婴幼儿配方奶粉货架期内营养成分变化规律

2018-03-26姜艳喜华家才张建友楼佳佳马雯储小军

中国乳品工业 2018年2期

姜艳喜，华家才，张建友，楼佳佳，马雯，储小军

（1.贝因美（杭州）食品研究院有限公司，杭州311106；2.浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州310058；3.浙江工业大学海洋学院，杭州310004）

0　引言

1974年美国食品工艺师协会定义食品货架期为：食品从生产出来之日起，至食品营养、风味、质构和外观等指标仍处于能够满足消费者要求的某零售之日止；1993年食品科学与技术协会发布关于食品货架期预测与指引的文件，认为食品货架期应该包括：安全；保持良好的感官特性和物理、化学、微生物以及功能特性；在推荐的贮藏条件下，食品营养指标与包装标签指标一致；2000年欧盟委员会定义食品货架期是食品在规定的贮藏条件下，能够满足确定需要的最短期限[1]。

综上，食品货架期内营养成分良好的稳定性是其质量保证的关键。本文旨在研究A系列婴幼儿配方奶粉中营养成分货架期内的变化，为婴幼儿配方奶粉中营养成分设计以及其货架期的制定提供理论依据。

1　实验

1.1　材料

市售A系列婴儿配方奶粉（1段），充氮包装，听装计20批次。

市售A系列较大婴儿配方奶粉（2段），充氮包装，听装计8批次。

市售A系列幼儿配方奶粉（3段），充氮包装，听装计7批次。

1.2　实验条件

室内、常温、不控湿度、不避光、通风、原罐未拆封保存。

1.3　检测周期与检测方法

出厂检测值以生产厂家出厂检测报告数据为准；

货架期结束检测值为试验样品存放于试验条件下，待存放至产品包装明示保质期（听装保质期24个月）结束时送上海质检院进行检测所得数据。

所用检测方法为婴幼儿配方食品各营养成分对应的食品安全国家标准分析方法。

1.4　计算方法

衰减率计算方法参照刘平等[2]对保健食品及营养补充剂中维生素C稳定性研究中维生素C衰减率的计算方法，即某营养成分衰减率=（货架期结束检测值-出厂检测值）/出厂检测值×100%。

考虑各个营养成分的检测方法有一定的精密度要求，当营养成分衰减率绝对值小于检测方法精密度时，认为货架期结束检测值与出厂检测值无显著差异。

2　结果与讨论

2.1　蛋白质、脂肪与脂肪酸

蛋白质、脂肪、碳水化合物三大产能营养素是婴幼儿配方奶粉中的重要的主体营养成分，其中蛋白质是一切生命活动的重要物质基础，是组成一切细胞和组织结构的基本材料，还是合成一些重要生物活性物质的原料；婴幼儿处于生长发育阶段，蛋白质不仅用于补充日常代谢的丢失，而且用以供给生长发育中不断增加新组织的需要[3]。充足的能量、特别是高能量密度脂肪的供给，为婴儿生长发育所必需，也是适应婴儿胃肠道及渗透压的最佳选择，FAO推荐0～6月婴儿所需能量高达40%～60%由脂肪提供[4]。亚油酸、α-亚麻酸、二十二碳六烯酸（DHA）和花生四烯酸（ARA）是4种人体重要的不饱和脂肪酸。许多研究表明，不饱和脂肪酸是婴幼儿成长发育的重要物质，尤其对脑部发育十分关键。作为大脑和脑神经的重要营养成分，不饱和脂肪酸能提升婴儿智力发育指数、视力敏锐度，如摄入不足将有可能影响记忆力和思维力[5]。以下讨论货架期内蛋白质、脂肪和4种脂肪酸的衰减变化情况（表1）。

表1　婴幼儿配方奶粉中宏量营养素衰减率 %

由表1可见：货架期结束时，Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段配方奶粉的蛋白质、脂肪、亚油酸和α-亚麻酸的衰减率在检测方法精密度范围内，无显著差异，这与胡君荣等[6]的研究成果一致。DHA与ARA则呈现出比较大的波动，货架期结束时，出现了一些正偏差的样品点，这可能是因为干法混合添加的DHA粉末与ARA粉末受到工艺混合均匀性的影响，另微胶囊包埋的DHA粉末与ARA粉末在检测处理时，破壁是否完全，也会给检测带来一定影响。

2.2　维生素

GB 10765与GB 10767规定了婴幼儿配方奶粉必须添加的13种维生素。维生素是维持人体正常生命过程所必需的一类小分子有机化合物。在体内含量很少，但对维持机体健康起重要作用。维生素作为非机体结构成分，不提供能量，其主要功能是通过作为辅酶的成分来调节机体代谢。而大多数维生素，不能在体内合成或合成量太少，必须从食物中摄取[7]。根据溶解性，维生素一般可分为两类，即脂溶性维生素和水溶性维生素。

2.2.1脂溶性维生素

脂溶性维生素主要有维生素A、维生素D、维生素E和维生素K。脂溶性维生素能够调节人体的各种生理功能，增强免疫力，促进骨骼的生长发育，调节体内各方面的代谢等。

由表2可以看出，Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段的脂溶性维生素表现出相似的变化趋势。但是标准偏差比较大，这可能是因为该系列配方奶粉采用的干法工艺添加脂溶性维生素，干法混合均匀性会带来叠加影响。

维生素A其酯的形式比醇的形式稳定，视黄醇乙酸酯和棕榈酸酯与非酯化视黄醇的吸收效率相同[8]，目前绝大多数的婴幼儿配方奶粉生产企业选择微胶囊化的醋酸视黄酯粉剂作为维生素A的来源。由表2可以看出，维生素A在24个月后最高会有34.07%的衰减，这与孙本风等[9]的研究成果一致。另颜景超[10]研究两种婴儿配方奶粉中维生素A的稳定性研究，20℃下储存12个月，维生素A的损失率分别为13.59%和18.87%；而40℃时，损失率分别上升至31.46%和36.62%，可见维生素A对温度不稳定。另日光中的紫外线会使视黄醇及其酯失去活性，带来更大的检测偏差。

表2　婴幼儿配方奶粉中脂溶性维生素衰减率 %

一般选择获得更为便利的动物来源的胆钙化醇作为维生素D的化合物来源形式，维生素D在光照、温度及空气条件下容易发生降解和变质。由表2可以看出，维生素D的衰减变化比维生素A的波动范围更大，这可能是因为维生素D在婴幼儿配方奶粉中的强化量比较低，偏差被放大。

天然存在的α-生育酚构型具有最高的维生素E活性，乙酸酯形式极大地改善了化合物的稳定性，所以d l-α-醋酸生育酚被广泛用于食品强化中。由表2可以看出，24个月结束时，维生素E的衰减很低，货架期内基本稳定，这与孙本风等[9]的研究成果接近。这可能是因为在不存在氧及氧化脂肪的条件下，维生素E类物质的稳定性相当高[8]。研究用婴幼儿配方奶粉采用铁罐密封充氮包装保持了这种稳定性。

维生素K的各种形式对热相当稳定，在多数热加工过程中都能保留；该维生素可以被光照破坏，也可在碱性条件下降解；在有氧气的环境下，维生素K1只发生缓慢的降解[11]。但是由表2可以看出，维生素K1出现了很大的衰减，这与孙本风等的研究也出现了很大偏差。初步分析可能是由于干法工艺混合均匀度以及植物甲萘醌粉剂颗粒度的原因导致。后续将会进一步对湿法工艺生产的婴幼儿配方奶粉的维生素K 1衰减开展研究，以便佐证这一观点是否成立。

2.2.2水溶性维生素

水溶性维生素是维生素类重要组成部分，主要包括VB1，VB2，VB6，VB12，烟酸（VB3），叶酸（VB9），泛酸（VB5），生物素（VB8/VH）和VC等。常以辅酶或辅基的形式存在，一般性质不稳定，对光、氧、热、pH值等非常敏感。婴幼儿配方奶粉在加工、储存、运输、销售等一系列环节都有可能造成维生素的损失[12]。

由表3可以看出，Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段的水溶性维生素表现出基本相似的变化趋势。但是标准偏差同样比较大，与脂溶性维生素相似。可能是因为干法工艺添加水溶性维生素，混合均匀性会带来叠加影响。

表3　婴幼儿配方奶粉中水溶性维生素衰减率 %

由表3可以看出，VB1、VB2、烟酸、叶酸和生物素呈现相似的变化，显示24个月结束后，基本稳定。这与化合物来源稳定的特性不无关系。盐酸硫胺素在避光和干燥的条件下，在氧气中都是比较稳定的；核黄素耐热和氧，但对光敏感；烟酸一般具有较好的稳定性，在液相和固相体系中都不被光、氧及热破坏；商业用叶酸对氧和热较稳定，光特别是紫外光线会对叶酸的稳定性产生严重影响；一般认为生物素具有较高的稳定性，在空气、加热和光照条件下相当稳定，但在紫外线照射下，它能逐渐降解[11]。对照试验用婴幼儿配方奶粉的包装形式，出现这一结果是合理的。

VB6和VB12出现了不同程度的衰减。VB6在空气和加热的条件下是稳定的，但是金属离子会催化其降解，光照一般是其衰减的重要因素。氰钴胺素是具有VB12活性的重要化合物，对光敏感，对氧气和受热一般稳定。VB6的衰减可能是由于婴幼儿配方奶粉体系中金属离子的影响，VB12的衰减可能是因为配方奶粉中允许的强化量比较低，偏差被放大。

泛酸表现出一定的衰减，但商业化广泛使用的D-泛酸钙在干燥条件下对氧和光较稳定，虽然具有吸湿性，但是在水分得到控制的密闭充氮铁罐内，显示出的衰减，还有待进一步研究。

VC一般被认为是最易衰减的水溶性维生素，但在这项研究中其衰减并不明显，与孙本风等的研究成果一致。这可能是因为抗坏血酸盐在干燥的空气中的稳定性是相当高的，仅在有水分存在时不稳定。

2.3　矿物质

人体内含有的60多种元素中，对维持机体正常生理功能所必需的元素，称为必需元素，计有20多种。这些生命必需元素中，除碳、氢、氧、氮主要以有机物质形式存在外，其余各元素均为无机的矿物质[7]。矿物质是维持体内渗透压平衡的重要因素。因为婴幼儿的肾脏排泄和浓缩能力较弱，矿物质过多或过少都不适于婴儿的肾脏及肠道对渗透压的耐受[13]。所以，在婴幼儿配方奶粉中矿物质的强化，必须遵循国家标准等相关规定，适量添加。

由表4可以看出，矿物质经过24个月后，出现不同程度的衰减，其中碘的衰减率最高，分别达到了-37.46%，-20.50%，-18.08%。其次，在1段配方奶粉中，铁、氯的衰减率分别为-10.31%和-9.72%，其他矿物质衰减不明显或基本没有衰减；在2段配方奶粉中，锌、氯的衰减率分别为-9.20%和-9.45%，其他矿物质衰减不明显或基本没有衰减；在3段配方奶粉中，铁、锌、氯的衰减率分别为-9.79%，-10.79%，-9.54%，其他矿物质衰减不明显或基本没有衰减。整体分析，矿物质平均衰减率为-5.59%，与维生素相比，矿物质在贮存期间相对较稳定。

表4　婴幼儿配方奶粉中矿物质衰减率 %

2.4　其他营养素

胆碱、肌醇、牛磺酸、左旋肉碱、叶黄素可选择性添加到婴幼儿配方奶粉中。其中叶黄素通过有效地过滤蓝光，抵抗DHA氧化，减少脂褐素累积，从而对婴幼儿眼睛的发育和黄斑的成熟起到重要的保护作用，同时还与婴幼儿的脑部发育，尤其是认知记忆能力息息相关。另研究显示，母乳中也含有叶黄素，所以它常被添加到婴幼儿配方奶粉中。

由表5可以看出，经过24个月以后，除牛磺酸基本没有衰减外，胆碱、肌醇、左旋肉碱和叶黄素均出现了不同程度的衰减，其中叶黄素衰减最为明显，3个阶段平均衰减率达到-26.63%。

表5　婴幼儿配方奶粉中其他营养素衰减率 %

一般认为胆碱和左旋肉碱具有高稳定性，在食品贮藏、处理、加工和制备工程中，无显著损失。但在该项研究中，胆碱和左旋肉碱表现出的明显的衰减，还有待进一步研究确认结果。肌醇在24个月结束后表现出的衰减率与孙本风等的研究成果保持一致。李大婧[14]等研究显示：光对叶黄素的稳定性影响很大，日光对其有明显的破坏作用；对热较稳定，但随着温度的升高和加热时间的延长，降解速度加快；Fe3+、Fe2+、Cu2+对叶黄素影响较大，破坏作用较强，Zn2+、mg2+、Ca2+、K+、Na+对其基本无影响。在婴幼儿配方奶粉中，叶黄素的明显衰减，可能与储存温度有关，也可能与包装容器材质有关，这需进一步通过不同材质的包装等试验条件进一步研究确认。

3　结论

货架期结束后，Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段中同种营养素素的变化趋势基本一致。显示：蛋白质、脂肪、亚油酸、α-亚麻酸货架期内无显著差异；DHA与ARA则呈现出较大波动。脂溶性维生素以维生素E最为稳定，货架期内几乎无衰减；维生素A与维生素D货架期内呈现出的衰减，可能是干法奶粉生产工艺混合均匀性以及检测操作时光线的影响导致。水溶性维生素中维生素C，VB1，VB2，烟酸，叶酸和生物素在货架期内表现出不错的稳定性，这可能与它们化合物来源形式的稳定性有很大关系。VB6和VB12在货架期内呈现了不同程度的衰减，可能由于奶粉体系中金属离子对VB6产生影响；另VB12添加微量，可能导致混合均匀性偏差与检测偏差被放大。矿物质在货架期内呈现良好的稳定性，其中碘在整个货架期内衰减最严重。其他营养成分，牛磺酸在货架期内呈现良好的稳定性；叶黄素有明显的衰减。一般被认为具有高稳定性的维生素K1、泛酸、胆碱和左旋肉碱，在该项研究中呈现出了明显的衰减，还需进一步研究。

参考文献：

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