朱曉鳳

上海勵成營養(yǎng)科技有限公司（上海 200331）

特殊醫(yī)學用途配方食品（foods for special medical purposes，F(xiàn)SMP），簡稱特醫(yī)食品，是為了滿足因進食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態(tài)人群對營養(yǎng)素或膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品[1]。其配方組成可達40種，添加量相差可達1 000倍，原輔料顆粒大小、顆粒表面狀態(tài)等物性存在差異，導致干法工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品建立平衡的混合狀態(tài)難度較大[2-3]。不僅如此，干法生產(chǎn)的特醫(yī)食品在從生產(chǎn)端到使用端的運輸過程中還極有可能由于偏析導致內(nèi)容物的均勻度發(fā)生變化[4]，進而影響產(chǎn)品質(zhì)量，如圖1所示。

圖1 混合過程示意圖

運輸試驗可用于考察產(chǎn)品在貯存和使用過程中可能產(chǎn)生的變化情況。GB/T 9174—2018《一般貨物運輸包裝通用技術條件》提出總體建議，僅規(guī)范運輸過程中包裝材料的防護性能考察，未對不同類型的產(chǎn)品進行具體研究。

實際開展運輸試驗周期長，不可控因素多，重現(xiàn)性差，且耗費人力、物力，模擬運輸以機械的方式將汽車在公路上行駛過程中的振動環(huán)境在實驗室中再現(xiàn)，可模擬重現(xiàn)或加速重現(xiàn)運輸環(huán)境包裝件的狀態(tài)，可重復性強，節(jié)省資源。

在此背景下，國際安全運輸協(xié)會（International Safe Transit Association，ISTA）發(fā)布模擬運輸?shù)臏y試程序[5]，程序中采用隨機振動或固定位移振動模擬運輸過程中的振動現(xiàn)象，并通過沖擊試驗檢驗包裝和產(chǎn)品承受運輸危害的能力。但與國標一樣，ISTA也未兼顧長距離運輸過程中的溫濕度變化對產(chǎn)品的影響及可能會出現(xiàn)因為顛簸導致產(chǎn)品分布不均勻的情況。因此，國內(nèi)尚無運輸試驗統(tǒng)一的實施指南和評價方法，大多數(shù)企業(yè)針對運輸試驗的開展仍處于摸索狀態(tài)。

此次試驗通過實際開展長距離運輸試驗和模擬運輸試驗，監(jiān)控運輸過程中的溫濕度變化情況，以多種營養(yǎng)素的均勻度為考察指標，探討干法生產(chǎn)的特醫(yī)食品在運輸過程中均勻性的變化；同時通過跌落試驗、滾動試驗和靜載荷堆碼試驗等模擬裝卸和貯存過程風險，評估包材的防護性能，考察包裝破損情況、產(chǎn)品氣密性情況，為干法工藝下全營養(yǎng)配方食品的運輸試驗開展提供研發(fā)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

GSP-6溫濕度記錄儀（江蘇省精創(chuàng)電氣股份有限公司）；HD-521模擬運輸振動試驗機（昆山海達精密儀器）；2100DV等離子發(fā)射光譜儀（PerkinElmer）；LS 45熒光分光光度計（PerkinElmer）；PB203-N電子精密天平[梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司]。

1.2 材料與試劑

力存優(yōu)太?特殊醫(yī)學用途全營養(yǎng)配方食品（國食注字TY20190007，南通勵成生物工程有限公司）；瓦楞紙箱（江蘇晟泰集團公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 運輸包裝件各部位標示方法

參考GB/T 4857.1—2019《包裝 運輸包裝件基本試驗 第1部分：試驗時各部位的標示方法》中的運輸包裝件各部位標示方法，以阿拉伯數(shù)字標記好，如圖2所示。

圖2 運輸包裝件各部位標示方法

1.3.2 長距離運輸試驗方法

1.3.2.1 運輸試驗實施

樣品數(shù)量越小，與其他商品混放時，越容易出現(xiàn)碰撞、磨損、跌落等意外，因此運輸產(chǎn)品選取5箱（24罐/箱，總計120罐）進行試驗；將溫濕度記錄儀固定在其中1箱。設置參數(shù)：記錄時間間隔15 min、延時啟動0 h、溫度上限60 ℃、溫度下限-30 ℃、濕度上限RH 90%、濕度下限Hr10%、開啟報警，標記好后開啟設備，封箱。試驗的運輸路線定為南通—烏魯木齊—南通，往返距離約8 000 km；運輸?shù)脑O備為廂式貨車。

1.3.2.2 檢查樣品

在試驗結(jié)束后檢查包裝件及內(nèi)裝物的破壞情況，并參考GB/T 26993—2011《奶粉定量充填包裝機》的方法檢測內(nèi)包裝氣密性，測定條件：-50 kPa下保持1 min。

1.3.2.3 均勻性確認

1.3.2.3.1 均勻度取樣方法

試驗結(jié)束后，參考《藥品GMP實施指南·口服固體制劑》[6]，分別于箱內(nèi)不同位置隨機選取3罐樣品，在每罐樣品上、中、下3個部位各取50 g樣品。

1.3.2.3.2 檢測指標選擇依據(jù)

依據(jù)原國家食品藥品監(jiān)督管理總局《嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn)許可審查細則（2013年第49號）》中“干法生產(chǎn)混合設備應至少保障1∶1 000的兩種物料混合均勻”，選擇維生素C、銅、鐵、錳、鈣作為均勻度檢測指標。

1.3.2.3.3 混合均勻度計算方法

混合均勻度接受標準（Homogeneity standard，SHS）是指混合物中組分均勻分布的程度，按式（1）（2）計算。

式中：SHS為樣品某營養(yǎng)素的混合均勻度；SRSD為樣品某營養(yǎng)素質(zhì)量分數(shù)的相對標準偏差，即SRSD=SSD/X，SSD為樣品某營養(yǎng)素質(zhì)量分數(shù)的樣品標準差；Xi為第i個樣品某營養(yǎng)素的質(zhì)量分數(shù)，即第i個樣品的某營養(yǎng)素質(zhì)量分數(shù)的兩次測定值的算術平均值；X為所有樣品某營養(yǎng)素質(zhì)量分數(shù)的算術平均值。

1.3.2.4 數(shù)據(jù)作圖與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016和Minitab 17軟件進行分析處理。

1.3.3 模擬運輸試驗方法

1.3.3.1 溫濕度預處理

根據(jù)運輸包裝件的特性及在流通過程中可能遇到的環(huán)境條件，參考GB/T 4857.2—2005《包裝 運輸包裝件基本試驗 第2部分：溫濕度調(diào)節(jié)處理》，將樣品置于溫度20～30 ℃，濕度Hr85%以下環(huán)境下進行溫濕度預處理，處理時間為7 d。

1.3.3.2 確定試驗頻率

將運輸包裝件在模擬運輸振動試驗機上固定好，運行設備，使樣品在2 Hz頻率下振動，全振幅位移25.4 mm，保持固定位移，并逐漸提高頻率，直到試驗樣品即將與振動臺分離為止，記錄此時的頻率即為試驗頻率。

1.3.3.3 確定試驗時間

運輸包裝件質(zhì)量小于68 kg時滿足國際安全運輸協(xié)會1A[5]的規(guī)定，其試驗時間（min）按式（3）計算。

1.3.3.4 實施過程

在運行到一半時間時暫停設備，將試驗樣品水平旋轉(zhuǎn)90°，繼續(xù)完成剩余時間。

1.3.3.5 樣品檢查及均勻性確認

同長距離運輸。

1.3.4 模擬裝卸危害的試驗方法

1.3.4.1 溫濕度預處理

同模擬運輸試驗。

1.3.4.2 靜載荷堆碼試驗

參考GB/T 4857.3—2008《包裝 運輸包裝件基本試驗 第3部分：靜載荷堆碼試驗方法》，將試驗樣品置于試驗的水平平面上，在不造成沖擊的情況下將作為載荷的重物放在試驗樣品上方，采用重疊式的堆碼方式，總重應不超過試驗樣品的3倍，堆碼的高度不應超過2 m，將載荷保持24 h。

1.3.4.3 跌落試驗

參考GB/T 4857.5，選擇跌落高度60 cm，將試驗樣品，選擇不同的角跌落、棱跌落和面跌落，在試驗結(jié)束后檢查包裝件及內(nèi)裝物的破壞情況，并檢測氣密性。

1.3.4.4 滾動試驗

參考GB/T 4857.6，將試驗樣品置于沖擊臺面上，面3與沖擊臺面相接觸，使試驗樣品傾斜直至重力線通過棱3～4，使試驗樣品自然失去平衡，使面4受到?jīng)_擊，按上述方法依次對每個面進行試驗，在試驗結(jié)束后檢查包裝件及內(nèi)裝物的破壞情況，并檢測氣密性。

2 結(jié)果與分析

2.1 長距離運輸結(jié)果

2.1.1 運輸過程溫濕度變化

運輸過程中的最高溫度是27.3 ℃，最低溫度是18.6 ℃，平均溫度23.2 ℃，相對濕度最高Hr 71.2%，最低Hr 57.1%，平均濕度Hr64.0%。溫濕度變化存在晝夜差異明顯現(xiàn)象，但極少出現(xiàn)驟升驟降，整體變化相對平緩。運輸過程中溫濕度變化趨勢如圖3所示。

圖3 長距離運輸過程中溫濕度變化趨勢圖

2.1.2 包裝破損情況

樣品運輸完成后開箱，檢查結(jié)果如表1所示。產(chǎn)品隔斷無損壞，外箱及襯板有輕微壓痕，未損壞，包裝容器及內(nèi)部產(chǎn)品無明顯變化，氣密性均良好。

表1 長距離運輸包裝破損情況一覽表

2.1.3 產(chǎn)品均勻性變化

2.1.3.1 混合均勻度（SHS）≥90%的依據(jù)

由于混合設備較多，國內(nèi)尚無關于混合操作統(tǒng)一的評價指南。綜合考慮GB/T 21122—2007《營養(yǎng)強化小麥粉》、《藥品GMP實施指南·口服固體制劑》[6]及檢測偏差，產(chǎn)品維生素C、銅、鐵、錳、鈣的混合均勻度要求為SHS≥90%（即SRSD≤10%）。

2.1.3.2 運輸后的混合均勻度

長距離運輸后的3罐樣品上、中、下3個部位的水分、維生素C、鐵、鈣、銅、錳含量均在標準要求的范圍內(nèi)，且滿足SRSD≤10%的要求，即SHS≥90%，如圖4所示。

圖4 長距離運輸后產(chǎn)品的混合均勻度

2.2 模擬運輸結(jié)果

2.2.1 確定的試驗頻率和試驗時間

用厚度2.0 mm、長度50 cm、寬度10 cm的不銹鋼片作為標準量具，確定頻率280±5周/min，此時樣品與振動臺剛開始分離。計算得試驗時間約50 min。在振動進行至25 min時將樣品水平旋轉(zhuǎn)90°后繼續(xù)計時完成全部振動時間。

2.2.2 包裝破損情況

樣品運輸完成后開箱，檢查結(jié)果如表2所示。產(chǎn)品隔斷無損壞，外箱及襯板有輕微壓痕，未損壞，包裝容器及內(nèi)部產(chǎn)品無明顯變化，氣密性均良好。

表2 模擬運輸包裝破損情況一覽表

2.2.3 產(chǎn)品均勻性變化

模擬運輸后的3罐樣品上、中、下3個部位的水分、維生素C、鐵、鈣、銅、錳含量均在標準要求的范圍內(nèi)，且滿足SRSD≤10%的要求，即SHS≥90%，如圖5所示。

圖5 模擬運輸后產(chǎn)品的混合均勻度

2.3 模擬裝卸的試驗結(jié)果

2.3.1 靜載荷堆碼試驗

靜載荷堆碼試驗結(jié)束后外箱無變形或破損、包裝容器無損壞，內(nèi)部產(chǎn)品無損壞、無流出，表明包裝件在貯存與運輸過程中可耐受約40 kg（5箱）的壓力而不會對包裝件產(chǎn)生任何損壞。

2.3.2 跌落試驗

試驗共選擇2次角跌落（1-4-6角和2-3-5角），3次棱跌落（1-2棱、3-6棱和4-5棱），3次面跌落（2面、3面和5面），以外箱、襯板/隔斷、包裝容器破損情況為3個指征，通過考察棱跌落、角跌落和面跌落3個維度的跌落情況，如表3所示。

表3 跌落試驗損壞破損情況一覽表

在3次面跌落中，外包裝紙箱幾乎沒有出現(xiàn)受損，僅5面跌落時內(nèi)包裝容器出現(xiàn)輕微損壞。3次棱跌落中，外包裝紙箱均出現(xiàn)明顯的損壞，僅3-6棱跌落時，內(nèi)包裝容器出現(xiàn)輕微損壞。在角跌落中，外包裝紙箱均出現(xiàn)明顯的損壞，2-3-5角跌落時，內(nèi)包裝容器出現(xiàn)輕微損壞。所有跌落試驗內(nèi)容物均未漏出，內(nèi)包裝容器氣密性正常。

2.3.3 滾動試驗

滾動試驗結(jié)束后外箱的所有棱均有輕微壓痕，各個面無變形或破損、包裝容器無損壞，內(nèi)部產(chǎn)品無損壞、無流出，表明包裝件在不慎滾落在地時不會對試驗樣品產(chǎn)生明顯損壞。

3 結(jié)論

長距離運輸時，產(chǎn)品的隔斷無損壞，外箱及襯板均會有輕微壓痕，但無損壞情況，產(chǎn)品包裝可以良好地保護產(chǎn)品，長距離運輸后產(chǎn)品的氣密性和均勻性符合要求。

模擬運輸時的振動也會造成紙箱、隔斷及襯板的輕微磨損，但包裝容器及內(nèi)部產(chǎn)品無明顯變化，模擬運輸后產(chǎn)品的氣密性和均勻性符合標準要求。

在現(xiàn)有的包裝形式下，靜載荷堆碼不會對包裝件及內(nèi)部產(chǎn)品造成損壞。滾動時對外箱所有棱造成輕微損壞，即出現(xiàn)壓痕，但不會對外箱各個面、包裝容器及內(nèi)部產(chǎn)品造成損壞。跌落時損壞程度比靜載荷堆碼及滾動大很多，外箱容易出現(xiàn)受損，內(nèi)包裝容器易出現(xiàn)輕微的磕痕，但不會對內(nèi)部產(chǎn)品造成損壞。

采用實驗室模擬運輸和模擬裝卸試驗的結(jié)果與實際運輸過程的結(jié)果相比趨近或破壞性更強，模擬產(chǎn)品裝卸和運輸過程中的危害因素具有可行性。