母乳和婴幼儿配方乳粉气味研究进展

揭 良，贾宏信，陈文亮，苏米亚

（乳业生物技术国家重点实验室，上海乳业生物工程技术研究中心，光明乳业股份有限公司乳业研究院，上海 200436）

母乳是满足婴儿生命最初阶段所有营养需求的第一和唯一的食物来源，对婴儿来说，母乳除了在促进婴儿生长和神经系统发育以及对2型糖尿病、高血压、肥胖、高血脂等疾病有一定的预防作用外，对激活婴儿吮吸进食、婴儿食物偏好和识别母乳方面具有重要作用[1-2]。新生儿对食物的风味具有偏好性，如偏爱甜味和咸味，经常排斥酸味和苦味以及新的食物[3]。生命的最初2 年被认为是偏好学习的敏感时期，在这段时期，婴儿接受食物和味道的经历对其以后食物接受和行为很重要。在其他研究中也观察到，母乳喂养的婴儿对饮食味道的认知来源于其对母亲乳汁中气味物质的接收，且相比非母乳喂养的婴儿，母乳喂养的婴儿在幼儿时期更容易接受新的食物[4]。最近的一项研究发现，非母乳喂养和母乳喂养的婴儿对最初喜欢的蔬菜的喜爱和摄入量没有区别，而2 种喂养方式的婴儿对最初不喜欢的蔬菜的摄入量和接受程度有显著差异[5]。

母乳喂养具有人工喂养无法比拟的优点，但对由于一些特殊原因而不能进行母乳喂养的婴幼儿，婴幼儿配方乳粉是母乳的最佳替代品。婴儿从母乳获得的理想健康结果归因于无数的生物活性营养成分和非营养成分[6]。国内婴幼儿乳粉的发展集中在营养组分细化的母乳化，如脂肪、蛋白质的含量和结构母乳化，其发展经历了以下几个阶段：1）以牛乳为基础加入蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质等基础营养素，是母乳的简单替代物；2）“母乳化”概念的提出，配方参考GB 10765—1989《婴幼儿食品 婴儿配方乳粉Ⅰ》，在第1阶段的基础上调整了其中乳清蛋白的含量，并添加了乳糖、植物油、维生素和矿物质；3）着重于微量营养素的调整，配方参照GB 10765—1997《婴幼儿食品 婴儿配方乳粉Ⅱ》，调节乳清蛋白与酪蛋白比例，提高不饱和脂肪酸占比，使乳粉中的各营养素更接近母乳；4）除单纯营养素含量母乳化外，开始对营养素的结构和组成比例等进行母乳化，参考GB 10765—2010《食品安全国家标准 婴儿配方食品》，添加乳铁蛋白、1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯、核苷酸、胆碱等生物活性成分，使其含量更接近母乳[7]。婴幼儿乳粉的发展就是模拟母乳营养的过程。然而，长期摄入母乳的婴儿很难在短期内适应婴幼儿配方乳粉的气味。研究母乳的气味特征，阐明其分子组成，确定影响其气味的决定因素是目前研究的热点。如上所述，为了更好地使母乳气味研究应用于婴幼儿配方乳粉的研发，本文对母乳气味组分研究、婴幼儿配方乳粉气味研究以及母乳和婴幼儿配方乳粉气味的影响因素进行概述。

1 母乳气味组成和影响因素

1.1 母乳气味组成

母乳是一种具有生物活性的液体，高度多变和复杂。除了提供乳糖、脂肪、蛋白质、矿物质和维生素等营养成分，母乳还通过使婴儿接触各种化学物质的感觉体验来影响婴儿对味道和食物的偏好。研究表明，新生儿口味偏好在子宫中通过羊水开始，并持续到出生后的哺乳期，最终影响以后生活中的食物选择[8]。口味偏好是天生的，也是通过接触习得的。早期接触各种化学感觉体验及营养食物会影响新生儿以后的饮食[9]。

通过母乳的分泌和整体成分，可以预期母乳会含有不同的气味成分，包括从脂类氧化降解而来的化合物（如脂肪酸、醛、酮、内酯）、氨基酸类降解物（如醛、杂环化合物）、碳水化合物降解物（如吡喃酮、呋喃酮）及其他化合物[10]。目前对乳中挥发物的综述集中在人类鼻子可感知的成分，通过气相色谱-嗅觉测定或质谱法测定[11-12]。通过这些检测方法得到的母乳挥发性组分见表1[13-16]。母乳的气味结构具有多样性，大部分为醛类、酮类、烯烃类、酚类、酸类、杂环化合物和类固醇。在这些化合物中，有一系列具有脂肪气味的物质，如(Z)-4-庚烯醇、反-2-辛烯醛、反-2-壬醛、(2E,4E)-2,4-辛二烯醛、(E,Z)-2,4-壬二烯醛、癸酸和月桂酸，具有青草和柑橘味的物质（己醛、辛醛），以及几种含有内酯基的具有水果气味的化合物[13-14]。酸味和汗味是醋酸和丁酸造成的[15]。除此之外，还检测到一些甜味物质，如具有蜂蜜气味的苯乙酸、邻氨基苯乙酮等[16]。还有金属、蘑菇、黄油等其他气味。这些化合物的化学结构如图1所示。其可能的来源有：生物合成途径或降解过程，如脂质氧化、碳水化合物或氨基酸降解以及母体经皮肤、口腔或鼻子吸入将环境中的气味物质转移到乳汁中[17]。

图1 母乳中气味活性化合物结构式Fig. 1 Structural formulae of odor-active compounds in human milk

表1 母乳气味挥发物Table 1 Odorous volatiles of human milk

续表1

1.2 母乳气味的影响因素

母乳是一种成分极其复杂的液体，也是一个动态的系统，其中的整体成分受许多内源性和外源性因素影响[18]。母乳的气味在喂养过程中也会发生变化，了解母乳中气味变化的原理对研究这种变化对新生儿行为的潜在调节作用以及婴儿嗅觉与成年人的差异具有重要意义。迄今为止，涉及气味变化因素的证据主要包括贮藏和乳母自身因素（膳食）[19-21]。

1.2.1 低温贮藏对母乳气味的影响

新鲜的母乳富含营养和免疫抗体，是婴儿的理想食物。然而，有时乳母必须把其母乳抽吸并贮藏起来，供以后使用，例如，当婴儿早产或在医院患病时以及职场乳母的增加，使得冷冻冷藏母乳具有巨大的需求。研究表明，和新鲜母乳相比，喂养冷冻贮藏约1 个月的母乳早产儿会产生更多的应激反应，如呕吐、咳嗽等[22]。早产儿的喂养应激反应与冷冻母乳脂酶解产生的酸臭气味有关[23]。因此，为了保证母乳的营养价值，贮藏母乳中的营养组分和气味组分变化逐渐被研究。Mcdaniel等[24]通过在不同条件下对母乳样品中的气味组成进行测定后发现，贮藏会影响母乳的感官属性。母乳贮藏在4 ℃和-19 ℃产生的气味和新鲜母乳释放的气味具有显著差异，嗅觉对新鲜母乳的气味感知强度很低，其气味特征分析结果描述为青草味、金属味、甜味、水果味及酸味等，而在4 ℃贮藏1、3 d后，母乳气味的整体强度增加[23]。通过对13 种目标气味的同时定量分析显示，(E)-2-壬烯醛、γ-壬内酯、辛酸、癸酸和月桂酸含量在4 ℃贮藏期间增加，可能产生更明显的腐臭味和汗味[17]。研究表明，不同的贮藏条件会以不同的方式影响母乳的气味，4 ℃短时间贮藏和-80 ℃长期贮藏对母乳的气味形态结构只有很小的影响[25]。在-19 ℃条件下贮藏2 个月以上，会产生强烈的金属臭味和鱼腥味，这是由于脂质氧化导致羰基化合物和酸类的增加，反映了母乳中（多）不饱和脂肪酸的含量较高[14]。

1.2.2 乳母状况和饮食对母乳气味的影响

乳母的健康饮食可以促进母亲和婴儿的健康。母乳除提供婴儿出生后最初几个月的唯一营养，其味道在很大程度上决定了婴儿在喂养过程中的感官体验[4]。气味剂通常是亲脂性的，相对分子质量较低，可能会通过乳母饮食转移到母乳中[26]。早期研究表明，母乳的气味成分会因母亲的饮食而有所不同[27]。Mennella等[28]为确定母亲的饮食对母乳气味特征和新生儿吮吸行为的影响进行了一系列队列研究，发现乙醇、大蒜、胡萝卜和烟草的摄入会改变母乳的风味。更多最近的研究证实了这些发现，Laura等[29]发现，乳母在食用3 g生大蒜后2～3 h检测到其母乳中含有大蒜特征风味成分。Kirsch等[27]研究非处方药产品主要成分桉树精的气味是否会转移到母乳，香气特征分析表明，在摄入100 mg桉树精大约2 h后母乳中出现了类似桉树精的气味。Sandgruber等[30]在对哺乳期乳母膳食补充鱼油的研究中发现，没有气味转移到母乳。现有的证据仅限于特定的食物，不是所有的食物中的气味化合物都通过膳食转移到母乳中。未来需要进一步对饮食中的气味成分在乳母体内的代谢转移特点进行分析研究。

2 婴幼儿配方乳粉气味及影响因素

2.1 婴幼儿配方乳粉气味组分

婴幼儿配方乳粉是以乳蛋白制品为主要原料，加入适量的维生素、矿物质和/或其他成分生产加工制成的。婴幼儿配方乳粉在贮存过程中易发生氧化反应，产生小分子的醛、酮类物质，如氢过氧化物、己醛、戊醛、4-羟基壬烯酸和丙二醛等挥发性有机物[31-32]。婴幼儿配方乳粉气味可能会影响婴幼儿对乳粉的喜好性和接受性。近年来，对婴幼儿配方乳粉的营养成分一直进行不断改良，力求使其最大限度地接近母乳，进而更符合婴儿消化吸收和营养的需要。而对婴幼儿配方乳粉气味的研究报道尚少。为了解婴幼儿配方乳粉的气味组分，表2总结了本实验室早期婴幼儿配方乳粉挥发性气味成分分析和婴幼儿配方乳粉成分的相关文献报道[33-35]。婴幼儿配方乳粉中鉴定出的化合物主要包括醛类、酮类、醇类、硫化物和酸类，其中醛类、酮类、短链脂肪酸化合物可能来源于贮藏过程中的脂质氧化或杀菌过程中的热氧化。

表2 婴幼儿配方乳粉气味挥发物Table 2 Odorous volatiles of infant formula powder

续表2

2.2 婴幼儿配方乳粉气味影响因素

婴幼儿配方乳粉中的挥发性风味物质主要是在美拉德反应和脂质氧化反应中形成的。婴幼儿配方乳粉中乳糖和赖氨酸含量较高，生产过程中使用的温度较高，包装条件和贮藏使婴幼儿配方乳粉容易发生美拉德反应[34]。婴幼儿配方乳粉加工或贮藏条件是影响其气味变化的主要原因。加工或贮藏过程中，不饱和脂肪酸易受加工条件的影响发生过氧化，形成氢过氧化物，这些初级产物会分解成复杂的二级脂质氧化产物的混合物（酸、烯烃、醛、酮和酯类）[36]。同时贮藏过程中婴幼儿配方乳粉含有丰富的多不饱和脂肪酸，如花生四烯酸和二十二碳六烯酸极易氧化[37]。Romeu-Nadal等[37]研究避光贮藏对婴幼儿配方乳粉气味的影响，发现长时间贮藏会导致高含量的丙醛、戊醛、己醛、庚醛和壬醛。贾宏信等[35]对婴幼儿配方乳粉贮存过程中挥发性有机物变化进行研究，结果表明，不同贮藏期的婴幼儿配方乳粉挥发性有机物存在一定的差异性。Siefarth等[38]对18 种婴幼儿配方乳粉进行分析，其研究显示，婴幼儿配方乳粉货架初期主要体现脂肪味和煮熟的牛乳味，而随着贮藏期的延长，婴幼儿配方乳粉的金属味、青草味、血腥味、油腻味和鱼腥味越来越强烈。

3 结 语

母乳中挥发性气味化合物主要为二次氧化产物和萜烯类，且受乳母饮食和贮藏温度的影响。婴幼儿配方乳粉中主要含有醇、醛、酮和硫化物，且硫化物只在婴幼儿配方乳粉中检测出。婴幼儿乳粉贮藏、包装和生产加工过程中发生的美拉德反应和脂质氧化反应是气味变化的主要原因。母乳喂养和婴幼儿配方乳粉喂养的婴儿在某种程度上接触到不同的气味挥发物。从婴幼儿复杂风味体验层面，气味受乳母饮食影响的母乳比婴幼儿配方乳粉更具优势。未来，关于受饮食影响的母乳风味的研究应重点关注母乳气味化合物的代谢途径。从定性和定量两方面阐明母乳气味改变的化学基础，从而量化婴儿对气味化合物的摄入及其代谢，并探讨其在婴儿生理中的可能功能。