嬰幼兒配方乳粉貨架期營養素衰減率分析

馬雯，林加建，華家才，姜艷喜，曹煜之，儲小軍

（1.貝因美（杭州）食品研究院有限公司，杭州311106；2.杭州貝因美母嬰營養品有限公司，杭州311106）

0 引 言

嬰幼兒配方乳粉是以牛乳為主要原料，加入適量的維生素、礦物質和其他輔料加工而成，供嬰幼兒食用的產品。包括嬰兒配方乳粉、較大嬰兒配方乳粉和幼兒配方乳粉。

嬰幼兒配方乳粉含有人體所必須的六大類營養素，碳水化合物、脂肪、蛋白質、維生素、礦物質、膳食纖維，在嬰幼兒配方乳粉中添加維生素和其他營養素的好處是顯而易見的，但營養素的添加必須合理。因此，FDA聲明所有添加都必須符合：（1）在貯存、運輸和使用的正常條件下營養元必須是穩定的；（2）在人類生理上必須是可以利用的；（3）保證添加的量不會導致消費者過量攝入；（4）能達到預期的目的并遵守有關安全的法規[1]。

嬰幼兒配方乳粉在貨架期之內需保證營養素滿足GB 10765《食品安全國家標準 嬰兒配方食品》[2]或GB 10767《較大嬰兒和幼兒配方食品》[3]及GB 13432《食品安全國家標準預包裝特殊膳食用食品標簽》[4]對標簽值80%的規定。目前，針對嬰幼兒配方乳粉在貨架期之內的營養強化劑的損失研究較少，為了在產品設計初期更好地對營養素含量進行設計，確保產品在保質期之內符合標準要求，現對營養素在貨架期之內的衰減率進行分析。

乳粉因其富含對光照、氧氣、濕度敏感的維生素，所以應用于乳粉的包裝材料應具有良好的阻光、隔氣和防潮的性能，目前市面上嬰幼兒配方乳粉主要的包裝形式為馬口鐵罐和鋁箔復合軟包裝袋，馬口鐵罐用鋁箔熱壓封口，再用蓋子封緊，可以保證良好的氣密性和極好的阻光性能，有效的提高乳粉的保質期。鋁箔復合軟包裝袋常用的復合材料為PET/鋁箔/PET，該包裝具有良好的阻光、阻氣和防潮性能，包裝的保質效果與馬口鐵罐相近，且包裝成本低于馬口鐵罐。

在檢測的過程中，再現性和精密度是2個重要的衡量檢測結果的指標，再現性指在改變了的測量條件下，對同一被測量的測量結果之間的一致性，稱為測量結果的再現性。精密度：在規定的條件下，獨立測量結果間的一致程度。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

規格為200 g（盒）、405 g（盒）、900 g（罐）的市售嬰兒配方乳粉各三批次，規格為200 g（盒）、405 g（盒）、900 g（罐）的市售較大嬰兒配方奶粉各三批次，規格為200 g（盒）、405 g（盒）、900 g（罐）的市售幼兒配方奶粉各三批次，嬰幼兒配方乳粉充氮包裝。

1.2 實驗條件

室內常溫，非控濕、控溫環境。

1.3 檢測周期

檢測周期為0月和保質期結束月（盒裝的結束月為18個月，罐裝的結束月為24個月）。

1.4 檢測方法

按照國標方法進行檢測，具體檢測方法及方法的精密度見表1。

表1 營養素指標檢測精密度

1.5 計算方法

衰減率（%）=（0月檢測值-保質期末檢測值）/0月檢測值×100%。

1.6 判定原則

若衰減率小于檢測精密度，則認為該營養素指標在貨架期之內基本無衰減。

2 結果與討論

配方乳粉屬于低水分活度食品，低水分食品中水分活度是影響維生素穩定的首要因素。食品中水分活度若低于0.2～0.3（相當于單分子水合狀態），水溶性維生素一般只有輕微的降解，脂溶性維生素分解達到極小值。若水分活度上升則維生素分解增加，這是因為維生素、反應物和催化劑的溶解度增加。

2.1 宏量營養素及脂肪酸衰減率

根據世界各地65項有關母乳中DHA和ARA的含量的研究結果，母乳中DHA和ARA均值為總脂肪酸的0.32%和0.47%[5]，DHA是大腦在高速發育過程中感覺、知覺、認知和運動神經系統發育的必須營養物質，在妊娠期最后的三個月內和2歲前大腦迅速發育，而此階段若營養不足將會影響大腦功能[6]。從表2的數據分析，對于同一種規格的樣品，同一種營養素，3個階段的衰減率均較接近。宏量營養素脂肪、蛋白質基本無衰減，衰減率較為明顯的為DHA和ARA，900 g（罐）嬰兒配方奶粉的衰減率為20.21%，從罐裝和盒裝規格的衰減率進行分析，罐裝規格的衰減率略高于200 g（盒）和405 g（盒）規格的，這可能是由于900 g（罐）的為樣品放置24個月的數據，200 g（盒）和405 g（盒）為樣品放置18個月的數據。

2.2 維生素的衰減率

維生素少有的共性之一，就是它們在食物中沒有一個是完全穩定。在食品的生產、制備和儲存過程中，維生素會發生不同程度的損失，無論食物中天然存在的維生素，還是人工添加的合成維生素，高溫、水分、氧氣、p H值（酸堿度）和光照是威脅它們的最主要的因素。配方奶粉中添加的維生素有13種，配方奶粉的保質期取決于其中最不穩定的一個維生素的保存期。從表3的數據分析，對于同一種規格的樣品，同一種營養素，3個階段的衰減率均較接近。衰減較明顯的維生素有維生素A、維生素E、維生素B12、葉酸、泛酸，其余營養素衰減率均小于檢測偏差，營養素基本無衰減。維生素A是一種易發生變化的維生素，對空氣中的氧氣敏感，其酯的形式比醇的形式穩定。微量元素的存在會催化維生素A的分解。該配方中維生素A的添加形式為醋酸視黃酯。盒裝和罐裝的維生素A均有較明顯的衰減，Jorge L Cha'vez-Serv'n[7]研究了不同原料對產品中維生素A的含量影響，研究發現，Cu2+存在時可導致醋酸視黃酯的衰減，該配方中的銅來源為硫酸銅，可能會增加維生素A在貨架期之內的衰減率，在配方設計之初，應將衰減率考慮在內，確保在整個貨架期之內維生素A的檢測值符合標簽值的80%要求。

表2 嬰幼兒配方奶粉宏量營養素及脂肪酸衰減率（n=3）

表3 嬰幼兒配方乳粉維生素衰減率

維生素E是人體內的主要抗氧化劑，在嬰幼兒生長時期，與維生素A共同作用促進嬰幼兒免疫系統的發育，在嬰幼兒配方乳粉中，維生素E的添加不僅僅是提高其中維生素含量，更是作為一種天然脂溶性抗氧化劑，幫助提高嬰幼兒乳粉在生產儲存過程中的抗氧化劑，延長產品貨架期。因此嬰幼兒乳粉中維生素E的穩定強弱關系著產品本身的抗氧化能力以及是否能在被嬰幼兒吸收后有效的幫助嬰幼兒成長。維生素E的衰減率，袋裝樣品均無明顯衰減（衰減率＜檢測精密度），但罐裝的樣品均有衰減（衰減率＞檢測精密度），袋裝和罐裝均具有良好的阻光、阻氣和防潮性能，但罐裝有衰減，袋裝無明顯衰減，這可能是由于罐裝的的貨架期為24個月，盒裝的貨架期為18個月，在貨架期的后6個月，維生素E的衰減率呈上升趨勢。

水溶性維生素葉酸在貨架期發生了輕微的衰減，食品中葉酸的生物利用率平均約50%或更少。在配方設計之初，可結合葉酸的衰減率和生物利用率進行配方設計。

水溶性維生素維生素B12是μg級營養素，按照GB/T 32465-2015《化學分析方法驗證確認和內部質量控制要求》中不同濃度或含量范圍的再現性，質量分數為10μg/kg濃度含量時，此時Horwitz方程給出的結果過高，不宜使用，此時只能要求CV應盡可能低。所以維生素B12在檢測的過程中，檢測偏差會較別的營養素大。

表4 嬰幼兒配方乳粉礦物質衰減率

該實驗中嬰幼兒配方乳粉中維生素B1的劑型為硫胺素，在低水分活度和室溫時，硫胺素極為穩定。水分活度為0.1～0.65的早餐谷物制品在37℃以下時，硫胺素的損失幾乎為零。該嬰幼兒配方配方奶粉中維生素B1的衰減率出現了明顯的負偏差，在后續的穩定性研究過程中持續關注維生素B1的衰減及檢測偏差。

該嬰幼兒配方乳粉中泛酸的劑型為泛酸鈣，泛酸在盒裝和罐裝產品中均發生衰減，參考王璋《食品化學》，由于泛酸鈣的穩定性和不易潮解，因此常被作為泛酸的補充形式，該嬰幼兒配方奶粉中的泛酸來源為泛酸鈣，泛酸在低水分活度的食品中相當穩定，但在此次盒裝和罐裝的保質期驗證過程中，泛酸均發生了明顯的衰減，在后續的穩定性研究過程中持續關注泛酸的衰減。

2.3 礦物質的衰減率

與維生素不同的是，熱、光、氧化劑、極端pH或其他能影響有機營養素的因素一般不會破壞礦物質元素。嬰幼兒配方乳粉中，必須礦物質元素有11種，從以上表格可以看出，碘的衰減率較高，其他礦物質基本無衰減。

3 結 論

從以上數據可以看出，宏量營養素中，DHA和ARA具有較高的衰減率，維生素中，脂溶性維生素具有較高的衰減率，礦物質中，碘具有較高的衰減率。在配方設計之初，不僅要考慮營養強化劑化合物來源、標簽標示值、工藝損失率，同時需要考慮在貨架期之內營養素的衰減情況。