干濕混合工藝嬰幼兒配方奶粉質(zhì)量分析

揭良，蘇米亞

（上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心 光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海 200436）

0 引言

母乳是最適合嬰幼兒的天然食品[1]。嬰幼兒配方乳粉（IF）是模擬母乳組分，是無母乳情況下的最佳替代品[2]。隨著對母乳研究深入，嬰幼兒配方乳粉在配方和工藝上不斷得到改進(jìn)和升級[3-4]。濕法工藝、干法工藝和干濕混合工藝是目前嬰幼兒配方乳粉比較常用的加工工藝[5]。濕法工藝的特點(diǎn)是產(chǎn)品均勻性相對較好，但對熱敏性營養(yǎng)素會造成一定程度損失，尤其是對一些可選擇性添加的活性成分[6]。干法工藝的特點(diǎn)是能耗低、工藝設(shè)備簡單，不會造成營養(yǎng)素?fù)p失，但微量元素存在混不均勻的風(fēng)險(xiǎn)[7]。干濕混合是指在濕法工藝生產(chǎn)末端，加入了熱敏性營養(yǎng)素，再采用干法步驟混合。干濕法復(fù)合工藝結(jié)合了干法和濕法的優(yōu)勢：一是微量營養(yǎng)素在濕法工藝部分混合更均勻；二是一些熱敏性的營養(yǎng)素在干法工藝部分加入可減少其損失[8]。

本研究重點(diǎn)對干濕混合工藝下生產(chǎn)的奶粉加速試驗(yàn)營養(yǎng)物質(zhì)的衰減、均勻性以及產(chǎn)品的沖調(diào)性和溶解性品質(zhì)，旨在為嬰幼兒配方乳粉同類生產(chǎn)企業(yè)提供研究思路以及實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

3批次自產(chǎn)嬰幼兒配方奶粉（包裝形式為鍍錫馬口鐵灌裝）。干濕混合，充氮包裝。

1.2 儀器與設(shè)備

恒溫恒濕箱；TE612-L型電子天平，德國Sartorius公司。

1.3 方法

1.3.1 均勻性分析方法

（1）隨機(jī)抽取產(chǎn)品生產(chǎn)過程中包裝前段、中段、后段各3個樣品用于均勻性檢驗(yàn)；（2）選取有代表性的4種營養(yǎng)素（包括濕法添加的營養(yǎng)素維生素D和鐵，以及干法添加的葉黃素和核苷酸）作為特性量進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)；（3）用標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）的結(jié)果來表示樣品的均勻性。

營養(yǎng)素檢測檢測精密度普遍在5%～10%[9]。考慮檢測精密度、乳品組分的復(fù)雜性、生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性及樣本量的采集量，再結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定：所有考核指標(biāo)的RSD≤3%為均勻性極好；所有考核指標(biāo)的RSD≤5%為均勻性良好；所有考核指標(biāo)的RSD≤10%為均勻性合格；若有部分營養(yǎng)素指標(biāo)的RSD＞10%為均勻性差，需要進(jìn)行工藝改進(jìn)。

1.3.2 加速實(shí)驗(yàn)方法

參照《嬰幼兒配方乳粉產(chǎn)品穩(wěn)定性研究指南》中加速實(shí)驗(yàn)方法的條件，將原包裝嬰幼兒配方奶粉樣品直接置于溫度為37℃±2℃、濕度RH 75%±5%的恒溫恒濕箱中進(jìn)行加速，實(shí)驗(yàn)周期為6個月[10]。實(shí)驗(yàn)開始之時和實(shí)驗(yàn)結(jié)束之時，對樣品的營養(yǎng)素進(jìn)行全檢。

1.3.3 干混前后感官評定

根據(jù)《RHB 204-2004嬰兒配方乳粉感官評鑒細(xì)則》進(jìn)行感官評鑒。感官評定小組由7人組成，在感官評定前，先進(jìn)行感官品評的培訓(xùn)，對樣品的自身特征（組織狀態(tài)和沖調(diào)性）進(jìn)行評分見表1[11]。

表1 嬰幼兒配方奶粉感官評鑒結(jié)果

1.3.4 檢驗(yàn)方法

按照GB 10765—2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)嬰兒配方食品》中規(guī)定的營養(yǎng)素檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢測[12]。其中衰減率(%)=（加速前檢驗(yàn)結(jié)果-加速實(shí)驗(yàn)6個月檢驗(yàn)結(jié)果）/加速前檢驗(yàn)結(jié)果×100。衰減率為正表示營養(yǎng)素發(fā)生衰減，衰減率為負(fù)表示營養(yǎng)素未發(fā)生衰減。

圖1 嬰幼兒配方奶粉干濕混合工藝流程

2 結(jié)果與分析

2.1 干濕混合工藝嬰幼兒配方奶粉均勻性

3批次嬰幼兒配方奶粉的均勻性分析如圖2所示，選取的有代表性的4種營養(yǎng)素維生素D、鐵、葉黃素、核苷酸的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值均小于5%，RSD值偏小，說明樣品中維生素D的均勻性極好，鐵、葉黃素、核苷酸的均勻性良好。由此可以判斷干濕混合工藝嬰幼兒配方奶粉產(chǎn)品營養(yǎng)素能達(dá)到較好的均勻性。

圖2 樣品均勻性分析

2.2 干濕混合工藝嬰幼兒配方奶粉加速實(shí)驗(yàn)衰減率

奶粉中營養(yǎng)素含量及其豐富，在水分充分下微生物及易發(fā)生快速增殖[13]。此外，奶粉中的脂肪極易發(fā)生氧化，使奶粉氧化酸敗或產(chǎn)生氧化氣味，且因Fe、Cu等礦物質(zhì)的存在，加速了氧化反應(yīng)的進(jìn)行[14]。而對貨架期的研究方法一般分為常規(guī)分析法、加速實(shí)驗(yàn)法及二者相結(jié)合3種。常規(guī)方法的優(yōu)點(diǎn)是能真實(shí)反映貨架期內(nèi)奶粉的感官、理化及微生物指標(biāo)變化情況；缺點(diǎn)是周期太長，至少需要2年的跟蹤檢測才可以確定。為了在短時間內(nèi)驗(yàn)證奶粉中的營養(yǎng)素發(fā)生的變化，本實(shí)驗(yàn)選擇進(jìn)行了溫度為37℃±2℃、濕度為75%±5%的6個月加速實(shí)驗(yàn)，獲得貨架期期間營養(yǎng)素的衰減情況，從而指導(dǎo)生產(chǎn)過程中各營養(yǎng)素的配方設(shè)計(jì)。加速6個月實(shí)驗(yàn)中各營養(yǎng)素衰減率如表2所示，宏量營養(yǎng)素如蛋白質(zhì)和碳水化合物均為發(fā)生衰減，脂肪有輕微的衰減。脂肪尤其是其中的多不飽和脂肪酸容易氧化分解。因此嬰幼兒3個配方都發(fā)生呈現(xiàn)較少的衰減。而配方中強(qiáng)化的多不飽和脂肪酸如亞油酸、α-亞麻酸、二十二碳六烯酸均未發(fā)生衰減。這可能是因?yàn)閶胗變号浞侥谭垡灾参镉蜑樾静?，乳糖和蛋白質(zhì)為復(fù)合壁材，采用噴霧干燥工藝制成的微膠囊結(jié)構(gòu)，使得這些多不飽和脂肪酸隔離水分和氧氣[15]。而且配方中的二十二碳六烯酸是以微膠囊的形式干混加入，因此其更不容易衰減。而該加速實(shí)驗(yàn)中花生四烯酸呈現(xiàn)一定程度的衰減。

表2 加速實(shí)驗(yàn)6個月營養(yǎng)素衰減率（n=3） %

由表2可以看出，維生素大部分均呈現(xiàn)一定程度的衰減。但衰減程度均沒有超過10%，而對于某個別維生素在3個配方中有的衰減情況相矛盾礦物質(zhì)大部分在3個配方中也是衰減有正有負(fù)的結(jié)果，這可能和這些營養(yǎng)素檢測時檢測方法的精密度的干擾所致。說明礦物質(zhì)是較穩(wěn)定的，在貨架期一般發(fā)生衰減的幅度偏小。而對干混加入的葉黃素、核苷酸顯示較明顯的衰減。因此配方設(shè)計(jì)的時候要考慮到這些營養(yǎng)素貨架期衰減的情況。

2.3 干混前后感官評鑒

嬰幼兒配方奶粉沖調(diào)性和組織狀態(tài)是消費(fèi)者關(guān)注的乳粉主要指標(biāo)之一[16]。國產(chǎn)嬰幼兒配方奶粉經(jīng)常因沖調(diào)性、組織狀態(tài)不夠好等溶解沖調(diào)性的問題,而倍受廣大消費(fèi)者的質(zhì)疑，成為國產(chǎn)品牌奶粉品質(zhì)提升的一大瓶頸。本文比較了干濕混合關(guān)鍵工藝中干混前和干混后奶粉質(zhì)量的對比。根據(jù)嬰兒配方乳粉感官評鑒細(xì)則，對干混工藝前后獲得的產(chǎn)品進(jìn)行感官評鑒，評分結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，干濕混合工藝生產(chǎn)的嬰幼兒配方奶粉樣品在干混前和干混后感官評分沒有明顯差異，但嬰兒配方奶粉（1段）、較大嬰兒配方奶粉（2段）和幼兒配方奶粉（3段）評分都稍低于干混前的。這可能是干混對噴霧干燥形成的奶粉顆粒有輕微的破壞作用，從而導(dǎo)致溶解性稍微的變化，但產(chǎn)品的感官品質(zhì)并無太大差別，因此對于配方中加入益生菌、乳鐵蛋白等熱敏性成分時，干濕混合工藝可以滿足嬰幼兒配方奶粉的生產(chǎn)工藝需求。

圖3 干濕混合工藝干混前后感官評鑒對比

3 結(jié)論

嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)中，營養(yǎng)素混合均勻性以及保質(zhì)期營養(yǎng)素的穩(wěn)定性是影響產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵。本研究對干濕混合工藝對嬰幼兒配方奶粉營養(yǎng)素的均勻性和加速實(shí)驗(yàn)下營養(yǎng)素的衰減情況進(jìn)行了分析，并比較了干混前和干混后產(chǎn)品品質(zhì)的差異。濕法添加代表性的營養(yǎng)素維生素D和鐵的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值均小于5%，干混混合的葉黃素和核苷酸的RSD值也偏小，說明干濕混合工藝滿足生產(chǎn)均勻性要求。營養(yǎng)素在加速實(shí)驗(yàn)6個月條件下衰減率各不相同，其中宏量營養(yǎng)素除脂肪外基本不衰減。大部分維生素和一些可選擇性添加的成分會有一定程度的衰減，配方設(shè)計(jì)時應(yīng)充分考慮各營養(yǎng)素衰減特性而使各營養(yǎng)素嚴(yán)格符合國標(biāo)要求。