铁路运输低温环境对奶粉品质影响分析

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摘要：为研究冷冻低温环境运输（＜-20℃）对听装商业奶粉品质的影响，对利用低温环境运输的婴幼儿配方产品的物理性质和化学指标进行了分析。结果表明，在经过低温环境的运输后，产品的感官、真空度无明显变化，DHA、ARA无大的影响，但表面油指标有上升的趋势。整体而言，低温环境的运输对奶粉品质的影响极小，甚至无明显影响。

关键词：冷冻低温；水分活度；沉降速度；表面油

引言

目前，欧洲婴配奶粉主要由航空或海路运输进入中国，其中空运周期短，但费用高且承载量小；海运承载量大，但周期长。因国家“一带一路”的发展，现开设了承载量大且周期较短的中欧专列，便利了企业。中欧专列从欧洲用2~3周，经中欧大陆和新疆入境。冬季运输中，会经过-20℃，甚至-40℃的高寒地带。且短时间（约24h）内能有10°C左右的温差波动，因此，不能排除温度变化的影响。关于温度升高，Brittany[1]，张怡[2]等提出羊奶粉品质因此而降低；田少君[3]等也提出豆奶粉品质因此变差。然而，关于运输低温环境对奶粉品质影响的相关研究极为少见。本文以低温条件下运输的婴配奶粉为研究对象，取部分理化的指标为研究方向，来探究低温环境是否会对奶粉品质产生影响。

1实验

1.1材料

空运及铁运样品：婴儿配方羊奶粉1段（样品A），A品牌幼儿配方牛奶粉3段（样品B），B品牌幼儿配方牛奶粉3段（样品C），幼儿配方羊奶粉3段（样品D）。

1.2仪器

培养皿；奶瓶、200目筛网；计时器；量杯；温度计；MAPY4.0型顶空分析仪，上海众林机电设备有限公司；7890型气相色谱分析仪，安捷伦科技有限公司。

1.3实验设计

2018年11月，奶粉(样品A和样品B)通过中欧专列运输至中国，运输段的最低温度是-16℃，考察铁路运输方式中实际运输中的低温及温差对产品真空度的影响。2019年1月，奶粉(样品C和样品D)通过中欧专列运输至中国，运输段的最低温度是-24℃，考察不同运输方式对产品物理指标及化学指标等的影响。运输奶粉的车厢内设置GPS跟踪设备，同时监控运输途中的温度和对应的时间同时，同品项的奶粉通过空运的方式运输至中国，作为对照，空运产品运输温度波动范围在10~15℃之间。

1.4检测项目及方法

（1）真空度的测定。测试样品随机分成两组，选用顶空分析仪测试完整密封的产品，记录真空度。一组到货后立即进行测试，测试结果记录为基准数据，另一组在37℃条件下储存1个月后再测试。（2）沉降速度。在奶瓶中加入180mL，45~50℃的饮用水，量取一平勺奶粉，快速投入至水中，测定从样品加入至样品完全没入水中所需要的时间。（3）溶解性。在100mL烧杯中加入30mL、45~50℃的饮用水，将1g奶粉加入到水中，充分搅拌均后，吸取1mL奶液滴入干净的培养皿，轻微摇晃震动使得奶液均匀分布在培养皿上，观察并记录不溶解小白点的数量。（4）表面油。采用石油醚萃取的方式进行提取，参考NZTM3.6.7的方法。（5）二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳四烯酸（ARA）的测定。采用GB5009.168-2016第一法，测定奶粉中DHA和ARA的含量。（6）水分质量分数和水分活度。采用GB5009.3-2016第一法食品中水份的测定和GB5009.238-2016第一法，食品水分活度的测定来测定样品的水分和水分活度。

2结果与讨论

2.1铁路运输方式对真空度的影响

二氧化碳和氮气的混合气体一般被用作产品的填充保质气体。因二氧化碳会与奶粉中成分形成物理结合[4]，从而产品包装内会形成真空度。此物理结合受温度的影响，较低的温度能促使二氧化碳与产品中的水分结合[5]，如果温度上升，二氧化碳将被释放，平衡会被打破，真空度形成可能不理想，从而造成产品锡箔纸鼓起的状态[6]，对产品外观品质产生影响。因此，将低温运输后听装奶粉，在相对高温的环境条件下的储存，随后真空度进行了分析，如表1所示。由表1可知，在经历低温铁路运输过程和短期内的温度大幅度波动情况后，即使在相对较高的温度（37℃）下储存1个月，2组奶粉样品的真空度仍均呈现上升的趋势，与未长时间储存的产品相比，未出现差异显著（P＜0.05）。因此，尚未观察到冷冻低温和短期内大幅度的温度变化对真空度的形成会有影响。

2.2不同运输方式对水分度和水分活度的影响

影响奶粉品质的另一个重要因素是水分含量和水分活度。为确保产品的品质，全脂奶粉一般采用喷雾干燥工艺，并建议达到水分活度范围(aw)为0.25~0.35[7]，并确保水分含量越低越好[8]。进而对低温铁路和航空常温运输后的听装奶粉的水分含量和水分活度进行了对比分析，如表2所示。由表2可知，低温铁路运输和常温航空运输的样品，水分质量分数和水分活度无明显变化，两组数据无明显差异。因为商业听装奶粉具有良好密闭的储存环境，同时内部填充有干燥无水的混合气体，因此，样品即使在经历了可能达到了大气冷冻干燥的条件的温度（-5~-20℃）[9-10]，奶粉仍能在听罐的中保持良好的水分平衡，所以低温铁路运输后，未观察到产品水分质量分数和水分活度的明显影响。

2.3不同运输方式对沉降速度和溶解性的影响

奶粉中的两种主要蛋白质乳清蛋白和酪蛋白，在高温条件下容易变性。奶粉在高温干燥过程中，蛋白质容易受热变性从而影响到溶解度，因此可能影响到奶粉的沉降速度[11]，而沉降速度又是婴配奶粉速溶关注的重要指标。目前暂时没有相关研究表明冷冻条件会影响蛋白质变性，或者影响奶粉的沉降速度和溶解性，因此，实验设计测试铁路运输后和航空运输后产品的沉降速度，同时观察两组样品的溶解度的对比，如表3和表4所示。由表3和表4可知，经铁路运输和航空运输的样品D，沉降速度无明显变化，溶解度无明显区别，两组之间无显著性差异（P＞0.05）。经铁路运输方式的样品C，相比航空运输后的样品C，沉降速度变慢，两组之间有显著性差异（P＜0.05），但溶解度无明显区别。综上情况，低温铁路运输后，部分产品出现沉降速度降低的情况，但结合整体溶解情况，并未观察到对产品有明显影响。沉降速度降低可作为后续关注点，设计相关实验进一步测试其与运输环境影响的关联性。

2.4不同运输方式对表面油和DHA和ARA质量分数影响

虽然，黄兴旺[12]指出温度对脂肪的氧化稳定性影响较明显,样品分别于20，30，37℃的恒温箱中保存1个月,脂肪的氧化程度随温度的递增而增强；低于30℃贮藏,样品脂肪氧化较慢。但奶粉中的主要成分，脂肪酸，也会因分子链的长度不同，其熔点范围从-20℃到50℃都存在可能[13]。在熔点范围内的温度波动影响，可能导致奶粉中脂肪的结构的变化，而结构变化最常见的情况是分子链断裂。短链脂肪酸的形成后，最直观的指标可能是表面油含量的变化。而DHA和ARA作为奶粉中最重要的功能性脂肪酸添加物，它们的波动是否与表面油上升有关联值得关注。因此，实验设计测试铁路运输后和航空运输后产品的表面油比例和DHA和ARA质量分数变化，如表5和表6所示。由表5和表6可知，经铁路运输的样品C和D，相比航空运输的样品，都出现了表面油比例上升的情况，两组之间出现了显著性差异（P＜0.05）。但经铁路运输和航空运输的样品的DHA和ARA质量分数，对比下无明显变化，两组之间无显著性差异（P＞0.05）两组。综上情况，低温铁路运输后，确实出现表面油比例上升的情况，但初步测试来源并非产品中的DHA和ARA。因此，低温运输条件对于DHA和ARA等关键营养成分暂无观察到影响。表面油可作为后续关注点，设计相关实验进一步测试与运输环境影响的关联性和其来源。

3结论

（1）低温铁路运输的样品，在37℃环境下储存后，外观未观察到鼓胀状态，铁路运输方式并未对奶粉中二氧化碳吸收产生明显影响，产品在37℃条件下仍形成了较为满意的真空度。（2）经过铁路运输后和航空运输两种不同的运输方式后，水分比例和水分活度均无明显差异，两者仍处于正常的产品的要求范围之内。（3）表面油的增加可能并不来源于DHA和ARA，产品中的重要营养指标并未受到影响。后续可以考虑针对表面油上升的原因和来源进行针对性研究。（4）经过铁路运输后和航空运输两种不同的运输方式后，沉降速度和溶解度均无明显差异。因此，本研究结果表明，低温铁路运输对产品的品质并未产生明显的影响，作为一种新型的运输方式，可大大便利企业。

参考文献：

[2]张怡.贮藏温度对全脂羊奶粉品质稳定性的影响[J].食品工业科技,2017(14):276-279.

[3]田少君，卢静，刘培成，等.谢怡斐储藏条件对豆奶粉品质的影响[J].大豆科学，2014（02）：269-273.

[12]黄兴旺.婴幼儿配方奶粉加工与贮藏过程中脂肪的氧化稳定性研究[D].2011，中南林业科技大学.

作者：周周 段潇潇 王一斐 张岩春 戴智勇 易灿 单位：澳优乳业（中国）有限公司