孫豐義 王學(xué)敏 韓麗麗 陳朝青 張燕 劉鷺 何梅

摘 要：目的：采用干法混合工藝，在指定的混合工藝條件下研制一款特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)粉。方法：以堆密度、振實(shí)密度、壓縮度、休止角和粒徑分布為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究主要原料的物理特性，并對(duì)產(chǎn)品的均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果與結(jié)論：在該工藝條件下，采用本配方所使用的原料，能夠生產(chǎn)出一款混合均勻的特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)粉。

關(guān)鍵詞：特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品;營(yíng)養(yǎng);均勻性

我國(guó)的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品起步較晚，直到2010年才開始陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)的法規(guī)文件[1]，它所體現(xiàn)的營(yíng)養(yǎng)與治療相結(jié)合的理念是我國(guó)臨床營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域的重大突破，它能夠顯著改善病人的臨床結(jié)局，降低醫(yī)療成本，減少因營(yíng)養(yǎng)不良所導(dǎo)致的并發(fā)癥[2]。1歲以上特醫(yī)食品包括全營(yíng)養(yǎng)配方、特定全營(yíng)養(yǎng)配方食品和非全營(yíng)養(yǎng)配方食品，全營(yíng)養(yǎng)配方食品可以作為單一營(yíng)養(yǎng)來(lái)源滿足目標(biāo)人群營(yíng)養(yǎng)需求[3]。

目前，國(guó)內(nèi)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的劑型包括液體和粉體，而粉體劑型具有極大的運(yùn)輸和貯存便利性，是特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品中一種常見的形式。生產(chǎn)全營(yíng)養(yǎng)配方粉的工藝包括干法混合、濕法噴粉和干濕混合工藝，而目前國(guó)內(nèi)申報(bào)特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的企業(yè)中使用較多的是干法混合工藝。干法混合工藝省去了配料溶解后再噴霧干燥的耗能過(guò)程，節(jié)約能源[4]，同時(shí)降低了熱敏性物質(zhì)的加工損失[5]。但是，由于全營(yíng)養(yǎng)配方粉配方復(fù)雜并且營(yíng)養(yǎng)成分含量差異較大，采用干法混合工藝生產(chǎn)存在微量營(yíng)養(yǎng)素混合不均勻的問(wèn)題。本研究在前期研究的基礎(chǔ)上，對(duì)一款自行研發(fā)的全營(yíng)養(yǎng)配方粉進(jìn)行系統(tǒng)的分析和評(píng)價(jià)，為特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料

麥芽糊精、菊粉、糖霜、聚葡萄糖、低聚半乳糖、濃縮乳清蛋白、水解乳清蛋白、大豆肽、植物脂肪粉、維生素預(yù)混料、礦物質(zhì)預(yù)混料1、礦物質(zhì)預(yù)混料2。

1.2 設(shè)備與儀器

100 L、600 L三維混合機(jī)，江蘇貝得電機(jī)股份有限公司;粉體綜合特性分析儀，丹東百特儀器有限公司;MASTERSIZER 3000粒徑儀，英國(guó)馬爾文儀器有限公司;天平，梅特勒-托利多公司;pH計(jì)，德國(guó)Sartorius公司;3250型滲透壓儀，美國(guó)ADVANCED公司。

1.3 工藝流程

本產(chǎn)品采用干法混合工藝，經(jīng)前期摸索確定混合的工藝條件為：混合分為三級(jí)，第一級(jí)混合所用的混合罐為20 L、混合轉(zhuǎn)速為12 r/min、混合時(shí)間為5 min;第二級(jí)混合所用混合罐容積為100 L、混合轉(zhuǎn)速為12 r/min、混合時(shí)間15 min;第三級(jí)混合所用混合罐容積為600 L、混合轉(zhuǎn)速為12 r/min、混合時(shí)間20 min。具體的混合工藝流程見附圖。

1.4 方法

1.4.1 顆粒度測(cè)定 稱取50 g樣品，分別將樣品通過(guò)20、40、60目標(biāo)準(zhǔn)篩，搖動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)篩至沒(méi)有樣品通過(guò)篩網(wǎng)，稱取通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)篩的樣品重，按式（1）計(jì)算顆粒通過(guò)率：

X%=ML/M（1）

式（1）中，X%為樣品通過(guò)某標(biāo)準(zhǔn)篩的通過(guò)率、ML為通過(guò)某標(biāo)準(zhǔn)篩樣品的重量、M為樣品的總重。

1.4.2 振實(shí)密度測(cè)定 將適量樣品慢慢加到振實(shí)密度組件中，樣品的上面要至少達(dá)到透明部分的一半高度。將定時(shí)器調(diào)整為8 min，打開振動(dòng)電機(jī)開關(guān)，連續(xù)振動(dòng)，待振動(dòng)自動(dòng)停止。取出振實(shí)密度組件，將上下兩部分分開，將容器口用刮板刮平，用天平稱量容器和粉體的總質(zhì)量。振實(shí)密度的計(jì)算方法：連續(xù)測(cè)量3次，設(shè)3次容器和粉體的總質(zhì)量平均值為G，密度容器的重量為G1，則振實(shí)密度ρ為式（2）：

ρ=（G-G1）/100（2）

附圖 干法混合工藝生產(chǎn)流程

1.4.3 休止角測(cè)定 將樣品從儀器上方進(jìn)樣口加入，樣品經(jīng)出料口散落在樣品臺(tái)上，形成錐體。當(dāng)樣品在樣品臺(tái)呈對(duì)稱的圓錐體并在平臺(tái)周圍都有粉體落下時(shí)，停止加料，調(diào)整量角器的高度和長(zhǎng)度與圓錐形料堆的斜面重合，量出并記錄角度。然后輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)接料盤至120°和240°位置并測(cè)量角度。將上述3個(gè)角度取平均值即為該樣品的休止角θ，計(jì)算方法如式（3）：

θ=（θ1+θ2+θ3）/3（3）

1.4.4 堆密度測(cè)定 將樣品從儀器上方進(jìn)樣口加入，從出料口下落進(jìn)入100 mL的密度容器中，當(dāng)樣品充滿密度容器并溢出后停止加料。取出密度容器，用刮板將多余的料刮出，用天平稱量容器與粉體的總重量。堆密度的計(jì)算方法：連續(xù)測(cè)量3次，設(shè)3次的平均重量G、密度容器的重量為G1（該重量應(yīng)事先稱量好），用式（4）計(jì)算堆密度ρa(bǔ)：

ρa(bǔ)=（G-G1）/100（4）

1.4.5 粒徑分布 粒徑由馬爾文粒徑分析儀進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣品平行測(cè)試3次，并取平均值。

1.4.6 產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素測(cè)定 產(chǎn)品中蛋白質(zhì)、維生素B1、鋅的測(cè)定方法分別參照GB 5009.5—2016（第一法）、GB 5009.84—2016（第一法）、GB 5009.268—2016（第二法）。

1.4.7 產(chǎn)品均勻性評(píng)價(jià) 完成混合工藝操作后，在產(chǎn)品整個(gè)包裝過(guò)程中，在流水線上均勻選取10個(gè)點(diǎn)的樣品，測(cè)定樣品中的蛋白質(zhì)、維生素B1和鋅元素的含量。通過(guò)比較不同點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)的差異，評(píng)價(jià)干法混合工藝的產(chǎn)品均勻性。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料的物理特性研究

2.1.1 原料顆粒度 對(duì)采用的原料進(jìn)行顆粒度分析，評(píng)估原料的顆粒度分布。由表1可知，本產(chǎn)品所用的原料基本可通過(guò)40目篩，植物脂肪粉、糖霜、低聚半乳糖和聚葡萄糖通過(guò)60目篩的通過(guò)率低于90%，其中，糖霜的通過(guò)率只有24.18%，主要是因?yàn)樘撬⒌途郯肴樘呛途燮咸烟侨菀孜?，暴露在空氣中?huì)出現(xiàn)假結(jié)塊現(xiàn)象，因此，過(guò)篩過(guò)程中會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，不利于過(guò)篩。而植物脂肪粉一般含油量在50%以上，原料本身流動(dòng)性不好，極易吸附聚團(tuán)，原料廠家一般會(huì)添加一定量的二氧化硅作為抗結(jié)劑提高原料的流動(dòng)性。在生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)廠家一般會(huì)選用20或40目篩網(wǎng)對(duì)原料進(jìn)行除異物操作，以確保原料能夠順利通過(guò)篩網(wǎng)。A4A8A741-6A09-420F-8E22-107BC2082243

2.1.2 原料流動(dòng)性指標(biāo) 對(duì)采用的原料進(jìn)行堆密度、振實(shí)密度、壓縮度和休止角的檢測(cè)和分析，評(píng)估原料的流動(dòng)性。壓縮度和休止角能夠直接反映原料流動(dòng)性的好壞，壓縮度和休止角越小，流動(dòng)性越好。一般認(rèn)為，休止角小于30°時(shí)，流動(dòng)性很好，休止角大于45°時(shí)，流動(dòng)性較差[6]。從表2可知，糖霜、濃縮乳清蛋白和植物脂肪粉的休止角均大于45°，流動(dòng)性較差，且壓縮度也相對(duì)較高。因此，為了提高產(chǎn)品的流動(dòng)性，需要重點(diǎn)篩選上述3種原料。

2.1.3 原料的粒徑分布 采用Mastersizer 3000粒徑儀檢測(cè)所用原料的粒徑分布，評(píng)估原料間的粒徑差異。由表3可知，濃縮乳清蛋白和植物脂肪粉的顆粒較大，大豆肽和糖霜的顆粒較小，由表面積加權(quán)平均粒徑結(jié)果可知，所有原料的小顆粒分布比較均勻，由體積加權(quán)平均粒徑結(jié)果可知，水解乳清蛋白、低聚半乳糖和聚葡萄糖的大顆粒粒徑分布差異較大，后續(xù)生產(chǎn)需要對(duì)這3種原料進(jìn)行篩分。原料顆粒的形狀和粒徑分布對(duì)產(chǎn)品的混合均勻性有直接影響，形狀和粒徑分布越接近越有利于產(chǎn)品混合的均勻性[7]。

2.1.4 產(chǎn)品均勻性分析 由于目前國(guó)內(nèi)的混合機(jī)種類多，尚沒(méi)有統(tǒng)一的取樣和評(píng)價(jià)指南，根據(jù)美國(guó)FDA《混合均勻性和評(píng)價(jià)指南》的規(guī)定，不同位點(diǎn)的營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)RSD值在5%以內(nèi)，并且每個(gè)點(diǎn)的值應(yīng)在平均值的±10%范圍內(nèi)，表明該產(chǎn)品已混合均勻[8]。本產(chǎn)品采用十點(diǎn)取樣法，即在混合罐的10個(gè)不同的位點(diǎn)取樣，以蛋白質(zhì)、維生素B1和鋅為評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)該產(chǎn)品的混合均勻度。由表4可知，3種營(yíng)養(yǎng)素的RSD值均在5%以內(nèi)，表明本次試生產(chǎn)所采用的原料在該工藝條件下生產(chǎn)的特殊醫(yī)學(xué)用途全營(yíng)養(yǎng)粉可以實(shí)現(xiàn)混合均勻。

2.1.5 產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià) 檢測(cè)中試產(chǎn)品的水分活度、水分含量、滲透壓、pH、堆密度和休止角（表5）。

3 結(jié)論

本研究提供了一款特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的生產(chǎn)工藝，并對(duì)所使用的原料進(jìn)行了物理特性的研究與分析。結(jié)果顯示，在該工藝條件下，以維生素B1、蛋白質(zhì)和鋅為檢測(cè)指標(biāo)，3種營(yíng)養(yǎng)素在不同取樣點(diǎn)的RSD值均小于5%，說(shuō)明采用本配方和三級(jí)混合的工藝方式能夠生產(chǎn)出混合均勻的特殊醫(yī)學(xué)用途配方產(chǎn)品。

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Physical Properties and Uniformity Evaluation on Foods for Special Medical Purposes

SUN Feng-yi，WANG Xue-min，HAN Li-li，CHEN Zhao-qing，ZHANG Yan，LIU Lu，HE Mei

（Beijing Institute of Nutrition Resource，Beijing 100069，China）

Abstract：Objective To develop total nutrient foods for special medical purposes under the specified mixed process conditions by dry blending.Method Apparent density，tap density，degree of compression，angle of repose and particle size distribution of main raw materials were studied and uniformity of the product was evaluated.Result The well-mixed total nutrient foods for special purposes were produced with the raw materials in the formula under the process conditions.

Keywords：foods for special medical purposes（FSMP）;nutrition;uniformityA4A8A741-6A09-420F-8E22-107BC2082243