添加鱼油粉对中老年乳粉稳定性的影响

贾宏信，于爱梅，张怡宁

（1.乳业生物技术国家重点实验室，上海乳业生物工程技术研究中心，光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海 200436；2.挪亚圣诺（太仓）生物科技有限公司，江苏 苏州 215400；3.上海商学院酒店管理学院，上海 200235）

鱼油富含多不饱和脂肪酸，尤其是长链多不饱和n-3脂肪酸，主要包括二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）和二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）[1]。EPA和DHA是人体必需脂肪酸，也是高度不饱和脂肪酸，在人体不能自行从头合成，只能从食物中摄取或从膳食植物来源的α-亚麻酸微量转化而来[2]。研究表明，EPA和DHA对心血管疾病[3-4]、类风湿关节炎[5]、2型糖尿病[6]和认知障碍[7-8]等具有积极的预防或辅助治疗效果。依据《中国居民膳食营养素参考摄入量（2013版）》[2]，中国18 岁以上人群DHA和EPA的总摄入量可接受范围为0.25～2.00 g/d。但市售中老年乳粉的DHA和EPA总量多数处于0.2 g/100 g水平，即使每日摄入50 g乳粉仍远不能满足中国居民膳食宏量营养素对于EPA和DHA摄入水平的要求。DHA和EPA属于长链多不饱和脂肪酸，含有的双键较多，稳定性较差，在贮藏及加工过程中极易受光、氧、热等外部条件的影响而发生氧化反应，另外，DHA和EPA还天然具有较浓的鱼腥味[1]。这些都限制了实际生产和应用过程中DHA和EPA的添加量。

本研究主要分析在加速实验条件下，中老年乳粉强化不同剂量的鱼油粉（DHA+EPA强化水平分别为165、330、495 mg/100 g）后其脂肪酸组成、抗氧化剂、硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值及色泽的货架稳定性，以期为中老年乳粉强化高水平鱼油提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

中老年配方乳粉（典型指标：蛋白质含量17.5 g/100 g，脂肪含量14.3 g/100 g，碳水化合物含量55.0 g/100 g），光明乳业研究院中试车间试制，加工工艺为湿法生产。用干混工艺向中老年配方乳粉中分别添加0.5、1.0、1.5 g/100 g鱼油粉EPA300（鱼油粉EPA300典型指标：EPA+DHA含量33 g/100 g、VC含量4 g/100 g、VE含量18 mg/100 g）。

硫代巴比妥酸、三氯乙酸、乙醇（均为分析纯）国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

TE612-L电子天平 德国Sartorius公司；P110恒温恒湿培养箱、WNB7水浴锅 德国Memmert公司；ColorFlex EZ台式色差仪 美国Hunter Lab公司；SP-754PC分光光度计 上海Spectrum公司；实验过程中所用的水如无特殊要求均为去离子水。

1.3 方法

1.3.1 实验设计

根据鱼油粉添加量将乳粉分为4 组：对照组（MP，EPA300添加量0%）、低剂量组（LFMP，EPA300添加量0.5%）、中剂量组（MFMP，EPA300添加量1.0%）和高剂量组（HFMP，EPA300添加量1.5%）。将铝箔包装的乳粉（50 g/袋）置于相对湿度75%、温度37 ℃的恒温恒湿培养箱进行加速实验。以加速实验的0 d为起点，分别于贮藏30、60、90 d取样进行相关指标检测。

1.3.2 乳粉脂肪酸、VE及VC含量的测定

脂肪酸成分分析：采用AOAC 996.06《食品中总脂肪、饱和脂肪、不饱和脂肪的测定-水解萃取气相色谱法》[9]方法进行44 种脂肪酸的测定。VE的测定：依据GB 5009.82—2016《食品安全国家标准 食品中维生素A、D、E的测定》[10]。VC的测定：依据GB 5413.18—2010《食品安全国家标准 婴幼儿食品和乳品中维生素C的测定》[11]。实验均平行测定2 次，结果取平均值。

VE、VC的保留率按下式计算。

式中：C1为各时间点的VE、VC含量检出值/（mg/100 g）；C2为对应取起始值（0 d）/（mg/100 g）。

1.3.3 乳粉TBARs值的测定

参考贾宏信等[12]的方法测定乳粉的TBARs值。

1.3.4 乳粉色差测定参考陈文亮等[13]的方法测定乳粉的亮度值（L*）、红度值（a*）、黄度值（b*）及色差（ΔE）。

1.4 数据处理

用SPSS 21.0软件进行数据的单因素方差分析，差异显著性水平P＜0.05。用Excel 2010软件绘图。

2 结果与分析

2.1 乳粉贮藏过程中脂肪酸组成分析

由表1可知，4 组乳粉中主要的饱和脂肪酸为C6:0、C8:0、C10:0、C12:0、C14:0、C15:0、C16:0、C17:0和C18:0，其中含量最高的为C16:0（约占饱和脂肪酸的50%）。在乳粉贮藏过程中，总饱和脂肪酸、C12:0、C14:0、C16:0含量随着贮藏期延长呈现下降趋势。特别是MP、MFMP和HFMP组，这种变化更为明显，如MP组乳粉加速实验90 d后C12:0和C14:0含量显著低于0 d（P＜0.05），MFMP组和HFMP组乳粉加速实验60 d后C12:0、C14:0、C16:0和C18:0含量均显著低于0 d（P＜0.05）。一般而言，配方内不饱和脂肪酸含量越高越易被氧化，且不饱和度越高的脂肪酸越易氧化[14]。而且相比于不饱和脂肪酸，饱和脂肪酸的氧化条件相对比较苛刻，需在一定的外界辅助条件下才能发生氧化反应[15]。乳粉强化鱼油后，贮藏过程中其饱和脂肪酸的稳定性并不一定下降，如LFMP组的饱和脂肪酸C14:0和C16:0的稳定性相比于MP组反而更高。

表 1 乳粉贮藏过程中饱和脂肪酸组成的变化Table 1 Changes in saturated fatty acid composition of milk powder during storage

表 2 乳粉贮藏过程中不饱和脂肪酸组成的变化Table 2 Changes in unsaturated fatty acid composition of milk powder during storage

由表2可知，乳粉中主要的不饱和脂肪酸为cis-9 C14:1、cis-9 C16:1、cis-9 C18:1、trans-9 C18:1、trans-9,12 C18:2n-6、LA、ALA、cis-11 C20:1、ARA、DHA、EPA、DPA，其中含量最高的为cis-9 C18:1（占不饱和脂肪酸的60%以上），且DHA、EPA和DPA仅存在于鱼油强化组。与饱和脂肪酸相似，乳粉贮藏过程中总不饱和脂肪酸、cis-9 C18:1含量随着贮藏期延长呈现下降趋势。但是，不饱和脂肪酸trans-9 C18:1、trans-9,12 C18:2n-6含量随着贮藏期的延长呈现增高的趋势，如MP组乳粉加速实验90 d后trans-9 C18:1含量显著高于0、30、60 d（P＜0.05）；LFMP组和MFMP组乳粉加速实验90 d后trans-9 C18:1含量显著高于0 d（P＜0.05）。乳粉中cis-9 C18:1和trans-9 C18:1的含量测定结果与Rodríguez-Alcala等[16]跟踪的婴幼儿配方乳粉贮藏过程中trans-9 C18:1含量的变化结果一致，说明乳粉贮藏过程中主要的不饱和脂肪酸cis-9 C18:1含量会随着贮藏期的延长而下降，主要的反式脂肪酸trans-9 C18:1含量会随着贮藏期的延长而升高。

2.2 乳粉贮藏过程中抗氧化剂稳定性分析

图 1 乳粉贮藏过程中VE和VC的含量变化Fig. 1 Changes in vitamin E and vitamin C contents during storage ofmilk powder

由图1A可知，MP、LFMP和MFMP组的VE含量在整个加速期均无显著变化，仅HFMP组的VE含量在加速实验90 d后相比于起始值显著降低（P＜0.05），保留率为93.8%。

由图1B可知，MP、LFMP、MFMP和HFMP组乳粉VC含量相比于0 d发生显著降低的时间分别为90、30、60、90 d，且至加速实验末期（90 d），MP和LFMP组乳粉的VC保留率相对更低，分别为57.3%和44.7%。

以上结果显示，乳粉内添加n-3多不饱和脂肪酸会影响乳粉内抗氧化剂的稳定性，且这种影响与抗氧化剂的种类相关（VE保留率高于VC），也与抗氧化剂的含量相关（HFMP组的VC保留率高于LFMP组）。同时该结果也说明，乳粉内添加鱼油粉会降低乳粉的货架稳定性，但是同时提高乳粉内抗氧化剂的含量，可以改善乳粉的货架稳定性，如用低剂量的鱼油粉强化乳粉时，抗氧化剂VC的损失率相比于MP组更高，而用更高剂量的鱼油粉强化时（带来更高含量的抗氧化剂），抗氧化剂VC的损失率相比于LFMP组反而较低（图1B）。VE的测定结果与Albalá-Hurtado等[17]的研究一致，该研究发现不饱和脂肪酸含量更高的婴幼儿配方粉和婴儿配方乳，在不同温度下（20、30、37 ℃）贮藏12 个月，VE含量无显著变化。另外，刘弈博[18]的研究发现，随着DHA添加量的增加，在37 ℃贮藏条件下，婴儿乳粉中VC的损失率显著减少；VE和VC在乳粉中的抗氧化机制与相对剂量比有一定关系，VE和VC的比例不同，VE对于VC的作用不同，可表现为对VC的破坏作用或是保护作用。这可能是MFMP和HFMP组乳粉的VC损失率低于LFMP组的原因。

2.3 乳粉贮藏过程中TBARs值分析

图 2 乳粉贮藏过程中TBARs值的变化Fig. 2 Changes in TBARs value of milk powder during storage

乳粉中的脂肪在氧化过程中会分解产生二级氧化产物丙二醛，通过评估乳粉中丙二醛的量可以间接指示乳粉的氧化程度，乳粉中丙二醛的量常用TBARs值来反映[19]。由图2可知，4 组乳粉贮藏过程中，与起始点相比TBARs值均无显著变化。不同时间点各组别间的差异显著性分析显示，仅加速实验90 d时的HFMP组乳粉TBARs值显著高于对照组（P＜0.05），其他组别之间无显著差异。另外，乳粉的TBARs值结果与感官评价结果相一致，感官评价数据显示，各组别加速实验90 d后均无氧化味（未发表数据）。以上结果显示，强化EPA300鱼油粉对乳粉的TBARs值影响较小，乳粉稳定性较高。Lee等[20]针对全脂乳粉强化EPA稳定性的实验结果也显示，乳粉强化EPA后，在未添加氧化剂（Fe2+、Fe3+）的情况下，乳粉的TBARs值随着贮藏期延长（常温贮藏9 个月）未发生显著变化。这说明，虽然不饱和脂肪酸的添加易导致乳粉发生氧化反应，但是乳粉本身是一个复杂体系，其脂肪氧化反应的发生及速率还与乳粉内抗氧化剂、氧化剂、不饱和脂肪酸及双键数量有关。再者，不同的不饱和脂肪酸微胶囊粉的氧化稳定性表现也不一致，姜艳喜等[21]研究显示，不饱和脂肪酸含量相近的DHA在加速实验条件下（45 ℃，10 周），其氧化稳定性并不一致。

2.3 乳粉贮藏过程中色泽变化分析

色泽是评价乳粉质量的重要感官指标之一，乳粉在氧化过程中颜色逐渐变暗、变红及变黄，色度值会发生变化[19,13]。由表3可知，4 组乳粉贮藏过程中L*、a*、b*相比于起始点均显著增高（P＜0.05）；加速实验末期（90 d），MFMP组ΔE高于MP组，但无统计学差异，而LFMP和HFMP组ΔE显著高于MP组。这说明，鱼油粉的添加降低了乳粉的稳定性，使乳粉的色泽变化程度更高，但是这种对乳粉稳定性影响的程度与鱼油粉的添加量并不存在完全一致的正相关关系。黄熙莺[22]对富含n-3/n-6脂肪酸的微胶囊粉进行加速实验，以观察其色泽变化，结果显示，随着贮藏期的延长，富含n-3/n-6脂肪酸的微胶囊表现为L*、a*降低及b*升高。脂肪酸微胶囊粉贮藏过程中色泽的变化与贾宏信[12]、陈文亮[13]等分别对调制乳粉和婴儿配方乳粉色泽分析的结果略有不同，贾宏信等[12]的研究结果显示，随着乳粉贮藏期的延长，乳粉的L*、a*、b*都升高，陈文亮等[13]的研究结果显示，随着乳粉贮藏期的延长，乳粉L*降低，a*及b*升高。本研究结果与陈文亮等[13]对于婴儿乳粉的研究结果一致，与贾宏信等[12]的研究不一致，说明乳粉的复杂体系使其并无明确的L*、a*、b*变化趋势，对于乳粉色泽变化的评价还需要进一步借助色泽变化的综合指标ΔE来评估。理论上，ΔE越高说明其与参考样的色差越明显，而ΔE在0.5～1.5时目视为可以微小分辨，ΔE在1.5～3.0时目视为可察觉的区分[13]。4 组乳粉贮藏末期（90 d）ΔE最高，分别为2.25、2.89、2.60、2.76，但是这一水平仍处于目视可区分的较低水平，非专业人士很难做出区分。基于此，可以明确即使中老年乳粉中添加1.5%的鱼油粉，鱼油粉的添加对于乳粉色泽的影响也处于可接受水平。

表 3 乳粉贮藏过程中色泽变化Table 3 Changes in color parameters of milk powder during storage

3 结 论

中老年乳粉内添加鱼油粉EPA300对乳粉脂肪酸稳定性有一定影响，但这种影响与鱼油粉EPA300的添加量并不呈现一致性的增高或降低趋势，如添加低剂量鱼油粉时乳粉饱和脂肪酸的稳定性反而会提高（乳粉加速实验90 d后，MP组的饱和脂肪酸含量显著下降，而LFMP组无显著变化）。另外，EPA300的添加会影响乳粉内抗氧化剂VE和VC的稳定性，添加高剂量EPA300时，乳粉贮藏过程中VE的保留率降低，但对于VC而言，EPA300的添加量与VC的保留率并不呈现一致性的增高或降低趋势，如添加低水平EPA300的乳粉贮藏过程中VC的保留率低于MP组和MFMP、HFMP组。另外，添加高剂量EPA300会使乳粉贮藏过程中TBARs值升高，L*降低，a*、b*升高，但总体上EPA300强化对乳粉TBARs值、L*、a*和b*影响较小。综合考虑添加EPA300对于乳粉脂肪酸组成、抗氧化剂、TBARs值及色泽的影响结果，可以得出鱼油粉EPA300适用于中老年乳粉，且能满足中老年乳粉的货架稳定性要求。