嬰幼兒配方乳粉中油脂的組成及其微膠囊化研究進(jìn)展

文/戴 逸 莫紅衛(wèi) 張巖春 潘麗娜 戴智勇 劉成國(guó) 周 輝*

〔1 澳優(yōu)乳業(yè)（中國(guó)）有限公司；2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院﹞

母乳是嬰幼兒喂養(yǎng)的黃金標(biāo)準(zhǔn)，母乳喂養(yǎng)對(duì)母嬰雙方的健康都有益處。母乳中脂肪酸的組成和含量隨地域、人種、飲食不同而存在很大的差異，但它們又具有一些共同特點(diǎn)。在母乳脂肪酸的組成中，36.37%～42.83%是飽和脂肪酸，而棕櫚酸（C16∶0）是母乳中最主要的飽和脂肪酸，約占總脂肪含量的20%，為嬰兒提供約10%的能量。單不飽和脂肪酸的含量為37.19%～44.01%，多不飽和脂肪酸的含量占總脂肪含量的20%～30%[1]。母乳中飽和脂肪酸的組成、含量及其在甘油三酯中的位置分布也影響其功能的發(fā)揮。

母乳是嬰幼兒食品的最理想來(lái)源，包含嬰兒生長(zhǎng)發(fā)育中所需要的各種營(yíng)養(yǎng)成分。當(dāng)嬰幼兒無(wú)法進(jìn)行正常的母乳喂養(yǎng)或母乳喂養(yǎng)不足時(shí)，嬰幼兒配方產(chǎn)品就成為一種較為理想的選擇[2，3]。嬰幼兒配方乳粉作為目前營(yíng)養(yǎng)成分最接近母乳的一種營(yíng)養(yǎng)替代品，其脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)可占18%～31%，這些脂肪主要來(lái)自植物油和牛乳脂肪，脂肪酸的組成如果既符合總脂肪酸組成特點(diǎn)，同時(shí)也符合sn-2位脂肪酸分布特點(diǎn)，則嬰兒能夠很好地吸收其營(yíng)養(yǎng)成分，并滿足生長(zhǎng)發(fā)育需要[4]。

1 嬰幼兒配方乳粉中的脂肪酸

母乳脂肪產(chǎn)能較高，提供嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所需的主要能量。棕櫚酸是母乳中最重要的飽和脂肪酸。研究顯示，母乳中的脂肪酸有17%～25%為棕櫚酸，其中約有70%的棕櫚酸主要酯化在甘油三酯的sn-2位上，而配方乳粉主要是以牛乳作為原料，大部分乳粉是以添加棕櫚油為棕櫚酸主要來(lái)源，而在脂肪酸的結(jié)構(gòu)方面，牛乳脂肪和植物油中的棕櫚酸主要是酯化在甘油三酯的sn-1位和sn-3位。因此，母乳與配方乳粉在脂肪酸的結(jié)構(gòu)上存在差異，這對(duì)于嬰幼兒的營(yíng)養(yǎng)吸收具有很大的影響。

OPO結(jié)構(gòu)脂肪（1，3-二油酸2-棕櫚酸甘油三酯）是脂肪母乳化的新進(jìn)程。結(jié)構(gòu)脂OPO實(shí)際上就是一種結(jié)構(gòu)化脂肪，通過(guò)酶法酯交換或酸解反應(yīng)來(lái)模擬母乳脂質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，改變普通乳粉中油脂原料棕櫚酸的位置，使其被酯化到甘油主鏈上的sn-2的位置上，生成OPO母乳模擬脂肪，使其更接近母乳水平。在嬰幼兒配方乳粉中使用OPO結(jié)構(gòu)脂肪，使得其脂肪酸的組成、結(jié)構(gòu)以及sn-2位棕櫚酸的含量更接近母乳，可以減少嬰幼兒腸道中脂肪和鈣的流失，促進(jìn)嬰幼兒對(duì)脂肪酸和鈣的吸收，能夠避免形成鈣皂，從而改善嬰幼兒腸道健康以及便秘等消化問(wèn)題，使得嬰幼兒的骨骼礦物質(zhì)含量接近自然水平，可以促進(jìn)骨骼發(fā)育。

母乳化脂肪是根據(jù)母乳脂肪及脂肪酸組成及其應(yīng)用特點(diǎn)，將椰子油、大豆油、低芥酸菜籽油、葵花籽油和棕櫚油等植物油脂進(jìn)行合理調(diào)配，使油酸、亞油酸和α-亞麻酸等不飽和脂肪酸組成接近母乳，并含有嬰兒大腦和視力生長(zhǎng)發(fā)育需要的DHA（二十二碳六烯酸）和ARA（二十碳四烯酸），形成科學(xué)的母乳化脂肪調(diào)和油配方。嬰幼兒配方產(chǎn)品中的脂質(zhì)通常由椰子油、棕櫚油、大豆油、菜籽油、葵花籽油等復(fù)合而成。椰子油是脂肪鏈相對(duì)較短的飽和脂質(zhì)的來(lái)源,，棕櫚油是長(zhǎng)鏈飽和脂質(zhì)的來(lái)源，大豆油和菜籽油可以提供多不飽和脂質(zhì)，葵花籽油能提供單不飽和脂肪酸[5，6]。

2 微膠囊技術(shù)

不飽和脂肪酸接觸外界空氣氧易發(fā)生氧化降解反應(yīng)，使其喪失生理功效，產(chǎn)生有害的氧化產(chǎn)物和異味，不僅嬰幼兒會(huì)拒絕食用，更重要會(huì)危害嬰幼兒的身體健康。

通過(guò)特殊的方法，利用天然或合成的高分子材料包覆固體、液體甚至氣體物質(zhì)，制成有囊壁的微型膠囊以及保留或截留其它物質(zhì)的微粒，從而達(dá)到保護(hù)、控釋等效果，這一過(guò)程稱為微膠囊化。而應(yīng)用微膠囊化技術(shù)，將嬰幼兒可食用的植物蛋白和糖類作為壁材，將易氧化變質(zhì)的植物油包埋起來(lái)，可以讓不飽和脂肪酸與外界的環(huán)境分隔開(kāi)，避免與空氣接觸從而導(dǎo)致功能性脂肪酸的氧化，延緩其氧化酸敗。微膠囊技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）抑制揮發(fā)損失；（2）具有控制釋放作用；（3）掩蓋不良?xì)馕?；?）保護(hù)敏感性成分；（5）改變形態(tài)；（6）增溶和改善乳化分散作用。

微膠囊化的營(yíng)養(yǎng)油作為食品配料可應(yīng)用于嬰幼兒乳制品、米粉、米糊以及其它嬰幼兒產(chǎn)品。在生產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉時(shí)，可用微膠囊營(yíng)養(yǎng)油替代液體植物油直接與生產(chǎn)配方乳粉中的其它基料混合。也可將微膠囊營(yíng)養(yǎng)油直接加入液體乳品中，將其攪拌溶化，經(jīng)高溫殺菌噴霧干燥后包裝，以保證食品營(yíng)養(yǎng)成分的保存和提高溶解性，改善口感和表觀[7]。

3 微膠囊化的研究進(jìn)展

目前在國(guó)內(nèi)外的大部分嬰幼兒配方產(chǎn)品生產(chǎn)中，通常采用微膠囊技術(shù)對(duì)多不飽和脂肪酸進(jìn)行包埋，從而減緩多不飽和脂肪酸的氧化過(guò)程。

武建剛等[8]對(duì)玉米油、葵花籽油、大豆油、亞麻油、花生油、椰子油等植物油脂中的脂肪酸進(jìn)行測(cè)定，并利用Matlab軟件得出母乳化脂肪的配方，并對(duì)混合油脂進(jìn)行了微膠囊包埋的工藝研究。研究結(jié)果表明，采用脫鹽乳清粉和乳糖作為壁材，單甘酯和卵磷脂復(fù)配作為乳化劑，經(jīng)噴霧干燥后，混合油脂的微膠囊化效率為84.5%。

解秀娟等[9]以變性淀粉為壁材，對(duì)藻油DHA進(jìn)行了包埋，得到的微膠囊包埋率在99%以上，并將DHA微膠囊應(yīng)用于液態(tài)奶的生產(chǎn)中，表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。鐘惠昌[10，11]對(duì)DHA藻油分別利用變性淀粉、阿拉伯膠、乳清分離蛋白進(jìn)行包埋，得到包埋率為98.78%的微膠囊。鹿保鑫等[12]和郭智軍等[13]分別對(duì)α-亞麻酸進(jìn)行微膠囊化研究，利用海藻糖和亞麻膠作為壁材，得到包埋率較高的微膠囊。沈雷等[14]以變性淀粉、酪蛋白、蔗糖作為壁材，對(duì)花生四烯酸進(jìn)行包埋，微膠囊包埋率可達(dá)到93.26%。陳琳等[15]以辛烯基琥珀酸淀粉酯作為壁材，對(duì)紫蘇油進(jìn)行包埋，微膠囊包埋率可達(dá)到98%以上。葛昕等[16]以大豆分離蛋白、麥芽糊精作為壁材，對(duì)茶籽油進(jìn)行包埋，得到的包埋率在86%以上。除對(duì)單一油脂進(jìn)行包埋以外，還有學(xué)者對(duì)混合油脂包埋進(jìn)行了研究。熊華等[17]以乳糖、麥芽糊精、酪蛋白為壁材，對(duì)玉米油、大豆油、棕櫚油、DHA等混合油脂進(jìn)行包埋，得到包埋效果較好的微膠囊。

韓露露[18]以嬰幼兒可食用的大豆分離蛋白和麥芽糊精作為復(fù)合壁材，以大豆卵磷脂為乳化劑，采用噴霧干燥法制備微膠囊化營(yíng)養(yǎng)油，得到微膠囊化效率為91%，微膠囊產(chǎn)率達(dá)到96%以上。

乳化噴霧干燥法是脂肪酸微膠囊化研究和生產(chǎn)中運(yùn)用最多，也是應(yīng)用最成功的功能性脂肪酸微膠囊化的方法，在目前食品商業(yè)生產(chǎn)和實(shí)際中廣泛應(yīng)用。乳化噴霧干燥法微膠囊化功能性脂肪酸主要還需要考慮兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，即適合壁材的選擇和微膠囊工藝參數(shù)的優(yōu)化。

油脂是油溶性芯材，應(yīng)采用水溶性壁材，選用一種或幾種復(fù)合的壁材進(jìn)行包覆。包埋油脂的微膠囊化壁材主要有：變性淀粉、麥芽糊精、蔗糖、環(huán)糊精、阿拉伯膠、黃原膠、乳糖、殼聚糖、海藻糖、亞麻膠、酪蛋白和大豆分離蛋白、乳清分離蛋白等。油脂的微膠囊化壁材中變性淀粉具備親水、親油雙重性質(zhì)，具有良好的成膜性和乳化性；黃原膠、阿拉伯膠和殼聚糖具有優(yōu)良的乳化性，麥芽糊精、蔗糖和環(huán)糊精具有黏度低、溶解度高等優(yōu)點(diǎn)。而采用蛋白質(zhì)作為壁材的主要原因在于蛋白質(zhì)的乳化性質(zhì)，能夠形成具有良好彈性的界面膜。以碳水化合物和蛋白質(zhì)為主要壁材再?gòu)?fù)配一些其它乳化劑和抗氧化劑是油脂微膠囊化的研究重點(diǎn)。

4 小結(jié)

母乳作為嬰幼兒成長(zhǎng)中最理想的食物，是嬰幼兒營(yíng)養(yǎng)的最佳來(lái)源。因此，在嬰幼兒配方乳粉中，脂肪酸的組成也應(yīng)該以母乳作為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)母乳的攝入量來(lái)計(jì)算嬰幼兒對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求，然后利用這些數(shù)據(jù)以及營(yíng)養(yǎng)素的均衡搭配設(shè)計(jì)嬰兒配方產(chǎn)品的最佳組成。參照其甘油三酯獨(dú)特的脂肪酸組成、含量及位置分布進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇OPO結(jié)構(gòu)脂肪進(jìn)行配制，使其在脂肪酸的組成、結(jié)構(gòu)以及含量更接近于母乳的組成，從而使得嬰幼兒能夠更好地消化和吸收營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)嬰幼兒的生長(zhǎng)發(fā)育。

嬰幼兒配方乳粉是嬰幼兒主要的食物能量來(lái)源，對(duì)嬰幼兒的生長(zhǎng)發(fā)育起著至關(guān)重要的作用。不僅膳食中脂質(zhì)的研究十分重要，這些脂質(zhì)在組織內(nèi)的提供和利用方式也將促進(jìn)膳食中脂質(zhì)的創(chuàng)新研究。嬰幼兒的營(yíng)養(yǎng)中對(duì)脂肪酸的研究和發(fā)展進(jìn)步，將對(duì)未來(lái)嬰幼兒配方產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展也起著重要的作用。

由于油脂的氧化問(wèn)題是食品工業(yè)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題，脂肪酸的氧化直接導(dǎo)致乳粉品質(zhì)的下降，對(duì)嬰幼兒的生長(zhǎng)和發(fā)育將產(chǎn)生嚴(yán)重危害。而在嬰幼兒配方乳粉中添加微膠囊化營(yíng)養(yǎng)油，使得脂肪酸與空氣隔離，可以保證配方乳粉的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量和食用安全。隨著微膠囊技術(shù)的不斷發(fā)展，將微膠囊技術(shù)應(yīng)用于食品工業(yè)，極大地推動(dòng)了食品工程的發(fā)展，解決了許多傳統(tǒng)工藝的問(wèn)題。例如食品工業(yè)中的油脂、食用配料、添加劑和一些具有生物活性的物質(zhì)的添加，可以通過(guò)微膠囊技術(shù)加以保護(hù)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

當(dāng)前，我國(guó)的微膠囊技術(shù)仍處于一個(gè)發(fā)展階段，微膠囊化技術(shù)也是21世紀(jì)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的高新技術(shù)之一，根據(jù)市場(chǎng)的需求以及我國(guó)目前微膠囊技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)一步對(duì)微膠囊技術(shù)的理論研究和實(shí)踐發(fā)展具有重要而深遠(yuǎn)的意義，同時(shí)推動(dòng)微膠囊技術(shù)在食品工業(yè)中的研究應(yīng)用也有利于食品行業(yè)特別是乳制品行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

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