特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品全營養(yǎng)乳液的穩(wěn)定性

特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品(Food for Special Medical Purpose, 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(tài)人群對營養(yǎng)素或膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品。

全營養(yǎng)乳液是一個成分復(fù)雜的緩沖體系，由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)類組成。它在熱力學(xué)上屬于不穩(wěn)定體系，既有蛋白質(zhì)等微粒形成的懸浮液、脂肪乳濁液，又有以糖、鹽類形成的真溶液。其主要質(zhì)量問題為加工及貯藏中出現(xiàn)沉淀、分層以及脂肪上浮的問題。從微觀上表現(xiàn)為乳狀液分散相顆粒的遷移(表現(xiàn)為沉淀和析水)，或是分散相顆粒平均粒徑大小的變化(表現(xiàn)為團聚和絮凝)。凡是影響全營養(yǎng)乳液中蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的因素，破壞蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素都會影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性，例如穩(wěn)定劑、乳液體系的pH、礦物質(zhì)鹽以及蛋白誘導(dǎo)膠凝等因素都會影響到產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

全營養(yǎng)乳液這一復(fù)雜的體系不僅需要合適的工藝，還需要適量的穩(wěn)定劑、乳化劑以及一定的體系條件(pH、金屬離子濃度)以保持液體的穩(wěn)定性。本文主要研究膠體對全營養(yǎng)乳液穩(wěn)定性的影響。

1 全營養(yǎng)乳液生產(chǎn)工藝流程

圖1 特殊醫(yī)學(xué)用途食品全營養(yǎng)乳液工藝流程

2 實驗方法

制備不同濃度的微晶纖維素（0.3、0.6、0.9、1.2、1.5、1.8 g/L）的全營養(yǎng)乳液，利用殺菌釜滅菌。第二天測定全營養(yǎng)乳液的平均粒徑、電位、粘度、pH、離心沉淀率的變化。并用LUMiSizer®考察穩(wěn)定劑不同濃度對全營養(yǎng)乳液的穩(wěn)定性的影響。

3 結(jié)果與分析

微晶纖維素(microcrystalline cellulose, MCC)是由纖維素原料經(jīng)過稀酸水解并經(jīng)過一系列處理得到的極限聚合度的產(chǎn)物, 是一種可自由流動的纖維素晶體的天然聚合物。微晶纖維素在溶液中經(jīng)過高速剪切分散和均質(zhì)之后, 可以*分散在體系中，和水以氫鍵形式成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有效懸浮蛋白顆粒，阻止變性蛋白的聚集。MCC 與其他親水膠體不同之處在于MCC 本身并不與水分子結(jié)合，只是分散在液體體系中，分散體系呈觸變性；這種以氫鍵結(jié)合的微晶體網(wǎng)絡(luò)體系沒有糊狀質(zhì)感，口感清爽。

表1 不同濃度微晶纖維對全營養(yǎng)乳液體系的影響

如表1所示，隨著微晶纖維素濃度的增大，從0.3 g/L 增加到1.8 g/L，乳液體系中平均粒徑變化幅度在521.53 nm-583.23 nm 之間。微晶纖維素添加濃度為0.6 g/L 時，此時平均粒徑（521.53 nm）最小（P＜0.05）。當(dāng)微晶纖維素濃度增加至0.9 g/L 時，乳液中平均粒徑濃度達至最大，583.23nm（P＜0.05）；此時微晶纖維素濃度繼續(xù)增加，平均粒徑開始減小；當(dāng)微晶纖維素濃度達到1.8 g/L 時，乳液平均粒徑降到550.23 nm。

粘度也是影響穩(wěn)定性的一個重要因素。高粘度的體系可以使分散相不容易聚集和凝聚，從而確保分散體系更加穩(wěn)定。研究結(jié)果顯示微晶纖維素濃度從0.3 g/L 增加到1.8 g/L，全營養(yǎng)乳液的粘度從18.83 mPa·s 增加至53.10 mPa·s；當(dāng)微晶纖維素濃度小于1.5 g/L 時，盡管粘度變化是顯著的（P＜0.05），但粘度幅度增加緩慢，僅由18.83 mPa·s 增至38.40mPa·s。

離心沉淀率是反映液體體系穩(wěn)定性的一個指標(biāo)。沉淀率越大，表明溶液懸浮性能較差，易發(fā)生蛋白沉淀等現(xiàn)象。當(dāng)微晶纖維素濃度從0.3 g/L 增加至0.6 g/L 時，乳液的離心沉淀率顯著降低至1.91% (P＜0.05)；隨著微晶纖維素濃度繼續(xù)增加至1.8 g/L，離心沉淀率顯著增加，為2.47%（P＜0.05）。在整個微晶纖維素濃度變化范圍內(nèi)，全營養(yǎng)乳液電位變化不明顯（-18.10 mV~ -20.03 mV），沒有顯著性變化(P>0.05)。微晶纖維素主要依賴于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成進而保持全營養(yǎng)乳液體系的穩(wěn)定，與粘度關(guān)系較小。

MCC 0.3 g/L                            MCC 0.6 g/L

MCC 0.9 g/L                           MCC 1.2 g/L

MCC 1.5 g/L                           MCC 1.8 g/L

圖2 不同濃度微晶纖維素的全營養(yǎng)乳液LUMiSizer®穩(wěn)定性圖譜

圖3 不同濃度微晶纖維素的全營養(yǎng)乳液體系不穩(wěn)定性指數(shù)

LUMiSizer®穩(wěn)定性分析結(jié)果顯示微晶纖維素濃度為0.6 g/L 和0.3 g/L 時，全營養(yǎng)乳液的不穩(wěn)定性指數(shù)顯著性降低；隨著其濃度的增加，不穩(wěn)定指數(shù)顯著性增加，體系不穩(wěn)定性增加。綜合考慮平均粒徑、粘度、離心沉淀率及不穩(wěn)定性指數(shù)，微晶纖維素濃度的最適濃度為0.6 g/L，此時全營養(yǎng)乳液體系穩(wěn)定，此時的離心沉淀率也是低，平均粒徑也是最小。微晶纖維素濃度為0.6 g/L 和0.3 g/L 時，全營養(yǎng)乳液的不穩(wěn)定性指數(shù)顯著性降低；隨著其濃度的增加，不穩(wěn)定指數(shù)顯著性增加，體系不穩(wěn)定性增加。

綜合考慮平均粒徑、粘度、離心沉淀率及不穩(wěn)定性指數(shù)，微晶纖維素濃度的最適濃度為0.6 g/L，此時全營養(yǎng)乳液體系穩(wěn)定，此時的離心沉淀率也是低，平均粒徑也是最小。