添加魚油粉對中老年乳粉穩定性的影響

賈宏信，于愛梅，張怡寧

（1.乳業生物技術國家重點實驗室，上海乳業生物工程技術研究中心，光明乳業股份有限公司乳業研究院，上海 200436；2.挪亞圣諾（太倉）生物科技有限公司，江蘇 蘇州 215400；3.上海商學院酒店管理學院，上海 200235）

魚油富含多不飽和脂肪酸，尤其是長鏈多不飽和n-3脂肪酸，主要包括二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）和二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）[1]。EPA和DHA是人體必需脂肪酸，也是高度不飽和脂肪酸，在人體不能自行從頭合成，只能從食物中攝取或從膳食植物來源的α-亞麻酸微量轉化而來[2]。研究表明，EPA和DHA對心血管疾病[3-4]、類風濕關節炎[5]、2型糖尿病[6]和認知障礙[7-8]等具有積極的預防或輔助治療效果。依據《中國居民膳食營養素參考攝入量（2013版）》[2]，中國18 歲以上人群DHA和EPA的總攝入量可接受范圍為0.25～2.00 g/d。但市售中老年乳粉的DHA和EPA總量多數處于0.2 g/100 g水平，即使每日攝入50 g乳粉仍遠不能滿足中國居民膳食宏量營養素對于EPA和DHA攝入水平的要求。DHA和EPA屬于長鏈多不飽和脂肪酸，含有的雙鍵較多，穩定性較差，在貯藏及加工過程中極易受光、氧、熱等外部條件的影響而發生氧化反應，另外，DHA和EPA還天然具有較濃的魚腥味[1]。這些都限制了實際生產和應用過程中DHA和EPA的添加量。

本研究主要分析在加速實驗條件下，中老年乳粉強化不同劑量的魚油粉（DHA+EPA強化水平分別為165、330、495 mg/100 g）后其脂肪酸組成、抗氧化劑、硫代巴比妥酸反應物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值及色澤的貨架穩定性，以期為中老年乳粉強化高水平魚油提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

中老年配方乳粉（典型指標：蛋白質含量17.5 g/100 g，脂肪含量14.3 g/100 g，碳水化合物含量55.0 g/100 g），光明乳業研究院中試車間試制，加工工藝為濕法生產。用干混工藝向中老年配方乳粉中分別添加0.5、1.0、1.5 g/100 g魚油粉EPA300（魚油粉EPA300典型指標：EPA+DHA含量33 g/100 g、VC含量4 g/100 g、VE含量18 mg/100 g）。

硫代巴比妥酸、三氯乙酸、乙醇（均為分析純）國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

TE612-L電子天平 德國Sartorius公司；P110恒溫恒濕培養箱、WNB7水浴鍋 德國Memmert公司；ColorFlex EZ臺式色差儀 美國Hunter Lab公司；SP-754PC分光光度計 上海Spectrum公司；實驗過程中所用的水如無特殊要求均為去離子水。

1.3 方法

1.3.1 實驗設計

根據魚油粉添加量將乳粉分為4 組：對照組（MP，EPA300添加量0%）、低劑量組（LFMP，EPA300添加量0.5%）、中劑量組（MFMP，EPA300添加量1.0%）和高劑量組（HFMP，EPA300添加量1.5%）。將鋁箔包裝的乳粉（50 g/袋）置于相對濕度75%、溫度37 ℃的恒溫恒濕培養箱進行加速實驗。以加速實驗的0 d為起點，分別于貯藏30、60、90 d取樣進行相關指標檢測。

1.3.2 乳粉脂肪酸、VE及VC含量的測定

脂肪酸成分分析：采用AOAC 996.06《食品中總脂肪、飽和脂肪、不飽和脂肪的測定-水解萃取氣相色譜法》[9]方法進行44 種脂肪酸的測定。VE的測定：依據GB 5009.82—2016《食品安全國家標準 食品中維生素A、D、E的測定》[10]。VC的測定：依據GB 5413.18—2010《食品安全國家標準 嬰幼兒食品和乳品中維生素C的測定》[11]。實驗均平行測定2 次，結果取平均值。

VE、VC的保留率按下式計算。

式中：C1為各時間點的VE、VC含量檢出值/（mg/100 g）；C2為對應取起始值（0 d）/（mg/100 g）。

1.3.3 乳粉TBARs值的測定

參考賈宏信等[12]的方法測定乳粉的TBARs值。

1.3.4 乳粉色差測定參考陳文亮等[13]的方法測定乳粉的亮度值（L*）、紅度值（a*）、黃度值（b*）及色差（ΔE）。

1.4 數據處理

用SPSS 21.0軟件進行數據的單因素方差分析，差異顯著性水平P＜0.05。用Excel 2010軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 乳粉貯藏過程中脂肪酸組成分析

由表1可知，4 組乳粉中主要的飽和脂肪酸為C6:0、C8:0、C10:0、C12:0、C14:0、C15:0、C16:0、C17:0和C18:0，其中含量最高的為C16:0（約占飽和脂肪酸的50%）。在乳粉貯藏過程中，總飽和脂肪酸、C12:0、C14:0、C16:0含量隨著貯藏期延長呈現下降趨勢。特別是MP、MFMP和HFMP組，這種變化更為明顯，如MP組乳粉加速實驗90 d后C12:0和C14:0含量顯著低于0 d（P＜0.05），MFMP組和HFMP組乳粉加速實驗60 d后C12:0、C14:0、C16:0和C18:0含量均顯著低于0 d（P＜0.05）。一般而言，配方內不飽和脂肪酸含量越高越易被氧化，且不飽和度越高的脂肪酸越易氧化[14]。而且相比于不飽和脂肪酸，飽和脂肪酸的氧化條件相對比較苛刻，需在一定的外界輔助條件下才能發生氧化反應[15]。乳粉強化魚油后，貯藏過程中其飽和脂肪酸的穩定性并不一定下降，如LFMP組的飽和脂肪酸C14:0和C16:0的穩定性相比于MP組反而更高。

表 1 乳粉貯藏過程中飽和脂肪酸組成的變化Table 1 Changes in saturated fatty acid composition of milk powder during storage

表 2 乳粉貯藏過程中不飽和脂肪酸組成的變化Table 2 Changes in unsaturated fatty acid composition of milk powder during storage

由表2可知，乳粉中主要的不飽和脂肪酸為cis-9 C14:1、cis-9 C16:1、cis-9 C18:1、trans-9 C18:1、trans-9,12 C18:2n-6、LA、ALA、cis-11 C20:1、ARA、DHA、EPA、DPA，其中含量最高的為cis-9 C18:1（占不飽和脂肪酸的60%以上），且DHA、EPA和DPA僅存在于魚油強化組。與飽和脂肪酸相似，乳粉貯藏過程中總不飽和脂肪酸、cis-9 C18:1含量隨著貯藏期延長呈現下降趨勢。但是，不飽和脂肪酸trans-9 C18:1、trans-9,12 C18:2n-6含量隨著貯藏期的延長呈現增高的趨勢，如MP組乳粉加速實驗90 d后trans-9 C18:1含量顯著高于0、30、60 d（P＜0.05）；LFMP組和MFMP組乳粉加速實驗90 d后trans-9 C18:1含量顯著高于0 d（P＜0.05）。乳粉中cis-9 C18:1和trans-9 C18:1的含量測定結果與Rodríguez-Alcala等[16]跟蹤的嬰幼兒配方乳粉貯藏過程中trans-9 C18:1含量的變化結果一致，說明乳粉貯藏過程中主要的不飽和脂肪酸cis-9 C18:1含量會隨著貯藏期的延長而下降，主要的反式脂肪酸trans-9 C18:1含量會隨著貯藏期的延長而升高。

2.2 乳粉貯藏過程中抗氧化劑穩定性分析

圖 1 乳粉貯藏過程中VE和VC的含量變化Fig. 1 Changes in vitamin E and vitamin C contents during storage ofmilk powder

由圖1A可知，MP、LFMP和MFMP組的VE含量在整個加速期均無顯著變化，僅HFMP組的VE含量在加速實驗90 d后相比于起始值顯著降低（P＜0.05），保留率為93.8%。

由圖1B可知，MP、LFMP、MFMP和HFMP組乳粉VC含量相比于0 d發生顯著降低的時間分別為90、30、60、90 d，且至加速實驗末期（90 d），MP和LFMP組乳粉的VC保留率相對更低，分別為57.3%和44.7%。

以上結果顯示，乳粉內添加n-3多不飽和脂肪酸會影響乳粉內抗氧化劑的穩定性，且這種影響與抗氧化劑的種類相關（VE保留率高于VC），也與抗氧化劑的含量相關（HFMP組的VC保留率高于LFMP組）。同時該結果也說明，乳粉內添加魚油粉會降低乳粉的貨架穩定性，但是同時提高乳粉內抗氧化劑的含量，可以改善乳粉的貨架穩定性，如用低劑量的魚油粉強化乳粉時，抗氧化劑VC的損失率相比于MP組更高，而用更高劑量的魚油粉強化時（帶來更高含量的抗氧化劑），抗氧化劑VC的損失率相比于LFMP組反而較低（圖1B）。VE的測定結果與Albalá-Hurtado等[17]的研究一致，該研究發現不飽和脂肪酸含量更高的嬰幼兒配方粉和嬰兒配方乳，在不同溫度下（20、30、37 ℃）貯藏12 個月，VE含量無顯著變化。另外，劉弈博[18]的研究發現，隨著DHA添加量的增加，在37 ℃貯藏條件下，嬰兒乳粉中VC的損失率顯著減少；VE和VC在乳粉中的抗氧化機制與相對劑量比有一定關系，VE和VC的比例不同，VE對于VC的作用不同，可表現為對VC的破壞作用或是保護作用。這可能是MFMP和HFMP組乳粉的VC損失率低于LFMP組的原因。

2.3 乳粉貯藏過程中TBARs值分析

圖 2 乳粉貯藏過程中TBARs值的變化Fig. 2 Changes in TBARs value of milk powder during storage

乳粉中的脂肪在氧化過程中會分解產生二級氧化產物丙二醛，通過評估乳粉中丙二醛的量可以間接指示乳粉的氧化程度，乳粉中丙二醛的量常用TBARs值來反映[19]。由圖2可知，4 組乳粉貯藏過程中，與起始點相比TBARs值均無顯著變化。不同時間點各組別間的差異顯著性分析顯示，僅加速實驗90 d時的HFMP組乳粉TBARs值顯著高于對照組（P＜0.05），其他組別之間無顯著差異。另外，乳粉的TBARs值結果與感官評價結果相一致，感官評價數據顯示，各組別加速實驗90 d后均無氧化味（未發表數據）。以上結果顯示，強化EPA300魚油粉對乳粉的TBARs值影響較小，乳粉穩定性較高。Lee等[20]針對全脂乳粉強化EPA穩定性的實驗結果也顯示，乳粉強化EPA后，在未添加氧化劑（Fe2+、Fe3+）的情況下，乳粉的TBARs值隨著貯藏期延長（常溫貯藏9 個月）未發生顯著變化。這說明，雖然不飽和脂肪酸的添加易導致乳粉發生氧化反應，但是乳粉本身是一個復雜體系，其脂肪氧化反應的發生及速率還與乳粉內抗氧化劑、氧化劑、不飽和脂肪酸及雙鍵數量有關。再者，不同的不飽和脂肪酸微膠囊粉的氧化穩定性表現也不一致，姜艷喜等[21]研究顯示，不飽和脂肪酸含量相近的DHA在加速實驗條件下（45 ℃，10 周），其氧化穩定性并不一致。

2.3 乳粉貯藏過程中色澤變化分析

色澤是評價乳粉質量的重要感官指標之一，乳粉在氧化過程中顏色逐漸變暗、變紅及變黃，色度值會發生變化[19,13]。由表3可知，4 組乳粉貯藏過程中L*、a*、b*相比于起始點均顯著增高（P＜0.05）；加速實驗末期（90 d），MFMP組ΔE高于MP組，但無統計學差異，而LFMP和HFMP組ΔE顯著高于MP組。這說明，魚油粉的添加降低了乳粉的穩定性，使乳粉的色澤變化程度更高，但是這種對乳粉穩定性影響的程度與魚油粉的添加量并不存在完全一致的正相關關系。黃熙鶯[22]對富含n-3/n-6脂肪酸的微膠囊粉進行加速實驗，以觀察其色澤變化，結果顯示，隨著貯藏期的延長，富含n-3/n-6脂肪酸的微膠囊表現為L*、a*降低及b*升高。脂肪酸微膠囊粉貯藏過程中色澤的變化與賈宏信[12]、陳文亮[13]等分別對調制乳粉和嬰兒配方乳粉色澤分析的結果略有不同，賈宏信等[12]的研究結果顯示，隨著乳粉貯藏期的延長，乳粉的L*、a*、b*都升高，陳文亮等[13]的研究結果顯示，隨著乳粉貯藏期的延長，乳粉L*降低，a*及b*升高。本研究結果與陳文亮等[13]對于嬰兒乳粉的研究結果一致，與賈宏信等[12]的研究不一致，說明乳粉的復雜體系使其并無明確的L*、a*、b*變化趨勢，對于乳粉色澤變化的評價還需要進一步借助色澤變化的綜合指標ΔE來評估。理論上，ΔE越高說明其與參考樣的色差越明顯，而ΔE在0.5～1.5時目視為可以微小分辨，ΔE在1.5～3.0時目視為可察覺的區分[13]。4 組乳粉貯藏末期（90 d）ΔE最高，分別為2.25、2.89、2.60、2.76，但是這一水平仍處于目視可區分的較低水平，非專業人士很難做出區分。基于此，可以明確即使中老年乳粉中添加1.5%的魚油粉，魚油粉的添加對于乳粉色澤的影響也處于可接受水平。

表 3 乳粉貯藏過程中色澤變化Table 3 Changes in color parameters of milk powder during storage

3 結 論

中老年乳粉內添加魚油粉EPA300對乳粉脂肪酸穩定性有一定影響，但這種影響與魚油粉EPA300的添加量并不呈現一致性的增高或降低趨勢，如添加低劑量魚油粉時乳粉飽和脂肪酸的穩定性反而會提高（乳粉加速實驗90 d后，MP組的飽和脂肪酸含量顯著下降，而LFMP組無顯著變化）。另外，EPA300的添加會影響乳粉內抗氧化劑VE和VC的穩定性，添加高劑量EPA300時，乳粉貯藏過程中VE的保留率降低，但對于VC而言，EPA300的添加量與VC的保留率并不呈現一致性的增高或降低趨勢，如添加低水平EPA300的乳粉貯藏過程中VC的保留率低于MP組和MFMP、HFMP組。另外，添加高劑量EPA300會使乳粉貯藏過程中TBARs值升高，L*降低，a*、b*升高，但總體上EPA300強化對乳粉TBARs值、L*、a*和b*影響較小。綜合考慮添加EPA300對于乳粉脂肪酸組成、抗氧化劑、TBARs值及色澤的影響結果，可以得出魚油粉EPA300適用于中老年乳粉，且能滿足中老年乳粉的貨架穩定性要求。