嬰幼兒配方乳粉加速試驗營養素變化初探

馬雯，儲小軍，孔迎，華家才*

貝因美（杭州）食品研究院有限公司（杭州 311106）

嬰幼兒配方乳粉是指以牛乳（羊乳）及其加工制品為主要原料，加入適量的維生素、礦物質和其他輔料加工而成的，供嬰幼兒（三周歲以內）食用的產品。它包括嬰兒配方乳粉、較大嬰兒配方乳粉、幼兒配方乳粉。

嬰幼兒配方乳粉中含有13種必須維生素，11種礦物質，及允許在嬰幼兒配方奶粉中添加的可選擇性成分，嬰幼兒配方乳粉中營養素的穩定性與加工工藝、包裝材質和儲藏條件密切相關，其中任何一項的變化都會引起嬰幼兒配方乳粉營養元素的穩定性。

大部分對食品貨架期的研究均是以溫度為加速因子，在食品的儲存期間，溫度與食品貨架期密切相關。在一定的溫度和相對濕度下，乳粉容易發生變色即非酶褐變，為了在短時間內驗證乳粉中的營養素發生的變化，需要進行高溫加速試驗，溫度越高，某些營養素衰減得越厲害，但溫度過高，會引起蛋白質變性，改變其氧化特性。為了使加速試驗和實際貯藏條件下的乳粉變質情況有很好的相關性，試驗中的加速試驗選取37 ℃條件下對嬰幼兒配方乳粉中的營養素穩定性進行考察。

1 試驗材料及方法

1.1 材料

市售的9批次嬰幼兒配方奶粉：3批次900 g包裝形式為鍍錫馬口鐵子母蓋罐嬰兒配方奶粉；3批次900 g包裝形式為鍍錫馬口鐵子母蓋罐的較大嬰兒配方奶粉；3批次900 g包裝形式為鍍錫馬口鐵子母蓋罐的幼兒配方奶粉。9批次產品均充氮包裝，試驗前檢測殘氧均≤3%，加速試驗為攜帶包裝進行的試驗。

1.2 儀器和設備

美墨爾特HPP 750恒溫恒濕箱。

1.3 試驗方法

原包裝樣品（罐裝，殘氧≤3.0%）直接置于溫度37±2 ℃，RH 75%±5%的恒溫恒濕箱中進行加速，試驗周期為6個月，對于可能較敏感的指標（感官、亞油酸、α-亞麻酸、DHA、ARA、維生素A、維生素D、維生素E、維生素K1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、維生素C、碘、膽堿、肌醇、左旋肉堿、葉黃素、核苷酸）進行考察，考察點分別為1，2，3，6個月。

1.4 檢測方法

所用檢測方法為特殊醫學用途嬰兒配方食品各營養成分對應的食品安全國家標準分析方法。具體檢測方法及方法的精密度見表1。

1.5 判定依據

以變異系數CV判斷營養素在加速過程中衰減情況，變異系數越大，則說明營養素在加速試驗過程中發生的變化越明顯[1]。

2 結果與討論

嬰幼兒配方奶粉在37 ℃條件下加速試驗過程的營養素變化情況如表2～表4所示。

表1 營養素指標檢測方法及精密度

表2 嬰兒配方奶粉在37 ℃條件下加速試驗過程的營養素變化情況

表3 較大嬰兒配方奶粉在37 ℃條件下加速試驗過程的營養素變化情況

表4 幼兒配方奶粉在37 ℃條件下加速試驗過程的營養素變化情況

配方奶粉在貯藏過程中，還原糖（乳糖）同蛋白質分子中氨基酸殘基的游離氨基發生羥氨反應，這種反應被稱為美拉德反應。配方奶粉貯藏過程中的美拉德反應可產生焦味，同時粉質會呈現褐色[2]。在該嬰幼兒加速試驗過程中，3個階段配方奶粉感官均未發生明顯的變化，說明在該溫度條件下，加速6個月未發生明顯的美拉德反應。美拉德反應過程中會有水分的產生[3]，3個階段中只有嬰兒配方奶粉中的水分變異系數為2.03%，其余2個階段的水分的變異系數均未超過2.00%，也印證在該加速試驗過程中，3個階段配方奶粉均未發生明顯的美拉德反應。

嬰幼兒配方奶粉中含有豐富的人體所必須的脂肪酸，尤其是一些長鏈多不飽和脂肪酸，典型的有亞油酸、α-亞麻酸、DHA和ARA。多不飽和脂肪酸（亞油酸、α-亞麻酸、DHA和ARA）如果暴露在空氣中，很容易發生氧化，而長期食用過氧化物含量高的食品，可能促進嬰兒發生機體細胞的突變[4]。該加速試驗過程中4種典型的不飽和脂肪酸變異系數均未超出6.00%，嬰幼兒配方奶粉一般以微膠囊的形式包裹油脂，微膠囊是一種利用天然或者其他高分子材料包裹特定物質的技術。其目的一般有阻隔其與空氣、光照的接觸；防止有效成分揮發及氧化[5]。該配方中的不飽和脂肪酸均以微膠囊的形式存在于配方奶粉中，配方奶粉中含有大量的乳糖和蛋白質，可作為油脂微膠囊化包埋所用的壁材，壁材能夠有效地保護不飽和雙鏈，隔絕光線和氧氣，減少自動氧化的過程，從而使產品更加穩定[6]。同時因罐裝的奶粉包裝形式可有效地隔絕光照、水分和氧氣對配方奶粉的影響，從而更降低了不飽和脂肪酸發生氧化的概率。該試驗過程中嬰幼兒配方奶粉中不飽和脂肪酸均未發生明顯的變化，說明該試驗過程中配方奶粉的不飽和脂肪酸是穩定的。

脂溶性維生素一般不能在體內合成，大多數脂溶性維生素若長期大量攝入易發生中毒，但若存在脂類吸收不良，容易出現缺乏癥。所以研究脂溶性維生素的穩定性十分關鍵，該試驗研究了脂溶性維生素（維生素A、維生素D、維生素E和維生素K1）加速試驗過程中的穩定性，嬰幼兒配方奶粉加速試驗過程中4種脂溶性維生素變異系數均未超過5%，有文獻研究顯示，維生素A在40 ℃條件下儲存12個月，配方牛奶和配方奶粉中維生素A的損失率分別為34.2%和35.7%，該配方中維生素A未發生明顯衰減，可能是維生素A通過微膠囊的形式加入嬰幼兒配方奶粉中，該溫度條件下暫未破壞維生素A的微膠囊結構，同時嬰幼兒配方奶粉的鍍錫馬口鐵的包裝形式可有效地隔絕空氣中的氧氣[7]。維生素K1在空氣、濕氣和稀酸中較穩定，遇光極易分解[8]，但對熱是穩定的。根據歷史研究數據，無包裝條件下光照4 500±500 Lx，光照5 d維生素K1的衰減率達到50%。該加速試驗過程中，3個階段的嬰幼兒配方奶粉中維生素K1均未發生特別明顯的衰減。這可能是由于罐裝產品所使用的鍍錫馬口鐵可有效避免光照對嬰兒配方奶粉的影響，故在該試驗過程中維生素K1未發生明顯的變化。

嬰兒所需要的水溶性維生素幾乎全部來自于外界攝入，大部分水溶性維生素可隨尿液排出，不產生毒性[10]。維生素B2、維生素B6、維生素B12和維生素C4中水溶性維生素，除維生素B12的變異系數超出了5%，其余水溶性維生素的變異系數均未超出5%，維生素B12為微克級營養素，水溶性維生素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10 μg/kg濃度含量時，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。維生素B12的合成產品是氰鈷胺素，是一種紅色晶體，非常穩定。該試驗過程中維生素B12的變異系數分別為8.76%，7.85%和8.04%，均超出了5%，該試驗過程中維生素B12變異系數較大，可能是檢測偏差較大導致的。

碘為礦物質中最不穩定的營養素，該試驗過程中碘的變異系數分別為10.31%，8.57%和6.02%，均超出了5%，碘在加速試驗過程中發生了顯著的變化。

可選擇性成分中，該試驗過程中葉黃素的變異系數分別為10.83%，8.99%和7.21%，均超出了5%，葉黃素在加速試驗過程中發生了顯著的變化。

3 結論

該試驗過程中，嬰幼兒配方奶粉維生素B12、碘和葉黃素的變異系數較大，維生素B12可能為檢測偏差導致的，碘和葉黃素可能為加速試驗過程中營養素衰減，導致變異系數較大。

在穩定性考察試驗過程中，一般以加速試驗來衡量產品的保質期，比如Schall烘箱法、Arrhenius經驗公式[10]，因乳粉中成分復雜，溫度太高會導致蛋白變性，故該加速試驗過程中設置37 ℃為加速試驗溫度，按照Arrhenius經驗公式，溫度每升高10 ℃，反應速度則快1倍。37 ℃加速6個月相當于17 ℃條件下存放24個月。在保質期判斷過程中，可通過加速試驗預先判斷產品的保質期，但保質期的最終確認，必須通過長期試驗確定。