血红素铁在强化牛乳中的应用研究

瞿桂香，李 成，董明盛，黄耀江，李志方

(1.江苏畜牧兽医职业技术学院，江苏泰州225300; 2.泰州市产品质量监督检验所，江苏泰州225309; 3.南京农业大学，江苏南京210095;4.中央民族大学，北京100081)

血红素铁在强化牛乳中的应用研究

瞿桂香1，李 成2，董明盛3，黄耀江4，李志方1

(1.江苏畜牧兽医职业技术学院，江苏泰州225300; 2.泰州市产品质量监督检验所，江苏泰州225309; 3.南京农业大学，江苏南京210095;4.中央民族大学，北京100081)

经正交实验后应用模糊数学评价法探究了血红素铁强化牛奶的最佳配方，结果表明血红素铁能够很好地保持牛奶的原有性质，稳定性较好，以巧克力香精作为铁强化牛奶的香味物质，很好地避免了因添加血红素铁而引起的牛奶本身颜色改变的问题。血红素铁强化牛奶的最佳配方是每100mL牛奶中添加白砂糖8g、稳定剂0.1g、血红素铁3mg，巧克力香精适量。

血红素铁，模糊数学评价，强化

缺铁性贫血是当代世界最严重的四大营养性疾病之一，发达国家铁缺乏发病率为1%～20%，发展中国家铁缺乏发病率高达30%～40%。通常膳食中的铁可分为血红素铁和非血红素铁，二者的吸收机理不同。血红素铁以原卟啉铁的形式直接由肠粘膜上皮细胞吸收，并且很少受其他膳食成分所影响，其吸收率可比非血红素铁高2～3倍［1］，所以可以通过血红素铁的补充来预防和改善缺铁性贫血症状。载体食物和营养强化剂的选择是营养强化的两个基本要素，对于铁营养强化剂的选择，主要从两方面衡量其优劣:一是生物利用率，通常以硫酸亚铁(FeSO4)作标准，其它铁剂与其相比的值×100得出的相对生物利用率(RBV)作为指标;另一方面是看其加入后是否改变载体食物的色、香、味等固有品质［2］。血红素铁的生物利用率高，溶解性较好，但存在色泽方面的困扰，可扬长避短开发与其色泽相近的铁营养强化食品。牛奶是人们日常生活中十分重要的食品，它赋予人们丰富的营养，但美中不足的是其铁含量较低，仅为0.01～0.1mg/100mL。我国《食品营养强化剂使用卫生标准》(GB14880－1994)中规定:以元素Fe计，乳饮料中为10～20mg/kg，乳制品、婴幼儿食品中铁强化量为60～100mg/kg。本实验以牛奶作为载体，以血红素铁作为强化铁的补铁剂，开发能够预防缺铁性贫血的巧克力味铁强化牛奶，为血红素铁在其他食品中的强化应用提供可参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

血红素铁 北京四野生物科技有限公司;全脂奶粉 天津雀巢有限公司;白砂糖 江苏白玫糖业有限公司;巧克力香精 汕头明德食品添加剂有限公司;羧甲基纤维素钠 郑州浩力化工有限公司。

分析天平 上海精科;胶体磨 上海东华高压均质机厂;电热手提高压蒸汽消毒器 上海医用核子仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 配方设计 最佳配方设计主要根据食品营养强化剂GB14880－1994对强化元素的规定，乳制品中铁元素强化量为60～100mg/kg，按照一般强化原则:营养素强化量为RDA的三分之一到三分之二［3］。通过单因素实验探索出基本配方，结果表明影响巧克力味血红素铁强化牛奶质量的因素主要是白砂糖、稳定剂、血红素铁。每个因素取三个水平(见表1)，采用L9(33)因素水平正交实验的方法，以色泽、气味、滋味、组织状态等感官为指标确定巧克力味铁强化牛奶的最佳配方。

表1 因素水平设计表(每100mL牛乳)Table1 Factors and levels(milk per 100mL)

表2 L9(34)正交实验感官评价实验结果统计表Table 2 Sense grades of orthogonal test

表3 各样品综合评价结果YiTable 3 Evaluation of overall Samples

1.2.2 感官质量模糊数学评价［4］因为血红素铁强化牛奶的质量评价是以感官评价为主，其感官指标评价标准的本身是模糊的，这些感官特性的评价我们很难用准确的数值来表达，针对这一特点，通过应用比较严密的、客观而科学的模糊数学评价法来评价血红素铁强化牛奶感官质量就显得更为科学和客观。

应用模糊数学评价法来评价血红素铁强化牛奶的感官质量。评定小组由10名专业人员组成，设定对产品的色泽、味道、质地、气味四个指标进行感官评价，即A=(色泽，组织状态，味道，气味)。对每个因素的评价按好、中等、差三个等级进行评定，Y= (V1，V2，V3)=(好，中等，差)。

根据其在食品感官评价中的作用，采用强制决定法［5］确定各质量因素的权重，分别为色泽0.1、味道0.3、组织状态0.3、气味0.3，记为A=(a1、a2、a3、a4)= (0.10、0.30、0.30、0.30)，用模糊数学评价的方法根据结果来判定样品的品质优劣。

1.2.3 操作步骤 稳定剂和白砂糖充分拌和后，在搅拌状态下缓慢均匀地分散到20～30倍的热水中(50～60℃)，使其和水完全融合，然后和复原牛乳混合，加入血红素铁溶液和巧克力香精，进一步搅拌均匀，以胶体磨微细化处理。

将混和均匀的牛乳灌装密封，以 108℃灭菌15min，冷却至室温。于4℃条件下静置48h后做感官质量评定。

2 结果与分析

2.1 模糊数学感官评价结果统计

由10人组成的评议组，在专门的实验环境中对9个样品按色泽、滋味、组织状态、气味四个因素进行逐一评价，最后将评定人员的评定结果收集起来，进行统计，结果如表2所示。

2.2 数据处理

将表2中的各个样品的质量因素各等级所得票数折算成比率，联合各个样品所有因素的评价结果，得到模糊矩阵KJ:

其中j=1，2，3，……9为样品编号;i=1，2，3，4为质量评价因素;Ri1，Ri2，Ri3分别为第i个评价因素各评价等级所得票数的赞成比率。以1号样品为例:

根据模糊矩阵变换原理:Y=A×K，则对第i号样品评价结果Yi=A×Kj，所以1号样品的综合评价结果为:

同理可得其他样品的综合评价结果，见表3。

2.3 模糊数学评价结论

将表3结果进行归一化处理后综合排序，见表4。

表4 归一化法综合排序表Table 4 Complex sorting table of normalization method

由表4可以看出4号样品是血红素铁强化牛乳的最佳配方。经综合评价血红素铁强化牛乳的最佳配方是A2B1C2，即每100mL牛奶中添加白砂糖8g、稳定剂0.1g、血红素铁3mg，巧克力香精适量。

3 讨论

食品中铁的强化存在很多困难，原因在于许多铁强化剂的生物利用率不高，并且存在着色泽、风味和沉淀等问题。血红素铁的生物利用率高，且不受膳食结构的影响，溶解性好，无特殊气味。由于血红素铁加入牛奶后颜色会改变，接近巧克力色，为改善色泽带来的感官问题，故选择巧克力味香精作为强化牛奶的香味物质。铁强化牛奶应用中，常出现沉淀现象，如牛奶中添加硫酸亚铁、乳酸亚铁等，长时间静置后，牛乳会出现沉淀，原因是在静置过程中Fe2+逐步被氧化为Fe3+，由于Fe3+的强烈水解，破坏了酪蛋白胶束外的水化膜，导致胶束间静电斥力下降，胶束互相聚结长大而形成沉淀。加入血红素铁于108℃/15min灭菌冷却至室温，然后在4℃保存48h后第七组有极少量沉淀，原因可能是这组血红素铁的添加量最高，而稳定剂的添加量最低，在长期静置后血红素铁中也有少量铁离子游离，从而水解后破坏酪蛋白胶束外的水化膜而形成沉淀。血红素是血红蛋白的酶解产物，在血红素铁添加量较大时略有苦味可能是因为酶解产物中有苦味肽产生。在稳定剂添加量0.1g/100mL、血红素铁3mg/100mL时没有产生上述问题，说明适量的血红素铁的加入没有影响牛乳本身的品质特性。

4 结论

应用模糊综合评价对食品质量进行评价的突出优点就是可以综合考虑各有关因素对总体效果的综合贡献，而不是各单因素的评价结果的简单加合，而且模糊综合评价是从食品加工的本质上，从更深层次上做出准确、客观与科学的评价。通过模糊数学综合评价得出100mL血红素铁强化牛乳的最佳配方为:白砂糖8g、稳定剂0.1g、血红素铁3mg，巧克力香精适量。

血红素铁是从动物血液中以酶解方式获得的，目前动物血液大量排放到自然界中，给环境造成了严重污染，以血红素铁作为铁强化剂，大大增加了血液的利用价值，能变废为宝，既改善了缺铁性贫血的现状，又减少了对环境的污染，具有较好的发展前景。

［1］顾景范，邵继智.临床营养学［M］.上海科学技术出版社，1989:150－159.

［2］刘志皋.食品营养强化与营养增补［J］.中国食品添加剂，2003(1):7.

［3］Dawson E，Albers J，Mc Ganity，et al.Sernum zinc Changes due to iron supplementation in teenage pregnancy［J］.Am J Clin Nntr，1989，50:848.

［4］刘安军，刘有志，史建超.模糊数学评价法在鹅肝酱研制中的应用［J］.食品研究与开发，2006，27(11):82－83.

［5］姬艮英.感官模糊综合评价中权重分配的正确制定［J］.食品科学，1991(3):9－10.

Application research of hemachrome on strengthening liquid milk

QU Gui－xiang1，LI Cheng2，DONG Ming－sheng3，HUANG Yao－jiang4，LI Zhi－fang1
(1.Jiangsu Animal Husbandry＆Veterinary College，Taizhou 225300，China; 2.Product Quality Supervising and Inspecting Institute of Taizhou City，Taizhou 225309，China; 3.Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China; 4.Central University for Nationalities，Beijing 100081，China)

Hemachrome is added into liquid milk through an orthogonal test.By the method of fuzzy math evaluation，the results showed hemachrome could keep milk original characters well and eliminate hemoglobin smell.The problem of milk color was solved by adding chocolate essence.The following was the best formula:8g sugar，0.1g stable additive，3mg hemachrome，suited chocolate essence per 100mL liquid milk.

hemachrome;fuzzy math evaluation;strengthen

TS202.3

A

1002－0306(2012)02－0366－03

2011－03－07

瞿桂香(1978－)，女，硕士，讲师，主要从事功能性食品的研究开发。

国家“985工程”专项资金(CUN985－3－3)。