特殊医学用途母乳营养补充剂的稳定性分析

孔迎，储小军，赵文星，马雯，储雪，曹斌，华家才

（贝因美（杭州）食品研究院有限公司，杭州 311106）

0 引言

胎龄在37足周之前出生的婴儿被称为早产儿。早产儿母乳是早产儿最适宜的早期营养来源，但是早产儿母乳中的蛋白质、钙、磷等营养素的含量会随着泌乳时间的延长而逐渐降低，不再能满足早产儿追赶性生长的营养需要。因此提倡将母乳营养补充剂加入早产儿母乳中来提高部分营养素的含量和能量密度，以满足早产儿的生长发育需求。

本文通过长期实验和加速实验相结合，考察母乳营养补充剂在保质期内（设计产品保质期为18个月）的营养素稳定性，同时研究了母乳营养补充剂中营养素在温度、湿度、光线的影响下随时间变化的规律，为母乳营养补充剂的生产、包装和储存条件提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

贝因美母婴营养品有限公司商业化条件下生产的3批次母乳营养补充剂（内包装为PET12μm/AI9μm/PE80μm卷膜条包，外包装为纸盒），干法工艺生产，充氮气包装。

1.2 方法

1.2.1 长期实验

进行3批次实验，长期实验考察时间为18个月，考察时间点设置为0，3，6，9，12，18个月；0月和结束月对全部项目进行检测，中间月选取能灵敏反映产品稳定性的考察项目，实验条件为温度（25±2）℃，RH为60%±10%。

1.2.2 加速实验

进行3批次实验，依据《特殊医学用途配方食品稳定性研究要求（试行）》规定加速实验考察时间为产品保质期的四分之一，因此加速实验考察时间为4.5个月，考察时间点设置为0，1，2，3，4.5个月；0月和结束月对全部项目进行检测，中间月选取能灵敏反映产品稳定性的考察项目，实验条件为温度（37±2）℃，RH为75%±5%。

1.2.3 影响因素实验，进行3个批次实验

（1）高温实验。将原包装的样品放置在60℃的烘箱中，5 d和10 d分别取样，选取对温度敏感的营养素作为考察项目；如样品发生明显变化，则在40℃下同法进行实验。

（2）高湿实验。将样品暴露于25℃、RH（90±5）%的恒温恒湿箱内摊成≤5 mm厚的薄层进行实验，5 d和10 d取样；若样品吸湿增重5%以上，则在温度25℃，RH在75%±5%条件下同法进行实验。

（3）光照实验。将样品敞开放置于玻璃平皿上，摊成≤5 mm厚的薄层，置于照度为4 500±500 Lx的恒温恒湿箱中进行实验，温湿度参照GB 29923《食品安全国家标准特殊医学用途配方食品良好生产规范》，分别设置为25℃，RH在60%±5%条件下，5 d和10 d分别取样，选取对光照敏感的营养素作为考察项目。

1.3 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。

1.4 计算方法

营养素的衰减率（%）=（0月检测值-结束月检测值）/0月检测值×100%，衰减率为正表示营养素发生了衰减，衰减率为负表示营养素未发生衰减。

1.5 判定原则

若营养素的衰减率小于检测精密度，认为该营养素在实验期之内基本无衰减。

2 结果与讨论

2.1 敏感性指标分析

2.1.1 长期实验和加速实验过程中考察指标的确定

母乳营养补充剂长期实验和加速实验过程中敏感性考察指标的确定主要依据相关文献资料及产品前期中试实验数据。

感官指标是产品质量重要指标，感官变化直接反映了产品稳定性。因此，选取感官为敏感性考察指标。根据胡君荣等[1]的研究，乳基婴幼儿配方食品中维生素A在24个月的衰减率为32.26%，衰减明显；根据孙本风等[2]的研究，婴幼儿配方奶粉24个月维生素K1的衰减率为12.73%；产品中试批次中曾有泛酸的衰减率超过检测方法精密度的情况。综上，维生素类选取维生素A、维生素K1和泛酸为敏感性考察指标。

根据孙本风等[2]的研究，婴儿配方奶粉中24个月碘的衰减率达到33.0%，胡君荣等[1]的研究，乳基婴幼儿配方食品中A（干法）工艺碘的变异系数为15.1，存在显著变化；产品中试批次中曾有硒的衰减率超过检测方法精密度的情况。综上，矿物质类选取碘和硒为敏感性考察指标。

2.1.2 实验过程中敏感性指标的衰减率

由表1和表2可以看出，长期实验过程中，碘有一定程度的衰减，并且随时间延长衰减率逐渐升高，其它营养素的衰减率均在检测精密度范围内，可认为基本未发生衰减。加速实验过程中，结合营养素检测精密度分析，所有营养素几乎未发生衰减。另外，长期实验和加速实验过程中，维生素A和维生素K1存在较大的标准偏差，分析原因可能是母乳营养补充剂采用干法工艺添加脂溶性维生素，干法混合均匀性会给检测偏差带来叠加影响。

表1 加速实验过程中敏感性营养素的衰减率(n=3,) %

表1 加速实验过程中敏感性营养素的衰减率(n=3,) %

项目 3个月衰减率 6个月衰减率 9个月衰减率 12个月衰减率 18个月衰减率 检测精密度感官 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 -维生素A 1.92±13.11 2.11±8.55 1.46±16.06 1.75±18.31 1.16±5.10 10维生素K1 2.84±13.59 4.32±10.97 -1.46±16.28 -8.67±13.79 -3.52±19.63 10泛酸 2.17±4.04 0.72±3.29 6.68±4.71 4.59±5.64 5.63±4.08 10碘8.18±2.35 11.91±4.38 12.19±2.44 12.94±6.91 16.86±3.65 10硒-1.77±1.63 -4.90±9.96 5.76±3.99 9.90±8.07 -5.93±8.46 20

表2 加速实验过程中敏感性营养素的衰减率(n=3,) %

表2 加速实验过程中敏感性营养素的衰减率(n=3,) %

项目 1个月衰减率 2个月衰减率 3个月衰减率 4.5个月衰减率 检测精密度感官 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 -维生素A -4.13±23.13 3.40±5.87 8.53±12.15 6.88±19.37 10维生素K1 6.03±15.31 7.82±14.25 6.04±13.37 6.22±14.55 10泛酸 -1.36±4.04 2.29±3.71 2.24±4.44 2.10±5.51 10碘7.04±2.10 8.98±0.60 9.71±3.55 8.81±3.85 10硒0.01±16.39 -5.44±2.19 -4.95±2.76 -1.54±8.10 20

2.2 实验结束时营养素衰减率对比分析

2.2.1 维生素的衰减率对比

观察图1，结合维生素检测精密度分析，加速实验中维生素均未发生明显的衰减，但维生素D和维生素K1出现了较大的标准偏差，长期实验中仅烟酸有轻微衰减，但维生素B6和维生素C的衰减率出现了负偏差，且维生素D、维生素K1和维生素B6有较大的标准偏差，分析原因可能是母乳营养补充剂采用干法工艺生产，其工艺优势在于添加的营养物质损耗小，缺点是混合的均匀度不易控制，故干法工艺生产营养素的混合均匀性会给检测偏差带来叠加影响。

图1 长期实验和加速实验中维生素的衰减率

维生素的稳定性受空气、温度、光照、水分等因素的影响。食品生产工艺中，抽真空及充氮（或二氧化碳）非常重要，可以有效降低维生素的损失。母乳营养补充剂包装采用充氮卷膜条包，可以有效的避光隔氧隔湿。因此在长期和加速实验过程中，维生素几乎未发生衰减。

2.2.2 矿物质的衰减率对比

观察图2，结合矿物质检测精密度分析，加速实验中矿物质几乎未发生衰减，长期实验中仅有碘、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%，其他矿物质基本无衰减，其中镁的衰减率出现了较大负偏差，这可能是由检测偏差引起的，较大的标准偏差可能是干法工艺造成了产品中的营养素混合不均匀，后续可以通过调整微量营养素的扩倍数量级或采取更长的混合时间及改变混合方式，来提高产品的混合均匀度，从而保证产品质量的均一稳定。

图2 长期实验和加速实验中矿物质的衰减率

矿物质整体较稳定，热、光、氧化剂、极端pH值或其他能影响营养素的因素一般不会破坏矿物质元素[3]。生产工艺方面，母乳营养补充剂中的矿物质通过干法工艺加入，生产过程中未经过高温过程，有效保护了矿物质的稳定性；成分性质方面，食品中矿物质本身较稳定，对空气、温度、光照等因素均有一定程度的耐受性；包装形式方面，母乳营养补充剂的包装为充氮包装，国内外的文献研究表明，食品在充氮或者二氧化碳的密封环境内，货架期内矿物质无明显衰减（衰减率在国标检测方法允许的偏差范围之内），与本实验的研究结果相似。

2.3 高温、高湿、光照实验

2.3.1 敏感性考察指标的确定

高温实验主要考察高温对产品质量的影响，尤其是高温对蛋白变性、脂肪氧化、维生素衰减的影响。根据荫士安[4]的研究，加热、光照以及长时间暴露于空气中都能导致维生素E水平降低；根据葛可佑[5]的研究，维生素C遇氧、热、光、碱性物质易氧化破坏。综上，高温实验选取感官、维生素E、维生素C和水分作为敏感性考察指标。

光照实验主要考察光照对营养素的影响，尤其是光照对维生素的影响。根据王璋等[3]的研究，维生素A化合物的光化学异构化直接或间接地接收光敏物质的作用；维生素D易见光分解；维生素K可发生光化学降解；所有维生素B6均易见光分解；核黄素（维生素B2）的典型降解机制为光化学过程，根据荫士安[4]的研究，核黄素及其辅酶对酸、碱敏感，特别是在有光的情况下；根据葛可佑[5]的研究，维生素C遇氧、热、光、碱性物质易氧化破坏；根据申泮文等[6]的研究，光和湿可加速碘化钾氧化变黄。综上，光照实验选取感官、维生素A、维生素D、维生素K1、维生素B2、维生素B6、维生素C、碘和水分作为敏感性考察指标。

2.3.2 高温、高湿、光照实验结果

由表3可以看出，在60℃高温实验过程中维生素E和维生素C衰减了10%～15%，可能是温度太高导致维生素发生一定衰减，高温对于营养素的衰减有一定的影响，因此产品应尽量避免保存在高温条件防止营养素损失。

表3 母乳营养补充剂高温实验敏感性营养素衰减率(n=3,) %

表3 母乳营养补充剂高温实验敏感性营养素衰减率(n=3,) %

注：*为水分为负增长表示水分增加，水分为正增长表示水分减少。下同。

项目 60℃，5 d衰减率 60℃，10 d衰减率感官 符合要求 符合要求水分* 6.1±1.6 9.4±1.1维生素E -0.02±3.7 15.65±5.3维生素C 6.45±0.87 11.54±0.56

由表4可以看出，母乳营养补充剂在25℃，RH（90±5）%条件下，放置5 d吸湿增重为30.94%，远远超出5%，在25℃，RH（75±5）%条件下，放置5 d吸湿增重为13.57%，仍远远超过5%，说明湿度对母乳营养补充剂影响明显，产品的粉体在高湿度环境中容易吸湿，因此在选择产品包装时，应选择能有效隔湿的材质，并且产品在使用打开包装后，不宜长时间置于潮湿空气中，尤其是在高湿热的季节，防止产品吸湿影响品质。

表4 母乳营养补充剂高湿实验检测数据(n=3,)%

表4 母乳营养补充剂高湿实验检测数据(n=3,)%

项目 RH（90±5）%，25℃ RH（75±5）%，25℃吸湿增重 30.94±0.4 13.57±0.3

由表5可以看出，对于光照最敏感的维生素是维生素A和维生素K1，光照5 d维生素A的衰减率为53.48%，光照10天的衰减率为56.23%，说明维生素A可以被光照破坏，维生素K1光照5 d的衰减率为77.64%，光照10 d的衰减率为81.37%，表明维生素K1被光照破坏更为明显。为了产品在保质期之内营养素符合标准要求，母乳营养补充剂采用PET铝膜复合袋，可有效避免光照。

表5 母乳营养补充剂光照实验敏感性营养素衰减率(n=3,) %

表5 母乳营养补充剂光照实验敏感性营养素衰减率(n=3,) %

项目 光照5 d衰减率 光照10 d衰减率感官 符合要求 符合要求水分* -7.5±0.47 0.78±0.39维生素A 53.48±2.86 56.23±3.77维生素D 11.85±3.97 1.56±2.51维生素C -0.75±4.77 2.12±2.89维生素K1 77.64±2.33 81.37±2.14碘10.2±3.21 18.13±4.79维生素B2 7.24±2.37 6.29±2.49维生素B6 8.04±2.7 5.12±3.1

3 结论

综合分析，母乳营养补充剂在长期和加速实验过程中，维生素仅烟酸有轻微的衰减，矿物质仅碘、锌和铁发生一定程度的衰减，其它营养素表现出了较高的稳定性。高温环境下，维生素E和维生素C发生一定程度的衰减，光照环境下，维生素A和维生素K1衰减较明显，湿度对母乳营养补充剂的粉质影响明显。因此，在选择产品包装时，应选择能有效隔光隔湿的材质，同时保证产品在运输过程和货架期内，储存在阴凉环境中。消费者在食用产品时，也应避免产品开封后久置潮湿空气中，以免吸湿影响品质。