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摘 要:婴幼儿配方奶粉是非母乳喂养婴儿最重要的营养来源,我国婴幼儿配方奶粉市场需求巨大。婴幼儿奶粉中的脂肪氧化是一个较严重的质量问题,脂肪氧化是食品化学中一个很重要的反应,脂肪的氧化不仅使产品产生令入讨厌的气味和风味,并能生成对人体有毒的物质, 严重影响产品的质量和货架期。婴幼儿奶粉中含有大量的不饱和脂肪酸,这些不饱和脂肪酸尤其是其中的DHA、AA极易在贮藏过程中发生氧化变质,影响婴幼儿的健康。
关键词:脂肪;过氧化值;影响因素
人乳是婴幼儿的最佳食品,然而由于职业及疾病等原因,母乳的喂养现状不尽人意,因此,婴幼儿奶粉常用来作为母乳的替代品。婴幼儿奶粉通过添加混合植物油脂、DHA、AA来调整不饱和脂肪酸的比例,使其脂肪含量和比例尽可能接近母乳。婴幼儿奶粉的含脂率约16%-31%,其中植物脂肪含量为70%-75%,而植物脂肪中不饱和脂肪酸约占总脂肪酸的50%, 这些不饱和脂肪在贮藏过程中易发生自由基反应导致氧化,产生过氧化物、醛或羧酸,降低食品的风味和营养价值。婴幼儿大量食用过氧化值偏高的奶粉,可能影响生长发育,甚至发生机体细胞突变。因此研究乳制品中的脂肪氧化,特别是控制婴幼儿奶粉的氧化问题具有重要意义。
一、婴幼儿配方奶粉的标准
国内奶粉配方设计主要参照《食品安全国家标准食品营养强化剂使用标准》,小儿胃肠学会(ESPGHAN) 规定的婴幼儿配方奶粉营养素的标准,最大值和最小值是基于可得到的关于婴儿营养需求量和是否出现副作用的大量研究数据而制定的,在没有充足数据进行科学评估的成分方面,其限值根据现存的直观安全摄入量而制定,我国配方乳粉的标准考虑了中国人母乳中的营养成分,力求符合中国婴幼儿的营养需求,锰、硒等成分还高于国际标准,更适合中国婴儿的生理需要。绝大多数婴幼儿配方奶粉是基于牛乳配置的,其他特殊医疗功效的产品,包括低敏感性配方,用游离基酸或多肽替代蛋白质的配方,无乳糖配方等,这部分将在下面详细讨论。此外,为了逐渐适应婴儿增长的需要,婴儿配方粉的组成必须根据婴儿的年龄做出相应调整。根据婴儿的年龄,婴儿配方奶粉主要分成3 个阶段:第1 阶段从出生到6 个月,后续配方即第2 阶段为6 至18 个月,成长配方即第3 阶段为1 至3 年。
二、婴幼儿奶粉中脂肪氧化的影响因素
1、脂肪酸组成对过氧化值的影响。脂肪酸自由基的产生很大程度上决定了脂肪的氧化速率,而自由基的形成速率又跟脂肪酸的种类有关,脂肪酸种类不同,其抗氧化能力差别很大,脂肪的不饱和度越大,其氧化速度越快[4]。婴幼儿奶粉中添加MUFA、PUFA、n-3PUFA和n-6PUFA等不饱和脂肪酸的含量及其比例, 对奶粉的氧化稳定性有很大影响。且双键数不同,其氧化历程和氧化速度也不同,如:油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸,其相对氧化速度约为1∶10∶20∶40。M.[1]研究了不同配方奶粉的脂肪氧化稳定性,该报告研究了不添加ω-3和ω-6系列长链多不饱和脂肪酸的配方奶粉(NSF)、和不同添加量的配方奶粉(SFA:0.83%,0.47%,SFB: 27.8%,3.51%)的奶粉脂肪氧化速度,研究表明在15个月的储藏期间,NSF组的过氧化值变化很小,SFA组变化也不大,然而SFB组奶粉氧化严重,在8个月时达到最大值10.15 mmol /kg。
2、水分活度对婴幼儿奶粉过氧化值的影响。水分活度是奶粉中脂肪的自动氧化的另一个重要因素影响,[2]通过建立模型对奶粉中水分活度对过氧化值的影响进行调查,他们报道当水分活度为0.30时,脂肪的氧化反应率最低。然而通过对不同水分含量的奶粉自动氧化的过氧化值进行盲测时发现,当水分活度低于0.11时,反而会促进氧化速度,而当水分活度在0.11到0.75间时,脂肪的氧化速度不受影响。究其原因,在水分活度较低时,由于单水分子层不能遮蔽强氧化剂或延缓氢过氧化物氢键的分解, 因此脂肪的氧化较快。随着水分活度的增加,乳粉中单水分子层形成,强氧化剂可能和水分子水合作用或单水分子层作为氧化的屏障,脂肪氧化减慢。高的水分活度能加大乳粉中强氧化剂的流动和促进强氧化剂的分散,从而加快脂肪氧化的速度。由于奶粉水份活度由其最终水分质量分数和结构决定,抑制奶粉脂肪自动氧化最适宜的水分活度范围应控制在其被干燥到氧化稳定性最大,但是褐变进程的速度最小的程度,通过控制奶粉的水分活度来抑制奶粉脂肪的自动氧化也是抑制脂肪氧化的一个有效方法。
三、婴幼儿配方奶粉产品的质量控制
婴幼儿配方奶粉作为食品大类中一种特殊膳食食品,存在生物性危害、化学性危害和物理性危害三大危害,还有食品包装污染危害和食品过敏风险。配方奶粉中的微生物危害主要是沙门氏菌和阪崎肠杆菌。阪崎肠杆菌和沙门氏菌可以通过产品生产过程、包装开启后以及奶粉沖调等途径进入配方奶粉造成污染。阪崎肠杆菌可能引起罕见的贫血病和脑膜炎的发生,对2 个月以下的婴儿尤其危险。而在婴幼儿配方奶粉中的化学危害主要来源于黄曲霉毒素、兽药残留、滥用食品添加剂、食品包装材料污染的危害。此外,婴幼儿及儿童的发病率高于成人,常见出现在婴儿身上的食物过敏疾病有肠胃病、肠绞痛症、小肠结肠炎症等。婴幼儿配方奶粉生产商从产品设计、原料存储运输、生产过程到产品标识等过程均需要进行过敏原控制,包括在符合奶粉标准和规范要求的前提下避免引入含过敏原的原料、专用生产设备和生产线来隔离过敏原、产品标签上标识所有添加物来使消费者识别是否含有致敏性物质。
婴幼儿配方奶粉营养基础研究受到广泛关注,新的生物活性物质的细微调整都是为了尽可能模拟母乳的成分,以期实现母乳喂养的婴幼儿的同等益处。奶粉干法生产和湿法生产工艺各有利弊,中高端婴幼儿配方奶粉生产多数采用湿法和干法相结合的工艺;储藏时的相对湿度、储藏温度和氧气含量是控制储藏过程中奶粉物理性质的最重要因素。加强母乳营养基础研究,提高产品差异化,开发适合我国婴幼儿食用、与母乳最为接近的婴幼儿奶粉是未来我国婴幼儿奶粉发展的关键。
参考文献:
[1] 周辉燕.我国婴幼儿配方奶粉产业发展对策思考——基于“钻石理论”的视角[J].现代商贸工业,2016,.
[2] 何平,汪志明. 婴幼儿配方奶粉的发展趋势和最新动态[J].中国供销商情: 乳业导刊,2015(8): 25 - 27.
[3] 张连潮,王雪飞,张永久.GMP 在奶粉加工过程中贯彻实施的必要性[J]. 养殖技术顾问,2017(6).
[4] 许崇辉,潘芳,易蓉.国产和进口奶源婴儿配方奶营养效应的比较[J]. 食品科学,2016,35(9).
关键词:脂肪;过氧化值;影响因素
人乳是婴幼儿的最佳食品,然而由于职业及疾病等原因,母乳的喂养现状不尽人意,因此,婴幼儿奶粉常用来作为母乳的替代品。婴幼儿奶粉通过添加混合植物油脂、DHA、AA来调整不饱和脂肪酸的比例,使其脂肪含量和比例尽可能接近母乳。婴幼儿奶粉的含脂率约16%-31%,其中植物脂肪含量为70%-75%,而植物脂肪中不饱和脂肪酸约占总脂肪酸的50%, 这些不饱和脂肪在贮藏过程中易发生自由基反应导致氧化,产生过氧化物、醛或羧酸,降低食品的风味和营养价值。婴幼儿大量食用过氧化值偏高的奶粉,可能影响生长发育,甚至发生机体细胞突变。因此研究乳制品中的脂肪氧化,特别是控制婴幼儿奶粉的氧化问题具有重要意义。
一、婴幼儿配方奶粉的标准
国内奶粉配方设计主要参照《食品安全国家标准食品营养强化剂使用标准》,小儿胃肠学会(ESPGHAN) 规定的婴幼儿配方奶粉营养素的标准,最大值和最小值是基于可得到的关于婴儿营养需求量和是否出现副作用的大量研究数据而制定的,在没有充足数据进行科学评估的成分方面,其限值根据现存的直观安全摄入量而制定,我国配方乳粉的标准考虑了中国人母乳中的营养成分,力求符合中国婴幼儿的营养需求,锰、硒等成分还高于国际标准,更适合中国婴儿的生理需要。绝大多数婴幼儿配方奶粉是基于牛乳配置的,其他特殊医疗功效的产品,包括低敏感性配方,用游离基酸或多肽替代蛋白质的配方,无乳糖配方等,这部分将在下面详细讨论。此外,为了逐渐适应婴儿增长的需要,婴儿配方粉的组成必须根据婴儿的年龄做出相应调整。根据婴儿的年龄,婴儿配方奶粉主要分成3 个阶段:第1 阶段从出生到6 个月,后续配方即第2 阶段为6 至18 个月,成长配方即第3 阶段为1 至3 年。
二、婴幼儿奶粉中脂肪氧化的影响因素
1、脂肪酸组成对过氧化值的影响。脂肪酸自由基的产生很大程度上决定了脂肪的氧化速率,而自由基的形成速率又跟脂肪酸的种类有关,脂肪酸种类不同,其抗氧化能力差别很大,脂肪的不饱和度越大,其氧化速度越快[4]。婴幼儿奶粉中添加MUFA、PUFA、n-3PUFA和n-6PUFA等不饱和脂肪酸的含量及其比例, 对奶粉的氧化稳定性有很大影响。且双键数不同,其氧化历程和氧化速度也不同,如:油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸,其相对氧化速度约为1∶10∶20∶40。M.[1]研究了不同配方奶粉的脂肪氧化稳定性,该报告研究了不添加ω-3和ω-6系列长链多不饱和脂肪酸的配方奶粉(NSF)、和不同添加量的配方奶粉(SFA:0.83%,0.47%,SFB: 27.8%,3.51%)的奶粉脂肪氧化速度,研究表明在15个月的储藏期间,NSF组的过氧化值变化很小,SFA组变化也不大,然而SFB组奶粉氧化严重,在8个月时达到最大值10.15 mmol /kg。
2、水分活度对婴幼儿奶粉过氧化值的影响。水分活度是奶粉中脂肪的自动氧化的另一个重要因素影响,[2]通过建立模型对奶粉中水分活度对过氧化值的影响进行调查,他们报道当水分活度为0.30时,脂肪的氧化反应率最低。然而通过对不同水分含量的奶粉自动氧化的过氧化值进行盲测时发现,当水分活度低于0.11时,反而会促进氧化速度,而当水分活度在0.11到0.75间时,脂肪的氧化速度不受影响。究其原因,在水分活度较低时,由于单水分子层不能遮蔽强氧化剂或延缓氢过氧化物氢键的分解, 因此脂肪的氧化较快。随着水分活度的增加,乳粉中单水分子层形成,强氧化剂可能和水分子水合作用或单水分子层作为氧化的屏障,脂肪氧化减慢。高的水分活度能加大乳粉中强氧化剂的流动和促进强氧化剂的分散,从而加快脂肪氧化的速度。由于奶粉水份活度由其最终水分质量分数和结构决定,抑制奶粉脂肪自动氧化最适宜的水分活度范围应控制在其被干燥到氧化稳定性最大,但是褐变进程的速度最小的程度,通过控制奶粉的水分活度来抑制奶粉脂肪的自动氧化也是抑制脂肪氧化的一个有效方法。
三、婴幼儿配方奶粉产品的质量控制
婴幼儿配方奶粉作为食品大类中一种特殊膳食食品,存在生物性危害、化学性危害和物理性危害三大危害,还有食品包装污染危害和食品过敏风险。配方奶粉中的微生物危害主要是沙门氏菌和阪崎肠杆菌。阪崎肠杆菌和沙门氏菌可以通过产品生产过程、包装开启后以及奶粉沖调等途径进入配方奶粉造成污染。阪崎肠杆菌可能引起罕见的贫血病和脑膜炎的发生,对2 个月以下的婴儿尤其危险。而在婴幼儿配方奶粉中的化学危害主要来源于黄曲霉毒素、兽药残留、滥用食品添加剂、食品包装材料污染的危害。此外,婴幼儿及儿童的发病率高于成人,常见出现在婴儿身上的食物过敏疾病有肠胃病、肠绞痛症、小肠结肠炎症等。婴幼儿配方奶粉生产商从产品设计、原料存储运输、生产过程到产品标识等过程均需要进行过敏原控制,包括在符合奶粉标准和规范要求的前提下避免引入含过敏原的原料、专用生产设备和生产线来隔离过敏原、产品标签上标识所有添加物来使消费者识别是否含有致敏性物质。
婴幼儿配方奶粉营养基础研究受到广泛关注,新的生物活性物质的细微调整都是为了尽可能模拟母乳的成分,以期实现母乳喂养的婴幼儿的同等益处。奶粉干法生产和湿法生产工艺各有利弊,中高端婴幼儿配方奶粉生产多数采用湿法和干法相结合的工艺;储藏时的相对湿度、储藏温度和氧气含量是控制储藏过程中奶粉物理性质的最重要因素。加强母乳营养基础研究,提高产品差异化,开发适合我国婴幼儿食用、与母乳最为接近的婴幼儿奶粉是未来我国婴幼儿奶粉发展的关键。
参考文献:
[1] 周辉燕.我国婴幼儿配方奶粉产业发展对策思考——基于“钻石理论”的视角[J].现代商贸工业,2016,.
[2] 何平,汪志明. 婴幼儿配方奶粉的发展趋势和最新动态[J].中国供销商情: 乳业导刊,2015(8): 25 - 27.
[3] 张连潮,王雪飞,张永久.GMP 在奶粉加工过程中贯彻实施的必要性[J]. 养殖技术顾问,2017(6).
[4] 许崇辉,潘芳,易蓉.国产和进口奶源婴儿配方奶营养效应的比较[J]. 食品科学,2016,35(9).