高溫、高濕和光照對(duì)嬰幼兒配方乳粉影響分析

馬雯，林加建，華家才，姜艷喜，曹煜之，儲(chǔ)小軍

（1.貝因美（杭州）食品研究院有限公司，杭州311106，2.杭州貝因美母嬰營(yíng)養(yǎng)品有限公司，杭州311106）

0 引 言

嬰幼兒配方乳粉是指以牛乳(羊乳)及其加工制品為主要原料，加入適量的維生素、礦物質(zhì)和其他輔料加工而成的，供嬰幼兒(三周歲以內(nèi))食用的產(chǎn)品。它包括嬰兒配方乳粉、較大嬰兒配方乳粉、幼兒配方乳粉。

嬰幼兒配方乳粉中含有13種必須維生素，11種礦物質(zhì)，及允許在嬰幼兒配方奶粉中添加的可選擇性成分，嬰幼兒配方乳粉中營(yíng)養(yǎng)素的穩(wěn)定性與加工工藝、包裝材質(zhì)和儲(chǔ)藏條件密切相關(guān)，其中任何一項(xiàng)的變化都會(huì)引起嬰幼兒配方乳粉營(yíng)養(yǎng)元素的穩(wěn)定性。高溫、高濕和光照都會(huì)引起嬰幼兒配方奶粉中營(yíng)養(yǎng)元素的流失。為了研究光、熱、氧氣對(duì)嬰幼兒配方乳粉中的營(yíng)養(yǎng)元素的影響，本文從高溫和光照的角度出發(fā)，分析了光、熱和水分對(duì)嬰幼兒配方乳粉中營(yíng)養(yǎng)元素的影響情況，從而為嬰幼兒配方乳粉包裝材質(zhì)的選擇提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

市售的9批次嬰幼兒配方奶粉，3批次900 g包裝形式為鍍錫馬口鐵子母蓋罐嬰兒配方奶粉，3批次900 g包裝形式為鍍錫馬口鐵子母蓋罐的較大嬰兒配方奶粉，3批次900 g包裝形式為鍍錫馬口鐵子母蓋罐的幼兒配方奶粉，9批次產(chǎn)品均充氮包裝，實(shí)驗(yàn)前檢測(cè)殘氧均≤3%，高溫試驗(yàn)為攜帶包裝進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，光照試驗(yàn)為除去包裝置于透明PE袋中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

1.2 儀器和設(shè)備

美墨爾特HPP 750恒溫恒濕箱，BINDER KBFP 240恒溫恒濕箱。

2 方法

2.1 高溫實(shí)驗(yàn)

原包裝樣品（罐裝；殘氧≤3.0%）直接置于恒溫培養(yǎng)箱中，在溫度60℃，濕度（RH）60%±10%條件下放置10天，分別于第5天和第10天取樣，按照可能對(duì)溫度敏感的指標(biāo)（感官，水分，DHA，VA，VD，VB1，葉酸，VC，碘，膽堿，葉黃素，核苷酸）進(jìn)行檢測(cè)。如檢測(cè)指標(biāo)發(fā)生明顯變化，則在溫度40℃條件下同法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，光照0天的數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)開(kāi)始嬰幼兒配方奶粉營(yíng)養(yǎng)素檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2 高濕實(shí)驗(yàn)

樣品直接暴露于溫度25℃，濕度（RH）90%±5%的恒溫恒濕箱內(nèi)，在培養(yǎng)皿上攤成≤10mm厚的薄層開(kāi)展試驗(yàn)，放置10天，分別于第1天、5天、10天取樣，樣品檢測(cè)吸濕增重指標(biāo)；若樣品（產(chǎn)品）吸濕增重5%以上，則在溫度25℃，濕度(RH)75%±5%條件下同法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)吸濕增重指標(biāo)，若樣品（產(chǎn)品）吸濕增重5%以上，但尚未達(dá)到5天或10天實(shí)驗(yàn)期，說(shuō)明濕度對(duì)樣品（產(chǎn)品）影響明顯，高濕試驗(yàn)停止。

2.3 光照實(shí)驗(yàn)

將樣品（產(chǎn)品）置于PE袋中，密封，攤成≤10 mm厚的薄層置于附帶光照裝置（照度為4500±500 Lx）的恒溫恒濕箱（設(shè)置溫度25℃，濕度（RH）60%±5%）中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將照度計(jì)置于PE袋內(nèi)，確保PE袋內(nèi)的光照強(qiáng)度達(dá)到4500±500 Lx，放置10 d。分別于第5天和第10天取樣，按對(duì)光照可能敏感的項(xiàng)目（感官，水分，DHA，VA，VD，VK，VB1，葉酸，VC，碘，膽堿，葉黃素，核苷酸）進(jìn)行檢測(cè)，光照0天的數(shù)據(jù)為實(shí)驗(yàn)開(kāi)始嬰幼兒配方奶粉營(yíng)養(yǎng)素檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2.4 檢測(cè)方法

所用檢測(cè)方法為特殊醫(yī)學(xué)用途嬰兒配方食品各營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)應(yīng)的食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法。具體檢測(cè)方法及方法的精密度如表1所示。

表1 營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)檢測(cè)方法及精密度

2.5 計(jì)算方法

衰減率=（實(shí)驗(yàn)開(kāi)始檢測(cè)值-實(shí)驗(yàn)結(jié)束檢測(cè)值）/0天檢測(cè)值×100%。

2.6 判定原則

若衰減率小于檢測(cè)精密度，則認(rèn)為該營(yíng)養(yǎng)素指標(biāo)在試驗(yàn)期之內(nèi)基本無(wú)衰減。

3 結(jié)果與討論

3.1 高溫試驗(yàn)結(jié)果

表2 嬰兒配方奶粉高溫試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率（n=3,±s） %

表2 嬰兒配方奶粉高溫試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率（n=3,±s） %

注：為三批次檢測(cè)值的均值，s為三批次的標(biāo)準(zhǔn)差；*為感官為高溫試驗(yàn)結(jié)束點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果。下同。

項(xiàng)目感官*DHA維生素A維生素D維生素B1葉酸維生素C膽堿葉黃素核苷酸碘嬰兒配方奶粉60℃5 d衰減率干粉結(jié)塊，粉質(zhì)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嬰兒配方奶粉60℃10 d衰減率干粉結(jié)塊，粉質(zhì)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嬰兒配方奶粉40℃5 d衰減率粉質(zhì)均一，為乳黃色-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嬰兒配方奶粉40℃10 d衰減率粉質(zhì)均一，為乳黃色-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 較大嬰兒配方奶粉高溫試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率（n=3,±s） %

表3 較大嬰兒配方奶粉高溫試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率（n=3,±s） %

項(xiàng)目感官DHA維生素A維生素D維生素B1葉酸維生素C膽堿葉黃素核苷酸碘較大嬰兒配方奶粉60℃，5 d衰減率干粉結(jié)塊，粉質(zhì)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較大嬰兒配方奶粉60℃，10 d衰減率干粉結(jié)塊，粉質(zhì)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較大嬰兒配方奶粉40℃，5 d衰減率粉質(zhì)均一，為乳黃色-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較大嬰兒配方奶粉40℃，10 d衰減率粉質(zhì)均一，為乳黃色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

嬰幼兒配方奶粉在60℃高溫條件下5 d感官發(fā)生明顯變化，檢測(cè)結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，所以繼續(xù)進(jìn)行嬰幼兒配方奶粉在40℃條件下的高溫實(shí)驗(yàn)。60℃高溫試驗(yàn)嬰兒配方奶粉、較大嬰兒配方奶粉和幼兒配方奶粉檢測(cè)結(jié)果及營(yíng)養(yǎng)素衰減率如表2所示。

從表2-表4的數(shù)據(jù)分析，同一種營(yíng)養(yǎng)素3個(gè)階段的衰減率均較接近，60℃高溫條件下，感官發(fā)生明顯變化，5 d樣品感官為“干粉結(jié)塊，粉質(zhì)呈褐色”，該變化可能來(lái)源于配方中的還原糖（乳糖）和蛋白質(zhì)分子中的氨基酸殘基的游離氨基發(fā)生羥氨反應(yīng)，也即是美拉德反應(yīng)[1]，美拉德反應(yīng)導(dǎo)致嬰幼兒配方食品呈褐色并且產(chǎn)生結(jié)塊。

嬰幼兒配方奶粉中不飽和脂肪酸尤其是多不飽和脂肪酸為貨架期確定的關(guān)鍵因素，該實(shí)驗(yàn)高溫條件考察了二十二碳六烯酸（DHA）在高溫條件下的穩(wěn)定性，研究結(jié)果顯示，DHA在高溫條件下，并未發(fā)生衰減，這可能是由于該配方中DHA通過(guò)微膠囊的形式加入，很好的保護(hù)二十二碳六烯酸的穩(wěn)定性。

脂溶性維生素一般不能在體內(nèi)合成，大多數(shù)脂溶性維生素若長(zhǎng)期大量攝入易發(fā)生中毒，但若存在脂類吸收不良，容易出現(xiàn)缺乏癥。所以研究脂溶性維生素的穩(wěn)定性十分關(guān)鍵，該實(shí)驗(yàn)研究了維生素A和維生素D在高溫條件下的穩(wěn)定性，3個(gè)階段維生素A在高溫條件下均未發(fā)生明顯的衰減，但是較大嬰兒和幼兒配方奶粉維生素D40℃10 d發(fā)生了明顯的衰減，但是60℃10 d未發(fā)生明顯衰減，后續(xù)持續(xù)關(guān)注維生素D在高溫條件下的衰減情況。

表4 幼兒配方奶粉高溫試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率（n=3,±s） %

表4 幼兒配方奶粉高溫試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率（n=3,±s） %

項(xiàng)目感官DHA維生素A維生素D維生素B1葉酸維生素C膽堿葉黃素核苷酸碘幼兒配方奶粉60℃5 d衰減率干粉結(jié)塊，粉質(zhì)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幼兒配方奶粉60℃10 d衰減率干粉結(jié)塊，粉質(zhì)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幼兒配方奶粉40℃5 d衰減率粉質(zhì)均一，為乳黃色-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幼兒配方奶粉40℃10 d衰減率粉質(zhì)均一，為乳黃色-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

嬰兒所需要的水溶性維生素幾乎全部來(lái)自于外界攝入，大部分水溶性維生素可隨尿液排出，不產(chǎn)生毒性[2]。維生素B1在高溫條件下，發(fā)生了明顯的衰減，而且10 d的衰減率均大于5 d的衰減率，說(shuō)明隨著光照時(shí)間的增加，維生素B1衰減率也在增加。

葉黃素是一種脂溶性維生素，在主管學(xué)習(xí)與記憶功能的神經(jīng)組織（額皮質(zhì)、海馬體和枕葉皮質(zhì)）中積聚的葉黃素與大腦中的脂肪酸、磷脂質(zhì)、氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)有關(guān)[3]。從3個(gè)階段的數(shù)據(jù)可以看出，在高溫的條件下，葉黃素發(fā)生了明顯的衰減，而且隨著高溫條件時(shí)間的增加，葉黃素的衰減率逐漸增高。

碘屬于礦物質(zhì)元素中最不穩(wěn)定的營(yíng)養(yǎng)素，在高溫的條件下，碘發(fā)生明顯的衰減，而且隨著高溫時(shí)間的增加，碘的衰減率也增加。綜上，在高溫的條件下，發(fā)生明顯變化的有感官、維生素B1、葉黃素、碘。

3.2 光照試驗(yàn)結(jié)果

嬰幼兒配方奶粉營(yíng)養(yǎng)素衰減率如表5所示。

該嬰幼兒配方奶粉中的DHA和ARA以粉劑形式加入的，所選用的DHA和ARA的粉末是經(jīng)過(guò)微膠囊包埋的，在生產(chǎn)中只要不破壞其微膠囊結(jié)構(gòu)，就不會(huì)發(fā)生氧化過(guò)程，從DHA的衰減率可以看出，DHA的檢測(cè)值均小于檢測(cè)偏差，DHA未發(fā)生顯著衰減，但DHA的衰減率出現(xiàn)了負(fù)偏差，這可能是由于檢測(cè)偏差導(dǎo)致的，DHA以微膠囊的形式加入嬰幼兒配方奶粉，檢測(cè)的過(guò)程中需要將DHA提取出來(lái)再檢測(cè)，出現(xiàn)負(fù)偏差可能是DHA油脂的提取過(guò)程和檢測(cè)偏差出現(xiàn)疊加效應(yīng)，導(dǎo)致衰減率出現(xiàn)負(fù)偏差。趙紅霞[4]等研究了DHA和AA在嬰兒配方奶粉中穩(wěn)定性的研究，研究結(jié)果顯示，微膠囊結(jié)構(gòu)的DHA和ARA以干法的形式加入，奶粉采用充氮包裝，在貨架期之內(nèi)是不會(huì)變質(zhì)的。

維生素A、維生素D和維生素K屬于脂溶性維生素，3個(gè)階段的維生素A均發(fā)生衰減，光照5 d3個(gè)階段的維生素A的衰減率為20%~30%，光照10 d3個(gè)階段的維生素A的衰減率為30%~40%，說(shuō)明維生素A在光照的條件下會(huì)發(fā)生衰減，顏景超[5]研究了嬰兒配方奶粉中維生素A的穩(wěn)定性，結(jié)果顯示，嬰兒配方奶粉中的維生素A對(duì)光照敏感，見(jiàn)光可發(fā)生維生素A的降解。嬰兒配方奶粉和較大嬰兒配方奶粉光照5 d維生素D均有一定程度的衰減，但光照10 d維生素D未發(fā)生衰減，幼兒配方奶粉維生素D光照5和10 d均未發(fā)生衰減，樊垚[6]對(duì)嬰幼兒配方奶粉中維生素D的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，研究結(jié)果顯示，光照是造成儲(chǔ)藏階段嬰幼兒配方乳粉中維生素D穩(wěn)定性下降的最主要環(huán)境因素，但在該研究過(guò)程中，維生素D未發(fā)生明顯的光照降解，后續(xù)在研究嬰幼兒配方乳粉長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)過(guò)程中關(guān)注維生素D的衰減情況。維生素D以微膠囊的形式加入嬰幼兒配方奶粉中，檢測(cè)過(guò)程中需要破壞微膠囊結(jié)構(gòu)，將維生素D提取出來(lái)再進(jìn)行檢測(cè)，微膠囊結(jié)構(gòu)的破壞程度和檢測(cè)過(guò)程中的檢測(cè)偏差，導(dǎo)致維生素D衰減率出現(xiàn)了負(fù)偏差，不能明顯的看出維生素D對(duì)光照的影響情況。3個(gè)階段的維生素K均發(fā)生明顯的衰減，3個(gè)階段光照5天維生素K的衰減率均達(dá)到40%以上，檢測(cè)結(jié)果已經(jīng)不符合標(biāo)簽值的80%，說(shuō)明光照對(duì)維生素K影響明顯。

表5 嬰幼兒配方奶粉光照試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率（n=3，±s） %

表5 嬰幼兒配方奶粉光照試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率（n=3，±s） %

項(xiàng)目感官DHA維生素A維生素D維生素K1維生素B1葉酸維生素C膽堿葉黃素核苷酸碘嬰兒配方奶粉衰減率 較大嬰兒配方奶粉衰減率 幼兒配方奶粉衰減率光照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幼兒光照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

維生素B1、葉酸、維生素C均屬于水溶性維生素，嬰兒配方奶粉中的維生素B1光照5 d和10 d均未發(fā)生衰減，但衰減率出現(xiàn)了負(fù)偏差，較大嬰兒配方奶粉和幼兒配方奶粉未發(fā)生明顯的衰減，也未出現(xiàn)衰減率負(fù)偏差，維生素B1對(duì)光照不敏感，在光照的條件下未發(fā)生明顯衰減。葉酸嬰兒配方奶粉和較大嬰兒配方奶粉光照5 d衰減率均出現(xiàn)了負(fù)偏差，但3個(gè)階段均未出現(xiàn)明顯的偏差，葉酸對(duì)光照不敏感。維生素C3個(gè)階段均未發(fā)生顯著的衰減，在光照的條件下，維生素?zé)o明顯衰減。

碘在光照條件下發(fā)生了明顯的衰減，嬰兒配方奶粉和較大嬰兒配方奶粉光照5天和光照10 d的衰減率均較接近，均在20%~25%之間，幼兒配方奶粉碘的衰減率約為12%~20%之間，在光照的影響下，碘在光照的影響下，發(fā)生了明顯的衰減。

可選擇性成分膽堿和核苷酸3個(gè)階段均未發(fā)生明顯的衰減，說(shuō)明該2種營(yíng)養(yǎng)素在光照的影響下，未發(fā)生明顯的衰減。

3.3 高濕實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

表6為嬰幼兒配方奶粉除去包裝在恒溫恒濕箱中1 d的吸濕增重，放置1 d，吸濕增重超遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)5%，說(shuō)明濕度對(duì)嬰幼兒配方奶粉影響明顯。

表6 嬰幼兒配方奶粉吸濕增重（n=3，±s） %

表6 嬰幼兒配方奶粉吸濕增重（n=3，±s） %

項(xiàng)目吸濕增重，濕度（RH）90%?5%吸濕增重，濕度（RH）75%?5%嬰兒配方奶粉21.7?0.6較大嬰兒配方奶粉22.3?0.5幼兒配方奶粉21.6?0.2 7.4?0.47.5?0.37.8?0.2

4 結(jié)論

從以上的數(shù)據(jù)可以看出，嬰幼兒配方奶粉對(duì)溫度、光照和濕度均較敏感，所以在選擇包裝材料時(shí)，需選擇能隔光和阻濕的包材，同時(shí)在配方奶粉的貨架期，需儲(chǔ)存陰涼的環(huán)境。消費(fèi)者在食用過(guò)程中，必須避免水分的進(jìn)入。