取樣方法對嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素分析的影響

孔維恒,郭錚蕾,富宏坤,高威,陶雨風*

1(中國海關科學技術研究中心,北京,100026) 2(中國合格評定國家認可委員會,北京,100062)

嬰幼兒配方乳粉作為母乳的直接替代品[1-4],不僅可以提供嬰幼兒日常的能量攝入,還可以滿足嬰幼兒生長營養(yǎng)成分的需求[5-8]。為了滿足嬰幼兒營養(yǎng)的均衡和多元化,嬰幼兒配方乳粉中經(jīng)常添加一些必需的微量元素,如鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、銅、鋅等[9-13]。營養(yǎng)元素的含量及比例對嬰幼兒身體健康有著至關重要的作用[14-16]。在現(xiàn)行標準中,嬰幼兒配方乳粉中營養(yǎng)元素的測定方法均為混勻后直接取樣[17-18]。但由于樣品均一度差異較大,部分樣品實際檢測時,很難混合均勻。因此可能導致多次測定結(jié)果差異較大,測定結(jié)果精密度差[19-20]。

本文通過選用直接和沖調(diào)均衡后2種取樣方式,對國內(nèi)外嬰幼兒配方乳粉進行營養(yǎng)元素測定。結(jié)果表明,不同取樣方式對嬰幼兒配方乳粉檢測結(jié)果和測定準確度影響較大。研究結(jié)論可為準確測定嬰幼兒奶粉中鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、銅、鋅含量提供參考依據(jù)。同時提示,未來檢測方法標準制定中應明確規(guī)定實驗室二次取樣要求,力求使檢測樣品具有代表性。

1 材料與方法

1.1 標準物質(zhì)

鉀單元素溶液標準物質(zhì)(GNM-SK-001-2013)：10 000 μg/mL、鈣單元素溶液標準物質(zhì)(GNM-SCA-001-2013)：10 000 μg/mL、鈉單元素溶液標準物質(zhì)(GNM-SNA-001-2013)：10 000 μg/mL、鎂單元素溶液標準物質(zhì)(GNM-SMG-001-2013)：10 000 μg/mL、鐵單元素溶液標準物質(zhì)(GBW08616)：1 000 μg/mL、銅單元素溶液標準物質(zhì)(GBW08615)：1 000 μg/mL、鋅單元素溶液標準物質(zhì)(GBW08620)：1 000 μg/mL,中國計量科學研究院。

1.2 試劑

硝酸(優(yōu)級純),北京化學試劑所;氬氣(≥99.995%)或液氬,北京埃瑞普斯科技有限公司;電阻率為18.2 MΩ·cm的超純水,北京德泉興業(yè)有限公司。

1.3 儀器

TOPEX微波消解儀(配有聚四氟乙烯消解內(nèi)管)，中國屹堯；ICP-OES iCAP 7400 Duo 電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜儀, Thermo；MEA-3 可調(diào)式控溫電熱板，北京京北德工貿(mào)有限公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 前處理方法

采用微波消解的前處理方式,取0.5 g(或相當于含0.5 g的液體)(精確至0.001 g)樣品于微波消解內(nèi)罐中,加入10 mL硝酸,加蓋放置24 h(嬰幼兒配方乳粉蛋白含量高,所以浸泡時間至少24 h),旋緊外套,放入微波消解儀內(nèi)(消解參考條件見表1),消解完成后,冷卻至室溫,緩慢旋松外套,取出內(nèi)罐,用少量水清洗內(nèi)罐、內(nèi)蓋,合并洗液于25 mL容量瓶中,混勻備用,同時做空白試驗。

表1 樣品微波消解參考條件Table 1 Reference conditions for microwave digestion of sample

1.4.2 檢測方法

參照國家標準GB 5009.268—2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》中第二法電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)對采集的所有嬰幼兒配方乳粉樣品進行7種營養(yǎng)元素的含量測定。

配制標準采用有證標準物質(zhì),鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、銅、鋅單元素標準溶液,用(5+95)硝酸溶液逐級稀釋配制成標準溶液系列,最終標準系列液中鉀、鈣、鈉、鎂元素質(zhì)量濃度為0、5.00、20.00、50.00、80.00、100 mg/L;鐵、鋅元素質(zhì)量濃度為0、0.25、1.00、2.50、4.00、5.00 mg/L;銅元素質(zhì)量濃度分別為0、0.0250、0.100、0.250、0.400、0.500 mg/L,以元素的特征譜線波長定性,待測元素譜線信號強度與元素濃度呈正比進行定量分析。儀器操作參考條件見表2,待測元素分析譜線見表3。

表2 ICP-OES操作參考條件Table 2 Reference conditions for ICP-OES operation

表3 待測元素分析譜線Table 3 Spectral lines of tested elements

2 結(jié)果與分析

2.1 國產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素測定結(jié)果

選用國內(nèi)某知名品牌的嬰幼兒配方乳粉作為測試樣品,選取一段(0～6月齡)、二段(6～12月齡)、三段(12～36月齡)配方奶粉為測定對象,對同一包裝不同部位(上、中、下、隨機)進行直接取樣,同時,對同包裝嬰幼兒配方乳粉按照產(chǎn)品標識沖調(diào)均衡后進行不同部位(上、中、下、隨機)取樣,在前處理和檢測方法一致的條件下進行7種營養(yǎng)元素的測定,并與產(chǎn)品包裝標識值進行比對分析,其中鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、銅、鋅7種元素直接取樣的測定結(jié)果波動范圍大，相對標準偏差值均較大，而沖調(diào)均衡取樣后的測定結(jié)果相對標準偏差均小于5%，檢測結(jié)果穩(wěn)定性好。結(jié)果見表4～表6。

表4 國產(chǎn)一段嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素測定值 單位：mg/100 g

表5 國產(chǎn)二段嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素測定值 單位：mg/100 g

表6 國產(chǎn)三段嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素測定值 單位：mg/100 g

續(xù)表6

2.2 進口嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素測定結(jié)果

選用進口知名品牌的嬰幼兒配方乳粉作為測試樣品,選取一段(0～6月齡)、二段(6～12月齡)、三段(12～36月齡)配方奶粉為測定對象,對同一包裝不同部位(上、中、下、隨機)進行直接取樣,同時,對同包裝奶粉按照產(chǎn)品標識沖調(diào)均衡后進行不同部位(上、中、下、隨機)取樣,在前處理和檢測方法一致的條件下進行7種營養(yǎng)元素的測定,其中鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、銅、鋅7種元素直接取樣的測定結(jié)果波動范圍大，相對標準偏差值均較大，而沖調(diào)均衡取樣后的測定結(jié)果相對標準偏差均小于5%，且接近產(chǎn)品標簽值，檢測結(jié)果穩(wěn)定。結(jié)果見表7～表9。

表7 進口一段嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素測定值 單位：mg/100 g

續(xù)表7

表8 進口二段嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素測定值 單位：mg/100 g

表9 進口三段嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)元素測定值 單位：mg/100 g

3 結(jié)論與討論

樣品檢測的準確性是衡量實驗室檢測質(zhì)量的重要指標,樣品檢測過程的整個環(huán)節(jié)包括樣品采集、樣品接收、樣品制備、樣品流轉(zhuǎn)、實驗測定。取樣作為實驗測定的第一步驟,其必須具備代表性和穩(wěn)定性,才能保證實驗結(jié)果的真實性和準確性。因此,取樣過程中不僅要注重樣品部位的選擇,同時不同的取樣方式對實驗結(jié)果也會造成很大差異。根據(jù)現(xiàn)行食品檢測的相關標準,依據(jù)食品形態(tài)將食品分為固態(tài)樣品、液態(tài)樣品、半固態(tài)樣品,然后按照傳統(tǒng)取樣方式混勻后直接取樣進行測定,并沒有對特殊食品或者特殊功能食品做出特殊取樣說明。隨著人們生活水平的提高,食品種類和基質(zhì)也在不斷變化,不同食品的檢測指標又具有較大的差異。因此,實驗測定也需要與時俱進,在不斷完善不同食品的檢測取樣手段及方法的同時,可以結(jié)合產(chǎn)品特點和用途,制定特殊食品或者特殊基質(zhì)食品的專門取樣方法,保證實驗測定結(jié)果的準確性和穩(wěn)定性。目前在國內(nèi)外檢測實驗室,取樣的重要性越來越受到關注,ISO/IEC 17025:2017(E)《檢測和校準實驗室能力的通用要求》中7.6.1款明確要求,應評估取樣的測量不確定度,如果取樣的方法沒有規(guī)定,就談不上評估取樣的不確定度,因此建議,取樣對結(jié)果的影響應給與充分關注,建議將取樣,特別是實驗室二次取樣的方法納入標準編制范疇。

嬰幼兒配方乳粉作為嬰幼兒的模擬母乳,屬于一種特殊食品。其不僅是保證嬰幼兒能量供應的優(yōu)質(zhì)食品,也是嬰幼兒成長營養(yǎng)成分提供的主要途徑。礦物質(zhì)營養(yǎng)元素作為嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)強化功能的主要添加成分,其含量指標是嬰幼兒配方乳粉品質(zhì)保證的重要依據(jù)。因此嬰幼兒配方乳粉中的礦物質(zhì)元素(鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、銅、鋅)含量的檢測具有重要意義。本文以2種不同樣品(國產(chǎn)奶粉和進口奶粉)作為測定對象,對比混勻直接取樣和按照產(chǎn)品包裝方法進行沖調(diào)均衡后取樣2種方式,對檢測結(jié)果進行對比分析,實驗結(jié)果表明：采用混勻直接取樣方式進行檢測,4個取樣點(上部位、中部位、下部位、隨機取樣)的測定結(jié)果差異較大且有部分檢測結(jié)果和產(chǎn)品包裝標識的差值大于10%,表明使用該取樣方法檢測結(jié)果差異較大,而且不能反映嬰幼兒配方乳粉中營養(yǎng)元素添加的真實情況;按照產(chǎn)品包裝方法進行沖調(diào)均衡后進行取樣檢測的方式,檢測結(jié)果差異較小且非常接近產(chǎn)品包裝標識值,表明使用該方法檢測結(jié)果差異較小,而且可以反映嬰幼兒配方乳粉中營養(yǎng)元素添加的真實情況,可以對嬰幼兒配方乳粉的營養(yǎng)功能評價提供依據(jù)。

同時,目前嬰幼兒配方乳粉中營養(yǎng)元素的添加量主要是根據(jù)不用的生產(chǎn)原料,做出相應的計算和調(diào)整,最終保證產(chǎn)品質(zhì)量和添加元素的相對穩(wěn)定性。根據(jù)GB 10766嬰幼兒配方乳粉要求的成分計算,確定配方及噸粉投料量,選擇均質(zhì)、殺菌、濃縮、噴霧干燥的生產(chǎn)工藝制成。嬰幼兒配方乳粉原材料的預加工過程包括粉碎、粉碎篩選、造粒、沸騰干燥等過程,其中粉碎細度、顆粒均勻度等均可對營養(yǎng)元素的均勻分配產(chǎn)生影響。通過本文的檢測結(jié)果分析,營養(yǎng)元素的均勻分配需持續(xù)且不斷嘗試新的生產(chǎn)工藝流程,進一步完善營養(yǎng)元素的添加方式,以最優(yōu)方式保證嬰幼兒配方乳粉中各項理化指標的質(zhì)控值,減少微量元素損失,最大程度保證營養(yǎng)生物學價值。

先進準確的檢測技術能夠更有效更準確地判斷食品品質(zhì),對食品安全和品質(zhì)具有重要意義。取樣是樣品檢測的第一步,必須具有代表性才能保證后續(xù)檢測環(huán)節(jié)的準確。因此在遵守一定取樣原則的基礎上,掌握適當方法,正確采取具有代表性的取樣方式,不僅可以保證檢測結(jié)果的準確性,同時可以為現(xiàn)行食品檢測技術和相關標準的更新和改進提供參考依據(jù),為科學的食品生產(chǎn)工藝流程提供借鑒經(jīng)驗。