特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品濕法和干法工藝對比初探

麻開香，孫瑞芬，吳帥，李安平，王立峰，張慶芝

1.云南中醫(yī)藥大學(xué)（昆明 650000）；2.山西振東制藥股份有限公司（長治 046000）；3.北京灃瑞醫(yī)藥科技有限公司（北京 100176）

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品（food for special medical purpose，F(xiàn)SMP）簡稱特醫(yī)食品，也叫醫(yī)用食品，是指為滿足進食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或者特定疾病狀態(tài)人群對營養(yǎng)素或者膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品，包括特定全營養(yǎng)配方食品、全營養(yǎng)配方食品、非全營養(yǎng)配方食品[1]。該類產(chǎn)品須在醫(yī)生或臨床營養(yǎng)師的指導(dǎo)下單獨食用或與其他食品配合食用[2]。

20世紀(jì)80年，特醫(yī)食品以腸內(nèi)營養(yǎng)制劑形式進入中國，并按照藥品進行監(jiān)管，需通過藥品程序注冊后才能上市銷售，導(dǎo)致國外醫(yī)用食品進入國內(nèi)市場較難[3]。根據(jù)原國家食品藥品監(jiān)督管理總局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2016年我國以藥品名義批準(zhǔn)注冊的腸內(nèi)營養(yǎng)制劑有62個，涉及國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)6家、國外生產(chǎn)企業(yè)8家，市場總產(chǎn)值約20億元[4]。這一產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀顯然不能滿足市場需求，臨床上患者的營養(yǎng)不良會影響治療與康復(fù)的進程。有數(shù)據(jù)顯示，我國住院患者營養(yǎng)不良發(fā)生率為30%~55%，在一些重癥患者中營養(yǎng)不良的發(fā)生率可達80%[5]。而對于某些特定疾病的人群，特醫(yī)食品是必需品[6]。中國于2015年修訂《食品安全法》，賦予特醫(yī)食品獨立的法律地位，明確其屬于“特殊食品”并實行嚴格監(jiān)管，隨后原國家食品藥品監(jiān)督管理總局于2016年發(fā)布《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品注冊管理辦法》及一系列的配套文件，截至2021年底，國家市場監(jiān)督管理總局共批準(zhǔn)81款產(chǎn)品[7]。

據(jù)統(tǒng)計，2013年全球特醫(yī)食品市場規(guī)模為700億元，年復(fù)合增長率約6%，但中國僅占全球的1%。營養(yǎng)不良患者特醫(yī)食品的使用率方面，中國與發(fā)達國家也存在較大差距，美國的使用率約65%，英國約27%，而中國僅為1.6%。預(yù)計到2030年，國內(nèi)特醫(yī)食品市場份額將達5 000億元，面對這一巨大的市場需求，國內(nèi)特醫(yī)食品企業(yè)和相關(guān)的研究機構(gòu)，要加強研發(fā)投入，加快研究進度，才能有所突破[8-9]。

粉狀特醫(yī)食品的工藝主要有干法、濕法、干-濕復(fù)合法[10]。濕法工藝的特點是能耗大，產(chǎn)品均勻性相對較好，生產(chǎn)期間對熱敏性營養(yǎng)素造成一定程度損失；干法工藝的特點是能耗低、工藝設(shè)備簡單，不會造成營養(yǎng)素損失。國外多采用干法工藝，但其缺點就是某些微量元素不易在產(chǎn)品中混勻，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。基于前期已對干法、濕法及干-濕復(fù)合工藝中營養(yǎng)素的均勻性進行了研究，表明干法工藝也可以達到混合性的要求[11-12]?！短厥忉t(yī)學(xué)用途配方食品通則》及其問答對特醫(yī)食品中的營養(yǎng)成分限值有嚴格限定，除了滿足混合均勻性要求外，營養(yǎng)成分符合性更是判定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，因此重點進行粉狀全營養(yǎng)特醫(yī)食品的干法和濕法工藝對比研究，考察2種工藝過程中營養(yǎng)成分的損耗率，旨在為特醫(yī)食品的配方設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持，為商業(yè)化生產(chǎn)線建設(shè)及設(shè)備選型提供理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

速溶乳清蛋白粉（德國Sachsennilch）；MCT粉、植物脂肪粉Omega157（均為馬來西亞kerry）；復(fù)合維生素；復(fù)合礦物質(zhì)；膽堿（復(fù)配食品添加劑，上海勵成生物工程有限公司）；低聚半乳糖57S[量子高科（中國）生物股份有限公司]；麥芽糊精（保齡寶生物股份有限公司）；谷氨酰胺（河南金潤食品添加劑有限公司）；膠原蛋白肽（F）；魚油微囊粉（OMAX FLOW 50%，上海普洛欽國際貿(mào)易有限公司）；甜菊糖苷（河南省所以化工有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

三維運動混合機（SYH-10，常州市高強干燥設(shè)備有限公司）；高效液相色譜儀（waters e2695、2489UV/Vis Detector）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（GZX-9070MBE，上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司）；C18柱（Luna?5 μm C18，250 mm×4.6 mm）；電子天平（PL1001-L，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；pH計[FE20，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]；小型噴霧干燥儀（B-290，瑞士步琦有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 加工工藝

1.3.1.1 干法混合工藝流程（圖1）

圖1 干法混合工藝樣品制備流程

1.3.1.2 濕法混合工藝（圖2）

圖2 濕法混合工藝樣品制備流程

1.3.2 感官評定

以粉狀全營養(yǎng)配方食品的色澤與組織狀態(tài)、滋味與氣味、沖調(diào)性為指標(biāo)，進行感官評價。評定參考RHB 204——2004《嬰兒配方乳粉感官評鑒細則》[13]，詳見表1。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3 理化指標(biāo)測定

按照GB 5009.3——2016《食品中水分的測定》進行水分測定；按照GB 5009.4——2016《食品中灰分的測定》進行灰分測定；按照BJS 202102《特殊食品滲透壓測定》進行滲透壓測定。

1.3.4 營養(yǎng)成分測定

1.3.4.1 能量及宏量營養(yǎng)素測定

按照GB 29922——2013《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》進行能量檢測；按照GB 5009.5——2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》進行蛋白質(zhì)含量檢測；按照GB 5009.6——2016《中脂肪的測定》進行脂肪含量檢測；按照GB 28050——2011《預(yù)包裝食品營養(yǎng)標(biāo)簽通則》問答（減法）進行碳水化合物檢測。

1.3.4.2 維生素和礦物質(zhì)測定

根據(jù)GB 29922——2013《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》及問答要求，特殊醫(yī)學(xué)用途全營養(yǎng)配方食品必須添加的13種維生素類和12種，其中大部分維生素類對溫度、濕度、光、氧及pH等敏感[21]。據(jù)報道：維生素A對外界理化因素都很敏感，在高溫高濕條件貯存3個月只有2%的保留率，維生素B1在高濕條件下貯存21 d后僅剩48%[14]；在45 ℃、75%相對濕度下保存20 d，維生素D3保留率為80.27%[15]；在40 ℃恒溫儲存20 d后維生素K保留率為39.84%，維生素C保留率為79.78%[16]；維生素B12在噴霧干燥的奶粉中損失率為20%~35%[17]。試驗以干法工藝及濕法工藝制備得到的產(chǎn)品中各維生素的檢測值與初始理論值比較考察工藝中維生素的損耗率。礦物質(zhì)元素較穩(wěn)定，一般不易引起損耗，因此選取含量最高的鉀、含量最低的硒及中間含量的鈣、鐵進行驗證。方法參照GB 29922——2013《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》中表2規(guī)定的檢測方法進行測定。

表2 理化指標(biāo)檢測結(jié)果

1.3.5 損耗率的計算

損耗率按式（1）計算。損耗率負值越小，表示營養(yǎng)素損耗越多。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官結(jié)果分析

根據(jù)全營養(yǎng)配方食品感官評分標(biāo)準(zhǔn)（見表1），對2種工藝獲得的產(chǎn)品進行感官評分。總分為100分，即總分最高分100分，單項最高不超過單項規(guī)定的分數(shù)，最低是0分。總分計算時在全部總得分中去掉1個最高分和1個最低分，按式（2）計算，結(jié)果取整。單項得分計算時，在全部單項得分中去掉1個最高分和1個最低分，按式（3）計算，結(jié)果取整。

根據(jù)評分結(jié)果繪制感官雷達圖，見圖3。濕法工藝樣品的感官總體優(yōu)于干法工藝，噴霧干燥產(chǎn)品的溶解性、顆粒度和沖調(diào)性較好[18]，除滋味及氣味外，濕法工藝制備的樣品其色澤、組織狀態(tài)、沖調(diào)性均優(yōu)于干法工藝樣品。

圖3 2種工藝樣品感官評分雷達圖

2.2 理化指標(biāo)測定結(jié)果分析

2種工藝制備的樣品水分、灰分、滲透壓檢測結(jié)果見表2。

結(jié)果表明：2種工藝制備的產(chǎn)品水分、灰分≤5%，符合同類產(chǎn)品要求[19]；滲透壓指標(biāo)與同類產(chǎn)品接近[20]，2種工藝制備的產(chǎn)品此3個指標(biāo)無明顯差異。

2.3 營養(yǎng)成分測定結(jié)果分析

2.3.1 能量及宏量營養(yǎng)素

2種工藝制備的樣品宏量營養(yǎng)素及能量的測定值見表3，損耗率見圖4。從表3和圖4可以看出，2種工藝制備的產(chǎn)品能量及宏量營養(yǎng)素檢測結(jié)果與初始理論值比較無明顯變化，在檢測精密度范圍之內(nèi)，與王玉萍等[22]的研究結(jié)果一致，可認為2種工藝中宏量營養(yǎng)素均未引起明顯損耗。

表3 能量及宏量營養(yǎng)素檢測結(jié)果

圖4 2種工藝宏量營養(yǎng)素損耗率

2.3.2 維生素

2.3.2.1 脂溶性維生素

2種工藝制備的樣品脂溶性維生素損耗率見圖5。干法工藝脂溶性維生素的損耗率均在10%以內(nèi)，在檢測精密度范圍之內(nèi)，可認為未引起明顯損耗。而濕法工藝的脂溶性維生素損耗率明顯大于干法工藝，其中維生素A的損耗率最大，為28.03%，其次為維生素D（23.20%）、維生素K1（15.40%），而維生素E未引起明顯損耗，與孫健等[23]的研究結(jié)果一致。

圖5 2種工藝脂溶性維生素損耗率

2.3.2.2 水溶性維生素

2種工藝制備的樣品水溶性維生素損耗率見圖6。干法工藝中水溶性維生素的損耗率均在10%以內(nèi)，在檢測精密度范圍之內(nèi)，可認為未引起明顯損耗。而濕法工藝的水溶性維生素損耗率明顯大于干法工藝，其中維生素C的損耗率最大，為42.50%，其次為維生素B1（20.80%）、維生素B2（17.20%）、維生素B12（15.40%）和維生素B6（13.60%），其余5種維生素在檢測精密度范圍之內(nèi)，可認為在該工藝下未引起明顯損耗。維生素對外界因素如光照、溫度、濕度、氧氣等條件較敏感，尤其以維生素C熱敏性強，且具有強還原性，在金屬離子如銅、鐵存在下可加速其氧化，所以維生素C的損耗率最大，此次研究中濕法工藝中損耗率達到42.50%，進一步驗證與已報道[23-25]研究結(jié)果相似。

圖6 2種工藝水溶性維生素損耗率

2.3.3 礦物質(zhì)

2種工藝制備的樣品礦物質(zhì)損耗率見圖7。2種工藝制備的樣品礦物質(zhì)營養(yǎng)素損耗率均在10%以內(nèi)，其中以濕法工藝中鐵的損耗率最大，為8.80%，但在檢測精密度范圍之內(nèi)，可認為未引起明顯損耗。礦物質(zhì)本身性質(zhì)較為穩(wěn)定，對空氣、溫度、光照等外界因素的耐受性比維生素強，損耗率相對維生素也低[24]。

圖7 2種工藝礦物質(zhì)損耗率

3 結(jié)論

干法工藝基本不會引起營養(yǎng)素的損耗。濕法工藝制備的產(chǎn)品性狀、沖調(diào)性及營養(yǎng)素的含量均勻度較好，但對維生素造成一定程度的損失，其中以維生素C、維生素A、維生素D、維生素B1、維生素B2、維生素K1、維生素B12較為明顯，損耗率分別為42.50%，28.03%，23.20%，20.80%，17.20%，15.40%和15.40%。因此，在配方設(shè)計時，需要考慮適當(dāng)提高這些營養(yǎng)素的強化值，以確保產(chǎn)品含量符合GB 29922——2013《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》要求。其余營養(yǎng)素均未引起明顯損耗。

2種工藝制備的樣品各營養(yǎng)素檢測結(jié)果符合GB 29922——2013《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品通則》要求，試驗表明2種工藝均可以為商業(yè)化放大生產(chǎn)提供實踐依據(jù)和理論基礎(chǔ)，但干法和濕法工藝各有優(yōu)缺點，而干-濕復(fù)合工藝可以結(jié)合二者的優(yōu)點。因此后期可對濕法工藝相關(guān)參數(shù)進一步優(yōu)化及進行干-濕復(fù)合工藝的研究，以期為商業(yè)化生產(chǎn)線建設(shè)及設(shè)備選型提供更全面的理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。