特殊醫學用途配方食品全營養乳液的穩定性

特殊醫學用途配方食品(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人群對營養素或膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品。

全營養乳液是一個成分復雜的緩沖體系，由蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素和礦物質類組成。它在熱力學上屬于不穩定體系，既有蛋白質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。其主要質量問題為加工及貯藏中出現沉淀、分層以及脂肪上浮的問題。從微觀上表現為乳狀液分散相顆粒的遷移(表現為沉淀和析水)，或是分散相顆粒平均粒徑大小的變化(表現為團聚和絮凝)。凡是影響全營養乳液中蛋白質穩定性的因素，破壞蛋白結構穩定性的因素都會影響產品的穩定性，例如穩定劑、乳液體系的pH、礦物質鹽以及蛋白誘導膠凝等因素都會影響到產品的穩定性。

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

1 全營養乳液生產工藝流程

圖1 特殊醫學用途食品全營養乳液工藝流程

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）的全營養乳液，利用殺菌釜滅菌。第二天測定全營養乳液的平均粒徑、電位、粘度、pH、離心沉淀率的變化。并用LUMiSizer®考察穩定劑不同濃度對全營養乳液的穩定性的影響。

3 結果與分析

微晶纖維素(microcrystalline cellulose, MCC)是由纖維素原料經過稀酸水解并經過一系列處理得到的極限聚合度的產物, 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過高速剪切分散和均質之后, 可以*分散在體系中，和水以氫鍵形式成三維網絡結構，這種三維網絡結構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；這種以氫鍵結合的微晶體網絡體系沒有糊狀質感，口感清爽。

表1 不同濃度微晶纖維對全營養乳液體系的影響

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增加，平均粒徑開始減小；當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定。研究結果顯示微晶纖維素濃度從0.3 g/L 增加到1.8 g/L，全營養乳液的粘度從18.83 mPa·s 增加至53.10 mPa·s；當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定性的一個指標。沉淀率越大，表明溶液懸浮性能較差，易發生蛋白沉淀等現象。當微晶纖維素濃度從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，全營養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絡結構的形成進而保持全營養乳液體系的穩定，與粘度關系較小。

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乳液LUMiSizer®穩定性圖譜

圖3 不同濃度微晶纖維素的全營養乳液體系不穩定性指數

LUMiSizer®穩定性分析結果顯示微晶纖維素濃度為0.6 g/L 和0.3 g/L 時，全營養乳液的不穩定性指數顯著性降低；隨著其濃度的增加，不穩定指數顯著性增加，體系不穩定性增加。綜合考慮平均粒徑、粘度、離心沉淀率及不穩定性指數，微晶纖維素濃度的最適濃度為0.6 g/L，此時全營養乳液體系穩定，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，全營養乳液的不穩定性指數顯著性降低；隨著其濃度的增加，不穩定指數顯著性增加，體系不穩定性增加。

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