嬰幼兒面條關(guān)鍵加工工藝及營養(yǎng)素損失研究

劉曉平 曹斌 李琳瑤 管雪青

摘 要：本文通過比較營養(yǎng)素混合均勻性，確定了較優(yōu)的和面時間，通過比較加工前后營養(yǎng)素的含量確定和面及烘干過程營養(yǎng)素的損失率。結(jié)果顯示，較優(yōu)的和面時間為6 min。和面過程中維生素A和鐵的均勻性變異系數(shù)分別為8.8%、4.4%，損失率分別為32.7%、24.1%。烘干過程中維生素A、維生素D的損失率分別為8.2%，5.8%，維生素B1、鐵、鋅、鈣含量無明顯變化。以上實驗數(shù)據(jù)可為工業(yè)生產(chǎn)提供工藝依據(jù)。

關(guān)鍵詞：嬰幼兒面條；維生素損失；混合均勻性；脂氧合酶

Research on Key Processing Techniques and Nutrient Loss of Infant Noodles

LIU Xiaoping， CAO Bin， LI Linyao， GUAN Xueqing

（Beingmate （Hangzhou） Food Research Institude Co.， Ltd.， Hangzhou 310000， China）

Abstract： This article determines the optimal dough mixing time by comparing the uniformity of nutrient mixing， and determines the nutrient loss rate during dough and drying process by comparing the nutrient content before and after processing. The results showed that the optimal blending time was 6 minutes. The coefficient of uniform Imposex of vitamin A and iron during dough mixing was 8.8% and 4.4%， respectively， and the loss rate was 32.7% and 24.1%， respectively. The loss rates of vitamin A and vitamin D during the drying process were 8.2% and 5.8%， respectively. There was no significant change in the content of vitamin B1， iron， zinc， and calcium. The above experimental data can provide a process basis for industrial production.

Keywords： infant and toddler noodles; vitamin loss; mixing uniformity; lipoxygenase

嬰幼兒面條是以小麥粉為主要原料，加入適量維生素和礦物質(zhì)等生產(chǎn)的生制類谷物輔助食品，其生產(chǎn)加工需符合《嬰幼兒谷類輔助食品生產(chǎn)許可審查細則》及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，嬰幼兒面條需滿足《嬰幼兒谷類輔助食品》（GB 10769—2010）等標(biāo)準(zhǔn)要求。

嬰幼兒面條加工過程中，營養(yǎng)素可能會受溫度、水分及光等因素影響發(fā)生衰減，因此研究營養(yǎng)素的混合均勻性及加工損失具有重要意義。和面和烘干是面條制備的兩個關(guān)鍵工序。和面過程中水分的加入能夠增加面粉成分的流動性，面絮受外力拍打或揉捏作用，使蛋白質(zhì)等化合物發(fā)生生化反應(yīng)，形成面筋。烘干過程中，面條借助風(fēng)力和熱力將水分蒸發(fā)得到干面條。目前有關(guān)加工工藝對于面條食味品質(zhì)和感官影響的研究較為普遍，研究重點在于面條的熟化、烘干參數(shù)等[1-5]。但國內(nèi)針對嬰幼兒面條加工過程營養(yǎng)素損失的研究較少。國外有少量關(guān)于意大利面制備過程營養(yǎng)素損失的報道。例如，BOLLELLI等[6]研究發(fā)現(xiàn)，意大利面制作過程中類胡蘿卜素損失50%～89%。FRATIANNI等[7]研究發(fā)現(xiàn)，意大利面制作過程中類胡蘿卜素、生育酚分別損失近50%和30%，維生素A發(fā)生順反異構(gòu)。SHARMA等[8]研究了意大利面制作及儲存過程中維生素A和鐵的衰減，結(jié)果顯示維生素A的總損失率為34%～38%，鐵總損失率為10%～11%。基于此，本研究考察營養(yǎng)素混合均勻性、和面及烘干過程中的營養(yǎng)素損失，為嬰幼兒面條的生產(chǎn)加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

一等小麥粉，廣東東方面粉公司；復(fù)合維生素預(yù)混料（維生素）、復(fù)合礦物質(zhì)預(yù)混料（礦物質(zhì)），南通勵成；純化水，娃哈哈。

多功能攪拌和面機，杭州全立食品機械；面條壓面機，浙江天禧；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏公司；電子天平，梅特勒-托利多。

1.2 試驗方法

1.2.1 嬰幼兒面條的制備工藝

嬰幼兒面條的制備工藝流程為配料→和面→熟化→成型→烘干→包裝，制備過程中的要點如下。①配料：稱量1 000 g小麥粉、2.0 g維生素、14.0 g礦物質(zhì)，340 g純化水，配料前檢測小麥粉、維生素、礦物質(zhì)含量，計算面條營養(yǎng)素理論含量。②和面：和面過程中應(yīng)進行營養(yǎng)素的混合均勻性和營養(yǎng)素損失考察。③烘干：烘干過程中應(yīng)考察烘干溫度對營養(yǎng)素損失率的影響。

1.2.2 營養(yǎng)素的混合均勻性考察

將小麥粉、維生素、礦物質(zhì)分別倒入攪拌和面機，啟動攪拌機，加入純化水，低檔速攪拌和面。攪拌結(jié)束，在和面機左上、右上、中、左下、右下

5個點取樣，檢測各點營養(yǎng)素（維生素A，鐵）的含量，由各點營養(yǎng)素含量計算營養(yǎng)素平均值X和變異系數(shù)（Coefficient of Variation，CV）。營養(yǎng)素混合均勻性變異系數(shù)按式（1）計算。為考察和面時間對營養(yǎng)素混合均勻性的影響，分別設(shè)置和面攪拌時間為3 min、6 min、9 min，濕面樣品取樣后立即放入冰柜中冷凍，檢測前取出使用，下同。

（1）

式中：CV為變異系數(shù)，%；S為營養(yǎng)素含量標(biāo)準(zhǔn)差；X為營養(yǎng)素平均含量，μg/100 g或mg/100 g。營養(yǎng)素含量為折算到10%水分的計算值。

1.2.3 營養(yǎng)素損失考察

按照1.2.2所述，以相同的原料配料攪拌和面，和面結(jié)束后取樣檢測營養(yǎng)素含量并按式（2）計算營養(yǎng)素的損失率L。重復(fù)3次試驗。

（2）

式中：L為營養(yǎng)素損失率，%；C前為加工前維生素或礦物質(zhì)類含量，μg/100 g或mg/100 g；C后為加工后維生素或礦物質(zhì)類的含量，μg/100 g或mg/100 g。

1.2.4 烘干溫度對營養(yǎng)素損失率的影響

和面結(jié)束后將面絮靜置熟化15 min，再經(jīng)壓面機錕壓、切條成約1.0 mm×1.5 mm大小的濕面條后放入烘箱干燥。模擬生產(chǎn)烘干過程，烘箱一段、二段、三段溫度分別設(shè)置為（31±1）℃、（44±1）℃、（35±1）℃，烘干時間分別為1 h、2 h、1 h。烘干結(jié)束后取樣檢測產(chǎn)品中營養(yǎng)素含量，按式（2）計算烘干過程中營養(yǎng)素損失率，重復(fù)3次試驗。

1.3 營養(yǎng)素的測定

營養(yǎng)素的測定參照對應(yīng)的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)。其中，維生素A、維生素D參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中維生素A、D、E的測定》（GB 5009.82—2016）測定；維生素B1參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中維生素B1的測定》（GB 5009.84—2016）測定；鐵、鋅參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）測定；鈣參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中鈣的測定》（GB 5009.92—2016）。面條中營養(yǎng)素理論含量按式（3）計算。

（3）

式中：C為面條中營養(yǎng)素理論含量，μg/100 g或mg/100 g；C1為小麥粉中營養(yǎng)素本底含量，μg/100 g或mg/100 g；C2為預(yù)混料中營養(yǎng)素含量，μg·g-1或mg·g-1；m為預(yù)混料用量，g；M為除純化水的原料總用量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料及嬰幼兒面條營養(yǎng)素含量

2.1.1 小麥粉本底營養(yǎng)素含量

有文獻報道，加工精度較高的小麥粉中鐵含量為0.22～2.94 mg/100 g，鋅含量為0.4～1.3 mg/100 g，維生素B1含量為30～410 μg/100 g，幾乎不含有維生素A和維生素D[9-11]。不同品種和加工精度的小麥粉中礦物質(zhì)含量差異明顯，因此嬰幼兒面條必須考慮小麥粉中鐵、鋅、鈣的本底含量。本試驗測得小麥粉中鐵、鋅、鈣和維生素B1的含量分別為1.22 mg/100 g、0.38 mg/100 g、23.5 mg/100 g和56 μg/100 g。

2.1.2 預(yù)混料營養(yǎng)素含量

根據(jù)GB 10769—2010，維生素A、維生素D、維生素B1、鐵、鋅和鈣為嬰幼兒面條基本營養(yǎng)素。本研究測得維生素原料維生素A、維生素D、維生素B1含量分別為2 405 μg·g-1、36.2 μg·g-1、3 774 μg·g-1，礦物質(zhì)原料鐵、鋅、鈣的含量分別為2.80 μg·g-1、2.80 μg·g-1、238.9 μg·g-1。

2.1.3 嬰幼兒面條營養(yǎng)素理論含量

通過小麥粉、維生素及礦物質(zhì)中各營養(yǎng)素的含量，計算得到的配方中各營養(yǎng)素理論含量見表1。

2.2 營養(yǎng)素混合均勻性

嬰幼兒面條營養(yǎng)素添加量極小，若營養(yǎng)素混合不均勻可能會導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，因此營養(yǎng)素的混合均勻性考察是嬰幼兒面條制作過程中質(zhì)量控制的一個重要指標(biāo)。粉體混合通常經(jīng)歷對流混合階段、對流與剪切共同作用階段及擴散混合階段3個階段。其中，擴散混合階段處于混合與分離的平衡狀況，混合均勻度在某一均值附近上下波動。粉體混合均勻性的評價方法主要有化學(xué)分析法、示蹤法、數(shù)字圖像分析法等[12-14]。本文采用化學(xué)分析法測定不同混合時間下維生素A和鐵的含量，進而計算物料的混合均勻性，結(jié)果見表2。

由表2可知，隨著混合時間的延長，混合均勻性提高?；旌蠒r間由3 min增加到9 min時，維生素A的CV值由21.9%降低到7.8%，鐵的CV值由11.7%降低到3.8%。混合6 min時，鐵的CV值達到4.4%，進一步增加混合時間，鐵的混合均勻性無明顯提高，表明和面6 min時已達到擴散混合階段。由表3可知，維生素A的損失率隨混合時間延長而增加，并且面條在生產(chǎn)過程中隨著和面時間的延長物料溫度上升，面絮粘結(jié)成團塊，若和面時間過長，面團表現(xiàn)出過熟，不利于后續(xù)壓延切條。綜合混合均勻性、維生素A的損耗及面團流變性等，確定和面的較優(yōu)時間為6 min，此時維生素A和鐵的CV值分別為8.8%、4.4%，與李慶龍等[15]研究面粉采用一次投料混合法強化乳酸亞鐵，鐵的CV值為4%～6%的結(jié)果類似。

2.3 和面工藝營養(yǎng)素損失率

由表4可知，和面階段（6 min）維生素A損失32.7%，維生素D損失24.1%；維生素B1、鐵、鋅、鈣基本無損失，含量差異可能由檢測偏差導(dǎo)致。

2.4 烘干過程營養(yǎng)素的損失率

面條的干燥通常分為低溫干燥、中低溫干燥和高溫干燥。嬰幼兒面條的干燥通常采用低溫干燥和中低溫干燥。由前文可知，和面過程中維生素A、維生素D均會出現(xiàn)較大的損失，且營養(yǎng)素暴露在潮濕環(huán)境中的時間越長，損失可能越大，因此本文選取干燥時間更短的中低溫干燥為考察對象，分析營養(yǎng)素損失率情況，結(jié)果如表5?？梢钥闯?，干燥階段維生素A和維生素D出現(xiàn)損失；維生素B1、鐵、鋅、鈣在干燥階段基本無損失，結(jié)果差異可能由檢測偏差導(dǎo)致。

3 討論

維生素A對高溫、強酸、濕度及氧氣較敏感，酯的形式比醇的形式穩(wěn)定[16]。維生素D對氧氣、光照、酸性及高溫敏感，但其穩(wěn)定性可能與載體種類有關(guān)[17]。攪拌和面過程無高溫?zé)崽幚砬遗浞街形刺砑訌娝釓妷A性物質(zhì)，和面時間較短，理論上維生素A和維生素D應(yīng)無明顯損失，但試驗結(jié)果顯示和面過程中維生素A和維生素D的損失率分別為32.7%，24.1%。目前國內(nèi)未見嬰幼兒面條中出現(xiàn)維生素A和維生素D加工損失的文獻報道。HEMRY等[18]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)常溫3個月儲存，強化小麥粉中維生素A損失率達50%，分析認為損失與脂氧合酶（Lipoxygenase，LOX）的酶解有關(guān)。ARYA等[19]對比了維生素A在滅酶小麥粉和未滅酶小麥粉中的保留率，發(fā)現(xiàn)維生素A在未滅酶小麥粉中的保留率更低，認為LOX是造成維生素A衰減的重要因素。FRANTIANNI等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在意大利面加工中，維生素A發(fā)生構(gòu)型異構(gòu)，13-cis/13-tran維生素A的占比由12%升高到32%，且構(gòu)型異構(gòu)主要發(fā)生在揉面階段，推測水和氧氣可以促進LOX降解這類化合物。

植物組織中含有脂氧合酶系，他們參與多種生化進程[20-21]。LOX能特異性地催化含有順1，4-戊二烯結(jié)構(gòu)的多不飽和脂肪酸的加氧反應(yīng)，反應(yīng)生成具有共軛雙鍵的多元不飽和酸的氫過氧化物中間體，該中間體能協(xié)同分解胡蘿卜素、維生素等營養(yǎng)素[22-23]。龍依濤[24]認為，在氫過氧化物作用下，維生素A易通過異構(gòu)化、氧化、聚合等多種反應(yīng)途徑降解，油脂酸敗產(chǎn)生的過氧化物是造成維生素A類強化食品衰減的重要因素。不同品種、不同加工精度的小麥粉中LOX含量不同，LOX活性也可能不同，可能導(dǎo)致營養(yǎng)素損失的差異。嬰幼兒面條生產(chǎn)過程物料暴露于空氣中，和面時加入大量水增加了面粉內(nèi)分子流動性，激活了酶，物料受和面機槳葉高速拍打，局部產(chǎn)生高溫，使得敏感維生素發(fā)生分解[8]。因此，制備過程是否隔絕空氣、和面時間長短、攪拌速度都可能對營養(yǎng)素的損失產(chǎn)生影響。

4 結(jié)論

采用多功能攪拌機干法強化營養(yǎng)素，嬰幼兒面條較優(yōu)的和面時間為6 min，在此條件下維生素A和鐵的混合變異系數(shù)分別為8.8%、4.4%，和面過程中維生素A、維生素D分別損失32.7%、24.1%，維生素B1、鐵、鋅、鈣無明顯變化。干燥后，維生素A損失8.2%，維生素D損失5.8%，維生素B1、鐵、鋅、鈣無明顯變化。整個生產(chǎn)過程中維生素A損失40.9%，維生素D損失29.9%，損失主要發(fā)生在和面階段。維生素損失的主要原因可能與小麥粉中LOX及不飽和脂肪酸共氧化有關(guān)。工業(yè)生產(chǎn)上，LOX被用于專用面粉的改良，如用于面粉漂白及面筋改良，但對于需營養(yǎng)強化的小麥粉，使用應(yīng)慎重，否則將導(dǎo)致營養(yǎng)素的大量損失。LOX促進敏感維生素分解的影響因素及如何降低維生素損失問題還有待進一步研究。

參考文獻

[1]楊夫光，張波，張影全，等.隧道式兩排掛面烘房氣流特征分析[J].食品工業(yè)科技，2016，37（1）：284-287.

[2]劉婷，高文明，謝嵐，等.低溫干燥對嬰幼兒配方面條食味品質(zhì)的影響[J].食品與機械，2018，34（11）：190-192.

[3]高文明，戴志勇，劉站紅，等.熟化工藝對嬰幼兒面條食用品質(zhì)的影響[J].食品研究與開發(fā)，2018，39（17）：90-95.

[4]謝巖黎，張春雨，王小麗.擠壓膨化對嬰幼兒顆粒面條中淀粉結(jié)構(gòu)及消化特性的影響[J].中國糧油學(xué)報，2018，33（7）：38-42.

[5]MOON Y，KIM K H，KWEON M.Effects of flour quality and drying rates controlled by temperature，air circulation， and relative humidity on the quality of dried white-salted noodles[J].Cereal Chemistry，2019，96（6）：1011-1021.

[6]BORRELLI G M，DE LEONARDIS A M，F(xiàn)ARES C，et al.Effects of modified processing conditions on oxidative properties of semolina dough and pasta[J].Cereal Chemistry，2003，80（2）：225-231.

[7]FRATIANNI A，DI CRISCIO T，MIGNOGNA R，

et al.Carotenoids，tocols and retinols evolution during egg pasta-making processes[J].Food Chemistry，2012，131（2）：590-595.

[8]SHARMA N，SHARMA S，SINGH B，et al.Stability evaluation of iron and vitamin A during processing and storage of fortified pasta[J].Quality Assurance and Safety of Crops & Foods，2020，12（2）：50-60.

[9]陳紅，杜瑞，高瑞，等.全麥粉營養(yǎng)特性及其制品的研究進展[J].河南科學(xué)，2019，37（10）：1607-1613.

[10]王曉曦，賈愛霞，于中利.不同出粉率小麥粉的品質(zhì)特性及營養(yǎng)組分研究[J].中國糧油學(xué)報，2012，27（1）：6-9.

[11]劉春光.適度加工是保留小麥營養(yǎng)成分的根本途徑[J].現(xiàn)代面粉工業(yè)，2018，32（6）：5-9.

[12]ASACHI M，NOURAFKAN E，HASSANPOUR A.A review of current techniques for the evaluation of powder mixing[J].Advanced Powder Technology，2018，29（7）：1525-1549.

[13]康虎，國德旺，馬麗娥.粉體物料混合均勻度評價研究進展[J].廣州化工，2015，43（8）：30-32.

[14]解立斌，霍軍生，黃建.食品粉粒體混合：混合機理與混合均勻度影響因素探討[J].中國食品添加劑，2011（4）：63-67.

[15]李慶龍，丁文平，王尚玉.小麥粉中強化營養(yǎng)素的添加工藝與分配均勻性的探討[J].糧食與飼料工業(yè)，2003（2）：1-2.

[16]顏景超，任國譜，賴鳴宇，等.維生素A酯類的穩(wěn)定性及熱降解動力學(xué)研究[J].食品工業(yè)科技，2010，31（9）：

73-76.

[17]楊景彥，鄧乾春，黃鳳洪，等.VD強化及其穩(wěn)定性研究進展[J].食品科學(xué)，2013，34（7）：312-315.

[18]HEMERY Y M，LAILLOU A，F(xiàn)ONTAN Q，et al.Storage conditions and packaging greatly affects the stability of fortified wheat flour：influence on vitamin A，iron，zinc，and oxidation[J].Food Chemistry，2018，240：43-50.

[19]ARYA S S，THAKUR B R.Effect of water activity on vitamin A degradation in wheat flour （ATTA）[J].Journal of Food Processing and Preservation，1990（14）：123-134.

[20]POUDEL R，ROSE D J.Changes in enzymatic activities and functionality of whole wheat flour due to steaming of wheat kernels[J].Food Chemistry，2018，263：315-320.

[21]MENGA V，TRONO D.The molecular and functional characterization of the durum wheat lipoxygenase Td-LOX2 suggests its role in hyperosmotic stress response[J].Plants，2020，9（9）：1233.

[22]李興軍.谷物脂氧合酶的生理生化特性[J].糧食科技與經(jīng)濟，2011，36（3）：34-37.

[23]HAYWARD S，CILLIERS T，SWART P.Lipoxygenases：from isolation to application[J].Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety，2017，16（1）：199-211.

[24]衣龍濤.維生素A與過氧化物相互作用研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2012.