不同工艺对全营养粉剂中维生素稳定性的影响

Hans Journal of Food and Nutrition Science 食 品 与 营 养 科 学, 2013, 2, 38-42 http://dx.doi.org/10.12677/hjfns.2013.23008 Published Online August 2013 (http://www.hanspub.org/journal/hjfns.html) Influence of Different Processes on the Stability of Vitamins in Full Nutrition Powder Yue Yang, Zhaoxiang Mao, Lianlong Zhang, Hengsong Cheng Wuxi GIANT Pharmaceutical Co., Ltd., Wuxi Email: dtyue@126.com Received: June 13 th, 2013; revised: June 24 th, 2013; accepted: July 8 th, 2013 Copyright 2013 Yue Yang et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: To compare the stability of vitamins, the paper adopted wet- and dry-process to product full nutrition powder. Results showed that: the vitamins of dry process powder were more stable than the wet process. During accelerated storage, VA and VE of dry process sample were more stable than the wet process. VB 2 of both samples was stable. On the contrary, VC was found in the both samples unstable. Keywords: Nutrition powder; Vitamins; Stability 不 同 工 艺 对 全 营 养 粉 剂 中 维 生 素 稳 定 性 的 影 响 杨 月, 毛 兆 祥, 张 连 龙, 成 恒 嵩 无 锡 健 特 药 业 有 限 公 司, 无 锡 Email: dtyue@126.com 收 稿 日 期 :2013 年 6 月 13 日 ; 修 回 日 期 :2013 年 6 月 24 日 ; 录 用 日 期 :2013 年 7 月 8 日 摘 要 : 采 用 湿 法 和 干 法 两 种 不 同 的 工 艺 加 工 全 营 养 粉 剂, 比 较 了 两 种 工 艺 样 品 中 维 生 素 的 损 失 率 及 稳 定 性 结 果 表 明, 干 法 工 艺 对 全 营 养 粉 剂 中 维 生 素 的 保 存 率 优 于 湿 法 工 艺 ; 在 加 速 储 存 过 程 中, 干 法 工 艺 样 品 中 维 生 素 A 和 E 的 稳 定 性 优 于 湿 法 工 艺 样 品, 维 生 素 B 2 的 稳 定 性 均 较 好, 维 生 素 C 的 稳 定 性 均 不 佳 关 键 词 : 全 营 养 粉 剂 ; 维 生 素 ; 稳 定 性 1. 引 言 特 殊 医 学 用 途 配 方 食 品 ( 以 下 简 称 特 膳 ) 是 指 为 了 满 足 进 食 受 限 消 化 吸 收 障 碍 或 代 谢 紊 乱 等 人 群 的 每 日 营 养 需 要, 或 为 了 满 足 某 种 医 学 状 况 或 疾 病 人 群 对 部 分 营 养 素 或 膳 食 的 特 殊 需 要, 专 门 加 工 配 制 而 成 的 食 品 该 类 食 品 必 须 在 医 生 或 临 床 营 养 师 指 导 下 使 用 目 前 我 国 在 临 床 上 主 要 以 肠 外 营 养 为 主, 长 期 应 用 肠 外 营 养 制 剂, 肠 黏 膜 将 萎 缩, 而 施 以 肠 内 营 养 的 特 膳 能 改 善 肠 黏 膜 的 屏 障 功 能 [1] 国 外 应 用 肠 内 营 养 制 剂 多 于 肠 外 营 养 制 剂 近 年 我 国 肠 内 营 养 制 剂 的 应 用 逐 年 增 加, 表 明 肠 内 营 养 制 剂 优 于 肠 外 营 养 制 剂 的 概 念 逐 渐 被 临 床 医 师 接 受 [2] 特 膳 和 肠 内 营 养 制 剂 营 养 有 相 似 之 处, 主 要 用 于 患 者, 不 但 要 为 其 提 供 全 营 养, 还 应 尽 可 能 加 快 患 者 的 康 复 [1] 我 国 食 品 的 十 二 五 规 划 中 已 经 指 出, 未 来 五 年 重 点 发 展 的 食 品 产 业 包 括 特 殊 膳 食 类 食 品 特 殊 膳 食 营 养 产 品 的 推 出, 既 能 够 保 证 产 品 的 方 便 性 安 全 性, 又 可 以 为 病 人 提 供 全 面 营 养, 将 具 有 巨 大 的 发 展 空 间 维 生 素 是 维 持 人 体 生 命 活 动 所 必 需 的 一 类 有 机 物 质, 在 机 体 的 代 谢 生 长 发 育 等 过 程 中 起 着 重 要 作 38

用 [3] 对 于 特 膳 全 营 养 粉 剂 中 的 营 养 素 设 计, 不 但 要 了 解 该 营 养 素 在 标 签 中 的 标 示 值, 而 且 要 掌 握 食 品 营 养 强 化 剂 的 使 用 标 准 因 此, 样 品 中 营 养 素 的 衰 减 情 况 尤 为 重 要, 可 为 营 养 素 的 设 计 的 准 确 性 提 供 参 考, 合 理 控 制 其 在 产 品 中 的 含 量 本 文 采 用 湿 法 和 干 法 两 种 不 同 的 工 艺 加 工 特 膳 全 营 养 粉 剂, 比 较 了 两 种 工 艺 样 品 中 维 生 素 的 稳 定 性 本 品 中 维 生 素 A E C B 2 的 实 际 添 加 量 分 别 为 : VA 0.549 mg/100g,vc 53.500 mg/100g,ve 16.391 mg/100g,vb 2 1.570 mg/100g 2.4. 工 艺 路 线 2.4.1. 工 艺 流 程 图 如 图 1 和 图 2 所 示 2. 材 料 与 方 法 2.1 主 要 材 料 大 豆 分 离 蛋 白 乳 清 蛋 白 酪 蛋 白 酸 钠 麦 芽 糊 精 木 薯 变 性 淀 粉 果 糖 粉 末 油 脂 ( 由 KERRY 公 司 提 供 ) 维 生 素 和 矿 物 质 ( 由 DSM 公 司 提 供 ) 均 为 固 体 粉 末 状 ; 葵 花 籽 油 红 花 籽 油 中 碳 链 甘 油 三 酯 (medium-chain triglyceride, MCT) 均 为 液 态 状 淀 粉 酶 木 瓜 蛋 白 酶 酸 性 磷 酸 酶 偏 磷 酸 - 乙 酸 溶 液 邻 苯 二 胺 酸 性 活 性 炭 盐 酸 乙 酸 钠 溶 液 石 油 醚 乙 醇 VA VC VB 2 VE 对 照 品 ( 由 sigma 公 司 提 供 ) 2.2. 主 要 仪 器 设 备 APV-2000 高 压 均 质 机,SRH-S 300 实 验 室 高 速 剪 切 乳 化 机 ( 上 海 世 赫 ),RF-5301 荧 光 分 光 光 度 计 ( 日 本 岛 津 ),Waters-2695 Acquity UPLC 高 效 液 相 色 谱 仪, TSH-600 全 自 动 提 升 混 合 机 ( 上 海 华 兴 制 药 设 备 厂 ), JY 生 化 培 养 箱 ( 上 海 虹 浦 仪 器 厂 ), 电 热 鼓 风 干 燥 箱, 高 压 灭 菌 锅, 喷 雾 干 燥 设 备 Figure 1. Process 1 flow diagram 图 1. 工 艺 一 流 程 图 2.3. 配 方 设 计 及 依 据 根 据 糖 尿 病 患 者 的 代 谢 特 点 及 营 养 治 疗 原 则, 参 考 中 国 营 养 学 会 膳 食 营 养 素 参 考 摄 入 量 (DRIs) 和 中 国 糖 尿 病 医 学 营 养 治 疗 指 南 本 研 制 特 膳 营 养 粉 剂 组 成 : 能 量 密 度 为 1 kcal/ml 蛋 白 质 来 源 为 酪 蛋 白 乳 清 蛋 白 大 豆 分 离 蛋 白 ; 脂 肪 来 源 为 葵 花 籽 油 红 花 籽 油 MCT; 碳 水 化 合 物 来 源 主 要 为 木 薯 变 性 淀 粉 膳 食 纤 维 : 每 500 ml 添 加 4.5 g 的 可 溶 性 膳 食 纤 维, 以 满 足 患 者 每 天 对 膳 食 纤 维 的 需 要 ; 维 生 素 和 矿 物 质 : 主 要 参 照 特 殊 医 学 用 途 配 方 食 品 通 则 ( 征 求 意 见 稿 ) 中 糖 尿 病 患 者 的 全 营 养 配 方 食 品 营 养 素 的 需 要 量 标 准 添 加 Figure 2. Process 2 flow diagram 图 2. 工 艺 二 流 程 图 39

2.4.2. 两 种 工 艺 操 作 点 工 艺 一 为 湿 法 工 艺, 原 辅 料 加 适 量 水 混 合 溶 解 后, 加 入 液 体 脂 肪, 经 高 速 剪 切 机 乳 化 5 min, 使 油 水 两 相 乳 化 成 均 匀 的 体 系, 再 220 bar 高 压 均 质 后 进 行 喷 雾 干 燥 ( 进 口 温 度 170, 出 口 温 度 90 ) 得 到 的 样 品 ( 如 图 1 所 示 ) 工 艺 二 为 干 法 混 合 工 艺, 脂 肪 进 行 预 处 理 包 埋 成 固 体 粉 末 脂 肪, 然 后 将 原 辅 料 经 物 理 混 合 充 分 后 得 到 的 样 品 ( 如 图 2 所 示 ) 2.5. 检 测 方 法 从 样 品 中 选 择 几 种 比 较 具 有 代 表 性 的 维 生 素 进 行 研 究, 包 括 脂 溶 性 维 生 素 A 和 E, 水 溶 性 维 生 素 C 和 B 族 维 生 素 B 2 以 GB 5413-2010 方 法 测 定 两 种 工 艺 样 品 中 维 生 素 A E C B 2 的 含 量, 以 及 在 37 相 对 湿 度 75% 的 条 件 下 加 速 储 存 3 个 月 过 程 中 维 生 素 A E C B 2 的 稳 定 性 变 化 情 况 维 生 素 的 损 失 率 为 加 工 后 维 生 素 的 损 失 量 与 原 来 添 加 的 各 维 生 素 含 量 之 比 [4] 3. 结 果 与 分 析 3.1. 两 种 工 艺 对 维 生 素 损 失 率 的 影 响 两 种 工 艺 对 加 工 后 特 膳 营 养 粉 剂 中 的 维 生 素 A 有 明 显 的 影 响, 图 3 中 可 以 看 出, 湿 法 工 艺 样 品 中 维 生 素 C 和 维 生 素 A 的 损 失 率 最 高, 均 大 于 80%; 维 生 素 E 的 损 失 率 其 次 ; 维 生 素 B 2 的 损 失 率 最 小, 仅 2.6% 干 法 工 艺 相 对 于 湿 法 工 艺 样 品 中 维 生 素 A 和 维 生 素 C 的 损 失 率 均 有 降 低 其 中, 维 生 素 A 损 失 率 下 降 约 30%, 维 生 素 C 损 失 率 下 降 约 65% 但 是 维 生 素 E 的 损 失 率 两 者 相 当, 均 为 42% 左 右 两 种 工 艺 样 品 中 维 生 素 B 2 的 损 失 率 很 小 从 维 生 素 的 性 质 方 面, 这 可 能 是 由 各 维 生 素 的 性 质 决 定 的 维 生 素 A 在 低 温 黑 暗 且 有 氮 气 保 护 的 情 况 下 很 稳 定, 但 在 曝 光 或 紫 外 线 照 射 下 非 常 容 易 被 氧 化 破 坏 [5] 维 生 素 C 对 热 不 稳 定, 易 被 氧 化, 对 金 属 离 子 较 敏 感 [6] 维 生 素 E 为 脂 溶 性 抗 氧 化 剂, 对 氧 敏 感, 易 被 氧 化 [7,8] 维 生 素 B 2 热 稳 定 性 较 好, 还 原 性 物 质 对 B 2 的 稳 定 性 影 响 很 小 [9] 干 法 工 艺 避 免 了 高 温 和 长 时 间 的 氧 气 接 触, 因 此 维 生 素 A 和 C 的 损 失 率 均 [4] 有 所 下 降 陈 文 亮 等 的 研 究 表 明, 在 加 工 过 程 中 全 损 失 率 /% 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 湿 法 工 艺 干 法 工 艺 VA VC VE VB2 Figure 3. The influence of different process on vitamin stability 图 3. 两 种 工 艺 对 维 生 素 损 失 率 的 影 响 脂 奶 粉 中 维 生 素 A 的 损 失 率 高 达 97.3% 这 表 明 加 工 工 艺 条 件 不 同, 对 维 生 素 A 的 影 响 很 大 从 工 艺 方 面, 可 能 是 由 于 湿 法 工 艺 配 料 工 艺 较 复 杂, 维 生 素 强 化 通 常 是 在 配 料 时 加 入, 所 以 在 剪 切 均 质 等 工 序 会 影 响 到 产 品 中 维 生 素 的 稳 定 性 另 外, 氧 气 高 温 等 因 素 易 使 维 生 素 损 失 率 加 大, 在 喷 雾 干 燥 过 程 中 经 过 100 ~170 的 高 温 阶 段, 这 对 不 耐 热 的 维 生 素 影 响 较 大 因 此 建 议 在 湿 法 工 艺 过 程 中 应 避 免 长 时 间 高 温 状 态, 减 少 维 生 素 的 损 失 ; 同 时 应 避 免 长 时 间 暴 露 于 空 气 中, 在 实 际 生 产 过 程 中 可 用 惰 性 气 体 保 护, 防 止 某 些 维 生 素 的 氧 化 干 法 工 艺 过 程 简 单, 且 对 维 生 素 的 稳 定 性 较 好, 但 是 原 料 中 使 用 的 粉 末 油 脂, 价 格 比 较 昂 贵, 因 此 在 实 际 生 产 中, 需 要 考 虑 成 本 等 各 方 面 的 因 素 3.2. 两 种 工 艺 对 加 速 过 程 中 VC 稳 定 性 的 影 响 由 图 可 知, 两 种 工 艺 样 品 中 维 生 素 C 的 稳 定 性 均 不 佳, 损 失 率 趋 势 图 几 乎 一 致, 干 法 工 艺 样 品 中 维 生 素 C 的 稳 定 性 高 于 湿 法 工 艺, 后 者 损 失 率 约 为 前 者 的 两 倍 其 中, 在 第 一 个 月 时, 两 种 样 品 中 维 生 素 C 的 损 失 就 很 大 维 生 素 C 对 环 境 相 当 敏 感, 当 存 在 于 成 分 复 杂 的 特 膳 全 营 养 粉 剂 中, 各 种 复 杂 因 素 对 维 生 素 C 破 坏 很 大 湿 法 工 艺 样 品 在 加 速 过 程 中 维 生 素 C 的 损 失 率 接 近 90%, 再 加 上 加 工 过 程 中 就 已 经 损 失 大 于 80%, 这 表 明 湿 法 工 艺 样 品 中 维 生 素 C 几 乎 损 失 殆 尽 这 可 能 是 由 于 维 生 素 C 是 一 类 具 有 生 物 活 性 的 生 物 化 学 物 质, 对 理 化 环 境 相 当 敏 感, 温 度 湿 度 光 酸 碱 金 属 离 子 等 因 素 均 会 影 响 其 的 稳 定 性 [6] 样 品 中 营 养 全 面, 含 有 各 种 矿 物 元 素, 微 量 元 素 引 起 的 氧 化 还 原 反 应 对 维 生 素 C 的 稳 定 性 的 破 坏 作 用 很 强 因 此, 在 本 产 品 的 生 产 过 程 中 需 特 别 注 意 维 生 素 C 的 稳 定 40

性 ( 见 图 4) 3.3. 两 种 工 艺 对 加 速 过 程 中 VA 稳 定 性 的 影 响 由 图 5 可 以 看 出, 两 种 工 艺 样 品 中 维 生 素 A 的 稳 定 性 有 明 显 的 差 别 湿 法 工 艺 样 品 前 两 个 月 维 生 素 A 的 损 失 率 呈 线 性 上 升, 损 失 率 达 87% 左 右 ; 第 3 个 月 损 失 率 稍 趋 平 稳, 这 可 能 是 由 于 在 前 两 个 月 中 绝 大 部 分 维 生 素 A 就 已 经 被 破 坏 了, 而 不 是 因 为 它 在 第 3 个 月 稳 定 性 提 高 的 缘 故 干 法 工 艺 样 品 中 的 维 生 素 A 损 失 率 整 体 是 线 性 上 升 的, 加 速 3 个 月 后, 维 生 素 A 的 损 失 率 仅 为 9% 左 右 这 表 明 加 速 过 程 中 干 法 工 艺 样 品 中 的 维 生 素 A 具 有 较 好 的 稳 定 性 Figure 4. The influence of different process on VC stability 图 4. 两 种 工 艺 在 加 速 过 程 中 VC 稳 定 的 影 响 3.4. 两 种 工 艺 对 加 速 过 程 中 VE 稳 定 性 的 影 响 本 试 验 表 明, 随 着 加 速 时 间 的 延 长, 湿 法 工 艺 样 品 中 维 生 素 E 的 损 失 率 增 大 其 中, 加 速 3 个 月 后 维 生 素 E 损 失 10% 左 右 两 种 工 艺 相 比 较, 工 艺 二 样 品 随 着 加 速 时 间 的 延 长, 维 生 素 E 的 损 失 率 趋 势 从 第 1 个 月 起 变 化 不 大 这 说 明 在 加 速 过 程 中 干 法 工 艺 样 品 中 的 维 生 素 E 较 湿 法 工 艺 稳 定 如 图 6 所 示 Figure 5. The influence of different process on VA stability 图 5. 两 种 工 艺 在 加 速 过 程 中 VA 稳 定 的 影 响 3.5. 两 种 工 艺 对 加 速 过 程 中 VB 2 稳 定 性 的 影 响 由 图 7 可 以 看 出, 随 着 加 速 时 间 的 延 长, 湿 法 工 艺 样 品 中 维 生 素 B 2 的 稳 定 性 较 好, 损 失 率 几 乎 不 变 ; 干 法 工 艺 样 品 中 的 维 生 素 B 2 损 失 率 略 比 湿 法 工 艺 样 品 高, 在 第 三 个 月 时 损 失 率 在 3% 左 右, 总 体 来 说, 两 种 工 艺 样 品 中 维 生 素 B 2 的 稳 定 性 均 较 好 4. 结 论 及 展 望 1) 本 试 验 可 以 看 出 : 干 法 工 艺 对 特 膳 全 营 养 粉 剂 中 各 种 维 生 素 的 保 存 率 均 优 于 湿 法 工 艺 ; 在 加 速 贮 存 过 程 中, 干 法 工 艺 样 品 中 维 生 素 A E 的 稳 定 性 均 优 于 湿 法 工 艺 样 品 ; 两 种 工 艺 样 品 中 的 维 生 素 B 2 的 稳 定 性 均 较 好, 但 维 生 素 C 的 稳 定 性 均 较 差 2) 目 前, 我 国 特 殊 医 学 用 途 配 方 食 品 市 场 大 多 被 国 外 食 品 占 据 [2], 由 于 缺 乏 此 项 国 家 标 准, 国 内 企 业 没 有 生 产 依 据 2012 年 9 月 卫 生 部 公 布 了 预 包 装 特 殊 膳 食 用 食 品 标 签 ( 征 求 意 见 稿 ) 和 食 品 安 全 国 家 标 准 特 殊 医 学 用 途 配 方 食 品 通 则 ( 征 求 意 见 稿 ),2013 年 2 月 卫 生 部 组 织 制 定 了 特 殊 医 学 用 途 配 方 食 品 良 好 生 产 规 范 ( 征 求 意 见 稿 ), 公 开 征 求 各 界 意 见 这 Figure 6. The influence of different process on vitamin stability 图 6. 两 种 工 艺 在 加 速 过 程 中 VE 稳 定 的 影 响 Figure7. The influence of different process on VB 2 stability 图 7. 两 种 工 艺 在 加 速 过 程 中 VB 2 稳 定 的 影 响 表 明 有 关 特 膳 食 品 的 相 关 标 准 即 将 出 台 这 个 国 家 标 准 出 台 后, 国 内 符 合 条 件 的 企 业 就 可 以 参 与 特 殊 医 学 41

用 途 配 方 食 品 的 生 产, 国 内 患 者 及 特 殊 人 群 将 获 得 更 多 的 选 择, 此 类 配 方 食 品 的 价 格 也 可 能 相 对 将 降 低 参 考 文 献 (References) [1] 魏 翠 翠. 国 内 外 肠 内 营 养 制 剂 调 查 报 告 [J]. 食 品 与 药 品, 2010, 12(7): 270-273. [2] J. E. De Aguilar-Nascimento, K. A. Kudsk. Early nutritional therapy: The role of enteral and parenteral routes. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 2008, 11(3): 255-260. [3] 孙 本 风, 顾 修 蕾, 孙 爱 杰 等. 婴 儿 配 方 奶 粉 货 架 期 内 营 养 强 化 剂 衰 减 率 研 究 [J]. 中 国 乳 业, 2012, 7(127): 78-82. [4] 陈 文 亮, 孙 克 杰, 何 娟. 奶 粉 加 工 过 程 中 维 生 素 稳 定 性 的 研 究 [J]. 乳 业 科 学 与 技 术, 2008, 2: 66-83. [5] 任 国 谱, 颜 景 超. 乳 制 品 中 维 生 素 A 稳 定 性 的 研 究 进 展 [J]. 中 国 乳 品 工 业, 2009, 37(10): 34-37. [6] 那 斯 琴 高 娃, 乌 尼 尔, 其 其 格 等. 奶 粉 中 维 生 素 C 含 量 储 存 过 程 稳 定 性 研 究 [J]. 中 国 食 品 工 业, 2012, 9: 64-65. [7] 张 晓 雷. 婴 儿 配 方 奶 粉 中 维 生 素 E 稳 定 性 研 究 [D]. 中 南 林 业 科 技 大 学, 2012. [8] 李 静, 王 之 盛. 储 藏 中 微 量 元 素 对 维 生 素 E 稳 定 性 的 影 响 [J]. 饲 料 工 业, 2001, 22(1): 17-18. [9] 李 嘉 霖, 高 宗 华. 维 生 素 B 2 片 中 维 生 素 B 2 的 测 定 及 稳 定 性 [J]. 光 谱 实 验 室, 2012, 29(4): 2576-2578. 42