母乳和嬰幼兒配方乳粉氣味研究進(jìn)展

揭 良，賈宏信，陳文亮，蘇米亞

（乳業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(mǎn)足嬰兒生命最初階段所有營(yíng)養(yǎng)需求的第一和唯一的食物來(lái)源，對(duì)嬰兒來(lái)說(shuō)，母乳除了在促進(jìn)嬰兒生長(zhǎng)和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育以及對(duì)2型糖尿病、高血壓、肥胖、高血脂等疾病有一定的預(yù)防作用外，對(duì)激活嬰兒吮吸進(jìn)食、嬰兒食物偏好和識(shí)別母乳方面具有重要作用[1-2]。新生兒對(duì)食物的風(fēng)味具有偏好性，如偏愛(ài)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(rèn)為是偏好學(xué)習(xí)的敏感時(shí)期，在這段時(shí)期，嬰兒接受食物和味道的經(jīng)歷對(duì)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(duì)飲食味道的認(rèn)知來(lái)源于其對(duì)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(shí)期更容易接受新的食物[4]。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，非母乳喂養(yǎng)和母乳喂養(yǎng)的嬰兒對(duì)最初喜歡的蔬菜的喜愛(ài)和攝入量沒(méi)有區(qū)別，而2 種喂養(yǎng)方式的嬰兒對(duì)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(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)由于一些特殊原因而不能進(jìn)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(wú)數(shù)的生物活性營(yíng)養(yǎng)成分和非營(yíng)養(yǎng)成分[6]。國(guó)內(nèi)嬰幼兒乳粉的發(fā)展集中在營(yíng)養(yǎng)組分細(xì)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(gè)階段：1）以牛乳為基礎(chǔ)加入蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素和礦物質(zhì)等基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)素，是母乳的簡(jiǎn)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(chǔ)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(yíng)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(yíng)養(yǎng)素更接近母乳；4）除單純營(yíng)養(yǎng)素含量母乳化外，開(kāi)始對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的結(jié)構(gòu)和組成比例等進(jìn)行母乳化，參考GB 10765—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 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(yíng)養(yǎng)的過(guò)程。然而，長(zhǎng)期攝入母乳的嬰兒很難在短期內(nèi)適應(yīng)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(diǎn)。如上所述，為了更好地使母乳氣味研究應(yīng)用于嬰幼兒配方乳粉的研發(fā)，本文對(duì)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(jìn)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(fù)雜。除了提供乳糖、脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，母乳還通過(guò)使嬰兒接觸各種化學(xué)物質(zhì)的感覺(jué)體驗(yàn)來(lái)影響嬰兒對(duì)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(guò)羊水開(kāi)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]?？谖镀檬翘焐模彩峭ㄟ^(guò)接觸習(xí)得的。早期接觸各種化學(xué)感覺(jué)體驗(yàn)及營(yíng)養(yǎng)食物會(huì)影響新生兒以后的飲食[9]。

通過(guò)母乳的分泌和整體成分，可以預(yù)期母乳會(huì)含有不同的氣味成分，包括從脂類(lèi)氧化降解而來(lái)的化合物（如脂肪酸、醛、酮、內(nèi)酯）、氨基酸類(lèi)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(duì)乳中揮發(fā)物的綜述集中在人類(lèi)鼻子可感知的成分，通過(guò)氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)定或質(zhì)譜法測(cè)定[11-12]。通過(guò)這些檢測(cè)方法得到的母乳揮發(fā)性組分見(jiàn)表1[13-16]。母乳的氣味結(jié)構(gòu)具有多樣性，大部分為醛類(lèi)、酮類(lèi)、烯烴類(lèi)、酚類(lèi)、酸類(lèi)、雜環(huán)化合物和類(lèi)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(cè)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(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其可能的來(lái)源有：生物合成途徑或降解過(guò)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(fù)雜的液體，也是一個(gè)動(dòng)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(guò)程中也會(huì)發(fā)生變化，了解母乳中氣味變化的原理對(duì)研究這種變化對(duì)新生兒行為的潛在調(diào)節(jié)作用以及嬰兒嗅覺(jué)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(duì)母乳氣味的影響

新鮮的母乳富含營(yíng)養(yǎng)和免疫抗體，是嬰兒的理想食物。然而，有時(shí)乳母必須把其母乳抽吸并貯藏起來(lái)，供以后使用，例如，當(dāng)嬰兒早產(chǎn)或在醫(yī)院患病時(shí)以及職場(chǎng)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(gè)月的母乳早產(chǎn)兒會(huì)產(chǎn)生更多的應(yīng)激反應(yīng)，如嘔吐、咳嗽等[22]。早產(chǎn)兒的喂養(yǎng)應(yīng)激反應(yīng)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值，貯藏母乳中的營(yíng)養(yǎng)組分和氣味組分變化逐漸被研究。Mcdaniel等[24]通過(guò)在不同條件下對(duì)母乳樣品中的氣味組成進(jìn)行測(cè)定后發(fā)現(xiàn)，貯藏會(huì)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(jué)對(duì)新鮮母乳的氣味感知強(qiáng)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(qiáng)度增加[23]。通過(guò)對(duì)13 種目標(biāo)氣味的同時(shí)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(huì)以不同的方式影響母乳的氣味，4 ℃短時(shí)間貯藏和-80 ℃長(zhǎng)期貯藏對(duì)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(gè)月以上，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的金屬臭味和魚(yú)腥味，這是由于脂質(zhì)氧化導(dǎo)致羰基化合物和酸類(lèi)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(duì)母乳氣味的影響

乳母的健康飲食可以促進(jìn)母親和嬰兒的健康。母乳除提供嬰兒出生后最初幾個(gè)月的唯一營(yíng)養(yǎng)，其味道在很大程度上決定了嬰兒在喂養(yǎng)過(guò)程中的感官體驗(yàn)[4]。氣味劑通常是親脂性的，相對(duì)分子質(zhì)量較低，可能會(huì)通過(guò)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(huì)因母親的飲食而有所不同[27]。Mennella等[28]為確定母親的飲食對(duì)母乳氣味特征和新生兒吮吸行為的影響進(jìn)行了一系列隊(duì)列研究，發(fā)現(xiàn)乙醇、大蒜、胡蘿卜和煙草的攝入會(huì)改變母乳的風(fēng)味。更多最近的研究證實(shí)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(cè)到其母乳中含有大蒜特征風(fēng)味成分。Kirsch等[27]研究非處方藥產(chǎn)品主要成分桉樹(shù)精的氣味是否會(huì)轉(zhuǎn)移到母乳，香氣特征分析表明，在攝入100 mg桉樹(shù)精大約2 h后母乳中出現(xiàn)了類(lèi)似桉樹(shù)精的氣味。Sandgruber等[30]在對(duì)哺乳期乳母膳食補(bǔ)充魚(yú)油的研究中發(fā)現(xiàn)，沒(méi)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(guò)膳食轉(zhuǎn)移到母乳中。未來(lái)需要進(jìn)一步對(duì)飲食中的氣味成分在乳母體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)移特點(diǎn)進(jìn)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(guò)程中易發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生小分子的醛、酮類(lèi)物質(zhì)，如氫過(guò)氧化物、己醛、戊醛、4-羥基壬烯酸和丙二醛等揮發(fā)性有機(jī)物[31-32]。嬰幼兒配方乳粉氣味可能會(huì)影響嬰幼兒對(duì)乳粉的喜好性和接受性。近年來(lái)，對(duì)嬰幼兒配方乳粉的營(yíng)養(yǎng)成分一直進(jìn)行不斷改良，力求使其最大限度地接近母乳，進(jìn)而更符合嬰兒消化吸收和營(yíng)養(yǎng)的需要。而對(duì)嬰幼兒配方乳粉氣味的研究報(bào)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(shí)驗(yàn)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(xiàn)報(bào)道[33-35]。嬰幼兒配方乳粉中鑒定出的化合物主要包括醛類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)、硫化物和酸類(lèi)，其中醛類(lèi)、酮類(lèi)、短鏈脂肪酸化合物可能來(lái)源于貯藏過(guò)程中的脂質(zhì)氧化或殺菌過(guò)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(fēng)味物質(zhì)主要是在美拉德反應(yīng)和脂質(zhì)氧化反應(yīng)中形成的。嬰幼兒配方乳粉中乳糖和賴(lài)氨酸含量較高，生產(chǎn)過(guò)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(yīng)[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(guò)程中，不飽和脂肪酸易受加工條件的影響發(fā)生過(guò)氧化，形成氫過(guò)氧化物，這些初級(jí)產(chǎn)物會(huì)分解成復(fù)雜的二級(jí)脂質(zhì)氧化產(chǎn)物的混合物（酸、烯烴、醛、酮和酯類(lèi)）[36]。同時(shí)貯藏過(guò)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(duì)嬰幼兒配方乳粉氣味的影響，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間貯藏會(huì)導(dǎo)致高含量的丙醛、戊醛、己醛、庚醛和壬醛。賈宏信等[35]對(duì)嬰幼兒配方乳粉貯存過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)物變化進(jìn)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(jī)物存在一定的差異性。Siefarth等[38]對(duì)18 種嬰幼兒配方乳粉進(jìn)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(zhǎng)，嬰幼兒配方乳粉的金屬味、青草味、血腥味、油膩味和魚(yú)腥味越來(lái)越強(qiáng)烈。

3 結(jié) 語(yǔ)

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(lèi)，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(cè)出。嬰幼兒乳粉貯藏、包裝和生產(chǎn)加工過(guò)程中發(fā)生的美拉德反應(yīng)和脂質(zhì)氧化反應(yīng)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(fù)雜風(fēng)味體驗(yàn)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(shì)。未來(lái)，關(guān)于受飲食影響的母乳風(fēng)味的研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注母乳氣味化合物的代謝途徑。從定性和定量?jī)煞矫骊U明母乳氣味改變的化學(xué)基礎(chǔ)，從而量化嬰兒對(duì)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。