以大豆为基质的全营养乳剂产品研制

刘同方，董海胜,2，沈起兵，曾萍，李淑娟，于燕波*

1. 深圳市绿航星际太空科技研究院（深圳 518117）；2. 中国航天员科研训练中心 航天营养与食品工程重点实验室（北京 100094）

特殊医学用途配方食品（foods for special medical purpose，FSMP，简称“特医食品”）是专门为满足肠内营养疗法，针对进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或特定疾病状态人群加工而成的一类配方食品，其在改善病人营养状况，提高患者免疫力，减少并发症，促进病人快速康复等方面效果显著[1]。目前，我国特医食品产业整体还处在产品研发阶段，虽初具雏形，但在产品制备技术及装备、临床应用效果、患者认知度等方面仍远不如发达国家，而且产品感官品质也并不符合我国消费者的饮食习惯[2-4]。

大豆，是中国重要粮食作物之一，已有5 000年栽培历史，中国人自古以来就有喝豆浆（奶/乳）的习惯。大豆蛋白质的氨基酸组成和动物蛋白质近似，其中氨基酸比较接近人体需要的比值，所以容易被消化吸收[5]。大豆脂肪也具有很高的营养价值，这种脂肪里含有很多不饱和脂肪酸，容易被人体消化吸收[6]。另外适量地补充大豆纤维，可促进肠道蠕动，从而加快排便速度，防止便秘和降低肠癌的风险[7]，同时大豆中还含有大豆磷脂[8]、大豆多糖[9]和大豆异黄酮[10]等功效成分。

市场上主流全营养产品添加的大豆制品有大豆分离蛋白、大豆油、大豆纤维和大豆多糖等，这些产品都是以大豆为原料深加工的，成本高。因此，将全豆基质应用到特医食品中，不仅能够开发出适合国人体质和饮食习惯的产品，同时也有效降低特医食品产品价格，有助于国内特医食品企业创制具有自主知识产权的特医食品新产品，推动我国特医食品产业发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

非转基因大豆（深圳市龙岗区坪地街道农贸批发市场）；非转基因玉米油（食品级，深圳南顺油脂有限公司）；亚麻籽油（食品级，锡林郭勒盟红井源油脂有限责任公司）；分子蒸馏单甘酯[食品级，帕斯嘉（上海）食品添加剂有限公司]；酪蛋白酸钙（食品级，新西兰恒天然）；麦芽糊精（食品级，山东西王糖业有限公司）；低聚异麦芽糖（山东百龙创园生物科技股份有限公司）；阿拉伯胶[食品级，诺瑞沃（苏州）食品有限公司]；粉末酸奶香精（食品级，阳东县化工工业公司达群香化厂）；其余营养强化剂（均为市售食品级原料）；市售豆奶1（豆本豆原味豆奶）；市售豆奶2（维他原味豆奶）。

1.2 仪器与设备

LX-500-85型高压射流纳微粉碎系统[理星（天津）生物科技有限公司]；AUW120D型电子分析天平（日本岛津）；NBL2602e型电子天平（英国艾德姆衡器公司）；GFK150H型台秤（英国艾德姆衡器公司）；HH-6型恒温水浴锅（常州金坛宏华仪器厂）；B25型高速剪切器（北京新冶金信机械设备有限公司）；UPH-II-20T型超纯水仪（四川优普超纯科技有限公司）；SRH500-120型高压均质机（上海申鹿均质机有限公司）；JTM60型胶体磨（深圳市雷通实业有限公司）；SQ510C型立式压力蒸汽灭菌锅（重庆雅马拓科技有限公司）；YC-02型微型超高温杀菌机（上海雅程仪器设备有限公司）；TQJ-0.1型真空脱气机（温州浙宇流体设备有限公司）；STARTER 3100/F型pH计[奥豪斯仪器（上海）有限公司]；225L型稳定性试验箱（东莞市莱思测试设备有限公司）；TURBISCAN Lab型多重光散射仪（法国FORMULACTION公司）；YCWY13-5000型喂养泵（徐州市亚创生物科技有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 大豆原料中蛋白质、膳食纤维和脂肪含量的测定

蛋白质测定，按照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》；脂肪测定，按照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》；不溶性膳食纤维测定，按照GB 5009.88—2014《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》。

1.3.2 全豆原浆的制备及稳定性分析

参照文献[11]进行全豆原浆的制备。挑选饱满无霉变的大豆→清洗→纯化水冷藏浸泡过夜→煮豆25 min→胶体磨磨浆90 s→定容（干豆与水质量比1∶10）→高压均质粉碎2次→高压射流纳微粉碎系统粉碎→得到全豆原浆。

利用TURBISCAN Lab型多重光散射仪分析全豆原浆稳定性，判断样品是否发生聚并、聚集、上浮或者沉淀，根据仪器自带的软件计算出体系的不稳定性指数。

1.3.3 全营养乳剂产品制备及质量分析

1.3.3.1 产品配方

全营养乳剂产品配方主要是按照GB 29922—2013《食品安全国家标准 特殊医学用途配方食品通则》中10岁以上人群的使用限量规定进行设计添加，其中大豆油脂、大豆蛋白和不溶性膳食纤维由全豆原浆提供。

1.3.3.2 制备工艺

全营养乳剂，主要是经称料、调配、剪切乳化、均质、真空脱气、杀菌、无菌调配、定容和无菌灌装等工艺，制得全营养乳剂产品。

1.3.3.3 样品加速储存试验

依据《特殊医学用途配方食品稳定性研究要求（试行）（2017修订版）》要求，将样品放置在稳定性试验箱（30 ℃、RH 60%）中进行长期储存3个月，0个月和3个月时对产品标准要求中规定的营养素指标进行全项检测；依据GB 4789.26—2013《食品微生物学检验 商业无菌检验》中的检验程序进行商业无菌测定。

2 结果与分析

2.1 大豆原料质量分析

大豆作为蛋白质、脂肪和不溶性膳食纤维主要来源，在实际生产过程中，应对上述3个营养素指标执行严格抽检，确保每批大豆原料中的关键营养素可控。按照对应的国家标准对大豆原料中的营养素指标进行测定，数据见表1。

表1 大豆营养素测定结果

2.2 全豆原浆口感分析

大豆经浸泡、蒸煮、磨浆、定容（料水比1∶10）、均质破碎和高压射流纳微粉碎系统粉碎工艺，制备出全豆原浆。其中，全豆原浆在特定压力下导入高压射流纳微粉碎系统，物料流体在通道中发生多次靶板式射流粉碎和对撞式射流粉碎，在高速剪切效应、高压射流对冲撞击能量、流道瞬时压降产生的空穴效应三重作用下，实现高效超微粉碎，实现全豆利用，品尝时，无豆腥味和颗粒感。

2.3 全豆原浆稳定性分析

全豆原浆样品经高温高压杀菌，并购买最新批次的市售豆奶1和市售豆奶2，进行稳定性分析，其中多重光散射仪参数设置为：温度25 ℃，间隔1 h扫描1次，测试时间12 h。

图1为全豆原浆样品在25 ℃时的背散射光参比谱图，谱图左边为样品池的底部，右边为样品池的顶部。可以看出样品底部有一个向上的峰，根据浓度随样品浓度的增加而背散射光光强逐渐上升，故此可以知样品底部有沉淀，另外在底部向上的峰的下边，有一个完全倒置的向下的峰，此为样品底部沉淀的颗粒团聚所致，故此样品会有少量沉淀，而且沉淀的颗粒会团聚。另外样品右部，最右边有一个向下的峰，紧挨着最右边向下的峰的左边有一个明显的向上的峰，这个向上的峰表明样品顶部出现脂肪上浮，向下的峰表明样品顶部会出现析清现象。总体而言，样品存在底部沉淀，沉淀颗粒团聚现象，存在顶部脂肪上浮，顶部析清现象。然而，变化都不大，样品整体稳定性较好。

图1 全豆原浆背散射光参比谱图

图2和图3为2款市售豆奶产品的背散射光参比谱图，主要反映为样品顶部有上浮，底部有浓度降低，析清现象明显，货架期为9个月。经过比较可以看出全豆原浆样品峰变化程度都小于市售豆奶的变化程度，表明样品的稳定性优于2款市售产品。

图2 市售豆奶1背散射光参比谱图

图3 市售豆奶2背散射光参比谱图

图4为6个平行全豆原浆样品与市售豆奶1和市售豆奶2的TSI稳定性指数对比图，稳定性指数越高表明样品的稳定性越差，样品的TSI指数为整体，代表样品整体稳定性情况。由常温TSI指数来看，全豆原浆样品的稳定性较好，稳定程度大于2款市售豆奶产品。综上所述，利用全豆原浆作为全营养乳剂产品基础原料，直接补充蛋白质、油脂和不溶性膳食纤维，可以有效解决大豆蛋白和不溶性膳食纤维易沉淀的问题，同时也将有效降低原料购置成本。

图4 不同样品的稳定性指数对比图

2.4 全营养乳剂产品配方

按照GB 29922—2013《食品安全国家标准 特殊医学用途配方食品通则》规定，适用于10岁以上人群的全营养配方食品每100 mL（液态产品）所含蛋白质的含量应不低于0.7 g/100 kJ，优质蛋白质所占比例不少于50%，该配方中大豆蛋白和酪蛋白均为优质蛋白。配方中能量应不低于295 kJ，亚油酸供能比应不低于2.0%；α-亚麻酸供能比应不低于0.5%，该配方中添加的玉米油和大豆油的亚油酸含量超过50%，供能比超过10%；亚麻籽油中α-亚麻酸含量达到56.2%，供能比达到5%，总能量超过350 kJ。所含的维生素和矿物质的含量满足通则中规定要求，其中大豆油、大豆蛋白和大豆纤维由全豆原浆直接提供。

2.5 全营养乳剂产品制备工艺

全营养乳剂产品详细工艺路线见图5，其中将矿物质盐组分和其他营养素组分进行分开杀菌再进行无菌混合调配，该工艺可以有效避免蛋白质和维生素组分在高温灭菌过程中与矿物质组分接触，从而导致维生素降解和蛋白质失稳现象的发生。

图5 全营养乳剂制备工艺

2.6 样品加速储存试验分析

2.6.1 营养素分析结果

长期储存3个月，分别对储存0个月和3个月的样品进行营养素指标检测监测，具体测定结果见表2。

从表2中测定的数据可以看出，水溶性维生素类经杀菌后损失较大，脂溶性维生素类比较稳定，经恒温恒湿加速稳定性储存试验3个月后，各营养素含量均满足特医食品通则限定量要求，按照《特殊医学用途配方食品稳定性研究要求（试行）（2017修订版）》相关规定，全营养乳剂产品在常温避光保存下，保质期可达到12个月。

表2 加速稳定性试验后营养素含量

2.6.2 商业无菌分析

加速稳定性试验结束后，选取部分样品，样品分检样组和对照组，其中检样组36±1 ℃，储存10 d，对照组2～5 ℃储存，发现膨胀立即剔出，10 d后开启检查，进行pH测定、感官检查和图片染色镜检。其中，检样组样品首次测pH为6.80，对照组样品pH为6.95，36±1 ℃恒温储存后pH为6.74，与对照组比较pH相差小于0.5，判断为无显著差异。在光线充足、空气清洁无异味的检验室中，将样品内容物倾入白色搪瓷盘内，对产品的组织、形态、色泽和气味等进行感官评价，3组样品均无腐败变质的迹象，口感及状态无明显差异，染色镜检结果显示3组样品无微生物增殖现象，因此，判断该款全营养乳剂产品满足商业无菌要求。

2.6.3 管饲效果分析

特殊医学用途配方食品乳剂产品满足肠内营养疗法，特定疾病状态人群需要进行管饲喂养。按照临床使用要求，进行模拟管饲试验，设置流量50，100和200 mL/h，进行全营养乳剂模拟管饲效果分析。结果显示模拟管饲喂养流动过程通畅，无流阻，无堵管现象，样品残留率分别为2.10%，2.03%和1.89%，管饲效果良好。

3 结论

以有机大豆为原料，经泡豆、磨浆、高压均质和高压射流纳微粉碎等工艺制备出全豆原浆，实现全豆利用，富含大豆蛋白、大豆纤维和油脂等组分。全豆原浆口感细腻丝滑，无颗粒感，状态均匀稳定，无分层现象。

按GB 29922—2013《食品安全国家标准 特殊医学用途配方食品通则》中对全营养配方食品中各营养素用量的规定，以全豆原浆为基料，复配36种各营养组分，经称料、调配、剪切乳化、均质、真空脱气、杀菌、定容、无菌调配和无菌灌装等工艺，制得全营养乳剂产品。

制得的全营养乳剂产品，满足商业无菌要求，3个月加速稳定性试验结束后，各营养素含量符合特殊医学用途配方食品通则中各限量要求，保质期达到12个月；模拟管饲试验中乳液过程通畅，无流阻，无堵管现象。

试验直接将全豆基质应用到特医食品中，研发出的全营养乳剂产品，适合国人体质和饮食习惯，同时有效降低特医食品产品价格，将有助于推动我国特医食品产业发展。