高壓蒸汽滅菌對寵物罐頭中營養(yǎng)物質(zhì)的損耗研究

◎劉 策，薛德時(shí)，林振國，陳雪梅，孫海濤

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，山東省畜禽疫病防治與繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；2.上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司，上海 200233）

目前，我國已經(jīng)成為僅次于美國、日本的世界第三大寵物市場國家。2018年寵物行業(yè)的消費(fèi)規(guī)模超過1 708 億元。隨著人民生活水平的不斷提高，居民擁有寵物的數(shù)量逐年遞增，人們對于犬貓為主的伴侶動物的依賴越來越高[1]。在人們注重飲食營養(yǎng)與健康的同時(shí)，寵物的營養(yǎng)健康越來越受到廣泛關(guān)注。寵物濕糧主要是指寵物主食中水分大于85%的主糧，寵物濕糧的形態(tài)主要包括罐頭、鮮食包等[2]。寵物濕糧具有食材選擇新鮮、高適口性、高消化率及易于儲藏等優(yōu)點(diǎn)，深受犬貓寵物主人的青睞。寵物濕糧罐頭分為寵物零食罐頭和寵物主食罐頭，其中后者是可以代替寵物膨化飼料，用于滿足犬貓整日營養(yǎng)及能量需要的罐頭產(chǎn)品。因此，寵物食品生產(chǎn)企業(yè)會在這類罐頭中添加維生素、礦物質(zhì)飼料添加劑。但是值得注意的是，所有罐頭產(chǎn)品都要經(jīng)過121 ℃高溫高壓蒸汽滅菌。在這樣的溫度下幾乎所有的微生物和芽孢都會被殺死，同時(shí)蛋白質(zhì)會發(fā)生變性、所有酶類都會失活。但是在高溫高壓下維生素和礦物質(zhì)在如此嚴(yán)苛的環(huán)境下是否會發(fā)生損失和破壞是值得研究的問題。在傳統(tǒng)寵物飼料生產(chǎn)中，維生素、礦物質(zhì)等飼料添加劑和膨化飼料混合后進(jìn)行高溫膨化處理。膨化溫度為100～130℃，膨化時(shí)間僅在數(shù)分鐘之內(nèi)。但是寵物濕糧卻在121 ℃高溫高壓下滅菌50 min 以上。柑橘罐頭殺菌過程中，維生素C、類胡蘿卜素、黃酮隨溫度的升高而下降，相同溫度下殺菌時(shí)間越長，營養(yǎng)成分下降越多[3]；在殺菌終點(diǎn)，采用較低的殺菌溫度條件下維生素C、黃酮保存率較高，類胡蘿卜素在不同殺菌溫度下?lián)p失率相差不大。本研究模擬寵物罐頭的生產(chǎn)過程，將產(chǎn)品在高溫高壓中滅菌，觀察部分維生素和礦物質(zhì)在內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)的損失，從而為生產(chǎn)提供技術(shù)資料。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

LDZX-75KBS 立式壓力蒸汽滅菌鍋（上海申安醫(yī)療設(shè)備廠）、YPCM-4A 真空滾揉機(jī)（廣東樂創(chuàng)電器有限公司）、ZBJ-125 高速斬拌機(jī)（諸城市強(qiáng)大機(jī)械廠）及BZD-1Z 電動真空封罐機(jī)（廣州惠利機(jī)械制造有限責(zé)任公司）。

1.2 試驗(yàn)處理和罐頭準(zhǔn)備

本試驗(yàn)共計(jì)制作4 種處理的罐頭產(chǎn)品。罐頭使用金屬馬口鐵作為容器，高21 m、直徑75 mm、容積100 mL。其中2 組罐頭（共計(jì)20 罐，每罐100 g）中添加50%的金槍魚肉、48%的水、2%的寵物全價(jià)維生素預(yù)混料添加劑及1%的復(fù)合食用膠（黃原膠、瓜爾膠等）。另外兩組罐頭中去除金槍魚肉，僅有食用2%的寵物全價(jià)維生素預(yù)混料添加劑及1%的復(fù)合食用膠（黃原膠、瓜爾膠等），其余均以水分填充。所有罐頭進(jìn)過原料攪拌、真空原輔料斬拌、稱重罐裝、真空封蓋等操作。其中每個(gè)處理的隨機(jī)取5 個(gè)罐頭直接冷凍處理，測定相關(guān)指標(biāo)。其他罐頭進(jìn)行高溫高壓蒸汽滅菌。滅菌的條件為121 ℃、0.15 MPa、滅菌時(shí)間50 min。取出后冷卻并晾干表面水汽即得最終成品。

1.3 營養(yǎng)物質(zhì)含量檢測

將4 種處理的罐頭在打開蓋后馬上進(jìn)行營養(yǎng)物質(zhì)測定。測定包括以下指標(biāo)：維生素A，測定方法為GB/T 17817—2010（第一法）；維生素E，測定方法為GB/T 17812—2008；維生素B1（硫胺素），測定方法為GB 5009.84—2016；維生素B2（核黃素），測定方法為GB 5009.85—2016。礦物元素鎂、鐵、銅、鋅的檢測方法為GB/T 13885—2017。?；撬岬臏y定方法為GB 5009.169—2016。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

所有罐頭測定3 次，取平均值使用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析整理，計(jì)算營養(yǎng)物質(zhì)損失率。某種營養(yǎng)物質(zhì)的損失率（%）=（滅菌前某種營養(yǎng)物質(zhì)含量-滅菌后營養(yǎng)物質(zhì)含量）/滅菌前某種營養(yǎng)物質(zhì)含量。損失率正值代表某種物質(zhì)在滅菌后營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生減少（損失）。損失率的負(fù)值代表滅菌后某種營養(yǎng)物質(zhì)的增加。

2 結(jié)果與分析

寵物罐頭的制作工藝和傳統(tǒng)的馬口鐵包裝的肉糜、肉湯罐頭基本一致。罐頭內(nèi)部一般含有70%～85%的水分。目前，寵物營養(yǎng)和寵物健康的研究較少，即便如此，有關(guān)寵物營養(yǎng)及適口性的研究絕大多數(shù)以膨化主糧作為對象飼喂犬貓進(jìn)行，因此寵物濕糧罐頭等產(chǎn)品的研究比較少。一般人食用的罐頭并不需要達(dá)到滿足人的全價(jià)營養(yǎng)需要的目的，只有寵物主食罐頭才需要全面研究罐裝食品的全價(jià)營養(yǎng)[4]。

由圖1 可知，在魚肉罐頭中，通過高溫高壓后。維生素A和核黃素?fù)p失率高達(dá)50%以上。維生素D3（膽鈣化醇）和維生素E 的損失率在30%以上。硫胺素的損失率不到10%。對于金屬元素而言，鎂元素和鐵元素的含量出現(xiàn)了負(fù)損失率，也就是說隨著高溫高壓滅菌的過程，這兩種金屬元素從罐體金屬中溶出，出現(xiàn)了含量提高的趨勢。銅元素和鋅元素的含量基本不變。由圖2 可知，牛磺酸的損失率小于2%。同時(shí)本研究對比沒有添加肉料的空白罐頭（僅添加維生素、礦物質(zhì)補(bǔ)充劑）發(fā)現(xiàn)，兩種B 族維生素（硫胺素和核黃素）的損失率超過50%以上。維生素A、維生素E 和維生素D3的損失率在25%～30%，鎂元素和鐵元素仍舊出現(xiàn)了負(fù)損失率，銅元素和鋅元素的含量基本不變，?；撬岬囊琅f損失率小于2%。

圖1 高溫高壓滅菌前后魚肉罐頭內(nèi)部分營養(yǎng)物質(zhì)的損失率圖

圖2 高溫高壓滅菌前后空白罐頭內(nèi)部分營養(yǎng)物質(zhì)的損失率圖

綜合空白罐頭和魚肉罐頭的結(jié)果大體可以判斷B族維生素的損失率至少在50%以上，鎂元素和鐵元素會隨著滅菌過程從馬口鐵金屬中析出，?；撬岬膿p失率小于2%。

國內(nèi)外目前在寵物罐頭的加工過程的營養(yǎng)素研究很少。某國外研究團(tuán)隊(duì)選擇市面上全價(jià)貓糧罐頭21 種，其中有12 種貓糧的鈣含量、磷含量及硒元素含量超過營養(yǎng)需要量的3 倍以上[5]。其他維生素、氨基酸和?；撬岷烤跉W盟標(biāo)準(zhǔn)之上。異黃酮、硒元素及碘元素被認(rèn)為在罐頭產(chǎn)品中具有高濃度的含量。美國飼料監(jiān)管員協(xié)會（AAFCO）標(biāo)準(zhǔn)中也明確指出在食品加工過程中會損失接近90%的維生素B1。下一步需要繼續(xù)開展對比試驗(yàn)，研究其他維生素、礦物元素及氨基酸、不飽和脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。同時(shí)需要測定包括霉菌毒素、重金屬元素、錫元素等物質(zhì)的變化[6]，為寵物產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

本文研究了寵物主食罐頭在高溫高壓滅菌前后部分營養(yǎng)物質(zhì)的損失情況，綜合對比了魚肉罐頭和空白罐頭的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。研究表明，罐頭中的B 族維生素（硫胺素和核黃素）在滅菌后損失50%以上，鎂元素和鐵元素的含量在滅菌后含量不降反升，?；撬岬膿p失率小于2%。本研究為寵物罐頭食品制作工業(yè)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。