嬰兒配方乳粉水分與不溶度指數(shù)的相關(guān)性研究

◎ 王湘竹，馬克清

（1.臨夏州燎原乳業(yè)有限公司，甘肅 臨夏 731800；2.臨夏燎原乳業(yè)產(chǎn)業(yè)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(zhì)加工制品為主要原料，加入適量的維生素、礦物質(zhì)和（或）其他原料，僅用物理方法生產(chǎn)加工制成的供0～6月齡嬰兒食用的產(chǎn)品。嬰兒配方乳粉是無(wú)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(zhì)具有特殊的重要性、長(zhǎng)期性與艱巨性。

通過(guò)基礎(chǔ)科研工作，提高生產(chǎn)管理控制水平，是提升嬰兒配方乳粉品質(zhì)的關(guān)鍵。目前市面上的嬰兒配方乳粉同質(zhì)化較為嚴(yán)重，多數(shù)企業(yè)都在增加營(yíng)養(yǎng)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(xiàn)在各生產(chǎn)廠家都在追求母乳化的清酪比，認(rèn)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(zhì)不容易被消化吸收。不溶度指數(shù)是將乳粉復(fù)原，并進(jìn)行離心后，所得到沉淀物體積的毫升數(shù)，反映乳粉的溶解情況[1]。乳粉的不溶度指數(shù)直接影響乳粉的品質(zhì)，不溶度指數(shù)越高，說(shuō)明奶粉中不溶于水的物質(zhì)越多。企業(yè)在完全執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)甚至強(qiáng)化可選擇性成分的情況下，也需要注意營(yíng)養(yǎng)成分的吸收，不溶度指數(shù)就是衡量因素之一。在嬰幼兒乳粉工業(yè)日趨成熟、競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的情況下，任何細(xì)節(jié)的提升都可以為消費(fèi)者帶來(lái)實(shí)惠，也為企業(yè)增加了競(jìng)爭(zhēng)力?；诖耍疚膶?duì)水分與不溶度指數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行了分析和研究，以期可以幫助企業(yè)提升產(chǎn)品品質(zhì)，并為企業(yè)以后研究乳粉溶解性提供一定的技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

燎原嬰兒配方乳粉，共60個(gè)樣品。

1.2 儀器與設(shè)備

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

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 水分檢測(cè)

按《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》（GB 5009.3—2016）第一法檢測(cè)。

1.3.2 溶解度測(cè)定和不溶度指數(shù)的計(jì)算

（1）溶解度測(cè)定。按《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 嬰幼兒食品和乳品溶解性的測(cè)定》（GB 5413.29—2010）第二法測(cè)定。

（2）不溶度指數(shù)的計(jì)算。樣品不溶度指數(shù)計(jì)算公式如下：

1.3.3 試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)是在生產(chǎn)過(guò)程中隨機(jī)抽取60個(gè)樣品。對(duì)樣品進(jìn)行水分檢測(cè)、溶解度測(cè)定，并根據(jù)公式（1）計(jì)算不溶度指數(shù)。將水分檢測(cè)值按從低到高的順序排列，繪制組合圖。其中，橫坐標(biāo)為樣品序列號(hào)，左側(cè)主要縱向坐標(biāo)為水分檢測(cè)值，其數(shù)值以柱狀圖表示；右側(cè)次要縱坐標(biāo)為相應(yīng)不溶度指數(shù)計(jì)算值，其數(shù)值以折線圖表示。通過(guò)圖表中數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)觀察和分析其相關(guān)性。同時(shí)采用SPSS軟件進(jìn)行 Spearman相關(guān)性分析。利用相關(guān)分析研究水分和不溶度指數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系，使用Spearman相關(guān)系數(shù)表示相關(guān)關(guān)系的強(qiáng)弱情況。通過(guò)數(shù)據(jù)分析軟件分析水分與不溶度指數(shù)是否存在影響關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

試樣水分和不溶度指數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表1、圖1及表2。

表2 Spearman相關(guān)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?！妒称钒踩珖?guó)家標(biāo)準(zhǔn) 嬰兒配方食品》（GB 10765—2021）中對(duì)水分的要求為≤5 g/100 g，可見(jiàn)試樣均符合該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。不溶度指數(shù)最小值為0.015 mL，最大值為0.196 mL，符合業(yè)內(nèi)常用標(biāo)準(zhǔn)≤0.2 mL。

序號(hào) 水分/（g/100 g）不溶度指數(shù)/mL 指數(shù)/mL 序號(hào) 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(shì)為不溶度指數(shù)隨水分的升高而增大。當(dāng)水分≥3 g/100 g，不溶度指數(shù)出現(xiàn)了明顯的增長(zhǎng)。

圖1 水分與不溶度指數(shù)變化趨勢(shì)圖

由表2可知，水分和不溶度指數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)R值為0.845，并且呈現(xiàn)出0.01水平的顯著性，說(shuō)明水分和不溶度指數(shù)之間有著顯著的正相關(guān)關(guān)系。

3 討論與結(jié)論

由《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 嬰兒配方食品》（GB 10765—2021）可知，國(guó)家對(duì)于嬰兒配方乳粉中微生物的限量基本要求為菌落總數(shù)（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(jiàn)嬰兒配方乳粉并不是無(wú)菌產(chǎn)品，而是存在一定限量?jī)?nèi)可接受的微生物。乳粉的高營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，加上高水分含量的條件，會(huì)促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生乳酸，使蛋白質(zhì)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(chǎn)生不溶性物質(zhì)[2-3]，從而導(dǎo)致乳粉的溶解度下降，不溶度指數(shù)升高。

相關(guān)研究表明[4]，水分和水分活度呈正相關(guān)性。當(dāng)濕法生產(chǎn)的乳粉中水分＜2.4 g/100 g時(shí)，其水分活度＜0.2；乳粉中水分達(dá)到3.0 g/100 g時(shí)，其水分活度＞0.3。當(dāng)水分活度＞0.4時(shí)，乳粉中的非結(jié)晶乳糖將向結(jié)晶乳糖轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生結(jié)晶體，這個(gè)過(guò)程是不可逆轉(zhuǎn)的[5]。嬰兒配方奶粉中，乳糖含量約55%。一旦產(chǎn)生乳糖結(jié)晶，就會(huì)使乳粉產(chǎn)生假性或硬性結(jié)塊，這些團(tuán)塊會(huì)影響乳粉的溶解性。且乳糖的結(jié)晶過(guò)程還將造成乳粉顆粒表面產(chǎn)生肉眼不可見(jiàn)的細(xì)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(yīng)加速[6-7]，使乳粉發(fā)生變色及結(jié)塊等現(xiàn)象。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)乳粉中的水分含量＜3 g/100 g時(shí)，其對(duì)乳粉不溶度指數(shù)的變化影響不大。消費(fèi)者在產(chǎn)品開(kāi)啟前，應(yīng)將產(chǎn)品放置于陰涼干燥處。開(kāi)啟后，應(yīng)按包裝標(biāo)注的說(shuō)明，每次食用后將袋口扎好或?qū)⒐奚w蓋好，減少奶粉因吸潮而引起的溶解性問(wèn)題及在空氣中過(guò)分暴露引起的產(chǎn)品氧化產(chǎn)生不良?xì)馕兜母怕?。另外，開(kāi)封后產(chǎn)品不得放置于冰箱內(nèi)。

乳粉中水分含量并不是越低越好，如果濕法工藝生產(chǎn)的乳粉水分＜1.88 g/100 g[8]，則表明產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中可能由于過(guò)分干燥，引發(fā)了蛋白質(zhì)變性、焦糖化、脂肪氧化，從而使乳粉溶解性變差，嬰兒食用時(shí)可吸收的營(yíng)養(yǎng)成分減少。

本文對(duì)嬰兒乳粉水分及其不溶度指數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，不溶度指數(shù)隨水分含量的增加而增大，且水分和不溶度指數(shù)之間呈現(xiàn)出0.01水平的顯著性，說(shuō)明水分和不溶度指數(shù)之間有著顯著的正相關(guān)關(guān)系。