嬰兒配方乳粉水分與不溶度指數的相關性研究

◎ 王湘竹，馬克清

（1.臨夏州燎原乳業有限公司，甘肅 臨夏 731800；2.臨夏燎原乳業產業研究院有限公司，甘肅 臨夏 731800）

嬰兒配方乳粉是指以牛乳（或羊乳）及其乳蛋白質加工制品為主要原料，加入適量的維生素、礦物質和（或）其他原料，僅用物理方法生產加工制成的供0～6月齡嬰兒食用的產品。嬰兒配方乳粉是無母乳或母乳不足嬰兒的重要食品。全面提升嬰兒配方乳粉的品質具有特殊的重要性、長期性與艱巨性。

通過基礎科研工作，提高生產管理控制水平，是提升嬰兒配方乳粉品質的關鍵。目前市面上的嬰兒配方乳粉同質化較為嚴重，多數企業都在增加營養成分的含量，如DHA、ARA，添加可選擇性成分乳鐵蛋白、益生菌、CPP等。現在各生產廠家都在追求母乳化的清酪比，認為只要把清酪比做到8∶2，嬰兒就可以消化吸收。但卻忽略了0～6月齡嬰兒的腸胃嬌弱，消化能力差，且乳粉中不溶于水的物質不容易被消化吸收。不溶度指數是將乳粉復原，并進行離心后，所得到沉淀物體積的毫升數，反映乳粉的溶解情況[1]。乳粉的不溶度指數直接影響乳粉的品質，不溶度指數越高，說明奶粉中不溶于水的物質越多。企業在完全執行國家標準甚至強化可選擇性成分的情況下，也需要注意營養成分的吸收，不溶度指數就是衡量因素之一。在嬰幼兒乳粉工業日趨成熟、競爭日趨激烈的情況下，任何細節的提升都可以為消費者帶來實惠，也為企業增加了競爭力。基于此，本文對水分與不溶度指數的相關性進行了分析和研究，以期可以幫助企業提升產品品質，并為企業以后研究乳粉溶解性提供一定的技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料

燎原嬰兒配方乳粉，共60個樣品。

1.2 儀器與設備

嬰兒配方奶粉生產線，配料機組、降膜式三效蒸發器、立式上排風干燥塔和全自動包裝線；BSA224S電子天平，d=0.1 mg（賽多利斯）；TG16-WS型高速離心機（長沙維爾康）；離心管(50 mL厚壁、硬質)；鋁皿（直徑50～70 mm，高度25 mm）；DHG-9140A電熱恒溫鼓風干燥箱（上海齊欣）。

1.3 試驗方法

1.3.1 水分檢測

按《食品安全國家標準 食品中水分的測定》（GB 5009.3—2016）第一法檢測。

1.3.2 溶解度測定和不溶度指數的計算

（1）溶解度測定。按《食品安全國家標準 嬰幼兒食品和乳品溶解性的測定》（GB 5413.29—2010）第二法測定。

（2）不溶度指數的計算。樣品不溶度指數計算公式如下：

1.3.3 試驗方案

本試驗是在生產過程中隨機抽取60個樣品。對樣品進行水分檢測、溶解度測定，并根據公式（1）計算不溶度指數。將水分檢測值按從低到高的順序排列，繪制組合圖。其中，橫坐標為樣品序列號，左側主要縱向坐標為水分檢測值，其數值以柱狀圖表示；右側次要縱坐標為相應不溶度指數計算值，其數值以折線圖表示。通過圖表中數據變化趨勢觀察和分析其相關性。同時采用SPSS軟件進行 Spearman相關性分析。利用相關分析研究水分和不溶度指數之間的相關關系，使用Spearman相關系數表示相關關系的強弱情況。通過數據分析軟件分析水分與不溶度指數是否存在影響關系。

2 結果與分析

試樣水分和不溶度指數的相關性分析結果見表1、圖1及表2。

表2 Spearman相關性分析表

由表1可知水分最小值為2.24 g/100 g，最大值3.71 g/100 g。《食品安全國家標準 嬰兒配方食品》（GB 10765—2021）中對水分的要求為≤5 g/100 g，可見試樣均符合該國家標準要求。不溶度指數最小值為0.015 mL，最大值為0.196 mL，符合業內常用標準≤0.2 mL。

序號 水分/（g/100 g）不溶度指數/mL 指數/mL 序號 水分/（g/100 g）不溶度1 2.24 0.015 31 2.83 0.062 2 2.39 0.02 32 2.83 0.06 3 2.39 0.023 33 2.86 0.042 4 2.42 0.022 34 2.88 0.036 5 2.44 0.027 35 2.91 0.068 6 2.45 0.022 36 2.92 0.053 7 2.49 0.03 37 2.92 0.051 8 2.5 0.023 38 2.97 0.063 9 2.52 0.035 39 3 0.1 10 2.54 0.035 40 3.07 0.13 11 2.54 0.036 41 3.12 0.135 12 2.54 0.023 42 3.16 0.139 13 2.56 0.035 43 3.2 0.15 14 2.57 0.045 44 3.2 0.154 15 2.63 0.015 45 3.2 0.151 16 2.64 0.038 46 3.22 0.151 17 2.65 0.043 47 3.35 0.173 18 2.68 0.023 48 3.35 0.159 19 2.7 0.03 49 3.39 0.178 20 2.71 0.011 50 3.4 0.178 21 2.72 0.01 51 3.41 0.195 22 2.73 0.015 52 3.45 0.179 23 2.73 0.015 53 3.5 0.184 24 2.74 0.041 54 3.51 0.188 25 2.75 0.07 55 3.56 0.167 26 2.79 0.038 56 3.57 0.189 27 2.79 0.032 57 3.58 0.19 28 2.81 0.038 58 3.64 0.193 29 2.81 0.04 59 3.64 0.163 30 2.81 0.061 60 3.71 0.196

由圖1可知，基本變化趨勢為不溶度指數隨水分的升高而增大。當水分≥3 g/100 g，不溶度指數出現了明顯的增長。

圖1 水分與不溶度指數變化趨勢圖

由表2可知，水分和不溶度指數之間的相關系數R值為0.845，并且呈現出0.01水平的顯著性，說明水分和不溶度指數之間有著顯著的正相關關系。

3 討論與結論

由《食品安全國家標準 嬰兒配方食品》（GB 10765—2021）可知，國家對于嬰兒配方乳粉中微生物的限量基本要求為菌落總數（n=5，c=2，m=1 000，M=10 000）CFU·g-1，大 腸 菌 群（n=5，c=2，m=10，M=100）CFU·g-1，可見嬰兒配方乳粉并不是無菌產品，而是存在一定限量內可接受的微生物。乳粉的高營養基質，加上高水分含量的條件，會促進微生物的生長繁殖，產生乳酸，使蛋白質中不易于0～6月齡嬰兒消化吸收的酪蛋白在酸性條件下變性，產生不溶性物質[2-3]，從而導致乳粉的溶解度下降，不溶度指數升高。

相關研究表明[4]，水分和水分活度呈正相關性。當濕法生產的乳粉中水分＜2.4 g/100 g時，其水分活度＜0.2；乳粉中水分達到3.0 g/100 g時，其水分活度＞0.3。當水分活度＞0.4時，乳粉中的非結晶乳糖將向結晶乳糖轉化，產生結晶體，這個過程是不可逆轉的[5]。嬰兒配方奶粉中，乳糖含量約55%。一旦產生乳糖結晶，就會使乳粉產生假性或硬性結塊，這些團塊會影響乳粉的溶解性。且乳糖的結晶過程還將造成乳粉顆粒表面產生肉眼不可見的細小裂紋，使之前被包埋的脂肪溢出形成游離脂肪，加大其被氧化的概率，造成美拉德反應加速[6-7]，使乳粉發生變色及結塊等現象。

由實驗結果可知，當乳粉中的水分含量＜3 g/100 g時，其對乳粉不溶度指數的變化影響不大。消費者在產品開啟前，應將產品放置于陰涼干燥處。開啟后，應按包裝標注的說明，每次食用后將袋口扎好或將罐蓋蓋好，減少奶粉因吸潮而引起的溶解性問題及在空氣中過分暴露引起的產品氧化產生不良氣味的概率。另外，開封后產品不得放置于冰箱內。

乳粉中水分含量并不是越低越好，如果濕法工藝生產的乳粉水分＜1.88 g/100 g[8]，則表明產品在生產過程中可能由于過分干燥，引發了蛋白質變性、焦糖化、脂肪氧化，從而使乳粉溶解性變差，嬰兒食用時可吸收的營養成分減少。

本文對嬰兒乳粉水分及其不溶度指數的關系進行了分析，結果表明，不溶度指數隨水分含量的增加而增大，且水分和不溶度指數之間呈現出0.01水平的顯著性，說明水分和不溶度指數之間有著顯著的正相關關系。