婴儿配方奶粉用微胶囊化营养油的研究

摘要

采用微囊化技术，以婴幼儿可食用的植物蛋白和糖类作为壁材，利用喷雾干燥法将易氧化变质的植物油脂包埋起来，避免在生产过程中及开罐后，与空气接触而导致功能性脂肪酸的氧化，确保了配方奶粉的营养质量和食用安全性。通过单因素试验和响应面法(RSM)探讨不同工艺配方对产品微胶囊化效率(MEE)和产率(MEY)的影响，确定最佳配方，为后续的研究提供了重要的理论依据。气相色谱检测产品的结果表明，产品的营养成分及性能与人乳脂接近，弥补了奶粉营养成分的某些不足。主要研究结果如下：
　　 1.使用Matlab优化工具箱中的线性约束优化函数求解，脂肪酸配比合理且五种原料油总价最小时每种植物油的配比。建立数学模型并用Matlab语言代码编写程序文件，得到十组配方中所用五种原料油(椰子油、棕榈油、葵花仁油、大豆油、紫苏籽油)的配比和最优价格。
　　 经气相色谱分析，十组配方的脂肪酸含量均附和婴儿配方食品标准，其中配方十的脂肪酸含量较其余九组更接近人乳脂(HMF)。配方十中五种原料油(椰子油、棕榈油、葵花仁油、大豆油、紫苏籽油)在婴儿配方奶粉用营养油中的配比分别为13.6％、50％、14％、21％、1.4％ ，最优价格为9.53元/kg。
　　 2..以脂肪酸配比合理的混合植物油为芯材，大豆分离蛋白(SPI)和麦芽糊精(MD)为复合壁材，大豆卵磷脂为乳化剂，采用喷雾干燥工艺制备微胶囊化营养油。通过单因素试验，研究了含油量、大豆分离蛋白占总壁材的百分含量、总固形物浓度、大豆卵磷脂的质量分数对MEE和MEY的影响。
　　 利用响应面方法中的中心组合设计(CCD)对微胶囊营养油的配方进行优化，得到营养油微胶囊的最佳配方为：芯材质量分数为27.28％、固形物浓度为39.74％、大豆分离蛋白质量分数为40.00％、卵磷脂质量分数为1.47％。在此条件下，得到MEE和MEY的理论最大值分别为91.188％和96.1129％，期望度为0.894。
　　 3.通过扫描电镜观察到在最佳条件下(MEE为95.23％)和对照条件下(MEE为70.21％)微胶囊化营养油的表面形态。MEE为70.21％的微胶囊营养油表面有许多空洞和裂缝，然而在最佳条件下(MEE为95.23％)微胶囊营养油表面平滑，无凹陷，并且没有孔隙和裂缝。利用扫描电镜测得二十组微胶囊化产品的粒径，计算得到产品粒径的算数平均值为24.2769 μm。
　　 采用Schhal 烘箱测试法，经感官评定得出微胶囊营养油的滋气味在测试期间几乎没有变化。产品的过氧化值始终低于12 meq/kg，而混合油的过氧化值则在21~24 d之间，已经超过了国标的上限。基于Schhal 烘箱测试法，根据Arrhenius 经验公式，推算出所测微胶囊样品在22℃的保质期约为24个月。
　　 通过差示扫描量热法测得微胶囊营养油的玻璃化转变温度Tg = 65.18℃，说明贮存在室温下的微胶囊化营养油处于玻璃态，所以微囊产品在常温下稳定性良好，储藏效果比较稳定。
　　 经评定产品的感官指标、理化指标和卫生标准符合国家标准。
　　 4.在婴儿配方奶粉中的应用。用微胶囊营养油替代液体植物油与生产配方奶粉的其他基料混合，用搅拌机充分搅拌后充氮包装生产婴幼儿配方奶粉。产品的营养成分和卫生标准符合国家标准。