江曉麗,郭澤鑌,危娟,2,湯蘇文,林良才,鄭寶東
(1.福建明一生態(tài)營養(yǎng)品有限公司,三明 353000;2.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福州 350002;3.福建農(nóng)林大學(xué)中愛國際合作食品物質(zhì)學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計研究中心,福州 350002)
自2016年“全面二孩”政策實施以來,新出生人口累計達到5 032萬人,2021年5月31日,中共中央政治局召開會議并指出,為進一步優(yōu)化生育政策,實施一對夫妻可以生育三個子女政策及配套支持措施?!叭娑ⅰ闭吆汀叭⒄摺睘閶胗變耗谭坌袠I(yè)提供了巨大契機。
嬰幼兒時期是人體成長的重要時期,有著特殊的飲食和營養(yǎng)需求[1]。母乳是公認的嬰幼兒最佳營養(yǎng)來源,但由于多方面原因,許多嬰幼兒不能實現(xiàn)母乳喂養(yǎng),而嬰幼兒配方奶粉為這些嬰幼兒提供了營養(yǎng)支持。目前嬰幼兒配方奶粉的基本成分是在模擬母乳成分的基礎(chǔ)上進行的科學(xué)設(shè)計[2,3],分為粉末基配方和液體基配方[4]。嬰幼兒配方奶粉主要是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)經(jīng)特殊組合制成[5],為使其實現(xiàn)“母乳化”,人們針對不同嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)工藝(主要包括濕法工藝、干法工藝和干濕法復(fù)合工藝)對營養(yǎng)素的影響展開了一系列相關(guān)研究,并通過一定技術(shù)研究以期解決不同營養(yǎng)素在應(yīng)用過程中的具體問題。本文針對嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)工藝對不同營養(yǎng)素產(chǎn)生的影響及目前相關(guān)研究進展進行綜述,并結(jié)合筆者工作經(jīng)驗與相關(guān)研究報道提出相應(yīng)的發(fā)展建議,以期為嬰幼兒配方奶粉相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。
1949-1978年屬于我國嬰幼兒奶粉發(fā)展的萌芽期,這一階段嬰幼兒喂養(yǎng)方式主要是以母乳喂養(yǎng)為主,另一種方式是采用米糊和米湯喂養(yǎng)。國家奶粉行業(yè)正處于起步階段,奶粉主要包含全脂加糖或全脂兩種,不屬于嬰幼兒奶粉,其特點是價格較高,且產(chǎn)量低。1978-2007年間國家逐漸重視嬰幼兒飲食情況,在乳品研究課題中納入了“配方奶粉”課題,尤其是在1983年間推出了配方奶粉的生產(chǎn)標準,為相關(guān)企業(yè)配方奶粉的發(fā)展指明了方向。1979年,黑龍江乳品研究所和內(nèi)蒙古輕工研究所研制出“嬰兒配方奶粉Ⅰ”。上世紀90年代,第三代嬰兒配方奶粉誕生,其著重于在“微量營養(yǎng)素”上模擬母乳的研究。隨著社會的發(fā)展,人們對母乳中的營養(yǎng)素成分了解得越來越深入,促使第四代、第五代嬰幼兒配方奶粉相繼問世,其在營養(yǎng)素種類與含量上都與母乳越來越接近。
目前我國嬰幼兒配方奶粉中涉及營養(yǎng)素添加的相關(guān)生產(chǎn)工藝主要為濕法工藝、干法工藝以及干濕法復(fù)合工藝三種。不同生產(chǎn)工藝對嬰幼兒奶粉中的營養(yǎng)素產(chǎn)生不同影響。
表1的諸多研究表明,由于濕法工藝是在液體狀態(tài)下將所需添加的相關(guān)營養(yǎng)素進行混勻,所以均勻性較好,但由于濕法工藝需采取較高溫度,因而導(dǎo)致奶粉熱敏性物質(zhì)損失嚴重。王湘云等[6]的研究表明,采用濕法工藝時,奶粉中維生素A、維生素C、鐵、鋅等營養(yǎng)素的損失較為突出。孫健[7]對不同工藝下營養(yǎng)強化劑、補充劑均勻度和損失率進行對比,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)濕法工藝中物料混合均勻性較好,但熱敏性維生素和難溶性礦物質(zhì)的損失率較大。與濕法工藝相比,干法工藝生產(chǎn)的奶粉中營養(yǎng)成分較為穩(wěn)定,加工過程營養(yǎng)素損失較少,但存在混合均勻性較差的問題。采用干濕法復(fù)合工藝加工時,維生素C等營養(yǎng)素在濕法工藝下的損失明顯,在干法工藝中較為穩(wěn)定,所以應(yīng)根據(jù)不同物料的特點將其添加安排在不同工段,但總體而言干濕法復(fù)合工藝較大限度地保留了營養(yǎng)素在終產(chǎn)品中的種類和含量。
表1 奶粉不同生產(chǎn)工藝對營養(yǎng)素穩(wěn)定性影響的相關(guān)研究
在奶粉基本生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上,針對不同營養(yǎng)素在具體生產(chǎn)、應(yīng)用中所遇到的技術(shù)問題,如溶解性、穩(wěn)定性、易氧化等,學(xué)者們開展了相關(guān)研究以使其更加符合嬰幼兒的營養(yǎng)需求。
多不飽和脂肪酸(PUFA)指含有兩個或兩個以上雙鍵且碳鏈長度為18~22個碳原子的直鏈脂肪酸,常作為營養(yǎng)強化劑添加到奶粉中,嬰幼兒通過食用含有多不飽和脂肪酸的奶粉來補充營養(yǎng)素,有利于促進其生長發(fā)育、增強抗過敏能力和提高智力[18~22]。ω-3多不飽和脂肪酸化學(xué)穩(wěn)定性差、極易氧化降解,與其他功能成分結(jié)合可能會降低二者的營養(yǎng)價值[23,24],研究表明,使用微膠囊技術(shù)包埋ω-3多不飽和脂肪酸可以提高其氧化穩(wěn)定性和生物利用度[25]。微膠囊技術(shù)將ω-3多不飽和脂肪酸由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài),在更好地保護其穩(wěn)定性的同時也更加方便運輸、加工和貯藏[26~28]。
人乳中乳清蛋白和酪蛋白的比例為6:4,而牛奶中二者比例為2:8,且牛奶中所含的αs-酪蛋白和β-乳球蛋白在人乳中不存在,因而對牛奶過敏是嬰幼兒時期最常見的食物過敏類型,牛奶過敏是一種針對乳蛋白的異常免疫反應(yīng),由一種或多種乳蛋白與免疫機制相互作用產(chǎn)生,嚴重時可導(dǎo)致休克甚至死亡[29~31]。目前通過水解蛋白技術(shù)生產(chǎn)的低致敏奶粉可以有效減緩嬰幼兒配方奶粉的過敏問題[32,33],而且使用這種工藝并不影響奶粉的營養(yǎng)和口感。進一步研究發(fā)現(xiàn),利用蛋白酶對乳清蛋白進行水解,不僅能顯著改善其應(yīng)用特性,而且可產(chǎn)生具有特殊生理功能的生物活性肽[34]。
乳糖是乳類中特有的碳水化合物,牛乳中乳糖含量為4.6%~5.0%,占總糖量的99%以上[35]。乳糖酶在人體內(nèi)具有十分重要的作用,乳糖經(jīng)小腸內(nèi)乳糖酶作用,水解為葡萄糖和半乳糖才能被人體吸收,當(dāng)人體內(nèi)乳糖酶缺乏或活力不足時會引起乳糖不耐受癥,在進食奶液或奶制品后易導(dǎo)致腹瀉等癥狀。對此可采用乳糖水解技術(shù)[低溫(乳糖酶)水解技術(shù)],在不破壞乳液中其他營養(yǎng)成分的同時,采用乳糖酶將乳液中90%以上的乳糖水解成更易被人體吸收的半乳糖和葡萄糖,以解決乳糖不耐受帶來的問題[36]。
維生素的主要功能是幫助膠原蛋白進行生物合成,嬰幼兒攝入維生素有益于其肌腱以及骨骼發(fā)育。在實際生產(chǎn)過程中,維生素的穩(wěn)定性是企業(yè)進行配方設(shè)計時考慮的重點之一,不少學(xué)者針對維生素穩(wěn)定性開展研究,孫健等[8]研究維生素A、維生素D、維生素B6、維生素C在不同加工工藝下的穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)維生素在濕法工藝下?lián)p失較大。目前已有研究人員發(fā)明了MSD(Multi Stage Dryer)工藝,即多階段低溫干燥技術(shù),可解決因高溫而導(dǎo)致營養(yǎng)流失的問題,通過多次低溫干燥較好地克服了高溫干燥技術(shù)的不足[37,38]。
乳鐵蛋白作為一種鐵結(jié)合糖蛋白,能為嬰幼兒提供免疫和抗菌功能[39]。在嬰幼兒奶粉生產(chǎn)過程中,乳鐵蛋白、DHA、ARA、雙歧桿菌等在干法混合過程中經(jīng)常出現(xiàn)均勻性較差的問題,從而導(dǎo)致奶粉出現(xiàn)營養(yǎng)素偏高或偏低的情況,不利于嬰幼兒對營養(yǎng)成分的合理攝入。為改善該情況,于海洋[40]對混合工藝進行了研究,采用單因素試驗確定了影響混合均勻性的因素水平范圍,并通過響應(yīng)面優(yōu)化試驗設(shè)計對2種干混設(shè)備的最佳混合工藝進行優(yōu)化,確定了氣動脈沖式混合機最佳混合工藝為:混合時間9min、混合壓力0.3MPa、混料量400kg;機械攪拌式混合機最佳混合工藝為:混合時間12min、混合轉(zhuǎn)數(shù)頻率50Hz、混料量500kg,為企業(yè)選擇適合的混合機及工藝,解決干法混合過程存在的問題提供了借鑒。
母乳是嬰幼兒的最佳營養(yǎng)來源,目前對于母乳中營養(yǎng)成分的研究成果頗豐,以“母乳化”方式設(shè)計嬰幼兒配方奶粉是主要研究方向,嬰幼兒配方奶粉的營養(yǎng)價值逐漸提高,但在其生產(chǎn)過程中仍存在一些問題,例如為模擬母乳低聚糖的功效,常在配方奶粉中加入低聚果糖、低聚半乳糖等配料,但添加的低聚糖種類較為有限,應(yīng)繼續(xù)深入相關(guān)研究使營養(yǎng)素種類與添加量上都更為科學(xué)、合理。
在嬰幼兒配方奶粉的加工工藝中,干濕法復(fù)合工藝是目前認為較為適宜的奶粉加工工藝,但仍然存在工藝過程復(fù)雜、耗能大等缺點,且部分營養(yǎng)素在其生產(chǎn)過程中的損耗較大,針對目前的這些問題,生產(chǎn)企業(yè)和研究學(xué)者應(yīng)深入相關(guān)研究,通過改善工藝、提高設(shè)備水平等措施降低營養(yǎng)素在生產(chǎn)過程中的損耗,使嬰幼兒配方奶粉更好地滿足嬰幼兒生長發(fā)育需求。
創(chuàng)新是企業(yè)的核心,企業(yè)缺乏創(chuàng)新就失去核心競爭力,乳品企業(yè)在其發(fā)展過程中不應(yīng)局限于現(xiàn)有產(chǎn)品,應(yīng)努力提升企業(yè)自身研發(fā)創(chuàng)新力,豐富嬰幼兒奶制品種類。目前,國內(nèi)嬰幼兒乳制品主要以固態(tài)嬰幼兒奶粉為主,整體產(chǎn)品種類較為單一,相關(guān)學(xué)者和企業(yè)可在生產(chǎn)工藝、營養(yǎng)性、產(chǎn)品使用方便性等多方向展開相關(guān)研究,在穩(wěn)固企業(yè)自身發(fā)展的前提下,增強研發(fā)創(chuàng)新性,以更好地滿足市場需求。
綜上,目前嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)工藝主要有濕法工藝、干法工藝和干濕法復(fù)合工藝,采用不同加工工藝對營養(yǎng)素的穩(wěn)定性有很大影響??蒲屑夹g(shù)人員正不斷通過研究,以解決不同營養(yǎng)素在實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中存在的損耗問題。但就目前嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)而言,仍存在一些不足,相關(guān)學(xué)者、企業(yè)在不斷深入嬰幼兒配方奶粉的營養(yǎng)、加工工藝等相關(guān)研究的同時,也應(yīng)逐步提升自主創(chuàng)新力。企業(yè)還應(yīng)注意要嚴格執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范和標準,為嬰幼兒配方奶粉的安全生產(chǎn)提供有力保障。