DHA微胶囊的婴幼儿奶粉制备技术研究.pdf

Te l ： D 3 51 46 06 0 86 E ma i l ：n c p j b 1 6 3 c o rn 试 验 研 究 S h i y a n Ya n j i u D H A微胶囊的婴幼儿奶粉制备技术研究 沈 国辉 ， 吴卫 国 ( 湖南农业大学 食品科技学院，湖南 长沙4 1 0 1 2 8 ) 固 摘要 ：采用喷雾干燥技术制备微胶囊婴幼儿奶粉的研究表明，添加 D H A微胶囊的婴幼儿奶粉最佳工艺条件是 ： 均 质压力为 4 0 MP a 、均质温度为 4 0、喷雾干燥进风温度为 1 7 0、出风温度为 8 O ，在此条件下制备添加 D HA微胶囊的奶粉 ，在产品保质期内质量指标极为稳定 ，未发生任何不良反应 ，其中D HA含量在产品保质期内 也无 明显 的变化 。 关键词：D HA；微胶囊 ；喷雾干燥 ；婴幼儿奶粉 中图分类号：T S 2 5 2 5 1 文献标志码：A 微胶 囊 是一 种能 包埋 和保 护 某些 物质 的 、具有 聚 合 物壁 壳 的半 透 明或密 封 的微 型 容 器 或包 合 物 。 通 过一 系列 特殊 的方 法 ，利用 天 然 的或合 成 的高分 子 材料包 覆 所需 要 的 固体 、液 体 甚至 气体 物 质 ，然 后 制成有 囊 壁 的微 胶 囊 ，保 留或 截 留其他 物质 的微 粒 ，从 而达 到保 护 、控制 释放 的效 果 ，这 一过 程称 为微 胶 囊 化【 ” 。 目前 对 营 养 素进 行 微 胶 囊 化 已成 为 固化 营养 的热 点 ，该 法具 有抑 制挥 发损 失 、控 制释 放作 用 、掩 盖不 良气 味 、保护 敏感 性成 分 、改 变形 态 、增溶 和改 善乳 化分 散 作用 等优 点闭。 “ DHA” 是母 乳 中天 然存 在 的 2种 对 婴儿 发 育 有 重要 作用 的不饱 和脂 肪 酸之 一 ，是人 体 内一种 起 关 键 作用 的 营养素 ，特别 是对 于小 孩子 ，有着 重要 的 生理 活性 作 用 。本 研 究 以婴 儿 配 方 奶 粉 的 湿 法 生 产 方式 ，利用 喷 雾 干燥 法对 添 加 DHA微 胶 囊 粉 末 的奶粉 进行 试 制生 产 ，主要 包括 初 乳化 液 的制 备 、均质 、喷雾 干燥 等 过程 ，对 喷雾 干燥 条 件等 进 行 选择 和优 化 。 1 试 验材 料 与方 法 1 1 材料 与设 备 试 验 材 料 为 微 胶 囊 DHA 粉 末 和 奶 粉 ，均 为 市售 。 试验 设 备 为 喷雾 干燥机 、剪 切乳 均质 机 、电 子 天平 、$ 3 0 0 0型 扫描 电子显 微 镜 、J T M一 6 0 B型胶 体 磨 、An k e T DL - 5 一 A型离心机 。 1 2试 验方 法 1 2 1 生 产 工 艺 流 程 本试 验 设 计 DHA在 婴儿 配 方 奶 粉 中添加 量 为 为通讯作者 1 8 g k s 。D HA微 胶 囊 婴 儿 配 方 乳 粉 的生 产 加 工 工 艺 及 工 艺 流 程 基 本 等 同于 普 通 奶 粉 的 生 产 加 工 工 艺 。其 工艺 流 程 为 ：原料 乳 验 收一 预 处理 与标 准 化 ( DHA微 胶 囊粉 末 +其 他 原辅 料 )一 预 热 与均 质 一 杀菌 一 浓缩一 冷 却一 筛 粉一 成 品。 1 2 2单 因素试验 ( 1 )均 质 压力 和 均质 温度 X ,-t 产 品 的影 响 。分 别 设 均 质压 力 为 2 0 MP a 、3 0 MP a 、4 0 MP a 、5 0 MP a 、 6 0 MP a 、7 0 MP a ，均 质 温 度 为 2 0 、2 5 、3 0 、 3 5 、4 0进 行 喷雾 ，考 察 均质 压 力 和 均 质 温度 对产 品 口感 和形 态 的影 响 。 ( 2 ) 进 风 温 度 。进 风 温 度 分 别 设 为 1 6 0 、 1 7 0 o C、 1 8 0 o C、 1 9 0 、2 0 0 o C。i 贝 0 定 产 品 DHA 含 量 和 水 分 ， 同 时 观 察 产 品 的 喷 雾 干 燥 效 果 和 DHA微 胶囊 的完好 程度 ，以确 定最 佳进 风温 度 。 ( 3 ) 出gl , 温 度 。 出风 温 度 分 别设 为 7 0 o C、8 0 o C、9 0 、1 0 0。在进 风 温度 为 1 9 0的条 件下 进 行 试 验 ，观察 产 品 的 组 织 状 态 ，测 定 产 品 DHA 含 量和 水分 。 ( 4 ) 试 验 条 件 优 化 。 以均 质 压力 、均 质 温度 、 进 风温度 、出风 温度 为 因素 ，进 行正 交试 验设 计 。 喷雾 干 燥正 交试 验设 计 见表 1 。 表 1 喷雾干燥正交试 验设计 1 2 3产 品质 量分析 方法 食 品 质 量 感 官 评 定 是 凭 借 人 体 自身 的感 觉 器 一露 虽 塑 网 固 试 验 研 究 S h iy a n Y a n jiu 官 ，用 眼 、耳 、鼻 、口( 包 括唇 和舌 头) 和手 对食 品的质量 状况作 出客 观 的评价 ，通过用 眼睛看 、鼻 子 嗅 、耳 朵 听 、 口品尝 和手触 摸 等方 式 ，对食 品 的 色 、香 、味 和外 观形 态进行 综合 性 的鉴别 和评 价 。 ( 1 )感 官评 定小 组 的组成 。感 官评 定小 组人 员 属 于 “ 无经 验 型” ，由本试 验 室 的 2 0名 试验 人员 组 成 ，所学 专业 为食 品科学 相关 专业 ，硕 士 学历 ，男 女 各 半 ，健 康 状 况 良好 ，无 不 良嗜 好 ，表 达 能 力 强 ，对感 官评定 具有 浓厚 兴趣 。感 官鉴 评试 验室 清 洁无 异味 ，光线 充足 ，无 噪音 等外界 因素 干扰 。 ( 2 ) 感 官 评 定 体 系 的确 定 。 色 泽 和 组 织 状 态 是 将样 品溶 解 于 清 洁 的烧 杯 中 ，在 自然 光 下 观察 ； 评 定 滋 味 和 气 味 时 是 先 闻气 味 ，然 后 用 温 开 水 漱 口 ，通 过 品尝 确定 。 DHA微 胶囊 婴儿 配方乳 粉感 官评定 见表 2 。 表 2 DH A微胶囊婴儿配方乳粉感官评定 冲调性 ( 3 0分) 1 O s 下沉时间 1 1 2 0 s ( 1 O分) 2 1 s 3 0 s 3 0 s 1 0 9 8 7 6 5 - 4 2 0 1 9 -1 6 1 5 - 1 3 1 2 1 0 1 2 4 Dt 4 A 含 量 检 测 DHA含 量 按 的 GB T 5 0 0 9 1 6 8 2 0 0 3中 的相 关 方法 检验 。 1 2 5产 品 水 分 含 量 的 测 定 方 法 参照 GB 5 0 0 9 3 8 5重量 法 。 1 2 6微 胶 囊 电镜 形 态 观 察 在样 品 台上 贴上 1层 双面 胶 ，将 微 胶囊 粉末 撒 于胶 面上 ，吹去 多余 的粉 末 。喷金 后用 扫描 电子 显 冈 农 产品 加 工 栏 目i持人：刘润平 微 镜观 察其 表 面结 构 ，加速 电压 为 2 0 k V。 2结 果 与 分 析 2 1 均质 压力对 产 品的影 响 乳 状 液 稳 定 性 在 很 大 程 度 上 取 决 于均 质 的 压 力 。均质 前 ，油易 产生 絮凝 式凝 集 ，使 上乳 速度 加 快 ，从 而导 致 破乳 。均 质后 油 粒子 大 小 分 布均 匀 ， 使 体系趋 于稳 定 。均质 压力 高 ，有利 于形 成微 小 而 均 一 的液滴 ，乳状 液体 系不 易发 生液 滴 的聚集 和破 乳 。但 均质压 力过 高 ，可能 导致 液滴 过 小而使 得 表 面积过 大 、表 面能 过 高 ，这 样反 而不 利 于乳状 液 的 稳 定 网。均质 压力 对产 品效果 的影 响见表 3 。 表 3 均质压 力对产品效果的影响 从表 3可 以看 出 ，随均 质压 力升 高 ，微胶 囊 化 产 品 的品 质 随 之 上 升 ，当均 质 压 力 达 5 0 MP a时 ， 产 品各项 指标 达到 最好 ；继 续增 大均 质压 力 ，产 品 的效果 不 佳 ，试 验采 用 的均 质 最 佳 压 力 为 4 0 MP a 在 此压力 下各 项指标 性 能都 比较 良好 。 2 2均质温 度对产 品 的影 响 均质 的作 用是破 碎 原料 奶 中的大 脂肪 球 ，防止 原 料奶在 静止 或贮 存过 程 中发生 脂肪 上 浮 ，并 可 防 止 奶粉 中脂肪 4 a - 子 游离 到颗 粒表 面 ，影 响奶粉 的 冲 调性和保质期 。均质温度对 DHA含量 的影响见 图 1 。 、 姗 缸 皇 0 均质温度 图 1 均质温度对 DH A含量的影响 均质 温度在 3 5 o C 5 0范 围 内，其变化 幅度最 大 为 6 。当均质 温度为 4 0 4 5时最 为适宜 。 2 3 进 风温 度对 产品 的影 响 在不 同的进风 温度 下 ，测定 产 品的包 埋率 、产 Td： 0 3 51 拓0 6 08 6 E - m a i l ： n e p j g 1 6 3 c 0 m 试 验 研 究 率 、水分 ，同时观 察 产 品 的喷雾 干燥 效 果 ，以确定 最佳 进风 温度 。进 风温 度x ,-j 产 品 的影 响见表 4。 表 4 进风温度对产品的影响 由表 4可知 ，随进 风温 度 的升 高 ，微 胶囊 化 效 果好 、产率 上升 ，但 随 后包 埋 率 明显 下 降 。这是 由 于过 高 的进 风温 度会 导致 粒 子表 面 稳定 的玻璃 态 结 构 发 生变 化 ，最终 表现 出包 埋效 率 的明显下 降 。但 进风温度过 低( 1 8 0 o C以下)，由于产 品水 分含 量高 ， 喷雾 干燥 时粘 壁 现象 严 重 ，使得 产 品 的产 率 大大 下 降 ；同时 ，过 高的水分不利 于产品保存 。 综上所 述 ，选 定进 风 温度 为 1 8 0 。产 品表 面 结构的扫描 电镜 图片见 图 2 。 ( a ) ( b j ( c ) 图 2 产品表面结构的扫描电镜图片 图 2中 的 a是 最 初 DHA 微 胶 囊 粉 末 表 面 ，b 是 产 品表 面 有皱 缩 的微 胶囊 图片( 喷雾 干 燥进 风 温 度 为 1 9 0)，C是 表 面有 凹 陷 和 皱 缩 的 微胶 囊 图 片( 喷雾 干 燥 进 风温 度 为 2 0 0)。分 析 其 产 生 原 因可能与 喷雾 干燥 工 艺有 关 ，当进 风温 度 过高 ，水 分散 失 过 快 ，会 导致 粒 子 表 面 开裂 、 凹 陷和 皱 缩 ， 同 时还会 使囊 壁变 性 ，降低其 溶 解 性 ，从 而 降低奶 粉 中 DHA微 胶囊 的质量 。 2 4出风温 度对 产 品的影 响 当进风 温度 为 1 8 0时 ，在 其他 条件 相 同的情 况 下调 节进 样 量 ，测定 不 同 出风 温度 下产 品的 含水 率 。其进 、 出风温 度 与 产 品含 水 率见 表 5 ，出风 温 度 与 DHA 的含量 关 系见 图 3 。 参 照 国 内外 的有 关 油粉 末 油脂 的质量 标 准 ，产 品 的水 分 含 量 3 。 由表 5可 以看 出 ， 当出 风 温 度 为 8 0 o C时 能 达 到 这 个 标 准 ，且 出 风 温 度 为 8 0 时 ，DHA 的含 量 为 1 6 2 g &g ( 如 图 2 )，损 失 较 S h i y a n Y a n j i u 少 ，因此确 定 出风 温度 为 8 0 o C。 表 5 进、出风温度与产品含水率 固 删 缸 备 口 出风温度 图 3 出风 温度与 DH A的含量关系 2 5喷 雾 干燥 法 制备 D H A微 胶 囊婴 儿 奶 粉 的正 交 试验 正 交试 验设 计结 果 与分 析见 表 6 。 表 6 正交试验设计结果与分析 研 究表 明 ，在 所选 用 的 4个 因素 中 ，进 风温 度 对 DHA 的 损 坏 影 响最 大 ，均 质 温 度 的影 响 较 小 。 由极 差 分 析 可 知 ，各 因素 x ,-t DHA在 喷 雾 过 程 中影 响 的 主 次顺 序 为 ：cA D ， 即进 风 温 度 均 质压 力 出风温 度 均 质 温度 。根 据 正交试 验 确定 的 最 佳 工 艺 为 ： ： c D， ，即 均 质 压 力 为 4 0 MP a 、 均质 温 度 为 4 0 o C、进 风 温度 为 1 7 0 、 出风 温度 为 8 0 。通 过 正交 试验 确 定 的 最佳 培养 条 件 ，产 品色 泽均 一 ，呈乳 黄 色 ，为 无结 块 、无 杂质 、奶粉 ( - F转 第 7 9页) 农产品加工 l7 7 l Te l ： 0 3 51 - 46 06 08 6 E - m a i h n c p j g 1 6 3 c o m 试 验 研 究 0 2 0 4 0 一 一I O D； 一一总评 ( 9分) 图 1 淀粉添加对 I OD的影响情况 但 是 在 淀 粉 增 加 到 3 0 k g时 ，碘 呈 色 度( I OD) 值 呈 下降趋 势 ，同时 出现 面条 偏 软 、咬劲 将 随之 下 降 现象 ，同时其 生 产成 本也 随之增 加 。因此 ，在 生 产 过程 中为改 善 口感 ，应根 据 面 粉湿 面 筋 的变化 适 当 调整 淀粉 的添 加量 。 3谷 朊 粉 添 加 量 谷 朊 粉来 自于麸皮 提 取蛋 白质 ，又 称 活性 面筋 粉 ，其 蛋 白质含 量 在 8 0 以上 ，当谷 朊 粉 吸水 后则 形 成 具 有 网状 结 构 的 湿 面筋 ，具 有 优 良的黏 弹性 、 延 伸性 、热 凝 固性 、乳 化 性及 薄膜 成 型性 。谷朊 粉 的添加 量 的变化 不 仅对 面 条 的流变 特 性有 影 响 ，而 且对 面 团 的发酵 时 间也有 影 响 。谷 朊 粉 的添加 量 与 面 饼理 化 指标 的变 化 见 表 3，谷 朊 粉 添 加量 与 I OD 变化 情况 见 图 2 。 4结 论 ( 1 ) 不 同的 面粉 品种 ，其 吸水 率 的高低 是 不一 S h i y a n Ya n j i u 表 3 谷朊粉的添加量与面饼理化指标的变化 固 - I OD； 一总评( 9分) 图 2 谷朊粉添加与 l OD变化情况 样 的 ，它会 影 响面饼 的碘呈 色 度 ，因此 在 生产 过程 中 ，检验 科 应及 时将 每 批 面粉 的 吸水率 反 馈 给制造 部 门 ，制造 部 门根据 不 同面粉 的 吸水 率调 整盐 水 的 添加 量 ；同种 面 粉应 严格 监 控 每批 面粉 的品质 ，尽 量保 证 面粉 品质 的稳 定 。 ( 2 ) 通 过 实 验 可 以看 出 随 着 淀 粉 的 添 加 量 增 加 ，面饼 的 总体 口感 有 明显 提 高 ，但 当添加 量超 过 3 0 时 ， 口感呈 下 降趋 势 。因此 ，淀 粉 的添 加量 应 控 制在 2 0 2 5 为 宜 。 ( 3 )从 实验 结 果来 看 ，谷 朊 粉 的添加 量 和 面饼 口感呈 正 比列 函数 关 系 ，但 考 虑 到生 产成 本 及 面粉 的品质 的波 动性 ，添加量 应 控制 在 2 0 2 5 。 j j - k 夸 j- 船j j j jI j j j jk j r j妇 j 夸 j j 1 j j j j 业 ( 上接 第 7 7页) 状 乳 白色粉 末 ，具 有纯 正