嬰幼兒營養(yǎng)米粉中營養(yǎng)物質(zhì)穩(wěn)定性的研究

張榮彬，戴志勇，李夢怡，陳振桂，任國譜*

（1 中南林業(yè)科技大學食品科學與工程學院 長沙 410004 2 英氏控股集團股份有限公司 長沙 410000）

嬰幼兒營養(yǎng)米粉是以大米為主要原料，以白砂糖、蔬菜、水果、蛋類、肉類等為輔料，或加入鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)及維生素等食品營養(yǎng)強化劑，經(jīng)加工制成的供斷奶期嬰幼兒的輔助或補充食品[1-2]。嬰幼兒營養(yǎng)米粉中含有12 種維生素，7 種礦物質(zhì)以及國家允許在嬰幼兒營養(yǎng)米粉中可選擇添加的其它營養(yǎng)成分。米粉在貯存過程中受到溫度、濕度、光照、微生物等的影響，不可避免地影響食品的理化、感官、營養(yǎng)特性等[3]。添加營養(yǎng)強化劑產(chǎn)品中的部分礦質(zhì)元素、維生素也隨貯存時間的延長，呈現(xiàn)衰減趨勢[4]。

目前，關(guān)于嬰幼兒米粉的研究主要集中在污染物研究[5-7]、配方設(shè)計[8-10]、工藝改進[11-13]以及加工過程中營養(yǎng)成分損失[14]等方面，而按照化學動力學原理設(shè)計嬰幼兒營養(yǎng)米粉配方，對其營養(yǎng)素的穩(wěn)定性研究少之又少。鑒于此，本試驗選取3 種米粉樣品（罐裝）置于恒溫恒濕箱內(nèi)，溫度（37±2）℃，濕度RH（75±5）%，進行為期6 個月的穩(wěn)定性加速試驗，并檢測其感官、理化（能量、碳水化合物、水分、蛋白質(zhì)、脂肪）、DHA、維生素（VA、VD、VE、VC、VB1、VB2、VB6、VB7、VB9、VB12、煙酸、泛酸）、礦物質(zhì)元素（鈣、鐵、鋅、鉀、鈉、磷）和安全指標?？疾禳c設(shè)為0，1，3，5，6 個月，通過數(shù)據(jù)分析營養(yǎng)素指標在加速試驗過程中的變化，為預測嬰幼兒營養(yǎng)米粉的貨架期提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料

嬰幼兒營養(yǎng)米粉，湖南英氏營養(yǎng)品股份有限公司。適合7月齡以上嬰幼兒，罐（馬口鐵）裝。

1.2 儀器與設(shè)備

BSC-250 恒溫恒濕箱，上海博訊實業(yè)有限公司；WGL-125B 自動凱氏定氮儀，上海沛歐分析儀器有限公司；WGL-05B 電熱鼓風干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司；LC-20AT 高效液相色譜儀、GC-2014C 氣相色譜儀、AA-6680 原子吸收分光譜儀、UV-1800 紫外分光光度計，日本島津公司；F-2700 型熒光分光光度計，日本株式會社日立高新技術(shù)科學那珂事業(yè)所。

1.3 試驗方法

1.3.1 加速試驗條件及方法 溫度 （37±2）℃，空氣相對濕度（75±5）%，原罐不拆封儲存。

3 種米粉樣品（罐裝）放置于恒溫恒濕箱，溫度與濕度分別設(shè)置為（37±2）℃，RH（75±5）%，試驗周期為6 個月的穩(wěn)定性加速試驗，對感官、理化（能量、水分、碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪）、DHA、維生 素（VA、VD、VE、VC、VB1、VB2、VB6、VB7、VB9、VB12、煙酸、泛酸）、礦物質(zhì)元素（鈣、鐵、鋅、鉀、鈉、磷）和安全指標進行檢測，考察點為0，1，3，5，6 個月。

1.3.2 檢測方法 所用試驗檢測方法均為食品安全國家標準分析方法，具體檢測方法及精密度見表1。

表1 國標檢測方法Table 1 National standard test method

2 結(jié)果與分析

2.1 各營養(yǎng)素標簽明示值與檢測實際值

通過檢測結(jié)果得知，樣品標示值低于各樣品的實際檢測值，為了彌補貨物在生產(chǎn)過程中、貨架貯存以及商品運輸及銷售過程中的損失，生產(chǎn)商往往會根據(jù)國家標準，在標準范圍內(nèi)對嬰幼兒營養(yǎng)米粉中的營養(yǎng)素進行足量強化，從而保證其營養(yǎng)素水平達到國家法律法規(guī)的規(guī)定，本試驗數(shù)據(jù)證實了這一點。

2.2 感官和理化

加速試驗中的感官和理化指標見表3和表4。在溫度（37±2）℃，相對濕度（75±5）%的條件下，樣品的感官指標在5 個月和6 個月時產(chǎn)生氧化氣味，其余時間均保持穩(wěn)定。樣品DHA 含量保持穩(wěn)定；理化指標中，水分含量先增加后趨于穩(wěn)定，脂肪含量發(fā)生小幅度的降低后變得趨于平穩(wěn)，其余指標均保持穩(wěn)定。

表3 樣品感官指標結(jié)果Table 3 Sample sensory indicators

美拉德反應(yīng)是含有蛋白質(zhì)和碳水化合物的食物中最重要的修飾（反應(yīng)）之一。它是由加熱和長時間貯存所引起的，會造成營養(yǎng)價值損失[42]。在貯藏過程中，嬰幼兒營養(yǎng)米粉發(fā)生美拉德反應(yīng)可產(chǎn)生不良氣味，顏色逐漸變成棕褐色。棕色是在褐變反應(yīng)的高級階段形成的，因此顏色測量為評估褐變反應(yīng)的強度提供了一個有用的指標[43]。

表2 各營養(yǎng)素標簽明示值與檢測實際值Table 2 Specific nutrient label values and actual values

在嬰幼兒營養(yǎng)米粉加速試驗中，前4 個月未發(fā)生明顯的美拉德反應(yīng)變化。隨著加速試驗周期的延長，樣品A 和樣品C 從輕微氧化味變?yōu)檠趸?，樣品B 在6 個月出現(xiàn)輕微氧化味。樣品中的DHA 來源為DHA 藻油粉劑，微膠囊包埋制成粉末，粉末狀態(tài)可以防止溫度、氧氣、光照和酸堿等化學因素對其穩(wěn)定性造成破壞，且不易氧化酸敗。通過表4和表5得知，DHA 含量和理化指標中脂肪含量在試驗過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)，表明油脂并未發(fā)生氧化酸敗，因此，氧化氣味的產(chǎn)生需要可能與游離油脂的氧化酸敗及產(chǎn)品配方中其它物質(zhì)變化有關(guān)。

表4 樣品理化指標的試驗結(jié)果Table 4 Experimental results of physical and chemical indexes of samples

表5 營養(yǎng)素（DHA）加速試驗結(jié)果Table 5 Nutrients （DHA） accelerated experimental results

水分含量發(fā)生小幅的增加后趨于穩(wěn)定，姜艷喜等[44]的研究也證實阻隔性良好的包裝材料內(nèi)樣品水分含量增加，可能是由于基質(zhì)內(nèi)結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水所致。脂肪含量發(fā)生小幅度的降低后，變得趨于平穩(wěn)，這與García-Martínez 等[45]對粉狀嬰兒配方奶粉在不同溫度下脂質(zhì)穩(wěn)定性的檢測結(jié)果相似。除此之外，樣品中的碳水化合物和蛋白質(zhì)含量保持穩(wěn)定。

2.3 脂溶性維生素

樣品中VA、VD 和VE 含量變化在加速試驗中呈不同變化趨勢。VA 表現(xiàn)出極不穩(wěn)定性，樣品A、樣品B 和樣品C 衰減率分別為51.9%，42.3%，48.6%，平均衰減率達47.6%。高文明等[46]在對貨架期的研究時發(fā)現(xiàn)，其試驗結(jié)果中VA 的最大衰減速率達到45.19%以上，與本文研究結(jié)果相似。VD 的性質(zhì)較穩(wěn)定，耐高溫，抗氧化，不耐酸堿，對光線比較敏感，將其密閉貯存于罐中，除受溫度和自身因素影響外，不受其它因素影響，因此其含量不會發(fā)生明顯變化。本試驗結(jié)果顯示VD 在小范圍內(nèi)的變化，可能由于檢測時受到外界環(huán)境影響，或與檢測方法存在誤差有關(guān)。VE 在空氣中相對穩(wěn)定，只有在堿和強酸條件下才被水解，Albalá-Hurtado 等[47]對粉狀嬰兒配方食品與液態(tài)嬰兒配方食品進行穩(wěn)定性試驗發(fā)現(xiàn)，VE 與初始結(jié)果幾乎無差異，與本文結(jié)果相似。

表6 樣品營養(yǎng)素（脂溶性維生素） 的試驗結(jié)果Table 6 Experimental results of nutrients （liposoluble vitamins） in samples

2.4 水溶性維生素

水溶性維生素中VC、VB1和泛酸在加速穩(wěn)定性試驗中表現(xiàn)出不穩(wěn)定性，均有不同程度的衰減。

VC 對機體正常生長發(fā)育和代謝功能有著非常重要的影響，企業(yè)一般使用L-抗壞血酸鈉作為VC 的來源對其進行強化。表7中，VC 衰減達到了41.13%，42.34%，44.31%，平均衰減率為42.59%。VC 對溫度、光照強度、強酸、強堿和金屬離子比較敏感，造成衰減的原因可能是嬰幼兒米粉在加工過程中，米漿進行精磨和剪切時受到剪切力的作用或滾筒干燥時溫度過高，破壞了VC 微膠囊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時嬰幼兒營養(yǎng)米粉中存在金屬離子也加速了VC 的氧化，導致其穩(wěn)定性下降。

表7 樣品水溶性維生素的試驗結(jié)果Table 7 Experimental results of water soluble vitamins in samples

VB1俗稱硫胺素，可以構(gòu)成輔酶，維持體內(nèi)正常代謝，抑制膽堿醋酶的活性，促進胃腸蠕動，對神經(jīng)組織和心臟具有保護作用[48]。VB1衰減率分別為25.2%，26.6%，28.5%，平均衰減率達到26.7%。維生素B1在高溫、強光和強酸、堿條件下具有穩(wěn)定性，然而在實驗室條件下的嬰幼兒營養(yǎng)米粉貯存在密封鐵罐，具有隔氧、避光和隔濕的作用，且溫度也達不到破壞其穩(wěn)定性的條件，因此造成其衰減原因需要進行跟蹤監(jiān)測。

嬰幼兒營養(yǎng)米粉中泛酸的主要來源為D-泛酸鈣，干燥條件下對氧和光較為穩(wěn)定，本試驗中的泛酸平均衰減率為28.3%。汪新潔等[49]在輔食營養(yǎng)素撒劑中對各營養(yǎng)素衰減進行加速試驗研究時測得泛酸衰減率為25.00%，與本文結(jié)果相似，然而在水分得到控制的密閉罐內(nèi)產(chǎn)生衰減，其原因需要進一步探究。

煙酸一般具有較好的穩(wěn)定性，在固、液相體系中均能保持較好的穩(wěn)定性，不易被光照、氧和溫度所破壞，雖然煙酸在試驗結(jié)果中有小幅度衰減，但其損失均低于檢測方法的精密度（10%），綜合考慮工藝流程和物質(zhì)檢測過程中存在的損失與誤差，判定煙酸在加速試驗中并無太明顯的衰減，因此企業(yè)在對其進行營養(yǎng)強化時，無需過量添加。

VB2、VB6、VB12和VB7在脂溶性維生素中都屬于穩(wěn)定營養(yǎng)素，耐堿與強酸，普通加熱條件下也不易被破壞，雖然對光照敏感，但其化合物來源特性穩(wěn)定，并且嬰幼兒米粉貯存在密封的鐵罐中，避光保存，因此含量不會發(fā)生明顯變化，并無明顯衰減。

VB9是機體運行所必需的一種營養(yǎng)成分，對紅細胞的生成具有促進作用，對人體所需微量元素的攝入具有提高作用。葉酸會參與人體新陳代謝和重要物質(zhì)的合成過程。在加速穩(wěn)定性試驗條件下，葉酸含量增加，李學敏[50]在對泛酸進行長期穩(wěn)定性研究時發(fā)現(xiàn)，泛酸含量會略有增長，而含量符合規(guī)定。

2.5 礦物質(zhì)

嬰幼兒營養(yǎng)米粉中常以碳酸鈣、富馬酸亞鐵、葡萄糖酸鋅、碘酸鉀和磷酸氫二鉀作為鈣、鐵、鋅、鉀和磷的強化劑。鈣、鐵、鋅、鉀和磷，這5 種礦物質(zhì)元素在溫度、光照、強氧化劑、強酸和強堿條件下，性狀穩(wěn)定，這與其含量在加速試驗中非常穩(wěn)定、無明顯變化的結(jié)果相匹配。

鈉在嬰幼兒米粉中的含量呈現(xiàn)衰減趨勢，何梅等[51]對中國包裝食品中鈉含量進行分析和研究時發(fā)現(xiàn)，谷物類食品（麥片、蔬菜米粉）在實驗室檢測條件下，鈉變異系數(shù)≥45%，與本文鈉元素衰減40.0%的結(jié)果相似。鈉元素在嬰幼兒米粉中無強化添加，究其原因可能是食品原料本身鈉的差異及實驗室分析的不確定因素所導致。

2.6 安全性

安全性指標中，黃曲霉毒素B1、沙門氏菌、大腸桿菌群都未檢出，表明密封罐裝貯存的嬰幼兒營養(yǎng)米粉樣品在其貨架期內(nèi)，能夠保護嬰幼兒營養(yǎng)米粉不受致病菌的污染，更好的維持米粉的品質(zhì)。

食品加工中接觸材料也是造成污染的來源之一，因此選擇錫、鉛和鎘作為考察指標。樣品加速貯存的6 個月內(nèi)，試驗數(shù)據(jù)顯示錫、鉛和鎘均未檢出。

表8 樣品礦物質(zhì)的試驗結(jié)果Table 8 Experimental results of minerals in samples

3 結(jié)論

溫度與濕度分別設(shè)置為（37±2）℃，RH（75±5）%，進行試驗周期為6 個月的穩(wěn)定性加速試驗，對各指標進行檢測。感官指標中氧化氣味的產(chǎn)生，可能與游離油脂的氧化酸敗及產(chǎn)品配方中其它物質(zhì)變化有關(guān)；理化指標中水分含量先增加后趨于穩(wěn)定，可能是基質(zhì)結(jié)合水轉(zhuǎn)化為自由水所致；蛋白質(zhì)和碳水化合物保持穩(wěn)定。脂溶性維生素中，VD和VE 穩(wěn)定，VA 發(fā)生衰減，平均衰減度為47.6%，水溶性維生素VC 衰減程度最大，平均衰減為42.59%，究其兩者可能是由于光照、金屬離子（銅、鐵和磷）、加工工藝、加工過程中的高溫和機械外力破壞了VA 和VC 微囊包埋結(jié)構(gòu)，導致穩(wěn)定性下降。一般被認為具有穩(wěn)定性的VB1和泛酸，在試驗中呈現(xiàn)衰減趨勢，平均衰減率為26.7%和28.3%，造成衰減的原因還需要進一步研究。VB2、VB6、VB12、生物素、煙酸和葉酸保持穩(wěn)定，可能與它們化合物的來源形式穩(wěn)定性有關(guān)。礦物質(zhì)元素中的鈣、鐵、鋅、鉀和磷保持穩(wěn)定，鈉元素衰減最大為40.0%，食品原料本身鈉的差異及實驗室分析的不確定因素可能是其原因。安全性指標在加速實驗中保持穩(wěn)定，無危害風險增加趨勢。