干湿混合工艺婴幼儿配方奶粉质量分析

揭良，苏米亚

（上海乳业生物工程技术研究中心 光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海 200436）

0 引言

母乳是最适合婴幼儿的天然食品[1]。婴幼儿配方乳粉（IF）是模拟母乳组分，是无母乳情况下的最佳替代品[2]。随着对母乳研究深入，婴幼儿配方乳粉在配方和工艺上不断得到改进和升级[3-4]。湿法工艺、干法工艺和干湿混合工艺是目前婴幼儿配方乳粉比较常用的加工工艺[5]。湿法工艺的特点是产品均匀性相对较好，但对热敏性营养素会造成一定程度损失，尤其是对一些可选择性添加的活性成分[6]。干法工艺的特点是能耗低、工艺设备简单，不会造成营养素损失，但微量元素存在混不均匀的风险[7]。干湿混合是指在湿法工艺生产末端，加入了热敏性营养素，再采用干法步骤混合。干湿法复合工艺结合了干法和湿法的优势：一是微量营养素在湿法工艺部分混合更均匀；二是一些热敏性的营养素在干法工艺部分加入可减少其损失[8]。

本研究重点对干湿混合工艺下生产的奶粉加速试验营养物质的衰减、均匀性以及产品的冲调性和溶解性品质，旨在为婴幼儿配方乳粉同类生产企业提供研究思路以及实践依据。

1 材料与方法

1.1 材料

3批次自产婴幼儿配方奶粉（包装形式为镀锡马口铁灌装）。干湿混合，充氮包装。

1.2 仪器与设备

恒温恒湿箱；TE612-L型电子天平，德国Sartorius公司。

1.3 方法

1.3.1 均匀性分析方法

（1）随机抽取产品生产过程中包装前段、中段、后段各3个样品用于均匀性检验；（2）选取有代表性的4种营养素（包括湿法添加的营养素维生素D和铁，以及干法添加的叶黄素和核苷酸）作为特性量进行均匀性检验；（3）用标准偏差（SD）和相对标准偏差（RSD）的结果来表示样品的均匀性。

营养素检测检测精密度普遍在5%～10%[9]。考虑检测精密度、乳品组分的复杂性、生产工艺的复杂性及样本量的采集量，再结合生产经验设定：所有考核指标的RSD≤3%为均匀性极好；所有考核指标的RSD≤5%为均匀性良好；所有考核指标的RSD≤10%为均匀性合格；若有部分营养素指标的RSD＞10%为均匀性差，需要进行工艺改进。

1.3.2 加速实验方法

参照《婴幼儿配方乳粉产品稳定性研究指南》中加速实验方法的条件，将原包装婴幼儿配方奶粉样品直接置于温度为37℃±2℃、湿度RH 75%±5%的恒温恒湿箱中进行加速，实验周期为6个月[10]。实验开始之时和实验结束之时，对样品的营养素进行全检。

1.3.3 干混前后感官评定

根据《RHB 204-2004婴儿配方乳粉感官评鉴细则》进行感官评鉴。感官评定小组由7人组成，在感官评定前，先进行感官品评的培训，对样品的自身特征（组织状态和冲调性）进行评分见表1[11]。

表1 婴幼儿配方奶粉感官评鉴结果

1.3.4 检验方法

按照GB 10765—2021《食品安全国家标准婴儿配方食品》中规定的营养素检验方法进行检测[12]。其中衰减率(%)=（加速前检验结果-加速实验6个月检验结果）/加速前检验结果×100。衰减率为正表示营养素发生衰减，衰减率为负表示营养素未发生衰减。

图1 婴幼儿配方奶粉干湿混合工艺流程

2 结果与分析

2.1 干湿混合工艺婴幼儿配方奶粉均匀性

3批次婴幼儿配方奶粉的均匀性分析如图2所示，选取的有代表性的4种营养素维生素D、铁、叶黄素、核苷酸的相对标准偏差平均值均小于5%，RSD值偏小，说明样品中维生素D的均匀性极好，铁、叶黄素、核苷酸的均匀性良好。由此可以判断干湿混合工艺婴幼儿配方奶粉产品营养素能达到较好的均匀性。

图2 样品均匀性分析

2.2 干湿混合工艺婴幼儿配方奶粉加速实验衰减率

奶粉中营养素含量及其丰富，在水分充分下微生物及易发生快速增殖[13]。此外，奶粉中的脂肪极易发生氧化，使奶粉氧化酸败或产生氧化气味，且因Fe、Cu等矿物质的存在，加速了氧化反应的进行[14]。而对货架期的研究方法一般分为常规分析法、加速实验法及二者相结合3种。常规方法的优点是能真实反映货架期内奶粉的感官、理化及微生物指标变化情况；缺点是周期太长，至少需要2年的跟踪检测才可以确定。为了在短时间内验证奶粉中的营养素发生的变化，本实验选择进行了温度为37℃±2℃、湿度为75%±5%的6个月加速实验，获得货架期期间营养素的衰减情况，从而指导生产过程中各营养素的配方设计。加速6个月实验中各营养素衰减率如表2所示，宏量营养素如蛋白质和碳水化合物均为发生衰减，脂肪有轻微的衰减。脂肪尤其是其中的多不饱和脂肪酸容易氧化分解。因此婴幼儿3个配方都发生呈现较少的衰减。而配方中强化的多不饱和脂肪酸如亚油酸、α-亚麻酸、二十二碳六烯酸均未发生衰减。这可能是因为婴幼儿配方奶粉以植物油为芯材，乳糖和蛋白质为复合壁材，采用喷雾干燥工艺制成的微胶囊结构，使得这些多不饱和脂肪酸隔离水分和氧气[15]。而且配方中的二十二碳六烯酸是以微胶囊的形式干混加入，因此其更不容易衰减。而该加速实验中花生四烯酸呈现一定程度的衰减。

表2 加速实验6个月营养素衰减率（n=3） %

由表2可以看出，维生素大部分均呈现一定程度的衰减。但衰减程度均没有超过10%，而对于某个别维生素在3个配方中有的衰减情况相矛盾矿物质大部分在3个配方中也是衰减有正有负的结果，这可能和这些营养素检测时检测方法的精密度的干扰所致。说明矿物质是较稳定的，在货架期一般发生衰减的幅度偏小。而对干混加入的叶黄素、核苷酸显示较明显的衰减。因此配方设计的时候要考虑到这些营养素货架期衰减的情况。

2.3 干混前后感官评鉴

婴幼儿配方奶粉冲调性和组织状态是消费者关注的乳粉主要指标之一[16]。国产婴幼儿配方奶粉经常因冲调性、组织状态不够好等溶解冲调性的问题,而倍受广大消费者的质疑，成为国产品牌奶粉品质提升的一大瓶颈。本文比较了干湿混合关键工艺中干混前和干混后奶粉质量的对比。根据婴儿配方乳粉感官评鉴细则，对干混工艺前后获得的产品进行感官评鉴，评分结果如图3所示。由图3可知，干湿混合工艺生产的婴幼儿配方奶粉样品在干混前和干混后感官评分没有明显差异，但婴儿配方奶粉（1段）、较大婴儿配方奶粉（2段）和幼儿配方奶粉（3段）评分都稍低于干混前的。这可能是干混对喷雾干燥形成的奶粉颗粒有轻微的破坏作用，从而导致溶解性稍微的变化，但产品的感官品质并无太大差别，因此对于配方中加入益生菌、乳铁蛋白等热敏性成分时，干湿混合工艺可以满足婴幼儿配方奶粉的生产工艺需求。

图3 干湿混合工艺干混前后感官评鉴对比

3 结论

婴幼儿配方奶粉生产中，营养素混合均匀性以及保质期营养素的稳定性是影响产品品质的关键。本研究对干湿混合工艺对婴幼儿配方奶粉营养素的均匀性和加速实验下营养素的衰减情况进行了分析，并比较了干混前和干混后产品品质的差异。湿法添加代表性的营养素维生素D和铁的相对标准偏差平均值均小于5%，干混混合的叶黄素和核苷酸的RSD值也偏小，说明干湿混合工艺满足生产均匀性要求。营养素在加速实验6个月条件下衰减率各不相同，其中宏量营养素除脂肪外基本不衰减。大部分维生素和一些可选择性添加的成分会有一定程度的衰减，配方设计时应充分考虑各营养素衰减特性而使各营养素严格符合国标要求。