婴幼儿配方奶粉中二十二碳六烯酸（DHA）的氧化稳定性研究

任国谱，黄兴旺，岳红，肖莲荣，申衍豪

（1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，长沙410004；2.湖南亚华乳业有限公司技术中心，长沙410200）

婴幼儿配方奶粉中二十二碳六烯酸（DHA）的氧化稳定性研究

任国谱1，黄兴旺1，岳红2，肖莲荣2，申衍豪1

（1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，长沙410004；2.湖南亚华乳业有限公司技术中心，长沙410200）

通过测定婴幼儿配方奶粉的生产和加速保存过程中DHA的质量分数变化以及过氧化值等理化指标，研究了DHA的添加方式、微胶囊、抗氧化剂对DHA氧化稳定性的影响。结果表明在60℃加速氧化实验中，DHA微胶囊干法添加的氧化稳定性高于DHA油湿法添加，DHA微胶囊湿法添加的氧化稳定性最低；抗坏血酸棕榈酸酯（AP）与维生素E（VE）的比例为2︰3时DHA的氧化稳定性高于1︰3的比例。

婴幼儿奶粉；DHA；氧化

导致油脂氧化的因素主要包括：温度、时间、均质压力、氧气以及铁、铜、锰等微量元素[5]。添加抗氧化剂、微胶囊包埋技术、充氮或充CO2包装等措施，可有效改善脂肪的氧化稳定性[6]，本文对微胶囊包埋技术、抗氧化剂进行了详细研究。

1 实验

1.1 材料

DHA油脂：国内及国外市售DHA微藻油脂，含饱和油脂及不饱和油脂，DHA质量分数35～40%。

DHA微胶囊：国内市售DHA微胶囊，蛋白类、淀粉类包埋材料，采用喷雾干燥工艺生产，DHA质量分数7～10%。

市售婴幼儿配方Ⅰ段奶粉：中试产品。

25%氨水；95%乙醇；无水乙醚；石油醚；碘化钾；硫代硫酸钠；三氯甲烷-冰乙酸混合液（40:60）；精制苯、精制乙醇：按GB/T 5009.37-2003制备；2,4-二硝基苯肼；氢氧化钾-乙醇溶液：用精制乙醇做溶剂；异辛烷：色谱纯；氢氧化钾甲醇溶液：c(KOH)=0.5 mol/L；饱和氯化钠溶液；脂肪酸甲酯标准工作液。（未注明试剂均为分析纯，下同）

1.2 仪器和设备

气相色谱仪（Angilent 6890 N）；紫外分光光度计（UV-1800型）；高低温交变湿热试验箱（GDJS系列-500）；高速离心喷雾干燥机（LPG-5）；三维运动混合机（SYH-15）；高压均质机（APV-1000）。

1.3 方法

1.3.1 DHA原料的加速实验将试样置于60℃的恒温恒湿箱中，定期取样，按规定方法检验其风味变化情况，并抽提DHA油进行过氧化值（POV）和DHA质量分数检测[7-9]，抽提方法按GB/T 5009.6的第二法进行。

1.3.2 奶粉的加速实验将试样置于37～40℃或60℃的恒温恒湿箱中，定期取样，按规定方法检验其风味变化情况，并抽提油脂进行POV、酸值、羰基值、DHA质量分数检测，抽提方法按GB/T 5009.46-2003中的哥特里—罗紫法进行。

1.3.3 DHA质量分数、EPA质量分数测定GB 5413.27-2010食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中脂肪酸的测定。

1.3.4 POV、酸值、羰基值的测定抽提油脂后按GB/T 5009.37-2003进行测定。

1.3.5 风味评价方法隔一定天数，由9名以上人员对样品进行风味评价，主要评价油哈味，从轻到重分别表示为正常、轻微油哈味、较重油哈味、明显油哈味，给出结果。

1.3.6 口感评价方法分别称取36 g奶粉，溶于240 mL，50℃的温开水中，搅拌溶解后分别进行相应的口感评价。

2 结果与讨论

2.1 加速氧化试验温度的确定

表3为不同温度下在恒温恒湿箱中保温24 h后奶粉颜色的变化情况。由表3可以看出，70℃颜色焦黄，会有较多美拉德反应产物的产生，影响结果的判断，因此奶粉加速氧化实验温度选择60℃。

将DHA油脂样品置于不同温度的恒温恒湿箱中保存48 h后，进行评价的结果如表4所示。DHA油脂样品初始风味正常，样品的DHA质量分数为39.15%。

由表4可以看出，在40，50，60℃时，DHA油脂质量分数均有减少，且能保持DHA油脂原有的滋气味，不影响试验结果的判断，在这个基础上，温度越高试验加速越快，根据油脂加速氧化试验的经典方法Schaal烘箱法，DHA油脂加速氧化实验选择60℃。

2.2 DHA原料的选择

由于微胶囊包埋技术及油脂质量的差异，不同微胶囊DHA粉末产品的氧化稳定性差距很大[10，11]，直接影响了产品的保存期限和在食品添加剂方面的应用，因此首先进行了DHA原料筛选的相关实验。

2.2.1 DHA油脂原料的选择

表3 保温24 h后奶粉颜色的变化情况

表4 保温48 h后DHA油脂的变化情况

用液态的DHA油脂生产奶粉，对其油的质量要求很高，第一DHA油脂本身不能有明显的气味，第二要防止油脂的氧化，DHA的稳定性要好[12]。

为此，选择符合风味要求的3个样品，按照1.3.1的方法在60℃下进行加速保存实验，用风味和DHA质量分数对DHA油脂样品进行评价如表5和表6所示。

表5 DHA油脂的理化指标初始值

表6 DHA油脂加速保存实验结果

根据表5及表6的实验结果，样3经过21 d的加速试验后出现明显油哈味，而且样3初始DHA质量分数最低，21 d后的DHA衰减率最高，达到4.96%，因此淘汰样3。样1 DHA衰减率较高，但不含EPA，而且21 d后的油哈味较轻，样2理化指标初始值居中，21 d后的DHA衰减率最低，因此，选择样1和样2进行奶粉加工。

对以样1和样2为原料进行加工的奶粉按1.3.6的方法进行口感评价，同时进行加速破坏保存实验（37～40℃，湿度75%，3个月）和常温保存3个月实验，分别测定样品DHA质量分数。

根据表7和表8实验结果，样1在常温保存和加速试验中DHA衰减率都比样2高，风味方面经过3个月的加速试验样1口感较差、有腥味，样2口感较好、无明显腥味，因此选择样2作为最终的DHA油脂原料。

表7 DHA油脂原料用于奶粉加工后风味评价结果

表8 DHA油脂原料用于奶粉加工后理化指标实验结果

2.2.2 DHA微胶囊原料的选择

选择DHA微胶囊样品A、B、C、D、E，先测定理化指标初始值，再按1.3.1 DHA原料的加速保存实验方法进行实验，结果如表9和表10所示。

表9 DHA微胶囊的理化指标初始值

表10 DHA微胶囊原料加速保存实验结果

由表9可以看出，B样品表面油质量分数高达26.42%，因此，B样品被淘汰。

加速保存实验中，A样品和D样品的衰减率过高，7 d实验分别衰减25.32%和41.64%，14 d实验分别衰减47.21%和53.31%

用DHA微胶囊样品A、C、D、E进行奶粉加工，取奶粉成品按方法1.3.2的奶粉加速保存实验方法进行稳定性评价，结果如表11所示。

C样品和E样品两者相比，C样品DHA质量分数8.46%，加速保存实验中衰减率很低，第7天的DHA衰减率为-0.83%属于正常的检测误差允许范围；E样品DHA质量分数10.07%，破坏实验后衰减率较高，7 d和14 d的数据都为11.22%；且经奶粉加工后，C样品7 d和14 d的衰减率较E样品低，因此选择C样品是婴幼儿奶粉生产中最佳的DHA微胶囊原料。

表11 DHA微胶囊原料奶粉加工后加速保存实验结果

2.3 DHA的添加方式对其稳定性的影响

根据DHA原料筛选结果，以C样品为DHA微胶囊原料，样2为DHA油脂原料，分别进行DHA微胶囊干法、DHA微胶囊湿法、DHA油脂湿法3种不同添加方式的奶粉加工，制得的奶粉成品按方法1.3.2的奶粉加速实验方法进行稳定性评价，结果如图1～图4所示。

2.3.1 样品的DHA衰减率变化

图1为DHA不同添加方式奶粉60℃加速氧化的DHA衰减率变化趋势图，DHA衰减率越高，DHA的氧化稳定性越差。由图1可以看出，DHA微胶囊干法添加奶粉0～22 d的衰减率均低于DHA油脂湿法添加，但0～7 d期间高于DHA微胶囊湿法添加，7～22 d的DHA衰减率区别很明显，DHA微胶囊干法最低，其次是DHA油脂，DHA微胶囊湿法最高。

2.3.2 样品的POV变化

图2为DHA不同添加方式奶粉60℃加速氧化的POV变化趋势。POV越高，说明DHA的氧化稳定性越差。由图2可以看出，DHA油脂湿法添加的POV最高，DHA微胶囊干法POV最低，22 d时DHA微胶囊湿法和DHA油脂湿法的POV很接近。同时，由图2可以反映出氢过氧化物是油脂氧化的中间产物，不稳定，上升到一定程度会分解成醛、酮、酸等油脂氧化的终产物，因此POV的整个变化趋势图呈现上升—下降—上升的变化趋势。

图3 奶粉60℃加速氧化的酸值变化

2.3.3 样品的酸值变化图3为DHA不同添加方式奶粉60℃加速氧化的酸值变化趋势图，酸值反映的是样品的酸败程度，酸值上升表示油脂发生了酸败。整个过程中微胶囊干法的酸值最低，且上升趋势不明显，说明微胶囊干法样品的DHA没有发生氧化酸败。DHA油脂湿法的上升趋势也不明显，但稍高于微胶囊干法，而微胶囊湿法样品的酸值前期上升缓慢，第14天时突然上升很快，

说明样品14 d后已经发生了较大程度的酸败。

2.3.4 样品的羰基值变化

图4 奶粉60℃加速氧化的羰基值变化

图4为DHA不同添加方式奶粉60℃加速氧化的羰基值变化趋势图，羰基值反映的是油脂的最终氧化程度。由图4可以看出，微胶囊湿法和DHA油脂湿法样品的羰基值差别不大，但均高于微胶囊干法，说明微胶囊干法的氧化稳定性较好。

2.3.5 试验结论

根据图1～图4可知，DHA微胶囊干法添加的样品氧化稳定性高于DHA微胶囊湿法添加，DHA油湿法添加介于二者之间，但低于DHA微胶囊干法。

表12 抗氧化剂的配比对脂肪氧化稳定性的影响

图5 奶粉60℃加速氧化DHA衰减率变化

2.4 抗氧化剂的影响

维生素A及其醋酸酯、维生素C制成的微胶囊或抗坏血酸棕榈酸酯、维生素E（生育酚）都是天然抗氧化剂，具有抗氧化效果[13-15]。本实验研究了奶粉中两种重要的抗氧化剂抗坏血酸棕榈酸酯(AP)和维生素E(VE)A的配比对婴幼儿配方奶粉中DHA氧化稳定性的影响。其中AP︰VE=1︰3表示每千克奶粉中添加了20 mg抗坏血酸棕榈酸酯和60 mg维生素E，实验结果如表12所示。图5为抗氧化剂不同添加比例奶粉60℃加速氧化DHA衰减率变化。

由表12及图5可知，比例为2︰3的样品DHA衰减率一直低于1︰3的比例，POV、酸值、羰基值3个指标2︰3的比例也均低于1︰3的比例，因此比例为2︰3时样品的DHA氧化稳定性高于1︰3的比例。

3 结论

（1）DHA微胶囊干法添加的氧化稳定性高于DHA油湿法添加，DHA微胶囊湿法添加的氧化稳定性最低。

（2）抗坏血酸棕榈酸酯（AP）与维生素E（VE）的比例为2︰3时DHA的氧化稳定性高于1︰3的比例。

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Oxidation stability of DHA in Infant milk powder

REN Guo-pu1,HUANG Xing-wang1,YUE Hong2,XIAO Lian-rong2,SHEN Yan-hao1
(1.Food College of Central South University of Forestry&Technology,Changsha 410004，China;2.Hunan Avadairy Corp.Ltd.,Changsha 410200，China)

This paper studied the impact of ways to add DHA、microcapsules and antioxidants on ducosahexenoic acid（DHA）oxidation stability by measuring the DHA concentration change、peroxide value（POV）and other physical and chemical indicators in the production and storage process of Infant formula.The results show that in the accelerated oxidation experiments at 60℃,DHA oxidation stability of DHA microcapsules mixed by dry process sample was higer than that of DHA oil mixed by wet process,and DHA microcapsules mixed by wet process sample was the lowest.The DHA oxidation stability of ascorbyl palmitate(AP)and vitamin E(VE)ratio of 2∶3 was better than that ratio of 1∶3.

infant formula;DHA;oxidation

TS252.51

A

1001-2230（2011）01-0004-04

0 引言

婴幼儿配方奶粉中的脂肪质量分数范围在18～31 g/100 g奶粉。婴幼儿配方奶粉中的不饱和脂肪酸主要有亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸（ARA）、DHA等，乳品安全国家标准婴儿配方食品GB 10765-2010及较大婴儿和幼儿配方食品GB 10767-2010中对其有明确规定。

脂肪的氧化稳定性主要取决于所含不饱和脂肪酸的种类和质量分数，其中DHA是目前婴幼儿配方奶粉中最不稳定的不饱和脂肪酸[1，2]。DHA在微生物油脂中是以甘油三酯形式存在的，属长链多烯高度不饱和脂肪酸（PUFA），极易被氧化而产生不良气味[3，4]。

2010-10-31

国家十一五科技支撑计划“农牧交错区奶牛养殖技术规范建立与高产核心牛群构建”课题(2006BAD04A15)。

任国谱（1964-），男，教授，研究方向为功能性乳制品的研究。

黄兴旺