应用于婴幼儿食品中的焦磷酸铁的制备方法与流程

本发明涉及一种食品添加用铁剂，具体涉及焦磷酸铁形式的铁剂补充剂的制备方法。

背景技术：

铁是人体内必需的微量元素之一，可通过强化铁元素的营养食品补充铁；然而可溶性铁盐有铁腥味影响味觉，焦磷酸铁则因为其不含铁腥味，而广泛应用于婴幼儿配方食品、保健食品、方便食品和功能性果汁饮料等产品中。普通焦磷酸铁用于婴幼儿食品中时，一方面存在与营养强化剂维生素c反应褐变问题，不仅影响维生素c对婴幼儿的强化，而且严重影响产品外观质量；另一方面铁在储存期间对脂肪氧化有催化作用，影响含诸如谷类和牛乳等食物的品质，缩短货架期，严重时还会影响婴幼儿身体健康。此外，由于普通焦磷酸铁作为营养强化剂添加到婴幼儿食品中，添加量较少，其分散流动性差导致混配不均匀，影响产品质量。因此需要提供一种用于婴幼儿食品铁元素的强化时，不会与营养强化剂维生素c反应褐变，同时具有良好的分散性和人体吸收性的焦磷酸铁产品。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于婴幼儿食品中的焦磷酸铁的制备方法，解决产品存储过程中褐变问题和阻隔铁对油脂的催化氧化，延长产品货架期。

本发明的技术方案是提供一种应用于婴幼儿食品中的焦磷酸铁的制备方法，包括下述步骤：

(1)将超微粉碎的焦磷酸铁与麦芽糊精、单双硬脂酸甘油酯、酶解大豆卵磷脂、多糖类化合物配成80℃以上混悬液；超微粉碎是指将物料粉碎至粒径10～25μm以下的颗粒，经过超微粉粹，焦磷酸铁的颗粒粒径小、分布均匀、颗粒外观齐整，焦磷酸铁在混悬液中分布均匀，有利于乳化均质。

(2)将(1)配制的混悬液进行高速剪切、均质，然后喷雾干燥，得到包埋焦磷酸铁；采用喷雾干燥的目的是获得细小颗粒从而提高粉体的分散流动性；

(3)将(2)得到的包埋焦磷酸铁进行包衣工艺处理，得到焦磷酸铁成品。

步骤(1)混悬液中的固体质量百分比组分组成为：焦磷酸铁30-45％、麦芽糊精54-69％、单双硬脂酸甘油酯0.4-0.6％、酶解大豆卵磷脂0.2-0.5％、多糖类化合物0.2-0.5％。

步骤(1)中多糖类化合物是预胶化淀粉、黄原胶、结冷胶、葡聚糖、甘露聚糖、果胶中的一种或其多种组合。

步骤(3)中包衣工艺为流化床喷涂技术、滚筒式包衣锅喷涂包衣技术、热熔包衣技术、光固化包衣技术、超临界流体包衣技术及干粉包衣技术中任一种。

步骤(3)包衣工艺处理中，包衣材料是预胶化淀粉、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素(hpc)、羟丙基甲基纤维素(hpmc)、聚丙烯酸树脂、多糖类化合物中的任何一种或其多种组合。

制备过程中，采用的焦磷酸铁是未经过修饰的普通市售产品。

使用时，将制备得到的焦磷酸铁按相关国家标准限量要求添加到婴幼儿食品中，按常规方法混合处理即可。

本发明的优点和有益效果：

目前对普通焦磷酸铁进行乳化修饰所采用的技术手段均是通过乳化均质包埋获得目标微胶囊焦磷酸铁，过程大同小异，但申请人发现这种微胶囊焦磷酸铁实际应用于产品中效果大打折扣，不利于工业上实际推广应用。本发明通过乳化均质喷雾的微胶囊化方法和包衣联用方法对普通焦磷酸铁进行乳化修饰处理，解决了产品存储过程中褐变问题和阻隔铁对油脂的催化氧化，保证了产品的储存稳定性和食用安全性，效果显著。

本发明所用包埋和包衣原料均为市售产品，成本低，制备方法简单。所配制的混悬液中，焦磷酸铁微粉为铁元素营养强化剂，麦芽糊精、单双硬脂酸甘油酯、酶解大豆卵磷脂、多糖类化合物为壁材且单双硬脂酸甘油酯、酶解大豆卵磷脂兼乳化作用，混悬液经过高速剪切、均质乳化后不分层，利于喷雾干燥，保证产品质量均一且方便工业化大规模生产。

附图说明

图1.1a是分别采用本发明制备所得焦磷酸铁、市售包埋焦磷酸铁、普通焦磷酸铁配制成婴幼儿营养包样品进行加速试验前的颜色，可见样品颜色均相同，为浅黄色。

图1.1b为加速试验前样品放大图，可明显看到粉末呈现浅黄色。

图1.2a是采用本发明制备所得焦磷酸铁、市售包埋焦磷酸铁、普通焦磷酸铁配制成婴幼儿营养包样品进行加速试验后的效果对比图，与图1.1a相比，可见部分样品颜色发生了明显改变。

图1.2b～1.2d分别是图1.2a加速试验后各样品单独的效果图，图1.2b、图1.2c可见明显褐变。

图1.3a为采用本发明制备所得焦磷酸铁与对比例1的焦磷酸铁配制成婴幼儿营养包样品进行加速试验后的效果对比图，左图为本发明方法制得的焦磷酸铁，右图为对比例1的焦磷酸铁，两者具有明显的颜色差异。

图1.3b为图1.3a中左图样品的单独效果图，图1.3c为图1.3a中右图样品的单独效果图。

图2是90d加速营养包样品羰基价检测结果。

图3是体外模拟胃部环境对焦磷酸铁的消化情况示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

首先将市售的焦磷酸铁原料进行超微粉碎，使之形成10μm左右的超微粉料待用；

在1000kg纯化水中先加入2kg黄原胶搅拌均匀成乳状液，接着加入185kg超微粉碎的焦磷酸铁粉料，300kg麦芽糊精，2.5kg单双硬脂酸甘油酯，1.5kg酶解大豆卵磷脂，搅拌均匀成混悬液，然后使用2吨的配制罐在转速20-25转/分钟条件下进行高速剪切、均质(持续55-60分钟)，再将乳液过胶体磨(持续60-90分钟)，最后将乳液送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，保持喷雾干燥塔的进风温度180℃，出风温度85℃，喷雾干燥后的粉体送入流化床包衣机进行包衣处理，包衣材料为羟丙基甲基纤维素(hpmc)和预胶化淀粉的质量百分比为2：1的组合物，包衣增重10％，包衣处理后的粉体经60目筛分后，称量分装储存。

用作婴幼儿食品强化剂使用时，按相关国家标准对铁的限量添加进去，均匀混合在婴幼儿食品中。食用时使用适量的温开水冲调。

实施例2

首先将市售的焦磷酸铁原料进行超微粉碎，使之形成10μm左右的超微粉料待用；

在1000kg纯化水中先加入1.5kgβ-葡聚糖搅拌均匀成乳状液，接着加入250kg超微粉碎的焦磷酸铁粉料，300kg麦芽糊精，2.25kg单双硬脂酸甘油酯，1.5kg酶解大豆卵磷脂，搅拌均匀成混悬液，然后使用2吨的配制罐在转速20-25转/分钟条件下进行高速剪切、均质(持续55-60分钟)，再将乳液过胶体磨(持续60-90分钟)，最后将乳液送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，保持喷雾干燥塔的进风温度180℃，出风温度85℃，喷雾干燥后的粉体送入流化床包衣机进行包衣处理，包衣材料为羟丙基纤维素(hpc)和预胶化淀粉的质量百分比为3：1的组合物，包衣增重10％，包衣处理后的粉体经60目筛分后，称量分装储存。

用作婴幼儿食品强化剂使用时，按相关国家标准对铁的限量添加进去，均匀混合在婴幼儿食品中。食用时使用适量的温开水冲调。

实施例3～6

实施例3与实施例1的区别在于使用预胶化淀粉代替黄原胶制成乳状液，其余与实施例1相同。

实施例4与实施例1的区别在于使用结冷胶代替黄原胶制成乳状液，其余与实施例1相同。

实施例5与实施例1的区别在于使用甘露聚糖代替黄原胶制成乳状液，其余与实施例1相同。

实施例6与实施例1的区别在于使用果胶代替黄原胶制成乳状液，其余与实施例1相同。

对比例1

先将市售的焦磷酸铁原料进行超微粉碎，使之形成10μm左右的超微粉料待用；

在1000kg纯化水中先加入1.5kg海藻酸钠搅拌均匀成乳状液，接着加入250kg超微粉碎的焦磷酸铁粉料，300kg麦芽糊精，2.25kg单双硬脂酸甘油酯，1.5kg酶解大豆卵磷脂，搅拌均匀成混悬液，然后使用2吨的配制罐在转速20-25转/分条件下进行高速剪切、均质(持续55-60分钟)，再将乳液过胶体磨(持续60-90分钟)，最后将乳液送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，保持喷雾干燥塔的进风温度180℃，出风温度85℃，喷雾干燥后的粉体送入流化床包衣机进行包衣处理，包衣材料为羟丙基纤维素(hpc)和预胶化淀粉的质量百分比为3：1的组合物，包衣增重10％，包衣处理后的粉体经60目筛分后，称量分装储存。

将本发明得到的焦磷酸铁性能进行如下对比测试：

(一)

将市售的普通焦磷酸铁、包埋焦磷酸铁和本发明实施例1生产的焦磷酸铁成品粉体均按照gb22570分别配制成2g/袋的婴幼儿辅食营养素撒剂样品，在相同条件(放入恒温恒湿箱内，设定温度37℃，湿度75％)下，进行加速实验，加速3个月后取样。加速前的样品参见图1.1a和图1.1b，加速试验后其结果如图1.2a～图1.2d所示，图1.2a由左至右依次为普通焦磷酸铁撒剂样品、包埋焦磷酸铁撒剂样品、本发明实施例1得到的焦磷酸铁撒剂样品。

与图1.1a、1.1b相比，图1.2a左图为含普通焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品，图中可清晰显示出发生反应后产生的褐变现象，并且结合图1.2b可以看到样品中有明显的颜色更深的颗粒，进一步说明褐变非常明显；图1.2a中间图为含包埋焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品，图中也可清晰显示出发生反应后产生的褐变现象，并且结合图1.2c同样可见样品中明显的颜色更深的颗粒，进一步说明褐变非常明显；图1.2a右图为含本发明生产的焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品，结合图1.2d可以看出样品未产生褐变现象。将实施例2～6生产的焦磷酸铁成品粉体做同样试验，效果同实施例1。

(二)

将市售的普通焦磷酸铁、包埋焦磷酸铁和本发明实施例1生产的焦磷酸铁成品粉体均按照gb22570分别配制成2g/袋的婴幼儿辅食营养素撒剂样品(食物基质为全脂乳粉)，在相同条件(放入恒温恒湿箱内，设定温度37℃，湿度75％)下，进行加速实验，加速3个月后取样，进行羰基价测定，由于羰基价是指油脂酸败时产生的含有醛基和酮基的脂肪酸或甘油酯及其聚合物的总量，它反映了酮醛类油脂氧化产物等有害物质的含量和油脂酸败劣变的程度，所以测定羰基价这一指标可反映出婴幼儿辅食营养素撒剂样品中油脂的最终氧化程度。其结果如图2所示。将实施例2～6生产的焦磷酸铁成品粉体做同样试验，效果同实施例1。

图2中a组为含普通焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品；b组为含包埋焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品；c组为含本发明生产的焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品。以0d普通婴幼儿辅食营养素撒剂样品为对照(d0)，0d普通婴幼儿辅食营养素撒剂样品羰基价为8.1meq/kg；90d加速后，3组婴幼儿辅食营养素撒剂样品的羰基价均明显升高；a组含普通焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品的羰基价平均值为13.2meq/kg，b组含包埋焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品的羰基价平均值为12.6meq/kg，c组含本发明生产的焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品的羰基价平均值为9.3meq/kg。从图2中可以看出，含本发明生产的焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品的羰基价明显低于市售焦磷酸铁，说明本发明生产的焦磷酸铁产品阻隔铁对油脂的催化氧化的效果显著。

(三)

模拟胃液：准确称量0.2g氯化钠和6g胃蛋白酶(酶活8000u/g)，加入70ml重蒸馏水，加入730μl盐酸，于100ml的烧杯中，搅拌该混合液使其充分溶解，再用1mol/lhcl调节该混合液的ph至1.2，并加水定容至100ml。

模拟胃液消化样品铁含量(2.5mg/g)：将市售的普通焦磷酸铁、包埋焦磷酸铁和本发明实施例1、实施例2生产的焦磷酸铁成品粉体均按照gb22570分别配制成2g/袋的婴幼儿辅食营养素撒剂样品，分别标记为样品ptfe1、bmfe2、zzfe01、zzfe02，4个样品中每袋(2g)的铁含量均设计为2.5mg/g。

模拟胃液消化实验：分别从上述样品中每袋(2g)称取0.2g至50ml锥形瓶中，加10ml水溶解，用1mol/l盐酸调节ph值到1.2，将锥形瓶放入37℃恒温振荡培养箱中预热5min，各再加模拟胃液10ml并混匀，于37℃恒温振荡箱中150rpm分别反应0、5、10、15、20、25min，取出95℃水浴灭酶10min，静置冷却，用火焰原子吸收光谱法测定样品溶液中铁的浓度，其结果见图3所示。总体来看，4个样品在胃部环境中溶解状态相差不大。由此说明，本发明得到的焦磷酸铁，其崩解、生物利用度等疗效方面的指标没有受到影响，与包埋焦磷酸铁对比，其在胃部环境中溶出速度稍微减缓，在一定程度上可延缓胃液的消化。

上述对比测试中的包埋焦磷酸铁可以通过已有的包埋方法获得，例如采用中国专利申请cn201710722772.x中实施例1或者实施例2的方法制备而得；也可以是本发明方法中不经过包衣处理的喷雾干燥粉体。

(四)

将本发明实施例2生产的焦磷酸铁和对比例1生产的的焦磷酸铁成品粉体均按照gb22570分别配制成2g/袋的婴幼儿辅食营养素撒剂样品，在相同条件(放入恒温恒湿箱内，设定温度37℃，湿度75％)下，进行加速实验，加速3个月后取样，其结果如图1.3a～图1.3c所示。

图1.3a中左图、图1.3b为含本发明实施例2生产的焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品，图中可以看出样品未产生褐变现象；图1.3a右图、图1.3c为含对比例1生产的焦磷酸铁的婴幼儿辅食营养素撒剂样品，图中可清晰显示出发生反应后产生的褐变现象。说明采用海藻酸钠对焦磷酸铁进行修饰处理无法达到本发明其他多糖类化合物包埋处理的效果。

本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合食品添加剂领域的市售产品。

以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。