添加DHA、ARA粉剂干法生产的婴儿配方奶粉稳定性研究

文/吕 倩 吴 颖 邓泽新 萧婷婷 陈方圆

（湖南欧比佳营养食品有限公司）

二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic acid，DHA）和花生四烯酸（Arachidonic acid，ARA）均属于长链多不饱和脂肪酸，对人体生长和发育较为重要。研究表明，DHA具有优越的生理调节功能，是大脑皮层及视网膜的重要成分，在人体视网膜中的占比约50%，能够促进婴幼儿脑部和视力的发育，婴儿在进食强化DHA的食品52 周后，视觉灵敏度明显提高；另外，DHA能够调节中枢神经系统，是大脑细胞优先选择吸收、利用的脂肪酸，有助于婴幼儿的生长发育[1]。ARA作为人体内含量最高、分布最广的不饱和脂肪酸，在脑和神经组织中的占比为40%～50%，对婴幼儿的智力发育和视力也起着重要的作用[2]。

DHA和ARA是母乳中的天然成分。母乳中的DHA和ARA主要以甘油三脂和磷脂的形式存在，其中甘油三脂占98%，磷脂占1%，另外1%是非皂化脂类。由于不同地区膳食构成的差别，各地母乳中不饱和脂肪酸含量略有差异，一般来说，DHA占母乳脂肪酸总量的0.06%～1.40%，ARA占0.19%～1.56%[3]。

人体一般可以利用食物中的亚油酸和亚麻酸来合成DHA和ARA，但婴儿体内合成这2 种脂肪酸所需要的去饱和酶活性低，满足不了其生长发育需求。研究表明，婴儿配方奶粉中添加过量的亚油酸和亚麻酸后，喂养婴儿血脂中的DHA和ARA水平仍显著低于母乳喂养婴儿，并且脑中DHA的沉积也慢，因此有必要在婴儿配方奶粉中强化DHA和ARA[4～6]。

我国对于婴幼儿食品中DHA和ARA的添加限量均有规定，DHA占总脂肪酸的比例≤0.5%，ARA占总脂肪酸的比例≤1.0%；如果添加DHA，则ARA的含量至少达到DHA同等浓度[7]。DHA的允许来源有裂壶藻（Schizochytrium sp）、寇氏隐甲藻（Crypthecodinium cohnii）、吾肯氏壶藻（Ulkenia amoeboida）、金枪鱼油（Tuna oil）；ARA的允许来源是高山被孢霉（Mortierella alpina）[8]。

DHA和ARA在贮藏及生产加工过程中容易被氧化，氧化后会出现较浓的鱼腥味，严重影响产品的滋气味。本文运用（60±2）℃高温试验及温度为（40±2）℃、相对湿度为（75±5）%加速试验方法研究了干法添加DHA和ARA的婴儿配方奶粉的稳定性问题。

1 材料与方法

1.1 原料

DHA（7%）藻油粉剂、ARA（10%）粉剂、低聚半乳糖（70%）、乳基粉（婴幼儿配方）、乳糖、维生素预混料、矿物质预混料。

表1 婴幼儿配方奶粉配料表

1.2 仪器

三维干混机、充氮包装机、离心机、涡旋混合器、气相色谱仪（带FID检测器）、恒温水浴锅、冰箱、恒温恒湿箱、氮吹仪。

1.3 试剂

无水碳酸钠、乙醚、甲苯、甲醇、乙酰氯、浓盐酸、乙醇（体积分数≥95 %）、石油醚、氢氧化钾、DHA标准品、正己烷、ARA标准品。

1.4 样品制备

按照婴幼儿配方奶粉干法工艺，将乳基粉、乳糖、DHA、ARA、维生素预混料、矿物质预混料进行干法混合，配方见表1，转速60 r/min，混合时间30 min。随后将混合均匀的样品进行充氮包装。

1.5 DHA和ARA含量测定

采用《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》（GB 5009.168-2016）[9]中的方法测定奶粉中DHA和ARA含量。

1.5.1 样品处理

称取奶粉样品0.5 g于15 mL螺口玻璃管中，依次加入甲苯5.0 mL、10%乙酰氯甲醇溶液6 mL，充氮后盖紧螺旋盖，振荡混合后于（80±1）℃条件下水浴2 h，每隔20 min取出振摇1 次，水浴结束后取出并冷却至室温；将反应后的样液转移至50 mL离心管中，用3 mLNa2CO3溶液清洗3 次，合并Na2CO3溶液于50 mL离心管中，混匀后5 000 r/min离心5 min。

1.5.2 含量计算

根据式1计算DHA和ARA含量，其中：Xi—试样中脂肪酸的含量，g/100 g；Ai—试样测定液中脂肪酸甲酯的峰面积；msi—在制备标准测定液时吸取脂肪酸甘油三酯标准工作液中含有的标准品质量，mg；FTGi-FAi—脂肪酸甘油三酯转化为脂肪酸的换算系数；ASi—标准测定液中脂肪酸的峰面积；m—试样的称样质量，mg；100—将含量转换为每100 g试样中含量的系数。

1.6 表面油含量测定

采用《中华人民共和国水产行业标准 鱼油微胶囊》（SC/T 3505-2006）[10]中的方法测定奶粉中表面油含量。

1.6.1 操作步骤

精确称量10 g奶粉样品置于锥形瓶中，加入石油醚30 mL，振荡2 min，过滤，滤液放入烘干至恒重的50 mL称量皿中；滤渣转入原锥形瓶中，再用10 mL石油醚提取2 次，滤液合并称量皿中。在通风橱中用60 ℃水浴除去溶剂，再于105 ℃烘箱中烘干至恒重（准确至0.0001 g）。

1.6.2 含量计算

根据式2计算表面油含量，其中：X—样品表面油脂含量，%；W1—称量皿质量，g；W2—称量皿和脂肪的质量，g；W—样品质量，g。

1.7 酸价测定

采用《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》（GB 5009.229-2016）[11]中的方法测定奶粉酸价。

1.7.1 样品处理

准确称取3.00～5.00 g奶粉样品于三角瓶中，加入中性乙醚—乙醇混合液50 mL，振摇使油脂溶解，取出冷却至室温。

表2 温度与货架寿命系数的关系表

1.7.2 滴定

加入酚酞指示液2～3 滴，以0.050 mol/L氢氧化钾标准溶液滴定，至初现微红色，且0.5 min内不褪色为终点，然后计算其酸价。

1.7.3 酸价计算

根据式3计算酸价，其中：XAV——酸价，mg/g；V—试样测定所消耗的标准滴定溶液体积，mL；V0—空白测定所消耗的标准滴定溶液体积，mL；c —标准滴定溶液摩尔浓度，mol/L；56.1—氢氧化钾摩尔质量，g/mol；m —油脂样品的称样量，g。

1.8 过氧化值测定

采用《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》（GB 5009.227-2016）[12]中的方法测定奶粉的过氧化值。

1.8.1 样品处理

奶粉样品置于广口瓶中，加入2～3 倍样品体积的石油醚摇匀，充分混合后静置浸提12 h以上，经装有无水硫酸钠的漏斗过滤，滤液在低于40 ℃的水浴中用旋转蒸发仪减压蒸干石油醚，残留物即为待测试样。称取2～3 g待测试样置于250 mL碘量瓶中（精确至0.001 g），加入三氯甲烷—冰乙酸混合液30 mL，轻轻振摇使样品完全溶解。

1.8.2 滴定

准确加入1.00 mL饱和碘化钾溶液，塞紧瓶盖，轻轻振摇0.5 min，避光放置3 min。取出碘量瓶，加入100 mL水，摇匀后立即用硫代硫酸钠标准溶液滴定，当滴定至淡黄色时，加入1 mL淀粉指示剂，继续滴定，剧烈振摇直至溶液中蓝色消失时为滴定终点，同时进行空白试验，空白试验所消耗0.01 mol/L硫代硫酸钠溶液的体积V0不得超过0.1 mL。

1.8.3 过氧化值计算

根据式4计算过氧化值，其中：X1—过氧化值，g/100 g；V—试样消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL；V0—空白试验消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，mL；c —硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L；0.1269—与1.00 mL硫代硫酸钠标准滴定溶液[c（Na2S2O3）=1.000 mol/L]相当的碘质量；m—试样质量，g；100—换算系数。

2 原理及方法

2.1 高温试验

样品置于密封洁净容器中，在温度（60±2）℃条件下放置10天，分别于第5天和第10天取样，测定DHA和ARA含量、表面油含量、酸价、过氧化值，并对滋气味进行感官评定。

2.2 加速稳定性试验

基于Schhal烘箱测试法。根据Arrhenius经验公式（式5），对于正常的化学反应，反应温度每升高10 ℃，反应速度升高1 倍，K为反应速度常数。速度常数与食品货架寿命成反比，即反应速度常数K越大，货架寿命越短。温度与货架寿命系数的关系见表2。

从表2可知，进行加速稳定性试验时，（40±2）℃条件下储存1天相当于22 ℃室温下储存4 天，因此按2 年保质期计算，（40±2）℃条件下储存时间应为180 天。

将分装好的样品置入温度（40±2）℃、相对湿度75%的恒温恒湿箱中进行加速稳定性试验，另有一包作为初始样放入冰箱。每月测定DHA和ARA含量、表面油含量、酸价以及过氧化值，连续检测6 个月。

3 结果分析

3.1 高温试验

高温试验结果见表3，试验第10天和第5天相比，奶粉的DHA和ARA含量变化不大，表面油含量、过氧化值和酸价的升高与配方奶粉含有的不饱和脂肪酸有关系。通过高温试验结果表明，添加DHA和ARA的婴儿配方奶粉，采用充氮包装，产品在货架期内不会发生变质。

表3 高温试验结果

表4 加速稳定性试验结果

表5 感官评定参考表[13]

3.2 加速稳定性试验

加速稳定性试验结果见表4，添加DHA和ARA的奶粉在保质期内DHA和ARA含量基本没有变化，表面油含量和过氧化值也没有明显的升高。加速稳定性试验结果表明，添加DHA和ARA的婴儿配方奶粉，采用充氮包装，产品在货架期内不会发生变质。

3.3 感官评定分析

加速稳定性试验6 个月后，组织人员对样品色泽、组织状态、滋气味进行评定。感官评定在感官评定室内完成，邀请24 名从事食品研究的人员组成评定小组，每组6人，共分4 组，评定参考见表5。

将27.0 g奶粉用200 mL水进行冲调，冲调后充分搅拌，评定小组人员进行品尝打分，评定结果见图1。添加DHA和ARA的婴儿配方奶粉在整个保质期内，口味变化不大，没有明显的鱼腥味和氧化味，说明干法添加DHA和ARA粉末不会影响奶粉的气味、口感和货架期。

图1 添加DHA及ARA的婴儿配方奶粉感官评定结果

4 结论

氧气，金属离子（如铁离子、锌离子）以及配方奶粉中添加的微量元素、矿物质等具有一定活性的物质，都有可能与DHA和ARA发生反应，导致其品质降低[14，15]。干法生产过程中不会破坏其微胶囊结构，因此避免了一些氧化过程的发生。而湿法添加DHA和ARA时容易导致DHA和ARA微胶囊的破坏。

奶粉中的乳糖和蛋白质含量丰富，这与DHA及ARA微胶囊包埋时所用的壁材（乳糖、淀粉、蛋白质）属于同类物质。壁材可以有效地隔绝氧和光线，稳定不饱和双链，减少其自动氧化过程，使产品更稳定。综上所述，采用干法添加DHA和ARA对奶粉产品的滋气味的保留是非常有益的，其保质期可达2 年。C