配方粉中脂溶性維生素穩(wěn)定性分析研究

孫健，王青云，王帥

（黑龍江省完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司，哈爾濱 150090）

維生素是維持機(jī)體正常生理功能所必需的一類營養(yǎng)素，根據(jù)其溶解特性的不同，通常情況下將其分為水溶性維生素和脂溶性維生素兩類。脂溶性維生素包括維生素A、維生素D、維生素E和維生素K，可溶于脂肪和脂溶劑，不溶于水，長期過量攝入可造成大量積蓄而引起中毒[1]。與水溶性維生素一樣，脂溶性維生素一般不能在人體內(nèi)合成或者合成數(shù)量不足，必須通過外界攝取得到補(bǔ)充，因此，多數(shù)食品中都對(duì)維生素進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)化[2]。由于維生素的穩(wěn)定性受多種因素的共同制約和影響，在滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和合理攝入需求的基礎(chǔ)上，如何評(píng)估配方粉中各類維生素的穩(wěn)定性就顯得非常重要。

配方粉中脂溶性維生素的穩(wěn)定性受前期生產(chǎn)工藝和后期貯存環(huán)境影響較大，合理的生產(chǎn)工藝控制和適宜的貯存條件是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。生產(chǎn)加工過程中，光、熱、酸、堿、氧等都能引起維生素的損失[3]。貯存過程中，在不同環(huán)境因素影響下，其營養(yǎng)成分會(huì)表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性差異，甚至發(fā)生持續(xù)損失的情況[4,5]。柳陽陽等研究發(fā)現(xiàn)，在低溫、避光條件下保存，強(qiáng)化乳制品中的維生素A利用率高[6]；徐煒等研究發(fā)現(xiàn)，高溫是影響維生素E穩(wěn)定性的重要因素之一，低溫時(shí)維生素E穩(wěn)定性良好[7]。本文對(duì)影響其穩(wěn)定性的各種因素進(jìn)行了更為深入細(xì)致的研究，以期保證配方粉中各種脂溶性維生素的含量在各個(gè)階段均能滿足預(yù)期設(shè)定目標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 主要原料

全脂乳粉：黑龍江省完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司；脂溶性維生素預(yù)混料：北京金康普食品科技有限公司；乳糖：美國LEPRINO公司。

脂溶性維生素預(yù)混料中，維生素A的化合物來源為醋酸視黃酯；維生素D的化合物來源為膽鈣化醇；維生素E的化合物來源為dl-α-醋酸生育酚；維生素K的化合物來源為植物甲萘醌。

1.2 主要檢測(cè)試劑

脂溶性維生素標(biāo)準(zhǔn)品：德國DrEhrenstorfer；無水乙醇：北京迪馬科技；氫氧化鉀：天津科密歐；淀粉酶：美國西格瑪。

1.3 主要儀器設(shè)備

高效液相色譜儀（帶熒光檢測(cè)器）、恒溫水浴振蕩器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、分析天平、氮吹儀、紫外分光光度計(jì)。

1.4 過程及方法

1.4.1 試驗(yàn)過程

配方粉生產(chǎn)加工過程中，為保證營養(yǎng)素具有良好的分散性，通常采用濕法工藝添加脂溶性維生素。在明確配方粉中各脂溶性維生素初始理論值的情況下，分別對(duì)不同受熱時(shí)間、不同光照強(qiáng)度以及不同貯存溫度和濕度條件下各營養(yǎng)素的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試研究。試驗(yàn)過程中，每種維生素采取三點(diǎn)取樣的方式進(jìn)行驗(yàn)證。

1.4.2 測(cè)定方法

依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中維生素A、D、E的測(cè)定》和《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中維生素K1的測(cè)定》規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)分析，每個(gè)試驗(yàn)樣品進(jìn)行2次平行檢測(cè)，以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用one-way ANOVA（單因素方差分析）中Duncan's法進(jìn)行分析，設(shè)定顯著性水平為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 受熱時(shí)間對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響

將全脂乳粉、乳糖以及脂溶性維生素預(yù)混料等原輔料用40～50℃溫水充分溶解，在殺菌、濃縮、噴霧干燥等后續(xù)其他生產(chǎn)工藝條件相同情況下，分別對(duì)比分析料液經(jīng)過45min水合過程和未經(jīng)過45min水合過程所得的配方粉樣品中脂溶性維生素含量變化情況。結(jié)果如圖1所示。

圖1 受熱時(shí)間對(duì)維生素穩(wěn)定性影響情況

通過圖1可以看出，采用濕法工藝進(jìn)行生產(chǎn)加工，配方粉中脂溶性維生素的穩(wěn)定性隨受熱時(shí)間的變化表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。其中，維生素A的穩(wěn)定性受此條件影響最為顯著，其損失率由未經(jīng)過長時(shí)間受熱的19.8%變?yōu)榻?jīng)過長時(shí)間受熱后的36.3%；維生素D、維生素E和維生素K在40～50℃的溫度條件下，其穩(wěn)定性受受熱時(shí)間影響變化規(guī)律不明顯。因此，在配方粉生產(chǎn)加工過程中，可考慮在噴粉工藝前端加入脂溶性維生素，以盡量縮短受熱時(shí)間對(duì)其產(chǎn)生的影響。

2.2 光照對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響

圖2 光照條件對(duì)維生素穩(wěn)定性影響情況

選取經(jīng)過測(cè)定分析后的同一配方粉樣品，在光照充足條件下分別采用透明包裝袋和避光包裝袋兩種方式進(jìn)行充氮包裝（包裝后確保氧氣殘留量小于3.0%），所得樣品經(jīng)過48h室溫條件貯存后，測(cè)定其脂溶性維生素含量變化情況。結(jié)果如圖2所示。通過圖2可以看出，在包裝形式和貯存環(huán)境相同的條件下，配方粉樣品中脂溶性維生素的穩(wěn)定性隨光照因素的影響表現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。其中，維生素D和維生素K受光照條件影響最為顯著且衰減率較為相似，經(jīng)過48h光照后，維生素D的最高留存率僅為64.1%，維生素K的留存率不足70.0%；而維生素E極為穩(wěn)定，留存率超過85.0%。因此，在配方粉包裝過程中，需盡可能選擇阻光阻氧的包裝材質(zhì)，以降低光照因素對(duì)其產(chǎn)生的影響。

2.3 貯存溫濕度對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響

圖3 貯存溫濕度對(duì)維生素穩(wěn)定性影響情況

選取經(jīng)過測(cè)定分析后的同一配方粉樣品，采用鍍鋁膜包裝袋進(jìn)行充氮包裝（確保氧氣殘留量小于3.0%），將所得樣品分別置于溫度25±2℃、相對(duì)濕度40%±5%和溫度37±2℃、相對(duì)濕度75%±5%的恒溫恒濕樣品箱內(nèi)，經(jīng)過3個(gè)月后測(cè)定樣品中脂溶性維生素含量變化情況。結(jié)果如圖3所示。

通過圖3可以看出，在后期貯存過程中，配方粉樣品中維生素A、維生素D和維生素E的穩(wěn)定性受貯存環(huán)境影響較大，經(jīng)過三個(gè)月貯存后，均發(fā)生不同程度衰減。高溫高濕條件下，維生素A、維生素D和維生素E的衰減率分別為22.9%、20.1%和21.3%。低溫低濕條件下，維生素A、維生素D和維生素E的衰減率均未超過5.0%；在兩種不同貯存條件下，維生素K的穩(wěn)定性相對(duì)較好。因此，配方粉在后期貯存過程中，除需要選取適宜的包裝材質(zhì)外，還應(yīng)盡可能選擇低溫、干燥的環(huán)境進(jìn)行保存。

3 結(jié)論

（1） 在配方粉前期生產(chǎn)加工過程中，受熱時(shí)間對(duì)脂溶性維生素的穩(wěn)定性均有不同程度影響，其中對(duì)維生素A影響最顯著，最高損失率為36.3%。

（2） 在配方粉后期貯存過程中，光照強(qiáng)度對(duì)脂溶性維生素的穩(wěn)定性均有不同程度影響，其中對(duì)維生素D影響最顯著，最高留存率僅為64.1%。

（3） 在配方粉后期貯存過程中，貯存溫度對(duì)維生素A、維生素D、維生素E的穩(wěn)定性均有不同程度影響，在高溫高濕條件下，其衰減率均超過20%。

（4） 在配方粉前期生產(chǎn)加工和后期貯存過程中，綜合考慮配方組成等各種因素對(duì)脂溶性維生素穩(wěn)定性的影響，其中維生素K受外界影響因素最少，其穩(wěn)定性相對(duì)最好。

（5） 在配方粉前期生產(chǎn)加工和后期貯存過程中，為保證各脂溶性維生素具有良好的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量縮短加工受熱時(shí)間，同時(shí)采用避光容器包裝，并在陰涼干燥的環(huán)境下貯存。