陳曉嬋，賈軍燕，曹金麗，賈曉江

（石家莊君樂寶乳業(yè)有限公司，石家莊050221）

0 引 言

人乳是嬰兒天然的理想食品，世界衛(wèi)生組織（WHO）強烈建議，對0～6 個月嬰兒應(yīng)采用純?nèi)巳槲桂B(yǎng)[1]，人乳中多種生物活性成分在嬰兒生長發(fā)育過程中具有重要作用[2-3]。但由于個體差異和工作生活壓力等因素的影響，嬰幼兒的母乳喂養(yǎng)率偏低[4]，因此嬰幼兒配方奶粉被普遍用于0～36月齡嬰幼兒的喂養(yǎng)[5]。與普通奶粉相比，嬰幼兒配方奶粉提高了乳清蛋白的含量，加入了豐富的不飽和脂肪酸，添加了多種微量元素，更接近母乳。

目前，我國嬰幼兒配方奶粉的生產(chǎn)工藝主要分為濕法工藝、干法工藝和干濕法復合工藝[6]。干濕法復合工藝中，一些營養(yǎng)成分在干混工序加入，如花生四烯酸，可減少營養(yǎng)損失，保障產(chǎn)品風味，但也存在混合均勻度低的風險?；ㄉ南┧釋儆趎-6 多不飽和脂肪酸，是嬰兒大腦和視網(wǎng)膜的重要組成成分。目前國際上，花生四烯酸已普遍作為營養(yǎng)強化劑添加到嬰幼兒配方奶粉中，其安全性也有明確的法律法規(guī)支持[7]。由于花生四烯酸具有較強的腥味，影響產(chǎn)品口感，生產(chǎn)企業(yè)多采用干法添加?；谏鲜鲈?，本文以干法添加的花生四烯酸作為研究對象。

Hogg R[8]在研究中指出，不同粉體流動性上的差異是影響干混物料混合均勻度的重要因素。影響粉體流動性的指標主要包括粉體顆粒粒徑、顆粒形狀、水分含量等。一般認為，在水分含量一定的情況下，顆粒粒徑是影響物料混合均勻度的最主要的因素[9]。本文從干混物料顆粒粒徑入手，研究了干混物料花生四烯酸粉劑粒徑對嬰幼兒配方奶粉混合均勻度的影響，為嬰配生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品混合均勻度提供借鑒。

1 實 驗

1.1 材料和試劑

花生四烯酸粉劑（ARA），市售；嬰幼兒配方奶粉半成品粉，石家莊君樂寶乳業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

標準檢驗分析篩，新鄉(xiāng)首創(chuàng)機械；LS13320 型激光粒徑儀，美國貝克曼庫爾提公司；V 型實驗混合機，廣州旭朗機械；氣相色譜儀，安捷倫科技（中國）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品篩分

使用標準檢驗分析篩對樣品進行篩分，得到不同粒徑范圍的樣品，標準篩的目數(shù)根據(jù)試驗需要選擇，具體見2.2及2.3。

1.3.2 樣品粒徑的測定

使用激光粒徑儀測定樣品的粒徑分布，檢測指標為 D10、D50、D90 所對應(yīng)的樣品粒徑值（D10、D50、D90 代表的含義是小于此粒徑的顆粒體積含量占全部顆粒的10%、50%、90%）。每個樣品重復檢測3次。

1.3.3 物料干混

將嬰幼兒配方奶粉半成品粉和ARA 粉劑加入V型實驗混合機中，以25 r/min 的速度混合7 min，后采用五點取樣法（將樣品平鋪于瓷盤中，從四角及中心位置取樣）進行取樣測定。

1.3.4 樣品ARA 含量的測定

按照GB 5009.168中規(guī)定方法進行檢測。

1.3.5 變異系數(shù)的計算

變異系數(shù)CV 又稱離散系數(shù)，是一組數(shù)據(jù)的標準差與其相應(yīng)的均值的比值，可反映數(shù)據(jù)離散程度的絕對值，CV 值越大，說明離散程度的測度值越大。故選用CV 值來評價樣品的混合均勻性。

其中：

2 結(jié)果與分析

2.1 嬰幼兒配方奶粉半成品粉粒徑測定

嬰幼兒配方奶粉干混工序是以半成品粉為基粉，加入適量（一般為2‰～15‰）熱敏性營養(yǎng)成分進行干混，如核苷酸、ARA 粉劑，魚油粉等。終產(chǎn)品的干混效果與半成品粉粒徑、干混添加物料粒徑密切相關(guān)。目前市售的不同廠家嬰幼兒配方奶粉粒徑差距較大，D50 值一般分布在100～200 μm 之間。使用激光粒徑儀測定試驗用嬰幼兒配方奶粉半成品粉粒徑分布，如圖1 所示。根據(jù)測試結(jié)果顯示，半成品粉的粒徑基本呈正態(tài)分布，且D10 值48.79 μm，D50 值為139.9 μm，D90值289.2 μm。

圖1 嬰幼兒配方奶粉半成品粉粒徑分布

2.2 不同粒徑范圍的ARA 粉劑對混合均勻度的影響

使用 60 目、100 目、160 目標準檢驗分析篩將 ARA粉劑篩分為＜60 目、60～100 目、100～160 目、≥160 目 4個粒徑范圍，對應(yīng)的顆粒粒徑分布見表1。

從表1 可以看出，經(jīng)過標準篩篩分后，不同目數(shù)下ARA 粉劑對應(yīng)的粒徑顯著不同，四組樣品的中位粒徑分別為352.7 μm、225.8 μm、141.1 μm、75.3 μm。

表1 不同粒徑范圍ARA粉劑的粒徑分布

GB 10765、GB 10767 中規(guī)定，花生四烯酸在嬰幼兒配方奶粉中的添加量應(yīng)滿足二十碳四烯酸/（%總脂肪酸）≤1，目前市售的嬰幼兒配方奶粉中ARA 的添加量遠低于國標上限；2000 年，我國推薦ARA 在嬰兒配方奶粉中的添加量為1.6～2.6 g/kg[10]，本研究以此為參考，并結(jié)合目前市售產(chǎn)品ARA 的含量，按照3 g/kg 的添加量，分別將四個粒徑范圍的ARA 粉劑與半成品粉在V 型實驗混合機內(nèi)混合，取樣。重復試驗3 次，測定不同樣品的ARA 含量，并分析CV 值。測定結(jié)果見表2。

表2 ARA含量的測定及分析

半成品粉與＜60 目ARA 粉劑混合為樣品1；半成品粉與60～100目ARA 粉劑混合為樣品2；半成品粉與100～160 目 ARA 粉劑混合為樣品 3，半成品粉與≥160目ARA 粉劑混合為樣品4。

從表2 可以看出，經(jīng)混合后，四組樣品的變異系數(shù)值（CV 值）分別為15.85%、7.65%、3.65%、1.25%，CV 值逐漸減小，說明樣品混合均勻度逐漸增高。綜合分析表2 的結(jié)果可以得出，ARA 粉劑的中位粒徑與樣品CV 值呈一次項線性正相關(guān)（見圖2），即隨著ARA 粉劑中位粒徑值的增大，干混后產(chǎn)品的CV 值變大，產(chǎn)品的混合均勻度越差。

圖2 ARA粉劑中位粒徑與干混后樣品CV值關(guān)系

綜合2.1 與2.2 中研究結(jié)果，與嬰幼兒配方奶粉半成品粉粒徑 D50 值 139.9 μm 相比，干混物料 ARA 粉劑D50 值為141.1 μm、75.3 μm 時，干混后樣品 CV 值＜5%，說明干混添加物料粒徑與半成品粉粒徑相近或偏小時，干混后樣品混合均勻度高，當ARA 粉劑粒徑偏大時，干混后樣品CV 值高，混合均勻度差。目前市售嬰幼兒配方奶粉中，ARA 粉劑的添加量一般為2‰～10‰，添加量小，而奶粉ARA 含量的國標檢測方法要求取0.5 g 樣品進行檢測，當ARA 粉劑顆粒偏大時，所取樣品中少量大顆粒的存在會直接影響產(chǎn)品中ARA 含量的測定結(jié)果，引起CV 值偏大。

2.3 去除大顆粒的ARA 粉劑對混合均勻度的影響

在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，由于受到生產(chǎn)工藝、ARA 含量要求等條件的限制，ARA 粉劑的顆粒粒徑分布范圍較寬，并不會像2.2 中篩分后的樣品一樣分布集中，為了降低大顆粒對干混后樣品混合均勻度的影響，可以考慮通過減少ARA 粉劑中大顆粒的占比來控制ARA粉劑整體粒徑分布，從而提高產(chǎn)品混合均勻度。分別用45 目和60 目標準分析篩對ARA 粉劑進行篩分，除去大顆粒。對比篩分前、過45 目篩、過60 目篩ARA粉劑的粒徑分布，見圖3，對應(yīng)的D10、D50、D90 值見表3。

圖3 不同標準篩篩分后ARA粉劑粒徑分布

表3 篩分后ARA粉劑的粒徑分布

從圖3 可以看出，未經(jīng)篩分的ARA 粉劑（藍色曲線）粒徑整體偏大，部分顆粒粒徑達到800～1 500 μm，在檢測過程中，該部分大顆粒的存在很可能會導致干混后樣品的CV 值偏大。樣品過45 目篩（褐色曲線）和60 目篩（紅色曲線）后，顆粒粒徑顯著減小。從表3數(shù)據(jù)可以看出，ARA 粉劑過60 目篩后，整體粒徑分布與試驗用嬰幼兒配方奶粉半成品粉粒徑相近。

按照3‰的添加量，使用未篩分、過45 目篩、過60目篩ARA 粉劑與嬰幼兒配方奶粉半成品粉進行干混，采用五點取樣法進行取樣，測定各樣品的ARA 含量，通過計算CV 值，分析樣品的混合均勻度，結(jié)果見表4。

表4 ARA含量的測定及分析

半成品粉與未篩分ARA 粉劑混合為樣品1；半成品粉與過45 目篩ARA 粉劑混合為樣品2；半成品粉與過60目篩ARA 粉劑混合為樣品3。

從表4 中結(jié)果可以看出，與未經(jīng)篩分ARA 粉劑混合的樣品（樣品1）CV 值為13.94%，混合均勻度最差。ARA 粉劑過45 目篩后，去除了部分大顆粒，CV 值低于樣品1 的CV 值，混合均勻度有所改善，但與樣品3的CV 值相比仍顯著偏高，分析原因為半成品粉與ARA 粉劑粒徑差異較大。與過60 目篩ARA 粉劑混合（樣品3）后的CV 值為3.84%，明顯小于另外兩個樣品，樣品的混合均勻度更高。說明通過控制ARA 粉劑的大顆粒占比，獲得與半成品粉粒徑相近的ARA粉劑是提高混合均勻度的有效方法。

3 結(jié) 論

根據(jù)上述研究可以得出，干混物料ARA 粉劑粒徑是影響產(chǎn)品混合均勻度的重要因素。當ARA 粉劑粒徑與半成品粉粒徑相近或更小時，產(chǎn)品混合均勻度高。通過減少ARA 粉劑中大顆粒的占比、調(diào)整ARA粉劑粒徑與半成品粉相近是提升混合均勻度的有效方法。在實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)所使用的半成品粉粒徑分布，選擇合適粒徑的干混物料，從而達到提升產(chǎn)品混合均勻度的目的。