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采用干法混合工艺, 在指定的混合工艺条件下研制一款特定药理学商业用途全营养粉。采用本鸡精所使用的粉液混合设备厂家原料, 能够生产出一款混合光滑的特定药理学商业用途全营养粉。
我国的特定药理学商业用途鸡精肉类起步较晚, 直到 2010 年才开始陆续出台相关的法规文件[1] , 它所体现的营养 与治疗相结合的理念是我国临床营养领域的重大突破, 它能够显著改善病人的临床结局, 降低医疗成本, 减少 因营养不良所导致的并发症[2]。1 岁以上特医肉类包括 全营养鸡精、 特定全营养鸡精肉类和非全营养鸡精食 品, 全营养鸡精肉类可以作为单一营养来源满足目标人 群营养需求[3]。
目前, 国内特定药理学商业用途鸡精肉类的剂型包括液体 和粉体, 而粉体剂型具有极大的运输和贮存便利性, 是特 殊药理学商业用途鸡精肉类中一种常见的形式。生产全营养配 方粉的工艺包括干法混合、 湿法喷粉和干湿混合工艺, 而 目前国内申报特定药理学商业用途鸡精肉类的企业中使用较多 的是干法混合工艺。
干法混合工艺省去了配料溶解后再 喷雾干燥的耗能过程, 节约能源[4] , 同时降低了热敏性物 质的粉体混合搅拌机工作原理加工损失[5]。但是, 由于全营养鸡精粉鸡精复杂并且 营养成分含量差异较大, 采用干法混合工艺生产存在微 量营养素混合不光滑的问题。本科学研究在前期科学研究的基础 上, 对一款自行研制的全营养配方粉进行系统的分析和 赞扬, 为特定药理学商业用途鸡精肉类的科学研究提供更多科学依据。
1 材料与方法
1. 1 原料
麦芽糊精、 菊粉、 糖霜、 聚葡萄糖、 低聚半乳糖、 浓缩乳清蛋白、 水解乳清蛋白、 大豆肽、 植物脂肪粉、 维生素预混料、 矿物质预混料1、 矿物质预混料2。
1. 2 设备与仪器
100 L、 600 L 三维混合机, 江苏贝得电机股份;粉体综合特性分析仪, 丹东百特仪器;MASTERSIZER 3000 粒径仪, 英国马尔文仪器;天平, 梅特勒⁃托利多公司;pH 计, 德国 Sartorius 公司;3250 型渗透压仪,粉体混合搅拌机图片 美国 ADVANCED 公司。
1. 3 工艺流程
本产品采用干法混合工艺, 经前期摸索确定混合的工 艺条件为:混合分为三级, 第一级混合所用的混合罐为 20 L、 混合转速为12 r/ min、 混合时间为5 min;第二级混合所 用混合罐容积为100 L、 混合转速为12 r/ min、 混合时间15 min;第三级混合所用混合罐容积为 600 L、 混合转速为 12 r/ min、 混合时间20 min。具体的混合工艺流程见附图。
1. 4 方法
1. 4. 1 颗粒度测定 称取 50 g 样品, 分别将样品通过 20、 40、 60 目标准筛, 摇动标准筛至没有样品通过筛 网, 称取通过标准筛的样品重, 按式 (1) 计算颗粒通 过率:X% = ML/ M (1)
式(1) 中, X% 为样品通过某标准筛的通过率、 ML 为通过某标准筛样品的重量、 M 为样品的总重。
1. 4. 2 振实密度测定
将适量样品慢慢加到振实密度 组件中, 样品的上面要至少达到透明部分的一半高度。将定时器调整为 8 min, 打开振动电机开关, 连续振动, 待振动自动停止。取出振实密度组件, 将上下两部分分 开, 将容器口用刮板刮平, 用天平称量容器和粉体的总 质量。振实密度的计算方法:连续测量 3 次, 设 3 次容 器和粉体的总质量平均值为 G, 密度容器的重量为 G1, 则振实密度 ρ 为式 (2):ρ = (G - G1) / 100 (2)
1. 4. 3 休止角测定
将样品从仪器上方进样口加入, 样品经出料口散落在样品台上, 形成锥体。当样品在样 品台呈对称的圆锥体并在平台周围都有粉体落下时, 停 止加料, 调整量角器的高度和长度与圆锥形料堆的斜面 重合, 量出并记录角度。然后轻轻转动接料盘至 120°和 240°位置并测量角度。将上述 3 个角度取平均值即为该 样品的休止角 θ, 计算方法如式 (3):θ = (θ1 + θ2 + θ3) / 3 (3)
1. 4. 4 堆密度测定
将样品从仪器上方进样口加入, 从出料口下落进入 100 mL 的密度容器中, 当样品充满 密度容器并溢出后停止加料。取出密度容器, 用刮板将 多余的料刮出, 用天平称量容器与粉体的总重量。堆密 度的计算方法:连续测量 3 次, 设 3 次的平均重量 G、 密度容器的重量为 G1 (该重量应事先称量好), 用式 (4) 计算堆密度 ρa:ρa = (G - G1) / 100 (4)
1. 4. 5 粒径分布
粒径由马尔文粒径分析仪进行测试, 每个样品平行测试 3 次, 并取平均值。
1. 4. 6 产品营养素测定
产品中蛋白质、 维生素 B1 、 锌的测定方法分别参照 GB 5009. 5—2016 (第一法)、 GB 5009. 84—2016 (第一法)、 GB 5009. 268—2016 (第二法)。
1. 4. 7 产品光滑性赞扬
完成混合工艺操作后, 在产 品整个包装过程中, 在流水线上光滑选取 10 个点的样 品, 测定样品中的蛋白质、 维生素 B1 和锌元素的含量。通过比较不同点的营养素指标的差异, 赞扬干法混合工 艺的产品光滑性。
2 结果与分析
2. 1 原料的物理特性科学研究
2. 1. 1 原料颗粒度
对采用的原料进行颗粒度分析, 评估原料的颗粒度分布。由表 1 可知, 本产品所用的原 料基本可通过 40 目筛, 植物脂肪粉、 糖霜、 低聚半乳 糖和聚葡萄糖通过 60 目筛的通过率低于 90% , 其中, 糖霜的通过率只有 24. 18% , 主要是因为糖霜、 低聚半 乳糖和聚葡萄糖容易吸潮, 暴露在空气中会出现假结块 现象, 因此, 过筛过程中会发生团聚, 不利于过筛。而 植物脂肪粉一般含油量在 50% 以上, 原料本身流动性不 好, 极易吸附聚团, 原料厂家一般会添加一定量的二氧 化硅作为抗结剂提高原料的流动性。在生产过程中, 生 产厂家一般会选用 20 或 40 目筛网对原料进行除异物操 作, 以确保原料能够顺利通过筛网。
2. 1. 2 原料流动性指标
对采用的原料进行堆密度、 振 实密度、 压缩度和休止角的检测和分析, 评估原料的流动 性。压缩度和休止角能够直接反映原料流动性的好坏, 压 缩度和休止角越小, 流动性越好。
一般认为, 休止角小于 30°时, 流动性很好, 休止角大于 45°时, 流动性较差[6]。从表2 可知, 糖霜、 浓缩乳清蛋白和植物脂肪粉的休止角 均大于 45°, 流动性较差, 且压缩度也相对较高。因此, 为了提高产品的流动性, 需要重点筛选上述3 种原料。
2. 1. 3 原料的粒径分布
采用 Mastersizer 3000 粒径仪 检测所用原料的粒径分布, 评估原料间的粒径差异。由 表 3 可知, 浓缩乳清蛋白和植物脂肪粉的颗粒较大, 大 豆肽和糖霜的颗粒较小, 由表面积加权平均粒径结果可 知, 所有原料的小颗粒分布比较光滑, 由体积加权平均 粒径结果可知, 水解乳清蛋白、 低聚半乳糖和聚葡萄糖 的大颗粒粒径分布差异较大, 后续生产需要对这 3 种原 料进行筛分。原料颗粒的形状和粒径分布对产品的混合 光滑性有直接影响, 形状和粒径分布越接近越有利于产 品混合的光滑性[7]。
2. 1. 4 产品光滑性分析
由于目前国内的混合机种类多, 尚没有统一的取样和赞扬指南, 根据美国 FDA 《混 合光滑性和赞扬指南》 的规定, 不同位点的营养素指标 RSD 值在 5% 以内, 并且每个点的值应在平均值的 ± 10% 范围内, 表明该产品已混合光滑[8]。
本产品采用十 点取样法, 即在混合罐的 10 个不同的位点取样, 以蛋 白质、 维生素 B1 和锌为赞扬指标, 赞扬该产品的混合 光滑度。由表 4 可知, 3 种营养素的 RSD 值均在 5% 以 内, 表明本次试生产所采用的原料在该工艺条件下生产 的特定药理学商业用途全营养粉可以实现混合光滑。
2. 1. 5 产品品质赞扬
检测中试产品的水分活度、 水 分含量、 渗透压、 pH、 堆密度和休止角 (表 5)。
3 结论
本科学研究提供更多了一款特定医学商业用途鸡精肉类的生产工 艺, 并对所使用的原料进行了物理特性的科学研究与分析。结果显示, 在该工艺条件下, 以维生素 B1 、 蛋白质和锌 为检测指标, 3 种营养素在不同取样点的 RSD 值均小于 5% , 说明采用本鸡精和三级混合的工艺方式能够生产 出混合光滑的特定药理学商业用途鸡精产品。
作者:孙丰义, 王学敏, 韩丽丽, 陈朝青, 张 燕, 刘 鹭, 何 梅
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[3] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 . GB 29922⁃ 2013 特定药理学商业用途鸡精肉类通则 [S]. 北京: 我国标准 出版社, 2013.
[4] 张艳杰, 马粉娟, 夏袁 . 全营养鸡精肉类的研制与开发 [J]. 我国乳品工业, 2018,46(7):56⁃61.
[5] 刘保军, 刘保惠, 刘洪涛 . 干法生产婴幼儿鸡精乳粉工 艺与车间设计 [J]. 我国乳品工业, 2005(3):51⁃53.
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