基于线性规划优化的本地食材婴幼儿饼干配方开发：营养强化与感官评价在预防发育迟缓中的应用

为解决发展中国家婴幼儿发育迟缓(stunting)问题，印尼研究人员通过线性规划(LP)优化本地食材(罗非鱼粉/菠菜粉)饼干配方，显著提升蛋白质(12.5g/100g)、铁(3.7mg)等关键营养素含量，感官评分达4.67分(7人专家组)，为低成本营养干预提供新策略。

　　

在全球营养转型背景下，发展中国家正面临"三重营养不良负担"的严峻挑战——肥胖、微量营养素缺乏与发育迟缓(stunting)并存。据WHO数据显示，2022年全球5岁以下儿童中有1.49亿存在发育迟缓，其中印尼的患病率达21.5%。这一现象与饮食质量下降密切相关：传统高纤维饮食被高脂肪、高糖加工食品取代，导致婴幼儿关键成长期缺乏蛋白质、铁、锌等必需营养素。更令人担忧的是，市售婴幼儿饼干普遍存在营养失衡问题，高糖高脂配方反而可能加剧健康风险。

为破解这一难题，印尼国立巴东大学的研究团队在《Food Chemistry Advances》发表创新研究，将数学建模与食品科学相结合，开发出能预防发育迟缓的功能性饼干。研究人员采用线性规划(Linear Programming, LP)算法优化配方，以本地易获取的玉米粉、木薯粉和米粉替代小麦粉，并强化罗非鱼(tilapia)粉和菠菜粉，最终研制出营养密度高、成本可控且感官接受度佳的婴幼儿辅食。

研究团队运用三大关键技术：1) 完全随机设计(CRD)实验比较不同基粉配方；2) 线性规划模型优化蛋白质(12-12.5g/100g)、铁(2.9-3.7mg)等23项营养参数；3) 7人专业感官小组采用定量描述分析(QDA)评估产品接受度。所有原料均采购自巴东当地市场，营养成分检测在Padang工业标准化服务中心实验室完成。

【线性编程配方与成本分析】
通过数学建模确定最优配比：玉米饼干含170g玉米粉+50g鱼粉+5g菠菜粉，成本仅8,695印尼盾/100g。成本效益分析显示，尽管强化配方比普通饼干(4,560印尼盾)贵47%，但营养密度提升300%，其中蛋白质含量达市售产品的7.8倍。

【营养组成分析】
实验室检测证实：玉米饼干营养综合最优，提供545.9kcal能量、12.5g蛋白质和3.7mg铁，可满足幼儿每日35%能量和74%铁需求。特别值得注意的是，通过鱼粉强化使锌含量达13mg，但距日需量(5mg)仍有差距，提示需进一步优化。

【感官分析】
7人专家小组评定显示：玉米饼干在形状(4.43分)、颜色(4.33分)、质地(4.67分)等方面显著优于其他配方(p<0.01)。其金黄色泽来自玉米胡萝卜素，酥脆质地源于玉米淀粉特性，而对照组小麦饼干虽香气浓郁(4.43分)，但营养指标较低。

这项研究开创性地将运筹学算法应用于婴幼儿食品开发，证实本地食材经科学配比后可同时实现营养强化(蛋白质+32%)、成本控制(<9,000印尼盾)和感官优化(总分>4.2/5)。特别重要的是，研究揭示锌强化不足的缺陷，为后续研究指明方向。作者建议未来可用红棕榈油替代人造黄油，进一步提升维生素E和类胡萝卜素含量。该成果不仅为印尼实现2024年将发育迟缓率降至14%的目标提供可行方案，更为全球发展中国家开展基于本地资源的营养干预树立典范，直接助力联合国可持续发展目标(SDG 2)"零饥饿"的实现。