母乳和嬰幼兒配方乳粉氣味研究進展

揭 良，賈宏信，陳文亮，蘇米亞

（乳業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室，上海乳業(yè)生物工程技術(shù)研究中心，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海 200436）

母乳是滿足嬰兒生命最初階段所有營養(yǎng)需求的第一和唯一的食物來源，對嬰兒來說，母乳除了在促進嬰兒生長和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育以及對2型糖尿病、高血壓、肥胖、高血脂等疾病有一定的預防作用外，對激活嬰兒吮吸進食、嬰兒食物偏好和識別母乳方面具有重要作用[1-2]。新生兒對食物的風味具有偏好性，如偏愛甜味和咸味，經(jīng)常排斥酸味和苦味以及新的食物[3]。生命的最初2 年被認為是偏好學習的敏感時期，在這段時期，嬰兒接受食物和味道的經(jīng)歷對其以后食物接受和行為很重要。在其他研究中也觀察到，母乳喂養(yǎng)的嬰兒對飲食味道的認知來源于其對母親乳汁中氣味物質(zhì)的接收，且相比非母乳喂養(yǎng)的嬰兒，母乳喂養(yǎng)的嬰兒在幼兒時期更容易接受新的食物[4]。最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，非母乳喂養(yǎng)和母乳喂養(yǎng)的嬰兒對最初喜歡的蔬菜的喜愛和攝入量沒有區(qū)別，而2 種喂養(yǎng)方式的嬰兒對最初不喜歡的蔬菜的攝入量和接受程度有顯著差異[5]。

母乳喂養(yǎng)具有人工喂養(yǎng)無法比擬的優(yōu)點，但對由于一些特殊原因而不能進行母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒，嬰幼兒配方乳粉是母乳的最佳替代品。嬰兒從母乳獲得的理想健康結(jié)果歸因于無數(shù)的生物活性營養(yǎng)成分和非營養(yǎng)成分[6]。國內(nèi)嬰幼兒乳粉的發(fā)展集中在營養(yǎng)組分細化的母乳化，如脂肪、蛋白質(zhì)的含量和結(jié)構(gòu)母乳化，其發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段：1）以牛乳為基礎加入蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)等基礎營養(yǎng)素，是母乳的簡單替代物；2）“母乳化”概念的提出，配方參考GB 10765—1989《嬰幼兒食品 嬰兒配方乳粉Ⅰ》，在第1階段的基礎上調(diào)整了其中乳清蛋白的含量，并添加了乳糖、植物油、維生素和礦物質(zhì)；3）著重于微量營養(yǎng)素的調(diào)整，配方參照GB 10765—1997《嬰幼兒食品 嬰兒配方乳粉Ⅱ》，調(diào)節(jié)乳清蛋白與酪蛋白比例，提高不飽和脂肪酸占比，使乳粉中的各營養(yǎng)素更接近母乳；4）除單純營養(yǎng)素含量母乳化外，開始對營養(yǎng)素的結(jié)構(gòu)和組成比例等進行母乳化，參考GB 10765—2010《食品安全國家標準 嬰兒配方食品》，添加乳鐵蛋白、1,3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯、核苷酸、膽堿等生物活性成分，使其含量更接近母乳[7]。嬰幼兒乳粉的發(fā)展就是模擬母乳營養(yǎng)的過程。然而，長期攝入母乳的嬰兒很難在短期內(nèi)適應嬰幼兒配方乳粉的氣味。研究母乳的氣味特征，闡明其分子組成，確定影響其氣味的決定因素是目前研究的熱點。如上所述，為了更好地使母乳氣味研究應用于嬰幼兒配方乳粉的研發(fā)，本文對母乳氣味組分研究、嬰幼兒配方乳粉氣味研究以及母乳和嬰幼兒配方乳粉氣味的影響因素進行概述。

1 母乳氣味組成和影響因素

1.1 母乳氣味組成

母乳是一種具有生物活性的液體，高度多變和復雜。除了提供乳糖、脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)成分，母乳還通過使嬰兒接觸各種化學物質(zhì)的感覺體驗來影響嬰兒對味道和食物的偏好。研究表明，新生兒口味偏好在子宮中通過羊水開始，并持續(xù)到出生后的哺乳期，最終影響以后生活中的食物選擇[8]。口味偏好是天生的，也是通過接觸習得的。早期接觸各種化學感覺體驗及營養(yǎng)食物會影響新生兒以后的飲食[9]。

通過母乳的分泌和整體成分，可以預期母乳會含有不同的氣味成分，包括從脂類氧化降解而來的化合物（如脂肪酸、醛、酮、內(nèi)酯）、氨基酸類降解物（如醛、雜環(huán)化合物）、碳水化合物降解物（如吡喃酮、呋喃酮）及其他化合物[10]。目前對乳中揮發(fā)物的綜述集中在人類鼻子可感知的成分，通過氣相色譜-嗅覺測定或質(zhì)譜法測定[11-12]。通過這些檢測方法得到的母乳揮發(fā)性組分見表1[13-16]。母乳的氣味結(jié)構(gòu)具有多樣性，大部分為醛類、酮類、烯烴類、酚類、酸類、雜環(huán)化合物和類固醇。在這些化合物中，有一系列具有脂肪氣味的物質(zhì)，如(Z)-4-庚烯醇、反-2-辛烯醛、反-2-壬醛、(2E,4E)-2,4-辛二烯醛、(E,Z)-2,4-壬二烯醛、癸酸和月桂酸，具有青草和柑橘味的物質(zhì)（己醛、辛醛），以及幾種含有內(nèi)酯基的具有水果氣味的化合物[13-14]。酸味和汗味是醋酸和丁酸造成的[15]。除此之外，還檢測到一些甜味物質(zhì)，如具有蜂蜜氣味的苯乙酸、鄰氨基苯乙酮等[16]。還有金屬、蘑菇、黃油等其他氣味。這些化合物的化學結(jié)構(gòu)如圖1所示。其可能的來源有：生物合成途徑或降解過程，如脂質(zhì)氧化、碳水化合物或氨基酸降解以及母體經(jīng)皮膚、口腔或鼻子吸入將環(huán)境中的氣味物質(zhì)轉(zhuǎn)移到乳汁中[17]。

圖1 母乳中氣味活性化合物結(jié)構(gòu)式Fig. 1 Structural formulae of odor-active compounds in human milk

表1 母乳氣味揮發(fā)物Table 1 Odorous volatiles of human milk

續(xù)表1

1.2 母乳氣味的影響因素

母乳是一種成分極其復雜的液體，也是一個動態(tài)的系統(tǒng)，其中的整體成分受許多內(nèi)源性和外源性因素影響[18]。母乳的氣味在喂養(yǎng)過程中也會發(fā)生變化，了解母乳中氣味變化的原理對研究這種變化對新生兒行為的潛在調(diào)節(jié)作用以及嬰兒嗅覺與成年人的差異具有重要意義。迄今為止，涉及氣味變化因素的證據(jù)主要包括貯藏和乳母自身因素（膳食）[19-21]。

1.2.1 低溫貯藏對母乳氣味的影響

新鮮的母乳富含營養(yǎng)和免疫抗體，是嬰兒的理想食物。然而，有時乳母必須把其母乳抽吸并貯藏起來，供以后使用，例如，當嬰兒早產(chǎn)或在醫(yī)院患病時以及職場乳母的增加，使得冷凍冷藏母乳具有巨大的需求。研究表明，和新鮮母乳相比，喂養(yǎng)冷凍貯藏約1 個月的母乳早產(chǎn)兒會產(chǎn)生更多的應激反應，如嘔吐、咳嗽等[22]。早產(chǎn)兒的喂養(yǎng)應激反應與冷凍母乳脂酶解產(chǎn)生的酸臭氣味有關(guān)[23]。因此，為了保證母乳的營養(yǎng)價值，貯藏母乳中的營養(yǎng)組分和氣味組分變化逐漸被研究。Mcdaniel等[24]通過在不同條件下對母乳樣品中的氣味組成進行測定后發(fā)現(xiàn)，貯藏會影響母乳的感官屬性。母乳貯藏在4 ℃和-19 ℃產(chǎn)生的氣味和新鮮母乳釋放的氣味具有顯著差異，嗅覺對新鮮母乳的氣味感知強度很低，其氣味特征分析結(jié)果描述為青草味、金屬味、甜味、水果味及酸味等，而在4 ℃貯藏1、3 d后，母乳氣味的整體強度增加[23]。通過對13 種目標氣味的同時定量分析顯示，(E)-2-壬烯醛、γ-壬內(nèi)酯、辛酸、癸酸和月桂酸含量在4 ℃貯藏期間增加，可能產(chǎn)生更明顯的腐臭味和汗味[17]。研究表明，不同的貯藏條件會以不同的方式影響母乳的氣味，4 ℃短時間貯藏和-80 ℃長期貯藏對母乳的氣味形態(tài)結(jié)構(gòu)只有很小的影響[25]。在-19 ℃條件下貯藏2 個月以上，會產(chǎn)生強烈的金屬臭味和魚腥味，這是由于脂質(zhì)氧化導致羰基化合物和酸類的增加，反映了母乳中（多）不飽和脂肪酸的含量較高[14]。

1.2.2 乳母狀況和飲食對母乳氣味的影響

乳母的健康飲食可以促進母親和嬰兒的健康。母乳除提供嬰兒出生后最初幾個月的唯一營養(yǎng)，其味道在很大程度上決定了嬰兒在喂養(yǎng)過程中的感官體驗[4]。氣味劑通常是親脂性的，相對分子質(zhì)量較低，可能會通過乳母飲食轉(zhuǎn)移到母乳中[26]。早期研究表明，母乳的氣味成分會因母親的飲食而有所不同[27]。Mennella等[28]為確定母親的飲食對母乳氣味特征和新生兒吮吸行為的影響進行了一系列隊列研究，發(fā)現(xiàn)乙醇、大蒜、胡蘿卜和煙草的攝入會改變母乳的風味。更多最近的研究證實了這些發(fā)現(xiàn)，Laura等[29]發(fā)現(xiàn)，乳母在食用3 g生大蒜后2～3 h檢測到其母乳中含有大蒜特征風味成分。Kirsch等[27]研究非處方藥產(chǎn)品主要成分桉樹精的氣味是否會轉(zhuǎn)移到母乳，香氣特征分析表明，在攝入100 mg桉樹精大約2 h后母乳中出現(xiàn)了類似桉樹精的氣味。Sandgruber等[30]在對哺乳期乳母膳食補充魚油的研究中發(fā)現(xiàn)，沒有氣味轉(zhuǎn)移到母乳。現(xiàn)有的證據(jù)僅限于特定的食物，不是所有的食物中的氣味化合物都通過膳食轉(zhuǎn)移到母乳中。未來需要進一步對飲食中的氣味成分在乳母體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)移特點進行分析研究。

2 嬰幼兒配方乳粉氣味及影響因素

2.1 嬰幼兒配方乳粉氣味組分

嬰幼兒配方乳粉是以乳蛋白制品為主要原料，加入適量的維生素、礦物質(zhì)和/或其他成分生產(chǎn)加工制成的。嬰幼兒配方乳粉在貯存過程中易發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生小分子的醛、酮類物質(zhì)，如氫過氧化物、己醛、戊醛、4-羥基壬烯酸和丙二醛等揮發(fā)性有機物[31-32]。嬰幼兒配方乳粉氣味可能會影響嬰幼兒對乳粉的喜好性和接受性。近年來，對嬰幼兒配方乳粉的營養(yǎng)成分一直進行不斷改良，力求使其最大限度地接近母乳，進而更符合嬰兒消化吸收和營養(yǎng)的需要。而對嬰幼兒配方乳粉氣味的研究報道尚少。為了解嬰幼兒配方乳粉的氣味組分，表2總結(jié)了本實驗室早期嬰幼兒配方乳粉揮發(fā)性氣味成分分析和嬰幼兒配方乳粉成分的相關(guān)文獻報道[33-35]。嬰幼兒配方乳粉中鑒定出的化合物主要包括醛類、酮類、醇類、硫化物和酸類，其中醛類、酮類、短鏈脂肪酸化合物可能來源于貯藏過程中的脂質(zhì)氧化或殺菌過程中的熱氧化。

表2 嬰幼兒配方乳粉氣味揮發(fā)物Table 2 Odorous volatiles of infant formula powder

續(xù)表2

2.2 嬰幼兒配方乳粉氣味影響因素

嬰幼兒配方乳粉中的揮發(fā)性風味物質(zhì)主要是在美拉德反應和脂質(zhì)氧化反應中形成的。嬰幼兒配方乳粉中乳糖和賴氨酸含量較高，生產(chǎn)過程中使用的溫度較高，包裝條件和貯藏使嬰幼兒配方乳粉容易發(fā)生美拉德反應[34]。嬰幼兒配方乳粉加工或貯藏條件是影響其氣味變化的主要原因。加工或貯藏過程中，不飽和脂肪酸易受加工條件的影響發(fā)生過氧化，形成氫過氧化物，這些初級產(chǎn)物會分解成復雜的二級脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的混合物（酸、烯烴、醛、酮和酯類）[36]。同時貯藏過程中嬰幼兒配方乳粉含有豐富的多不飽和脂肪酸，如花生四烯酸和二十二碳六烯酸極易氧化[37]。Romeu-Nadal等[37]研究避光貯藏對嬰幼兒配方乳粉氣味的影響，發(fā)現(xiàn)長時間貯藏會導致高含量的丙醛、戊醛、己醛、庚醛和壬醛。賈宏信等[35]對嬰幼兒配方乳粉貯存過程中揮發(fā)性有機物變化進行研究，結(jié)果表明，不同貯藏期的嬰幼兒配方乳粉揮發(fā)性有機物存在一定的差異性。Siefarth等[38]對18 種嬰幼兒配方乳粉進行分析，其研究顯示，嬰幼兒配方乳粉貨架初期主要體現(xiàn)脂肪味和煮熟的牛乳味，而隨著貯藏期的延長，嬰幼兒配方乳粉的金屬味、青草味、血腥味、油膩味和魚腥味越來越強烈。

3 結(jié) 語

母乳中揮發(fā)性氣味化合物主要為二次氧化產(chǎn)物和萜烯類，且受乳母飲食和貯藏溫度的影響。嬰幼兒配方乳粉中主要含有醇、醛、酮和硫化物，且硫化物只在嬰幼兒配方乳粉中檢測出。嬰幼兒乳粉貯藏、包裝和生產(chǎn)加工過程中發(fā)生的美拉德反應和脂質(zhì)氧化反應是氣味變化的主要原因。母乳喂養(yǎng)和嬰幼兒配方乳粉喂養(yǎng)的嬰兒在某種程度上接觸到不同的氣味揮發(fā)物。從嬰幼兒復雜風味體驗層面，氣味受乳母飲食影響的母乳比嬰幼兒配方乳粉更具優(yōu)勢。未來，關(guān)于受飲食影響的母乳風味的研究應重點關(guān)注母乳氣味化合物的代謝途徑。從定性和定量兩方面闡明母乳氣味改變的化學基礎，從而量化嬰兒對氣味化合物的攝入及其代謝，并探討其在嬰兒生理中的可能功能。