婴幼儿面条关键加工工艺及营养素损失研究

刘晓平 曹斌 李琳瑶 管雪青

摘 要：本文通过比较营养素混合均匀性，确定了较优的和面时间，通过比较加工前后营养素的含量确定和面及烘干过程营养素的损失率。结果显示，较优的和面时间为6 min。和面过程中维生素A和铁的均匀性变异系数分别为8.8%、4.4%，损失率分别为32.7%、24.1%。烘干过程中维生素A、维生素D的损失率分别为8.2%，5.8%，维生素B1、铁、锌、钙含量无明显变化。以上实验数据可为工业生产提供工艺依据。

关键词：婴幼儿面条；维生素损失；混合均匀性；脂氧合酶

Research on Key Processing Techniques and Nutrient Loss of Infant Noodles

LIU Xiaoping， CAO Bin， LI Linyao， GUAN Xueqing

（Beingmate （Hangzhou） Food Research Institude Co.， Ltd.， Hangzhou 310000， China）

Abstract： This article determines the optimal dough mixing time by comparing the uniformity of nutrient mixing， and determines the nutrient loss rate during dough and drying process by comparing the nutrient content before and after processing. The results showed that the optimal blending time was 6 minutes. The coefficient of uniform Imposex of vitamin A and iron during dough mixing was 8.8% and 4.4%， respectively， and the loss rate was 32.7% and 24.1%， respectively. The loss rates of vitamin A and vitamin D during the drying process were 8.2% and 5.8%， respectively. There was no significant change in the content of vitamin B1， iron， zinc， and calcium. The above experimental data can provide a process basis for industrial production.

Keywords： infant and toddler noodles; vitamin loss; mixing uniformity; lipoxygenase

婴幼儿面条是以小麦粉为主要原料，加入适量维生素和矿物质等生产的生制类谷物辅助食品，其生产加工需符合《婴幼儿谷类辅助食品生产许可审查细则》及相关标准要求，婴幼儿面条需满足《婴幼儿谷类辅助食品》（GB 10769—2010）等标准要求。

婴幼儿面条加工过程中，营养素可能会受温度、水分及光等因素影响发生衰减，因此研究营养素的混合均匀性及加工损失具有重要意义。和面和烘干是面条制备的两个关键工序。和面过程中水分的加入能够增加面粉成分的流动性，面絮受外力拍打或揉捏作用，使蛋白质等化合物发生生化反应，形成面筋。烘干过程中，面条借助风力和热力将水分蒸发得到干面条。目前有关加工工艺对于面条食味品质和感官影响的研究较为普遍，研究重点在于面条的熟化、烘干参数等[1-5]。但国内针对婴幼儿面条加工过程营养素损失的研究较少。国外有少量关于意大利面制备过程营养素损失的报道。例如，BOLLELLI等[6]研究发现，意大利面制作过程中类胡萝卜素损失50%～89%。FRATIANNI等[7]研究发现，意大利面制作过程中类胡萝卜素、生育酚分别损失近50%和30%，维生素A发生顺反异构。SHARMA等[8]研究了意大利面制作及储存过程中维生素A和铁的衰减，结果显示维生素A的总损失率为34%～38%，铁总损失率为10%～11%。基于此，本研究考察营养素混合均匀性、和面及烘干过程中的营养素损失，为婴幼儿面条的生产加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

一等小麦粉，广东东方面粉公司；复合维生素预混料（维生素）、复合矿物质预混料（矿物质），南通励成；纯化水，娃哈哈。

多功能搅拌和面机，杭州全立食品机械；面条压面机，浙江天禧；电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏公司；电子天平，梅特勒-托利多。

1.2 试验方法

1.2.1 婴幼儿面条的制备工艺

婴幼儿面条的制备工艺流程为配料→和面→熟化→成型→烘干→包装，制备过程中的要点如下。①配料：称量1 000 g小麦粉、2.0 g维生素、14.0 g矿物质，340 g纯化水，配料前检测小麦粉、维生素、矿物质含量，计算面条营养素理论含量。②和面：和面过程中应进行营养素的混合均匀性和营养素损失考察。③烘干：烘干过程中应考察烘干温度对营养素损失率的影响。

1.2.2 营养素的混合均匀性考察

将小麦粉、维生素、矿物质分别倒入搅拌和面机，启动搅拌机，加入纯化水，低档速搅拌和面。搅拌结束，在和面机左上、右上、中、左下、右下

5个点取样，检测各点营养素（维生素A，铁）的含量，由各点营养素含量计算营养素平均值X和变异系数（Coefficient of Variation，CV）。营养素混合均匀性变异系数按式（1）计算。为考察和面时间对营养素混合均匀性的影响，分别设置和面搅拌时间为3 min、6 min、9 min，濕面样品取样后立即放入冰柜中冷冻，检测前取出使用，下同。

（1）

式中：CV为变异系数，%；S为营养素含量标准差；X为营养素平均含量，μg/100 g或mg/100 g。营养素含量为折算到10%水分的计算值。

1.2.3 营养素损失考察

按照1.2.2所述，以相同的原料配料搅拌和面，和面结束后取样检测营养素含量并按式（2）计算营养素的损失率L。重复3次试验。

（2）

式中：L为营养素损失率，%；C前为加工前维生素或矿物质类含量，μg/100 g或mg/100 g；C后为加工后维生素或矿物质类的含量，μg/100 g或mg/100 g。

1.2.4 烘干温度对营养素损失率的影响

和面结束后将面絮静置熟化15 min，再经压面机锟压、切条成约1.0 mm×1.5 mm大小的湿面条后放入烘箱干燥。模拟生产烘干过程，烘箱一段、二段、三段温度分别设置为（31±1）℃、（44±1）℃、（35±1）℃，烘干时间分别为1 h、2 h、1 h。烘干结束后取样检测产品中营养素含量，按式（2）计算烘干过程中营养素损失率，重复3次试验。

1.3 营养素的测定

营养素的测定参照对应的食品安全国家标准。其中，维生素A、维生素D参照《食品安全国家标准 食品中维生素A、D、E的测定》（GB 5009.82—2016）测定；维生素B1参照《食品安全国家标准 食品中维生素B1的测定》（GB 5009.84—2016）测定；铁、锌参照《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》（GB 5009.268—2016）测定；钙参照《食品安全国家标准 食品中钙的测定》（GB 5009.92—2016）。面条中营养素理论含量按式（3）计算。

（3）

式中：C为面条中营养素理论含量，μg/100 g或mg/100 g；C1为小麦粉中营养素本底含量，μg/100 g或mg/100 g；C2为预混料中营养素含量，μg·g-1或mg·g-1；m为预混料用量，g；M为除纯化水的原料总用量，g。

2 结果与分析

2.1 原料及婴幼儿面条营养素含量

2.1.1 小麦粉本底营养素含量

有文献报道，加工精度较高的小麦粉中铁含量为0.22～2.94 mg/100 g，锌含量为0.4～1.3 mg/100 g，维生素B1含量为30～410 μg/100 g，几乎不含有维生素A和维生素D[9-11]。不同品种和加工精度的小麦粉中矿物质含量差异明显，因此婴幼儿面条必须考虑小麦粉中铁、锌、钙的本底含量。本试验测得小麦粉中铁、锌、钙和维生素B1的含量分别为1.22 mg/100 g、0.38 mg/100 g、23.5 mg/100 g和56 μg/100 g。

2.1.2 预混料营养素含量

根据GB 10769—2010，维生素A、维生素D、维生素B1、铁、锌和钙为婴幼儿面条基本营养素。本研究测得维生素原料维生素A、维生素D、维生素B1含量分别为2 405 μg·g-1、36.2 μg·g-1、3 774 μg·g-1，矿物质原料铁、锌、钙的含量分别为2.80 μg·g-1、2.80 μg·g-1、238.9 μg·g-1。

2.1.3 婴幼儿面条营养素理论含量

通过小麦粉、维生素及矿物质中各营养素的含量，计算得到的配方中各营养素理论含量见表1。

2.2 营养素混合均匀性

婴幼儿面条营养素添加量极小，若营养素混合不均匀可能会导致产品不合格，因此营养素的混合均匀性考察是婴幼儿面条制作过程中质量控制的一个重要指标。粉体混合通常经历对流混合阶段、对流与剪切共同作用阶段及扩散混合阶段3个阶段。其中，扩散混合阶段处于混合与分离的平衡状况，混合均匀度在某一均值附近上下波动。粉体混合均匀性的评价方法主要有化学分析法、示踪法、数字图像分析法等[12-14]。本文采用化学分析法测定不同混合时间下维生素A和铁的含量，进而计算物料的混合均匀性，结果见表2。

由表2可知，随着混合时间的延长，混合均匀性提高。混合时间由3 min增加到9 min时，维生素A的CV值由21.9%降低到7.8%，铁的CV值由11.7%降低到3.8%。混合6 min时，铁的CV值达到4.4%，进一步增加混合时间，铁的混合均匀性无明显提高，表明和面6 min时已达到扩散混合阶段。由表3可知，维生素A的损失率随混合时间延长而增加，并且面条在生产过程中随着和面时间的延长物料温度上升，面絮粘结成团块，若和面时间过长，面团表现出过熟，不利于后续压延切条。综合混合均匀性、维生素A的损耗及面团流变性等，确定和面的较优时间为6 min，此时维生素A和铁的CV值分别为8.8%、4.4%，与李庆龙等[15]研究面粉采用一次投料混合法强化乳酸亚铁，铁的CV值为4%～6%的结果类似。

2.3 和面工艺营养素损失率

由表4可知，和面阶段（6 min）维生素A损失32.7%，维生素D损失24.1%；维生素B1、铁、锌、钙基本无损失，含量差异可能由检测偏差导致。

2.4 烘干过程营养素的损失率

面条的干燥通常分为低温干燥、中低温干燥和高温干燥。婴幼儿面条的干燥通常采用低温干燥和中低温干燥。由前文可知，和面过程中维生素A、维生素D均会出现较大的损失，且营养素暴露在潮湿环境中的时间越长，损失可能越大，因此本文选取干燥时间更短的中低温干燥为考察对象，分析营养素损失率情况，结果如表5。可以看出，干燥阶段维生素A和维生素D出现损失；维生素B1、铁、锌、钙在干燥阶段基本无损失，结果差异可能由检测偏差导致。

3 讨论

维生素A对高温、强酸、湿度及氧气较敏感，酯的形式比醇的形式稳定[16]。维生素D对氧气、光照、酸性及高温敏感，但其稳定性可能与载体种类有关[17]。搅拌和面过程无高温热处理且配方中未添加强酸强碱性物质，和面时间较短，理论上维生素A和维生素D应无明显损失，但试验结果显示和面过程中维生素A和维生素D的损失率分别为32.7%，24.1%。目前国内未见婴幼儿面条中出现维生素A和维生素D加工损失的文献报道。HEMRY等[18]研究发现经常温3个月储存，强化小麦粉中维生素A损失率达50%，分析认为损失与脂氧合酶（Lipoxygenase，LOX）的酶解有关。ARYA等[19]对比了维生素A在灭酶小麦粉和未灭酶小麦粉中的保留率，发现维生素A在未灭酶小麦粉中的保留率更低，认为LOX是造成维生素A衰减的重要因素。FRANTIANNI等[7]研究发现，在意大利面加工中，维生素A发生构型异构，13-cis/13-tran维生素A的占比由12%升高到32%，且構型异构主要发生在揉面阶段，推测水和氧气可以促进LOX降解这类化合物。

植物组织中含有脂氧合酶系，他们参与多种生化进程[20-21]。LOX能特异性地催化含有顺1，4-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸的加氧反应，反应生成具有共轭双键的多元不饱和酸的氢过氧化物中间体，该中间体能协同分解胡萝卜素、维生素等营养素[22-23]。龙依涛[24]认为，在氢过氧化物作用下，维生素A易通过异构化、氧化、聚合等多种反应途径降解，油脂酸败产生的过氧化物是造成维生素A类强化食品衰减的重要因素。不同品种、不同加工精度的小麦粉中LOX含量不同，LOX活性也可能不同，可能导致营养素损失的差异。婴幼儿面条生产过程物料暴露于空气中，和面时加入大量水增加了面粉内分子流动性，激活了酶，物料受和面机桨叶高速拍打，局部产生高温，使得敏感维生素发生分解[8]。因此，制备过程是否隔绝空气、和面时间长短、搅拌速度都可能对营养素的损失产生影响。

4 结论

采用多功能搅拌机干法强化营养素，婴幼儿面条较优的和面时间为6 min，在此条件下维生素A和铁的混合变异系数分别为8.8%、4.4%，和面过程中维生素A、维生素D分别损失32.7%、24.1%，维生素B1、铁、锌、钙无明显变化。干燥后，维生素A损失8.2%，维生素D损失5.8%，维生素B1、铁、锌、钙无明显变化。整个生产过程中维生素A损失40.9%，维生素D损失29.9%，损失主要发生在和面阶段。维生素损失的主要原因可能与小麦粉中LOX及不饱和脂肪酸共氧化有关。工业生产上，LOX被用于专用面粉的改良，如用于面粉漂白及面筋改良，但对于需營养强化的小麦粉，使用应慎重，否则将导致营养素的大量损失。LOX促进敏感维生素分解的影响因素及如何降低维生素损失问题还有待进一步研究。

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