嬰兒配方奶粉維生素B6和B12的科學設計范圍研究

陳建行，周曉婷，劉園園，閆尊浩，朱素芳，劉建光，賈曉江，王世杰,2

（1.石家莊君樂寶乳業(yè)有限公司，石家莊 050221;2.河北科技大學，食品與生物學院，石家莊 050018）

0 引言

水溶性維生素包括維生素B1、B2、B6、B12、煙酸、葉酸、泛酸、生物素和維生素C等，是嬰兒生長發(fā)育的必需營養(yǎng)素，具有體內(nèi)存儲少、缺乏癥狀快、多余部分可隨尿液排出的特點[1]。過量攝入水溶性維生素會增加嬰兒腎臟的代謝負擔，甚至可能產(chǎn)生毒副作用[2]。我國嬰兒配方奶粉標準的制定一定程度上沿用了歐盟2006/141/EC、國際食品法典委員會Codex stan 72-1981和歐洲兒科胃腸病學、肝病學和營養(yǎng)協(xié)會（European Society for Paediatric Gastroenterology Hepatology and Nutrition，ESPGHAN）全球標準的做法，即出于技術和安全考慮，僅規(guī)定了水溶性維生素限量的最高值和最低值，最高值一般為最低值的3～5倍左右，范圍相對寬泛，未對配方設計的目標值和科學范圍作出指引[3-8]。韓軍花等隨機抽取1639款市售嬰兒配方奶粉進行營養(yǎng)素含量檢測，發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品的營養(yǎng)素檢測值接近GB 10765-2010上限，呼吁企業(yè)研發(fā)人員應以下限值作為目標值開展配方設計[9]，因此，確定科學合理的嬰兒配方奶粉水溶性維生素的設計范圍非常有意義。本文以嬰兒配方奶粉中水溶性維生素B6、B12為研究對象，確定了我國嬰兒配方奶粉水溶性維生素B6、B12的科學設計范圍，為企業(yè)的配方研發(fā)人員提供參考。

1 內(nèi)容和方法

1.1 術語和定義

營養(yǎng)素設計理論值：配方中原輔料的添加量與原輔料中營養(yǎng)素的檢測值，加權求和即為理論值。

營養(yǎng)素設計目標值：能滿足0～6個月嬰兒群體中絕大多數(shù)營養(yǎng)需要的參考值。

營養(yǎng)素設計值：營養(yǎng)素設計的理論值減去營養(yǎng)素的生產(chǎn)過程損失即為營養(yǎng)素設計值，也相當于產(chǎn)品下線檢測的理論值。

營養(yǎng)素設計值的科學范圍：受貨架期衰減和不同實驗室間檢測偏差的影響，設計值應高于目標值，但不能無限大，應根據(jù)營養(yǎng)素設計的目標值，結合貨架期衰減率、不同實驗室間檢測偏差推算出合理的設計范圍，并與UL值、市售產(chǎn)品的營養(yǎng)素含量分布情況作比較，同時兼顧現(xiàn)階段0～6月齡嬰兒的營養(yǎng)狀況，最終確定營養(yǎng)素的科學設計范圍。

1.2 維生素B 6、B12配方設計檢測偏差的確定

從超市購買某品牌同批次的嬰兒配方奶粉99聽，隨機均分為11份，送往內(nèi)部5家檢驗室和外部6家具備嬰幼兒配方奶粉檢測資質(zhì)的第三方機構，對每聽奶粉中水溶性維生素B6、B12進行檢測，采用GB 5009.154-2016和GB 5413.14-2010規(guī)定方法進行檢測[10-11]，根據(jù)檢測值計算相對標準偏差，并確定用于配方設計的檢測偏差。

1.3 營養(yǎng)素設計目標值的確定方法

根據(jù)母乳數(shù)據(jù)、AI值和嬰兒配方奶粉標準限量分別計算每100 g嬰兒配方奶粉的營養(yǎng)素含量。按0～6月齡嬰兒平均攝入母乳0.75 L/d或780 g/d[12]，推算配方奶液的平均需要量為0.75 L/d，按配方奶液中干物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)13%計，得出配方奶粉的平均需要量約為100 g/d，推算每100 g嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素含量應等于0.75 L母乳中營養(yǎng)素含量，即

每100 g嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素含量=每升母乳中營養(yǎng)素含量×0.75（1）

如上所述0～6月齡完全配方粉喂養(yǎng)兒平均需攝入配方奶粉100 g/d，推算每100 g嬰兒配方奶粉的營養(yǎng)素含量應等于營養(yǎng)素AI值，即

每100 g嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素含量=0～6月齡嬰兒營養(yǎng)素AI值（2）

按0～6月齡嬰兒平均需攝入能量500 kcal/d[13]，推算每100 g嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素含量值應等于每500 kcal嬰兒配方奶粉的營養(yǎng)含量，即

每100 g嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素含量=每100 kcal嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素含量×500/100（3）

綜合比較分析公式（1）、（2）、（3）計算結果，確定嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素設計的目標值。

1.4 營養(yǎng)素的科學設計范圍確定方法

根據(jù)1.3確定的營養(yǎng)素設計目標值，參考已報道的營養(yǎng)素貨架期衰減率數(shù)值，取最大值和最小值，并結合1.2所確定用于配方設計的檢測偏差，采用公式（4）、（5）推算營養(yǎng)素的設計范圍。

營養(yǎng)素設計值的最大值=營養(yǎng)素設計的目標值/(1-貨架期衰減率最大值-配方設計檢測偏差) （4）營養(yǎng)素設計值的最小值=營養(yǎng)素設計的目標值/(1-貨架期衰減率最小值-配方設計檢測偏差) （5）

如1.3所述0～6月齡完全配方粉喂養(yǎng)兒平均攝入配方粉100 g/d、能量500 kcal/d，因此，每100 kcal嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素設計值與UL值轉(zhuǎn)化關系，應符合公式（6）。

每100kcal嬰兒配方奶粉中營養(yǎng)素設計值≤UL值×100/500（6）

綜合公式（4）、（5）、（6）計算結果，與市售產(chǎn)品的營養(yǎng)素含量分布情況作比較，并考慮現(xiàn)階段0～6月齡嬰兒的營養(yǎng)狀況，確定營養(yǎng)素的科學設計范圍。

2 結果與分析

2.1 不同實驗室間維生素B 6、B12的檢測偏差

根據(jù)11家實驗室出具的水溶性維生素B6、B12檢測結果，計算均值和相對標準偏差，并與國標檢驗方法的精密度比較，見表1。從表1可以看出維生素B6的實驗室間檢測偏差6.8%小于檢驗方法本身的精密度15%，而維生素B12的實驗室間檢測偏差22.5%大于檢驗方法本身的精密度10%，為保證產(chǎn)品在不同實驗室全部檢測合格，應采用略高于計算結果的偏差進行配方設計，因此，建議維生素B6、B12分別采用15%和25%的檢測偏差進行配方設計。

表1 11家實驗室對同批次嬰兒配方奶粉維生素B6、B12的檢測結果

2.2 維生素B6

維生素B6是一組含氮化合物，基本化學結構為2-甲基-3-羥基-5羥甲基吡啶，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺3種天然存在的衍生物。維生素B6在體內(nèi)被磷酸化為活性輔酶，參與體內(nèi)氨基酸、糖原和脂肪酸等代謝反應[14]。維生素B6廣泛存在于各種食物中，單純的維生素B6缺乏比較少見，嬰幼兒缺乏維生素B6會出現(xiàn)神經(jīng)興奮增強、煩躁、抽搐、癲癇樣驚厥、嘔吐、腹痛以及腦電圖異常等臨床癥狀[15-17]。維生素B6毒性相對較低，一般情況下從食物大量攝取維生素B6不會產(chǎn)生不良反應，但長期大劑量服用維生素B6補充劑可能會引起毒副作用，主要表現(xiàn)為感覺神經(jīng)疾患和光敏感反應[18]。嬰幼兒配方奶粉中可用于強化維生素B6的化合物為鹽酸吡哆醇和5'-磷酸吡哆醛[19]，由于吡哆醇較吡哆醛耐熱，加工和儲存過程中穩(wěn)定性更好，因此，嬰兒配方奶粉中常用的制劑為鹽酸吡哆醇。

2.2.1 維生素B6設計目標值的確定

Darragh報道成熟母乳中維生素B6100～300μg/L[20]，Guo報道母乳中維生素B6100μg/L[21]，歐洲食品安全局（European Food Safety Authority,EFSA）專家組認為營養(yǎng)良好且未進行維生素B6強化的乳母，所得乳汁中維生素B6130μg/L[22]。相比之下，我國母乳中維生素B6檢測值大部分低于國外水平（見表2）[23-28]，應與乳母的膳食攝入相關，研究顯示當乳母維生素B6攝入量小于2.5 mg/d時母乳中維生素B6濃度為130μg/L，當維生素B6攝入量在2.5～5.0 mg/d時母乳中維生素B6濃度達240μg/L[29]。中國營養(yǎng)學會綜合國內(nèi)外研究報道分析認為，可將240μg/L作為我國母乳中維生素B6的參考水平[30]，以此值為參考采用1.3中公式（1）推算嬰兒配方奶粉中維生素B6應為180μg/100g。

表2 中國母乳中維生素B6含量

EFSA專家組以母乳中維生素B6含量130μg/L和母乳平均攝入量800 mL/d計，推算歐洲0～6月齡嬰兒維生素B6的AI值100μg/d[22]。中國營養(yǎng)學會以母乳中維生素B6240μg/L和母乳攝入量750 mL/d計，推算中國0～6月齡嬰兒維生素AI值180μg/d，修約取整為200μg/d[30]。采用1.3中公式（2）推算中國嬰兒配方奶粉中維生素B6應為200μg/100g。

在新一輪標準修訂過程中，（EU）2016/127和GB10765-2021將維生素B6限量分別由35～175μg/100 kcal和35.6～188.3μg/100kcal調(diào)整為20～175μg/100 kcal和35～175μg/100kcal[7-8]，（EU）2016/127的下限值參照相應AI值進行下調(diào)，GB10765-2021下限基本保持不變、上限下調(diào)，從而與Codex stan 72-1981等國際標準接軌一致[31]。采用1.3中公式（3）推算維生素B6限量分別為100～875μg/100g和175～875μg/100g。

綜合比較上述計算結果可以看出，若以0～6月齡嬰兒AI值200μg/d（折合40μg/100 kcal）作為設計目標，符合GB10765-2021要求，且能滿足我國絕大多數(shù)0～6月齡嬰兒維生素B6的營養(yǎng)需求，因此，以40μg/100 kcal作為維生素B6設計的目標值即可。

2.2.2 維生素B6科學設計范圍的確定

匯總國內(nèi)2012～2020年已公開發(fā)表的維生素B6貨架期衰減率研究數(shù)據(jù)，見表3[32-41]。從表3可以看出，不同研究報道中維生素B6貨架期衰減率差異很大，變化范圍0%～28%，根據(jù)數(shù)值的集中程度，同時為保證產(chǎn)品在貨架期內(nèi)全部檢測合格，認為取衰減率最小值和最大值分別為15%和30%用于配方設計較為合理。根據(jù)2.1確定的維生素B6配方設計檢測偏差15%和2.2.1確定的設計目標值40μg/100 kcal，采用1.4中公式（4）和（5）進行計算，可得嬰兒配方奶粉中維生素B6設計范圍57.1～72.7μg/100kcal。

表3 嬰兒配方奶粉中維生素B6貨架期衰減率

維生素B6毒性較低，一般情況下從食物大量攝入維生素B6不會產(chǎn)生不良反應，但長期應用維生素B6補充劑會引起神經(jīng)毒副作用，EFSA和中國營養(yǎng)學會采用代謝體重法從成年人的UL外推得1～3周歲幼兒UL分別為5 mg/d和20 mg/d[22,42]，若以5 mg/d為參考，采用1.4中公式（6）計算得嬰兒配方奶粉維生素B6≤1 000μg/100 kcal。

韓軍花等抽取我國市售1639款嬰兒配方奶粉進行營養(yǎng)成分檢測，發(fā)現(xiàn)維生素B6含量分布為40.3～188.3μg/100 kcal，其中含量分布的P25、P50和P75分別為83.7、100.8和119.7μg/100 kcal[9]，P75值與GB10765-2010中間值111.95μg/100 kcal接近。

如2.2.1所述，GB10765-2021維生素B6限量已調(diào)整至35～175μg/100 kcal。結合2.1確定的維生素B6配方設計檢測偏差15%，推算維生素B6設計下限為35÷（1-15%）=41.2μg/100 kcal，設計上限為175÷（1+15%）=152.2μg/100 kcal。

維生素B6的營養(yǎng)狀況可通過直接檢測血漿、血細胞或尿液中維生素B6含量進行評價，也可通過間接檢測維生素B6相關酶類的活性進行評價[43]。由于維生素B6廣泛存在于各種食物中，有關嬰兒維生素B6缺乏的報道十分罕見，檢索國內(nèi)文獻發(fā)現(xiàn)僅有2篇報道（見表4）[44-45]，且兩篇報道均在2006年之前，說明現(xiàn)階段我國嬰兒維生素B6營養(yǎng)狀況良好。

表4 中國嬰兒維生素B6缺乏的報道

綜合比較上述計算結果，若將維生素B6的科學設計范圍定為57.1～72.7μg/100 kcal，最小值約為AI值的1.43倍（57.1÷40=1.43），可充分滿足絕大多數(shù)嬰兒的營養(yǎng)需要，但最大值與最小值僅相差15.6μg/100 kcal，區(qū)間過窄，實際配方設計過程中難以實現(xiàn)?？紤]我國市售產(chǎn)品維生素B6的P75值接近國標中間值，可取P75值119.7μg/100 kcal作為設計上限，因此，維生素B6的科學設計范圍為57.1～119.7μg/100 kcal。

2.3 維生素B 12

維生素B12化學名稱為鈷胺素，是一種預防和治療惡性貧血的維生素，在體內(nèi)以甲基B12（甲基鈷胺素）和輔酶B12（5-脫氧腺苷鈷胺素）兩種酶的形式存在并參與生化反應[46]。人體缺乏維生素B12會誘發(fā)巨幼紅細胞貧血，造成神經(jīng)系統(tǒng)損害，并引發(fā)高同型半胱氨酸血癥等[47-50]。由于膳食中維生素B12的來源為肉類、動物內(nèi)臟、魚、禽、貝殼類及蛋類等動物性食品，母親為素食者的嬰兒屬維生素B12缺乏的高危人群[52]。嬰兒缺乏維生素B12會導致血液和神經(jīng)發(fā)育異常，嚴重者會發(fā)生腦部萎縮和不可逆轉(zhuǎn)的腦損傷[53]，迄今未見從食物或補充劑中攝入過量維生素B12有害人體健康的報告。目前嬰兒配方奶粉中可用于強化維生素B12的化合物包括氰鈷胺、鹽酸氰鈷胺和羥鈷胺3種[19]，受穩(wěn)定性和吸收率的影響，氰鈷胺使用最為廣泛。

2.3.1 維生素B12設計目標值的確定

Darragh報道成熟母乳中維生素B121.0μg/L[20]，Guo報道母乳中維生素B120.3μg/L[21]，EFSA專家組分析研究認為母乳中維生素B12平均濃度0.31～0.42 μg/L[22]。我國有關母乳中維生素B12的檢測報道不多，僅2篇報道且集中在上世紀90年代（見表5）[54-55]，中國營養(yǎng)學會分析匯總國內(nèi)外研究報道認為0.42μg/L可作為我國母乳中維生素B12的參考水平[56]，以此值為參考采用1.3中公式（1）推算嬰兒配方奶粉中維生素B12應為0.315μg/100 g。

表5 中國母乳中維生素B12含量

EFSA專家組以母乳中維生素B120.42μg/L和母乳平均攝入量800 mL/d計，推算歐洲0～6月齡嬰兒從母乳中攝入維生素B120.336μg/d，修約得AI值0.4μg/d[22]。中國營養(yǎng)學會以母乳中維生素B120.42μg/L和母乳攝入量750 mL/d計，推算中國0～6月齡嬰兒從母乳中攝入維生素B120.315μg/d，修約后得AI值0.3μg/d[56]。采用1.3中公式（2）推算我國嬰兒配方奶粉中維生素B12應為0.3μg/100g。

在新一輪標準修訂過程中，（EU）2016/127保持原維生素B12限量0.1～0.5μg/100 kcal不變，GB10765-2021由0.105～1.506μg/100 kcal微調(diào)為0.10～1.50μg/100 kcal[7-8]，主要是與Codex stan 72-1981等國際標準接軌。采用1.3中公式（3）推算維生素B12限量分別為0.5～2.5μg/100g和0.5～7.5μg/100g。

綜合比較上述計算結果可以看出，GB10765-2021維生素B12下限值0.10μg/100 kcal約為我國0～6月齡嬰兒AI值0.3μg/d（折合0.06μg/100 kcal）的1.7倍，可充分滿足我國絕大多數(shù)0～6月齡嬰兒維生素B12的營養(yǎng)需求，因此，以0.10μg/100 kcal作為維生素B12設計的目標值即可。

2.3.2 維生素B12科學設計范圍的確定

匯總國內(nèi)2012～2020年已公開發(fā)表的維生素B12貨架期衰減率研究數(shù)據(jù)[32-34,36,38,40-41]，見表6。從表6可以看出，不同研究報道中維生素B12貨架期衰減率差異很大，變化范圍為0%～48.44%，根據(jù)數(shù)值的集中程度，同時為保證產(chǎn)品在貨架期內(nèi)全部檢測合格，認為取衰減率最小值和最大值分別為20%和50%進行配方設計較為合適。根據(jù)2.1確定的維生素B12配方設計檢測偏差25%和2.3.1中確定的設計目標值0.10μg/100 kcal，并采用1.4中公式（4）和（5）進行計算，可得嬰兒配方奶粉中維生素B12設計范圍0.18～0.40μg/100 kcal。目前尚缺乏由膳食或補充劑攝入過量維生素B12引起人體有害作用的報道，因此，EFSA和中國營養(yǎng)學會均未設定維生素B12的UL值[22,56]。

表6 嬰兒配方奶粉中維生素B12貨架期衰減率

韓軍花等抽取我國市售1639款嬰兒配方奶粉進行營養(yǎng)成分檢測，發(fā)現(xiàn)維生素B12含量分布為0.126～1.498μg/100 kcal，P25、P50和P75值分別為0.542、0.669和0.837μg/100 kcal[9]，P75值接近于GB 10765-2010國標中間值0.8055μg/100 kcal。

如2.3.1所述，GB10765-2021維生素B12限量已微調(diào)至0.10～1.50μg/100 kcal。結合2.1確定的維生素B12配方設計檢測偏差25%，推算維生素B12設計下限為0.10÷（1-25%）=0.13μg/100 kcal，設計上限為1.50÷（1+25%）=1.2μg/100 kcal。

純母乳喂養(yǎng)兒維生素B12的營養(yǎng)狀況一般與乳母的營養(yǎng)狀況密切相關，如果乳母是嚴格的素食主義者，會出現(xiàn)維生素B12膳食攝入不足的情況，導致乳汁中維生素B12含量偏低，嬰兒易出現(xiàn)維生素B12缺乏[57]。維生素B12缺乏會出現(xiàn)血清氰鈷胺素水平低下、同型半胱氨酸增高、甲基丙二酸增高等生化指標異常[58]。Irevall等分析了從2004～2012年間121例因神經(jīng)系統(tǒng)異常住院嬰兒的血清維生素B12水平，發(fā)現(xiàn)35例有維生素B12缺乏，86例正常，平均發(fā)病率1.7個月，男孩居多，研究結果認為嬰兒維生素B12缺乏比預期的更為常見，表現(xiàn)如驚厥和明顯危及生命的嚴重癥狀，應引起重視和關注[59]。國內(nèi)有關嬰幼兒維生素B12缺乏癥的報道不多，僅吳桐菲和孫丹有過報道（見表7）[60-61]，從營養(yǎng)調(diào)查結果來看，我國貧困地區(qū)的幼兒由于動物性食物攝入不足，導致仍具有較高的缺乏率或邊緣性缺乏率（見表8）[62-63]。

表7 中國嬰幼兒維生素B12缺乏癥報道

表8 中國幼兒維生素B12營養(yǎng)狀況調(diào)查結果

綜合比較上述計算結果可以看出，若將維生素B12的科學設計范圍定為0.18～0.40μg/100 kcal，符合GB 10765-2021和AI值要求，但受生牛乳、脫鹽乳清粉等大宗含乳原料中維生素B12波動影響，上述設計范圍過窄，實際配方設計過程中難以實現(xiàn)?？紤]過量攝入維生素B12無副作用，且市售產(chǎn)品的P75值與國標中間值接近，建議上限可參照P75值0.837μg/100 kcal進行設定，因此，嬰兒配方奶粉維生素B12的科學設計范圍定為0.18～0.837μg/100 kcal。

3 結語

目前我國嬰兒配方奶粉標準中僅規(guī)定了營養(yǎng)素的安全上限和安全下限，并非科學設計范圍，企業(yè)的配方研發(fā)人員應結合母乳數(shù)據(jù)、最新營養(yǎng)學研究進展、不同實驗室間檢測偏差、營養(yǎng)素貨架期衰減率等資料，進一步確定營養(yǎng)素的科學設計范圍，從而實現(xiàn)營養(yǎng)素的精準營養(yǎng)設計。本文以水溶性維生素B6和B12為研究對象，確定了嬰兒配方奶粉水溶性維生素B6和B12的科學設計范圍分別為57.1～119.7μg/100 kcal和0.18～0.837μg/100 kcal，為企業(yè)的配方研發(fā)人員提供參考。