添加魚油粉對(duì)中老年乳粉穩(wěn)定性的影響

賈宏信，于愛(ài)梅，張怡寧

（1.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；2.挪亞圣諾（太倉(cāng)）生物科技有限公司，江蘇 蘇州 215400；3.上海商學(xué)院酒店管理學(xué)院，上海 200235）

魚油富含多不飽和脂肪酸，尤其是長(zhǎng)鏈多不飽和n-3脂肪酸，主要包括二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）和二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）[1]。EPA和DHA是人體必需脂肪酸，也是高度不飽和脂肪酸，在人體不能自行從頭合成，只能從食物中攝取或從膳食植物來(lái)源的α-亞麻酸微量轉(zhuǎn)化而來(lái)[2]。研究表明，EPA和DHA對(duì)心血管疾病[3-4]、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎[5]、2型糖尿病[6]和認(rèn)知障礙[7-8]等具有積極的預(yù)防或輔助治療效果。依據(jù)《中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量（2013版）》[2]，中國(guó)18 歲以上人群DHA和EPA的總攝入量可接受范圍為0.25～2.00 g/d。但市售中老年乳粉的DHA和EPA總量多數(shù)處于0.2 g/100 g水平，即使每日攝入50 g乳粉仍遠(yuǎn)不能滿足中國(guó)居民膳食宏量營(yíng)養(yǎng)素對(duì)于EPA和DHA攝入水平的要求。DHA和EPA屬于長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸，含有的雙鍵較多，穩(wěn)定性較差，在貯藏及加工過(guò)程中極易受光、氧、熱等外部條件的影響而發(fā)生氧化反應(yīng)，另外，DHA和EPA還天然具有較濃的魚腥味[1]。這些都限制了實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中DHA和EPA的添加量。

本研究主要分析在加速實(shí)驗(yàn)條件下，中老年乳粉強(qiáng)化不同劑量的魚油粉（DHA+EPA強(qiáng)化水平分別為165、330、495 mg/100 g）后其脂肪酸組成、抗氧化劑、硫代巴比妥酸反應(yīng)物（thiobarbituric acid reactive substance，TBARs）值及色澤的貨架穩(wěn)定性，以期為中老年乳粉強(qiáng)化高水平魚油提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

中老年配方乳粉（典型指標(biāo)：蛋白質(zhì)含量17.5 g/100 g，脂肪含量14.3 g/100 g，碳水化合物含量55.0 g/100 g），光明乳業(yè)研究院中試車間試制，加工工藝為濕法生產(chǎn)。用干混工藝向中老年配方乳粉中分別添加0.5、1.0、1.5 g/100 g魚油粉EPA300（魚油粉EPA300典型指標(biāo)：EPA+DHA含量33 g/100 g、VC含量4 g/100 g、VE含量18 mg/100 g）。

硫代巴比妥酸、三氯乙酸、乙醇（均為分析純）國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TE612-L電子天平 德國(guó)Sartorius公司；P110恒溫恒濕培養(yǎng)箱、WNB7水浴鍋 德國(guó)Memmert公司；ColorFlex EZ臺(tái)式色差儀 美國(guó)Hunter Lab公司；SP-754PC分光光度計(jì) 上海Spectrum公司；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用的水如無(wú)特殊要求均為去離子水。

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)魚油粉添加量將乳粉分為4 組：對(duì)照組（MP，EPA300添加量0%）、低劑量組（LFMP，EPA300添加量0.5%）、中劑量組（MFMP，EPA300添加量1.0%）和高劑量組（HFMP，EPA300添加量1.5%）。將鋁箔包裝的乳粉（50 g/袋）置于相對(duì)濕度75%、溫度37 ℃的恒溫恒濕培養(yǎng)箱進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)。以加速實(shí)驗(yàn)的0 d為起點(diǎn)，分別于貯藏30、60、90 d取樣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)。

1.3.2 乳粉脂肪酸、VE及VC含量的測(cè)定

脂肪酸成分分析：采用AOAC 996.06《食品中總脂肪、飽和脂肪、不飽和脂肪的測(cè)定-水解萃取氣相色譜法》[9]方法進(jìn)行44 種脂肪酸的測(cè)定。VE的測(cè)定：依據(jù)GB 5009.82—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中維生素A、D、E的測(cè)定》[10]。VC的測(cè)定：依據(jù)GB 5413.18—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 嬰幼兒食品和乳品中維生素C的測(cè)定》[11]。實(shí)驗(yàn)均平行測(cè)定2 次，結(jié)果取平均值。

VE、VC的保留率按下式計(jì)算。

式中：C1為各時(shí)間點(diǎn)的VE、VC含量檢出值/（mg/100 g）；C2為對(duì)應(yīng)取起始值（0 d）/（mg/100 g）。

1.3.3 乳粉TBARs值的測(cè)定

參考賈宏信等[12]的方法測(cè)定乳粉的TBARs值。

1.3.4 乳粉色差測(cè)定參考陳文亮等[13]的方法測(cè)定乳粉的亮度值（L*）、紅度值（a*）、黃度值（b*）及色差（ΔE）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的單因素方差分析，差異顯著性水平P＜0.05。用Excel 2010軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳粉貯藏過(guò)程中脂肪酸組成分析

由表1可知，4 組乳粉中主要的飽和脂肪酸為C6:0、C8:0、C10:0、C12:0、C14:0、C15:0、C16:0、C17:0和C18:0，其中含量最高的為C16:0（約占飽和脂肪酸的50%）。在乳粉貯藏過(guò)程中，總飽和脂肪酸、C12:0、C14:0、C16:0含量隨著貯藏期延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。特別是MP、MFMP和HFMP組，這種變化更為明顯，如MP組乳粉加速實(shí)驗(yàn)90 d后C12:0和C14:0含量顯著低于0 d（P＜0.05），MFMP組和HFMP組乳粉加速實(shí)驗(yàn)60 d后C12:0、C14:0、C16:0和C18:0含量均顯著低于0 d（P＜0.05）。一般而言，配方內(nèi)不飽和脂肪酸含量越高越易被氧化，且不飽和度越高的脂肪酸越易氧化[14]。而且相比于不飽和脂肪酸，飽和脂肪酸的氧化條件相對(duì)比較苛刻，需在一定的外界輔助條件下才能發(fā)生氧化反應(yīng)[15]。乳粉強(qiáng)化魚油后，貯藏過(guò)程中其飽和脂肪酸的穩(wěn)定性并不一定下降，如LFMP組的飽和脂肪酸C14:0和C16:0的穩(wěn)定性相比于MP組反而更高。

表 1 乳粉貯藏過(guò)程中飽和脂肪酸組成的變化Table 1 Changes in saturated fatty acid composition of milk powder during storage

表 2 乳粉貯藏過(guò)程中不飽和脂肪酸組成的變化Table 2 Changes in unsaturated fatty acid composition of milk powder during storage

由表2可知，乳粉中主要的不飽和脂肪酸為cis-9 C14:1、cis-9 C16:1、cis-9 C18:1、trans-9 C18:1、trans-9,12 C18:2n-6、LA、ALA、cis-11 C20:1、ARA、DHA、EPA、DPA，其中含量最高的為cis-9 C18:1（占不飽和脂肪酸的60%以上），且DHA、EPA和DPA僅存在于魚油強(qiáng)化組。與飽和脂肪酸相似，乳粉貯藏過(guò)程中總不飽和脂肪酸、cis-9 C18:1含量隨著貯藏期延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。但是，不飽和脂肪酸t(yī)rans-9 C18:1、trans-9,12 C18:2n-6含量隨著貯藏期的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增高的趨勢(shì)，如MP組乳粉加速實(shí)驗(yàn)90 d后trans-9 C18:1含量顯著高于0、30、60 d（P＜0.05）；LFMP組和MFMP組乳粉加速實(shí)驗(yàn)90 d后trans-9 C18:1含量顯著高于0 d（P＜0.05）。乳粉中cis-9 C18:1和trans-9 C18:1的含量測(cè)定結(jié)果與Rodríguez-Alcala等[16]跟蹤的嬰幼兒配方乳粉貯藏過(guò)程中trans-9 C18:1含量的變化結(jié)果一致，說(shuō)明乳粉貯藏過(guò)程中主要的不飽和脂肪酸cis-9 C18:1含量會(huì)隨著貯藏期的延長(zhǎng)而下降，主要的反式脂肪酸t(yī)rans-9 C18:1含量會(huì)隨著貯藏期的延長(zhǎng)而升高。

2.2 乳粉貯藏過(guò)程中抗氧化劑穩(wěn)定性分析

圖 1 乳粉貯藏過(guò)程中VE和VC的含量變化Fig. 1 Changes in vitamin E and vitamin C contents during storage ofmilk powder

由圖1A可知，MP、LFMP和MFMP組的VE含量在整個(gè)加速期均無(wú)顯著變化，僅HFMP組的VE含量在加速實(shí)驗(yàn)90 d后相比于起始值顯著降低（P＜0.05），保留率為93.8%。

由圖1B可知，MP、LFMP、MFMP和HFMP組乳粉VC含量相比于0 d發(fā)生顯著降低的時(shí)間分別為90、30、60、90 d，且至加速實(shí)驗(yàn)?zāi)┢冢?0 d），MP和LFMP組乳粉的VC保留率相對(duì)更低，分別為57.3%和44.7%。

以上結(jié)果顯示，乳粉內(nèi)添加n-3多不飽和脂肪酸會(huì)影響乳粉內(nèi)抗氧化劑的穩(wěn)定性，且這種影響與抗氧化劑的種類相關(guān)（VE保留率高于VC），也與抗氧化劑的含量相關(guān)（HFMP組的VC保留率高于LFMP組）。同時(shí)該結(jié)果也說(shuō)明，乳粉內(nèi)添加魚油粉會(huì)降低乳粉的貨架穩(wěn)定性，但是同時(shí)提高乳粉內(nèi)抗氧化劑的含量，可以改善乳粉的貨架穩(wěn)定性，如用低劑量的魚油粉強(qiáng)化乳粉時(shí)，抗氧化劑VC的損失率相比于MP組更高，而用更高劑量的魚油粉強(qiáng)化時(shí)（帶來(lái)更高含量的抗氧化劑），抗氧化劑VC的損失率相比于LFMP組反而較低（圖1B）。VE的測(cè)定結(jié)果與Albalá-Hurtado等[17]的研究一致，該研究發(fā)現(xiàn)不飽和脂肪酸含量更高的嬰幼兒配方粉和嬰兒配方乳，在不同溫度下（20、30、37 ℃）貯藏12 個(gè)月，VE含量無(wú)顯著變化。另外，劉弈博[18]的研究發(fā)現(xiàn)，隨著DHA添加量的增加，在37 ℃貯藏條件下，嬰兒乳粉中VC的損失率顯著減少；VE和VC在乳粉中的抗氧化機(jī)制與相對(duì)劑量比有一定關(guān)系，VE和VC的比例不同，VE對(duì)于VC的作用不同，可表現(xiàn)為對(duì)VC的破壞作用或是保護(hù)作用。這可能是MFMP和HFMP組乳粉的VC損失率低于LFMP組的原因。

2.3 乳粉貯藏過(guò)程中TBARs值分析

圖 2 乳粉貯藏過(guò)程中TBARs值的變化Fig. 2 Changes in TBARs value of milk powder during storage

乳粉中的脂肪在氧化過(guò)程中會(huì)分解產(chǎn)生二級(jí)氧化產(chǎn)物丙二醛，通過(guò)評(píng)估乳粉中丙二醛的量可以間接指示乳粉的氧化程度，乳粉中丙二醛的量常用TBARs值來(lái)反映[19]。由圖2可知，4 組乳粉貯藏過(guò)程中，與起始點(diǎn)相比TBARs值均無(wú)顯著變化。不同時(shí)間點(diǎn)各組別間的差異顯著性分析顯示，僅加速實(shí)驗(yàn)90 d時(shí)的HFMP組乳粉TBARs值顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），其他組別之間無(wú)顯著差異。另外，乳粉的TBARs值結(jié)果與感官評(píng)價(jià)結(jié)果相一致，感官評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)顯示，各組別加速實(shí)驗(yàn)90 d后均無(wú)氧化味（未發(fā)表數(shù)據(jù)）。以上結(jié)果顯示，強(qiáng)化EPA300魚油粉對(duì)乳粉的TBARs值影響較小，乳粉穩(wěn)定性較高。Lee等[20]針對(duì)全脂乳粉強(qiáng)化EPA穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示，乳粉強(qiáng)化EPA后，在未添加氧化劑（Fe2+、Fe3+）的情況下，乳粉的TBARs值隨著貯藏期延長(zhǎng)（常溫貯藏9 個(gè)月）未發(fā)生顯著變化。這說(shuō)明，雖然不飽和脂肪酸的添加易導(dǎo)致乳粉發(fā)生氧化反應(yīng)，但是乳粉本身是一個(gè)復(fù)雜體系，其脂肪氧化反應(yīng)的發(fā)生及速率還與乳粉內(nèi)抗氧化劑、氧化劑、不飽和脂肪酸及雙鍵數(shù)量有關(guān)。再者，不同的不飽和脂肪酸微膠囊粉的氧化穩(wěn)定性表現(xiàn)也不一致，姜艷喜等[21]研究顯示，不飽和脂肪酸含量相近的DHA在加速實(shí)驗(yàn)條件下（45 ℃，10 周），其氧化穩(wěn)定性并不一致。

2.3 乳粉貯藏過(guò)程中色澤變化分析

色澤是評(píng)價(jià)乳粉質(zhì)量的重要感官指標(biāo)之一，乳粉在氧化過(guò)程中顏色逐漸變暗、變紅及變黃，色度值會(huì)發(fā)生變化[19,13]。由表3可知，4 組乳粉貯藏過(guò)程中L*、a*、b*相比于起始點(diǎn)均顯著增高（P＜0.05）；加速實(shí)驗(yàn)?zāi)┢冢?0 d），MFMP組ΔE高于MP組，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，而LFMP和HFMP組ΔE顯著高于MP組。這說(shuō)明，魚油粉的添加降低了乳粉的穩(wěn)定性，使乳粉的色澤變化程度更高，但是這種對(duì)乳粉穩(wěn)定性影響的程度與魚油粉的添加量并不存在完全一致的正相關(guān)關(guān)系。黃熙鶯[22]對(duì)富含n-3/n-6脂肪酸的微膠囊粉進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)，以觀察其色澤變化，結(jié)果顯示，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，富含n-3/n-6脂肪酸的微膠囊表現(xiàn)為L(zhǎng)*、a*降低及b*升高。脂肪酸微膠囊粉貯藏過(guò)程中色澤的變化與賈宏信[12]、陳文亮[13]等分別對(duì)調(diào)制乳粉和嬰兒配方乳粉色澤分析的結(jié)果略有不同，賈宏信等[12]的研究結(jié)果顯示，隨著乳粉貯藏期的延長(zhǎng)，乳粉的L*、a*、b*都升高，陳文亮等[13]的研究結(jié)果顯示，隨著乳粉貯藏期的延長(zhǎng)，乳粉L*降低，a*及b*升高。本研究結(jié)果與陳文亮等[13]對(duì)于嬰兒乳粉的研究結(jié)果一致，與賈宏信等[12]的研究不一致，說(shuō)明乳粉的復(fù)雜體系使其并無(wú)明確的L*、a*、b*變化趨勢(shì)，對(duì)于乳粉色澤變化的評(píng)價(jià)還需要進(jìn)一步借助色澤變化的綜合指標(biāo)ΔE來(lái)評(píng)估。理論上，ΔE越高說(shuō)明其與參考樣的色差越明顯，而ΔE在0.5～1.5時(shí)目視為可以微小分辨，ΔE在1.5～3.0時(shí)目視為可察覺(jué)的區(qū)分[13]。4 組乳粉貯藏末期（90 d）ΔE最高，分別為2.25、2.89、2.60、2.76，但是這一水平仍處于目視可區(qū)分的較低水平，非專業(yè)人士很難做出區(qū)分?；诖耍梢悦鞔_即使中老年乳粉中添加1.5%的魚油粉，魚油粉的添加對(duì)于乳粉色澤的影響也處于可接受水平。

表 3 乳粉貯藏過(guò)程中色澤變化Table 3 Changes in color parameters of milk powder during storage

3 結(jié) 論

中老年乳粉內(nèi)添加魚油粉EPA300對(duì)乳粉脂肪酸穩(wěn)定性有一定影響，但這種影響與魚油粉EPA300的添加量并不呈現(xiàn)一致性的增高或降低趨勢(shì)，如添加低劑量魚油粉時(shí)乳粉飽和脂肪酸的穩(wěn)定性反而會(huì)提高（乳粉加速實(shí)驗(yàn)90 d后，MP組的飽和脂肪酸含量顯著下降，而LFMP組無(wú)顯著變化）。另外，EPA300的添加會(huì)影響乳粉內(nèi)抗氧化劑VE和VC的穩(wěn)定性，添加高劑量EPA300時(shí)，乳粉貯藏過(guò)程中VE的保留率降低，但對(duì)于VC而言，EPA300的添加量與VC的保留率并不呈現(xiàn)一致性的增高或降低趨勢(shì)，如添加低水平EPA300的乳粉貯藏過(guò)程中VC的保留率低于MP組和MFMP、HFMP組。另外，添加高劑量EPA300會(huì)使乳粉貯藏過(guò)程中TBARs值升高，L*降低，a*、b*升高，但總體上EPA300強(qiáng)化對(duì)乳粉TBARs值、L*、a*和b*影響較小。綜合考慮添加EPA300對(duì)于乳粉脂肪酸組成、抗氧化劑、TBARs值及色澤的影響結(jié)果，可以得出魚油粉EPA300適用于中老年乳粉，且能滿足中老年乳粉的貨架穩(wěn)定性要求。