超微粉碎技術(shù)在特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中的應(yīng)用與展望

遲曉君，吳 凡，衛(wèi) 晨，傅茂潤，秦 洋*

（1.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250100；2.山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院康復(fù)科，山東濟(jì)南 250011；3.齊魯工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250353）

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品（food for special medical purposes，F(xiàn)SMP），簡稱“特醫(yī)食品”，是一類為孕婦、老年人、進(jìn)食障礙、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態(tài)人群，以及對營養(yǎng)素或膳食具有特殊需要的人群專門設(shè)計的特殊醫(yī)療輔助功能性食品。特醫(yī)食品充分考慮了上述特殊群體對于營養(yǎng)的需求以及各種膳食纖維的耐受程度與正常人的差異，在醫(yī)師或臨床營養(yǎng)醫(yī)（技）師指導(dǎo)下單獨食用或與其他食品配合食用，能有效促進(jìn)病人營養(yǎng)狀況的改善、縮短康復(fù)時間、節(jié)省醫(yī)療費用[1]。提高特醫(yī)食品生物利用率及加工適應(yīng)性成為特醫(yī)食品發(fā)展的重要方向。適于作特醫(yī)食品的果蔬有菊粉、黑米、紅米、大棗、蘋果、山楂、枸杞、蓮藕、牛蒡、毛木耳、龍眼肉、羅漢果、百合等[2]。但事實上我國特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品市場產(chǎn)品種類稀少，選擇有限，且加工品質(zhì)較低，產(chǎn)品多依賴進(jìn)口，造成這一現(xiàn)象的主要原因是食品加工粉碎技術(shù)的局限。

超微粉碎技術(shù)是指通過特定的粉碎技術(shù)，在保留物料原有特性的基礎(chǔ)上，將物料粉碎至微米、亞微米或納米尺寸（1 nm～100 μm），得到粒徑均一粉末的技術(shù)[3]，其獨特的潛力已引起食品制造業(yè)的廣泛關(guān)注[4-5]。相關(guān)研究表明，超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于食品加工中有多種作用：一方面，經(jīng)過超微粉碎技術(shù)處理，果蔬原料的理化性質(zhì)與結(jié)構(gòu)功能均有顯著改善，口感好，營養(yǎng)物質(zhì)吸收率提高；另一方面提高了資源利用率，實現(xiàn)了果蔬原料的全價利用，擴(kuò)大了食品資源的應(yīng)用范圍，因此，將超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于特醫(yī)食品的研制中，將有助于高品質(zhì)特醫(yī)食品的開發(fā)，對推動我國醫(yī)用食品創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展，提升特殊營養(yǎng)需求人群的健康水平和生活質(zhì)量有重要意義[6]。

1 特醫(yī)食品分類及產(chǎn)業(yè)發(fā)展

1.1 特醫(yī)食品的分類

根據(jù)組分功效的不同，特醫(yī)食品可分為全營養(yǎng)配方、特定全營養(yǎng)配方和非全營養(yǎng)配方。全營養(yǎng)配方食品，含有人體所需的全部營養(yǎng)素，可以作為特定人群單一營養(yǎng)來源的食品，普適性較強(qiáng)，主要的對象為體質(zhì)虛弱、長期營養(yǎng)不良、挑食偏食、臥床患者和老年人等可能存在或證實長期營養(yǎng)攝入不足的人群。特定全營養(yǎng)配方食品，盡管也可作為單一營養(yǎng)來源，但更主要的是目標(biāo)群體對營養(yǎng)素有特殊需求的病人，其往往因為疾病或其他原因缺乏某種或多種營養(yǎng)素，因此，需要在醫(yī)生或者營養(yǎng)師的指導(dǎo)下特定的添加或減少某種營養(yǎng)成分的含量，通過食用特定全營養(yǎng)配方食品，可以加快康復(fù)或維持健康水平。非全營養(yǎng)配方只能滿足特定人群的部分營養(yǎng)需要。醫(yī)生或營養(yǎng)師根據(jù)患者的生理需要，與其他食品一起食用，以提高康復(fù)效果，有助病情恢復(fù)。該類產(chǎn)品主要用于對某種物質(zhì)有代謝障礙、有特殊營養(yǎng)要求或?qū)κ称沸螒B(tài)有要求的人群進(jìn)行營養(yǎng)補(bǔ)充或維持健康狀態(tài)。

1.2 特醫(yī)食品的起源及發(fā)展進(jìn)程

特醫(yī)食品的概念最早起源于歐洲。二十世紀(jì)七八十年代，隨著營養(yǎng)學(xué)的蓬勃興起，人們的健康理念初步形成，隨之形成了借助食品載體來治療腸道疾病的腸內(nèi)營養(yǎng)的技術(shù)，由此類技術(shù)形成的產(chǎn)品就被稱為“特殊醫(yī)用目的性食物”[7]。

1988 年，第一個成人疾病配方食品問世，被認(rèn)為是特醫(yī)食品的起源；同年，美國的《孤兒藥品法》首次對醫(yī)用食品進(jìn)行了定義[8]。1991 年，國際食品法典委員會（Codex Alimentarius Commission，CAC）最早對“特醫(yī)食品”有了明確的定義；1999 年，歐盟正式頒布了FSMP 標(biāo)準(zhǔn)（Dietary foods for special medical purpose，1999/21/EC）；2001 年，歐盟頒布了“可用于特殊營養(yǎng)目的用食品中的可添加物質(zhì)名單”（2001/15/EEC），明確規(guī)定了可使用在FSMP 中的營養(yǎng)物質(zhì)，并且擬添加在醫(yī)用食品中的新成分/新原料需要獲得歐盟食品安全局（EFSA）的批準(zhǔn)。20 世紀(jì)80 年代末，特醫(yī)食品以腸內(nèi)營養(yǎng)制劑的形式進(jìn)入我國，經(jīng)藥品注冊后進(jìn)行上市銷售。2010 年12 月21 日，我國發(fā)布《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)特殊醫(yī)學(xué)用途嬰兒配方食品通則》（GB 25596—2010），對1 歲以內(nèi)嬰幼兒的醫(yī)用食品做出了規(guī)定。2012 年8 月27 日，衛(wèi)生部根據(jù)《食品安全法》及其實施條例的規(guī)定，組織制定《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則（征求意見稿）》，該標(biāo)準(zhǔn)編制與國際通行標(biāo)準(zhǔn)接軌，注重標(biāo)準(zhǔn)的可操作性，嚴(yán)格按食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)要求編寫。起草工作組收集國內(nèi)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，同時也參考?xì)W盟、CODEX、美國等國家或團(tuán)體的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2013 年，我國的特醫(yī)食品有了相對獨立的注冊及標(biāo)準(zhǔn)體系；同年，為了更好地保證我國特醫(yī)食品的品質(zhì)與安全，相關(guān)部門及企業(yè)共同制定、出臺了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)特殊醫(yī)用途配方食品通則》（GB 29922—2013）及《特殊醫(yī)用途配方食品企業(yè)良好生產(chǎn)規(guī)范》（GB 29923—2013）。2015 年，頒布的新《食品安全法》明確了特醫(yī)食品的法律地位。2016 年7 月1 日，我國正式實施了《特殊醫(yī)用途配方食品注冊管理辦法》，將特醫(yī)食品從藥品及保健食品的范疇中單獨規(guī)劃出來，為其之后的高速蓬勃發(fā)展創(chuàng)造了空間，并明確固定了特醫(yī)食品在我國的生產(chǎn)及銷售要區(qū)別于保健食品、藥品及普通食品，其使用需要在醫(yī)生或者臨床營養(yǎng)師的指導(dǎo)下進(jìn)行[9-10]。自此，我國特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的生產(chǎn)、銷售逐漸進(jìn)入了有據(jù)可依的正式軌道，我國特醫(yī)食品長期以來依賴進(jìn)口、量少價高的局面也逐漸改變。

1.3 特醫(yī)食品的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀

據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會統(tǒng)計，每年在住院病人中高達(dá)20%～30%的病人出現(xiàn)了營養(yǎng)不良的癥狀，并伴有5%左右的死亡率發(fā)生。而針對住院病人身體狀況研發(fā)的特醫(yī)食品不僅可以降低住院患者的死亡率，還能減少再入院率，縮短住院天數(shù)，平均縮短2～33 d[11]。德國的一項調(diào)查研究顯示，具有疾病相關(guān)營養(yǎng)不良風(fēng)險的患者，經(jīng)口服特醫(yī)食品后，每位患者可節(jié)省醫(yī)療費用234～257 歐元，每年總共可節(jié)省6 億多歐元[12]。

但是目前特醫(yī)食品應(yīng)用還存在以下問題：一是許多患者沒有意識到營養(yǎng)支持對疾病恢復(fù)的重要性；二是我國特醫(yī)食品市場產(chǎn)品種類稀少，選擇有限，且加工品質(zhì)較低，產(chǎn)品依賴進(jìn)口，這使得國內(nèi)的特醫(yī)食品價格偏高；三是具備高生物利用率及加工適應(yīng)性的特醫(yī)食品匱乏，特別是針對術(shù)后消化腸道癌癥患者或者吞咽功能障礙人群的特醫(yī)食品缺乏。因此，積極針對常見病癥和患者需求，豐富市售特殊食品種類；開發(fā)新技術(shù)，為特醫(yī)食品提供新原材料，降低生產(chǎn)成本等是我國特醫(yī)食品行業(yè)亟需解決的問題。

2 超微粉碎技術(shù)及其在特醫(yī)食品中的應(yīng)用前景

2.1 超微粉碎技術(shù)原理

超微粉碎技術(shù)是由粉體工程學(xué)、生物工程、食品工程、植物營養(yǎng)、植物保護(hù)與動物營養(yǎng)學(xué)等交叉融合而成的新技術(shù)，將源自動物、植物和微生物食品原料經(jīng)超微粉碎加工制成的超微粉，可以直接食用，也可以復(fù)配混合成新型食品。

目前，超微粉碎技術(shù)主要由干燥技術(shù)及粉碎技術(shù)兩大關(guān)鍵技術(shù)組成。其中干燥技術(shù)包括微波干燥、熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、噴霧干燥、滾筒干燥等，粉碎技術(shù)分為干法粉碎和濕法粉碎。干法粉碎是將對干燥脫水的物料采用氣流式、高頻振動式、旋轉(zhuǎn)球（棒）磨式、錘擊式等方式進(jìn)行粉碎，生產(chǎn)出具有良好的分散性、吸附性、溶解性、化學(xué)活性、生物活性等特質(zhì)的食品粉體[13]。濕法粉碎技術(shù)則是利用粉碎設(shè)備將流動性或半流動性物料粉碎的技術(shù)，相較于干法粉碎，具有能耗較低、無粉塵危害、發(fā)熱量小等特性[14]，同時達(dá)到均質(zhì)、乳化的要求，產(chǎn)品口感細(xì)膩，極適于熱敏性物料的處理，特別是在果蔬加工與利用方面具有良好的應(yīng)用前景。

2.2 超微粉碎技術(shù)在特醫(yī)食品中的應(yīng)用優(yōu)勢

在果蔬加工領(lǐng)域，脫水蔬菜粉、銀杏葉粉、毛木耳粉、海帶粉、魔芋粉、香菇粉等，經(jīng)過超微粉碎可以提高蔬菜的適口性[15]。超微粉碎技術(shù)的優(yōu)勢在于其對食品原料的破壁效果顯著，從而提高了食品的生物利用率、生物活性及抗氧化活性[16]；增加了粉體的比表面積，進(jìn)而增加了產(chǎn)品的吸附性、溶解性等，使粉體具有更好的流動性和水合作用，更低的界面張力[17]及更好的風(fēng)味和口感[18]。

2.2.1 增強(qiáng)有效成分的水合特性

食品的水合特性包括溶脹、保水性、吸水率和孔隙率[19]。食品原料經(jīng)過超微粉碎之后，粉體的平均粒徑減小，表面能增加，顆?；钚栽鰪?qiáng)，水溶性提升。因此，將超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于特醫(yī)食品中原料處理中，既可以提升食品原料的利用率及加工適應(yīng)性，又可以顯著提升特醫(yī)食品的產(chǎn)品質(zhì)量，豐富產(chǎn)品種類[20]。

2.2.2 改善粉體的流動性、結(jié)構(gòu)與功能

粉體流動性主要通過休止角與滑動角進(jìn)行評價，其角度大小是原材料特性，如滑動摩擦、滾動摩擦和顆粒密度，以及顆粒的特征（大小、形狀和水分含量）的直觀反映[21-22]。Santhalakshmy 等[23]通過研究3 種不同超微粉碎技術(shù)制備的玫瑰花粉體的流動性得出，隨著超微粉碎功率的增加，粉體均一度增加，休止角與滑動角降低；果蔬中的黃酮類、脂肪酸等物質(zhì)在經(jīng)過超微粉碎后提取率提升，蛋白質(zhì)、多糖類物質(zhì)的溶解性、結(jié)晶型發(fā)生改變。以乳清蛋白為例，在超微粉碎后，其溶解度、表面疏水性和泡沫穩(wěn)定性等均有顯著提升，蛋白質(zhì)的水合性質(zhì)、吸油性改變，以其為原料制備的特醫(yī)食品，可以更好地滿足孕婦、老年人、進(jìn)食障礙等特定疾病狀態(tài)人群對營養(yǎng)素或膳食的特殊需要。

3 小結(jié)

目前，我國的社會老齡化程度逐步增加，面臨消化功能衰退、心腦血管等慢性病威脅的老年人對于特醫(yī)食品的需求較大，我國可食性醫(yī)用食品資源豐富，但長久以來對其研究和加工還處在粗放階段；超微粉碎技術(shù)能使食品粉體具有良好的分散性、吸附性、溶解性、化學(xué)活性及生物活性等，使食品的物理與化學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著變化，極大地提高加工食品的營養(yǎng)吸收率。甚至很多動植物的不可食用部分通過超微粉碎技術(shù)加工后也可被人體吸收，對食品營養(yǎng)成分充分釋放、含有較多粗纖維，其產(chǎn)品顆粒更細(xì)膩易于下咽，口感良好，滲透壓不高，對胃腸無刺激，在醫(yī)院或家庭中均可長期食用，無不良反應(yīng)，相比于現(xiàn)在市場上價格高昂的營養(yǎng)素配方產(chǎn)品來說，對患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)也會降低，能夠減輕患者及社會的醫(yī)療壓力，是緩解老齡化社會的長期而有效的策略[24]，為研發(fā)符合國人飲食習(xí)慣和營養(yǎng)需求的高品質(zhì)特醫(yī)食品提供強(qiáng)有力的物質(zhì)和技術(shù)支撐。