產(chǎn)品貨架期內(nèi)維生素的衰減變化規(guī)律

崔廣智，尹蘭，羅麗，李亞萍，蘇德亮，宋禮

1.甘南州牦牛乳研究院（合作 747000）；2.甘肅省干酪素工程技術(shù)研究中心（蘭州 730000）；3.甘肅華羚乳品股份有限公司（合作 747000）

嬰幼兒時期是人生長發(fā)育的關(guān)鍵時期，對人體健康具有深遠影響，需要攝取大量的營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)素過多和不足均不利于嬰幼兒的健康成長。嬰幼兒最理想的食品是母乳，但由于當(dāng)今社會快速發(fā)展，人們工作、生活節(jié)奏加快，加上母親個體水平的差異等因素影響，母乳不足或其他客觀情況時有發(fā)生[1]，這將極大影響嬰幼兒的生長發(fā)育。

嬰幼兒配方奶粉的配方設(shè)計和標(biāo)簽值設(shè)計不僅要考慮原料本身營養(yǎng)素含量，還要考慮生產(chǎn)過程中營養(yǎng)素的損失，更不能忽視產(chǎn)品在漫長的儲存過程中營養(yǎng)素的損失。同時，貨架期內(nèi)營養(yǎng)素的穩(wěn)定性及含量變化也對后期產(chǎn)品的質(zhì)量安全產(chǎn)生影響，尤其是維生素的含量變化，由于維生素是一類較不穩(wěn)定化合物，極易在空氣、光照等因素下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而被氧化分解造成損失[4-5]，所以研究維生素在貨架期儲存過程中的變化則更有意義。

通過恒溫恒濕加速試驗得到牦牛奶嬰幼兒配方奶粉貨架期內(nèi)維生素的衰減及其穩(wěn)定情況，此外與其他研究相比，在試驗的不同階段對維生素含量進行了監(jiān)測，研究其變化規(guī)律，以此了解貨架期內(nèi)維生素的含量變化，從而為牦牛奶嬰幼兒配方奶粉配方的設(shè)計、標(biāo)簽值的設(shè)計及產(chǎn)品保質(zhì)期的制定提供指導(dǎo)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牦牛奶較大嬰兒配方奶粉（800 g罐裝，甘肅華羚乳品股份有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

1.2.1 試驗設(shè)備

步入式恒溫恒濕試驗室（THA-8100，陜西歐凱機電科技有限公司）。

1.2.2 檢測設(shè)備

高效液相色譜儀（1260，安捷倫）；氣相色譜儀（7820A，安捷倫）；液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（6460C，安捷倫）；新世紀(jì)紫外可見分光光度計（T6，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；熒光分光光度計（港東F-280，天津市港東科技發(fā)展股份有限公司）。

智能變電站通過電流、電壓控制技術(shù)，采用GIS控制設(shè)備和先進的傳感器，充分結(jié)合計算機技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。利用傳統(tǒng)的光纖端口保護裝置以及回路裝置，實現(xiàn)信息傳輸，智能變電站主要系統(tǒng)組成是站控層、設(shè)備層以及間隔層，這些主要部分都是采用不同技術(shù)設(shè)備來承擔(dān)著變電過程中需要的信息收集和設(shè)備連接以及電能輸配。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗條件

參考《特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品穩(wěn)定性研究要求（試行）（2017修訂版）》[6]中對加速試驗的說明進行試驗條件的設(shè)定，設(shè)定試驗條件為溫度45 ℃，濕度80% RH。

1.3.2 試驗周期

牦牛奶嬰幼兒配方奶粉常溫下貨架期為24個月，在試驗條件下可縮短為6個月[7]。故試驗周期設(shè)定為6個月，研究試驗周期內(nèi)維生素含量變化情況。

1.3.3 檢測方法

采用GB 10767—2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 較大嬰兒和幼兒配方食品》中規(guī)定的檢測方法對試驗樣品維生素進行檢測[8]。

1.3.4 平行試驗

試驗選取同一配方生產(chǎn)的3個批次牦牛奶嬰幼兒配方奶粉產(chǎn)品，以此作為平行試驗。

1.4 衰減率的計算

以試驗開始前暨第0個月檢測數(shù)值為初始值，加速試驗1，2，3和6個月的檢測數(shù)值分別與初始值進行衰減率計算，具體計算如式（1）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

以加速試驗第6個月的維生素最終衰減率為研究對象，將3批次試驗數(shù)據(jù)匯總進行分析，研究加速試驗結(jié)束后維生素的衰減情況及3批次間衰減的穩(wěn)定性。通過采用標(biāo)準(zhǔn)偏差與檢測精密度對比的方法考察3批次間衰減的穩(wěn)定性，考慮標(biāo)準(zhǔn)差在不大于其檢測方法允許的精密度要求時，認為無顯著差異。

以加速試驗1，2，3和6個月這4個階段維生素衰減率為研究對象，分析各階段維生素在貨架期內(nèi)的衰減變化規(guī)律。

采用Excel軟件進行分析及變化規(guī)律統(tǒng)計圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 貨架期內(nèi)維生素衰減穩(wěn)定性情況分析

3個批次牦牛奶嬰幼兒配方奶粉加速試驗結(jié)束后，有部分維生素呈現(xiàn)出不同程度的衰減，各維生素的衰減情況見表1。結(jié)果顯示，貨架期內(nèi)維生素D和泛酸3個批次間存在顯著性差異，說明試驗中維生素D和泛酸穩(wěn)定性較差，可能是由于高溫高濕環(huán)境下造成不同批次間衰減的波動。其余維生素在各批次之間衰減率相對較穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)偏差較小。

表1 3個批次牦牛奶嬰幼兒配方奶粉貨架期內(nèi)維生素的衰減穩(wěn)定性分析 單位：%

2.2 貨架期內(nèi)維生素衰減情況分析

加速試驗結(jié)束后，通過3個批次牦牛奶嬰幼兒配方奶粉的平均衰減率，考察貨架期內(nèi)各維生素的衰減情況。圖1顯示，脂溶性維生素方面，除維生素D、維生素E貨架期內(nèi)不損失或損失率較低以外，維生素A及維生素K均存在不同程度損失，且損失均在10%以上。

圖1 貨架期內(nèi)維生素衰減情況分析

水溶性維生素方面，維生素B6、維生素B12、煙酸、葉酸、生物素在貨架期內(nèi)含量較為穩(wěn)定，不存在衰減現(xiàn)象，這與張?zhí)觳┑萚9]對嬰幼兒配方乳粉貨架期內(nèi)上述維生素衰減的研究結(jié)果一致；維生素B2出現(xiàn)較大的負衰減，考慮可能由于某些有益微生物通過微弱的代謝產(chǎn)生微量維生素B2[10]；由于維生素B1、泛酸、維生素C自身物化性質(zhì)及在濕熱環(huán)境的影響下，所以在貨架期內(nèi)呈現(xiàn)出不同程度的衰減，其中泛酸3個批次衰減率均較高，平均衰減率為27.03%，維生素B1及維生素C衰減率均在10%以上。

2.3 貨架期內(nèi)不同階段維生素衰減變化規(guī)律研究

2.3.1 脂溶性維生素衰減變化規(guī)律研究

脂溶性維生素A、維生素D、維生素E、維生素K性質(zhì)不溶于水而溶于脂肪及有機溶劑，其中維生素A有助于嬰幼兒視力發(fā)育，維持皮膚和黏膜健康；維生素D有助于促進嬰幼兒鈣的吸收及牙齒、骨骼的形成和發(fā)育，預(yù)防小兒佝僂??；維生素E有助于生殖發(fā)育，維持免疫功能；維生素K起凝血作用，可防止嬰幼兒顱內(nèi)出血[11-12]。

由圖2可看出：維生素D、維生素E在整個加速試驗過程中性質(zhì)較為穩(wěn)定，波動不明顯，這與馬雯等[13]的研究結(jié)果一致；維生素A、維生素K呈現(xiàn)規(guī)律性衰減，維生素A在加速試驗3月后趨于穩(wěn)定，而維生素K在加速試驗3月后停止持續(xù)性衰減。

圖2 脂溶性維生素在貨架期的衰減變化規(guī)律

2.3.2 水溶性維生素衰減變化規(guī)律研究

水溶性維生素是指可溶于水的維生素，主要包括B族維生素類和維生素C等[14]。其毒性小，在滿足自身機體需要后，多余部分會以尿液的形式排出體外，在體內(nèi)儲存量少[15]。水溶性維生素對維持人體生命活動有重要作用，不同維生素對人體表現(xiàn)出不同的生理作用，B族維生素絕大多數(shù)以輔酶或輔基形式參與機體營養(yǎng)物質(zhì)的代謝合成[14]，有助于嬰幼兒對蛋白質(zhì)、能量的代謝和利用及紅細胞的形成，可維持其神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能[11]，尤其是葉酸，對于胎兒大腦和預(yù)防神經(jīng)管畸形等神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育具有重要作用[16-17]。維生素C具有抗氧化性質(zhì)，參與氨基酸羥化反應(yīng)和清除自由基的過程[14]，有助于嬰幼兒皮膚和黏膜健康及促進鐵的吸收等作用[11]。

水溶性維生素的穩(wěn)定性與溫度、濕度、pH、光照、紫外線、氧氣等有關(guān)。其中維生素B1在干燥避光條件下對氧氣比較穩(wěn)定，耐酸不耐堿，紫外線可使其失去活性，溫度對其有一定影響發(fā)生緩慢衰減[5,18-19]；維生素B2耐熱、耐酸不耐堿、空氣中也為穩(wěn)定，但對光照敏感易發(fā)生衰減[19-20]；維生素B6對空氣及酸性穩(wěn)定，對光照敏感，易受金屬離子影響從而發(fā)生衰減[5,19]；維生素B12性質(zhì)不穩(wěn)定易受光照和溫度的影響[19]。

煙酸性質(zhì)穩(wěn)定，不受溫濕度、酸堿、光照、氧氣等條件的影響；合成的葉酸對溫度和氧氣較為穩(wěn)定，但對光照特別是紫外線不穩(wěn)定[19,21]；泛酸鈣較為穩(wěn)定，但吸濕性較強[5]；維生素C對溫度較為敏感，高溫下極易受到破壞，暴露在氧氣環(huán)境下也容易發(fā)生氧化而衰減[22]，堿性條件下也不穩(wěn)定；粉狀形式的生物素對空氣、熱和光很穩(wěn)定，在紫外線照射的情況下會逐步降解[19,21]。

嬰幼兒配方奶粉包裝形式通常為鐵聽或袋裝，包裝后的奶粉密封性較好，通透性差且避光，尤其是鐵聽罐在封罐時都進行充氮氣包裝，良好的隔絕了氧氣，殘氧量一般在5%以下，試驗采用的包裝形式為鐵聽罐裝。

由圖3可知：維生素B1從第1月開始發(fā)生規(guī)律性的持續(xù)衰減，經(jīng)分析可能是由于加速試驗溫濕度的影響而使其發(fā)生持續(xù)衰減；維生素B2出現(xiàn)規(guī)律性的負衰減，分析可能由于第0個月的檢測誤差影響或者殘存微生物通過微弱的代謝產(chǎn)生維生素B2[10]；維生素B6在第2~3個月時出現(xiàn)向上的負衰減隨后回歸，這可能由于檢測誤差導(dǎo)致波動；維生素B12在前3個月出現(xiàn)規(guī)律性負衰減后逐步向下回歸；煙酸、葉酸、生物素最為穩(wěn)定，呈現(xiàn)規(guī)律性浮動，各項研究[5,9,13,18,23]表明煙酸幾乎不發(fā)生衰減，與試驗結(jié)果一致。由于試驗過程在密封、避光的環(huán)境下進行，所以葉酸、生物素在沒有光及紫外線的影響下得以良好保存，且整個試驗過程中波動平穩(wěn)。泛酸自試驗開始至結(jié)束時，整個過程持續(xù)衰減，最終衰減達到27.03%，為水溶性維生素中衰減程度最大的維生素，這可能由于濕度較高的環(huán)境下泛酸吸濕性的影響導(dǎo)致；維生素C在前3個月較為穩(wěn)定沒有衰減，3月之后開始逐步衰減，試驗結(jié)束時衰減率達到10.5%。

圖3 水溶性維生素在貨架期的衰減變化規(guī)律

3 結(jié)論

牦牛奶嬰幼兒配方奶粉通過貨架期加速試驗，維生素衰減穩(wěn)定性方面，3個批次配方奶粉產(chǎn)品貨架期結(jié)束后除維生素D、泛酸存在顯著波動外，其余各維生素3個批次間衰減的穩(wěn)定性良好，均小于精密度。維生素衰減方面，維生素A、維生素K、維生素B1、泛酸、維生素C存在不同程度衰減，其中維生素A衰減15.95%，維生素K衰減12.80%，維生素B1衰減14.65%，泛酸衰減27.03%，維生素C衰減10.50%，其余維生素幾乎不衰減。貨架期內(nèi)不同階段維生素衰減變化規(guī)律方面，維生素D、維生素E、煙酸、葉酸、生物素最為穩(wěn)定，呈現(xiàn)規(guī)律性浮動；維生素A和維生素K在前3個月持續(xù)性衰減，3個月之后減緩；維生素B1從第1月后發(fā)生持續(xù)性衰減；維生素B2出現(xiàn)持續(xù)負衰減情況；維生素B6及維生素B12出現(xiàn)階段性波動；泛酸在整個過程中持續(xù)發(fā)生衰減；維生素C在前3個月沒有衰減，3個月之后開始逐步衰減。

維生素對嬰幼兒發(fā)育有著深遠影響，對其攝入量的充足有利于嬰幼兒的健康成長，尤其是人體自身不能合成，必須通過外源保證其攝入量的更為重要，如生物素[18]；所以研究嬰幼兒配方奶粉產(chǎn)品貨架期損失影響是必要的、有意義的，通過研究了解貨架期內(nèi)維生素的含量變化，可指導(dǎo)嬰幼兒奶粉配方的設(shè)計，對配方中營養(yǎng)素含量的添加及標(biāo)簽值的設(shè)定等提供參考依據(jù)，從而保證貨架期內(nèi)嬰幼兒食用的安全性，滿足其正常生長發(fā)育。