关于儿童健骨牛奶的探索

作者：郑晓敏

    目前国内外对儿童牛奶的研究开发也日渐活跃，上市了多款儿童牛奶，各种儿童乳制品由于其营养健康的功能受到众多家长的青睐。儿童处于成长发育期的时候，需要补充钙元素，把牛奶与多种补钙健骨功能成分进行有机组合，可以促进儿童骨骼健康成长，这对牛奶深加工，提高产品附加值具有重要意义。以优质牧场生牛乳为原料，针对儿童成长需求，研制出强化了多种健骨营养元素，天然乳香，香甜适口的儿童健骨牛奶。    

1  材料与方法

1.1材料

    生牛乳：昆明雪兰牛奶有限责任公司；蜂蜜：四川杨氏蜜蜂园有限公司；白砂糖：云南中糖发展有限公司；纳米碳酸钙P30:上海统园食品技术有限公司；酪蛋白磷酸肽：新西兰Tatua公司；水解蛋黄粉：上海康米尔特食品科技有限公司；牛奶碱性蛋白：新西兰Tatua公司；酪蛋白酸钠：澳大利亚MG公司；天然牛奶香精：浙江安赛生物科技有限公司。

1.2主要仪器与设备

    APV-1000型均质机：德国APV公司；T50标准型电位滴定仪：瑞士梅特勒一托利多公司；RW-20型高速搅拌器：德国IKA公司；YXQ-LS-50G型全自动高压灭菌锅：上海博迅实业有限公司等。

1.3工艺流程

    生牛乳→调配→定容→均质→巴氏杀菌→灌装→成品→检测

1.4工艺要点

1.4.1生牛乳的选择

    生牛乳各项指标符合GB 19302“食品安全国家标准生乳”的规定基础上，要求生牛乳蛋白质含量≥3.2%．菌落总数≤2.0 x l05 CFU/mL，体细胞数≤10万个/mL。

1.4.2调配

    生牛乳与部分净化水升温到50℃—55℃溶解酪蛋白酸钠15—20 min，然后添加入其它辅料，搅拌溶解均匀后定容。

1.4.3乳化均质

    调配好的基料升温到65℃—70℃进行均质处理（一级压力2—3 MPa，二级压力18～20 MPa）。

1.4.4巴氏杀菌

    杀菌条件采用高温短时巴氏杀菌( 95℃±1 oC，10—15 s)。

1.4.5灌装

    将杀菌后产品迅速冷却至2℃~6℃，进行灌装。

1.5产品基础配方的确定

鉴于儿童口味特征，在前期研究基础上，以白砂糖、蜂蜜、酪蛋白酸钠、天然牛奶香精四个因素，选取合适的添加量，并以生牛乳定容至100%，设计L9(34)四因素三水平正交试验，以感官评价得分为考查指标，确定最佳的产品基础配方，因素和水平见表1。

1.6感官评价方法

  儿童健骨牛奶基本配方评价采用感官综合评分法，请12位经验丰富的评定人员对试验样品进行感官评分，评分标准参照巴氏杀菌乳感官质量评鉴细则进行修改后确定，具体指标见表2所示，色泽、组织状态、口感及滋气味的分数之和为总得分，在全部总得分中去掉一个最高分和一个最低分，求均值取整后的计分结果即为该儿童健骨牛奶的感官评分值。

1.7产品功能性成分选择及添加量的确定

    儿童健骨牛奶选择纳米碳酸钙、酪蛋白磷酸肽( CPP)、水解蛋黄粉(HYP)、牛奶碱性蛋白

( MBP)配合牛奶中富含的维生素D、乳糖来达到所具备的补钙、健骨功能。

1.8产品配方验证

    将巴氏杀菌后的儿童健骨牛奶产品理化指标、卫生指标进行分析，同时另一份样品于冰箱2℃~6℃条件下静置7d模拟产品货架期感官变化情况，对产品色泽、组织状态、口感及滋气味做出评价，评价标准参照表2。

2结果与讨论

2.1  产品基本配方的确定

产品基本配方试验结果如表3所示，以产品感官得分为考察指标时，四个因素影响大小依次为：A>D>C>B：即，白砂糖>天然牛奶香精>酪蛋白酸钠>蜂蜜，白砂糖是主要影响因素，天然牛奶香精是次要影响因素，即香气和甜度对产品风味影响显著。A1D2C3B2为最佳工艺配方，即白砂糖3.0%、天然牛奶香精0.03%、酪蛋白酸钠0.3%、蜂蜜1.0%。按该配方组合进行3次平行试验加以验证，产品的感官评分的均值为88分，制得的儿童健骨牛奶，色泽呈乳白色，具有牛奶纯正浓郁风味，口感滑爽，甜度合适，因此选择A2D2C3B2组合为儿童健骨牛奶最佳基本配方。

2.2产品功能性成分选择及添加量的确定

    目前强化钙主要面临钙强化剂溶解分散性不好，货架期内会产生大量沉淀。纳米碳酸钙为碳酸钙经过阿拉伯胶及糊精的包埋处理，同时纳米钙径粒细小( 0.15—0.20μm)，能够使纳米碳酸钙保持悬浮状态，提高钙离子在牛奶中的稳定性及钙利用率。试验发现纳米碳酸钙在牛奶溶液中分散性和悬浮稳定性极佳；其使用量依据GB 14880“食品安全国家标准食品营养强化剂使用标准”规定，在调制乳中使用量为250—1 000 mg/kg，产品纳米碳酸钙添加量选择2 000mg/kg，其钙含量为30%，即钙离子添加量为600 mg/kg。

    酪蛋白磷酸肽( CPP)是富含磷酸丝氨酸的大分子生物活性多肽，是酪蛋白在胰蛋白酶作用下分解产生的，含有特殊的能与钙结合的磷酸化成分。CPP最大的优势在于它能与钙形成复合物，防止钙的沉淀产生并增加钙在小肠中的溶解，有利于在小肠的吸收促进钙的吸收，提高钙离子生物利用率；同样，CPP能以相同的方式促进其他矿物质的吸收，如铁、锌等。CPP具有在很宽的pH范围内完全溶解的特性，可耐受高温处理，具有良好的稳定性，CPP添加量为钙强化量的20%以上，即可有效促进钙的吸收。其使用量依据GB 14880规定，在调制乳中使用量≤1.6 g／kg，产品中钙含量约为1 600 mg/kg，CPP添加量选择400 mg/kg。

    水解蛋黄粉是提取自鸡蛋蛋黄的一种的功能性物质，通过蛋白酶处理、离心分离技术将其提取并制造而成。水解蛋黄粉能够抑制骨吸收指标、进而抑制骨密度的减少，增加成骨细胞的细胞增殖，提高成骨细胞分化和胶原蛋白的产生，抑制破骨细胞分化，维持骨骼成分的平衡，从而促进骨骼的成长和健康。卫生部2008年第20号公告将水解蛋黄粉批准为新资源

食品，可用于乳制品，食用量≤l g/d，产品水解蛋黄粉添加量选择0.5 g/kg。

    牛奶碱性蛋白( MBP)，以鲜牛乳为原料，经脱脂、过滤、浓缩、去除酪蛋白等酸性蛋白、阳离子层析、冷冻干燥等工艺制成，目前在日本研究及应用广泛。MBP能够促进成骨细胞增殖，抑制破骨细胞分化，并能协调成骨细胞和破骨细胞的活动，保持两者的动态平衡，保持骨密度，可直接作用于骨骼细胞，促进骨骼新陈代谢，热处理和消化酶的作用不会影响其吸收。卫生部2009年第1 8号公告将牛奶碱性蛋白批准为新资源食品，可用于乳制品，食用量≤200mg/d，产品牛奶碱性蛋白添加量选择50 mg/kg。

2.3产品配方验证结果

    在基础配方及功能成分确定情况下进行产品货架期感官变化验证性试验，儿童健骨牛奶的感官评分的均值为87，说明产品在7d货架期感官指标稳定，具备应用于生产实践的价值。

    理化指标：蛋白质≥3.0%，脂肪≥3.6%。

    卫生指标：菌落总数≤1 000 CFU/mL，大肠菌群未检出，金黄色葡萄球菌未检出，沙门氏菌未检出，铅（以Pb计）≤0.05 mg/kg，汞（以Hg计）≤0.01 mg/kg，砷（以As计）≤0.1 mg/kg，铬（以Cr计）≤0.3mg/kg，黄曲霉毒素M1≤0.5μg/kg。

    综合儿童健骨牛奶感官、理化、卫生指标可知其符合GB 25191“食品安全国家标准调制乳”中的相关规定。该产品适于3岁以上儿童饮用，建议饮用量为250—500 mL/d。

3结论

通过正交试验及配方验证确定儿童健骨牛奶最佳基本配方为：白砂糖3.0%、蜂蜜1.0%、酪蛋白酸钠0.3%、天然牛奶香精0.03%，其最佳功能性成分添加量为：纳米碳酸钙2 000 mg/kg、酪蛋白磷酸肽( CPP) 400 mg/kg、水解蛋黄粉(HYP) 0.5 g/kg、牛奶碱性蛋白( MBP) 50 mg/kg，研制的儿童健骨牛奶色泽呈乳白色，香甜适口，功能成分搭配合理，具备补钙健骨的保健功能。

4摘要 

 以生牛乳为原料，探讨了儿童健骨牛奶的制备工艺条件。通过正交试验研究儿童健骨牛奶产品基础配方，并同时对健骨功能成分进行选择及添加量确定。结果表明，儿童健骨牛奶最佳配方为白砂糖3.0%、蜂蜜1.0%、酪蛋白酸钠0.3%、天然牛奶香精0.03%。最佳健骨功能性成分添加量为：纳米碳酸钙2 000 mg/kg、酪蛋白磷酸肽(CPP) 400 mg/kg、水解蛋黄粉(HYP) 0.5 g/kg、牛奶碱性蛋白(MBP) 50 mg/kg。