特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品行業(yè)技術(shù)工藝流程分析

• 陳博 2023年8月21日 來源：中研網(wǎng) 875 54
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干法工藝是將蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質(zhì)、可選成分及必要的添加劑等攪拌混合，而制成最終產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。但由于干法工藝在混合后沒有殺菌步驟，因此，在整個稱重、配料、混合及封裝過程都對生產(chǎn)車間器具、設(shè)備的要求更加嚴(yán)格。對原料的水分活度，及微生

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1、乳劑產(chǎn)品工藝：

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乳劑類特醫(yī)食品主要由蛋白質(zhì)、碳水化合物（膳食纖維）、油脂、礦物質(zhì)、維生素等幾大營養(yǎng)素組成的乳化體系，由于營養(yǎng)素種類多樣、體系復(fù)雜，加工過程易發(fā)生蛋白質(zhì)絮凝沉淀、脂肪球顆粒聚集上浮等失穩(wěn)現(xiàn)象，影響乳液消費(fèi)品質(zhì)。對于乳劑型特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品，是含有油相及水相的熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，同時也是含有碳水化合物、蛋白質(zhì)等豐富營養(yǎng)物質(zhì)的中性體系，需要采用乳化、均質(zhì)及滅菌工藝來保持體系貨架期穩(wěn)定。

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為了得到穩(wěn)定的乳劑產(chǎn)品，對乳化均質(zhì)要求比較高，油脂需要足夠的分散和穩(wěn)定。

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乳劑產(chǎn)品制作中， 均質(zhì)乳化好的料液 要進(jìn)行 超高溫滅菌 ，根據(jù)產(chǎn)品的具體配方特點(diǎn)和粘度，通常采用 UHT超高溫滅菌 后再包裝或者先包裝后，再二次滅菌 。

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為了得到更穩(wěn)定的產(chǎn)品，通常在UHT滅菌之后再進(jìn)行均質(zhì)，選用無菌型均質(zhì)機(jī)，采用脫氣工藝也有助于改善產(chǎn)品狀態(tài)。

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選用超高溫瞬時殺菌工藝，產(chǎn)品的熱敏性營養(yǎng)素?fù)p失相對較少。高溫殺菌熱處理過程中營養(yǎng)素的損失不容忽視，這需要在設(shè)計配方的時候考慮一定的冗余量，主要針對容易熱損失的維生素，比如維生素 C、維生素 E 等，同時需要重點(diǎn)關(guān)注體系的 pH 值，因為不同維生素在不同酸堿度體系中的穩(wěn)定性差異較大，需要具體分析計算。

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乳劑的工藝生產(chǎn)采用的是濕法工藝。分為粘度大型和粘度小型，具體區(qū)別在于先罐裝后滅菌，還是先滅菌后罐裝，這其中，涉及到部分產(chǎn)品包裝材質(zhì)，決定了它需要選擇哪一種的工藝手法。

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2、粉劑產(chǎn)品工藝

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（1）干法工藝

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干法工藝是將蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質(zhì)、可選成分及必要的添加劑等攪拌混合，而制成最終產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。但由于干法工藝在混合后沒有殺菌步驟，因此，在整個稱重、配料、混合及封裝過程都對生產(chǎn)車間器具、設(shè)備的要求更加嚴(yán)格。對原料的水分活度，及微生物控制也非常嚴(yán)格。除此之外，配方中的極微量成分混合的均勻性是需要關(guān)注的因素。

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對于特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的干法工藝混合，其混合原理是在機(jī)械或流體動力等外力作用下，使多種物料組分互相摻合，相互分散，而達(dá)到在混合倉里的各種組分微粒均勻分布的一種操作。常用干法混合方式包括脈沖式氣流混合、三維混合和槳葉式混合。

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脈沖式氣流混合：脈沖式氣流混合是將壓縮空氣以脈沖方式?jīng)_擊物料，使物料在混合倉內(nèi)呈現(xiàn)上升、擴(kuò)散、沉降運(yùn)動，以達(dá)到短時間內(nèi)實現(xiàn)物料的混合均勻。脈沖式混合一般可在3~10min內(nèi)完成成批物料的混合操作，混合比可達(dá)1︰5000，其具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、混合耗時短、批生產(chǎn)量大、單位能耗低等優(yōu)點(diǎn)。尤其對于顆粒密度約0.5~0.7g/cm3且粉體流動性好的原輔料具有更好的適用性。其物料的投料及輸送可做到全密閉，避免生產(chǎn)過程中與外界的交叉污染，此種混合方式需要關(guān)注生產(chǎn)前后設(shè)備及密閉管道的清洗與清潔。

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三維混合：三維混合設(shè)備的混合原理是依靠容器回轉(zhuǎn)型的轉(zhuǎn)動，容器在任何位置上可以圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)，使物料在容器空間內(nèi)無離心作用力下進(jìn)行反復(fù)的擴(kuò)散和合并，實現(xiàn)混合效果。三維混合設(shè)備其對產(chǎn)品物料本身的作用力相對較小，利于顆粒強(qiáng)度較敏感的原輔料進(jìn)行混合，其設(shè)備易于清潔，混合時間相對較長，一般較難做到投料及輸送物料過程的全密閉方式，采用此種混合方式需要關(guān)注特醫(yī)食品裸露的粉體在生產(chǎn)工序轉(zhuǎn)移過程中可能的交叉污染。

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槳葉式混合：槳葉式混合設(shè)備的式樣較多，多為單軸或雙軸的轉(zhuǎn)子帶動槳葉推動粉體產(chǎn)生較弱的剪切與對流混合。當(dāng)槳葉帶動粉體到達(dá)混合室上部后，粉體被槳葉拋落或在重力作用下自由滑落，做不規(guī)則、無定向的運(yùn)動，形成剪切與擴(kuò)散混合，具有混合速度相對較快且能耗低等特點(diǎn)，混合體系中物料間配比低至1︰10000時，也具有良好的混合均勻性。但槳葉的轉(zhuǎn)動會對粉體產(chǎn)生一定作用力及導(dǎo)致溫度升高，應(yīng)關(guān)注作用力對特醫(yī)食品中一些微囊化原料物性的影響，以及溫度對特醫(yī)食品中熱敏感性物料的影響。

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其中，干法工藝中混合時間是特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品生產(chǎn)過程中的一個重要參數(shù)，由于混合體系中原輔料之間存在顆粒度、相對密度等物性差異，粉體在混合的同時也發(fā)生著自動分級而離析，當(dāng)混合和離析達(dá)到某種平衡狀態(tài)，即混合體系呈現(xiàn)出良好的混合均勻度，而在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步混合，則有可能出現(xiàn)混合均勻度下降。因此，合適的混合時間參數(shù)優(yōu)化對特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的均勻度至關(guān)重要。原料的物理性質(zhì)也對特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品的混合均勻度有影響，如摩擦力、靜電力、黏附力等。物理性質(zhì)因素中顆粒粒徑、休止角、顆粒有效密度及吸濕性的影響較為關(guān)鍵。（參考文獻(xiàn)《干法工藝中全營養(yǎng)特醫(yī)食品混合均勻度的影響因素》）

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混合均勻度的影響1：顆粒粒徑：混合體系中各顆粒粒徑大小越相近時，其混合過程中的運(yùn)動特性則越相近，即其具有更好的混合均勻性，反之亦然。

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混合均勻度的影響2：休止角：即指粉體在斜面處于下滑的臨界狀態(tài)時與水平面所成的最小夾角。是整個干法混合體系中流動性的決定性因素。

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混合均勻度的影響3：顆粒有效密度：粉體的質(zhì)量除以真體積的密度即為真密度，單位體積的內(nèi)部閉孔體積顆粒的質(zhì)量即為假密度，真密度和假密度均為顆粒的有效密度。

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混合均勻度的影響4：吸濕性：粉體表面因吸附水分子而使粉體濕度增加的現(xiàn)象成為吸濕。無特殊要求時，溫度應(yīng)不高于25℃，相對濕度應(yīng)在65%以下。

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優(yōu)點(diǎn)：干法工藝方便快捷、易于調(diào)整，容易滿足各種元素的需求，適應(yīng)不斷改變的法規(guī)要求。其最大優(yōu)勢在于短期成本低。同時不經(jīng)過二次高溫處理，只通過提高生產(chǎn)車間的潔凈度，控制殺菌時微生物感染，營養(yǎng)成分損失較小。

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缺點(diǎn)：對攪拌機(jī)和生產(chǎn)衛(wèi)生條件要求高，否則容易出現(xiàn)產(chǎn)品中的營養(yǎng)物質(zhì)混合不均勻等問題。干法工藝對車間的衛(wèi)生條件要求較高。

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（2）濕法工藝

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濕法工藝是將蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質(zhì)、可選成分及必要的添加劑等攪拌混合，剪切分散，在經(jīng)過均質(zhì)的一種直接進(jìn)行滅菌罐裝等操作的液體劑型產(chǎn)品，或經(jīng)過均質(zhì)后再殺菌濃縮、噴霧干燥等步驟加工成粉狀，這種方法叫做濕法噴粉工藝。由于是在液體體系中混合，保證了各種元素的分散性均一，更易于保證衛(wèi)生，但高溫干燥會導(dǎo)致熱敏性成分或光敏性成分遭到一定破壞。濕法的工藝比較復(fù)雜，需要的設(shè)備較多，前期處理主要的設(shè)備是均質(zhì)機(jī)，最好有殺菌機(jī)，濃縮設(shè)備、干燥設(shè)備、包裝設(shè)備，及一些附屬設(shè)備，還要有鍋爐、污水處理等。

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水劑飲料的生產(chǎn)工藝也采用了濕法工藝，如電解質(zhì)飲料是指在配方中有足夠的各種無機(jī)鹽（電解質(zhì)）和維生素，總含量大致與人體的滲透壓相等，能迅速補(bǔ)充人體運(yùn)動后所損失的體液（水分）及各種電解質(zhì)和維生素，能維持肌肉收縮和血液的凝固等有重要作用。在進(jìn)行電解質(zhì)飲料的配方設(shè)計時，必須考慮到人體的各種生理需要。高能飲料和電解質(zhì)飲料的區(qū)別在于它除了提供人體劇烈運(yùn)動或大工作量后所需的礦物鹽及能量外，還因其含有某些特殊的中藥成分如人參抽提物及維生素等，能起到強(qiáng)身健體的作用。（參考文獻(xiàn)《一種特殊飲料一一電解質(zhì)飲料的加工》）

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優(yōu)點(diǎn)：濕法工藝原料新鮮，各種元素的分散性均一，產(chǎn)品狀態(tài)疏松，速溶效果較好。

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缺點(diǎn)：流程復(fù)雜，成本較高，濕法工藝曾面臨的問題是存在熱耗損的缺陷，高溫干燥容易導(dǎo)致熱敏性成分被破壞，不過如今已經(jīng)有低溫干燥技術(shù)能解決這個問題。濕法工藝并不是所有的企業(yè)都能夠做到的，廠商生產(chǎn)設(shè)備投入大，研發(fā)投入也大。

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（3）干濕復(fù)合法工藝

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綜合了濕法工藝混合更均勻的優(yōu)點(diǎn)和干法工業(yè)營養(yǎng)素?fù)p失較少的優(yōu)點(diǎn)，在濕法工序步驟將非熱敏物料與水混勻，然后噴霧干燥，對于熱敏性的營養(yǎng)組分則通過干混方式加入，避免了熱損失及工藝步驟過長引起的氧化暴露損失。干濕復(fù)合法保留了干法和濕法各自的優(yōu)點(diǎn)，能夠均勻混裝各種營養(yǎng)元素，同時保證了一些熱敏性的營養(yǎng)元素的活性，被認(rèn)為是最安全的工藝。但干濕復(fù)合工藝是比較復(fù)雜的，對設(shè)備等各方面都要求高，比單純的濕法工藝和單純的干法工藝都要復(fù)雜得多。國家規(guī)定在干濕法復(fù)合工藝中其濕法工藝生產(chǎn)和干混，都應(yīng)在同一廠區(qū)完成。這種要求，對于有些小企業(yè)來說是項挑戰(zhàn)。

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目前，干濕法復(fù)合工藝是生產(chǎn)工藝的主流工藝?？紤]到現(xiàn)在越來越多的特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品都添加了具有生物活性的功能物質(zhì)，比如益生菌、DHA等，而這些活性物質(zhì)通常是熱敏元素，經(jīng)過濕法工藝的高溫干燥后損耗非常大、活性也會降低，因此也有高端的生產(chǎn)廠家會選用干濕法復(fù)合工藝來生產(chǎn)。（參考文獻(xiàn)：《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品干法混合工藝研究及其與濕法工藝的對比》）

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  2023-2028年中國特醫(yī)食品行業(yè)深度調(diào)研與發(fā)展趨勢預(yù)測研究報告

  本報告利用中研普華長期對特醫(yī)食品行業(yè)市場跟蹤搜集的一手市場數(shù)據(jù)，應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)分析模型，全面而準(zhǔn)確地為您從行業(yè)的整體高度來架構(gòu)分析體系。報告結(jié)合特醫(yī)食品行業(yè)的背景，深入而客觀地剖析...

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