高温、高湿和光照对婴幼儿配方乳粉影响分析

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

婴幼儿配方乳粉是指以牛乳(羊乳)及其加工制品为主要原料，加入适量的维生素、矿物质和其他辅料加工而成的，供婴幼儿(三周岁以内)食用的产品。它包括婴儿配方乳粉、较大婴儿配方乳粉、幼儿配方乳粉。

婴幼儿配方乳粉中含有13种必须维生素，11种矿物质，及允许在婴幼儿配方奶粉中添加的可选择性成分，婴幼儿配方乳粉中营养素的稳定性与加工工艺、包装材质和储藏条件密切相关，其中任何一项的变化都会引起婴幼儿配方乳粉营养元素的稳定性。高温、高湿和光照都会引起婴幼儿配方奶粉中营养元素的流失。为了研究光、热、氧气对婴幼儿配方乳粉中的营养元素的影响，本文从高温和光照的角度出发，分析了光、热和水分对婴幼儿配方乳粉中营养元素的影响情况，从而为婴幼儿配方乳粉包装材质的选择提供依据。

1 实验

1.1 材料

市售的9批次婴幼儿配方奶粉，3批次900 g包装形式为镀锡马口铁子母盖罐婴儿配方奶粉，3批次900 g包装形式为镀锡马口铁子母盖罐的较大婴儿配方奶粉，3批次900 g包装形式为镀锡马口铁子母盖罐的幼儿配方奶粉，9批次产品均充氮包装，实验前检测残氧均≤3%，高温试验为携带包装进行的实验，光照试验为除去包装置于透明PE袋中进行的实验。

1.2 仪器和设备

美墨尔特HPP 750恒温恒湿箱，BINDER KBFP 240恒温恒湿箱。

2 方法

2.1 高温实验

原包装样品（罐装；残氧≤3.0%）直接置于恒温培养箱中，在温度60℃，湿度（RH）60%±10%条件下放置10天，分别于第5天和第10天取样，按照可能对温度敏感的指标（感官，水分，DHA，VA，VD，VB1，叶酸，VC，碘，胆碱，叶黄素，核苷酸）进行检测。如检测指标发生明显变化，则在温度40℃条件下同法进行实验，光照0天的数据为实验开始婴幼儿配方奶粉营养素检测数据。

2.2 高湿实验

样品直接暴露于温度25℃，湿度（RH）90%±5%的恒温恒湿箱内，在培养皿上摊成≤10mm厚的薄层开展试验，放置10天，分别于第1天、5天、10天取样，样品检测吸湿增重指标；若样品（产品）吸湿增重5%以上，则在温度25℃，湿度(RH)75%±5%条件下同法进行实验，检测吸湿增重指标，若样品（产品）吸湿增重5%以上，但尚未达到5天或10天实验期，说明湿度对样品（产品）影响明显，高湿试验停止。

2.3 光照实验

将样品（产品）置于PE袋中，密封，摊成≤10 mm厚的薄层置于附带光照装置（照度为4500±500 Lx）的恒温恒湿箱（设置温度25℃，湿度（RH）60%±5%）中进行实验，将照度计置于PE袋内，确保PE袋内的光照强度达到4500±500 Lx，放置10 d。分别于第5天和第10天取样，按对光照可能敏感的项目（感官，水分，DHA，VA，VD，VK，VB1，叶酸，VC，碘，胆碱，叶黄素，核苷酸）进行检测，光照0天的数据为实验开始婴幼儿配方奶粉营养素检测数据。

2.4 检测方法

所用检测方法为特殊医学用途婴儿配方食品各营养成分对应的食品安全国家标准分析方法。具体检测方法及方法的精密度如表1所示。

表1 营养素指标检测方法及精密度

2.5 计算方法

衰减率=（实验开始检测值-实验结束检测值）/0天检测值×100%。

2.6 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试验期之内基本无衰减。

3 结果与讨论

3.1 高温试验结果

表2 婴儿配方奶粉高温试验营养素衰减率（n=3,±s） %

表2 婴儿配方奶粉高温试验营养素衰减率（n=3,±s） %

注：为三批次检测值的均值，s为三批次的标准差；*为感官为高温试验结束点的检测结果。下同。

项目感官*DHA维生素A维生素D维生素B1叶酸维生素C胆碱叶黄素核苷酸碘婴儿配方奶粉60℃5 d衰减率干粉结块，粉质呈褐色-21.24?8.55 1.24?2.99-17.84?8.96 21.71?10.65 5.28?2.61 4.84?4.06-2.54?3.12 22.71?6.39 3.24?3.07 36.17?2.47婴儿配方奶粉60℃10 d衰减率干粉结块，粉质呈褐色-4.32?9.85 4.44?3.86-11.56?10.67 41.14?7.90 13.33?2.49 11.07?0.25-0.25?1.72 29.39?3.88 0.53?3.63 56.82?5.68婴儿配方奶粉40℃5 d衰减率粉质均一，为乳黄色-11.31?1.16 0.56?3.86-17.25?10.67 48.37?7.90 5.01?2.49 1.94?0.25 0.93?1.72 26.35?3.88-2.59?3.63 21.30?2.65婴儿配方奶粉40℃10 d衰减率粉质均一，为乳黄色-2.71?2.27 3.11?3.06 8.76?8.37 48.74?10.04 0.44?0.38 0.53?2.60 1.83?2.58 27.30?5.34 4.39?2.57 28.22?2.48

表3 较大婴儿配方奶粉高温试验营养素衰减率（n=3,±s） %

表3 较大婴儿配方奶粉高温试验营养素衰减率（n=3,±s） %

项目感官DHA维生素A维生素D维生素B1叶酸维生素C胆碱叶黄素核苷酸碘较大婴儿配方奶粉60℃，5 d衰减率干粉结块，粉质呈褐色-10.59?9.59 1.22?7.14-3.54?15.60 30.10?13.10 1.38?1.39 4.65?2.27 2.47?10.32 14.61?2.58 0.33?2.11 31.59?9.04较大婴儿配方奶粉60℃，10 d衰减率干粉结块，粉质呈褐色0.25?11.38 1.42?6.21-0.85?14.6 53.54?6.57 3.08?1.98 10.12?3.40 3.39?12.65 25.19?4.12-6.28?6.86 41.35?7.58较大婴儿配方奶粉40℃，5 d衰减率粉质均一，为乳黄色-7.16?1.81-2.54?6.80-17.21?18.03 19.65?3.70 3.92?3.17 2.06?2.85-1.21?8.72 8.66?8.17-8.44?4.70 24.44?4.91较大婴儿配方奶粉40℃，10 d衰减率粉质均一，为乳黄色8.49?8.11 0.48?4.93 17.94?11.60 33.04?13.06 1.97?1.76 1.80?4.32-0.94?13.88 19.05?8.22-3.03?7.14 26.86?3.97

婴幼儿配方奶粉在60℃高温条件下5 d感官发生明显变化，检测结果不符合标准要求，所以继续进行婴幼儿配方奶粉在40℃条件下的高温实验。60℃高温试验婴儿配方奶粉、较大婴儿配方奶粉和幼儿配方奶粉检测结果及营养素衰减率如表2所示。

从表2-表4的数据分析，同一种营养素3个阶段的衰减率均较接近，60℃高温条件下，感官发生明显变化，5 d样品感官为“干粉结块，粉质呈褐色”，该变化可能来源于配方中的还原糖（乳糖）和蛋白质分子中的氨基酸残基的游离氨基发生羟氨反应，也即是美拉德反应[1]，美拉德反应导致婴幼儿配方食品呈褐色并且产生结块。

婴幼儿配方奶粉中不饱和脂肪酸尤其是多不饱和脂肪酸为货架期确定的关键因素，该实验高温条件考察了二十二碳六烯酸（DHA）在高温条件下的稳定性，研究结果显示，DHA在高温条件下，并未发生衰减，这可能是由于该配方中DHA通过微胶囊的形式加入，很好的保护二十二碳六烯酸的稳定性。

脂溶性维生素一般不能在体内合成，大多数脂溶性维生素若长期大量摄入易发生中毒，但若存在脂类吸收不良，容易出现缺乏症。所以研究脂溶性维生素的稳定性十分关键，该实验研究了维生素A和维生素D在高温条件下的稳定性，3个阶段维生素A在高温条件下均未发生明显的衰减，但是较大婴儿和幼儿配方奶粉维生素D40℃10 d发生了明显的衰减，但是60℃10 d未发生明显衰减，后续持续关注维生素D在高温条件下的衰减情况。

表4 幼儿配方奶粉高温试验营养素衰减率（n=3,±s） %

表4 幼儿配方奶粉高温试验营养素衰减率（n=3,±s） %

项目感官DHA维生素A维生素D维生素B1叶酸维生素C胆碱叶黄素核苷酸碘幼儿配方奶粉60℃5 d衰减率干粉结块，粉质呈褐色-24.78?0.94 5.42?0.34 2.14?12.39 15.48?4.39 0.83?1.19 8.54?2.55 4.51?1.69 13.37?1.01 4.61?1.01 27.72?4.62幼儿配方奶粉60℃10 d衰减率干粉结块，粉质呈褐色-11.16?8.49 7.11?2.20 0.27?9.82 33.65?4.32 8.81?3.02 12.37?1.10 5.38?1.77 17.32?1.51 3.37?18.60 39.99?5.51幼儿配方奶粉40℃5 d衰减率粉质均一，为乳黄色-13.47?7.99 3.90?2.66-7.67?8.18 6.97?3.06 3.91?0.94 6.88?1.96 7.05?2.71 12.00?1.33-3.03?1.79 19.02?7.29幼儿配方奶粉40℃10 d衰减率粉质均一，为乳黄色-1.08?1.52 4.70?1.76 21.23?9.64 18.92?6.58 0.00?1.41 6.58?0.70 0.47?5.25 14.00?1.62-4.90?3.26 23.34?7.18

婴儿所需要的水溶性维生素几乎全部来自于外界摄入，大部分水溶性维生素可随尿液排出，不产生毒性[2]。维生素B1在高温条件下，发生了明显的衰减，而且10 d的衰减率均大于5 d的衰减率，说明随着光照时间的增加，维生素B1衰减率也在增加。

叶黄素是一种脂溶性维生素，在主管学习与记忆功能的神经组织（额皮质、海马体和枕叶皮质）中积聚的叶黄素与大脑中的脂肪酸、磷脂质、氨基酸类神经递质有关[3]。从3个阶段的数据可以看出，在高温的条件下，叶黄素发生了明显的衰减，而且随着高温条件时间的增加，叶黄素的衰减率逐渐增高。

碘属于矿物质元素中最不稳定的营养素，在高温的条件下，碘发生明显的衰减，而且随着高温时间的增加，碘的衰减率也增加。综上，在高温的条件下，发生明显变化的有感官、维生素B1、叶黄素、碘。

3.2 光照试验结果

婴幼儿配方奶粉营养素衰减率如表5所示。

该婴幼儿配方奶粉中的DHA和ARA以粉剂形式加入的，所选用的DHA和ARA的粉末是经过微胶囊包埋的，在生产中只要不破坏其微胶囊结构，就不会发生氧化过程，从DHA的衰减率可以看出，DHA的检测值均小于检测偏差，DHA未发生显著衰减，但DHA的衰减率出现了负偏差，这可能是由于检测偏差导致的，DHA以微胶囊的形式加入婴幼儿配方奶粉，检测的过程中需要将DHA提取出来再检测，出现负偏差可能是DHA油脂的提取过程和检测偏差出现叠加效应，导致衰减率出现负偏差。赵红霞[4]等研究了DHA和AA在婴儿配方奶粉中稳定性的研究，研究结果显示，微胶囊结构的DHA和ARA以干法的形式加入，奶粉采用充氮包装，在货架期之内是不会变质的。

维生素A、维生素D和维生素K属于脂溶性维生素，3个阶段的维生素A均发生衰减，光照5 d3个阶段的维生素A的衰减率为20%~30%，光照10 d3个阶段的维生素A的衰减率为30%~40%，说明维生素A在光照的条件下会发生衰减，颜景超[5]研究了婴儿配方奶粉中维生素A的稳定性，结果显示，婴儿配方奶粉中的维生素A对光照敏感，见光可发生维生素A的降解。婴儿配方奶粉和较大婴儿配方奶粉光照5 d维生素D均有一定程度的衰减，但光照10 d维生素D未发生衰减，幼儿配方奶粉维生素D光照5和10 d均未发生衰减，樊垚[6]对婴幼儿配方奶粉中维生素D的稳定性进行了研究，研究结果显示，光照是造成储藏阶段婴幼儿配方乳粉中维生素D稳定性下降的最主要环境因素，但在该研究过程中，维生素D未发生明显的光照降解，后续在研究婴幼儿配方乳粉长期稳定性试验过程中关注维生素D的衰减情况。维生素D以微胶囊的形式加入婴幼儿配方奶粉中，检测过程中需要破坏微胶囊结构，将维生素D提取出来再进行检测，微胶囊结构的破坏程度和检测过程中的检测偏差，导致维生素D衰减率出现了负偏差，不能明显的看出维生素D对光照的影响情况。3个阶段的维生素K均发生明显的衰减，3个阶段光照5天维生素K的衰减率均达到40%以上，检测结果已经不符合标签值的80%，说明光照对维生素K影响明显。

表5 婴幼儿配方奶粉光照试验营养素衰减率（n=3，±s） %

表5 婴幼儿配方奶粉光照试验营养素衰减率（n=3，±s） %

项目感官DHA维生素A维生素D维生素K1维生素B1叶酸维生素C胆碱叶黄素核苷酸碘婴儿配方奶粉衰减率 较大婴儿配方奶粉衰减率 幼儿配方奶粉衰减率光照5 d符合要求-10.26?5.54 21.77?2.20 1.57?11.20 47.89?1.97-8.62?6.24-27.72?4.38 2.34?1.01-8.54?11.96 26.46?1.53-11.47?9.62 23.30?1.58光照10 d符合要求3.56?1.40 38.45?1.99-11.00?8.31 57.25?4.34-16.88?4.71 3.85?4.23 2.56?0.74 7.52?0.72 35.47?2.53-4.67?4.79 26.02?2.36光照5 d符合要求-11.81?11.42 22.42?5.55 9.69?7.50 47.07?1.35 10.60?1.28-15.86?2.79 2.53?1.04 4.88?1.83 18.29?2.81-9.78?7.60 18.10?4.48光照10 d符合要求0.00?0.00 33.91?6.33-14.54?6.25 60.65?1.31-1.56?6.86 5.25?3.05 1.69?0.87 3.48?1.60 22.95?2.46-5.46?4.80 25.65?2.46光照5 d符合要求-3.85?1.28 29.30?2.54-7.25?4.39 49.74?0.85-0.23?2.65 10.55?0.69 7.65?1.01 8.22?0.69 16.05?1.43-11.29?4.96 19.07?2.40幼儿光照10d符合要求0.00?0.00 40.15?1.94-4.81?4.58 65.14?2.92-0.46?5.32 5.59?4.17 3.80?2.04 1.77?0.60 21.83?2.91-0.86?9.28 18.81?1.95

维生素B1、叶酸、维生素C均属于水溶性维生素，婴儿配方奶粉中的维生素B1光照5 d和10 d均未发生衰减，但衰减率出现了负偏差，较大婴儿配方奶粉和幼儿配方奶粉未发生明显的衰减，也未出现衰减率负偏差，维生素B1对光照不敏感，在光照的条件下未发生明显衰减。叶酸婴儿配方奶粉和较大婴儿配方奶粉光照5 d衰减率均出现了负偏差，但3个阶段均未出现明显的偏差，叶酸对光照不敏感。维生素C3个阶段均未发生显著的衰减，在光照的条件下，维生素无明显衰减。

碘在光照条件下发生了明显的衰减，婴儿配方奶粉和较大婴儿配方奶粉光照5天和光照10 d的衰减率均较接近，均在20%~25%之间，幼儿配方奶粉碘的衰减率约为12%~20%之间，在光照的影响下，碘在光照的影响下，发生了明显的衰减。

可选择性成分胆碱和核苷酸3个阶段均未发生明显的衰减，说明该2种营养素在光照的影响下，未发生明显的衰减。

3.3 高湿实试验结果

表6为婴幼儿配方奶粉除去包装在恒温恒湿箱中1 d的吸湿增重，放置1 d，吸湿增重超远远超过5%，说明湿度对婴幼儿配方奶粉影响明显。

表6 婴幼儿配方奶粉吸湿增重（n=3，±s） %

表6 婴幼儿配方奶粉吸湿增重（n=3，±s） %

项目吸湿增重，湿度（RH）90%?5%吸湿增重，湿度（RH）75%?5%婴儿配方奶粉21.7?0.6较大婴儿配方奶粉22.3?0.5幼儿配方奶粉21.6?0.2 7.4?0.47.5?0.37.8?0.2

4 结论

从以上的数据可以看出，婴幼儿配方奶粉对温度、光照和湿度均较敏感，所以在选择包装材料时，需选择能隔光和阻湿的包材，同时在配方奶粉的货架期，需储存阴凉的环境。消费者在食用过程中，必须避免水分的进入。