嬰幼兒配方奶粉中二十二碳六烯酸（DHA）的氧化穩(wěn)定性研究

任國譜，黃興旺，岳紅，肖蓮榮，申衍豪

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長沙410004；2.湖南亞華乳業(yè)有限公司技術(shù)中心，長沙410200）

嬰幼兒配方奶粉中二十二碳六烯酸（DHA）的氧化穩(wěn)定性研究

任國譜1，黃興旺1，岳紅2，肖蓮榮2，申衍豪1

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長沙410004；2.湖南亞華乳業(yè)有限公司技術(shù)中心，長沙410200）

通過測定嬰幼兒配方奶粉的生產(chǎn)和加速保存過程中DHA的質(zhì)量分數(shù)變化以及過氧化值等理化指標，研究了DHA的添加方式、微膠囊、抗氧化劑對DHA氧化穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明在60℃加速氧化實驗中，DHA微膠囊干法添加的氧化穩(wěn)定性高于DHA油濕法添加，DHA微膠囊濕法添加的氧化穩(wěn)定性最低；抗壞血酸棕櫚酸酯（AP）與維生素E（VE）的比例為2︰3時DHA的氧化穩(wěn)定性高于1︰3的比例。

嬰幼兒奶粉；DHA；氧化

導(dǎo)致油脂氧化的因素主要包括：溫度、時間、均質(zhì)壓力、氧氣以及鐵、銅、錳等微量元素[5]。添加抗氧化劑、微膠囊包埋技術(shù)、充氮或充CO2包裝等措施，可有效改善脂肪的氧化穩(wěn)定性[6]，本文對微膠囊包埋技術(shù)、抗氧化劑進行了詳細研究。

1 實驗

1.1 材料

DHA油脂：國內(nèi)及國外市售DHA微藻油脂，含飽和油脂及不飽和油脂，DHA質(zhì)量分數(shù)35～40%。

DHA微膠囊：國內(nèi)市售DHA微膠囊，蛋白類、淀粉類包埋材料，采用噴霧干燥工藝生產(chǎn)，DHA質(zhì)量分數(shù)7～10%。

市售嬰幼兒配方Ⅰ段奶粉：中試產(chǎn)品。

25%氨水；95%乙醇；無水乙醚；石油醚；碘化鉀；硫代硫酸鈉；三氯甲烷-冰乙酸混合液（40:60）；精制苯、精制乙醇：按GB/T 5009.37-2003制備；2,4-二硝基苯肼；氫氧化鉀-乙醇溶液：用精制乙醇做溶劑；異辛烷：色譜純；氫氧化鉀甲醇溶液：c(KOH)=0.5 mol/L；飽和氯化鈉溶液；脂肪酸甲酯標準工作液。（未注明試劑均為分析純，下同）

1.2 儀器和設(shè)備

氣相色譜儀（Angilent 6890 N）；紫外分光光度計（UV-1800型）；高低溫交變濕熱試驗箱（GDJS系列-500）；高速離心噴霧干燥機（LPG-5）；三維運動混合機（SYH-15）；高壓均質(zhì)機（APV-1000）。

1.3 方法

1.3.1 DHA原料的加速實驗將試樣置于60℃的恒溫恒濕箱中，定期取樣，按規(guī)定方法檢驗其風(fēng)味變化情況，并抽提DHA油進行過氧化值（POV）和DHA質(zhì)量分數(shù)檢測[7-9]，抽提方法按GB/T 5009.6的第二法進行。

1.3.2 奶粉的加速實驗將試樣置于37～40℃或60℃的恒溫恒濕箱中，定期取樣，按規(guī)定方法檢驗其風(fēng)味變化情況，并抽提油脂進行POV、酸值、羰基值、DHA質(zhì)量分數(shù)檢測，抽提方法按GB/T 5009.46-2003中的哥特里—羅紫法進行。

1.3.3 DHA質(zhì)量分數(shù)、EPA質(zhì)量分數(shù)測定GB 5413.27-2010食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中脂肪酸的測定。

1.3.4 POV、酸值、羰基值的測定抽提油脂后按GB/T 5009.37-2003進行測定。

1.3.5 風(fēng)味評價方法隔一定天數(shù)，由9名以上人員對樣品進行風(fēng)味評價，主要評價油哈味，從輕到重分別表示為正常、輕微油哈味、較重油哈味、明顯油哈味，給出結(jié)果。

1.3.6 口感評價方法分別稱取36 g奶粉，溶于240 mL，50℃的溫開水中，攪拌溶解后分別進行相應(yīng)的口感評價。

2 結(jié)果與討論

2.1 加速氧化試驗溫度的確定

表3為不同溫度下在恒溫恒濕箱中保溫24 h后奶粉顏色的變化情況。由表3可以看出，70℃顏色焦黃，會有較多美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)生，影響結(jié)果的判斷，因此奶粉加速氧化實驗溫度選擇60℃。

將DHA油脂樣品置于不同溫度的恒溫恒濕箱中保存48 h后，進行評價的結(jié)果如表4所示。DHA油脂樣品初始風(fēng)味正常，樣品的DHA質(zhì)量分數(shù)為39.15%。

由表4可以看出，在40，50，60℃時，DHA油脂質(zhì)量分數(shù)均有減少，且能保持DHA油脂原有的滋氣味，不影響試驗結(jié)果的判斷，在這個基礎(chǔ)上，溫度越高試驗加速越快，根據(jù)油脂加速氧化試驗的經(jīng)典方法Schaal烘箱法，DHA油脂加速氧化實驗選擇60℃。

2.2 DHA原料的選擇

由于微膠囊包埋技術(shù)及油脂質(zhì)量的差異，不同微膠囊DHA粉末產(chǎn)品的氧化穩(wěn)定性差距很大[10，11]，直接影響了產(chǎn)品的保存期限和在食品添加劑方面的應(yīng)用，因此首先進行了DHA原料篩選的相關(guān)實驗。

2.2.1 DHA油脂原料的選擇

表3 保溫24 h后奶粉顏色的變化情況

表4 保溫48 h后DHA油脂的變化情況

用液態(tài)的DHA油脂生產(chǎn)奶粉，對其油的質(zhì)量要求很高，第一DHA油脂本身不能有明顯的氣味，第二要防止油脂的氧化，DHA的穩(wěn)定性要好[12]。

為此，選擇符合風(fēng)味要求的3個樣品，按照1.3.1的方法在60℃下進行加速保存實驗，用風(fēng)味和DHA質(zhì)量分數(shù)對DHA油脂樣品進行評價如表5和表6所示。

表5 DHA油脂的理化指標初始值

表6 DHA油脂加速保存實驗結(jié)果

根據(jù)表5及表6的實驗結(jié)果，樣3經(jīng)過21 d的加速試驗后出現(xiàn)明顯油哈味，而且樣3初始DHA質(zhì)量分數(shù)最低，21 d后的DHA衰減率最高，達到4.96%，因此淘汰樣3。樣1 DHA衰減率較高，但不含EPA，而且21 d后的油哈味較輕，樣2理化指標初始值居中，21 d后的DHA衰減率最低，因此，選擇樣1和樣2進行奶粉加工。

對以樣1和樣2為原料進行加工的奶粉按1.3.6的方法進行口感評價，同時進行加速破壞保存實驗（37～40℃，濕度75%，3個月）和常溫保存3個月實驗，分別測定樣品DHA質(zhì)量分數(shù)。

根據(jù)表7和表8實驗結(jié)果，樣1在常溫保存和加速試驗中DHA衰減率都比樣2高，風(fēng)味方面經(jīng)過3個月的加速試驗樣1口感較差、有腥味，樣2口感較好、無明顯腥味，因此選擇樣2作為最終的DHA油脂原料。

表7 DHA油脂原料用于奶粉加工后風(fēng)味評價結(jié)果

表8 DHA油脂原料用于奶粉加工后理化指標實驗結(jié)果

2.2.2 DHA微膠囊原料的選擇

選擇DHA微膠囊樣品A、B、C、D、E，先測定理化指標初始值，再按1.3.1 DHA原料的加速保存實驗方法進行實驗，結(jié)果如表9和表10所示。

表9 DHA微膠囊的理化指標初始值

表10 DHA微膠囊原料加速保存實驗結(jié)果

由表9可以看出，B樣品表面油質(zhì)量分數(shù)高達26.42%，因此，B樣品被淘汰。

加速保存實驗中，A樣品和D樣品的衰減率過高，7 d實驗分別衰減25.32%和41.64%，14 d實驗分別衰減47.21%和53.31%

用DHA微膠囊樣品A、C、D、E進行奶粉加工，取奶粉成品按方法1.3.2的奶粉加速保存實驗方法進行穩(wěn)定性評價，結(jié)果如表11所示。

C樣品和E樣品兩者相比，C樣品DHA質(zhì)量分數(shù)8.46%，加速保存實驗中衰減率很低，第7天的DHA衰減率為-0.83%屬于正常的檢測誤差允許范圍；E樣品DHA質(zhì)量分數(shù)10.07%，破壞實驗后衰減率較高，7 d和14 d的數(shù)據(jù)都為11.22%；且經(jīng)奶粉加工后，C樣品7 d和14 d的衰減率較E樣品低，因此選擇C樣品是嬰幼兒奶粉生產(chǎn)中最佳的DHA微膠囊原料。

表11 DHA微膠囊原料奶粉加工后加速保存實驗結(jié)果

2.3 DHA的添加方式對其穩(wěn)定性的影響

根據(jù)DHA原料篩選結(jié)果，以C樣品為DHA微膠囊原料，樣2為DHA油脂原料，分別進行DHA微膠囊干法、DHA微膠囊濕法、DHA油脂濕法3種不同添加方式的奶粉加工，制得的奶粉成品按方法1.3.2的奶粉加速實驗方法進行穩(wěn)定性評價，結(jié)果如圖1～圖4所示。

2.3.1 樣品的DHA衰減率變化

圖1為DHA不同添加方式奶粉60℃加速氧化的DHA衰減率變化趨勢圖，DHA衰減率越高，DHA的氧化穩(wěn)定性越差。由圖1可以看出，DHA微膠囊干法添加奶粉0～22 d的衰減率均低于DHA油脂濕法添加，但0～7 d期間高于DHA微膠囊濕法添加，7～22 d的DHA衰減率區(qū)別很明顯，DHA微膠囊干法最低，其次是DHA油脂，DHA微膠囊濕法最高。

2.3.2 樣品的POV變化

圖2為DHA不同添加方式奶粉60℃加速氧化的POV變化趨勢。POV越高，說明DHA的氧化穩(wěn)定性越差。由圖2可以看出，DHA油脂濕法添加的POV最高，DHA微膠囊干法POV最低，22 d時DHA微膠囊濕法和DHA油脂濕法的POV很接近。同時，由圖2可以反映出氫過氧化物是油脂氧化的中間產(chǎn)物，不穩(wěn)定，上升到一定程度會分解成醛、酮、酸等油脂氧化的終產(chǎn)物，因此POV的整個變化趨勢圖呈現(xiàn)上升—下降—上升的變化趨勢。

圖3 奶粉60℃加速氧化的酸值變化

2.3.3 樣品的酸值變化圖3為DHA不同添加方式奶粉60℃加速氧化的酸值變化趨勢圖，酸值反映的是樣品的酸敗程度，酸值上升表示油脂發(fā)生了酸敗。整個過程中微膠囊干法的酸值最低，且上升趨勢不明顯，說明微膠囊干法樣品的DHA沒有發(fā)生氧化酸敗。DHA油脂濕法的上升趨勢也不明顯，但稍高于微膠囊干法，而微膠囊濕法樣品的酸值前期上升緩慢，第14天時突然上升很快，

說明樣品14 d后已經(jīng)發(fā)生了較大程度的酸敗。

2.3.4 樣品的羰基值變化

圖4 奶粉60℃加速氧化的羰基值變化

圖4為DHA不同添加方式奶粉60℃加速氧化的羰基值變化趨勢圖，羰基值反映的是油脂的最終氧化程度。由圖4可以看出，微膠囊濕法和DHA油脂濕法樣品的羰基值差別不大，但均高于微膠囊干法，說明微膠囊干法的氧化穩(wěn)定性較好。

2.3.5 試驗結(jié)論

根據(jù)圖1～圖4可知，DHA微膠囊干法添加的樣品氧化穩(wěn)定性高于DHA微膠囊濕法添加，DHA油濕法添加介于二者之間，但低于DHA微膠囊干法。

表12 抗氧化劑的配比對脂肪氧化穩(wěn)定性的影響

圖5 奶粉60℃加速氧化DHA衰減率變化

2.4 抗氧化劑的影響

維生素A及其醋酸酯、維生素C制成的微膠囊或抗壞血酸棕櫚酸酯、維生素E（生育酚）都是天然抗氧化劑，具有抗氧化效果[13-15]。本實驗研究了奶粉中兩種重要的抗氧化劑抗壞血酸棕櫚酸酯(AP)和維生素E(VE)A的配比對嬰幼兒配方奶粉中DHA氧化穩(wěn)定性的影響。其中AP︰VE=1︰3表示每千克奶粉中添加了20 mg抗壞血酸棕櫚酸酯和60 mg維生素E，實驗結(jié)果如表12所示。圖5為抗氧化劑不同添加比例奶粉60℃加速氧化DHA衰減率變化。

由表12及圖5可知，比例為2︰3的樣品DHA衰減率一直低于1︰3的比例，POV、酸值、羰基值3個指標2︰3的比例也均低于1︰3的比例，因此比例為2︰3時樣品的DHA氧化穩(wěn)定性高于1︰3的比例。

3 結(jié)論

（1）DHA微膠囊干法添加的氧化穩(wěn)定性高于DHA油濕法添加，DHA微膠囊濕法添加的氧化穩(wěn)定性最低。

（2）抗壞血酸棕櫚酸酯（AP）與維生素E（VE）的比例為2︰3時DHA的氧化穩(wěn)定性高于1︰3的比例。

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Oxidation stability of DHA in Infant milk powder

REN Guo-pu1,HUANG Xing-wang1,YUE Hong2,XIAO Lian-rong2,SHEN Yan-hao1
(1.Food College of Central South University of Forestry&Technology,Changsha 410004，China;2.Hunan Avadairy Corp.Ltd.,Changsha 410200，China)

This paper studied the impact of ways to add DHA、microcapsules and antioxidants on ducosahexenoic acid（DHA）oxidation stability by measuring the DHA concentration change、peroxide value（POV）and other physical and chemical indicators in the production and storage process of Infant formula.The results show that in the accelerated oxidation experiments at 60℃,DHA oxidation stability of DHA microcapsules mixed by dry process sample was higer than that of DHA oil mixed by wet process,and DHA microcapsules mixed by wet process sample was the lowest.The DHA oxidation stability of ascorbyl palmitate(AP)and vitamin E(VE)ratio of 2∶3 was better than that ratio of 1∶3.

infant formula;DHA;oxidation

TS252.51

A

1001-2230（2011）01-0004-04

0 引言

嬰幼兒配方奶粉中的脂肪質(zhì)量分數(shù)范圍在18～31 g/100 g奶粉。嬰幼兒配方奶粉中的不飽和脂肪酸主要有亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸（ARA）、DHA等，乳品安全國家標準嬰兒配方食品GB 10765-2010及較大嬰兒和幼兒配方食品GB 10767-2010中對其有明確規(guī)定。

脂肪的氧化穩(wěn)定性主要取決于所含不飽和脂肪酸的種類和質(zhì)量分數(shù)，其中DHA是目前嬰幼兒配方奶粉中最不穩(wěn)定的不飽和脂肪酸[1，2]。DHA在微生物油脂中是以甘油三酯形式存在的，屬長鏈多烯高度不飽和脂肪酸（PUFA），極易被氧化而產(chǎn)生不良氣味[3，4]。

2010-10-31

國家十一五科技支撐計劃“農(nóng)牧交錯區(qū)奶牛養(yǎng)殖技術(shù)規(guī)范建立與高產(chǎn)核心牛群構(gòu)建”課題(2006BAD04A15)。

任國譜（1964-），男，教授，研究方向為功能性乳制品的研究。

黃興旺