)FDA《混合均勻性取樣和評(píng)價(jià)指南》中對(duì)同一配方不同批次樣品的營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在5%以內(nèi)的要求，說(shuō)明該干法混合工序重現(xiàn)性好，工藝穩(wěn)定。因此，經(jīng)驗(yàn)證現(xiàn)有干法混合工序具有良好的重現(xiàn)性和可靠性，并能有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

3 結(jié)論

本文以混合均勻性、營(yíng)養(yǎng)成分符合性及工藝穩(wěn)定性為指標(biāo)對(duì)特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)配方食品的干法混合工序進(jìn)行工藝驗(yàn)證。結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，代表性營(yíng)養(yǎng)素不同位置的CV均在5%以內(nèi)、產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分的檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值偏差在±10%以內(nèi)（第一批次硒的偏差13.05%在檢測(cè)方法的精密度內(nèi)）、批次間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均在5%以內(nèi)。得出結(jié)論，現(xiàn)有干法混合工序物料可充分混合均勻且可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量可控，可保證臨床使用的有效性及安全性。