优选特殊医学用途全营养配方食品的混合工艺
2021-08-15柳俊李汉西黄琪评曾德猷
柳俊，李汉西，黄琪评，曾德猷
广州纽健生物科技有限公司（广州 510663）
特殊医学用途配方食品（foods for special medical purposes，FSMP），根据我国相关标准中的定义，这类食品是“为了满足进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或特定疾病状态人群对营养素或膳食的特殊需要，专门加工配制而成的配方食品”。特殊医学用途全营养配方食品属于FSMP的一个类别，其特点是营养素全面，可作为单一营养来源满足目标人群营养需求；其配方一般包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、13种必需维生素和12种必需矿物质，以及膳食纤维等可选择性成分。
干法工艺是目前特殊医学用途全营养配方食品加工工艺中比较常见的工艺之一，其特点是能耗低、工艺设备简单、营养素损失较小，但其缺点是某些微量元素不易在产品中混匀，影响产品质量[1]。研究采取正交试验优选特殊医学用途全营养配方食品最佳混合工艺参数，重点研究投料方式、混合时间、转动频率以及装载系数对产品混合均匀性的影响[2-3]，以期为提高产品品质和实际生产效率提供可靠的试验依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
麦芽糊精，中粮生化能源；大豆分离蛋白，秦皇岛金海；植物脂肪粉，Kerry Group；全脂乳粉，New Zealand Fonterra Co.,Ltd.；复配宏量矿物质、复配微量矿物质、复配维生素，郑州瑞普；聚葡萄糖，丹尼斯克；黄原胶，鄂尔多斯市中轩生化；三氯蔗糖，翁源广业清怡。
1.2 仪器与设备
SWH-10三维立体混合机，江阴市宏达粉体设备有限公司；过筛机，筛网孔径为0.9 mm；Ice3000原子吸收光谱仪，赛默飞。
1.3 试验方法
1.3.1 取样
三维立体混合机中物料分为上、中、下三层，靠近进料口区域为上层，靠近下料口区域为下层，中间区域为中层。上层区域用取样器以等边三角形的分布方式取3个样（1，2和3），中层区域用取样器以等边三角形的分布的方式取3个样（4，5和6），下层区域用取样器以等边三角形的分布的方式取3个样（7，8和9），取样点分布如图1所示[4]。
图1 具体取样点分布图
1.3.2 混合均匀度评价方法
以同一批次试样中微量营养素铜和锰含量的相对标准偏差来反映所测产品的混合均匀度[5]：混合均匀度（%）=100%-SRSD（%）。
1.3.3 微量营养素铜和锰含量的测定
参照GB 5009.13—2017《食品安全国家标准 食品中铜的测定》，GB 5009.242—2017《食品安全国家标准 食品中锰的测定》测定微量营养素铜和锰。
1.3.4 正交试验优选混合工艺
采用正交试验法对混合工艺进行优选。考虑到影响混合工艺的因素主要有投料方式、混合时间、转动频率和装载系数，因此以上述工艺因素作为正交试验的考察因素，各取3个水平，详见表1。
表1 因素水平表
2 结果与分析
2.1 混合工艺试验结果及方差分析
以微量营养素铜和锰含量的混合均匀度作为评价指标，试验结果及方差分析见表2和表3。由直观分析和方差分析结果可知，投料方式、混合时间和转动频率对混合结果具有显著性影响，综合考虑到节约能源、提高生产效率等综合因素，最终确定混合工艺参数A3B2C3D3，即采取投料方式Ⅲ，混合时间30 min，转动频率60 Hz，装载系数50%。
表2 正交试验结果表
表3 方差分析表
2.2 验证试验
取同一批原料，按照A3B2C3D3的混合工艺参数进行3批次验证试验，测定铜含量混合均匀度和锰含量混合均匀度，结果见表4。由表4可知，验证试验结果与正交试验优选结果吻合，说明正交试验选出的混合工艺条件合理，工艺条件稳定可行。
表4 验证试验结果
3 结论与讨论
3.1 结论
试验筛选的特殊医学用途全营养配方食品混合工艺参数为A3B2C3D3，即采取投料方式Ⅲ，混合时间30 min，转动频率60 Hz，装载系数50%。该工艺稳定可行，可作为特殊医学用途全营养配方食品的混合工艺。
3.2 讨论
在特殊医学用途全营养配方食品干法生产工艺中，容易出现微量营养素混合不均匀的情况，严重影响产品的品质，因此科学合理地选择混合工艺参数是保证产品质量均一性的关键和核心，也是特殊医学用途全营养配方食品生产工艺改进和创新的前提和基础。
在筛选最佳工艺参数的试验过程中，如何选择有代表性的指标成分来评价产品的混合均匀性显得尤为重要。此次试验采用配方中含量较小的微量营养素铜和锰含量的相对标准偏差作为评价产品混合均匀性的指标，虽在一定程度上能很好地反映产品中微量矿物质的混合均匀程度，但是特殊医学用途全营养配方食品中除了矿物质，同时还含有多种维生素，所以要想更加科学和全面地评价产品混合均匀性，不仅要选择微量矿物质作为指标，同时还需要选择有代表性的微量维生素作为混合均匀性指标。因此，接下来还需要再深入进行混合工艺参数优化的研究。
