婴幼儿配方乳粉货架期营养素衰减率分析

马雯，林加建，华家才，姜艳喜，曹煜之，储小军

（1.贝因美（杭州）食品研究院有限公司，杭州311106；2.杭州贝因美母婴营养品有限公司，杭州311106）

0 引 言

婴幼儿配方乳粉是以牛乳为主要原料，加入适量的维生素、矿物质和其他辅料加工而成，供婴幼儿食用的产品。包括婴儿配方乳粉、较大婴儿配方乳粉和幼儿配方乳粉。

婴幼儿配方乳粉含有人体所必须的六大类营养素，碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质、膳食纤维，在婴幼儿配方乳粉中添加维生素和其他营养素的好处是显而易见的，但营养素的添加必须合理。因此，FDA声明所有添加都必须符合：（1）在贮存、运输和使用的正常条件下营养元必须是稳定的；（2）在人类生理上必须是可以利用的；（3）保证添加的量不会导致消费者过量摄入；（4）能达到预期的目的并遵守有关安全的法规[1]。

婴幼儿配方乳粉在货架期之内需保证营养素满足GB 10765《食品安全国家标准 婴儿配方食品》[2]或GB 10767《较大婴儿和幼儿配方食品》[3]及GB 13432《食品安全国家标准预包装特殊膳食用食品标签》[4]对标签值80%的规定。目前，针对婴幼儿配方乳粉在货架期之内的营养强化剂的损失研究较少，为了在产品设计初期更好地对营养素含量进行设计，确保产品在保质期之内符合标准要求，现对营养素在货架期之内的衰减率进行分析。

乳粉因其富含对光照、氧气、湿度敏感的维生素，所以应用于乳粉的包装材料应具有良好的阻光、隔气和防潮的性能，目前市面上婴幼儿配方乳粉主要的包装形式为马口铁罐和铝箔复合软包装袋，马口铁罐用铝箔热压封口，再用盖子封紧，可以保证良好的气密性和极好的阻光性能，有效的提高乳粉的保质期。铝箔复合软包装袋常用的复合材料为PET/铝箔/PET，该包装具有良好的阻光、阻气和防潮性能，包装的保质效果与马口铁罐相近，且包装成本低于马口铁罐。

在检测的过程中，再现性和精密度是2个重要的衡量检测结果的指标，再现性指在改变了的测量条件下，对同一被测量的测量结果之间的一致性，称为测量结果的再现性。精密度：在规定的条件下，独立测量结果间的一致程度。

1 材料与方法

1.1 实验材料

规格为200 g（盒）、405 g（盒）、900 g（罐）的市售婴儿配方乳粉各三批次，规格为200 g（盒）、405 g（盒）、900 g（罐）的市售较大婴儿配方奶粉各三批次，规格为200 g（盒）、405 g（盒）、900 g（罐）的市售幼儿配方奶粉各三批次，婴幼儿配方乳粉充氮包装。

1.2 实验条件

室内常温，非控湿、控温环境。

1.3 检测周期

检测周期为0月和保质期结束月（盒装的结束月为18个月，罐装的结束月为24个月）。

1.4 检测方法

按照国标方法进行检测，具体检测方法及方法的精密度见表1。

表1 营养素指标检测精密度

1.5 计算方法

衰减率（%）=（0月检测值-保质期末检测值）/0月检测值×100%。

1.6 判定原则

若衰减率小于检测精密度，则认为该营养素指标在货架期之内基本无衰减。

2 结果与讨论

配方乳粉属于低水分活度食品，低水分食品中水分活度是影响维生素稳定的首要因素。食品中水分活度若低于0.2～0.3（相当于单分子水合状态），水溶性维生素一般只有轻微的降解，脂溶性维生素分解达到极小值。若水分活度上升则维生素分解增加，这是因为维生素、反应物和催化剂的溶解度增加。

2.1 宏量营养素及脂肪酸衰减率

根据世界各地65项有关母乳中DHA和ARA的含量的研究结果，母乳中DHA和ARA均值为总脂肪酸的0.32%和0.47%[5]，DHA是大脑在高速发育过程中感觉、知觉、认知和运动神经系统发育的必须营养物质，在妊娠期最后的三个月内和2岁前大脑迅速发育，而此阶段若营养不足将会影响大脑功能[6]。从表2的数据分析，对于同一种规格的样品，同一种营养素，3个阶段的衰减率均较接近。宏量营养素脂肪、蛋白质基本无衰减，衰减率较为明显的为DHA和ARA，900 g（罐）婴儿配方奶粉的衰减率为20.21%，从罐装和盒装规格的衰减率进行分析，罐装规格的衰减率略高于200 g（盒）和405 g（盒）规格的，这可能是由于900 g（罐）的为样品放置24个月的数据，200 g（盒）和405 g（盒）为样品放置18个月的数据。

2.2 维生素的衰减率

维生素少有的共性之一，就是它们在食物中没有一个是完全稳定。在食品的生产、制备和储存过程中，维生素会发生不同程度的损失，无论食物中天然存在的维生素，还是人工添加的合成维生素，高温、水分、氧气、p H值（酸碱度）和光照是威胁它们的最主要的因素。配方奶粉中添加的维生素有13种，配方奶粉的保质期取决于其中最不稳定的一个维生素的保存期。从表3的数据分析，对于同一种规格的样品，同一种营养素，3个阶段的衰减率均较接近。衰减较明显的维生素有维生素A、维生素E、维生素B12、叶酸、泛酸，其余营养素衰减率均小于检测偏差，营养素基本无衰减。维生素A是一种易发生变化的维生素，对空气中的氧气敏感，其酯的形式比醇的形式稳定。微量元素的存在会催化维生素A的分解。该配方中维生素A的添加形式为醋酸视黄酯。盒装和罐装的维生素A均有较明显的衰减，Jorge L Cha'vez-Serv'n[7]研究了不同原料对产品中维生素A的含量影响，研究发现，Cu2+存在时可导致醋酸视黄酯的衰减，该配方中的铜来源为硫酸铜，可能会增加维生素A在货架期之内的衰减率，在配方设计之初，应将衰减率考虑在内，确保在整个货架期之内维生素A的检测值符合标签值的80%要求。

表2 婴幼儿配方奶粉宏量营养素及脂肪酸衰减率（n=3）

表3 婴幼儿配方乳粉维生素衰减率

维生素E是人体内的主要抗氧化剂，在婴幼儿生长时期，与维生素A共同作用促进婴幼儿免疫系统的发育，在婴幼儿配方乳粉中，维生素E的添加不仅仅是提高其中维生素含量，更是作为一种天然脂溶性抗氧化剂，帮助提高婴幼儿乳粉在生产储存过程中的抗氧化剂，延长产品货架期。因此婴幼儿乳粉中维生素E的稳定强弱关系着产品本身的抗氧化能力以及是否能在被婴幼儿吸收后有效的帮助婴幼儿成长。维生素E的衰减率，袋装样品均无明显衰减（衰减率＜检测精密度），但罐装的样品均有衰减（衰减率＞检测精密度），袋装和罐装均具有良好的阻光、阻气和防潮性能，但罐装有衰减，袋装无明显衰减，这可能是由于罐装的的货架期为24个月，盒装的货架期为18个月，在货架期的后6个月，维生素E的衰减率呈上升趋势。

水溶性维生素叶酸在货架期发生了轻微的衰减，食品中叶酸的生物利用率平均约50%或更少。在配方设计之初，可结合叶酸的衰减率和生物利用率进行配方设计。

水溶性维生素维生素B12是μg级营养素，按照GB/T 32465-2015《化学分析方法验证确认和内部质量控制要求》中不同浓度或含量范围的再现性，质量分数为10μg/kg浓度含量时，此时Horwitz方程给出的结果过高，不宜使用，此时只能要求CV应尽可能低。所以维生素B12在检测的过程中，检测偏差会较别的营养素大。

表4 婴幼儿配方乳粉矿物质衰减率

该实验中婴幼儿配方乳粉中维生素B1的剂型为硫胺素，在低水分活度和室温时，硫胺素极为稳定。水分活度为0.1～0.65的早餐谷物制品在37℃以下时，硫胺素的损失几乎为零。该婴幼儿配方配方奶粉中维生素B1的衰减率出现了明显的负偏差，在后续的稳定性研究过程中持续关注维生素B1的衰减及检测偏差。

该婴幼儿配方乳粉中泛酸的剂型为泛酸钙，泛酸在盒装和罐装产品中均发生衰减，参考王璋《食品化学》，由于泛酸钙的稳定性和不易潮解，因此常被作为泛酸的补充形式，该婴幼儿配方奶粉中的泛酸来源为泛酸钙，泛酸在低水分活度的食品中相当稳定，但在此次盒装和罐装的保质期验证过程中，泛酸均发生了明显的衰减，在后续的稳定性研究过程中持续关注泛酸的衰减。

2.3 矿物质的衰减率

与维生素不同的是，热、光、氧化剂、极端pH或其他能影响有机营养素的因素一般不会破坏矿物质元素。婴幼儿配方乳粉中，必须矿物质元素有11种，从以上表格可以看出，碘的衰减率较高，其他矿物质基本无衰减。

3 结 论

从以上数据可以看出，宏量营养素中，DHA和ARA具有较高的衰减率，维生素中，脂溶性维生素具有较高的衰减率，矿物质中，碘具有较高的衰减率。在配方设计之初，不仅要考虑营养强化剂化合物来源、标签标示值、工艺损失率，同时需要考虑在货架期之内营养素的衰减情况。