「特医食品」特医生产干法、湿法、干湿复合法工艺简析

特殊医学用途配方食品的研发和生产,均突出了企业的主导作用,不光要求企业具备工艺研发能力,且工艺流程需要依据产品配方特点和形态设计。本文结合特殊医学用途配方食品常见的几种生产工艺进行剖析整理,为特殊医学用途配方食品的研发和生产企业提供参考。

干法工艺

干法工艺是将蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质、可选成分及必要的添加剂等搅拌混合,而制成最终产品的生产工艺。但由于干法工艺在混合后没有杀菌步骤,因此,在整个称重、配料、混合及封装过程都对生产车间器具、设备的要求更加严格。对原料的水分活度,及微生物控制也非常严格。除此之外,配方中的极微量成分混合的均匀性是需要关注的因素。

优点:干法工艺方便快捷、易于调整,容易满足各种元素的需求,适应不断改变的法规要求。其最大优势在于短期成本低。同时不经过二次高温处理,只通过提高生产车间的洁净度,控制杀菌时微生物感染,营养成分损失较小。

缺点:对搅拌机和生产卫生条件要求高,否则容易出现产品中的营养物质混合不均匀等问题。干法工艺对车间的卫生条件要求较高。
对于特殊医学用途配方食品的干法工艺混合,其混合原理是在机械或流体动力等外力作用下,使多种物料组分互相掺合,相互分散,而达到在混合仓里的各种组分微粒均匀分布的一种操作。

图1:常用干法混合方式

其中,干法工艺中混合时间是特殊医学用途配方食品生产过程中的一个重要参数,由于混合体系中原辅料之间存在颗粒度、相对密度等物性差异,粉体在混合的同时也发生着自动分级而离析,当混合和离析达到某种平衡状态,即混合体系呈现出良好的混合均匀度,而在此基础上进一步混合,则有可能出现混合均匀度下降。因此,合适的混合时间参数优化对特殊医学用途配方食品的均匀度至关重要。

原料的物理性质也对特殊医学用途配方食品的混合均匀度有影响,如摩擦力、静电力、黏附力等。物理性质因素中颗粒粒径、休止角、颗粒有效密度及吸湿性的影响较为关键。

图2:混合均匀度的影响

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湿法工艺

湿法工艺是将蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质、可选成分及必要的添加剂等搅拌混合,剪切分散,在经过均质的一种直接进行灭菌罐装等操作的液体剂型产品,或经过均质后再杀菌浓缩、喷雾干燥等步骤加工成粉状,这种方法叫做湿法喷粉工艺。由于是在液体体系中混合,保证了各种元素的分散性均一,更易于保证卫生,但高温干燥会导致热敏性成分或光敏性成分遭到一定破坏。

湿法的工艺比较复杂,需要的设备较多,前期处理主要的设备是均质机,最好有杀菌机,浓缩设备、干燥设备、包装设备,及一些附属设备,还要有锅炉、污水处理等。

优点:湿法工艺原料新鲜,各种元素的分散性均一,产品状态疏松,速溶效果较好。

缺点:流程复杂,成本较高,湿法工艺曾面临的问题是存在热耗损的缺陷,高温干燥容易导致热敏性成分被破坏,不过如今已经有低温干燥技术能解决这个问题。湿法工艺并不是所有的企业都能够做到的,厂商生产设备投入大,研发投入也大。

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现如今,在市场上营养全面并且能满足人体各方面营养需要的肠内营养乳剂类产品对促进病人的身体康复具有非常大的意义,在乳剂型产品生产时,需要将原料、辅料通过混合、均质、罐装、灭菌等操作完成。

乳剂的工艺生产采用的是湿法工艺。分为粘度大型和粘度小型,具体区别在于先罐装后灭菌,还是先灭菌后罐装,这其中,涉及到部分产品包装材质,决定了它需要选择哪一种的工艺手法。

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水剂饮料的生产工艺也采用了湿法工艺,如电解质饮料是指在配方中有足够的各种无机盐(电解质)和维生素,总含量大致与人体的渗透压相等,能迅速补充人体运动后所损失的体液(水分)及各种电解质和维生素,能维持肌肉收缩和血液的凝固等有重要作用。

在进行电解质饮料的配方设计时,必须考虑到人体的各种生理需要。高能饮料和电解质饮料的区别在于它除了提供人体剧烈运动或大工作量后所需的矿物盐及能量外,还因其含有某些特殊的中药成分如人参抽提物及维生素等,能起到强身健体的作用。

鉴于此,未来科研工作仍需在产品配方、功效及生产工艺上加强研究,丰富运动饮料种类,加强工艺技术创新、研发新型设备。如何实现更合理、更集中、设备能力自动化程度更高、质量控制装置更为精密现代化,将成为这一领域内研究者的重要课题。

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干湿复合法工艺

综合了湿法工艺混合更均匀的优点和干法工业营养素损失较少的优点,在湿法工序步骤将非热敏物料与水混匀,然后喷雾干燥,对于热敏性的营养组分则通过干混方式加入,避免了热损失及工艺步骤过长引起的氧化暴露损失。
干湿复合法保留了干法和湿法各自的优点,能够均匀混装各种营养元素,同时保证了一些热敏性的营养元素的活性,被认为是最安全的工艺。但干湿复合工艺是比较复杂的,对设备等各方面都要求高,比单纯的湿法工艺和单纯的干法工艺都要复杂得多。国家规定在干湿法复合工艺中其湿法工艺生产和干混,都应在同一厂区完成。这种要求,对于有些小企业来说是项挑战。

目前,干湿法复合工艺是生产工艺的主流工艺。考虑到现在越来越多的特殊医学用途配方食品都添加了具有生物活性的功能物质,比如益生菌、DHA等,而这些活性物质通常是热敏元素,经过湿法工艺的高温干燥后损耗非常大、活性也会降低,因此也有高端的生产厂家会选用干湿法复合工艺来生产。

在干法混合工艺与湿法混合工艺对比中,经过均匀度及混合工艺的分析进行数据统计得出混合方法1优于混合方法2(具体见文章),在考察混合时间中发现时间过长或过短,混合均匀度均不理想。

而经过过不同工艺对产品的影响分析及感官评定。得出干混工艺溶解性优于湿混工艺及干湿混合工艺,除湿法工艺样品的色泽较好,其余无太大差别。

最后,在配方食品干法生产中,微量营养素混合不均匀是影响产品品质的关键。也进一步证实了湿法工艺可保证产品的均匀性,但会造成敏感性营养成分的损失,而干湿混合可克服此类问题。

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