基于快检法新型乳基粉的配制

丁泽人，杨 志，王锡波，卫新璞，蔡东苹

(1.新疆西域春乳业有限公司，新疆 呼图壁831299；2.新疆畜牧科学院，乌鲁木齐830063)

前言

功能奶粉又称功能调制奶粉，它是为了满足某特定群体健康调理需求，基于健康营养与机体功能调理需要，在普通奶粉的基础上加以调配的奶制品[1，2]。功能奶粉与普通奶粉的区别在于依照功能需求，在调整牛奶粉的酪蛋白/乳清蛋白、饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸、乳糖、矿物质等组分的基础上，进行微量元素、维生素、氨基酸或其他功能因子成分添加[1，2]。功能调制的前提是必须符合我国现行的奶粉国家标准，还要满足特定人群的营养需要[2]。

目前，功能乳粉的开发一般是先开发乳基粉，再依照市场需求进行相应功能调制，加入功能营养素和针对性功能因子，通过湿法、流化床混合工艺生产相应的乳粉的半成品、成品[4，5]。为适合新疆西域春乳业快速开发新型乳品的需要，本研究以西域春乳业自生产的干喷乳粉、干喷乳清蛋白粉等原料，基于低脂肪、高蛋白和乳糖类适宜原则，采用乳成分快检设备对乳基粉的组分进行检测分析，结合线性方程衡算、感官评价，设计出满足后续功能调制的乳基粉配方，最后制备乳基粉，并进行成份分析和感官评价[6]。

1 材料与方法

1.1 实验材料

新鲜干喷乳粉(新疆西域春乳业自制，20210312)、乳清蛋白粉(西域春乳业自制，20210325)、牛奶蛋白600A(杜尔伯特伊利乳业有限责任公司)、牛奶蛋白852B(杜尔伯特伊利乳业有限责任公司)、植物脂质末(雀巢集团)，均为优级食品原料，满足国家干制乳品相关质量标准。

1.2 实验方法

分析乳基粉的配方原料的脂肪酸、总蛋白、乳糖、半乳糖、低聚乳糖、酪蛋白、乳酸、非脂固量、总固体物、酸度和冰点等营养和物性参数；再基于主要营养成分含量关联设立线性方程组，计算原配料配比；依照配比配制试样，再次快检分析，微调原配料配比，获得乳基粉配方；再对配制的乳基粉进行感官及能量综合评价[5，6]。

1.2.1 乳基粉配方原料的质量检测方法

1.2.1.1 新鲜牛奶原料的质量检测方法 分别依照国标GB 2760食品安全国家标准食品添加剂使用标准、GB 2761食品安全国家标准食品中真菌毒素限量、GB 2762食品安全国家标准食品中污染物限量、GB 4789.2食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定、GB 4789.3食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数、GB 4789.4食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验、GB 4789.10食品安全国家标准食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验、GB 5009.11食品安全国家标准食品中总砷及无机砷的测定[4-7]，评估试验用新鲜干喷乳粉、乳清蛋白粉的质量。

1.2.1.2 原料乳粉及乳清粉的制备与配料的确定 将新鲜原料奶基于85℃10 s巴氏灭菌后，3∶1去水浓缩，干燥顶风156℃，干燥中风151℃，回旋尾风112℃喷雾干燥，再经过旋风分离，流化床整粒，制得原料乳粉；乳清蛋白粉基于新鲜原料奶加入酪蛋白凝聚酶去除酪蛋白后同法喷雾干燥制得[6，7]。

根据企业前期感官评价试验基础以及质量测评，本实验初步暂定以新鲜干喷乳粉(新疆西域春乳业自制)、乳清蛋白粉(西域春乳业自制)、牛奶蛋白600A(杜尔伯特伊利乳业有限责任公司)、牛奶蛋白852B(杜尔伯特伊利乳业有限责任公司)、植物脂质末(雀巢集团)为原配料；新鲜干喷乳粉为主要原料，乳清蛋白粉以调节酪蛋白/清蛋白比，牛奶蛋白600A和牛奶蛋白852B以改善流动性，植物脂质末赋予一定风味[7]。

1.2.2 乳基粉的配方设计方法

1.2.2.1 配方设计原则 乳基粉的配方设计以人乳的营养参数为依据。本试验所用乳清蛋白粉是基于酪蛋白凝聚酶去除新鲜牛奶中酪蛋白(β-乳球蛋白)后的干喷产物，富含α-白蛋白；牛奶蛋白600A是一种水解酶对新鲜牛奶中度水解后的干喷产物，因为国外技术保护的原因，所用酶未知，其是大分子多肽的混合物；脱脂粉为新鲜牛奶脱去乳脂后的干喷产物；牛奶蛋白805是牛奶清蛋白与乳磷脂复合产物，在乳粉、乳饮料、稀奶油等产品中添加起分散作用，这主要源于新鲜牛奶本身，调制产品时不会引起其他来源异成份引入[8]。

(1)人乳中有高浓度乳清蛋白(约占总蛋白质的70%)，其中乳白蛋白占乳清蛋白的41%，占总蛋白质的28%。牛乳清蛋白的主要组份是β-乳球蛋白，α-白蛋白在牛乳蛋白质的含量仅2%～5%，β-乳球蛋白与α-乳白蛋白的氨基酸组成完全不同，而且β-乳球蛋白还是一种特别强的抗体，容易引起胃肠道过敏。为促进胃肠道消化吸收利用，提高生物利用率，加入乳清蛋白粉[7，8]，降低牛奶粉中酪蛋白含量。

(2)牛奶粉中脂肪含量高，在长期的实践中发现，摄入鲜牛奶干制牛奶粉，由于牛奶乳脂肪主要是饱和脂肪酸类，容易引起部分人群脂肪积累，作为后续功能调制的乳基粉，必须减低其脂肪含量，故调入部分脱脂粉或牛奶蛋白600A、牛奶蛋白805等[9]。

1.2.2.2 配方原料的宏观营养成分测定方法

(1)检测试样处理

首先对牛奶蛋白600A、牛奶蛋白852B、植脂末、乳清蛋白、脱脂奶粉检测样称量并按照不同比例配置三种相应乳粉，在水浴锅60℃并按照1∶8比例加入蒸馏水60 mL复原后检测其相应宏观营养成分含量与原料鲜乳对比分析，按照快检设备检测，获取营养成分[9，10]。

(2)原料宏观营养成分检测分析方法

一体式乳成份快速检测仪是根据红外波谱原理结合胶粒电导进行液体均匀质蛋白类、脂肪、糖类成份的快速检测设备，本实验所有配料均按照1.2.2.2(1)的方法配制成合适试样后于标准室温(25℃)，由一体式乳成份快速检测仪自动进样自吸装置进样，蛋白原料、蛋白复合产品模块检测[8-10]。

1.2.2.3 乳基粉的配方设计

基于宏观营养成分检测结果，依照配制原则要求，去除营养成分不合理配料，根据国标，复原料乳的复水比例为1:8，那么每12.5 g配制乳粉可得100 mL乳，则设有X到N种配制原料，根据质量平衡原则，可设立方程式式1：

同时，结合乳基粉主要恒算N种原料的复合物中蛋白、总脂肪、总糖；令X到N种原料的蛋白含量为a1、a2、a3......an，乳基粉中蛋白总含量设为K1；各脂肪含量为b1、b2、b3......bn，乳基粉中总脂肪含量设为K2；各总糖含量为c1、c2、c3.......cn，乳基粉中总糖含量设为K3；则可以设立如下方程式2、式3和式4：K1、K2、K3的值不低于国标GB19645-2010、GB25190-2010要求的每100 mL鲜奶中所含蛋白、脂肪、糖含量的规定值，将式1至式4联合试差求解，则能获知乳基粉X至N种原料的复配量。

1.2.2.4 乳基粉的感官评价 依照中国乳制品工业行业规范RHB204—2004婴幼儿配方乳粉感官评鉴细则对配制的乳基粉进行感官评定，评定细则见表1。

表1 乳粉感官评鉴细则

1.2.2.5 乳基粉的能量恒算方法 根据国标GB10767-2010，按照每100 mL产品中蛋白质、脂肪、碳水化合物的含量[13]，计算乳基粉能量，分别乘以能量系数17 KJ/g、37 KJ/g、17 KJ/g(膳食纤维的能量系数，按照碳水化合物能量系数的50%计算)，实际实验中配制100 mL复溶液体需要12.5 g奶粉，因此最终在乘以能量系数后需要除以12.5所得结果的单位即为KJ/g。

2 结果与分析

2.1 实验结果

2.1.1 新鲜原料奶的检测结果

依照1.2.1.1所规定方法检测合格的新鲜原料奶其营养成分一体化乳成分检测结果见表2。

表2 新鲜原料奶的营养成分

2.1.2 乳基粉各配制原料的检测结果

乳基粉各配料一体式乳成份快速检测仪检测结果见表3，合格新鲜牛奶干喷制得的原料粉一体式乳成份快速检测仪检测结果见表4。

表3 乳基粉各原配料营养成分

表4 原料粉的营养成分

2.1.3乳基粉配方方程与计算结果

对比分析表2、表3、表4，发现植脂末的脂肪含量过高(3.9%)不能满足企业后续开发功能乳粉制品所需乳基粉的配制要求；牛奶蛋白852B会带来尿素(游离氮)超标；由此将植脂末和牛奶蛋白852B从配方原料中去除；若利用脱脂奶粉为主要原料，则会另外增加脱脂工序，故选利用新鲜牛奶干喷粉为主要原料；各原配料中乳糖类含量与新鲜牛奶接近，故利用方程计算配方时不设立方程对乳糖进行衡算[11]。

依照1.2.2.3方法，设新鲜牛奶干喷乳粉原料为X，乳清蛋白粉为Y，牛奶蛋白600A为Z；其中新鲜牛奶干喷乳粉原料总蛋白a1:2.85%～2.98%(复原)，总脂肪b1:3.51%～3.57%(复原)；乳清蛋白粉中总蛋白a2:3.37%(复原)，总脂肪b2:0.2%(复原)；牛奶蛋白600A中总蛋白a3:5.52%(复原)，总脂肪b3:0.3%(复原)；将复原状态的成份含量换算成相应的干物质含量，则新鲜牛奶干制乳粉原料总蛋白含量为23%，总脂肪含量为28%；干乳清蛋白粉中总蛋白含量为27%，总脂肪1.6%；干牛奶蛋白600A中蛋白含量为44%，脂肪含量为2.4%。

各原料粉复原为液态乳，则每100 mL液体乳需12.50 g干乳粉，则设立方程组：

将①②③联立试差求解：

若当②=2.80时③=2.50时Z为负值，不可取

当②=3时③=3.0时Z变正值，可取

解得：X=10.597 g Y=1.615 g Z=0.288 g

解得的值是每12.5 g中的比例。依上面计算的比例，放大配制。适当调香，然后检测，称量数据见表格5。

2.1.4 配制的乳基粉检测结果

依照方程求解结果，平行配制三份乳基粉，分别称取12.50 g，复溶于100 mL蒸馏水中，进行三次宏观营养成分测定[11]。结果见表6。

表6 乳基粉的营养成分

续表

2.1.5 配制的乳基粉感官评价结果

依照中国乳制品工业行业规范RHB204—2004婴幼儿配方乳粉感官评鉴细则进行感官评定，平行三试样复原，分别为1.称取复原乳粉7.5083 g；2.称取复原乳粉7.5070 g；3.称取复原乳粉7.5085 g，并且都加入60 mL蒸馏水于60℃水浴锅[11,12]。

量取50～55℃蒸馏水50 mL放入100 mL烧杯中，称取6.8 g待检乳基粉，将奶粉倒入烧杯同时启动秒表计时，记录其下沉时间：将待检乳基粉(1、2、3)取5 g分别放在硫酸纸上，观察乳基粉的色泽和组织状态，结果见表7。

表7 乳基粉感官评价得分

在充足的日光或白炽灯光下，将配制的乳基粉称取5 g分别放在硫酸纸上，观察奶粉的色泽和组织状态；量取50～55℃蒸馏水50 mL放入100 mL烧杯中，称取6.8 g待检乳基粉，将乳基粉倒入烧杯同时启动秒表计时，观察下沉时间，小白点挂壁和团块。混匀后，用鼻子闻乳气味，用清水漱口，喝一口(约5 mL左右)乳，仔细品味再咽下[12]，结果见表8及表9。

表8 原料粉与乳基粉的感官评价对比

表9 各平行配方的冲调性及滋味气味评分情况

2.1.6 乳基粉的能量衡算结果

根据国标GB10767-2010规定：按照每100 mL产品中必需成分蛋白质、脂肪、碳水化合物的含量，计算乳基粉能量，分别乘以能量系数17 KJ/g、37 KJ/g、17 KJ/g(膳食纤维的能量系数，按照碳水化合物能量系数的50%计算)，必需成分的能量计算见表10。

表10 不同配方能量计算数据

2.2 分析与讨论

2.2.1 配制的乳基粉与新鲜原料粉复原乳的物理指标对比分析与讨论

对比表4与表5，对新鲜原料奶干喷粉复原与乳基粉复原检测所得的酸度、比重、冰点、总固体物含量进行比较知：比重和冰点相近，无显著差异(spss19，P>0.05)；两者酸度相比[11，12]，乳基粉酸度升高，极显著差异(spss19，P<0.01)，可能是因为乳清蛋白粉的添入，使整体等电点向pH值减小方向位移的结果，只要不对乳基粉进行发酵等后续操作，酸度总体减低对加工性能不影响，且对比国外婴幼儿乳粉酸度[9-12]，配制的乳基粉酸度与其接近；总固体物含量两者相比无显著差异(spss19，P>0.05)；说明两者在后续的加工、保存处理物性上无差别[13]。

表5 乳基粉称量配制表

2.2.2 配制的乳基粉与新鲜原料粉复原乳的营养成分指标对比分析与讨论

对比表4与表5中蛋白质、脂肪酸、酪蛋白、低乳糖、半乳糖、葡萄糖、乳酸、柠檬酸和游离脂肪酸含量，发现配制的乳基粉与新鲜原料奶干喷粉相比：脂肪酸、葡萄糖、半乳糖含量减低；其中葡萄糖、脂肪酸含量减低差异极显著(spss19，P<0.01)，能有效减低摄入量相同时脂肪是积累；蛋白质含量升高(spss19，P<0.01)，酪蛋白含量接近，调整了清蛋白/酪蛋白比；低聚乳糖的含量升高(spss19，P<0.01)，有利于婴幼儿胃肠道蠕动，降低便秘风险；乳糖、半乳糖含量接近，保证了摄入时婴幼儿脑部供能的需求；乳酸、柠檬酸的含量接近，保证婴幼儿摄入时胃肠道的适应性[9-11]。

2.2.3 配制的乳基粉与新鲜原料粉复原乳的能量、感官指标对比分析与讨论

从两者的感官评价来看，综合得分接近，但略有差异，主要在团块及分散性能上，结合西域春实际生产条件，将在后续均质、流化整粒工艺上加以解决；能量对比上，配制的乳基粉从脂肪组分获取的能量降低，从蛋白组分、乳糖组分获取的能量升高，这将有利于婴幼儿的体质与脑部发育[12，13]。

3 结 论

基于各种原料的成份快检，结合感官评价，线性方程组规制，能配制符合标准的乳基粉。但基于该方法配制的乳基粉的脂肪酸构成、蛋白组成和糖组成，利用一体化快检设备还不是很清楚，作为后续功能乳粉或婴幼儿配方乳粉调制的基础粉尚需进一步了解其营养构成。