嬰幼兒谷物輔助食品中維生素A 穩定性研究

龔志清，張品南，周春光*，王風新，李國勇

（1.江西人之初營養科技股份有限公司，江西南昌 330000； 2.江西省營養功能食品工程技術研究中心，江西南昌 330200）

嬰幼兒谷物輔助食品是以一種或多種谷物（如小麥、大米、大麥、燕麥、黑麥和玉米等）為主要原料，谷物占干物質組成的25%以上，添加適量的營養強化劑和（或）其他輔料，經加工制成的適于6 月齡以上嬰兒和幼兒食用的輔助食品[1]。維生素A 是嬰幼兒谷物輔助食品的基本營養成分指標，是人體不可缺少的脂溶性維生素，參與細胞增殖與分化、胚胎發育，可促進人體對鐵的吸收和代謝[2-3]，還能維持正常的視覺及骨骼發育等[4-8]。維生素A 極易被氧化破壞，因此保持維生素A 指標在嬰幼兒谷類輔助食品中的穩定是困擾整個行業的共性問題，其穩定性與產品配方、生產工藝條件、包裝形式和儲存環境條件等因素都密切相關，其中任何一個因素都有可能導致產品中的維生素A 不符合國家標準要求的情況。呂倩等[9]的研究表明維生素A 在嬰幼兒谷物輔助食品生產過程中衰減率可達7.22%。楊潔等[10]研究指出嬰幼兒米粉貨架期內維生素A 的衰減率高達28.96%。但鮮有人研究嬰幼兒谷物輔助食品整個產業鏈的各環節對產品中維生素A 穩定性的影響。本研究將從配方差異性、生產工藝條件、包裝形式及儲存條件4 個角度出發，分析各環節對嬰幼兒谷物輔助食品中維生素A 衰減率的影響，旨在為嬰幼兒谷物輔助食品的配方開發、營養素設計以及產品貨架期穩定性等提供一定的數據支撐和參考 依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

大米：黑龍江北大荒米業集團有限公司；全脂乳粉：新西蘭恒天然乳業；復合維生素營養強化劑、復合礦物質營養強化劑：南通勵成生物工程有限公司；鍍錫馬口鐵：東莞市大滿包裝有限公司；鋁塑復合膜：杭州頂正包裝有限公司。

1.1.2 儀器

Y2040 輥筒干燥機：東臺食品機械廠；BXZ-400 綜合藥品穩定性試驗箱：上海博迅實業有限公司醫療設備廠；JMS-50 膠體磨：廊坊匯通機械有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 配方差異性對產品中維生素A 穩定性的影響

選取商品化配方常用的添加比例作為梯度設置，分別研究配方中全脂乳粉、維生素C 添加量的不同對維生素A 指標的影響。生產工藝參數與包裝條件相同。將制備好的樣品（密封罐裝）置于綜合藥品穩定性試驗箱，（75%±5%）RH，（37±2）℃條件下進行保存，分別取第30 天、第60 天、第90 天和第135 天樣品，檢測維生素A 含量。具體配方差異性樣品設計如表1 所示。

1.2.2 關鍵工藝參數對產品中維生素A 穩定性的影響

嬰幼兒輔助食品米粉加工的主要工藝流程為原料粉碎→配制、調漿→膠磨細化→熟化、干燥→粉碎→金屬探測→包裝。溫度是導致維生素A 衰減的直接誘因，同時溫度的不同致使干燥速率不同，是決定維生素A 新的包埋體（米片）微觀形態的重要因素，同時溫度還決定了樣品的水分含量。因此，選取熟化、干燥工序的蒸汽壓力作為主要工藝考察對象。配方選取表1 中T1 組合，其他工藝參數均相同，分別考察蒸汽壓力0.40 MPa、0.45 MPa、0.50 MPa 3 個條件下維生素A 衰減率以及后期穩定性情況。將制備好的樣品（密封罐裝）置于綜合藥品穩定性試驗箱，（75%±5%）RH、（37±2）℃條件下進行保存，分別取第30 天、第60 天、第90 天和第135 天樣品，檢測維生素A 含量。

表1 配方差異性設計

1.2.3 包裝材料對產品中維生素A 穩定性的影響

配方選取表1 中T3 組合，將同一配方和生產工藝條件下生產的樣品分別用鍍錫馬口鐵包裝成聽裝，用鋁塑復合膜包裝成條狀，其他包裝條件相同。將兩種包裝規格的樣品置于綜合藥品穩定性實驗箱，（75%±5%）RH、溫度（37±2）℃條件下進行保存，分別取第30 天、第60 天、第90 天和第135 天樣品，檢測維生素A 含量。

1.2.4 儲存溫度對產品中維生素A 穩定性的影響

配方選取表1 中T4 組合，將同一樣品（密封罐裝）分別置于溫度（20±2） ℃、（30±2）℃、（40±2）℃、相對濕度均為（75%±5%）RH 的綜合藥品穩定性實驗箱中進行保存，分別取第30 天、第60 天、第90 天和第135 天樣品，檢測維生素A 含量。

1.2.5 產品中維生素A 檢測方法及損失率計算

依據《食品安全國家標準 食品中維生素A、D、E 的測定》（GB 5009.82—2016）進行維生素A 的檢測。試驗結束后，檢測各樣品的營養素含量，采用平均衰減率計算各營養素的損失情況，計算公式為

1.3 數據處理

用Excel 軟件處理數據和繪圖，SPSS 20.0 軟件進行統計分析，用Duncan’s 新復極差法進行差異顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 配方差異對產品中維生素A 穩定性的影響

2.1.1 全脂乳粉添加量對產品中維生素A 穩定性的影響

由圖1 可知，樣品中維生素A 的理論強化量均為800 μg RE/100 g，經生產加工后的樣品維生素A的含量由首檢值可知，未添加全脂乳粉的樣品維生素A 的含量最低（431 μg RE/100 g），說明工藝損耗最高，達到了46.5%；添加量了2%、3%及5%全脂乳粉的樣品維生素A 的含量分別為628 μg RE/ 100 g、596 μg RE/100g、598 μg RE/100 g，工藝損耗率分別為21.5%、25.5%、25.3%。經90 d 的加速試驗未添加全脂乳粉的樣品中維生素A 含量已低于檢出限。添加了2%、3%及5%全脂乳粉的樣品中維生素A 含量在各階段加速試驗呈衰減趨勢，最終添加5%全脂乳粉樣品維生素A 的保留率最高，經加速135 d 后為維生素A 含量為511 μg RE/100 g。試驗結果說明配方中全脂乳粉的添加能有效緩解維生素A 在工藝加工過程中的損耗，同時添加量的不同維生素A 在產品中貨架期的表現情況不同，全脂乳粉添加越高產品貨架期維生素A 的穩定性越好。全脂乳粉添加會提升配方脂肪含量，可能是由于脂肪對維生素A 起到了一定的保護作用，這與其他學者研究有一定相似性[11]。

圖1 不同全脂肪乳粉添加量對樣品中維生素A 穩定性的影響圖

2.1.2 維生素C 添加量對產品中維生素A 穩定性的影響

維生素C 又稱抗壞血酸，具有很強的還原性，在嬰幼兒谷物輔助食品中作為可選擇的營養成分添加，研究表明飼料中維生素C 對維生素A 穩定性有保護作用[12-13]，但在嬰幼兒谷物輔助食品中添加維生素C 對維生素A 的衰減是否具有延緩作用，且有效作用劑量有待驗證。維生素C 添加濃度梯度是在滿足國家標準且對產品感官不影響的前提下進行設計的。由圖2 可知，維生素C 的添加量為250 mg/ 100 g 的樣品，維生素A 的工藝損耗最低，為17.38%，經加速135 d 后為維生素A 含量仍有 596.3 μg RE/100 g。試驗結果說明配方中維生素C 的添加能有效緩解維生素A在工藝加工過程中的損耗，同時因添加量的不同維生素A 在產品中貨架期的表現情況不同，維生素C 添加量越高產品貨架期維生素A 的穩定性越好。說明維生素C 的添加對嬰幼兒谷物輔助食品中維生素A 的生產和貨架儲存過程均有保護作用。

圖2 不同維生素C 添加量對樣品中維生素A 穩定性的影響圖

2.2 關鍵工藝參數對產品中維生素A 穩定性的影響

蒸汽壓力決定干燥溫度，同時決定了物料中水分蒸發的速度，以及產品的水分含量，同時水分蒸發過程是米片形成多孔結構的主要因素。由圖3 可知，蒸汽壓為0.40 MPa 時維生素A 的工藝損耗最低，平均損耗率為21.23%，經135 d 加速試驗樣品維生素A 含量最低，平均損耗率為416.9 μg RE/100 g，蒸汽壓越高工藝損耗越大，蒸汽壓0.50 MPa 制作的樣品平均工藝損耗達到了29.3%，但樣品加速試驗表現，維生素A 的衰減速度緩于其他兩個試驗組。

圖3 不同蒸汽壓力對樣品中維生素A 穩定性的影響圖

2.3 包裝材料對維生素A 穩定性的影響

包裝材料的阻隔性、透光性、防潮防水性、氣密性是影響其內容物穩定性的關鍵因素。馬口鐵聽罐與鋁箔復合膜袋裝為目前市售的嬰幼兒輔助食品最為常見的包裝形式。由圖4 可知，在加速前90 d產品中維生素A 的含量無明顯差異，到加速135 d 時聽裝產品維生素A 含量為511 μg RE/100 g，袋裝產品維生素A 的含量為479.69 μg RE/100 g，維生素A損失率分別為14.50%、19.53%，含量與加速90 d 相比均具有顯著性差異（P＜0.05）。說明短時間的儲存袋裝和聽裝形式差異不大，若想延長維生素A 的儲存時間需選擇阻隔能力更好的馬口鐵聽包裝。

圖4 不同包裝材料式對樣品中維生素A 穩定性的影響圖

2.4 儲存溫度對產品中維生素A 穩定性的影響

由圖5 可知，隨著儲存溫度的升高，產品中維生素A 的衰減率逐漸增大，說明維生素A 對溫度及儲存時間具有敏感性。20 ℃條件維生素A 的部分衰減率在30 d、60 d、90 d 時出現了負值情況，可能原因在試驗過程中檢測偏差超過了儲存過程的 衰減。

圖5 不同儲存溫度對產品中維生素A 穩定性的影響圖

3 結論

產品配方中添加全脂乳粉，提高配方脂肪含量，對維生素A 有明顯的保護作用。同時配方添加維生素C 能起到一定的抗氧化作用，能有效減緩維生素A 的衰減。包裝材料和存儲溫度的不同對維生素A的穩定性均有影響，聽罐包裝優于復合膜袋的包裝方式，包裝密封、阻隔性越好，越有利于維生素A的長期保存；儲存溫度越低對維生素A 的穩定性越有利。生產時蒸汽壓力不同維生素A 工藝損耗和加速試驗平均衰減均有差異，蒸汽壓力不同會導致物料受熱溫度、產品水分含量以及米片的微觀形態存在差異，試驗結果無法闡明其存在的系統關聯性，有待進一步研究。