母乳营养补充剂货架期内营养素稳定性分析

孔迎　华家才　马雯　赵文星　楼佳佳　康巧娟　李琳瑶

摘 要：母乳营养补充剂是为补充早产/低出生体重婴儿母乳中能量、蛋白质、维生素和矿物质不足而特别设计的、需加入到母乳中使用的液态或粉状特殊医学用途婴儿配方食品。在母乳喂养的同时，为早产/低出生体重婴儿提供充足的能量和营养素。本文研究了母乳营养补充剂货架期内营养素的稳定性，从试验数据进行分析，货架期内，母乳营养补充剂中矿物质仅碘、锌和铁有一定的衰减，衰减率分别为16.86%、15.59%和13.19%，维生素仅烟酸有轻微的衰减，衰减率为13.07%，其他营养素均无明显的衰减。该研究验证了母乳营养补充剂货架期制定的合理性，并为母乳营养补充剂今后的营养素设计及工艺优化提供理论依据。

关键词：母乳营养补充剂;货架期;营养素;衰减率

Abstract：Human milk fortifier is specially designed to supplement the lack of energy， protein， vitamins and minerals in the breast milk of premature / low-birth-weight infants， which need to be added to the breast milk for special medical purposes. To provide sufficient energy and nutrients for premature / low-birth-weight infants while promoting breastfeeding. This paper studies the stability of nutrients in the shelf-life of human milk fortifier. Based on the analysis of experimental data， only iodine， zinc and iron of minerals in human milk fortifier have a certain attenuation， with the attenuation rates of 16.86%， 15.59% and 13.19%， respectively. Only niacin in vitamin has a slight attenuation， with the attenuation rate of 13.07%， and other nutrients have no obvious attenuation. This study verified the rationality of shelf life of Human milk fortifier and provided theoretical basis for nutrient design and process optimization of b Human milk fortifier in the future.

Key words：Human milk fortifier; Shelf-life; Nutrients; Attenuation

中圖分类号：TS252.51

国外权威学术机构如美国儿科委员会营养学会（American Academy of Pediatrics Committee on Nutrition，AAP）一贯强调母乳喂养对早产儿的重要性。早产儿母乳在营养、免疫和代谢方面有诸多优势，但随着泌乳期的延长，母乳中蛋白质、钙、磷等营养素的水平明显降低，不再满足早产儿生长的需求。早产儿喂养的最终目标是改善预后，达到相当于健康足月儿的水平。即让早产儿出生后的生长速度近似于足月儿同期胎内生长的速度，并达到类似于健康足月儿的组织构成和功能预后。为更好地满足早产/低出生体重婴儿生长发育的需求，目前提倡使用强化的母乳喂养。美国儿科学会（AAP）和欧洲儿科胃肠病学、肝病学和营养协会（European Society for pediatric Gastroe nterology，Hepatology，and Nutrition，ESPGHAN）推荐，母乳喂养的早产/低出生体重婴儿，使用含蛋白质、矿物质和维生素的母乳营养补充剂（Human milk fortifier，HMF），以确保满足预期的营养需求。我国《早产/低出生体重儿喂养建议》中也指出胎龄<34周、出生体重<2 000 g的早产儿应首选强化母乳喂养[1]。

母乳营养补充剂是根据早产儿的营养需求和早产儿的母乳数据进行配方设计，以达到母乳营养补充剂与母乳配合使用可满足早产/低出生体重婴儿的生长发育需求。对母乳中含量水平尚不足以满足早产/低出生体重婴儿快速生长需求的营养成分，则需额外添加，主要体现在能量、蛋白质、部分维生素和矿物质方面[2]。目前常见的母乳营养补充剂有粉状和液态两种形态，本文研究的母乳营养补充剂为粉状制剂，粉状母乳营养补充剂的优点是不会大量稀释母乳造成不必要的过多液体摄入，且携带使用方便，受到早产/低出生体重婴儿父母、医护人员的喜爱，对母乳喂养时间持续有促进作用。

母乳营养补充剂中的脂肪、蛋白质、维生素和矿物质在贮藏过程中有可能发生一系列物理化学反应而衰减，因此研究其在货架期内的稳定性是非常必要的。食品货架期是指食品被贮藏在推荐条件下，能保持理想的感官、理化和微生物特性，并保留标签声明的任何营养值的一段时间。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。研究产品货架期的常规分析法是指在产品货架期内，通过大量留样，在一定规律的时间周期内进行取样和检测，考察产品的感官、理化和微生物指标。这种方法能真实反映货架期内产品的感官、理化及微生物指标变化情况[3]。本文通过常规分析法研究母乳营养补充剂中营养成分在货架期内的变化。

1 材料与方法

1.1 材料

杭州贝因美母婴营养品有限公司正常商业化条件下生产的3批次粉状母乳营养补充剂（内包装为PET12μm/AI9μm/PE80μm卷膜条包，外包装为纸盒），干法生产，充氮包装。

1.2 试验条件

温度（25±2）℃，RH（60±10）%的留样室，原条包不拆封储存。

1.3 试验方法

3批次原包装样品（卷膜条包，残氧≤3.0%）直接置于留样室中进行试验，根据常规卷膜包装奶粉的保质期为18个月，设计母乳营养补充剂的试验周期（保质期）为18个月，试验开始时和试验结束时，对样品的营养素进行全检。

1.4 检测方法

所用检测方法为特殊医学用途婴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。各营养成分的检测方法及方法的精密度见表1。

1.5 计算方法

营养素的衰减率（%）=（试验开始时检测值-试验结束时检测值）/试验开始时检测值×100%，衰减率为正值表示营养素发生了衰减，衰减率为负值表示营养素未发生衰减。

1.6 判定原则

若营养素的衰减率小于检测精密度，则认为该营养素指标在试验期之内基本无衰减。

2 结果与分析

2.1 宏量营养素

由表2知，宏量营养素蛋白质和碳水化合物几乎不发生衰减，脂肪的衰减率在检测精密度范围内，可认为其在货架期内未发生衰减。国内外相关文献表明，在整个货架期内，食品中脂肪易受空气作用发生氧化变质[4]。但母乳营养补充剂未开封前处于充氮及密封条件下，因此脂肪衰减的程度可不考虑在内。

2.2 维生素

维生素是维持身体健康所必需的一类有机化合物。这类物质在体内既不是构成身体组织的原料，也不是能量的来源，而是一类调节物质，在物质代谢中起重要作用。这类物质由于体内不能合成或合成量不足，虽然需求量较少，但必需由食物供给[5]。在营养学上，维生素按其溶解性可分为脂溶性维生素和水溶性维生素。

2.2.1 脂溶性维生素

脂溶性维生素是指不溶于水而溶于脂肪及非有机溶剂的一类维生素，主要包括维生素A、维生素D、维生素E和维生素K。脂溶性维生素对婴儿生长发育具有重要的生理作用，是人体骨骼、视力发育的重要营养物质[6-8]。脂溶性维生素摄入后大部分累计储存于体内，因此大剂量摄入易引起中毒。脂溶性维生素的稳定性受空气、温度、光照等因素的影响。

由表3知，结合脂溶性维生素检测精密度分析，脂溶性维生素没有发生明显的衰减，但维生素D和维生素K1有较大的标准偏差，这可能是因为母乳营养补充剂采用干法工艺生产，干法工艺的主要优势在于加工过程中避免了热处理，营养物质添加量易于控制，故添加的营养物质损耗小，缺点是营养素混合的均匀性不好控制，故干法混合均匀性会给营养素的检测偏差带来叠加影响。

母乳营养补充剂中维生素A的化合物来源为醋酸视黄酯。研究表明[9]，酯化形式的维生素A稳定性较高，在低温且有氮气保护的情况下很稳定。但在曝光或者紫外线照射下非常容易被氧化破坏，可降解产生多种环氧化物并可诱导脂肪氧化[10]。维生素D对光敏感易分解，也易发生氧化降解，避光缺氧贮存时食品中的维生素D比较稳定[11]。在该试验过程中，维生素A和维生素D未发生明显衰减，可能是因为母乳营养补充剂包装采用充氮的卷膜条包，可有效遮光隔氧，且样品储存环境的温湿度恒定，故在试验过程中维生素A和维生素D几乎不发生衰减。

维生素E在试验过程中衰减率为10.20%，结合维生素E检测精密度分析，维生素E未发生明显衰减。主要原因是母乳营养补充剂中维生素E的剂型为dl-α-生育酚醋酸酯，它在空气中相对稳定，只有在碱和强酸存在条件下才会被水解[12]。

母乳营养补充剂中维生素K1的化合物来源为植物甲萘醌。它对氧化剂和热环境相对稳定，但对碱性环境和光比较敏感[13]。根据母乳营养补充剂的光照试验数据，无包装条件下光照（4 500±500）Lx，光照5 d维生素K1的衰减率达到77.64%，光照10 d维生素K1的衰减率达到81.37%。该试验过程中，维生素K1未发生明显衰减，应该是由于该产品包装采用的卷膜条包可有效避免光照对母乳营养补充剂的影响。

2.2.2 水溶性维生素

水溶性维生素是可溶于水而不溶于非极性有机溶剂的一类维生素，包括维生素B族和维生素C。与脂溶性维生素不同，水溶性维生素在人体内储存较少，从肠道吸收后进入人体的多余的水溶性维生素大多从尿中排出。水溶性维生素几乎无毒性，摄入量偏高一般不会引起中毒现象，若摄入量过少则较快出现缺乏症状[14]。水溶性维生素的性质不稳定，对光、氧、热、pH值等非常敏感。

由表4知，结合水溶性维生素检测精密度分析，水溶性维生素较稳定，仅烟酸有轻微衰减，衰减率为13.07%。维生素B6、维生素C和维生素B1的衰减率出现了负偏差，且维生素B6的标准偏差相对较大，分析原因可能是检测偏差引起的，干法工艺添加也对混合均匀性带来叠加影响。

水溶性维生素在试验过程中基本稳定，这与化合物来源稳定的特性有很大关系。盐酸硫胺素在低水分活度和室温条件下稳定性相当高[14];核黄素耐热、耐酸和氧，但对光特别是紫外线敏感;盐酸吡哆醇具有热稳定性，耐酸不耐碱，光照特别是紫外线是其衰减的重要因素;氰钴胺对氧气和受热一般稳定，但对光敏感;烟酸具有较好的稳定性，在液态和固态体系中都不被光、氧及热破坏;叶酸对氧和热稳定，在酸性介质中稳定性会下降，光特别是紫外线也会对其稳定性产生严重影响[15];由于泛酸钙的稳定性和不易潮解，因此它常是泛酸的补充形式，D-泛酸钙在干燥条件下对氧和光较稳定;L-抗坏血酸钠在干燥条件下比较稳定，但在受潮或加热时容易發生分解，且其耐酸不耐碱;

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[12]。

维生素类营养物质对外界环境较为敏感，光照、空气、水分等对其稳定性都有影响。从食品生产工艺方面来说，抽真空及充氮（或二氧化碳）极其重要，可以有效降低维生素类营养物质的损失。母乳营养补充剂的包装采用充氮卷膜条包，有很好的阻隔性，可有效隔氧避光隔湿。故在试验过程中，维生素几乎不发生衰减。

2.3 矿物质

矿物质是维持体内渗透压平衡的重要因素。因为婴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能力，会导致腹泻或对肾的过高负荷[16]。所以在母乳营养补充剂中强化矿物质，需结合早产儿的需求、早产儿母乳中矿物质的含量及国家标准的相关规定适量添加。矿物质与维生素不同，热、光、氧化剂、极端pH或其他能影响有机营养素的因素一般不会破坏矿物质元素[11]。

由表5知，在试验过程中，碘、锌、铜、铁和锰的衰减率均大于10%，结合矿物质检测精密度分析，铜的衰减率在检测精密度20%范围内，锰的衰减率在检测精密度15%范围内，故仅有碘、锌和铁发生一定程度的衰减，衰减率从大到小分别为16.86%、15.59%和13.19%，其他矿物质基本没有衰减。镁的衰减率出现了较大的负偏差，这可能是由于检测偏差引起的，较大的标准偏差应该是干法工艺造成了产品中营养素混合不均匀，后续可通过调整微量营养素的扩倍数量级或者采取更长的混合时间及改变混合方式，以提高其混合均匀度，从而保证产品质量均一稳定。

整体分析，矿物质在试验过程中相对较稳定，未发生明显的衰减。从生产工艺方面看，母乳营养补充剂中的矿物质通过干法生产工艺加入，生产过程中未经过高温的过程，有效保护了矿物质的稳定性;从成分性质方面看，食品中矿物质本身性质比较稳定，对光照、温度、空气等因素均有一定程度的耐受性;从包装形式方面看，母乳营养补充剂为充氮条包，相关文献研究表明，食品在充氮或二氧化碳的密封环境内，货架期内矿物质未发生明显衰减（衰减率在国标检测方法允许的偏差范围之内），与本试验研究结果相似。

3 结论

综上所述，母乳营养补充剂货架期试验过程中，宏量营养素未发生衰减，维生素仅烟酸有轻微的衰减，衰减率为13.07%，矿物质仅碘、锌和铁发生一定程度的衰减，衰减率从大到小分别为16.86%、15.59%和13.19%，其他营养素均无明显的衰减。综合来看，母乳营养补充剂中的营养素在货架期内表现出了较高的稳定性，仅个别营养素发生了轻微的衰减及较大的标准偏差。该研究验证了母乳营养补充剂货架期制定的合理性，并为母乳营养补充剂今后的营养素设计及工艺优化提供理论依据。

参考文献：

[1]孔 迎，华家才，席 庆，等.母乳营养补充剂的应用进展[J].2020，48（2）：27-34.

[2]中华人民共和国卫生部.GB 25596-2010 特殊医学用途婴儿配方食品通则[S].北京：中国标准出版社，2010.

[3]戴智勇.婴儿配方奶粉的营养素货架期内的衰减研究[D].长沙：中南林业科技大学，2017.

[4]吴建之，苏吉梅，朱 燕.母乳与牛乳中微量元素的比较[J].环境污染与防治，2000（1）：40-41.

[5]汪东风.食品化学，北京：化学工业出版社，2009.

[6]张东丽.婴幼儿配方乳粉半成品、成品中维生素、微量元素数据变化分析[J].经济，2016（9）：305-306.

[7]夏 敏.必需微量元素的生理功能[J].微量元素与健康研究，2003（3）：41-44.

[8]李 同，王万梅，郭雪香，等.北京市婴幼儿血清维生素A及母乳与鲜牛乳维生素A含量的调查[J].卫生研究，1990（2）：34-36.

[9]颜景超.婴儿配方奶粉中维生素A的稳定性[D].长沙：中南林业大学，2012.

[10]Hemery Y M，Laillou A，Fontan L，et al.Storage conditions and packaging greatly affects the stability of fortified wheat flour： Influence on vitamin A， iron， zinc， and oxidation[J].Food Chemistry，2018，240：43-50.

[11]王 璋，许时婴，汤 坚.食品化学[M].北京：中国轻工业出版社，2010.

[12]霍军生，魏 峰，黄 建，等译.食物强化与营养素补充剂技术、安全与法规[M].北京：中国轻工业出版社，2011.

[13]高春阳.婴幼儿配方奶粉中维生素K1的稳定性研究[D].长沙：中南林业科技大学，2016.

[14]李 红.食品化学[M].北京：中国纺织出版社，2015.

[15]姜艳喜，华家才，张建友，等.婴幼儿配方奶粉货架期内营养成分变化规律[J].中国乳品工业，2018，46（2）：29-32.

[16]杨检林，李忠海，任国谱.婴幼儿食品研究进展[J].安徽农业科学，2008（8）：3482-3484.

基金项目：国家重点研发计划“现代食品加工及粮食收储运技术与装备”重点专项（编号：2017YFD0400600）。

作者简介：孔 迎（1984—），女，硕士，工程师;研究方向为食品开发研究。

通信作者：华家才（1980—），男，硕士，高级工程師;研究方向为乳品科学。