食品专业本科毕业论文.doc

1、 毕 业 论 文 学生姓名： 胡淑媛 学 号： 105382014503142 学 院： 食品科学与工程 专业年级： 2014 题 目： 儿童钙补充剂的研发与工艺设计 指导教师： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 2016 年 04 月 目 录 1 引言 1 2 产品研发报告 2 2.1 研发思路 2 2.1.1 立项产品预期达到的保健功能和科学水平 2 2.1.2 同类产品或相似产品在国内的基本状况 2 2.1.3 本产品具有的特点和优势 3 2.2 保健功能的筛选过程 4 2.2.1 配方的筛选 4 2.2.2 配方中原料的说明 4 2.2.3 产品的主要功效成分的确定过程和依据 6 2.

2、2.4 工艺路线设计、产品形态与剂型的科学性 8 2.2.5 生产工艺的优选级相关技术参数确定 9 2.2.6 产品安全性、稳定性、保质期 10 2.3 预期效果 10 2.3.1 市场前景 10 2.3.2 产品效益分析 11 3 产品配方及配方依据 11 3.1 产品配方 11 3.2 配方依据 11 3.2.1 配方中各原料来源和使用依据 11 3.2.2 配方中 原料的功效成分、有效剂量、安全使用剂量 13 3.2.3 用营养学理论阐述产品配方的科学性、合理性和使用安全性 16 3.2.4 适宜人群的选择和依 据 18 4 功效成分、含量及检测方法 18 4.1 功效成分 18 4.2

3、 功效成分含量 18 4.3 功效成分含量的检测方法 18 5 生产工艺流程图及其描述、相关设备及剂型的选择 19 5.1 生产工艺流程 图 19 5.2 详细的制备工艺描述 19 5.3 工艺卫生要求 20 5.4 相关的主要生产设备及其型号 21 5.5 剂 型选择理由 21 6 产品质量标准 21 结论 25 参考文献 26 致谢 27 儿童钙补充剂的研发与工艺设计 作者：胡淑媛 指导老师： （工作单位：东莞普龙食品有限公司 邮编： 523660 电话号码： 15916819985） 摘要 本课题研究是利用乳酸钙、低聚木糖、葡萄糖为主要原料，研发出钙含量高、易吸收、口感好的儿童钙补充剂。

4、从市场前景 和产品效益分析，同时对国内外适宜人群进行了解和调查分析，从而确定研发思路和保健功能的筛选，从营养学的角度进行原料的选择和使用依据、安全使用量的确定。对产品的安全性、稳定性、保质期进行试验研究，制订产品的质量标准，进行生产工艺的优选和相关技术参数的确定。本文内容由五大部分组成：研发思路、产品配方及配方依据、功效成分含量及检验方法、生产工艺流程图、质量标准。其中研发思路和产品配方及依据为重点内容。 关键词 乳酸钙 保健功能 功效成分 市场前景 1 引言 我国共历经 1959、 1982、 1992、 2002 四次全国营养调查，而在第四次的调查中，钙的摄入量仅为 391 毫克，相当于世

5、界卫生组织推荐摄入量的 41%。 2010年 4 月 13日世界卫生组织上海教育与健康促进合作中心在上海发布“中国儿童身高调研报告”，报告显示多数中国儿童存在缺钙情况，在参与调研的 7岁儿童中，选择合理膳食配合专业钙制剂进行补钙的孩子，比单纯食补的孩子高出约 3厘米，这个差距在 10 岁儿童中更为显著。在居民饮食追求营养均衡化的今天，由于经济发展的不平衡和居民营养知识的不足，我国居民依然面临着营养不均的问题，营养“缺乏”和“过剩”成为 我国居民两大营养问题，我国在当前和今后一段时间内的十大营养问题分别为：肥胖（ 87%）、营养与心脑血管病（ 82%）、营养与心脑血管病（ 82%）、营养与糖尿病

6、（ 75%）、营养与高脂血症（ 71%）、热量过剩（ 70%）、缺铁（ 67%）、中小学的营养问题（ 63%）、缺钙（ 58%）、营养与肿瘤（ 54%）、膳食纤维不足（ 52%）。合理的调整膳食结构和适当的摄取营第 1 页 共 27 页 养补充剂有助于改善居民营养不均衡的问题。 2 产品研发报告 2 1 产品研发思路 2.1.1 立项产品预期达到的保健功能 本品采用现代科学配方，主要适用于 各种缺钙症状的儿童或青少年，功效成分为元素钙，适宜人群为 414 岁儿童或青少年。 本品配方系根据中国居民膳食营养素参考摄入量 DRIs，结合我国儿童、青少年的饮食营养需要，以乳酸钙为主要原料按照一定比例配

7、备而成，具有补钙的保健功能。 本品在研发设计中参考食品营养学，研究了乳酸钙的补钙功能，乳酸钙作为钙营养补充剂的常用钙源，从营养学理论和实践经验表明乳酸钙是一种溶解性良好吸收率较高的钙补充剂，结合酪蛋白磷酸肽的促进作用，实现了科学的配方理念和现代制剂方法的有机结合。 2.1.2 适宜人群在国内外的状 况、市场需求情况的调查分析 钙是中国居民缺乏严重的营养素。全国第三次和第四次营养调查结果标明我国人均每天摄入量为 405 毫克和 391 毫克， RDA（如果人体长期摄入某营养素不足，就会发生缺乏症的危险。当摄入量达到某一数值时，人们就没有发生缺乏症的危险。该数值称为 RDA 值。）要求的是 800

8、 毫克。 我国人民的膳食主要以谷物、蔬菜为主，食物结构欠合理，少食富含钙的乳制品，而植物性食物所含的钙往往不易被人体吸收，缺钙威胁着人体健康。按1988 年中国营养学会将我国成年人钙供给量定位 800mg/d，绝大多数人是远未到到这个 标准的。 1989 年北京卫生防疫站调查标明：北京人绝大多数缺钙！除婴幼儿、中学生与孕妇缺钙严重外，中老年人缺钙也较严重。 1992 年全国 营养 调查结果表明，我国中小学生膳食钙摄入不足问题十分严重。即使在经济条件较好的城市，膳食钙摄入也仅为我国 营养 学会推荐的供给量标准（ RDA）的 50%。女生的钙摄入量尤其低， 北京市 1992 年 营养 调查结果发现

9、，北京 13 15 岁女孩钙的摄入量为 350mg/天，仅占 RDA 的 1/3。 2003 年有关调查组采用一年 食物 频率表对北京市 294 名 14 岁的女生进行了含钙丰富的 食物 调查，同时，以 3 天膳食调查法了解 营养 素摄入情况。结果发现，北京市城区女生的钙摄入量较 1992年有所增加，平均为 619mg/天，但仍远低于中国 营养 学会 2000 年提出的 11 17岁 青少年的适宜摄入量 1000mg/天。多年来，中国居民缺钙的问题一直未有太大的改善，缺钙的现象普遍存在，中国居民需正确补钙，所有的钙只有在转化为钙元素以后才能被人体吸收，钙制剂产品的吸收率都在 40%以下，中国预

10、防科学院营养和食品研究所的试验证实，可溶性钙源中钙吸收率比较，葡萄糖酸钙 27%，乳酸钙和醋酸钙 32%，柠檬酸钙 30%。 儿童处于骨骼、牙齿生长旺盛的时期，所以充足的钙营养是健康成长的基础。 儿童每天需要的钙量依年龄而不同。中国营养学会推荐每日钙的供给量为：出生 5 个月的婴儿 200mg， 612 个月的婴儿 250mg； 13 岁幼儿 600mg， 46 岁幼儿 800mg， 710 岁青少年 1000mg， 1113 岁青少年 1200mg， 1417 岁青少年1000mg， 18 岁以上青少年 1000mg1。 第 2 页 共 27 页 2.1.3 同类产品或相似产品在国内的基本状

11、况 国内市场上的补钙保健品可归为三类： 一类是无机钙，又称为第一代补钙产品，如：碳酸钙、磷酸钙及氧化钙，或者来自于经过机械加工的动物贝壳骨骼 ; 第二类是有机酸钙，即第二代钙剂，如：葡萄酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、醋酸钙等 ; 第三类是有机钙，为第三代钙剂，如氨 基酸螯合钙、 L-苏糖酸钙。 其中第一类钙剂往往存在着难于吸收的缺点，有些产品由于制造工艺的缺陷，容易导致重金属含量过高。第二代钙剂含钙量较少，但溶解度好，在体内容易被吸收。无机钙含钙高，但不易溶解，在胃中与胃酸作用后使钙游离出呈离子状态，才能被体内吸收。儿童胃液中的胃酸浓度较低，适宜补充有机钙。第三代钙剂相对比较理想，但成本昂贵。 国内

12、市场上的钙补充剂可概括为： 1、 碳酸钙：含钙量高，吸收率低。 补钙产品在品种、处方组成、剂型及钙盐合成方面都有所不同，补钙产品中原料为碳酸钙是食用钙盐中含量最高的一种，但 不溶于水，吸收率低，因生产工艺不同有天然碳酸钙段稍后经消化、碳化、过滤、干燥生产的轻质碳酸钙，但其原料中含有重金属等有害成分，不易满足食品级要求，用牡蛎壳等制备的碳酸钙具有一定的生活活性，加工成超微粒碳酸钙，含钙量虽高，但在人体内不易被消化吸收。 2、磷酸氢钙：是日本常用的补钙品种，含钙 23.3%，相对较高。磷酸氢钙作为人体矿物质的添加元素使用，常采用粉末制成片剂或片剂的赋形剂，作为钙磷食品，可通过主动转运和被动转运两种

13、机制在小肠和肾中吸收，起着补磷和补钙的作用。但其崩解和吸收较难，加之它含磷高，对肾功能障 碍者有害，我国应用较少。 3、枸缘酸钙：含钙量为 21.1%，水溶性好，生物利用也较磷酸钙好，其吸收不依赖胃酸，有泡腾片，更适合老年人服用。 4、活性钙：用高温煅烧、点解的方法将天然贝壳转化而来，其钙盐主要为氢氧化钙和氯化钙，含钙量少，水溶液为强碱性对胃刺激性大，易引起恶心、呕吐等不良反映，且大都含有超标的砷、铅、镉等有害元素。不适合儿童、老年人胃功能较少弱服用。研究发现很低浓度的氯化钙对成骨细胞的增殖与分化有抑制作用，并随其浓度的增加而增加，氯化钙在支架材料中的残留，对成骨增殖与分化不利，影响成骨细胞的

14、生 产、分化。 5、有机钙：氨基酸钙与蛋白赘合钙， L-苏糖酸钙。 氨基酸螯合钙被吸入血后，并不是立即解离成 Ca2+和氨基酸，而是以螯合物的形式持续解离出 Ca2+供机体利用，避免了血清中 Ca2+浓度过高所致的肾排Ca2+量增加或高钙血症，保证了钙的充分吸收和利用。 L-苏糖酸钙是抗坏血酸、过氧化氢、碳酸钙化合而成，具有良好的脂溶性，无需大量胃酸，能以分子形态直接被人体吸收，是唯一通过国家卫生部鉴定证明吸收率高达 95%的新一代分子型补钙产品，产品质量通过中国方圆标志认定，达到国际水平，由中华医学会向全国消费者重点推 荐，经药理学、药代动力学、药效学、毒理学安全性评价等系统研究标明为安全有

15、效的补钙剂。其胃肠刺激性小，还能促进维生素 C 在体内的吸收并延缓其代谢，可达补钙、补维生素 C的双重效果，易于老年人、孕妇及婴幼儿的补钙。但二者价格昂贵，不宜做长期补钙剂服第 3 页 共 27 页 用。 6、葡萄糖酸钙水溶性好，但含钙量低，要达到 RNI 每日补充钙量，需要服用量较大，消费者服用依从性差，受到一定的限制。 7、其他钙。柠檬酸钙和苹果酸钙的生产工艺分两种：蛋壳、毛蛤壳等煅烧后的灰分加入适量的水制成石灰乳，与一定浓度的柠檬酸、苹果酸水溶液化合而成或用柠檬酸 、苹果酸水溶液直接浸泡鱼骨制得。作为食品钙强化剂直接加入食品中制成富含钙质的保健、营养食品。 8、乳酸钙：是我国传统的钙补充

16、剂之一， 水溶性好，是一种良好的营养强化剂。具有呈中性、易溶解、口感好、易吸收等优点，是一种良好的钙源。在食品中，除了促进生长发育等营养功能外。乳酸钙还可增强抗氧化性，防止水果和蔬菜的褪色等。在医药中，乳酸钙可保持骨骼密度和强度，减少毛细血管的通透性，保持正常的神经肌肉的兴奋性，加强大脑皮层抑制过程。乳酸钙的补充可主要用于预防骨质疏松症、手足抽搐、抽筋、低血钙、过敏症、痉挛和镁中毒等病 症。 2.1.4 本产品具有的特点和优势 本品配方是我公司在经过多年的市场分析和调查，以营养学理论和中国居民膳食营养素参考摄入量为依据，结合我国儿童缺钙补钙的需求和乳酸钙自身特点设立的经验方，作为儿童钙营养补充

17、剂，由乳酸钙和钙促进剂酪蛋白磷酸肽等按照一定的比列配制而成，食品原料安全性良好，具有补钙的作用。 研究调查结果表明，儿童补钙制剂能改善儿童多种缺钙的不良症状，有良好的市场前景。 2 2 保健功能筛选 2.2.1 配方的筛选 儿童钙补充剂采用现代营养学配方，经市场研究和调查，以中国居民膳食 营养素摄入量为指导，由乳酸钙等保健食品营养补充剂原料按照一定的比例配合而成，具有补钙的保健功能，能明显改善儿童缺钙导致的多种并发症。 本品配方来源于对营养补充剂的研究，配方组成采用保健食品中营养补充允许使用的原料和国家规定的食品添加剂以及纯天然果粉。 2.2.2 产品配方中原料的说明（选用原料的功效作用、用量

18、和对人体安全性的影响）。 儿童钙补充剂为儿童营养补充剂，配方中所选用的原料均符合国家标准或轻工业行业标准的要求，安全性良好，具有补钙的保健功能。 选用原料的功效作用 : 乳酸钙 为 GB14880 中食品营养强化剂钙补充剂原料之一。乳酸钙呈中性、易溶解、口感好、易吸收等优点，是一种良好的钙源。在食品中，除了补充矿物质元素钙等营养功能外，乳酸钙还可作为稳定剂、缓冲剂、面团调节剂改善风味和口感，提高诸如糖果、糕点、奶粉、酸奶等食品和饮料的质量。乳酸钙还可增强抗氧化性，防止水果和蔬菜的褪色等。在医药中，乳酸钙可保持骨骼密度和强度，减少毛细血管的通透性，保持正常的神经肌肉的兴奋性，加强大脑皮层抑制过程

19、。乳酸钙主要用于治疗骨质疏松症、手足抽搐、抽筋、低血钙、过敏症、痉挛和镁中毒等病症。 按 照中国居民膳食营养素推荐摄入量 1计算如下： 第 4 页 共 27 页 RNI（推荐摄入量）或 AI(适宜摄入量 ) 服用人群 钙 mg/d 每包需含钙（本品设计 5g/包，每日两包） 100g 需含钙 （即 20 包） 100g 需乳酸钙的量（钙含量 13%计） 4 800 400 mg 8g 61.54g 7 1000 500 mg 10g 76.9g 11 1200 600mg 12g 92.3g 14 1000 500mg 10g 76.9g 本品设计配方乳酸钙为功效成分原料来源，服用人群 414

20、 岁儿童或青少年。 酪蛋白磷酸肽 (Casein Phosphopeptides,CPP)是以牛乳酪蛋白为原料 ,经单一酶或复合酶系水解 ,再经分离纯化而得到的含有成簇的磷酸丝氨酰基的肽类化合物。 CPP 带有高浓度的负电荷 ,在中性或弱碱性环境中能与 Ca2+结合生成可溶性络合物 ,抑制沉淀形成 2。体外实验显示 CPP 能够保持钙在小肠中的溶解性 ,从而促进钙的被动吸收 3。 Tsuchita4等报道 ,CPP 可显著抑制切除卵巢的老龄雌性大鼠股骨骨密度的降低 ;张亚飞 5等也通过试验证明 ,在基础饲料和低钙饲料中添加一定量的 CPP,可显著增加断乳大鼠对钙的吸收率和储留率 ,但钙的利用率

21、无显著差异。当饲料中钙质量分数为 0.35%时 ,CPP/Ca 为 0.35 或 5.0,可显著增加钙的表观吸收率和股骨钙含量 6。因此 ,CPP 现已被公众认可的可以促进骨骼发育和生长 ,有效预防骨质疏松症的产品。 低聚木糖 人体肠道及体表栖息着数以亿计的细菌，其种类多达 400 余种，其中有对人有害的，被人们称为有害菌，有对人有益的，被称为益生菌，也有介于二者之间的条件致病菌，即在一定条件下会导致人体生病的细菌，人体内的益生菌主要有乳酸菌、双歧杆菌等。 益生菌在 肠道的大量繁殖，可以治疗因大量使用抗生素而导致的伪膜性肠炎；治疗便秘和慢性腹泻；保护肝脏；防治高血压和动脉硬化以及抗衰老、降低血

22、清胆固醇、预防癌症和抑制肿瘤生长的作用。低聚木糖是聚合糖类中增殖双歧杆菌功能最强的品种之一，它的功效性是其他聚合糖类的近20 倍，人体胃肠道内没有水解低聚木糖的酶，所以其可直接进入大肠内优先为双歧杆菌所利用，促进双歧杆菌增殖同时产生多种有机酸。降低肠道 PH 值，抑制有害菌生长，使益生菌在肠道大量增殖，达到上述的保健功效，这就是低聚木糖的保健功能所在。 研究表明，每天口服 0.7g,两周后大肠双歧杆菌的比例从 8.9%增加到 17.9%；每天口服 1.4g，一周后大肠双歧杆菌的比例从 9%增加到 33%；每天口服 3.5g，两周后大肠双歧杆菌的比例从 3.7%增加到 21.7%。上述数据中可以

23、看出，低聚木糖可以显著的使双歧杆菌大量增殖，从而达到使益生菌成为肠道优势菌种，排除有害菌的目的 7。 葡萄糖 糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的一类有机化合物，根据化学结构不同，可分为单糖、双糖、多糖三类。 葡萄糖属 单糖 。 是由 6 个碳分子，组成的糖，易溶于水，有甜味，能直接被人体吸收。食物中的单糖有葡 萄糖，果糖和半乳糖。 糖类的生理功能 供给人体热能 糖类是食物中主要的功能的物质，每克糖类在体内氧化可生产 16.75 千焦耳热量。他在体内的消化、吸收和利用，较脂肪、蛋白质迅速而完全。 第 5 页 共 27 页 构成肌体组织 所以的神经自制和细胞内部都含有糖。糖是细胞膜中糖蛋白、结缔组织

24、中的粘蛋白和神经组织的糖脂中不可缺少的成分。 糖类有抗生酮作用 糖可以调节体内脂肪的氧化，减少酮体的产生，起着解毒的作用。 可节约体内蛋白质的消耗 当体内糖充足时，机体首先利用糖供给热能，避免人体用蛋白质作为燃料而消耗蛋白质 。 糖类可保护肝脏 糖可使肝脏合成肝糖元，能增强肝细胞的再生，促进肝脏的代谢和解毒作用。 小结 :本方结合儿童对基本营养素的需求以及矿物质元素钙的补充，和钙促进剂酪蛋白磷酸肽的促进作用，相互配伍，改善儿童的缺钙的各种生理症状，具有补钙的保健功能。 2.2.3 产品的主要功效成分的确定过程和依据 乳酸钙功效成分的研究 （ 1）溶解度 乳酸钙比其他的钙盐都易溶解于水。有代表性

25、的钙盐溶解性对照表见表1，图 1： 表 1 钙盐溶解度对照表 品 名 溶解度（ %重量） 乳酸钙 5.4 葡萄糖酸钙 3.9 氢氧化钙 0.17 柠檬酸钙 0.096 碳酸钙 0.0015 图 1 各种钙盐溶解度（ %重量） 0.0000%1.0000%2.0000%3.0000%4.0000%5.0000%6.0000%乳酸钙 葡萄糖酸钙 氢氧化钙 柠檬酸钙 碳酸钙（ 2）味觉 钙盐一般都有稍带苦味的鸡蛋味。 Tordoff 提出过各种钙盐的详细感觉检验的报告。乳酸钙和氯化钙等比较时苦味感觉不比其他盐低，但阚值高的报告 8。如表 2，图 2。 第 6 页 共 27 页 表 2 各种钙盐阚值

26、品 名 阚值（ M） 乳酸钙 50 氯化钙 7.5 葡萄糖酸钙 8.75 氢氧化钙 11.7 磷酸钙 20 图 2 各种钙盐的阚值 * 0 10 20 30 40 50 60磷酸钙氢氧化钙葡萄糖酸钙氯化钙乳酸钙*阚值 人们 对某种物质感到味觉的最低浓度。通常是以被检验物质中半数的味觉感受浓度所表示。这是呈味度所表示的指标之一，该值越高，表示越难以呈现苦味。 （ 3）利用率及吸收率 人体内的钙比其他矿物质都多，多磷结合形成骨骼和牙齿，与镁一起维持血管心脏等工作，起到中药的作用。骨骼的钙量随着年龄而变化和减低，特别是女性在闭经期后显著降低，容易患骨质疏松症等疾病。关于钙盐的利用率，很久以来就有许多

27、人在研究。例如将乳酸钙、碳酸钙、葡萄糖酸钙对饲养白鼠进行毕生投入实验。虽然乳酸钙在有些试验动物体内保留率低，但毕生的钙参与没有差别的报告。 关于体内保留率， spencer 等人，通过对 4060 岁的 8 名人体试验、乳酸钙的利用率比葡萄糖酸钙参与也大的报告。不论那种钙盐，随着年龄增长，肠道的吸收率有所下降，发现溶解度高的钙盐吸收率也高的报告。 松本等人将研究延伸，发现付甲状腺激素对血液中的钙量是调节机构，突出摘除付甲状腺激素的白鼠生物体内钙利用率报告 8。如图 3： 经过低钙浓度血液中，白鼠所摄入的钙盐利用率测定是： 磷酸钙碳酸 乳酸钙，其结果说明乳酸钙有良好的吸收率。 图 3 付甲状腺摘

28、除的白鼠血液中钙浓度减少的机理 第 7 页 共 27 页 摘除付甲状腺的白鼠 付甲状腺正常的白鼠 图 4 付甲状腺摘除后的白鼠钙利用 率 4.9 4.884.69.84.4024681012乳酸钙 磷酸钙 乳酸钙 磷酸钙 乳酸钙 磷酸钙11日 14日 17日付甲状腺摘除后的天数血清中的浓度(mg/dL)小结： 从以上各对照试验表明，选择乳酸钙在溶解性和味觉阚值和吸收率均有较其他钙源的优势，有良好的溶解性和吸收性，进一步验证了乳酸钙的补钙功能。 2.2.4 工艺路线设计、产品形态与剂型选择的科学性 （ 1）工艺路线设计 儿童钙补充剂作为儿童、青少年营养补充剂，配方中以现代营养学科学依据，功效成分原料乳酸钙在食品应用中时间较长，效果确切安全性良好，具有补钙的作用。溶解可以提高本品功效成分利用率，儿童服用可采取水溶和婴幼儿辅料食品中添加，服用方便保健功能明确，服用剂量不大，每次服用 2 包，每包重 5g，工 艺路线选用原料制粒干燥包装制成成品。 （ 2）产品形态和剂型选择 儿童钙补充剂配方作为儿童、青少年钙营养补充剂，其功效成分乳酸钙在保健食品中应用时间较长，补钙效果确切，安全性良好。本品每袋装 5g，每日服投入低钙食品（缺少VD） （缺少VD） 血中钙浓度减少 付甲状腺激素分泌 铅末从骨迁移出 血中钙降低 钙 从骨迁移出 血中钙增加 第 8 页 共 27 页