婴儿配方奶粉

背景

婴儿配方奶粉是母乳的合成版本，属于一类被称为乳制品替代品的材料。自 19 世纪初以来，乳制品替代品已被用于制造人造黄油和夹心奶酪等产品。它们是通过使用与制造真正乳制品相同的技术和设备混合脂肪、蛋白质和碳水化合物制成的。自 1940 年代以来，均质化、流体混合、连续配料和灌装等加工技术的进步大大改善了仿制乳制品（如配方）的制造方式。在过去的几十年中，婴儿配方奶粉的销售也有所改善。直到 1990 年代初，婴儿配方奶粉仅作为药品出售。销售人员向儿科医生展示他们的品牌，然后儿科医生将产品推荐给新妈妈。 1992 年联邦反垄断行动导致制造商将其营销策略转向更直接的营销技术。现在，除了药品销售之外，制造商还严重依赖直邮活动以及电视和平面广告来招募新客户。仅在美国，婴儿配方奶粉行业的年销售额就达到 30 亿美元，在美国以外的销售额约为 10 亿美元。然而，与销售婴儿配方奶粉相关的争议存在一定程度。有人担心配方奶对婴儿来说不如母乳健康，如果配方奶混合或服用不当，婴儿实际上可能会生病。此外，一旦母亲开始定期进行配方奶喂养，就很难恢复母乳喂养。包括世界卫生组织 (WHO) 在内的权威机构建议婴儿在头六个月完全接受母乳喂养，并至少在孩子第二年开始之前继续使用母乳作为其饮食的一部分。

设计

应该指出的是，由于发育中儿童的生物学需求的性质，婴儿配方奶粉的设计非常复杂。以下是对婴儿配方的一些关键领域的概括描述，并不意味着对相关营养化学进行详尽的审查。配方设计成功的关键是尽可能匹配母乳的物理和营养特性。牛奶是一种天然乳液，这意味着它是悬浮在水中的脂肪和油的微小液滴的精细分散体。牛奶还含有重要的成分，包括蛋白质、糖、矿物质、盐和微量元素。配方奶粉是通过混合相似的材料制成的，以尝试匹配真正牛奶的特性。公式设计通常属于以下三类之一：

牛奶配方（含有牛奶成分，如酪蛋白或乳清蛋白）

这些配方奶通常以牛奶为基础，因为大多数婴儿摄入牛奶没有问题。这种类型的配方富含额外的营养元素。

基于动物或植物脂肪的配方食品（含有植物和/或牛奶成分）

一些婴儿对完全基于牛奶的配方奶有敏感性、过敏或潜在过敏。用植物奶或少量牛奶成分制成的配方奶可能更适合这些儿童。大多数植物衍生的配方是基于大豆的。但是，豆浆过敏也是存在的，所以这种做法并不能保证产品没有问题。一般来说，使用水解蛋白可以最大限度地减少过敏问题。它们不太可能引起过敏反应。

非牛奶成分（完全不含牛奶成分）

对于对牛奶和豆奶或其他与配方奶粉相关的医疗或消化系统疾病都非常敏感的婴儿，有昂贵的特殊配方奶粉。

配方有三种形式：粉末、浓缩液和即食。粉末和液体浓缩物较便宜，但在使用前需要混合/稀释。这可能是一个问题，因为它们可能未正确混合或与被细菌污染的水混合。即食型是最昂贵的类型，但使用前无需混合。这是一个优势，因为母亲可以确保婴儿得到适当剂量的营养，而不必担心污染问题。

原材料

蛋白质

如上所述，配方中使用的蛋白质可以来自多种来源，例如动物奶或大豆。豆浆的制作方法是将大豆浸泡在小苏打中，沥干水分，研磨豆子，然后用水稀释混合物并均质。来自大豆的蛋白质可以是蛋白质浓缩物或蛋白质分离物的形式。后者有助于消除或减少会导致肠胃胀气和大便异常的碳水化合物。其他有用的蛋白质可以来自坚果、鱼和棉籽油，但这些在婴儿配方奶粉中的应用有限。

脂肪和碳水化合物

脂肪和油是婴儿的重要膳食需求。因此，配方试图匹配真正母乳的血清脂肪酸谱。这些脂肪酸包括二十碳五烯酸 (EPA)，它可能来自鱼油和其他来源。在实际母乳中，存在大量称为甘油三酯的脂肪化合物。例如，二十二碳六烯酸（DHA）被认为是一种重要的甘油三酯。与母乳中发现的甘油三酯相似（但在生化上不相同）的甘油三酯可以从蛋黄磷脂中提取。或者，可以将脂肪酸前体（反应形成膳食脂肪酸的分子）添加到婴儿配方食品中。这些前体（例如，α 和 γ 亚麻酸）使婴儿的身体能够合成必需的脂肪酸。然而，这种方法在输送脂肪酸方面不如母乳有效。

稀释剂

稀释剂是配方液体的载体或主体。对于乳基配方，脱脂乳可用作主要稀释剂。在无奶配方中，使用纯净水。

矿物质

婴儿配方奶粉中添加了多种必需矿物质。这些包括钙、磷酸盐、钠、钾、氯化物、镁、硫、铜、锌、碘和铁。铁是最重要的成分之一，因为所有婴儿的饮食都需要铁的来源。一些父母担心铁强化配方会导致婴儿出现肠道问题，但这是一个神话。一般来说，父母可以预料到配方奶喂养的婴儿会比母乳喂养的婴儿经历更多的胃肠道问题。

维生素

添加维生素以增加配方的营养价值。这些包括维生素 A、B12、C、D 和 E 以及硫胺素、核黄素、烟酸、吡哆醇、泛酸和叶酸。

乳化剂/稳定剂

添加了多种材料以确保配方保持均匀，并且油和水溶性成分不会 混合完成后，可将批次临时储存或通过管道运输至巴氏杀菌设备。巴氏杀菌完成后，可以通过均质化进一步处理批次。分离。这些包括乳化剂，如单甘油酯和双甘油酯，以及增稠剂，如天然淀粉和树胶（例如角叉菜胶）。

制造
过程

制造方法取决于正在制作的配方的类型。以下步骤描述了即食奶基配方奶的一般程序。

混合成分

• 1 主要成分在大型不锈钢罐中混合。加入脱脂牛奶并调节至 140° F (60° C)。接下来添加脂肪、油和乳化剂。可能需要额外的加热和混合以产生适当的稠度。矿物质、维生素和稳定胶可以根据它们对热的敏感性在过程中的不同点添加。混合完成后，可将批次暂时储存或通过管道运输到巴氏杀菌设备。

巴氏杀菌

• 2 巴氏杀菌是一种通过消除细菌、酵母菌和霉菌来防止变质的过程。巴氏杀菌包括在微生物无法生存的受控条件下快速加热和冷却产品。需要保持 185-201.2° F (85-94° C) 的温度约 30 秒，以充分减少微生物并准备填充配方。市售有多种巴氏杀菌方法——一种常用方法是将配方奶通过与热板式换热器相邻的管子加热。因此配方被间接加热。另一种方法是直接加热配方奶粉，然后使用加热的液体预热剩余的配方奶粉。预热好的配方再用蒸汽或热水加热至巴氏杀菌温度。巴氏杀菌完成后，可以通过均质化进一步处理批次。

均质化

• 3 均质化是一种通过减少配方中油脂颗粒的大小来提高乳液均匀性和稳定性的过程。这个过程可以使用各种混合设备来完成，这些设备对产品施加高剪切。这种类型的混合将脂肪和油颗粒分解成非常小的液滴。

标准化

• 4 所得成分经过标准化，以确保关键参数（例如 pH 值、脂肪浓度以及维生素和矿物质）正确无误。如果这些材料中的任何一种含量不足，则可以对批次进行返工以达到适当的水平。然后该批次准备好进行包装。

食品饮料行业常用的常规液体灌装设备用于包装即用型使用婴儿配方奶粉。

包装

• 5 包装过程取决于所用设备的制造商和类型，但一般来说，液体配方被填充到金属罐中，金属罐的盖子卷曲到位。这些可以在食品和饮料行业常用的传统液体灌装设备上进行灌装。

杀菌

• 6 填充好的包装可以随后加热和冷却以消灭任何额外的微生物。然后将成品罐装在纸箱中并储存以备运输。

质量控制

婴儿配方奶粉的质量在三个层次上得到保证，这三个层次有一定程度的重叠。首先，在美国，有政府标准来确定婴儿配方奶粉和其他乳制品替代品的营养质量。这些标准的具体细节可以在联邦法规中找到；更多信息可从食品和药物管理局 (FDA) 获得，该管理局将婴儿配方奶粉作为一种特殊的减肥食品进行监管。 FDA 出版了一本专着，详细介绍了从强制营养清单到标签副本和包装上使用的插图的所有内容。其次，乳制品行业制定了自己的全行业质量控制标准。该行业是自我监管的，并拥有自己的监管组织国际乳业联合会，该组织为制造和质量控制制定了行业标准。第三，个别公司制定自己的质量控制标准。例如，Martek 是一家配方中使用的甘油三酯生产商，它让微生物学家和工程师每天 24 小时监控 30 个不同的甘油三酯生产检查点。

未来

婴儿配方奶粉制造技术的未来发展将部分受到商业和营销问题的推动。这种对营销环境的依赖可能对该行业有利，因为存在巨大的扩张机会。据估计，全球婴儿配方奶粉市场总额可能高达 800 亿美元。因此，目前估计的 40 亿美元的世界销售额仅占总潜在销售额的 5%。如果市场增长到接近 800 亿美元，很可能会刺激制造商寻找更好的方法来模拟母乳。科学家们正在开发一种这样的未来改进，他们最近在母乳中发现了一种在婴儿配方奶粉中没有的重要脂肪酸。这种特殊的脂肪酸似乎对眼睛、大脑和神经组织中细胞膜的发育很重要。添加这种材料可能是配方技术的重大进步。配方制造商可以通过整合突破性研究成果（例如这一研究成果）继续改进他们的产品。然而，即使有很大的增长潜力，也不能保证它会实现。该行业正受到团体的批评，这些团体声称配方奶粉是不必要的，实际上可能对婴儿有害。如果这种趋势对配方销售产生负面影响，制造商可能不太可能在产品和工艺开发方面进行大量投资。