周興旺，席文娟，李杰剛，章肇敏*

1. 高安典膳谷物營(yíng)養(yǎng)品有限公司（宜春 330812）；2. 江西金薄金生態(tài)科技有限公司（宜春 330812）

輔食添加在嬰幼兒保健中是一項(xiàng)重要內(nèi)容[1]，營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入量很大程度上是嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育的直接決定因素，通常嬰兒在4～6個(gè)月后就要嘗試喂哺輔助食品。嬰幼兒谷物輔助食品是母乳或嬰兒配方食品不能滿足嬰兒營(yíng)養(yǎng)需要以及嬰兒斷奶期間補(bǔ)充嬰幼兒營(yíng)養(yǎng)的一類食品[2]。有研究表明，大米作為谷類食品中最容易被人體消化吸收，是最不容易引起過敏的食物[3]，因此選用大米為主要原料生產(chǎn)的嬰幼兒谷物輔助食品是一類適合嬰幼兒食用的輔助食品。目前，嬰幼兒谷物輔助食品的加工方法主要有2種：擠壓膨化法和輥筒干燥法。與擠壓膨化法相比，輥筒干燥法生產(chǎn)的嬰幼兒谷物輔助食品營(yíng)養(yǎng)素具有分散均勻和復(fù)水性好等優(yōu)點(diǎn)[4]，同時(shí)輥筒干燥生產(chǎn)過程中，高溫、光照、氧氣、金屬離子對(duì)部分營(yíng)養(yǎng)素存在一定的破壞作用[5-6]，而且大規(guī)模生產(chǎn)加工過程中輥筒表面溫度不穩(wěn)定且長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)性生產(chǎn)，容易造成終產(chǎn)品中部分營(yíng)養(yǎng)素衰減，存在不符合國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)[7]。為此，從物料平衡、產(chǎn)品均一性、產(chǎn)品穩(wěn)定性和產(chǎn)品符合性四個(gè)方面進(jìn)行考察，通過對(duì)一次性投料，采用輥筒干燥連續(xù)性生產(chǎn)嬰幼兒谷物輔助食品的工藝進(jìn)行驗(yàn)證性研究，為相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)提供理論與實(shí)踐參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大米（江蘇省農(nóng)墾米業(yè)集團(tuán)有限公司）；結(jié)晶果糖（美國(guó)阿徹丹尼爾斯米德蘭公司）；全脂奶粉（新西蘭恒天然集團(tuán)）；復(fù)配維生素、復(fù)配礦物質(zhì)（帝斯曼中國(guó)有限公司）。

鹽酸、硝酸、硫酸（西隴科學(xué)股份有限公司）；無水乙醇、石油醚、乙酸鈉、乙酸鋅：福晨（天津）化學(xué)試劑有限公司；甲醇、抗壞血酸、偏磷酸、亞鐵氰化鉀、活性炭（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；淀粉酶（≥4 000 IU/g，上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司）；木瓜蛋白酶（≥2 000 IU/mg）、鄰苯二胺：阿拉丁試劑（上海）有限公司，所用試劑均為分析純。葉酸快速試劑盒、生物素快速試劑盒（德國(guó)拜發(fā)集團(tuán)）；標(biāo)準(zhǔn)品（維生素A、維生素D、維生素E、維生素B1、維生素B2、維生素B6、煙酸，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司）；維生素C標(biāo)準(zhǔn)品：阿拉丁試劑（上海）有限公司；標(biāo)準(zhǔn)品（鈉、鋅、鐵、鈣，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院）。

1.2 儀器與設(shè)備

1740輥筒干燥機(jī)（汕頭市順捷機(jī)械廠）；ME104E分析天平（梅特勒托利多公司）；KDN-103F凱氏定氮儀（上海纖檢儀器有限公司）；F96PRO熒光分光光度計(jì)（上海凌光技術(shù)有限公司）；T6紫外可見分光光度計(jì)、TAS-990原子吸收分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）；7820A氣相色譜儀、1260高效液相色譜儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司）；HPS-3C pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；THZ-82A水浴恒溫振蕩器（常州榮華儀器制造有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 維生素的測(cè)定

按GB 5009.82[8]測(cè)定維生素A、維生素D和維生素E含量；按GB 5009.84[9]測(cè)定維生素B1含量；按GB 5009.85[10]測(cè)定維生素B2含量；按GB 5009.154[11]測(cè)定維生素B6含量；按GB 5413.18[12]測(cè)定維生素C含量；按GB 5009.89[13]測(cè)定煙酸含量；生物素和葉酸用快速試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 礦物質(zhì)的測(cè)定

按GB 5009.91[14]測(cè)定鈉含量；按GB 5009.14[15]測(cè)定鋅含量；按GB 5009.267[16]測(cè)定碘含量；按GB 5009.90[17]測(cè)定鐵含量；按GB 5009.92[18]測(cè)定鈣含量；按GB 5009.87[19]測(cè)定磷含量。

1.4 嬰幼兒谷物輔助食品生產(chǎn)工藝

原輔料→備料→配料→磨漿→混合→滾筒干燥→（粉碎）→金屬探測(cè)→包裝

工藝參數(shù)：漿料比1︰1，漿料預(yù)糊化溫度50 ℃，輥筒頻率25～35 Hz，輥筒干燥溫度120～135 ℃。

1.5 工藝驗(yàn)證

1.5.1 物料平衡

在相同工藝條件下，對(duì)工藝驗(yàn)證配方進(jìn)行3批次生產(chǎn)，通過對(duì)物料的投入和產(chǎn)出分析，評(píng)估工藝條件下產(chǎn)品的得率和宏觀上產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素潛在的偏離。按式（1）和（2）計(jì)算投入產(chǎn)出比（R）和物料平衡率（B）。

式中：m1為實(shí)際投料量，kg；m2為生產(chǎn)損耗量，包括過程廢料、筒壁黏連料和抽樣料，kg；m3為實(shí)際產(chǎn)出量，kg。

1.5.2 產(chǎn)品均一性

經(jīng)相同工藝操作，以相同間距抽取分析樣品（如以20 min出料時(shí)間或10 kg出料量為間距），測(cè)定樣品中維生素A、維生素D、維生素E、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素C、煙酸、生物素、葉酸、鈣、鐵、鋅、鈉、磷和碘的指標(biāo)含量，通過在連續(xù)性生產(chǎn)過程中不同時(shí)間段生產(chǎn)出的產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)差異，來驗(yàn)證該工藝條件下的產(chǎn)品混合均勻性。

1.5.3 產(chǎn)品穩(wěn)定性

通過對(duì)3個(gè)不同批次產(chǎn)品中維生素A、維生素D、維生素E、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素C、煙酸、生物素、葉酸、鈣、鐵、鋅、鈉、磷和碘含量的測(cè)定，分析批次間的偏差情況，來驗(yàn)證工藝條件下的穩(wěn)定性。

1.5.4 產(chǎn)品符合性

通過對(duì)比產(chǎn)品中維生素A、維生素D、維生素E、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素C、煙酸、生物素、葉酸、鈣、鐵、鋅、鈉、磷和碘指標(biāo)的含量，與配方理論設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，評(píng)估兩者間的偏差，來驗(yàn)證工藝條件下的營(yíng)養(yǎng)素符合性。

1.6 工藝驗(yàn)證用配方理論營(yíng)養(yǎng)素含量

根據(jù)嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)需求[20]和我國(guó)已獲注冊(cè)的嬰幼兒配方食品營(yíng)養(yǎng)素特征[21]，設(shè)計(jì)出嬰幼兒谷物輔助食品工藝驗(yàn)證用配方，并以原輔料本底含量為依據(jù)，可獲得該配方理論營(yíng)養(yǎng)素含量，見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 工藝分析

輥筒干燥生產(chǎn)嬰幼兒谷物輔助食品主要有3個(gè)重要部分：谷物原料（如大米）的預(yù)處理、原料的預(yù)糊化和輥筒干燥。谷物經(jīng)碾磨處理后的漿料及其他輔料、營(yíng)養(yǎng)素混合后由泵送入輥筒干燥機(jī)的受料槽，在輥筒內(nèi)熱源的作用下，物料被蒸煮沸騰，輥筒在驅(qū)動(dòng)裝置作用下連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使物料在兩輥軸間擠壓形成薄膜，在筒壁受熱使之不斷汽化，去除水分，熟化并得到干燥物料，再通過刮刀將達(dá)到干燥要求的物料刮下，送入初破碎裝置[22]。

濕法生產(chǎn)的嬰幼兒谷物輔助食品，其營(yíng)養(yǎng)素相對(duì)分散更均勻，但加熱干燥過程中存在部分營(yíng)養(yǎng)素發(fā)生損耗[23]。為保持連續(xù)性生產(chǎn)過程中終產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素能均勻分布，需要對(duì)漿料預(yù)糊化攪拌混合、上料速度和干燥溫度進(jìn)行參數(shù)控制，以降低成品中維生素和礦物質(zhì)的損耗，并提升產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素的均勻度。

2.2 工藝的物料平衡分析

對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行投入產(chǎn)出分析，計(jì)算工藝的投入產(chǎn)出比和物料平衡率，結(jié)果見表2。在該生產(chǎn)工藝條件下原輔料的生產(chǎn)穩(wěn)定好，投入產(chǎn)出比在85.90%左右，物料平衡率在99.75%左右。理論上物料平衡率應(yīng)為100%，但生產(chǎn)過程中存在的少量損耗，以及統(tǒng)計(jì)實(shí)際產(chǎn)出量時(shí)按定量包裝商品凈含量計(jì)算檢驗(yàn)規(guī)則[24]，會(huì)存在抽樣樣本間凈含量偏差導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)結(jié)果的偏差。因此，該濕法生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)的嬰幼兒谷物輔助食品非常穩(wěn)定，能滿足工藝和產(chǎn)品的要求。

2.3 產(chǎn)品均一性分析

生產(chǎn)同一批次產(chǎn)品，以間隔出料時(shí)間20 min為間距進(jìn)行樣品抽取，持續(xù)抽取10個(gè)樣品。檢測(cè)產(chǎn)品中維生素A、維生素D、維生素E、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素C、煙酸、生物素、葉酸、鈣、鐵、鋅、鈉、磷和碘的含量，結(jié)果見表3。在該工藝條件下連續(xù)生產(chǎn)的嬰幼兒谷物輔助食品，在監(jiān)測(cè)的3個(gè)多小時(shí)周期內(nèi)，不同出料時(shí)間下，產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（Relative standard deviation，RSD）在1.11%～7.78%之間，整體上礦物質(zhì)的RSD小于維生素的RSD?？紤]到檢測(cè)存在一定的偏差和誤差，以及連續(xù)干燥過程中，漿料容易受到輥筒表面溫度、輥筒頻率的影響，而隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)，輥筒表面溫度存在一定的不穩(wěn)性。因此，該濕法生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)的嬰幼兒谷物輔助食品具有良好的產(chǎn)品均一性，能滿足規(guī)?；a(chǎn)的需要。

表1 配方理論營(yíng)養(yǎng)素含量

表2 工藝物料數(shù)據(jù)

表3 不同出料時(shí)間產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)素相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.4 產(chǎn)品穩(wěn)定性分析

連續(xù)生產(chǎn)3批次產(chǎn)品，對(duì)不同批次產(chǎn)品中維生素A、維生素D、維生素E、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素C、煙酸、生物素、葉酸、鈣、鐵、鋅、鈉、磷和碘含量進(jìn)行比較，結(jié)果見表4。在該生產(chǎn)工藝條件下，生產(chǎn)批次差異對(duì)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)存在一定程度的影響[25]，其中維生素D和碘的RSD略高，分別為5.92%和6.41%，其余營(yíng)養(yǎng)素的RSD均小于5%，表明該濕法生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)的嬰幼兒谷物輔助食品，產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素含量穩(wěn)定，能滿足規(guī)?；a(chǎn)的需要。

2.5 產(chǎn)品符合性分析

連續(xù)生產(chǎn)3批次產(chǎn)品，檢測(cè)不同批次產(chǎn)品中維生素A、維生素D、維生素E、維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素C、煙酸、生物素、葉酸、鈣、鐵、鋅、鈉、磷和碘指標(biāo)的含量，并與配方的設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，結(jié)果見表5。結(jié)果表明，不同批次產(chǎn)品中營(yíng)養(yǎng)素的檢測(cè)值與理論設(shè)計(jì)值存在一定的偏差，偏差范圍在-8.67%～8.00%之間，考慮到物料在干燥受熱過程中存在溶解分散及高溫衰減的差異，以及檢測(cè)存在的偏差，該濕法生產(chǎn)工藝條件下生產(chǎn)的嬰幼兒谷物輔助食品與理論設(shè)計(jì)值相對(duì)偏差在±8.67%以內(nèi)。

表4 不同批次產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)素相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

表5 不同批次產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)素檢測(cè)值與設(shè)計(jì)值比較

3 結(jié)論與討論

在嬰幼兒谷物輔助食品的濕法工藝條件下，由于原輔料為一次性投料，除了考慮干燥受熱過程中不同營(yíng)養(yǎng)素的衰減損耗，還需要考慮維生素和礦物質(zhì)在溶解混合過程中容易受到谷物顆粒度、漿料比、漿料預(yù)糊化溫度等的影響。同時(shí)，該類產(chǎn)品中通常脂質(zhì)含量較低，生產(chǎn)過程中添加一定量的含脂類原料（如全脂奶粉等）可以起到促進(jìn)漿料中脂溶性維生素的溶解，以及通過均質(zhì)工藝可以提高漿料中營(yíng)養(yǎng)素均勻性。此外，實(shí)際生產(chǎn)酶解型產(chǎn)品時(shí)還需要兼顧部分礦物質(zhì)對(duì)酶活力的影響。

通過對(duì)漿料比1︰1、漿料預(yù)糊化溫度50 ℃、輥筒頻率25～35 Hz和輥筒干燥溫度120～135 ℃工藝條件下嬰幼兒谷物輔助食品進(jìn)行的濕法工藝驗(yàn)證，表明該工藝條件下生產(chǎn)的同批次產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)素RSD基本在1.11%～7.78%范圍之間，不同批次產(chǎn)品間營(yíng)養(yǎng)素RSD基本小于5%，產(chǎn)品的檢測(cè)值與理論設(shè)計(jì)值相比存在±8.67%的相對(duì)偏差。