干法嬰幼兒配方奶粉貨架期內礦物質衰減研究

作者簡介：盧宇喆（1995—），男，湖北天門人，碩士。研究方向：乳品研究與開發。

摘 要：為給嬰幼兒配方奶粉營養強化劑設計提供參考，研究了干法嬰幼兒配方奶粉在常溫保存下，

24個月貨架期末時12種礦物質的衰減情況。結果顯示，大部分礦物質較穩定，沒有明顯衰減，僅有錳、碘和硒衰減率大于檢測方法國家標準中的精密度范圍要求，判定為有衰減，可能與營養強化劑穩定性不佳、檢測誤差較大等有關。本研究可以為干法嬰幼兒配方奶粉設計中的礦物質衰減分析提供參考。

關鍵詞：配方乳粉；礦物質；衰減率

Research on Minerals Attenuation of Dry Process Infant Formula During Shelf Life

LU Yuzhe， QI Yue， CHEN Long， LIANG Chen， GONG Xiaomin， YU Shirong

（Shanghai Newbaze Nutrition Dairy Co.， Ltd.， Shanghai 201600， China）

Abstract： In order to provide a reference for the design of nutritional fortifiers for infant formula， the attenuation rate of 12 minerals the end of the shelf life at 24 months was studied in the case of dry infant formula stored at room temperature. The results showed that most of the minerals were relatively stable and had no obvious attenuation， and only the attenuation rate of manganese， iodine and selenium was greater than the precision range requirements in the national standard for detection methods， which was judged to have attenuation. This may be related to the poor stability of nutrient enhancers and large detection errors. This study can provide a reference for the mineral attenuation of dry infant formula formulation.

Keywords： formula milk powder; minerals; attenuation rate

母乳一般為嬰幼兒主要食物，作為母乳的替代品，嬰幼兒配方乳粉以母乳為標準來進行設計。《嬰幼兒配方乳粉生產許可審查細則（2022版）》[1]明確說明嬰幼兒配方乳粉的主要蛋白來源為牛（羊）乳及（或）其乳蛋白制品，并適量添加維生素、礦物質和（或）其他原料，僅使用物理方法生產加工制成。根據不同年齡段的嬰幼兒營養需求，嬰幼兒配方奶粉分為1～3段，覆蓋0～3歲嬰幼兒。生產嬰幼兒配方奶粉的工藝分為濕法工藝、干法工藝和干濕混合工藝。濕法工藝是將營養素在液態奶中混合均勻后再進行干燥制成奶粉，優點是產品中營養素較均勻，缺點是生產過程中熱敏維生素易損失；干法工藝是直接使用干燥原料進行混合加工，優點是沒有熱加工，營養素損失較小，且因為使用奶粉等原料而不是液態奶，對工廠選址要求較低；干濕混合工藝結合了濕法工藝和干法工藝的優點，將一些熱敏營養素使用干法混合，在保障營養素分布均勻的同時減少加工工藝原因造成的營養素損失，但因為干濕混合法同樣使用液態奶作為原料，工廠一般在奶源地附近。

食品安全國家標準分別規定了1～3段嬰幼兒奶粉中各營養指標，包括各常量元素和微量元素的限量。對比國家標準要求的限量和牛奶中礦物質的含量可以發現，單純使用牛奶作為原料滿足不了嬰幼兒配方奶粉的要求，生產過程中必須添加營養強化劑對規定指標進行強化。礦物質在人體內對維持滲透壓平衡起著重要作用，嬰幼兒的腎臟功能較弱，體內礦物質過多或過少都會通過滲透壓影響到嬰幼兒的腎臟[2]，因此嬰幼兒配方奶粉各礦物質的含量都有嚴格要求，在配方設計時也需要考慮在貨架期末仍能保證產品礦物質含量在限量范圍內，因此有必要對貨架期末營養素的衰減進行研究，使配方設計更科學。

本文以干法奶粉為研究對象，研究其在長期試驗（24個月貨架期末時）的礦物質衰減情況，為嬰幼兒配方奶粉的設計提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

規格800 g/聽，充氮包裝的嬰兒配方奶粉、較大嬰兒配方奶粉、幼兒配方奶粉各3個批次。

1.2 試驗條件

常溫室內儲存。

1.3 檢測方法

各礦物質按食品安全國家標準規定的檢測方法進行檢測，檢測方法和精密度要求見表1。

表1 礦物質檢測方法和精密度要求

序號 項目 檢測方法 精密度/%

1 鈉 GB 5009.91—2017 第一法 10

2 鉀 GB 5009.91—2017 第一法 10

3 銅 GB 5009.13—2017 第二法 10

4 鎂 GB 5009.241—2017 第一法 10

5 鐵 GB 5009.90—2017 第一法 10

6 鋅 GB 5009.14—2017 第一法 10

7 錳 GB 5009.242—2017 第一法 10

8 鈣 GB 5009.92—2016 第一法 10

9 磷 GB 5009.87—2016 第二法 5

10 碘 GB 5009.267—2020 第四法 10

11 氯 GB 5009.44—2016 第三法 5

12 硒 GB 5009.93—2017 第一法 20

1.4 儀器設備

原子吸收光譜儀、分光光度計、氣相色譜儀、原子熒光光譜儀等。

1.5 計算方法

衰減率=[（第0天樣品檢測值-測試周期末樣品檢測值）/第0天樣品檢測值]×100%。衰減率為負值時表示未發生衰減。

2 結果與分析

本次試驗所用的嬰幼兒配方奶粉生產日期為2022年，當時所用食品安全國家標準為2010版（以下簡稱舊國標）。按舊國標規定，嬰幼兒配方奶粉2段和3段所用為同一個標準。2021年發布的嬰幼兒配方食品安全國家標準（以下簡稱新國標），在

2023年正式實施。新國標與舊國標相比，不僅將

2段和3段單獨設立標準，對各營養素的要求也進行了提高。典型的一項變化是，與舊國標對比，新國標各營養指標的范圍被縮減，因此，對各嬰幼兒配方奶粉生產廠家的科研能力、檢測能力、生產能力是更為嚴格的考驗，配方設計時考慮各營養指標在貨架期末仍能滿足標準要求變得尤為重要。

嬰幼兒配方奶粉中營養指標除蛋白質、脂肪和碳水化合物外，還包括維生素、礦物質和可選擇成分，本次試驗僅分析礦物質結果。礦物質通常以化合物的形式存在于食品中，為人體提供必需營養素。在嬰幼兒配方奶粉生產過程中，一般會添加相應化合物作為營養強化劑。根據礦物質在人體內的含量，可分為常量元素和微量元素。嬰幼兒配方奶粉涉及的礦物質共12種，其中常量元素6種，包括鈉、鉀、鎂、鈣、磷、氯；微量元素6種，包括銅、鐵、鋅、錳、碘、硒。

2.1 常量元素衰減

常量元素在人體中含量大于0.01%，礦物質中的常量元素均以無機鹽的形式存在，各自發揮著重要作用。鈣和磷大量存在于骨骼和牙齒中，對人體起著重要的支柱作用，兒童缺鈣會導致軟骨病。鈉、鉀、氯存在于體液中，使體液接近中性，控制水分和養分運輸。

從表2可以看出，6個常量元素有5個衰減率為負值，說明沒有衰減；磷的衰減率也不高，且對比表1中的精密度，衰減率均小于精密度，可認為衰減不明顯。嬰幼兒配方奶粉中常量元素衰減并不明顯這一結果與李琳瑤等[3]、鄭華艷等[4]、姜艷喜等[5]的研究結果一致。研究所用的嬰幼兒配方奶粉使用氯化鉀、碳酸鈣等作為營養強化劑，具有較強的穩定性。

2.2 微量元素衰減

從表3可以看出，銅和鐵基本無衰減，鋅有衰減趨勢，但鋅的檢驗方法精密度為10%，大于衰減率，可以認為衰減不明顯。衰減率較大的元素為錳、碘、硒，衰減率均超過10%。

錳參與人體內酶的合成與激活，對人體生理活動產生重要影響，缺少錳會導致兒童侏儒癥、影響嬰幼兒智力等，而體內錳過多時會引發腦血栓等心腦血管疾病[6]。本次試驗錳的衰減率為12.62%，超過10%的檢驗偏差，認為錳在貨架期內有衰減。本次試驗使用的嬰幼兒配方奶粉使用硫酸錳為營養強化劑，硫酸錳性質較穩定，不易發生衰減。李琳瑤等[7]、龔志清等[8]的研究結果顯示，不管是長期試驗還是加速試驗，嬰幼兒配方奶粉中的錳均無明顯衰減。本次錳衰減率數據來源僅為3批次嬰兒配方奶粉，數據較少，其他礦物質（不包括硒）數據來源為1～

3段共9批次；同時查詢3批次數據發現，僅有1批次錳衰減率超過10%，因此檢驗偏差可能為本次試驗結果顯示錳有衰減的原因。

碘是人體必需的微量元素之一，參與甲狀腺激素的合成，而甲狀腺激素影響人體生長時中樞神經系統的發育[9]。長期碘攝入不足時，會引發碘缺乏癥，癥狀為甲狀腺腫大，嬰幼兒碘攝入不足可能會影響到生長發育[10]。本次試驗碘的衰減率高達16.56%，按照GB 5009.267—2020第四法檢測食品中碘含量，當碘含量大于1 mg·kg-1（即100 μg/100 g）時，該方法精密度為10%，衰減率大于精密度時認為碘在貨架期內有衰減。試驗樣品中，碘的對應強化劑為碘酸鉀，碘酸鉀可分解成碘化鉀，碘化鉀在空氣中易氧化，且光照和濕度對其穩定性影響較大[11]。有試驗對比加速試驗和長期試驗的衰減率，發現碘在加速試驗末期的衰減率明顯大于長期試驗末期的衰減率，說明溫度對碘的穩定性有較大影響[7]。為避免碘化合物的分解氧化，營養強化劑會進行復配或將營養素包埋，以保證產品的均勻性和穩定性，成品嬰幼兒配方奶粉也會充氮，避免接觸氧氣。從檢測方法角度看，樣品前處理步驟也會造成檢測結果的波動。檢驗偏差、工藝、儲存環境都會影響到碘在貨架期內的穩定性。

硒也是人體必需的微量元素之一，是多種蛋白質的重要組成成分，如一些過氧化物酶，可以在體內起到抗氧化作用[12]。本次試驗硒的衰減率為23.40%，衰減率在所有礦物質中最高。從檢測方法角度看，采用原子熒光光度法測試硒的精密度為20%，比其他礦物質檢驗精密度要求都低，說明硒的檢測結果波動大，重現性差。本次試驗僅有3批次硒的衰減率數據，并不是所有結果都為衰減率大于精密度，因此檢驗偏差可能為本次試驗結果硒衰減率較大的原因。有研究表明，電感耦合等離子體質譜法精密度更高，長期穩定性比原子熒光光度法好，更適合嬰幼兒配方乳粉中微量硒的測定[13]。

3 結論

干法嬰幼兒配方奶粉在常溫儲存24個月后，大部分礦物質基本無衰減，但錳、碘、硒有衰減趨勢。造成礦物質衰減的主要原因可能為檢驗偏差，初始和試驗期末的檢測相隔24個月，可能影響到檢驗偏差的因素較多。后續穩定性研究中，應該多關注有衰減趨勢的指標，收集多批次樣品數據進行分析，檢測過程中，可采用多次平行試驗，盡量減少檢測誤差。2021版嬰幼兒配方食品國家標準發布后，嬰幼兒配方食品中各指標要求更加嚴格，在配方設計過程中，不僅需要保證理論值符合要求，還需要考慮貨架期末時產品仍能符合要求。本次試驗結果錳、碘和硒的衰減率可以為貨架期末元素含量預測提供歷史數據參考，使配方設計更科學、合理。

參考文獻

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