婴幼儿配方乳粉加速试验营养素变化初探

马雯，储小军，孔迎，华家才*

贝因美（杭州）食品研究院有限公司（杭州 311106）

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。

大部分对食品货架期的研究均是以温度为加速因子，在食品的储存期间，温度与食品货架期密切相关。在一定的温度和相对湿度下，乳粉容易发生变色即非酶褐变，为了在短时间内验证乳粉中的营养素发生的变化，需要进行高温加速试验，温度越高，某些营养素衰减得越厉害，但温度过高，会引起蛋白质变性，改变其氧化特性。为了使加速试验和实际贮藏条件下的乳粉变质情况有很好的相关性，试验中的加速试验选取37 ℃条件下对婴幼儿配方乳粉中的营养素稳定性进行考察。

1 试验材料及方法

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，试验前检测残氧均≤3%，加速试验为携带包装进行的试验。

1.2 仪器和设备

美墨尔特HPP 750恒温恒湿箱。

1.3 试验方法

原包装样品（罐装，残氧≤3.0%）直接置于温度37±2 ℃，RH 75%±5%的恒温恒湿箱中进行加速，试验周期为6个月，对于可能较敏感的指标（感官、亚油酸、α-亚麻酸、DHA、ARA、维生素A、维生素D、维生素E、维生素K1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、维生素C、碘、胆碱、肌醇、左旋肉碱、叶黄素、核苷酸）进行考察，考察点分别为1，2，3，6个月。

1.4 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见表1。

1.5 判定依据

以变异系数CV判断营养素在加速过程中衰减情况，变异系数越大，则说明营养素在加速试验过程中发生的变化越明显[1]。

2 结果与讨论

婴幼儿配方奶粉在37 ℃条件下加速试验过程的营养素变化情况如表2～表4所示。

表1 营养素指标检测方法及精密度

表2 婴儿配方奶粉在37 ℃条件下加速试验过程的营养素变化情况

表3 较大婴儿配方奶粉在37 ℃条件下加速试验过程的营养素变化情况

表4 幼儿配方奶粉在37 ℃条件下加速试验过程的营养素变化情况

配方奶粉在贮藏过程中，还原糖（乳糖）同蛋白质分子中氨基酸残基的游离氨基发生羟氨反应，这种反应被称为美拉德反应。配方奶粉贮藏过程中的美拉德反应可产生焦味，同时粉质会呈现褐色[2]。在该婴幼儿加速试验过程中，3个阶段配方奶粉感官均未发生明显的变化，说明在该温度条件下，加速6个月未发生明显的美拉德反应。美拉德反应过程中会有水分的产生[3]，3个阶段中只有婴儿配方奶粉中的水分变异系数为2.03%，其余2个阶段的水分的变异系数均未超过2.00%，也印证在该加速试验过程中，3个阶段配方奶粉均未发生明显的美拉德反应。

婴幼儿配方奶粉中含有丰富的人体所必须的脂肪酸，尤其是一些长链多不饱和脂肪酸，典型的有亚油酸、α-亚麻酸、DHA和ARA。多不饱和脂肪酸（亚油酸、α-亚麻酸、DHA和ARA）如果暴露在空气中，很容易发生氧化，而长期食用过氧化物含量高的食品，可能促进婴儿发生机体细胞的突变[4]。该加速试验过程中4种典型的不饱和脂肪酸变异系数均未超出6.00%，婴幼儿配方奶粉一般以微胶囊的形式包裹油脂，微胶囊是一种利用天然或者其他高分子材料包裹特定物质的技术。其目的一般有阻隔其与空气、光照的接触；防止有效成分挥发及氧化[5]。该配方中的不饱和脂肪酸均以微胶囊的形式存在于配方奶粉中，配方奶粉中含有大量的乳糖和蛋白质，可作为油脂微胶囊化包埋所用的壁材，壁材能够有效地保护不饱和双链，隔绝光线和氧气，减少自动氧化的过程，从而使产品更加稳定[6]。同时因罐装的奶粉包装形式可有效地隔绝光照、水分和氧气对配方奶粉的影响，从而更降低了不饱和脂肪酸发生氧化的概率。该试验过程中婴幼儿配方奶粉中不饱和脂肪酸均未发生明显的变化，说明该试验过程中配方奶粉的不饱和脂肪酸是稳定的。

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，该试验研究了脂溶性维生素（维生素A、维生素D、维生素E和维生素K1）加速试验过程中的稳定性，婴幼儿配方奶粉加速试验过程中4种脂溶性维生素变异系数均未超过5%，有文献研究显示，维生素A在40 ℃条件下储存12个月，配方牛奶和配方奶粉中维生素A的损失率分别为34.2%和35.7%，该配方中维生素A未发生明显衰减，可能是维生素A通过微胶囊的形式加入婴幼儿配方奶粉中，该温度条件下暂未破坏维生素A的微胶囊结构，同时婴幼儿配方奶粉的镀锡马口铁的包装形式可有效地隔绝空气中的氧气[7]。维生素K1在空气、湿气和稀酸中较稳定，遇光极易分解[8]，但对热是稳定的。根据历史研究数据，无包装条件下光照4 500±500 Lx，光照5 d维生素K1的衰减率达到50%。该加速试验过程中，3个阶段的婴幼儿配方奶粉中维生素K1均未发生特别明显的衰减。这可能是由于罐装产品所使用的镀锡马口铁可有效避免光照对婴儿配方奶粉的影响，故在该试验过程中维生素K1未发生明显的变化。

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[10]。维生素B2、维生素B6、维生素B12和维生素C4中水溶性维生素，除维生素B12的变异系数超出了5%，其余水溶性维生素的变异系数均未超出5%，维生素B12为微克级营养素，水溶性维生素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10 μg/kg浓度含量时，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。维生素B12的合成产品是氰钴胺素，是一种红色晶体，非常稳定。该试验过程中维生素B12的变异系数分别为8.76%，7.85%和8.04%，均超出了5%，该试验过程中维生素B12变异系数较大，可能是检测偏差较大导致的。

碘为矿物质中最不稳定的营养素，该试验过程中碘的变异系数分别为10.31%，8.57%和6.02%，均超出了5%，碘在加速试验过程中发生了显著的变化。

可选择性成分中，该试验过程中叶黄素的变异系数分别为10.83%，8.99%和7.21%，均超出了5%，叶黄素在加速试验过程中发生了显著的变化。

3 结论

该试验过程中，婴幼儿配方奶粉维生素B12、碘和叶黄素的变异系数较大，维生素B12可能为检测偏差导致的，碘和叶黄素可能为加速试验过程中营养素衰减，导致变异系数较大。

在稳定性考察试验过程中，一般以加速试验来衡量产品的保质期，比如Schall烘箱法、Arrhenius经验公式[10]，因乳粉中成分复杂，温度太高会导致蛋白变性，故该加速试验过程中设置37 ℃为加速试验温度，按照Arrhenius经验公式，温度每升高10 ℃，反应速度则快1倍。37 ℃加速6个月相当于17 ℃条件下存放24个月。在保质期判断过程中，可通过加速试验预先判断产品的保质期，但保质期的最终确认，必须通过长期试验确定。