婴儿配方乳粉蛋白质与不溶度指数的相关性研究

摘 要：婴儿配方乳粉是婴儿配方食品的一种，适用于正常0～6月龄婴儿。0～6月龄的婴儿最理想的食品是母乳，但在母乳不足或无母乳时，需要食用婴儿配方乳粉以满足其正常生长发育需求，因此婴儿配方乳粉的生产质量至关重要。其中，不溶度指数反映乳粉的溶解情况。本文对婴儿配方乳粉蛋白质含量与其不溶度指数的关系进行分析，结果表明，随蛋白质含量增加，婴儿配方乳粉不溶度指数增大。

关键词：婴儿配方乳粉;蛋白质;不溶度指数

Research on the Correlation Between Protein and Insolubility Index of Infant Formula Milk Powder

WANG Xiangzhu1，2， MA Keqing1

（1.Linxia Hui Autonomous Prefecture Liao Yuan Dairy Co.， Ltd.， Linxia 731800， China; 2.Liaoyuan Dairy Co.， Ltd.， Hezuo 747000， China）

Abstract： Infant formula milk powder is a kind of infant formula food， suitable for normal 0～6 months infants. Although the most ideal food for infants is breast milk， when there is insufficient or no breast milk， it is necessary to eat infant formula milk powder to meet its normal growth and development needs. Therefore， the production quality of infant formula milk powder is very important. Among them， the insolubility index reflects the dissolution of milk powder. In this paper， the relationship between the protein of infant formula milk powder and its insolubility index was analyzed， and the results showed that the insolubility index of infant formula milk powder increased with the increase of protein.

Keywords： infant formula milk powder; protein; insolubility index

婴儿配方食品分为乳基和豆基两大类，其中乳基婴儿配方食品指以乳类及乳蛋白制品为主要蛋白来源，加入适量的维生素、矿物质和（或）其他原料，仅用物理方法生产加工制成的供0～6月龄婴儿食用的产品，其形态分为液态、固态两种，婴儿配方乳粉为固态中的一种。婴儿配方乳粉是关系亿万家庭幸福和国家民族未来的特殊食品，因此全面提升婴儿配方乳粉的品质具有非常重要的意义。

不溶度指数是将乳粉复原并离心后所得沉淀物体积的毫升数，反映乳粉的溶解情况[1]。不溶度指数越高，说明奶粉中不溶于水的物质越多，企业在生产时除各项指标符合国标外，也需关注不溶度指数的表现。在配方注册制严格要求下，任何细节的提升都可以为亿万家庭带来更好的产品体验，也为企业质量表现加分。基于此，本文对蛋白质含量与不溶度指数相关性进行分析和研究，以期提升产品质量表现，并为后期研究乳粉溶解性提供一定的技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

燎原婴儿配方乳粉，共60个样品。

1.2 仪器与设备

配方乳粉生产线：配料系统、降膜式蒸发器、立式上排风干燥塔和全自动包装线;BSA224S电子天平（0.1 mg），赛多利斯;TG16-WS型高速离心机，长沙维尔康;离心管（50 mL），厚壁、硬质;消化炉（DT-220）;凯氏定氮仪。

1.3 试验方法

1.3.1 蛋白质测定

按《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5—2016）第一法测定。

1.3.2 溶解度测定和不溶度指数的计算

（1）溶解度测定。按《食品安全国家标准 婴幼儿食品和乳品溶解性的测定》（GB 5413.29—2010）第二法测定。

（2）不溶度指数的计算。样品不溶度指数（mL）计算公式如下：

（1）

1.3.3 试验方案

本试验是在生产过程中随机抽取60个样品进行蛋白质和溶解度测定，并根据公式（1）计算不溶度指数。将蛋白质测定值按从低到高的顺序排列，绘制组合图。其中，横坐标为样品序列号，左侧纵坐标为蛋白质测定值，其数值以柱状表示;右侧纵坐标为相应不溶度指数计算值，其数值以折线表示。通过图表中数据变化趋势观察和分析其相关性。同时采用SPSS软件进行相关性分析。利用相关分析研究蛋白质和不溶度指数之间的相关关系，使用Spearman相关系数表示相关关系的强弱情况。通过数据分析软件分析蛋白质与不溶度指数是否存在影响关系。

2 结果与分析

样品蛋白质和不溶度指数相关性分析结果见表1、图1及表2。

由表1可知，蛋白质最小值11.33 g/100 g，最大值13.20 g/100 g。样品能量采用均值2 100 kJ/100 g进行换算，得出最小值0.54 g/100 kJ，最大值0.63 g/100 kJ。《食品安全国家标准 婴儿配方食品》（GB 10765—2021）中对蛋白质的要求为0.43～0.72 g/100 kJ，可见试样均符合国标要求。不溶度指数最小值为0.010 mL，最大值为0.196 mL，符合业内常用标准≤0.2 mL。

由图1可知，基本变化趋势为不溶度指数随蛋白质的升高而增大。当蛋白质≥12.20 g/100 g，不溶度指数出现了显著的增长。由表2可知，不溶度指数和蛋白质之间的相关系数R值为0.912，并且呈现出0.01水平的显著性，因而说明不溶度指数和蛋白质之间有着显著的正相关关系。

3 结论与讨论

生牛乳中大约含0.5%的氮，其中95%为乳蛋白质，5%为非蛋白氮。酪蛋白是乳中蛋白质的主要成分，约占乳中蛋白质的80%，其由乳腺上皮细胞合成，以酪蛋白胶束的形式存在，含有大量的磷和钙。除酪蛋白外，其余为乳清蛋白，约占乳中蛋白质的20%[2]。乳粉的干燥是指将液体、固体或半固体原料转化为含水量极低的乳粉，主要有滚筒干燥、冷冻干燥、喷雾干燥等[3-4]。滚筒干燥时，高温易使蛋白质变为一种不易溶解的状态，不利于婴儿配方乳粉的生产。冷冻干燥所需能耗成本较高，一般乳粉行业用得极少。而喷雾干燥后的乳粉具有较好的风味、色泽、冲调性和溶解性，为目前应用最广泛的一种干燥方式[5]。本文中样品干燥方式为喷雾干燥。

生牛乳中的蛋白质属于热敏性成分，而乳粉生产过程是热加工处理过程，尤其是高温杀菌和喷雾干燥两个主要过程。喷雾干燥时进风温度为165～210 ℃，排风温度68～88 ℃，由于乳粉在干燥塔内停留时间极短，只要控制好排风温度[6]，此过程基本不会造成蛋白变性。高温杀菌一般温度为75～85 ℃，时间为16～30 s，在生产过程中需严格控制此过程，避免过热和时间过长造成蛋白变性，在保证杀菌效果的同时，尽量缩短物料高温杀菌的时间。

过度的热处理会引起蛋白质变性。在热处理强度不是非常高的情况下，变性的乳清蛋白在牛乳中并不发生沉淀，且在乳粉复原时也不会发生沉淀。但变性的酪蛋白凝聚后在乳粉的溶解过程中不能形成稳定的悬浮液，而是形成了沉淀，进而降低了乳粉的溶解度。乳粉中蛋白质变性引起的不溶性主要来源于酪蛋白，主要是由加工过程中热处理引起的，加热温度越高，时间越长，蛋白质变性越严重。

本文对婴儿乳粉蛋白质及其不溶度指数的关系进行了分析，结果表明，在同样的工艺条件下，不溶度指数随蛋白质含量的增加而增大，且不溶度指数和蛋白质之间呈现出0.01水平的显著性，说明不溶度指数和蛋白质之间有着显著的正相关关系。这可能是因为在同样的工艺条件下，蛋白变性的比例相同，那么蛋白含量较高的奶粉，其变性的绝对数量增加，不溶度指数随之也增加。

参考文献

[1]中华人民共和国卫生部.食品安全国家标准 婴幼儿食品和乳品溶解性的测定：GB 5413.29—2010[S].北京：中国标准出版社，2010.

[2]郭本恒.乳粉[M].北京：化学工业出版社，2003.

[3]姜旭德，任丽哲.乳品工艺技术[M].北京：中国轻工业出版社，2013.

[4]何湘丽，湛艳红.婴幼儿配方乳粉溶解性的影响因素探讨[J].中国乳业，2019（2）：74-76.

[5]刘殿宇，梁素梅，高伟.奶粉喷雾干燥生产中应注意的问题[J].中国乳业，2010（1）：45-47.

[6]张文华，张宏德，刘华玲.奶粉蛋白变性的原因分析、预防及判定方法[J].食品工业科技，1998（1）：56.