較大嬰兒配方奶粉加速和常溫試驗(yàn)營養(yǎng)素衰減率分析

趙文星，華家才，孔迎，席慶，儲(chǔ)小軍

貝因美（杭州）食品研究院有限公司（杭州 311106）

嬰兒配方奶粉又稱母乳化奶粉，它是為了滿足嬰兒對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的需要，在普通奶粉的基礎(chǔ)上加以調(diào)配的奶制品，對(duì)于嬰兒的健康發(fā)育和營養(yǎng)均衡具有極為重要的作用。根據(jù)相關(guān)法規(guī)規(guī)定，嬰兒是0—12月齡的人，1段嬰兒配方奶粉適用于0—6月齡嬰兒，2段較大嬰兒配方奶粉適用于6—12月齡的較大嬰兒[1-2]。此次試驗(yàn)選取2段奶粉作代表，研究其中的宏量、微量營養(yǎng)素、可選擇性添加的營養(yǎng)物質(zhì)，通過高溫加速試驗(yàn)和常溫試驗(yàn)?zāi)M貨架期存放。

較大嬰兒配方奶粉含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，這些營養(yǎng)物質(zhì)在貯藏過程中不穩(wěn)定，易發(fā)生脂肪氧化、非酶褐變及維生素降解等反應(yīng)，各類營養(yǎng)物質(zhì)在貨架期內(nèi)的衰減主要受氧氣、水分、溫度、光照等因素影響，不同營養(yǎng)物質(zhì)受外界因素的影響程度不同，因此其保質(zhì)期成為備受關(guān)注的問題。

聽裝成品奶粉在充氮?dú)獾臓顟B(tài)下，貨架期一般為24個(gè)月。采用常規(guī)分析法和加速試驗(yàn)法相結(jié)合，通過大量留樣，在一定規(guī)律的時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行取樣和檢測(cè)，考察產(chǎn)品的感官、理化和微生物指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)不同時(shí)期各營養(yǎng)物質(zhì)含量進(jìn)行衰減規(guī)律分析，初步掌握各類營養(yǎng)物質(zhì)在貨架期內(nèi)的穩(wěn)定性[3]。

此次較大嬰兒配方奶粉的貨架期試驗(yàn)，結(jié)合加速試驗(yàn)與常規(guī)貨架期試驗(yàn)跟蹤分析，以更精準(zhǔn)地評(píng)價(jià)產(chǎn)品貨架期內(nèi)營養(yǎng)素的衰減情況。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 材料

三批次市售較大嬰兒配方奶粉（包裝為聽裝），干濕復(fù)合工藝生產(chǎn)，充氮包裝。

1.2 儀器和設(shè)備

美墨爾特HPP750恒溫恒濕箱。

1.3 加速試驗(yàn)方法

樣品（聽裝，殘氧≤3.0%，真空度-15～-10 kPa）置于溫度37±2 ℃，RH 75%±5%的恒溫恒濕箱中進(jìn)行加速，試驗(yàn)周期為6個(gè)月，試驗(yàn)開始之時(shí)和試驗(yàn)結(jié)束之時(shí)，對(duì)樣品的營養(yǎng)素進(jìn)行全面檢測(cè)。

1.4 長期試驗(yàn)方法

樣品（聽裝，殘氧≤3.0%，真空度-15～-10 kPa）置于溫度20±5 ℃，RH 55%±20%的留樣室中進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)周期為24個(gè)月，試驗(yàn)開始之時(shí)和試驗(yàn)結(jié)束之時(shí)，對(duì)樣品的營養(yǎng)素進(jìn)行全面檢測(cè)。

所用檢測(cè)方法為較大嬰兒配方奶粉各營養(yǎng)成分對(duì)應(yīng)的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行分析方法。

1.5 計(jì)算方法

衰減率=（0 d檢測(cè)值-試驗(yàn)結(jié)束檢測(cè)值）/0 d檢測(cè)值×100%。衰減率為正，表示營養(yǎng)素發(fā)生衰減；衰減率為負(fù)，表示營養(yǎng)素未發(fā)生衰減。

1.6 判定原則

若衰減率小于檢測(cè)精密度，則認(rèn)為該營養(yǎng)素指標(biāo)在試驗(yàn)期之內(nèi)基本無衰減。

2 結(jié)果與討論

2.1 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中宏量營養(yǎng)素的衰減率

由表1和圖1分析可知，在加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中，宏量營養(yǎng)素蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的衰減率較小，在檢測(cè)精密度范圍內(nèi)，可認(rèn)定其在貨架期內(nèi)未發(fā)生衰減。國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)表明，在整個(gè)貨架期內(nèi)，食品中脂肪易受空氣作用發(fā)生氧化變質(zhì)[4]。較大嬰兒配方奶粉未開封前處于充氮及密封條件下，脂肪發(fā)生衰減的程度可不考慮在內(nèi)，根據(jù)此次研究也可得出類似結(jié)論。

表1 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)宏量營養(yǎng)素衰減率（n=3）

圖1 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)宏量營養(yǎng)素衰減率

2.2 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中維生素的衰減率

2.2.1 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中脂溶性維生素的衰減率

脂溶性維生素主要包括維生素A、維生素D、維生素E和維生素K1，它們對(duì)于嬰幼兒生長發(fā)育具有重要的生理作用，是人體骨骼、視力發(fā)育的重要營養(yǎng)物質(zhì)[5]。較大嬰兒配方奶粉中脂溶性維生素的穩(wěn)定性受到空氣、溫度、光照等因素的影響。

從表2和圖2可以看出，脂溶性維生素沒有發(fā)生明顯的衰減，但維生素E有相對(duì)較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差，這可能是因?yàn)檩^大嬰兒配方奶粉生產(chǎn)過程中脂溶性維生素采用濕法工藝添加，又經(jīng)干法后混制成成品，該類干濕復(fù)合工藝會(huì)帶來疊加影響。

表2 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)脂溶性維生素衰減率（n=3）

圖2 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)脂溶性維生素衰減率

較大嬰兒配方奶粉中維生素A的化合物來源為醋酸視黃酯。文獻(xiàn)[6]指出，維生素A特別是酯化形式，穩(wěn)定性較高，在低溫、有氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下很穩(wěn)定。在該試驗(yàn)過程中，維生素A未發(fā)生明顯的衰減，可能是因?yàn)檩^大嬰兒配方奶粉包裝采用充氮的聽裝，且樣品儲(chǔ)存環(huán)境的溫濕度可控。

維生素D對(duì)光敏感易分解，也容易發(fā)生氧化降解，避光缺氧貯存時(shí)食品中的維生素D比較穩(wěn)定。較大嬰兒配方奶粉包裝采用充氮的聽裝，可有效遮光隔氧，故在加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中維生素D幾乎不發(fā)生衰減。

維生素E在加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中，未發(fā)生明顯衰減。主要原因是較大嬰兒配方奶粉中維生素E的劑型為DL-α-生育酚醋酸酯，它在充氮的聽裝環(huán)境中較穩(wěn)定。

維生素K1的化合物來源為植物甲萘醌。在加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中，未發(fā)生明顯衰減。該化合物對(duì)熱相對(duì)穩(wěn)定，在有氧氣的環(huán)境中，發(fā)生緩慢的降解，在聽裝充氮的環(huán)境中相對(duì)穩(wěn)定。該研究的奶粉采用干濕復(fù)合工藝生產(chǎn)，一定程度上避免了因干法混合均勻度及植物甲萘醌粉劑顆粒度的原因?qū)е碌臋z測(cè)偏差。

2.2.2 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中水溶性維生素的衰減率

水溶性維生素包括維生素B族和維生素C，常以輔酶或輔基的形式存在，一般性質(zhì)不穩(wěn)定，對(duì)光、氧、熱、pH等非常敏感。

從表3和圖3可以看出，在加速試驗(yàn)過程中，水溶性維生素中葉酸相對(duì)有衰減，生物素有輕微衰減，其余均無明顯的衰減；在長期試驗(yàn)過程中，葉酸有衰減，生物素有輕微衰減，其余維生素相對(duì)較穩(wěn)定。

由表3可知，葉酸出現(xiàn)衰減，可能原因是該營養(yǎng)素對(duì)熱或氧敏感，后續(xù)將會(huì)進(jìn)一步對(duì)干濕復(fù)合工藝生產(chǎn)的該類配方奶粉的葉酸衰減展開研究，以便佐證這一觀點(diǎn)是否成立。生物素具有較高的穩(wěn)定性，在空氣、加熱和光照條件下相對(duì)穩(wěn)定，但在紫外線照射下，它能逐漸降解[7]，此次試驗(yàn)中生物素有輕微衰減，有待后續(xù)展開研究，進(jìn)一步佐證該結(jié)論。

其余的水溶性維生素在加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中基本穩(wěn)定，這與該類別維生素的化合物來源穩(wěn)定的特性有關(guān)系。鹽酸硫胺素在低水分活度和室溫條件下穩(wěn)定性相當(dāng)高；核黃素耐熱、耐酸和氧，但對(duì)光特別是紫外線敏感；鹽酸吡哆醇具有熱穩(wěn)定性，耐酸不耐堿，光照特別是紫外線是其衰減的重要因素；氰鈷胺對(duì)光敏感，對(duì)氧氣和受熱一般穩(wěn)定；煙酸一般具有較好的穩(wěn)定性，在液相和固相體系中都不被光、氧及熱破壞；由于泛酸鈣的穩(wěn)定性和不易潮解，因此它常是泛酸的補(bǔ)充形式，D-泛酸鈣在干燥條件下對(duì)氧和光較穩(wěn)定；L-抗壞血酸鈉在干燥條件下比較穩(wěn)定，但在受潮或加熱時(shí)容易發(fā)生分解，且其耐酸不耐堿。

維生素類物質(zhì)對(duì)于外界環(huán)境較為敏感，空氣、水分、光照等對(duì)其穩(wěn)定性均有影響。對(duì)于食品生產(chǎn)工藝來說，抽真空及充氮（或二氧化碳）極為重要，可有效降低維生素類營養(yǎng)物質(zhì)的損失。較大嬰兒配方奶粉的包裝采用充氮聽裝，有很好的阻隔性，可有效隔氧避光隔濕。故在加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中，維生素整體幾乎不發(fā)生衰減。

表3 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)水溶性維生素衰減率（n=3）

圖3 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)水溶性維生素衰減率

2.3 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中礦物質(zhì)的衰減率

礦物質(zhì)是維持體內(nèi)滲透壓平衡的重要因素，在較大嬰兒配方奶粉中強(qiáng)化礦物質(zhì)，需結(jié)合母乳中礦物質(zhì)的含量及國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，適量添加。礦物質(zhì)與維生素不同，熱、光、氧化劑、極端pH或其他能影響有機(jī)營養(yǎng)素的因素一般不會(huì)破壞礦物質(zhì)元素[8]。

從表4和圖4可以看出，在加速試驗(yàn)過程中，礦物質(zhì)幾乎不發(fā)生衰減；在長期試驗(yàn)過程中，結(jié)合礦物質(zhì)檢測(cè)精密度分析，礦物質(zhì)基本沒有衰減。

整體分析，礦物質(zhì)在加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中相對(duì)較穩(wěn)定，未發(fā)生明顯的衰減。從生產(chǎn)工藝方面看，較大嬰兒配方奶粉中的礦物質(zhì)通過濕法的生產(chǎn)工藝加入，生產(chǎn)過程中雖經(jīng)過高溫的過程，但并未破壞礦物質(zhì)的穩(wěn)定性；從成分性質(zhì)方面看，食品中礦物質(zhì)本身性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)空氣、溫度、光照等因素均有一定程度的耐受性。通過查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，相關(guān)試驗(yàn)結(jié)論與此次試驗(yàn)結(jié)論一致[9]。結(jié)合礦物質(zhì)檢測(cè)精密度分析，可以認(rèn)為礦物質(zhì)在較大嬰兒配方奶粉貨架期內(nèi)基本不會(huì)發(fā)生衰減。

較大嬰兒配方奶粉的包裝形式為充氮聽裝，國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)研究情況表明，食品在充氮或者二氧化碳的密封環(huán)境內(nèi)，貨架期內(nèi)礦物質(zhì)無明顯衰減（衰減率在國標(biāo)檢測(cè)方法允許的偏差范圍之內(nèi)），與此次試驗(yàn)研究結(jié)果類似。

表4 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)礦物質(zhì)的衰減率（n=3）

圖4 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)礦物質(zhì)衰減率

2.4 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)過程中可選擇性成分的衰減率

從表5和圖5可以看出，在加速試驗(yàn)過程中，乳鐵蛋白和?；撬嵯鄬?duì)有衰減，其余基本沒有衰減；在長期試驗(yàn)過程中，可選擇性成分除?；撬嵬饣緵]有衰減。

整體分析，乳鐵蛋白可能受熱易衰減，常溫條件下相對(duì)穩(wěn)定，?；撬嵩诔丶凹铀僭囼?yàn)條件下均輕微衰減，該成分可能在不同溫度條件下相對(duì)不穩(wěn)定，后續(xù)將會(huì)進(jìn)一步對(duì)該類配方奶粉的乳鐵蛋白和?；撬崴p展開研究，以便佐證這一觀點(diǎn)是否成立。

表5 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)可選擇性成分的衰減率（n=3）

圖5 加速試驗(yàn)和長期試驗(yàn)可選擇性成分衰減率

3 結(jié)論

將較大嬰兒配方奶粉的加速試驗(yàn)和常溫條件下的長期試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照研究，對(duì)產(chǎn)品貨架期內(nèi)脂肪、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、可選擇性成分進(jìn)行全面的衰減情況分析，為產(chǎn)品的營養(yǎng)物質(zhì)保持和配方設(shè)計(jì)提供理論支持。

整體來看，對(duì)于同一種營養(yǎng)素，加速6個(gè)月和長期24個(gè)月衰減率相差不大。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，加速試驗(yàn)過程中，營養(yǎng)素除葉酸外其余無明顯衰減，可選擇性成分除乳鐵蛋白外其余無明顯衰減；長期試驗(yàn)過程中，維生素僅葉酸有衰減，生物素有輕微衰減，其余維生素基本無衰減，礦物質(zhì)無明顯的衰減，可選擇性成分中除?；撬嵊休p微衰減外其余基本無明顯的衰減。營養(yǎng)素在貨架期內(nèi)表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，較低的衰減率可保證營養(yǎng)素含量的最大保留，為嬰幼兒生長發(fā)育提供重要的保證。