婴儿配方乳粉中营养物质稳定性研究

姜艳喜 华家才 张建友 李归浦 曹煜之 马 雯 张小玲 储小军*

（1 贝因美（杭州）食品研究院有限公司 杭州311106 2 贝因美婴童食品股份有限公司 杭州311106 3 浙江大学生物系统工程与食品科学学院 杭州310058 4 浙江工业大学海洋学院 杭州310004）

乳制品原料提供的营养素一般在婴儿配方乳粉营养素含量中占比较低。大部分营养素，尤其是维生素需在生产过程中额外添加。 早在上个世纪80年代就有学者对英国12 款婴儿配方食品[1]与美国76 款婴儿配方食品[2]进行实际检测含量与供应商声明含量的对比分析， 结果发现制造商一般过量添加维生素，其中以B 族维生素、VC、泛酸、生物素与叶酸的过量添加尤为明显[1]。这些额外添加的营养素会过量添加， 以减小生产加工过程与实验室检测偏差并弥补货架期的额外损失。

成熟的生产工艺与标准化的检验方法使生产加工与实验室检测偏差等损失可控或可预期。 为保证新品上市的及时性， 货架期损失的评估一般通过加速试验完成， 即通过识别关键指标并研究环境因素对关键指标的影响，分析其变化规律，从而实现对货架期的预测。 现今对婴儿配方乳粉的货架期预估一般采用感官评定的方法检验其品质，鲜有文献按照化学动力学原理精心设计试验，确定食品品质指标与温度的关系。 对如何选择婴儿配方乳粉货架期评估的关键指标， 也少有文献研究。

本文通过识别婴儿配方乳粉中的关键指标，按照特殊医学用途配方食品稳定性研究要求（试行）[3]规定的加速试验方法，分析所选关键指标在加速试验过程中的变化规律， 实现婴儿配方乳粉货架期的预测确认， 以期对该类新品开发提供指标选择依据和试验指导， 并为按照化学动力学原理设计试验提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

婴儿配方乳粉， 杭州贝因美母婴营养品有限公司生产。 适用月龄0～12月，乳糖含量低于0.5%，充氮（氧气残留量不高于3.0%），罐（镀锡薄钢板）装。

1.2 方法

1.2.1 加速试验条件 在温度（37±2）℃，空气相对湿度（75±5）%的条件下，原罐不拆封储存。

1.2.2 检测方法与周期 由杭州贝因美母婴营养品检测中心协助完成检测。

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。

产品生产后立即送检， 加速试验的第1，2，3月分别检测关键指标， 在第6月加速试验完成后进行全项目检测。

2 结果与分析

2.1 乳粉关键指标识别与确认

乳粉关键指标通过文献检索以及实验室预实验确定。蛋白质与脂肪货架期稳定性较好[4-5]，采用微胶囊包埋技术生产的二十二碳六烯酸（DHA）粉和花生四烯酸（ARA）粉也具有较好的稳定性[6-7]。植物脂肪粉（含亚油酸与α-亚麻酸）也采用微胶囊包埋技术生产，一般具有很好的稳定性。考虑到不饱和脂肪酸可能存在衰减风险，特选取DHA 和α-亚麻酸作为关键指标。

根据孙本风等[8]和Chávez-Servín 等[9]的研究成果，钠、钾、镁、铁、锌、钙、铜、硒和磷等矿物质在婴儿配方乳粉保质期内稳定。前期试验结果[5]证明以上矿物质在货架期内具有很好的稳定性。 魏峰等[10]研究发现焦磷酸铁作为铁强化的化合物来源时，保质期内乳粉品质最好。 综上，矿物质类利用排除法选取碘作为关键指标。

水溶性维生素VB1在低水分活度和室温条件下极为稳定[11]，在乳粉中具有很好的稳定性[12-13]。乳粉中的烟酸[4]与叶酸[13]也具有很好的稳定性。 泛酸的主要剂型泛酸钙具有很好的稳定性且不易吸潮[11]。 综上，对于维生素类，利用排除法选取脂溶性维生素 （VA，VD，VE，VK1）与水溶性维生素（VB2，VB6，VB12，VC）作为关键指标。

选择特征性营养素核苷酸、肌醇、左旋肉碱和胆碱作为关键指标，同时选取芥酸、反式脂肪酸、锡、水分、硝酸盐、亚硝酸盐、黄曲霉毒素M1和黄曲霉毒素B1作为限量指标考察。

2.2 乳粉营养素指标检测分析

各营养素的产品标签明示值与实际检测值列于表1， 可以看出各营养素指标实际检测值均明显高于标签明示值。

表1 各营养素标签明示值与实际检测值Table 1 The label indication value and actual detection value of each nutrient

营养素的实际添加水平为标签明示值的105.70%～224.67%，其中水溶性维生素（VB2，VB6，VB12，VC）的实际添加水平达到标签明示值的170.00%以上。这些数据证实了生产商为弥补潜在的货架期损失与工艺损失， 在法律法规标准范围内对营养素进行过量强化。

加速试验过程中各营养素的检测数据见表2、 表3 和表4。 可以看出各营养素指标在温度（37 ±2）℃，湿度（75±5）%的加速试验条件下存放6 个月，营养素基本无衰减，而维生素A 有较大的标准偏差。

表2 营养素（α-亚麻酸与DHA）的加速试验结果Table 2 Accelerated experimental results of α-linolenic acid and DHA

配方中的α-亚麻酸主要来自于低芥酸菜籽油，DHA 主要来自于二十二碳六烯酸油脂 （金枪鱼油），这些油脂均应用微胶囊技术包埋制备成粉末状添加于配方中，粉末油脂可防止氧气、热、光及化学物质的破坏，具有不易酸败的特性，长时间储存后质量与风味不变[14]。 García-Martínez 等[15]研究发现，婴儿配方粉分别于25，30，37 ℃条件下存放3 个月， 脂肪酸组成成分在3 个温度条件下整个储存期均没有显著变化，而37 ℃存放3 个月后出现不愉快的气味。 由于提取的油脂并未发生氧化，因此需考虑游离油脂的氧化酸败。 综上，微胶囊技术可以保护不饱和脂肪酸免受外界因素影响，控制芯材释放，保证其在货架期稳定，因此建议考察婴儿配方食品脂类物质稳定性时将游离油脂作为关键指标， 考察其氧化酸败对该类食品风味的影响，寻求解决途径。

表3 营养素（维生素类）的加速试验结果Table 3 Accelerated experimental results of vitamins

由于VA 对光和氧气敏感， 光线对检测结果影响较大， 因此乳粉取样位置对检测结果也有影响。 在配方中VA 添加量甚微，该产品使用醋酸视黄酯微胶囊粉末（含量11.5%）折算到最终配方中添加量仅为0.05‰。对于干法工艺，粒径对于混合均匀性影响很大， 尤其是随着检测方法精密度越来越高，取样量也影响干法工艺的混合均匀性，这可能是造成VA 在试验过程中虽没有明显衰减，而相较于其它营养素有很大标准偏差的原因。

牛奶中的VD3在热加工过程中相对稳定[16]，而对光线敏感。在试验期间，密封在充氮铁罐内的婴儿配方奶粉中的VD3不会发生明显变化。

Albalá-Hurtado 等[13]在20，30，37 ℃3 个温度条件下将粉状婴儿配方食品与液态婴儿配方食品分别存放12 个月后检测， 然后与起始数据对比，发现VE，VB2，VB6无显著差异。主要原因是VE 的剂型DL-α-生育酚醋酸酯在空气中相对稳定，只有在碱和强酸的条件下才被水解[16]。 核黄素是一种对光敏感、耐热和氧的维生素，VB2属于比较稳定的营养素。 VB6与VB2有相似的特点，在空气和加热条件下是稳定的， 而光照是造成VB6损失的主要原因。 试验所用乳粉在密封充氮的铁罐中保存，铁罐具有很好的阻隔性（隔氧避光隔湿），乳粉水分含量低，变化趋势符合理论依据。

各种形式的维生素K 对热稳定， 而可被光照破坏，在有氧气的情况下VK1发生缓慢降解[16]。 本试验品密封在充氮铁罐中， 整个储存期并无明显衰减。

表3 数据显示婴儿配方乳粉中的VB12在加速试验过程中具有很好的稳定性， 这可能与其对氧和热较稳定有关。 强化VB12的化合物来源形式一般是氰钴胺，而氰钴胺对氧和热稳定，对光和紫外线比较敏感[16]。

由于牛奶中VC 的含量较低， 不能满足婴儿配方食品的标准要求， 所以婴儿配方乳粉生产中一般选用L-抗坏血酸钠作为VC 化合物来源形式对其进行强化。 VC 对光、热、金属离子敏感，即一般紫外线照射、热处理工艺（如杀菌）与金属离子（如铜离子可以明显加速VC 的氧化）都会使VC含量衰减。 加速试验数据显示VC 在6 个月的试验期间未发生明显变化，这可能是包装材料隔氧、隔湿、避光，且研究基质水分含量低的缘故。

表4 营养素（其它）的加速试验结果Table 4 Accelerated experimental results of other nutrients

胆碱与左旋肉碱在试验过程中未发生明显变化， 可能是因为这2 种营养素在配方本底含量占比相对较大，并且营养素自身性质非常稳定，因此在食品贮存和加工过程中不会有太大损失。

肌醇属水溶性维生素类产品， 分子式为C6H12O6，相对分子质量是180.16，性质稳定。 虽易吸潮，但由于其环状结构的特点，在空气中具有很好的稳定性， 使其在加速试验过程中未发生明显变化。它作为一种维生素B 族物质，与胚胎发育及神经管畸形发生有密切关系， 补充肌醇可以预防叶酸抵抗型神经管畸形， 并且其代谢通路关键基因在神经管畸形发生过程中起着重要的作用[17]。目前我国相关标准中规定婴儿配方食品可以选择性添加肌醇， 而在孕产妇用调制乳粉中暂时不可以强化肌醇。

核苷酸是母乳中非蛋白氮组成成分 （占母乳非蛋白氮含量的2%～5%）， 母乳中非蛋白氮含量占总氮量的25%左右， 而牛乳中非蛋白氮含量仅占到总氮量的2%左右[18]。 现在大多婴儿配方奶粉通过添加外源核苷酸来达到模拟母乳非蛋白氮含量的目的。 我国允许外源核苷酸的添加总量为12～58 mg/100 g。 加速试验表明外源核苷酸添加到婴儿配方奶粉中具有很好的稳定性， 这可能与各单体核苷酸或其钠盐比较稳定有关。

碘在孕妇孕期和婴儿期对胎儿和新生儿的大脑发育起作用，碘缺乏会导致胎儿神经损伤[16]。 目前我国相关标准中规定婴儿配方食品必须强化碘，而在孕产妇用调制乳粉中暂时不可以强化碘。在婴儿配方食品中一般选择碘化钾作为常用的化合物来源形式。 表4 数据显示碘在加速试验过程中基本无变化，具有很好的稳定性，而碘的检测结果易出现重现性差、波动等问题，这可能与样品前处理步骤以及碘化钾见光易分解有关。

2.3 乳粉限量指标检测

加速试验过程中各限量指标的检测数据见表5，可以看出各限量指标在温度（37 ± 2）℃，湿度（75±5）%的加速试验条件下存放6 个月基本无变化，仅水分在加速试验初期有小幅增加。

芥酸在加速试验条件下未发生变化。对反式脂肪酸的研究结果与García-Martínez 等[15]的研究一致， 试验样品储存于镀锡薄钢板所制罐中，为了考察与样品直接接触的包装材料中可能含有的危害物质的迁移情况，选择锡作为考察指标。试验数据表明样品加速储存的6 个月内， 与样品直接接触的镀锡层并未发生锡的迁移。

水分含量在加速试验初期发生小幅增加后趋于稳定，6月检测数据满足食品安全国家标准要求。阻隔性良好的包装材料内样品水分含量增加，可能是由基质内结合水转化为自由水所致。

表5 加速试验过程中安全性指标的检测结果Table 5 Detection results of safety index in accelerated experiments

3 结论

通过文献检索排除法识别婴儿配方奶粉中关键指标，分析它们在加速过程中的变化，预测婴儿配方奶粉新品货架期。 在温度（37±2）℃， 湿度（75±5）%的加速试验条件下存放目标产品6 个月， 分别于0，1，2，3月和6月对关键指标进行检测。结果显示，加速试验过程中所研究营养素指标无明显变化，仅VA 出现较大的标准偏差，分析原因可能是由环境光线以及醋酸视黄酯微胶囊粉末在粉体中的分布不均所致。 限量指标在加速试验过程中并未增加，仅水分在1月时出现小幅升高，可能由基质内结合水转化为自由水所致。此外，与粉体直接接触的罐体镀锡层中的锡并未向粉体中迁移。

婴儿配方乳粉脂肪含量一般为27%左右，脂肪氧化会明显影响粉体滋气味， 建议今后在对婴儿配方乳粉等产品进行加速稳定性试验研究时，增加衡量脂肪氧化程度的指标， 同时结合感官评分法综合考评。加速试验过程中，限量指标基本无变化，建议今后可以不考虑，而水分与直接接触的包装材料中可能含有污染物， 应根据实际情况予以监测。