全营养乳剂货架期营养素变化规律的研究

来燕 ,钱启军 ,赵娅柔 ,金永洋 ,宫平 ,毛周莹 ,陈新峰,何承斌,王博,何光华

（1.浙江益元素营养科技有限公司,浙江衢州 324000;2.浙江科技学院生物与化学工程学院，杭州 310023;3.浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室，杭州 310023）

0 引言

特殊医学用途配方食品（Food for special medical purpose,FSMP）（以下简称特医食品）指的是为满足进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或特定疾病状态人群对营养素或膳食的特殊需要，专门加工配制而成的配方食品[1]，营养治疗在临床中的应用使特医食品得到了快速发展。目前临床试验已证实了病人在医院治疗期间，配合食用特医食品可以改善营养状况、缩短住院时间、减少并发症[2-3]。特医食品源于国外，从上世纪五、六十年代起至今已进行了充分的发展和临床应用验证[4-5]，我国于2013 年颁布了GB 29922—2013《食品安全国家标准特殊医学用途配方食品通则》（以下简称GB 29922）和GB 29923—2013《食品安全国家标准特殊医学用途配方食品良好生产规范》（以下简称GB 29923），为特医产品的研发及生产提供了法规依据。

根据产品形态特医食品分为粉剂产品和乳剂产品，粉剂产品从工艺上又可分为湿法工艺和干法工艺，乳剂产品从杀菌方式上又可分为UHT 灭菌工艺和二次灭菌工艺。目前从全球范围来看，乳剂的占比最高约为80%，在国内市场上乳剂产品以外资品牌为主[6],而中国的特医食品是基于婴幼儿配方奶粉的研发基础，因此绝大多数企业选择了粉剂的产品形式，目前已批复特医食品中80%以上为粉剂，但从产品的使用角度来看，乳剂产品无复水操作，使用更加便捷。

不管是全营养配方食品还是特定全营养配方食品，均为单一营养摄入源，故对产品中各营养成分的稳定性要求极高。全营养配方乳剂产品是由全脂奶粉、浓缩牛奶蛋白粉、麦芽糊精、精炼植物油、复合维生素和矿物质以及一些添加剂通过溶解、乳化、均质、灭菌等工艺加工形成的乳液，由于组成的原料性质以及溶解后的体系复杂、营养素种类多，产品在储藏过程中易发生营养素损失[7]。全营养配方食品一般在医院使用，其流通要求则需要保质期至少超过半年，故对乳剂产品营养素稳定性的研究可以为国产全营养乳剂产品的研发提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

经特医工业化乳剂生产线制备的全营养配方乳剂产品，包装形式为3 片罐，净含量为250 mL。

1.2 实验条件

放置恒温恒湿培养箱内，温度范围（25±2）℃、湿度（50%±10%）RH。

1.3 检验周期

检测周期为0、3、6、9、12 个月。

1.4 检验方法

检测方法采用GB 29922 中规定的食品安全国家标准分析方法。

1.5 损失率计算方法

L 为营养素损失率；Ts为实验开始前某营养素检测值；T0为实验结束后某营养素的检测值；损失率为正表示营养素发生衰减，损失率为负表示营养素未发生衰减。

1.6 数据统计

数据采用平均值±标准差（mean±SD）表示，各数据间的显著性差异采用单因素方差分析（ANOVA）方法得出，所用统计都在SPSS Statistics 22.0 软件中实现。

2 结果与分析

2.1 常温保存中宏量营养素的损失率

由表1 可知，在0～12 个月常温条件下，宏量营养素中，脂肪在保质期内不同时间段损失率＜2%，且无显著性差异；蛋白质和α-亚麻酸在保质期0～9 个月随保存时间延长损失率逐渐增加，9～12 个月趋于稳定（蛋白质的损失率＜2%，α-亚麻酸的损失率＜5%）；而亚油酸在保质期内损失率随保存时间延长持续增加，第12 个月时损失率达到12.45%±1.14%。

表1 常温保存中宏量营养素损失率

2.2 常温保存中维生素的损失率

由表2 可知，在0～12 个月常温条件下，脂溶性维生素中，维生素E 在保质期内不同时间段损失率无显著性差异（损失率＜5%）；维生素D 和维生素K1损失率有波动，但相对稳定（损失率＜15%）；而维生素A 损失率随保存时间延长显著增加，在12 个月时损失率达到28.39%±0.37%。水溶性维生素中，维生素B1、B2、叶酸、泛酸、生物素和维生素C 其损失率随保存时间延长显著增加，12 个月时的损失率分别31.05%±0.90%、14.28%±1.15%、14.70%±0.44%、13.98%±0.31%、20.88%±0.14%、46.18%±0.59%，其中维生素C 损失率最大；维生素B6在0～9 个月内比较稳定，到12 个月损失率显著增加到19.55%±5.35%。

表2 常温保存中维生素损失率

2.3 常温保存中矿物质的损失率

从表3 可知，在0～12 个月常温条件下，矿物质中钠、钙、镁、氯、铁、锌在保质期内不同时间段损失率无显著性差异（损失率＜5%），钾、锰的损失率略有波动，但相对稳定（损失率＜5%）；磷、硒随着保存时间的延长，损失率显著增加（磷的损失率＜15%，硒的损失率＜10%）；而碘元素在3 个月时损失率已达23.08%±0.80%，6 个月时显著增加到40.80%±0.30%，12 个月时损失率为41.67%±0.42%。

表3 常温保存中矿物质损失率

2.4 常温保存中可选择性成分损失率

本产品添加了胆碱、肌醇、牛磺酸和左旋肉碱4种GB 29922 中的可选择营养成分。从表4 可知，在0～12 个月常温条件下，4 种营养素在保质期内不同保存时间段损失率略有波动，但变化很小，到12 个月时损失率＜2%，表明这4 种营养素在乳剂产品中相对稳定。

表4 常温保存中可选择性成分损失率

3 讨论

全营养配方乳剂产品是复杂的多相液态分散体系，营养素的稳定性受到产品原料来源、矿物质剂型、pH 值和生产工艺等因素的影响[8]。宏量营养素中，亚油酸可以在人体合成重要的花生四烯酸，有益于心血管系统[9]，亚油酸中的多不饱和分子结构使其在人体发挥抗氧化作用，但同时易被氧化而造成含量下降，目前被广泛地应用于有一定病症人群的营养支持及治疗[10]，本研究中发现亚油酸在贮存过程中损失率较大。维生素虽然每日需求量小，但却是维持人体正常生理功能的重要物质，长期缺失某种或某几种维生素对人体健康会造成不良影响[11]，其中B 族维生素含量水平与老年族群中基础慢性病指标呈相关性[12]。有研究认为，维生素A 在保质期内较其他脂溶性维生素损失大，产品的pH 值、贮存时间、氧残留等条件都会对其稳定性产生较大的影响[13-15]，维生素C 是一种化学性极不稳定的维生素，易受热、光、金属等因素而发生氧化，刘增辉等[16]研究发现茶饮料中的维生素C 在5个月内含量下降显著，倪炜华等[17]研究认为在粉剂产品中，维生素B1和维生素B6在保质期内有一定损失，生物素损失较小，而本研究发现全营养乳剂配方产品中维生素A 和维生素C 损失较大，与文献研究结果基本一致，而维生素B1、维生素B6和生物素的损失率也比较大，分别为31.05%±0.90%、19.55%±5.35%和20.88%±0.14%，与文献报道存在一定差异，这可能是产品体系的不同影响了这些营养素的稳定性，但从本研究的结果可以看出，脂溶性维生素的稳定性高于水溶性维生素。碘元素在食品中化学性质较不稳定，极易发生氧化[18-19]，本研究的结果与文献报道基本一致。可选择成分是指非必须摄入的成分，长期缺乏不会产生健康的危害，但全营养产品主要为医学用途，可选择性成分的添加更有利于身体恢复，其中胆碱在医学中可用于治疗神经相关疾病[20]，肌醇则用于治疗肝脂肪细胞过多和肝硬化[21]，牛磺酸可以增强免疫力、抗疲劳、抗血脂等[22-23]，左旋肉碱在脂肪氧化的生理过程中起着关键的作用[24]，从结果来看，可选择性成分在贮存过程中相对稳定，在强化时可重点考虑其工艺损失。刘平等[25]研究认为钙离子和铁离子可明显降低维生素C 的含量，而锌离子影响不大；张晓鸣等[26]研究认为使用甘氨酸螯合铁与使用硫酸亚铁相比，更能减少维生素A 的损失，这说明营养素的剂型以及体系中各营养素相互作用对营养素的稳定性有一定的影响，可考虑选择对稳定性影响相对小的矿物质剂型来提高营养素的稳定性，目前螯合型金属离子稳定性较好、对脂肪氧化影响较小[27]，因此可以考虑选择螯合型矿物质作为乳剂的产品开发矿物质的来源。

4 结论

分析了二次灭菌工艺的全营养乳剂产品在12 个月保质期内营养素的变化情况，结果表明：脂肪、维生素E、钠、钙、镁、氯、铁、锌、胆碱、肌醇、牛磺酸和左旋肉碱在保质期内损失率无显著性差异；随着保存时间延长，亚油酸、维生素A、维生素B1、生物素、维生素B6、维生素C 和碘的损失率显著增加，贮存12 个月后的损失率分别为12.45%±1.14%、28.39%±0.37%、31.05%±0.90%、20.88%±0.14%、19.55%±5.35%、46.18%±0.59%和41.67%±0.42%。