干法工藝生產特醫食品各營養素穩定性研究

邱春媚，黃遠英，殷光玲*

湯臣倍健股份有限公司（廣州 510663）

特殊醫學用途配方食品（FSMP）是為了滿足進食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態人群對營養素或膳食的特殊需求，專門加工配制而成的一類配方食品。在我國，特殊醫學用途配方食品也就是常說的腸內營養制劑（EN），一直作為藥品管理，并取得良好的臨床效果[1]*。隨著2010年首部針對特殊醫學用途配方食品的標準出臺，特殊醫學用途配方食品逐漸進入國民視野，并穩步向前發展[2]*。截至2022年8月，已批準特殊醫學用途配方食品85款，且多為粉劑類產品。粉末劑型的特殊醫學用途配方食品生產工藝主要包括干法混合工藝、濕法噴粉工藝及干濕混合工藝[3]*。干法混合工藝具有能耗低、工藝設備簡單、生產過程對熱敏性物料友好等優勢，所以是很多企業研究粉劑FSMP的首選工藝。

根據GB 29922—2013《食品安全國家標準 特殊醫學用途配方食品通則》，特殊醫學用途配方食品包含全營養配方食品、特定全營養配方食品、非全營養配方食品。全營養配方食品除了三大供能物質，還必需含有至少13種維生素及12種礦物質[4]*，配方組成復雜，各營養素不同來源化合物的穩定性研究已有較多數據支持[5]*，但幾十種營養素在加工過程、貨架期內的相互影響仍較難評估，使用干法混合工藝生產依然面臨較大挑戰。試驗從加工損耗、加速試驗、影響因素試驗（高溫、高濕）、模擬運輸、模擬服用及貨架期的長期儲存等角度出發，分析加工過程、溫度、濕度、光照和儲存時間對干法混合工藝生產的特殊醫學用途全營養配方食品中營養素的影響情況，為特殊醫學用途全營養配方食品的營養素設計提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗樣品及制備

1.1.1 試驗樣品

特殊醫學用途配方食品樣品規格為500 g/罐，內包材為鍍錫馬口鐵罐，共制備3個批次，批號分別為202001，202002和202003。樣品成分有麥芽糊精、食用植物油微囊粉（葵花籽油、中鏈甘油三酯、亞麻籽油等）、乳清蛋白粉、酪蛋白酸鈣、低聚果糖、檸檬酸鈉、氯化膽堿、磷酸氫鈣、氯化鉀、食品用香精、碳酸鎂、黃原膠、焦磷酸鐵、L-抗壞血酸、硫酸錳、L-肉堿酒石酸鹽、牛磺酸、羅漢果甜苷、富硒酵母、檸檬酸鋅、碘化鉀、煙酰胺、硫酸銅、醋酸視黃酯、膽鈣化醇、d-α-醋酸生育酚、泛酸鈣、D-生物素、氰鈷胺、鹽酸吡哆醇、植物甲萘醌、硝酸硫胺素、核黃素、葉酸。

1.1.2 試驗樣品的制備

樣品采用干法混合工藝，經前期摸索，根據物料的物性（粒徑、堆密度）相近原則，需提前混合2個預混料，預混料組成見表1?；旌瞎ば驅㈩A混料1、預混料2及其他物料加入混合機中，按8 r/min混合20 min。

表1 預混料組成明細

1.2 試驗條件及樣品檢測

試驗條件及檢測周期設計見表2，樣品制備完成后進行1次檢測，作為所有試驗開始時的首次檢測值。所有樣品檢測均采用適用于特殊醫學用途全營養配方食品的現行有效檢測方法。

表2 各試驗項目條件及檢測周期

1.3 檢測方法

所用檢測方法為特殊醫學用途嬰兒配方食品各營養成分對應的食品安全國家標準現行有效的分析方法。

1.4 數據處理

加工損耗率為正值表示營養素發生損耗，損耗率為負值表示營養素未發生加工損耗。

衰減率為正值表示營養素發生衰減，衰減率為負值表示營養素未發生衰減。

1.5 判定原則[7]*

若營養素的加工損耗率、衰減率小于檢測精密度，認為該營養素在試驗期之內基本無損耗或衰減。

2 試驗結果

2.1 樣品混合均勻性情況

樣品均勻性分析指標綜合考量宏量成分、礦物質、維生素及其他不易混勻的成分，選擇蛋白質、α-亞麻酸、維生素D、維生素K1、維生素B2、鎂、鋅、硒、葉酸指標進行檢測分析。結果顯示，各檢測指標SRSD均小于對應的檢測精密度，且符合國家食品藥品監督管理局藥品認證管理中心編寫的《藥品GMP指南——口服固體制劑》對混合均勻度相對標準偏差不應高于7.8%的要求。結果如表3所示。

2.2 樣品加工損耗情況分析

經過分析3批次樣品加工后的損耗情況，結果發現干法混合工藝由于沒有熱處理過程，且物料總體暴露時長相對較大，大部分營養素的加工損耗均較低，并低于檢測精密度。維生素A具有明顯衰減，這可能與維生素A具有光敏感性有關，根據Sachdeva等[8]*的研究增加光照強度，維生素A具有顯著降解，水溶性維生素中泛酸也有明顯損耗，樣品選用的是泛酸鈣，在中性環境中很穩定[9]*，但物料具有一定引濕性，試驗過程中物料容易掛篩網，泛酸的損耗可能與加工過程中的過篩工序有關。3批次樣品各營養素加工損耗情況見表4。

表4 各批次樣品營養素加工損耗情況 單位：%

2.3 樣品穩定性情況分析

2.3.1 試驗過程中外觀及相關理化指標變化情況分析

所有試驗結束后樣品外觀均為乳白色粉末，除高溫10 d后樣品有輕微變黃外，其他檢測節點樣品跟首次檢測樣品外觀相比均無明顯變化。各檢測節點樣品的水分、滲透壓無明顯變化。各檢測節點樣品按質量百分比20%沖調后測定pH為6.95～7.30，無明顯變化，樣品的酸堿體系較穩定。

2.3.2 樣品因素、模擬取用及模擬運輸情況分析

選用其中一批樣品（帶包裝）進行因素考察、模擬取用及模擬運輸試驗，試驗后各營養素衰減情況見表5。光照試驗中并沒有觀察到維生素A明顯降解，可能與維生素A使用是的包埋粉末且包裝的遮光性能對其起到保護作用有關。維生素B6、B12在強光試驗下有明顯的降解，可能與B6、B12在中性環境易被強光破壞有關[10]*。在高溫試驗中，維生素A、維生素B12、維生素C均出現明顯降解，這與3個營養素的熱穩定性相匹配，碘在高溫試驗過程中也出現一定降解。模擬取用及運輸測試過程中各營養素比較穩定性，未出現明顯的衰減，運輸測試結果同時也說明樣品雖然是干法工藝生產，但整體粉體體系較穩定，在運輸過程中不存在分層的風險。

表5 樣品因素、模擬取用及模擬運輸試驗下衰減率 單位：%

2.3.3 樣品加速穩定性情況分析

3個批次樣品加速試驗3和6個月后各營養素衰減率見表6。在維生素方面，加速6個月后脂溶性的維生素A、E及水溶性的維生素C出現明顯衰減，該結果與文獻[11-13]的研究結果一致。加速6個月維生素B12的衰減率接近10%，與維生素B12遇熱會有一定程度破壞有關，這也與前期高溫結果相一致。而葉酸加速3和6個月均有衰減率高于10%的情況，且趨勢與孫本風等[14]*的研究結果一致，但葉酸檢測方法為微生物方法，檢測精密度較低，檢測精密度偏差為15%，所以無法判斷葉酸是否出現明顯衰減。除了上述維生素，剩余營養素在加速3和6個月時，衰減率均在10%以內，含量較為穩定。同時含量較低的營養素，如生物素、鐵、鋅、硒等雖然衰減率較低，但結果顯示檢測偏差較大，做產品設計時仍需多加注意充分考慮加工及貨架期損耗。

表6 樣品加速條件下各營養素的衰減率 單位：%

接表6

2.3.4 樣品長期穩定性情況分析

為更好地模擬產品的貨架期存放情況，按產品的保質期設置時間進行24個月的長期試驗，并于12和24個月進行檢測分析。從表7的結果可以看出，維生素A、E、C和葉酸的衰減情況跟加速試驗的比較一致，而維生素E在長期24個月的時候出現更明顯的衰減，是所有營養素中衰減最高的，這一結果也與孫婉婷等[15]*的研究結果一致。產品中不飽和脂肪酸的占比較高，不飽和脂肪酸會降低產品氧化穩定性，且含量越高，產品穩定性越差[16]*，脂肪酸的不飽和度越高，氧化反應速率越快。但亞油酸、α-亞麻酸在貨架期內并沒有發生明顯變化，這可能就是維生素E的抗氧化效果的保護作用。另外，水溶性維生素B12也在貨架期24個月時出現明顯衰減，且程度跟高溫試驗結果相當。

表7 樣品長期實驗下各營養的衰減率 單位：%

接表7

3 結果與討論

特殊醫學用途配方食品是給予特殊人群特定疾病狀態下的營養支持與保障，質量安全，特別是營養素控制范圍直接影響目標人群健康。試驗選用特定營養素化合物來源制備的樣品，利用2年多時間，通過模擬產品的多影響因素試驗、模擬取用、模擬運輸、加速試驗及長期試驗，研究干法混合工藝特殊醫學用途配方食品在貨架期內營養素的損失與波動，對于指導產品的配方設計、產品貯存方式等方面具有重要意義。

特殊醫學用途配方食品組成復雜，營養素化合物來源選擇不同，產品酸堿體系、生產工藝不同，最終的產品穩定性也會不同。通過開展對加工損耗、穩定性的試驗發現，按干法混合工藝生產的特殊醫學用途配方食品中，維生素A及泛酸存在一定的加工損耗，穩定性考察中維生素A、維生素E、維生素C、維生素B6、維生素B12、葉酸會出現不同程度衰減。在產品設計過程中，針對這幾個營養素的加工衰減損耗應做充分考慮。貯存期的損耗與營養素選用的化合物來源及生產工藝密切相關、包埋特性有關，為改進產品的穩定性，還可以通過選用穩定性更好或包埋工藝更好的化合物來源，如選用包埋的維生素A棕櫚酸酯[17]*、包埋的維生素B12[10]*。同時特殊醫學用途配方食品配方中還會含有較大占比的不飽和脂肪酸，在貨架期的貯存中，需注意選擇能夠有效阻隔水分、氧氣的包材及注意抗氧化成分的設計。