辅食营养补充品货架期内营养素的稳定性及叠加风险研究

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(1.美庐生物科技股份有限公司技术研发中心,江西九江 332005; 2.九江市特医食品工程技术研究中心,江西九江 332000)

辅食营养补充品作为一种含多种微量营养素(维生素和矿物质)的补充品,其中可含或不含食物基质和其他辅料,非常适合添加在6～36月龄婴幼儿即食辅食中食用,也可用于37～60月龄儿童。主要可分为三大类:辅食营养素补充片、辅食营养素补充食品和辅食营养素撒剂[1]。许多干预实验已经证实,添加辅食营养补充品对婴幼儿的生长发育有明显的改善作用,24月龄以前辅食强化补充对儿童后期的智力发育成长也有一定的积极作用[2-7]。在家庭辅食的基础上,进行一定的微量营养素补充,对于促进婴幼儿早期的营养与健康具有重大的意义[8-10]。因此,如何科学地设计辅食营养补充品的营养素组成显得尤为重要。

货架期,即从食品的生产到销售阶段产品质量保持稳定的期限[11],是影响产品感官、品质的重要指标。温度、湿度、光照等因素均会对营养素的稳定性造成影响[12-13],只有熟知货架期内各营养素的衰减情况,才能使得配方的设计及货架期的制定更精确、合理。

营养素的食用量是否科学是影响婴幼儿生理健康的一个重要因素,摄入过量或不足均会对婴幼儿产生不良效应。对于辅食营养补充品中的营养素种类和含量的设计,不仅需要查找文献资料进行数据分析和研究了解婴幼儿的膳食营养需求[14-17],同时还需要结合目标人群的日常饮食组成、产品的货架期衰减等因素进行综合评估。研究显示,营养素摄入过量或不足均会对婴幼儿产生不良效应[18-19]。目前针对辅食营养补充品在货架期内营养素稳定性及风险评估的研究还尚未见报道。

本文以《中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)》[20]中的推荐摄入量(recommended nutrient intake,RNI值)及可耐受最高摄入量(tolerable upper intake levels,UL值)为依据,通过加速试验对5种辅食营养补充品(1种辅食营养素撒剂和4种辅食营养补充食品)在货架期内营养素的稳定性进行了研究;将辅食营养补充品与8种主流婴幼儿配方奶粉和5种主流婴幼儿米粉的营养素进行叠加,对其营养素风险进行了评估,以期为辅食营养补充品的配方设计、货架期制定以及科学摄入提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

爱优诺早期营养包(辅食营养素撒剂) 适用于6～36月龄婴幼儿,爱优诺营养品有限公司;爱优诺(滋血优宝、夜宁优宝、舒畅优宝、祛火优宝)营养包(辅食营养素补充食品) 适用于6～36月龄婴幼儿及37～60月龄儿童,爱优诺营养品有限公司;惠氏S-26金装2段爱儿乐较大婴儿配方奶粉 惠氏营养品(中国)有限公司;雅培菁挚纯净蓝罐婴儿奶粉2段 Abbott Ireland公司;美赞臣蓝臻Enfinitas2段婴儿奶粉 Mead Johnson B.V.公司;飞鹤星飞帆2段较大婴幼儿配方奶粉 黑龙江飞鹤乳业有限公司;圣元优博58奶粉2段 圣元营养食品有限公司;贝因美菁爱较大婴儿奶粉2段 贝因美婴童食品股份有限公司;君乐宝乐铂较大婴儿奶粉2段 河北君乐宝君源乳业有限公司;爱优诺较大婴儿配方羊奶粉2段 爱优诺营养品有限公司;嘉宝(Gerber)婴幼儿米粉混合蔬菜营养米粉三段(8～36月龄) 美国嘉宝产品公司;亨氏(Heinz)婴儿米粉铁锌钙奶营养米粉(6～36月龄) 美国亨氏公司;贝因美(Beingmate)婴儿米粉铁锌钙营养米粉(6～36月龄) 贝因美婴童食品股份有限公司;雀巢®金装宝贝营养+钙铁锌营养米粉(6～36月龄) 双城雀巢有限公司;喜宝有机婴幼儿燕麦大米粉(6～36月龄) 德国HiPP喜宝公司。

101-3A电热恒温鼓风干燥箱 上海锦屏仪器仪表有限公司;BSA224S分析天平、Quintix125D-1CN分析天平 赛多利斯(上海)贸易有限公司;JY20002电子天平、JY5002电子天平 上海上天精密仪器有限公司;SHH-100SD-2二箱式药品稳定性试验箱 上海建恒仪器有限公司;LC-20A高效液相色谱仪、AA6880原子吸收分光光度计 日本岛津公司;multiskan FC-357-903593酶标仪 赛默飞世尔科技(上海)有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品准备 试验样品均为正常商业化生产条件下进行生产的产品,采用真空充氮条袋包装,其中爱优诺早期营养包(辅食营养素撒剂)的规格为2 g/条,四种爱优诺(舒畅优宝、滋血优宝、祛火优宝、夜宁优宝)营养包的规格为10 g/条。五种样品每种各准备500 g,分为两份,一份作为试验样品,一份作为对照样品(置于室温干燥阴凉处存放)。

1.2.2 稳定性试验 参考《特殊医学用途配方食品稳定性研究要求(试行)》(2017修订版)、陈永斌等[21]研究中加速试验的试验方法,本试验采用加速试验(温度40±2 ℃,相对湿度RH 75%±5%的药品稳定性试验箱中进行营养粉加速氧化试验)的方法来测定样品中各营养素的稳定性。根据Arrhenius经验公式,对于常规化学反应,在一定温度范围内,反应温度升高10 ℃,反应速率常数提高一倍,即40 ℃条件下营养粉氧化速率等于20 ℃(室温)条件下氧化速率的4倍,也就是在40 ℃药品稳定性试验箱中存放7 d,相当于在室温条件下存放28 d。营养包的保质期为18个月,试验计划在40 ℃药品稳定性试验箱中存放4.5个月,并计算各营养素的衰减率。

加速保存4.5个月后,检测成品的营养素含量,计算货架期内各营养素的损失。采用平均衰减率(Average attenuation rate,AAR)进行计算,公式如下:

1.2.3 营养素的检测方法 按照国标规定的方法进行各营养素的检测,具体检测方法见表1。

表1 营养素的检测方法Table 1 Detection methods for nutrients

1.3 数据处理

使用Excel 2016及SPSS 19.0软件进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 辅食营养素撒剂稳定性分析

表2显示了辅食营养素撒剂中各营养素首检(0个月)和加速末(4.5个月)的检测结果与GB22570[33]中规定的6～12月龄和13～36月龄婴幼儿营养素推荐摄入量的对比情况。从表2中可以看出,在加速后样品中营养素的含量发生了不同程度的衰减,其中维生素B1的AAR最高,为34.62%,其次是维生素D、B12、B6、A、B2和泛酸,AAR分别为30.77%、30.14%、29.41%、29.10%、25.00%和25.00%,相对稳定的是钙(5.22%)。这种衰减差异性可能是因为相比于常量元素,微量元素在生产、储存过程中更容易损失[34]。由于产品设计之初就考虑到了营养素的衰减情况,因此,加速试验后所有营养素的检测值均在产品的标签标识值误差范围内,并符合相应的国家标准要求。

表2 辅食营养素撒剂(6～36月龄)加速试验检测分析结果Table 2 The results of the accelerated test of sprinkles for complementary food supplement(6～36 months old)

2.2 辅食营养补充食品稳定性分析

表3显示了四种辅食营养素补充食品中各营养素首检(0个月)和加速末(4.5个月)的检测结果与GB22570[33]中规定的6～12月龄和13～60月龄婴幼儿及儿童营养素推荐摄入量的对比情况。从表3中可以看出,四种营养包中相对稳定的营养素均为蛋白质和钙,相对不稳定的营养素有维生素A、D、B1、B2、B6和B12。对于营养包1(舒畅优宝),AAR最高的是维生素D(30.99%),其次是维生素B6(26.03%)、A(25.77%)、B1(25.30%)和B2(25.00%);对于营养包2(滋血优宝),AAR最高的是维生素B6(33.33%),其次是维生素A(30.74%)、B2(28.00%)、D(22.37%)和B1(17.81%);对于营养包3(祛火优宝),AAR最高的是维生素D(33.82%),其次是维生素A(27.45%)、B6(26.03%)、B1(25.93%)和B2(25.00%),此外蛋白质的AAR值为负值,可能是因为系统误差;对于营养包4(夜宁优宝),AAR最高的是维生素D(30.88%),其次是维生素B6(26.03%)、A(26.02%)、B1(25.84%)和B2(25.64%)。不同品种的辅食营养补充食品其营养素的AAR存在明显的差异,这可能和配方原料、生产和实验环境因素的不同以及人为操作误差有关。从表3中也可以看出,加速4.5个月后四种营养包中各营养素的检测值均在产品的标签标识值误差范围内,并符合相应的国家标准要求,这和辅食营养素撒剂一致。

表3 四种辅食营养补充食品(6～60月龄)加速试验检测分析结果Table 3 The results of the accelerated test of four nutrient-dense food supplements for complementary feeding(6～60 months old)

2.3 辅食营养素撒剂营养素的叠加风险评估

营养素摄入过量,机体不能完全吸收利用,会加重婴幼儿肾脏功能的负担;营养素摄入不足,不能满足婴幼儿正常生长发育的需要,会导致婴幼儿生长发育迟缓[35]。因此,如何保证辅食营养补充品中各营养素充足而不过量,也是配方设计过程中应该考虑的要点。

为了评估辅食营养素撒剂配方的科学性和安全性,本实验进行了2项营养素叠加风险评估。通过对市面上7种主流2段婴配粉及爱优诺2段婴配粉的营养成分(共8种主流2段婴配粉)进行调查统计,以每餐食用8平匙,1平匙4.5 g,一天3次计算,一个婴幼儿每天需摄入奶粉108 g,从而推算出各种营养素每天的摄入值,并将8种奶粉各营养素的最大、最小值与辅食营养素撒剂中相应营养素的含量进行叠加,计算结果见表4所示。结果表明,在同时摄入婴配粉和辅食营养素撒剂的情况下,惠氏(751 μg RE)、雅培(750 μg RE)、飞鹤(728 μg RE)以及贝因美(706 μg RE)中维生素A的叠加值超过了《中国居民膳食营养素参考摄入量》推荐的UL值(700 μg RE),惠氏(561 μg)、美赞臣(596 μg)、圣元(542 μg)以及君乐宝(552 μg)中维生素B6的叠加值略低于推荐的RNI值(600 μg),而对于叶酸,除雅培(162 μg)之外,其余7种婴配粉中叶酸的叠加值均低于叶酸的RNI值(160 μg),其余营养素的叠加摄入量均在《中国居民膳食营养素参考摄入量》推荐的RNI值和UL值范围内,这说明婴幼儿在同时摄入惠氏、雅培、飞鹤或贝因美配方奶粉和辅食营养素撒剂时应注意维生素A的摄入量,可适当减少辅食营养素撒剂添加量以免发生维生素A摄入过量风险;在同时摄入惠氏、美赞臣、圣元或君乐宝配方奶粉和辅食营养素撒剂时可额外补充一些富含维生素B6和叶酸的食物,如鸡肉、肝、马铃薯、菠菜、牛奶、西红柿等;在同时摄入飞鹤、贝因美或爱优诺配方奶粉和辅食营养素撒剂时只需额外补充一些富含叶酸的食物,通过对市面上5种主流婴幼儿米粉营养成分进行分析,以每餐25 g,一天2次计算,一个婴幼儿每天需摄入米粉50 g,从而推算出各种营养素每天的摄入值,并将5种米粉各营养素的最大、最小值与配方中相应营养素的含量进行叠加,计算结果见表5。结果表明,在同时摄入婴幼儿米粉与辅食营养素撒剂的情况下,除维生素A的叠加值(330.5～388 μg RE)和锌的叠加值(4.6～5.0 mg)在《中国居民膳食营养素参考摄入量》的RNI值和UL值范围内以及嘉宝和雀巢中维生素B12的叠加值(1.05 μg)略高于《中国居民膳食营养素参考摄入量》的RNI值(1 μg)之外,其余营养素的叠加值均低于《中国居民膳食营养素参考摄入量》的RNI值,这说明在正常摄取这5种婴幼儿米粉的情况下,适当的营养素补充非但不会产生安全隐患,反而会对谷类辅助食品的微量营养素有一个很好的补充作用,并且可适当增加辅食营养素撒剂的摄入量或或额外补充一些水果、蔬菜或肉类食品来提高某些营养素(如维生素D、维生素B1、维生素B2、维生素B6、叶酸、钙、铁等)的摄入量。许多研究也表明,婴幼儿在断奶期最容易缺乏的钙、铁、锌、维生素A、D、B1、B2营养素[36]。综上评估分析可知,合理地摄入爱优诺辅食营养素撒剂无营养叠加风险。

表4 辅食营养素撒剂与8种主流2段婴幼儿配方奶粉的营养素叠加分析结果Table 4 The results of nutritional superposition risk analysis of sprinkles for complementary food supplement and 8 kinds of mainstream infant formula(2 period)

表5 辅食营养素撒剂与5种主流婴幼儿米粉的营养素叠加分析结果Table 5 The results of nutritional superposition risk analysis of sprinkles for complementary food supplement and 5 kinds of mainstream infant rice noodles

2.4 辅食营养补充食品营养素的叠加风险评估

为了评估辅食营养补充食品配方的科学性和安全性,本实验同样进行了2项营养素叠加风险评估。辅食营养素补充食品与8种主流2段婴配粉的营养素叠加分析结果见表6所示。从表6可以看出,与辅食营养素撒剂研究结果相似,在同时摄入婴配粉与辅食营养补充食品的情况下,惠氏(751 μg RE)、雅培(750 μg RE)、飞鹤(728 μg RE)以及贝因美(706 μg RE)中维生素A的叠加值均高于《中国居民膳食营养素参考摄入量》推荐的UL值(700 μg RE),惠氏(551 μg)、美赞臣(586 μg)、圣元(532 μg)以及君乐宝(542 μg)中维生素B6的叠加值略低于推荐的RNI值(600 μg),而对于叶酸,除雅培(182 μg)和贝因美(178 μg)之外,其余6种婴配粉中叶酸的叠加值均低于推荐的RNI值(160 μg),其余营养素的叠加摄入量均在《中国居民膳食营养素参考摄入量》推荐的RNI值和UL值范围内,这说明婴幼儿在同时摄入惠氏、雅培、飞鹤或贝因美配方奶粉和辅食营养补充食品时,可适当减少辅食营养补充食品添加量以免发生维生素A摄入过量风险;在同时摄入惠氏、美赞臣、圣元或君乐宝配方奶粉和辅食营养补充食品时,可额外补充一些富含维生素B6和叶酸的食物;在同时摄入飞鹤或爱优诺配方奶粉和辅食营养补充食品时只需额外补充一些富含叶酸的食物。总之,婴幼儿在摄入配方奶粉的时候应注意各营养素的摄入量,根据日食用量的摄入需求,以及所食用的婴配粉的各营养素含量情况,科学地选择适合自己的辅食营养补充品进行营养强化。

表6 辅食营养素补充食品与8种主流2段婴幼儿配方奶粉的营养素叠加分析结果Table 6 The results of nutritional superposition risk analysis of nutrient-dense food supplements for complementary feeding and 8 kinds of mainstream infant formula(2 period)

辅食营养补充食品与5种主流婴幼儿米粉的营养素叠加分析结果见表7。结果表明,在同时摄入婴幼儿米粉与辅食营养素补充食品的情况下,除维生素A的叠加值(330.5～388 μg RE)和锌的叠加值(4.6～5.0 mg)在《中国居民膳食营养素参考摄入量》的RNI值和UL值范围内以及嘉宝和雀巢中维生素B12的叠加值(1.11 μg)略高于《中国居民膳食营养素参考摄入量》的RNI值(1 μg)之外,其余营养素的叠加值均低于《中国居民膳食营养素参考摄入量》的RNI值,这说明在正常摄取这5种婴幼儿米粉的情况下,适当地摄入辅食营养补充食品非但不会产生安全隐患,反而会对谷类辅助食品的微量营养素有一个很好的补充,同表5分析结果,可适当增加辅食营养补充食品的摄入量或额外补充一些水果、蔬菜或肉类食品来提高某些营养素的摄入量。综上评估分析可知,合理地摄取爱优诺辅食营养补充食品无营养素叠加风险。

表7 辅食营养补充食品与5种主流婴幼儿米粉的营养素叠加分析结果Table 7 The results of nutritional superposition risk analysis of nutrient-dense food supplements for complementary feeding and 5 kinds of mainstream infant rice noodles

3 结论

本文对5种辅食营养补充品货架期内营养素的稳定性及与婴幼儿配方奶粉或米粉同时摄入时的叠加风险进行了分析。稳定性试验结果表明,在加速4.5个月后,所有辅食营养补充品中各营养素均发生了不同程度的衰减。对于辅食营养素撒剂,平均衰减率最高的是VB1,其次是VD、VB12、VB6、VA、VB2和泛酸,平均衰减率最低的是钙;对于四种辅食营养素补充食品,相对稳定的营养素均为蛋白质和钙,相对不稳定的营养素有VA、VD、VB1、VB2、VB6和VB12。这种差异性可能与配方原料、生产和实验环境因素的不同以及微量元素在生产、储存过程中更容易损失有关。叠加风险分析结果表明,辅食营养补充品与惠氏、雅培、飞鹤或贝因美婴幼儿配方奶粉同时摄入时可适当减少辅食营养补充品的添加量,以免发生VA摄入过量风险;与惠氏、美赞臣、圣元或君乐宝配方奶粉同时摄入时,可额外摄入一些富含维生素B6和叶酸的食物;与飞鹤、贝因美或爱优诺配方奶粉同时摄入时,只需额外摄入一些富含叶酸的食物。而对于未食用婴幼儿配方奶粉的目标人群,摄入适量的辅食营养补充品不仅无营养素过量风险,反而是一个很好的营养补充。本研究的开展为辅食营养补充品配方的设计、货架期的制定以及科学摄入提供了一定的参考价值。

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