婴幼儿配方食品脂质氧化检测方法探究

1. 脂肪酸组成的跟踪

影响婴幼儿配方食品货架期的品质变化，最主要的是配方中脂肪酸的氧化酸败。脂肪酸的氧化酸败，不但能产生有害的氧化产物，还能导致配方中脂肪酸组成发生变化。因此，跟踪婴幼儿配方食品中脂肪酸组成的变化，可以直观的获得配方食品的品质变化。Rodríguez-Alcala等曾跟踪了婴幼儿配方乳粉在25℃条件下，贮存4年其脂肪酸组成的变化。从其研究的结果可知，单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA），如MUFA的代表油酸，PUFA的代表亚油酸，都表现为随着贮存期的延长逐渐下降。其中，油酸和亚麻酸在贮存1年时就已经表现为显著减少，而亚油酸的显著减少直至到贮存的第4年才表现出来（表5-14）。另外，其研究还进一步分析了配方在贮存4年的情况下，反式脂肪酸的同分异构体情况，研究结果显示反式十八碳烯酸（t-C_18:1）是同分异构体最多的，而反式-十八碳二烯酸（t-C_18:2）和反式十八碳三烯酸（t-C_18:3）的同分异构体并无检出，且贮存4年内检出的主要同分异构体并无表现出明显的变化。Chávez-Servín等对于婴幼儿配方乳粉在不同贮存温度下（25和40℃），脂肪酸组成及反式脂肪的同分异构体随着贮存时间（贮存18个月）变化的研究也得出了类似的结论。即不饱和脂肪酸会随着贮存期的延长而表现为下降趋势。Garcı′a-Martı′nez等研究婴幼儿配方乳粉在贮存温度为25、30和37℃下贮存3个月反式脂肪酸同分异构体变化结果与Rodríguez-Alcala等的结果一致，都为脂肪中产生同分异构体的脂肪酸为trans-C_18:1，同分异构体主要为：C_18:1（t4）、C_18:1（t5）、C_18:1（t6）、C_18:1（t7）、C_18:1（t8）、C_18:1（t9）、C_18:1（t10）、C_18:1（t11）、C_18:1（t12）、C_18:1（t13）、C_18:1（t14）、C_18:1（t15）和C_18:1（t16）。

但是，婴幼儿配方乳粉中脂肪酸，特别是不饱和脂肪酸随着贮存期的延长而下降的变化趋势，还受贮存时间、贮存温度、配方的加工工艺及配方组成诸多因素的影响，并不是在任何研究条件下，脂肪酸都表现为以上趋势。Chávez-Servín等的研究结果显示，两种添加不同类型的长链多不饱和脂肪酸的婴幼儿配方乳粉的氧化稳定性表现并不一致。在相同的贮存温度下，贮存温度为25℃时，贮存18个月，添加蛋黄磷脂的长链多不饱和脂肪酸的配方表现为更稳定，其所有脂肪酸都无显著的变化，而添加单细胞油的长链多不饱和脂肪的配方，n-6系列多不饱和脂肪酸表现为显著下降；当贮存温度为40℃时，贮存18个月，添加蛋黄磷脂的长链多不饱和脂肪酸的配方和添加单细胞油的长链多不饱和脂肪的配方，其n-6系列多不饱和脂肪酸都表现为显著下降。García-Martínez等研究婴幼儿配方乳粉在贮存温度为25、30和37℃下贮存3个月的脂肪酸变化结果显示，3种温度下脂肪酸组成都无变化。因此，研究配方内的脂肪酸组成变化，虽然可以用于评价婴幼儿配方的货架期情况，但是选择合适的研究温度和时间周期也非常重要。

表5-14 婴幼儿配方粉贮存4年脂肪酸组成（占总脂肪酸甲酯的百分比）的变化

注：所示数据为8组数据的平均值，同行不同字母表示存在显著差异（p＜0.05）； c：顺式； t：反式；SFA：饱和脂肪酸；MUFA：单不饱和脂肪酸；PUFA：多不饱和脂肪酸；LA：亚油酸；ALA：α-亚麻酸。

2. 氧化产物的跟踪

（1）过氧化值或氢过氧化物 脂肪氧化产生氢过氧化物，氢过氧化物被进一步分解成醛、酮类物质。因此可以通过检测氢过氧化物的量或者是过氧化值（POV值）来分析婴幼儿配方乳粉的氧化程度，评价乳粉的品质。Manglano等曾用过氧化值和氢过氧化物的量综合研究了4种在铁和维生素E强化上不同的婴幼儿配方贮存17月的氧化稳定性。从其研究的结论可知，过氧化值和氢过氧化物都表现为随着时间的延长逐渐增加（图5-14）。另外，Presa-Owens等利用加速实验预测婴幼儿乳粉的货架期时，对于婴幼儿乳粉内过氧化值的这种变化趋势也发现了类似于Manglano的结果，即在25℃贮存的乳粉在18个月贮存期内过氧化值的变化为逐渐增加。但是，Presa-Owens和Manglano得出的过氧化值这一变化趋势，是乳粉在温和的贮存温度下得到的，温度范围为22～37℃。乳粉贮存温度过高，乳粉脂肪氧化的速率会提高，其过氧化值的变化趋势有可能发生变化，如Presa-Owens对婴儿配方乳粉的加速氧化实验（加速温度60℃，时间20d），过氧化值在加速氧化的第4天达到最大值，而后逐渐降低。蒋雯瑶等对婴儿配方乳粉的加速氧化实验（加速温度75℃，时间80h），过氧化值在加速氧化的第40h达到最大值，而后逐渐降低。

图5-14 婴幼儿乳粉贮存过程中过氧化值（POV）和氢过氧化物（HP）的变化

（2）硫代巴比妥酸值 婴幼儿配方乳粉在氧化过程中，会分解产生二级氧化产物丙二醛。因此，可以通过检测婴幼儿乳粉内丙二醛的量来指示婴幼儿乳粉的氧化程度。对于丙二醛的检测，一般通过丙二醛与硫代巴比妥酸反应生成红色化合物，在532nm下具有特征吸收峰这一特性来测定。得到的硫代巴比妥酸值，间接作为婴幼儿乳粉氧化程度的一个指标。脂肪的过氧化和丙二醛生成的流程见图5-15，丙二醛和硫代巴比妥酸的反应式见图5-16。Manglano等曾用乳粉中硫代巴比妥酸值研究了4种在铁和维生素E强化上不同的婴幼儿配方乳粉贮存17月的氧化稳定性。从其研究的结论可知，硫代巴比妥酸值在婴幼儿乳粉贮存的前期（前7个月），其变化趋势一致——逐渐升高，而从乳粉贮存7个月以后至17个月，乳粉内硫代巴比妥酸值的变化并无明显的趋势（图5-17）。在乳粉贮存过程中（长时期）硫代巴比妥酸值表现的非一致性趋势，可能是因为TBARS值的检测结果不仅仅受二级氧化产物的丙二醛的影响，还受来自于配方内的羰基（来自乳糖或麦芽糊精）的影响，氨基酸残基的影响及美拉德反应产物糖醛和羟甲基糖醛的影响。因此，TBARS值的检测其实并不单单是反映的丙二醛的生成量，还与乳粉中其他反应的产物相关。

图5-15 脂肪的过氧化和丙二醛生成的流程

图5-16 丙二醛与硫代巴比妥酸反应式

图5-17 婴幼儿乳粉贮存过程中硫代巴比妥酸值（TBARS）的变化

样品A样品B样品C样品D(www.xing528.com)

3. 酸价

游离脂肪酸是油脂水解酸败过程中积累产生的，它能加速脂肪的酸败。游离脂肪酸和氢氧化钾等碱性物质能发生中和反应，因此可以通过对一定量脂肪所消耗的碱性物质的量来评估脂肪中游离脂肪酸的量，进而可以通过测定婴幼儿乳粉中脂肪的游离脂肪酸的量（酸价，酸价是指中和1g脂肪中游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数）来评估婴幼儿配方乳粉的氧化程度。如任国谱通过分析婴幼儿配方乳粉在60℃加速实验条件下的酸价变化发现，配方乳粉的酸价会随着加速时间的延长而增高。

4. 挥发性产物

研究证实，丙醛、戊醛、己醛是婴幼儿乳粉中挥发性产物常见的物质，且丙醛的产生多与配方中n-3脂肪酸相关，而戊醛和己醛的产生多与n-6脂肪酸相关。乳粉中丙醛、戊醛、己醛的变化与多不饱和脂肪酸和贮存时间、贮存温度的关系为：

（1）贮存时间越长，乳粉内丙醛、戊醛、己醛等醛类物质的量增高。

（2）配方中添加了n-3多不饱和脂肪酸或n-6多不饱和脂肪酸会使配方粉中丙醛、戊醛、己醛的生成速率提高，生成量提高。且n-3多不饱和脂肪酸或n-6多不饱和脂肪酸的添加量越高，其配方中醛类物质生成得越快越多。

（3）配方中多不饱和脂肪酸以n-3多不饱和脂肪酸为主，生成的醛类物质以丙醛为主；多不饱和脂肪酸以n-6多不饱和脂肪酸为主，生成的醛类物质以戊醛和己醛为主。

（4）贮存温度影响配方乳粉中丙醛、戊醛、己醛的生成速率和生成量，温度越高，醛类物质上升的时间越早，生成速率越快。

Chavezservin等研究了20个品牌的婴幼儿配方乳粉在包装打开后挥发性成分的变化情况，发现在20个配方中3种挥发性成分（丙醛、戊醛、己醛）都会随着开罐时间的延长（25℃贮存）而发生不同程度的增高；且即使起始检测时配方中不存在丙醛、戊醛或己醛，但一旦该物质在某一时间点检测存在，该醛也会随着贮存期的延长而增高。

5. 感官评鉴

感官评鉴是评价乳粉氧化程度最为直观的重要方法，通过感官评鉴可以获得婴幼儿乳粉是否具有其特有的香味，气味是否自然，是否有异味或氧化味等信息。感官评价最为方便的方法是找专业的评审小组进行评分。Drake等通过14名经专业培训的评价员对138个粉状乳配料的评鉴，最终确定了22个可用于粉状乳配料（全脂乳粉、脱脂乳粉、浓缩乳清蛋白粉、牛奶浓缩蛋白粉、酪朊酸盐等）感官评鉴的描述词（蒸煮味、焦糖味、香兰素味、青草味、牛膻味、肉汤味、动物明胶味、乳脂味、脂肪氧化味、鱼腥味、金属味、纸板味、烧焦味、橡胶味、丁二酮味、泥土味、甜味、咸味、酸味、苦味、鲜味、涩味）。同时，Drake也明确了不同的粉状乳配料由于其组成、加工工艺的不同，其感官描述词也会略有差别，如对于脱脂乳粉的感官评鉴，乳脂味、脂肪氧化味并不常见，但是在全脂乳粉中却是非常常见的风味。Siefarth以鼻前嗅觉较为强烈的7种味（煮熟的牛奶味、脂肪味、青草味、金属味、鱼腥味、油腻味和血腥味）对18种婴幼儿配方乳粉进行了感官评鉴研究。其研究显示，婴幼儿配方乳粉货架初期的感官味主要体现脂肪味和煮熟的牛奶味；而随着贮存期的延长，婴幼儿乳粉的金属味、青草味、血腥味、油腻味和鱼腥味越来越强烈。