干法嬰幼兒配方奶粉貨架期內(nèi)礦物質(zhì)衰減研究

作者簡(jiǎn)介：盧宇喆（1995—），男，湖北天門人，碩士。研究方向：乳品研究與開發(fā)。

摘 要：為給嬰幼兒配方奶粉營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑設(shè)計(jì)提供參考，研究了干法嬰幼兒配方奶粉在常溫保存下，

24個(gè)月貨架期末時(shí)12種礦物質(zhì)的衰減情況。結(jié)果顯示，大部分礦物質(zhì)較穩(wěn)定，沒有明顯衰減，僅有錳、碘和硒衰減率大于檢測(cè)方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的精密度范圍要求，判定為有衰減，可能與營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑穩(wěn)定性不佳、檢測(cè)誤差較大等有關(guān)。本研究可以為干法嬰幼兒配方奶粉設(shè)計(jì)中的礦物質(zhì)衰減分析提供參考。

關(guān)鍵詞：配方乳粉；礦物質(zhì)；衰減率

Research on Minerals Attenuation of Dry Process Infant Formula During Shelf Life

LU Yuzhe， QI Yue， CHEN Long， LIANG Chen， GONG Xiaomin， YU Shirong

（Shanghai Newbaze Nutrition Dairy Co.， Ltd.， Shanghai 201600， China）

Abstract： In order to provide a reference for the design of nutritional fortifiers for infant formula， the attenuation rate of 12 minerals the end of the shelf life at 24 months was studied in the case of dry infant formula stored at room temperature. The results showed that most of the minerals were relatively stable and had no obvious attenuation， and only the attenuation rate of manganese， iodine and selenium was greater than the precision range requirements in the national standard for detection methods， which was judged to have attenuation. This may be related to the poor stability of nutrient enhancers and large detection errors. This study can provide a reference for the mineral attenuation of dry infant formula formulation.

Keywords： formula milk powder; minerals; attenuation rate

母乳一般為嬰幼兒主要食物，作為母乳的替代品，嬰幼兒配方乳粉以母乳為標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)?！秼胗變号浞饺榉凵a(chǎn)許可審查細(xì)則（2022版）》[1]明確說明嬰幼兒配方乳粉的主要蛋白來源為牛（羊）乳及（或）其乳蛋白制品，并適量添加維生素、礦物質(zhì)和（或）其他原料，僅使用物理方法生產(chǎn)加工制成。根據(jù)不同年齡段的嬰幼兒營(yíng)養(yǎng)需求，嬰幼兒配方奶粉分為1～3段，覆蓋0～3歲嬰幼兒。生產(chǎn)嬰幼兒配方奶粉的工藝分為濕法工藝、干法工藝和干濕混合工藝。濕法工藝是將營(yíng)養(yǎng)素在液態(tài)奶中混合均勻后再進(jìn)行干燥制成奶粉，優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品中營(yíng)養(yǎng)素較均勻，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中熱敏維生素易損失；干法工藝是直接使用干燥原料進(jìn)行混合加工，優(yōu)點(diǎn)是沒有熱加工，營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失較小，且因?yàn)槭褂媚谭鄣仍隙皇且簯B(tài)奶，對(duì)工廠選址要求較低；干濕混合工藝結(jié)合了濕法工藝和干法工藝的優(yōu)點(diǎn)，將一些熱敏營(yíng)養(yǎng)素使用干法混合，在保障營(yíng)養(yǎng)素分布均勻的同時(shí)減少加工工藝原因造成的營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失，但因?yàn)楦蓾窕旌戏ㄍ瑯邮褂靡簯B(tài)奶作為原料，工廠一般在奶源地附近。

食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了1～3段嬰幼兒奶粉中各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，包括各常量元素和微量元素的限量。對(duì)比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的限量和牛奶中礦物質(zhì)的含量可以發(fā)現(xiàn)，單純使用牛奶作為原料滿足不了嬰幼兒配方奶粉的要求，生產(chǎn)過程中必須添加營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑對(duì)規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)化。礦物質(zhì)在人體內(nèi)對(duì)維持滲透壓平衡起著重要作用，嬰幼兒的腎臟功能較弱，體內(nèi)礦物質(zhì)過多或過少都會(huì)通過滲透壓影響到嬰幼兒的腎臟[2]，因此嬰幼兒配方奶粉各礦物質(zhì)的含量都有嚴(yán)格要求，在配方設(shè)計(jì)時(shí)也需要考慮在貨架期末仍能保證產(chǎn)品礦物質(zhì)含量在限量范圍內(nèi)，因此有必要對(duì)貨架期末營(yíng)養(yǎng)素的衰減進(jìn)行研究，使配方設(shè)計(jì)更科學(xué)。

本文以干法奶粉為研究對(duì)象，研究其在長(zhǎng)期試驗(yàn)（24個(gè)月貨架期末時(shí)）的礦物質(zhì)衰減情況，為嬰幼兒配方奶粉的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

規(guī)格800 g/聽，充氮包裝的嬰兒配方奶粉、較大嬰兒配方奶粉、幼兒配方奶粉各3個(gè)批次。

1.2 試驗(yàn)條件

常溫室內(nèi)儲(chǔ)存。

1.3 檢測(cè)方法

各礦物質(zhì)按食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法和精密度要求見表1。

表1 礦物質(zhì)檢測(cè)方法和精密度要求

序號(hào) 項(xiàng)目 檢測(cè)方法 精密度/%

1 鈉 GB 5009.91—2017 第一法 10

2 鉀 GB 5009.91—2017 第一法 10

3 銅 GB 5009.13—2017 第二法 10

4 鎂 GB 5009.241—2017 第一法 10

5 鐵 GB 5009.90—2017 第一法 10

6 鋅 GB 5009.14—2017 第一法 10

7 錳 GB 5009.242—2017 第一法 10

8 鈣 GB 5009.92—2016 第一法 10

9 磷 GB 5009.87—2016 第二法 5

10 碘 GB 5009.267—2020 第四法 10

11 氯 GB 5009.44—2016 第三法 5

12 硒 GB 5009.93—2017 第一法 20

1.4 儀器設(shè)備

原子吸收光譜儀、分光光度計(jì)、氣相色譜儀、原子熒光光譜儀等。

1.5 計(jì)算方法

衰減率=[（第0天樣品檢測(cè)值-測(cè)試周期末樣品檢測(cè)值）/第0天樣品檢測(cè)值]×100%。衰減率為負(fù)值時(shí)表示未發(fā)生衰減。

2 結(jié)果與分析

本次試驗(yàn)所用的嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)日期為2022年，當(dāng)時(shí)所用食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為2010版（以下簡(jiǎn)稱舊國(guó)標(biāo)）。按舊國(guó)標(biāo)規(guī)定，嬰幼兒配方奶粉2段和3段所用為同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。2021年發(fā)布的嬰幼兒配方食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱新國(guó)標(biāo)），在

2023年正式實(shí)施。新國(guó)標(biāo)與舊國(guó)標(biāo)相比，不僅將

2段和3段單獨(dú)設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各營(yíng)養(yǎng)素的要求也進(jìn)行了提高。典型的一項(xiàng)變化是，與舊國(guó)標(biāo)對(duì)比，新國(guó)標(biāo)各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的范圍被縮減，因此，對(duì)各嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)廠家的科研能力、檢測(cè)能力、生產(chǎn)能力是更為嚴(yán)格的考驗(yàn)，配方設(shè)計(jì)時(shí)考慮各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)在貨架期末仍能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求變得尤為重要。

嬰幼兒配方奶粉中營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)除蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物外，還包括維生素、礦物質(zhì)和可選擇成分，本次試驗(yàn)僅分析礦物質(zhì)結(jié)果。礦物質(zhì)通常以化合物的形式存在于食品中，為人體提供必需營(yíng)養(yǎng)素。在嬰幼兒配方奶粉生產(chǎn)過程中，一般會(huì)添加相應(yīng)化合物作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。根據(jù)礦物質(zhì)在人體內(nèi)的含量，可分為常量元素和微量元素。嬰幼兒配方奶粉涉及的礦物質(zhì)共12種，其中常量元素6種，包括鈉、鉀、鎂、鈣、磷、氯；微量元素6種，包括銅、鐵、鋅、錳、碘、硒。

2.1 常量元素衰減

常量元素在人體中含量大于0.01%，礦物質(zhì)中的常量元素均以無機(jī)鹽的形式存在，各自發(fā)揮著重要作用。鈣和磷大量存在于骨骼和牙齒中，對(duì)人體起著重要的支柱作用，兒童缺鈣會(huì)導(dǎo)致軟骨病。鈉、鉀、氯存在于體液中，使體液接近中性，控制水分和養(yǎng)分運(yùn)輸。

從表2可以看出，6個(gè)常量元素有5個(gè)衰減率為負(fù)值，說明沒有衰減；磷的衰減率也不高，且對(duì)比表1中的精密度，衰減率均小于精密度，可認(rèn)為衰減不明顯。嬰幼兒配方奶粉中常量元素衰減并不明顯這一結(jié)果與李琳瑤等[3]、鄭華艷等[4]、姜艷喜等[5]的研究結(jié)果一致。研究所用的嬰幼兒配方奶粉使用氯化鉀、碳酸鈣等作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

2.2 微量元素衰減

從表3可以看出，銅和鐵基本無衰減，鋅有衰減趨勢(shì)，但鋅的檢驗(yàn)方法精密度為10%，大于衰減率，可以認(rèn)為衰減不明顯。衰減率較大的元素為錳、碘、硒，衰減率均超過10%。

錳參與人體內(nèi)酶的合成與激活，對(duì)人體生理活動(dòng)產(chǎn)生重要影響，缺少錳會(huì)導(dǎo)致兒童侏儒癥、影響嬰幼兒智力等，而體內(nèi)錳過多時(shí)會(huì)引發(fā)腦血栓等心腦血管疾病[6]。本次試驗(yàn)錳的衰減率為12.62%，超過10%的檢驗(yàn)偏差，認(rèn)為錳在貨架期內(nèi)有衰減。本次試驗(yàn)使用的嬰幼兒配方奶粉使用硫酸錳為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，硫酸錳性質(zhì)較穩(wěn)定，不易發(fā)生衰減。李琳瑤等[7]、龔志清等[8]的研究結(jié)果顯示，不管是長(zhǎng)期試驗(yàn)還是加速試驗(yàn)，嬰幼兒配方奶粉中的錳均無明顯衰減。本次錳衰減率數(shù)據(jù)來源僅為3批次嬰兒配方奶粉，數(shù)據(jù)較少，其他礦物質(zhì)（不包括硒）數(shù)據(jù)來源為1～

3段共9批次；同時(shí)查詢3批次數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，僅有1批次錳衰減率超過10%，因此檢驗(yàn)偏差可能為本次試驗(yàn)結(jié)果顯示錳有衰減的原因。

碘是人體必需的微量元素之一，參與甲狀腺激素的合成，而甲狀腺激素影響人體生長(zhǎng)時(shí)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育[9]。長(zhǎng)期碘攝入不足時(shí)，會(huì)引發(fā)碘缺乏癥，癥狀為甲狀腺腫大，嬰幼兒碘攝入不足可能會(huì)影響到生長(zhǎng)發(fā)育[10]。本次試驗(yàn)碘的衰減率高達(dá)16.56%，按照GB 5009.267—2020第四法檢測(cè)食品中碘含量，當(dāng)?shù)夂看笥? mg·kg-1（即100 μg/100 g）時(shí)，該方法精密度為10%，衰減率大于精密度時(shí)認(rèn)為碘在貨架期內(nèi)有衰減。試驗(yàn)樣品中，碘的對(duì)應(yīng)強(qiáng)化劑為碘酸鉀，碘酸鉀可分解成碘化鉀，碘化鉀在空氣中易氧化，且光照和濕度對(duì)其穩(wěn)定性影響較大[11]。有試驗(yàn)對(duì)比加速試驗(yàn)和長(zhǎng)期試驗(yàn)的衰減率，發(fā)現(xiàn)碘在加速試驗(yàn)?zāi)┢诘乃p率明顯大于長(zhǎng)期試驗(yàn)?zāi)┢诘乃p率，說明溫度對(duì)碘的穩(wěn)定性有較大影響[7]。為避免碘化合物的分解氧化，營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑會(huì)進(jìn)行復(fù)配或?qū)I(yíng)養(yǎng)素包埋，以保證產(chǎn)品的均勻性和穩(wěn)定性，成品嬰幼兒配方奶粉也會(huì)充氮，避免接觸氧氣。從檢測(cè)方法角度看，樣品前處理步驟也會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果的波動(dòng)。檢驗(yàn)偏差、工藝、儲(chǔ)存環(huán)境都會(huì)影響到碘在貨架期內(nèi)的穩(wěn)定性。

硒也是人體必需的微量元素之一，是多種蛋白質(zhì)的重要組成成分，如一些過氧化物酶，可以在體內(nèi)起到抗氧化作用[12]。本次試驗(yàn)硒的衰減率為23.40%，衰減率在所有礦物質(zhì)中最高。從檢測(cè)方法角度看，采用原子熒光光度法測(cè)試硒的精密度為20%，比其他礦物質(zhì)檢驗(yàn)精密度要求都低，說明硒的檢測(cè)結(jié)果波動(dòng)大，重現(xiàn)性差。本次試驗(yàn)僅有3批次硒的衰減率數(shù)據(jù)，并不是所有結(jié)果都為衰減率大于精密度，因此檢驗(yàn)偏差可能為本次試驗(yàn)結(jié)果硒衰減率較大的原因。有研究表明，電感耦合等離子體質(zhì)譜法精密度更高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性比原子熒光光度法好，更適合嬰幼兒配方乳粉中微量硒的測(cè)定[13]。

3 結(jié)論

干法嬰幼兒配方奶粉在常溫儲(chǔ)存24個(gè)月后，大部分礦物質(zhì)基本無衰減，但錳、碘、硒有衰減趨勢(shì)。造成礦物質(zhì)衰減的主要原因可能為檢驗(yàn)偏差，初始和試驗(yàn)期末的檢測(cè)相隔24個(gè)月，可能影響到檢驗(yàn)偏差的因素較多。后續(xù)穩(wěn)定性研究中，應(yīng)該多關(guān)注有衰減趨勢(shì)的指標(biāo)，收集多批次樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，檢測(cè)過程中，可采用多次平行試驗(yàn)，盡量減少檢測(cè)誤差。2021版嬰幼兒配方食品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，嬰幼兒配方食品中各指標(biāo)要求更加嚴(yán)格，在配方設(shè)計(jì)過程中，不僅需要保證理論值符合要求，還需要考慮貨架期末時(shí)產(chǎn)品仍能符合要求。本次試驗(yàn)結(jié)果錳、碘和硒的衰減率可以為貨架期末元素含量預(yù)測(cè)提供歷史數(shù)據(jù)參考，使配方設(shè)計(jì)更科學(xué)、合理。

參考文獻(xiàn)

[1]特殊食品安全監(jiān)督管理司.市場(chǎng)監(jiān)管總局關(guān)于發(fā)布《嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn)許可審查細(xì)則（2022版）》的公告（2022年第38號(hào)）[EB/OL].（2022-11-18）[2024-05-23]. https：//www.samr.gov.cn/tssps/zcwj/art/2023/art_ac6bce9ce1c64264a4a52c8026bf50b1.html.

[2]楊檢林，李忠海，任國(guó)譜. 嬰幼兒食品研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（8）：3482-3484.

[3]李琳瑤，華家才，康巧娟，等.嬰幼兒配方奶粉基粉營(yíng)養(yǎng)素衰減研究[J].食品工業(yè)，2023，44（3）：343-346.

[4]鄭華艷，姜艷喜，華家才，等.特殊醫(yī)學(xué)用途嬰兒配方乳粉營(yíng)養(yǎng)素穩(wěn)定性研究[J].中國(guó)乳品工業(yè)，2022，50

（12）：23-26.

[5]姜艷喜，華家才，張建友，等.嬰幼兒配方奶粉貨架期內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分變化規(guī)律[J].中國(guó)乳品工業(yè)，2018，46（2）：

29-32.

[6]楊心樂，王桂蘭，張忠誠(chéng).錳與人體健康[J].醫(yī)學(xué)綜述，2006（18）：1134-1136.

[7]李琳瑤，儲(chǔ)小軍，華家才，等.加速試驗(yàn)和長(zhǎng)期試驗(yàn)對(duì)嬰幼兒配方乳粉營(yíng)養(yǎng)素衰減率影響的對(duì)比分析[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)，2024，47（1）：38-41.

[8]龔志清，黃小暉，夏祖祥.嬰兒配方奶粉加速穩(wěn)定性試驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)素衰減率的研究[J].食品界，2019（2）：138-141.

[9]ZIMMERMANN M B.The role of iodine in human growth and development[J]. Seminars in Cell and Developmental Biology，2011，22（6）：645-652.

[10]SEMBA R D，DELANGE F.Iodine in human milk： perspectives for infant health[J].Nutrition Reviews，2009，59（8 Pt 1）：269-278.

[11]方平飛，吳治均，趙緒元，等.碘化鉀蠟質(zhì)骨架緩釋片的包衣工藝優(yōu)化及穩(wěn)定性考察[J].中南藥學(xué)，2010，8（1）：24-27.

[12]中國(guó)營(yíng)養(yǎng)保健食品協(xié)會(huì).人體必需元素：硒的生理功能及研究進(jìn)展[EB/OL].（2020-04-08）[2024-05-23].http：//www.cnhfa.org.cn/news/show.php？itemid=3999.

[13]李健，張曼，姜毓君.嬰幼兒配方乳粉中微量硒測(cè)定方法的比較[J].中國(guó)乳品工業(yè)，2016，44（10）：52-54.