特殊醫(yī)學用途母乳營養(yǎng)補充劑的穩(wěn)定性分析

孔迎，儲小軍，趙文星，馬雯，儲雪，曹斌，華家才

（貝因美（杭州）食品研究院有限公司，杭州 311106）

0 引言

胎齡在37足周之前出生的嬰兒被稱為早產兒。早產兒母乳是早產兒最適宜的早期營養(yǎng)來源，但是早產兒母乳中的蛋白質、鈣、磷等營養(yǎng)素的含量會隨著泌乳時間的延長而逐漸降低，不再能滿足早產兒追趕性生長的營養(yǎng)需要。因此提倡將母乳營養(yǎng)補充劑加入早產兒母乳中來提高部分營養(yǎng)素的含量和能量密度，以滿足早產兒的生長發(fā)育需求。

本文通過長期實驗和加速實驗相結合，考察母乳營養(yǎng)補充劑在保質期內（設計產品保質期為18個月）的營養(yǎng)素穩(wěn)定性，同時研究了母乳營養(yǎng)補充劑中營養(yǎng)素在溫度、濕度、光線的影響下隨時間變化的規(guī)律，為母乳營養(yǎng)補充劑的生產、包裝和儲存條件提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

貝因美母嬰營養(yǎng)品有限公司商業(yè)化條件下生產的3批次母乳營養(yǎng)補充劑（內包裝為PET12μm/AI9μm/PE80μm卷膜條包，外包裝為紙盒），干法工藝生產，充氮氣包裝。

1.2 方法

1.2.1 長期實驗

進行3批次實驗，長期實驗考察時間為18個月，考察時間點設置為0，3，6，9，12，18個月；0月和結束月對全部項目進行檢測，中間月選取能靈敏反映產品穩(wěn)定性的考察項目，實驗條件為溫度（25±2）℃，RH為60%±10%。

1.2.2 加速實驗

進行3批次實驗，依據《特殊醫(yī)學用途配方食品穩(wěn)定性研究要求（試行）》規(guī)定加速實驗考察時間為產品保質期的四分之一，因此加速實驗考察時間為4.5個月，考察時間點設置為0，1，2，3，4.5個月；0月和結束月對全部項目進行檢測，中間月選取能靈敏反映產品穩(wěn)定性的考察項目，實驗條件為溫度（37±2）℃，RH為75%±5%。

1.2.3 影響因素實驗，進行3個批次實驗

（1）高溫實驗。將原包裝的樣品放置在60℃的烘箱中，5 d和10 d分別取樣，選取對溫度敏感的營養(yǎng)素作為考察項目；如樣品發(fā)生明顯變化，則在40℃下同法進行實驗。

（2）高濕實驗。將樣品暴露于25℃、RH（90±5）%的恒溫恒濕箱內攤成≤5 mm厚的薄層進行實驗，5 d和10 d取樣；若樣品吸濕增重5%以上，則在溫度25℃，RH在75%±5%條件下同法進行實驗。

（3）光照實驗。將樣品敞開放置于玻璃平皿上，攤成≤5 mm厚的薄層，置于照度為4 500±500 Lx的恒溫恒濕箱中進行實驗，溫濕度參照GB 29923《食品安全國家標準特殊醫(yī)學用途配方食品良好生產規(guī)范》，分別設置為25℃，RH在60%±5%條件下，5 d和10 d分別取樣，選取對光照敏感的營養(yǎng)素作為考察項目。

1.3 檢測方法

所用檢測方法為特殊醫(yī)學用途嬰兒配方食品各營養(yǎng)成分對應的食品安全國家標準分析方法。

1.4 計算方法

營養(yǎng)素的衰減率（%）=（0月檢測值-結束月檢測值）/0月檢測值×100%，衰減率為正表示營養(yǎng)素發(fā)生了衰減，衰減率為負表示營養(yǎng)素未發(fā)生衰減。

1.5 判定原則

若營養(yǎng)素的衰減率小于檢測精密度，認為該營養(yǎng)素在實驗期之內基本無衰減。

2 結果與討論

2.1 敏感性指標分析

2.1.1 長期實驗和加速實驗過程中考察指標的確定

母乳營養(yǎng)補充劑長期實驗和加速實驗過程中敏感性考察指標的確定主要依據相關文獻資料及產品前期中試實驗數據。

感官指標是產品質量重要指標，感官變化直接反映了產品穩(wěn)定性。因此，選取感官為敏感性考察指標。根據胡君榮等[1]的研究，乳基嬰幼兒配方食品中維生素A在24個月的衰減率為32.26%，衰減明顯；根據孫本風等[2]的研究，嬰幼兒配方奶粉24個月維生素K1的衰減率為12.73%；產品中試批次中曾有泛酸的衰減率超過檢測方法精密度的情況。綜上，維生素類選取維生素A、維生素K1和泛酸為敏感性考察指標。

根據孫本風等[2]的研究，嬰兒配方奶粉中24個月碘的衰減率達到33.0%，胡君榮等[1]的研究，乳基嬰幼兒配方食品中A（干法）工藝碘的變異系數為15.1，存在顯著變化；產品中試批次中曾有硒的衰減率超過檢測方法精密度的情況。綜上，礦物質類選取碘和硒為敏感性考察指標。

2.1.2 實驗過程中敏感性指標的衰減率

由表1和表2可以看出，長期實驗過程中，碘有一定程度的衰減，并且隨時間延長衰減率逐漸升高，其它營養(yǎng)素的衰減率均在檢測精密度范圍內，可認為基本未發(fā)生衰減。加速實驗過程中，結合營養(yǎng)素檢測精密度分析，所有營養(yǎng)素幾乎未發(fā)生衰減。另外，長期實驗和加速實驗過程中，維生素A和維生素K1存在較大的標準偏差，分析原因可能是母乳營養(yǎng)補充劑采用干法工藝添加脂溶性維生素，干法混合均勻性會給檢測偏差帶來疊加影響。

表1 加速實驗過程中敏感性營養(yǎng)素的衰減率(n=3,) %

表1 加速實驗過程中敏感性營養(yǎng)素的衰減率(n=3,) %

項目 3個月衰減率 6個月衰減率 9個月衰減率 12個月衰減率 18個月衰減率 檢測精密度感官 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 -維生素A 1.92±13.11 2.11±8.55 1.46±16.06 1.75±18.31 1.16±5.10 10維生素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 加速實驗過程中敏感性營養(yǎng)素的衰減率(n=3,) %

表2 加速實驗過程中敏感性營養(yǎng)素的衰減率(n=3,) %

項目 1個月衰減率 2個月衰減率 3個月衰減率 4.5個月衰減率 檢測精密度感官 符合要求 符合要求 符合要求 符合要求 -維生素A -4.13±23.13 3.40±5.87 8.53±12.15 6.88±19.37 10維生素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 實驗結束時營養(yǎng)素衰減率對比分析

2.2.1 維生素的衰減率對比

觀察圖1，結合維生素檢測精密度分析，加速實驗中維生素均未發(fā)生明顯的衰減，但維生素D和維生素K1出現了較大的標準偏差，長期實驗中僅煙酸有輕微衰減，但維生素B6和維生素C的衰減率出現了負偏差，且維生素D、維生素K1和維生素B6有較大的標準偏差，分析原因可能是母乳營養(yǎng)補充劑采用干法工藝生產，其工藝優(yōu)勢在于添加的營養(yǎng)物質損耗小，缺點是混合的均勻度不易控制，故干法工藝生產營養(yǎng)素的混合均勻性會給檢測偏差帶來疊加影響。

圖1 長期實驗和加速實驗中維生素的衰減率

維生素的穩(wěn)定性受空氣、溫度、光照、水分等因素的影響。食品生產工藝中，抽真空及充氮（或二氧化碳）非常重要，可以有效降低維生素的損失。母乳營養(yǎng)補充劑包裝采用充氮卷膜條包，可以有效的避光隔氧隔濕。因此在長期和加速實驗過程中，維生素幾乎未發(fā)生衰減。

2.2.2 礦物質的衰減率對比

觀察圖2，結合礦物質檢測精密度分析，加速實驗中礦物質幾乎未發(fā)生衰減，長期實驗中僅有碘、鋅和鐵發(fā)生一定程度的衰減，衰減率從大到小分別為16.86%，15.59%和13.19%，其他礦物質基本無衰減，其中鎂的衰減率出現了較大負偏差，這可能是由檢測偏差引起的，較大的標準偏差可能是干法工藝造成了產品中的營養(yǎng)素混合不均勻，后續(xù)可以通過調整微量營養(yǎng)素的擴倍數量級或采取更長的混合時間及改變混合方式，來提高產品的混合均勻度，從而保證產品質量的均一穩(wěn)定。

圖2 長期實驗和加速實驗中礦物質的衰減率

礦物質整體較穩(wěn)定，熱、光、氧化劑、極端pH值或其他能影響營養(yǎng)素的因素一般不會破壞礦物質元素[3]。生產工藝方面，母乳營養(yǎng)補充劑中的礦物質通過干法工藝加入，生產過程中未經過高溫過程，有效保護了礦物質的穩(wěn)定性；成分性質方面，食品中礦物質本身較穩(wěn)定，對空氣、溫度、光照等因素均有一定程度的耐受性；包裝形式方面，母乳營養(yǎng)補充劑的包裝為充氮包裝，國內外的文獻研究表明，食品在充氮或者二氧化碳的密封環(huán)境內，貨架期內礦物質無明顯衰減（衰減率在國標檢測方法允許的偏差范圍之內），與本實驗的研究結果相似。

2.3 高溫、高濕、光照實驗

2.3.1 敏感性考察指標的確定

高溫實驗主要考察高溫對產品質量的影響，尤其是高溫對蛋白變性、脂肪氧化、維生素衰減的影響。根據蔭士安[4]的研究，加熱、光照以及長時間暴露于空氣中都能導致維生素E水平降低；根據葛可佑[5]的研究，維生素C遇氧、熱、光、堿性物質易氧化破壞。綜上，高溫實驗選取感官、維生素E、維生素C和水分作為敏感性考察指標。

光照實驗主要考察光照對營養(yǎng)素的影響，尤其是光照對維生素的影響。根據王璋等[3]的研究，維生素A化合物的光化學異構化直接或間接地接收光敏物質的作用；維生素D易見光分解；維生素K可發(fā)生光化學降解；所有維生素B6均易見光分解；核黃素（維生素B2）的典型降解機制為光化學過程，根據蔭士安[4]的研究，核黃素及其輔酶對酸、堿敏感，特別是在有光的情況下；根據葛可佑[5]的研究，維生素C遇氧、熱、光、堿性物質易氧化破壞；根據申泮文等[6]的研究，光和濕可加速碘化鉀氧化變黃。綜上，光照實驗選取感官、維生素A、維生素D、維生素K1、維生素B2、維生素B6、維生素C、碘和水分作為敏感性考察指標。

2.3.2 高溫、高濕、光照實驗結果

由表3可以看出，在60℃高溫實驗過程中維生素E和維生素C衰減了10%～15%，可能是溫度太高導致維生素發(fā)生一定衰減，高溫對于營養(yǎng)素的衰減有一定的影響，因此產品應盡量避免保存在高溫條件防止營養(yǎng)素損失。

表3 母乳營養(yǎng)補充劑高溫實驗敏感性營養(yǎng)素衰減率(n=3,) %

表3 母乳營養(yǎng)補充劑高溫實驗敏感性營養(yǎng)素衰減率(n=3,) %

注：*為水分為負增長表示水分增加，水分為正增長表示水分減少。下同。

項目 60℃，5 d衰減率 60℃，10 d衰減率感官 符合要求 符合要求水分* 6.1±1.6 9.4±1.1維生素E -0.02±3.7 15.65±5.3維生素C 6.45±0.87 11.54±0.56

由表4可以看出，母乳營養(yǎng)補充劑在25℃，RH（90±5）%條件下，放置5 d吸濕增重為30.94%，遠遠超出5%，在25℃，RH（75±5）%條件下，放置5 d吸濕增重為13.57%，仍遠遠超過5%，說明濕度對母乳營養(yǎng)補充劑影響明顯，產品的粉體在高濕度環(huán)境中容易吸濕，因此在選擇產品包裝時，應選擇能有效隔濕的材質，并且產品在使用打開包裝后，不宜長時間置于潮濕空氣中，尤其是在高濕熱的季節(jié)，防止產品吸濕影響品質。

表4 母乳營養(yǎng)補充劑高濕實驗檢測數據(n=3,)%

表4 母乳營養(yǎng)補充劑高濕實驗檢測數據(n=3,)%

項目 RH（90±5）%，25℃ RH（75±5）%，25℃吸濕增重 30.94±0.4 13.57±0.3

由表5可以看出，對于光照最敏感的維生素是維生素A和維生素K1，光照5 d維生素A的衰減率為53.48%，光照10天的衰減率為56.23%，說明維生素A可以被光照破壞，維生素K1光照5 d的衰減率為77.64%，光照10 d的衰減率為81.37%，表明維生素K1被光照破壞更為明顯。為了產品在保質期之內營養(yǎng)素符合標準要求，母乳營養(yǎng)補充劑采用PET鋁膜復合袋，可有效避免光照。

表5 母乳營養(yǎng)補充劑光照實驗敏感性營養(yǎng)素衰減率(n=3,) %

表5 母乳營養(yǎng)補充劑光照實驗敏感性營養(yǎng)素衰減率(n=3,) %

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

3 結論

綜合分析，母乳營養(yǎng)補充劑在長期和加速實驗過程中，維生素僅煙酸有輕微的衰減，礦物質僅碘、鋅和鐵發(fā)生一定程度的衰減，其它營養(yǎng)素表現出了較高的穩(wěn)定性。高溫環(huán)境下，維生素E和維生素C發(fā)生一定程度的衰減，光照環(huán)境下，維生素A和維生素K1衰減較明顯，濕度對母乳營養(yǎng)補充劑的粉質影響明顯。因此，在選擇產品包裝時，應選擇能有效隔光隔濕的材質，同時保證產品在運輸過程和貨架期內，儲存在陰涼環(huán)境中。消費者在食用產品時，也應避免產品開封后久置潮濕空氣中，以免吸濕影響品質。