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婴儿配方奶粉中维生素A的稳定性研究

颜景超  
【摘要】:本文对两种婴儿配方奶粉及主要原料中的维生素A分布情况进行了分析,并且研究了婴儿配方奶粉中维生素A酯类稳定性及其在加工和储藏过程中的稳定性,建立了储藏过程中婴儿配方奶粉中维生素A降解动力学模型。并且借助数学模型讨论了如何合理强化维生素A的问题。所有样品中维生素A的测定均采用国标中的高效液相色谱法。前处理采用皂化处理,在30℃下使用甲醇等度洗脱。该法精密度、回收率和灵敏度较高,适用于婴儿配方奶粉中的维生素A的测定。而维生素A酯类单体的稳定性的研究则采用分光光度法,因维生素A醋酸酯和棕榈酸酯在波长326和324nm下,吸光度与浓度线性关系好。 首先,研究了同一类型生产线上的两种不同配方的婴儿配方奶粉及其主要原料中维生素A的宏观分布情况。结果表明,两种配方产品中维生素A的含量存在显著性差异。配方1中维生素A含量为1593.2±32.9IU/100g,配方2为2231.8±58.9IU/100g,配方2产品中维生素A含量明显高于配方1,配方差异是造成含量差异的原因。不同产地的全脂奶粉、生乳、乳清粉中维生素A的含量间均存在显著性差异,维生素A含量范围分别为303.55~610.0IU/100g、570.6~910.0IU/100g、17.4-21.6IU/100g。不同原料对产品中维生素A含量的影响不同,其中全脂奶粉或生乳对产品中维生素A含量有显著性影响,是产品强化维生素A时要考虑的因素;而乳清粉对产品中维生素A含量没有显著性影响,添加时可以不予考虑。 其次,研究了维生素A醋酸酯(RA)和维生素A棕榈酸酯(RP)在不同储藏环境下的稳定性及热降解动力学。结果表明,有H2O2和盐酸存在时RA不稳定;且RA、RP均对高温和光敏感;Fe3+和Cu2+引起两种酯类的损失较大,而A13+引起RA的损失较大;在碱、抗氧化剂、防腐剂存在时都较稳定;维生素A酯类在正己烷中比在乙醇中稳定。多数情况下,RP的稳定性高于RA。维生素A酯类的热降解符合一级反应,RA和RP热降解反应的活化能分别为80.59和100.41kJ/mol。 再次,通过对浓缩杀菌、喷雾干燥和流化床过程中维生素A的损失进行测定,研究了不同婴儿配方奶粉中维生素A在加工工艺过程的稳定性。结果表明,所有样品在浓缩杀菌、喷雾干燥和流化床过程中维生素A含量均有所减低,但两种配方奶粉中维生素A稳定性存在差异。杀菌浓缩过程中维生素A损失最大,两种配方奶粉的损失率分别为9.58±0.77%和11.6±0.66%。而喷雾及流化床干燥过程中损失较小,损失率分别为4.21±0.85%和4.50±1.15%。整个过程损失率分别为13.34±0.84%和15.59±0.89%,而造成维生素A损失的最主要步骤是杀菌浓缩。但从总体上看,加工过程中损失率变异程度低,损失率稳定,产品中维生素A含量可控且均符合国家标准。 最后,对不同储藏条件下两种婴儿配方奶粉中维生素A的稳定性进行了研究。结果表明,温度和时间对维生素A的稳定性影响显著。随着温度的增加,储藏时间的延长,产品中维生素A的损失率都明显增加,但相对来说配方1中维生素A稳定性较高,其脂肪含量较高可能是造成差异的原因。20℃下储藏12个月,维生素A的损失率分别为13.59%和18.87%;而40℃时,损失率分别上升至31.46%和36.62%。产品中维生素A降解符合一级反应,配方1中维生素A降解的活化能为38.39kJ/mol,明显高于配方2(28.73kJ/mol),因此配方1中维生素A更加稳定。另外,通过活化能建立的模型推测出两种配方产品在20℃下理论货架期均超过18个月,而在40℃下理论货架期分别为8月和15个月左右。 本文在综合一系列稳定性研究结果的基础上建立起简单有效的数学模型,成功解决了VA添加量的问题。并且对如何提高VA稳定性,减少其损失进行了讨论。


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