文/孫 健 王青云 宮春穎

（黑龍江省完達山乳業(yè)股份有限公司）

營養(yǎng)素是指通過食物獲得，經(jīng)過人體消化、吸收和代謝，維持人體生命活動的物質[1]。通常情況下將營養(yǎng)素分為宏量營養(yǎng)素和微量營養(yǎng)素兩大類。微量營養(yǎng)素又主要分為維生素和礦物質，它們是維持機體正常生理功能所必需的重要物質，對促進生長發(fā)育和新陳代謝起著重要作用[2]。根據(jù)各國的防治經(jīng)驗，平衡膳食、食物強化、應用營養(yǎng)素補充劑是改善人群微量營養(yǎng)素缺乏的3 種主要措施[3]。近年來，中國奶粉行業(yè)發(fā)展迅速，市場競爭已經(jīng)進入白熱化。目前市場銷售的各類配方奶粉，無論是進口品牌還是國產(chǎn)品牌，產(chǎn)品質量良莠不齊。面對日益增長的市場需求，如何保證產(chǎn)品質量穩(wěn)定將是所有生產(chǎn)企業(yè)需要面臨的問題。

配方奶粉中微量營養(yǎng)素的穩(wěn)定性受生產(chǎn)工藝影響較大，不同生產(chǎn)工藝對配方奶粉中微量營養(yǎng)素的穩(wěn)定性會產(chǎn)生不同影響。按照生產(chǎn)工藝劃分，目前常用的配方奶粉生產(chǎn)工藝主要有干法工藝、濕法工藝以及干濕復合工藝。干法工藝生產(chǎn)過程中，由于微量營養(yǎng)素的添加量極少，直接投料時難以混合均勻，且極易造成攝入過量或不足的情況[4]。濕法工藝生產(chǎn)過程中，由于光、熱、氧氣以及離子間的相互作用等因素影響，微量營養(yǎng)素會發(fā)生不同程度的降解[5]，營養(yǎng)素的損失情況高于干法工藝，且由于能耗原因導致生產(chǎn)成本也高于干法工藝[6]。因此，在配方奶粉生產(chǎn)過程中，如何選擇適宜的生產(chǎn)工藝以確保微量營養(yǎng)素既不會發(fā)生過度降解損失，又能混合均勻，對于生產(chǎn)企業(yè)具有重要的研究意義。

1 材料與方法

1.1 主要原輔料

微量營養(yǎng)素強化劑（北京金康普食品科技有限公司）；全脂乳粉（北安完達山乳品有限公司）；乳清蛋白粉（德國米萊公司）；脫鹽乳清粉（法國紅鳥公司）。

1.2 主要儀器設備

電子天平，氣相色譜儀，高效液相色譜儀，熒光分光光度計，原子吸收分光光度計，恒溫干燥箱，恒溫培養(yǎng)箱。

1.3 過程及方法

1.3.1 過程

分別對干法工藝和濕法工藝生產(chǎn)過程中各微量營養(yǎng)素的穩(wěn)定性進行驗證。具體過程為首先設定相同的微量營養(yǎng)素初始理論值，然后采取五點取樣的方式取樣，分別檢測不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的配方奶粉中微量營養(yǎng)素含量，計算不同生產(chǎn)工藝條件下微量營養(yǎng)素的加工損失率和混合均勻度。

1.3.2 方法

按照《食品安全國家標準 嬰兒配方食品》和《食品安全國家標準較大嬰兒和幼兒配方食品》中規(guī)定的微量營養(yǎng)素檢驗方法進行檢測，每個樣品做2 個平行樣以驗證檢測數(shù)據(jù)精確性。同時，采用單因素方差分析方法，設定顯著性水平為p＜0.05。

1.3.3 計算方法

不同生產(chǎn)工藝條件下各微量營養(yǎng)素的損失率和均勻度計算公式如下：

圖1 干法工藝條件下微量營養(yǎng)素的損失率

2 結果與分析

2.1 干法工藝條件下微量營養(yǎng)素穩(wěn)定性分析

干法工藝主要工藝流程為：原輔料及包裝材料驗收→軌道紫外殺菌→配料（三維預混）→混合（絞籠干混）→包裝及金屬探測。

干法工藝生產(chǎn)過程中主要關鍵控制點為預混和干混兩部分。預混部分在三維預混罐中完成，時間控制為5 min，干混部分在真空絞籠混料機中完成，時間控制在10 min。整個生產(chǎn)加工過程沒有任何受熱處理和水溶工序，因此可以保證微量營養(yǎng)素的含量不會發(fā)生明顯熱損失和離子交換降解。但由于原輔料的流動性和組織狀態(tài)存有差異，易造成微量營養(yǎng)素混合不均勻，因此，微量營養(yǎng)素的混合均勻度是否得到有效控制，是驗證干法工藝條件下微量營養(yǎng)素穩(wěn)定性的重要指標。

2.1.1 干法工藝條件下微量營養(yǎng)素的損失率

采取五點取樣法采集試驗樣品并進行檢測，與初始理論值對比，驗證微量營養(yǎng)素在干法工藝條件下的損失率，結果如圖1所示。結果表明，采用干法工藝進行配方奶粉生產(chǎn)加工，微量營養(yǎng)素的含量未發(fā)生明顯變化。此外，在實驗過程中維生素B2、葉酸、泛酸、生物素以及銅5 種營養(yǎng)素發(fā)生負損失，可能是由于樣品檢測值存在偏差，且其偏差率未超過5.0%，符合國家標準檢測方法規(guī)定的偏差范圍。

2.1.2 干法工藝條件下微量營養(yǎng)素的混合均勻度

采取五點取樣法采集試驗樣品并進行檢測，同時以營養(yǎng)素初始理論值為參照，驗證微量營養(yǎng)素在干法工藝條件下的混合程度，結果如圖2所示。結果表明，采用干法工藝進行配方粉生產(chǎn)加工，在采取相同擴倍方式和數(shù)量級的基礎上，大部分微量營養(yǎng)素具有良好的分散性，混合均勻度＞95.0%；混合均勻性較差的營養(yǎng)素是維生素B12、葉酸以及硒，混合均勻度均＜90.0%。如仍考慮采用干法工藝進行生產(chǎn)加工，則應重新調整上述3 種微量營養(yǎng)素的擴倍數(shù)量級或者采取更長的預混時間及改變預混方式，以保證其混合均勻度達到95.0%以上，從而保證產(chǎn)品質量均一穩(wěn)定。

2.2 濕法工藝條件下營養(yǎng)素穩(wěn)定性分析

濕法工藝主要工藝流程為：原輔料驗收→離心凈乳→巴氏殺菌→降溫貯存→真空混合配料→高壓均質→殺菌濃縮→噴霧干燥→流化床涼粉→包裝。

濕法工藝生產(chǎn)過程中主要關鍵控制點為溶解配料、殺菌濃縮和噴霧干燥3 部分。在生產(chǎn)加工前期，采用真空混料器進行循環(huán)往復交叉溶解配料，可以最大程度地提高微量營養(yǎng)素的溶解性和混合均勻性。由于配料溶解時間較長，且加工后期經(jīng)過95 ℃高溫瞬時殺菌濃縮和噴霧干燥等熱處理工序，易造成微量營養(yǎng)素的熱損失，因此，濕法工藝生產(chǎn)過程中應重點關注微量營養(yǎng)素的損失情況。

2.2.1 濕法工藝條件下微量營養(yǎng)素的損失率

圖2 干法工藝條件下微量營養(yǎng)素的混合程度

圖3 濕法工藝各微量營養(yǎng)素損失率

圖4 濕法工藝各微量營養(yǎng)素混合程度

采取五點取樣法采集試驗樣品并進行檢測，與初始理論值對比，驗證微量營養(yǎng)素在濕法工藝條件下的損失率，結果如圖3所示。結果表明，采用濕法工藝進行配方粉生產(chǎn)加工，除泛酸和生物素外，其它維生素類營養(yǎng)素均發(fā)生不同程度的損失，其中，維生素C的損失率最高，約為34.8%；脂溶性維生素損失率高于水溶性維生素（維生素C除外），且損失率較高，約為20.0%，說明此類營養(yǎng)素不適宜采用濕法工藝添加或不適宜直接用水進行溶解添加；除鐵和鋅的損失率超過10.0%外，其余礦物質營養(yǎng)素均具有較好的穩(wěn)定性，礦物質類營養(yǎng)素發(fā)生損失的主要原因是溶解后離子間相互作用或溶解效果不佳導致物理性過濾損失，因此在濕法工藝生產(chǎn)過程中必須將礦物質類營養(yǎng)素單獨溶解，同時注意控制水溶時間和溫度。

2.2.2 濕法工藝條件下微量營養(yǎng)素的混合均勻度

采取五點取樣法采集試驗樣品并進行檢測，同時以營養(yǎng)素初始理論值為參照，驗證微量營養(yǎng)素在濕法工藝條件下的混合程度，結果如圖4所示。結果表明，采用濕法工藝進行配方粉生產(chǎn)加工，微量營養(yǎng)素可獲得良好的分散溶解性，其混合均勻度均＞95.0%。如不考慮微量營養(yǎng)素的含量損失和產(chǎn)品添加成本，濕法工藝是較為適宜的配方奶粉生產(chǎn)加工工藝。

3 結論

在配方奶粉生產(chǎn)加工過程中，干法工藝可以保證微量營養(yǎng)素的含量不發(fā)生實質性損失，但由于部分營養(yǎng)素添加量極低，可能導致混合均勻度較差，可考慮事先多次預混擴倍以滿足穩(wěn)定性需要。濕法工藝可使大多數(shù)微量營養(yǎng)素獲得良好的混合均勻性，但部分熱敏性營養(yǎng)素的損失率較高，可考慮在濕法工藝生產(chǎn)末端添加，以減少受熱過程。

綜合考量不同生產(chǎn)工藝條件下微量營養(yǎng)素的損失率和混合均勻度，以及生產(chǎn)成本和添加成本等因素，確定較為適宜的配方奶粉生產(chǎn)加工工藝為干濕復合工藝。