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特殊医学用途配方食品配制过程中VB1、VD含量变化规律

2021-08-10李增宁郭美娟张兰天

乳业科学与技术 2021年4期
关键词:纯净水用途水温

张 斌,李增宁,郭美娟,王 芳,张兰天,*,张 岩,*

(1.河北省食品检验研究院,河北省食品安全重点实验室,河北 石家庄 050200;2.河北医科大学第一医院,河北 石家庄 050031)

特殊医学用途配方食品是为了满足进食受限、消化吸收障碍、代谢紊乱或特定疾病状态人群对营养素或膳食的特殊需要,专门加工配制而成的配方食品。特殊医学用途配方食品按营养功能可以分为全营养配方食品、特定全营养配方食品和非全营养配方食品[1]。该类食品本身不具备治疗疾病的作用,而是作为一种营养支持食品,通过在临床治疗上兼具提供营养及减缓疾病症状支持辅助治疗[2-4]。特殊医学用途配方食品中某些营养成分不稳定,会因配制过程中条件的改变发生变化。配制好的特殊医学用途配方食品中各营养成分的真实含量将最终决定特殊人群对这些营养素的利用水平。目前,临床配制中营养成分变化规律的研究多集中于肠外营养食品或婴幼儿配方食品,而对于特殊医学用途配方食品(肠内营养制剂)的研究多集中于应用,其配制条件和营养成分稳定性的研究较少。本研究针对特殊医学用途配方食品配制过程中营养成分变化规律研究的空白,以特殊医学用途配方食品指定的国标方法为检测手段,分析研究其VB1、VD含量在不同配制pH值、温度、贮存时间、光照等条件下的变化规律,为特殊医学用途配方食品在临床上的安全、有效使用提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

所选特殊医学用途配方食品来自市场上销售的不同厂商、不同配方的6 种样品,具体样品信息见表1。

表1 所选特殊医学用途配方食品样品信息Table 1 Information about samples evaluated in this study

正丁醇、正己烷、石油醚、盐酸、乙酸钠、冰乙酸、氢氧化钠、氢氧化钾、抗坏血酸(均为分析纯)天津市科密欧化学试剂有限公司;铁氰化钾(分析纯)天津市光复科技发展有限公司;2,6-二叔丁基对甲酚(分析纯) 上海阿拉丁生化科技股份有限公司;甲醇、无水乙醇(均为色谱纯) 德国默克公司;木瓜蛋白酶(酶活力≥800 U/mg) 上海源叶生物科技有限公司;淀粉酶(酶活力≥100 U/mg) 美国Sigma公司;VB1标准品、VD2标准品、VD3标准品 德国Dr. Ehrenstorfer GmbH公司。

1.2 仪器与设备

e2695高效液相色谱仪(配备2475荧光检测器)美国Waters公司;Ultimate 3000高效液相色谱仪(配备二极管阵列检测器)、TSQ Quantiva液相色谱-质谱联用仪美国Thermo公司;3K15离心机 德国Sigma公司;SQP电子分析天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;N-EVAP 112氮吹仪 美国Organomation公司;PHS-3C pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司;101-3AB电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品溶液配制

根据样品标签标注的配制方法进行样品调配。

样品1推荐用法:洁净容器中加入约210 mL温开水,加入约55 g样品,充分搅拌。

样品2推荐用法:洁净容器中加入约170 mL温开水(40~60 ℃),加入约45 g样品,充分搅拌。

样品3推荐用法:洁净容器中加入约100 mL温开水,加入60 g样品,搅匀后,加入温开水250 mL,再次搅匀。

样品4推荐用法:洁净容器中加入约150 mL温开水(60 ℃左右),加入50 g样品,充分搅拌。

样品5推荐用法:洁净容器中加入约180 mL温开水(40~60 ℃),加入约45 g样品,充分搅拌。

样品6推荐用法:洁净容器中加入210 mL温开水,加入约32 g样品,充分搅拌。

1.3.2 特殊医学用途配方食品中VB1、VD含量测定

样品经调配后检测。VB1测定方法:参考GB 5009.84—2016《食品安全国家标准 食品中维生素B1的测定》[5];VD测定方法:参考GB 5009.82—2016《食品安全国家标准 食品中维生素A、D、E的测定》[6]。

1.3.3 配制条件对VB1、VD含量的影响

改变配制条件,选择不同pH值、水温、贮存时间、光照、二次加热条件进行特殊医学用途配方食品中VB1、VD含量测定。

pH值:用60 ℃、pH值分别为5、7、8的纯净水溶解6 种样品,测定VB1含量;用60 ℃、pH值分别为5.5、7.0、8.5的纯净水溶解6 种样品,测定VD含量。

水温:用25、60、80、100 ℃,pH值为5的纯净水溶解6 种样品,测定VB1含量;用25、60、80 ℃,pH值为7的纯净水溶解6 种样品,测定VD含量。

贮存时间:用60 ℃、pH值为5的纯净水溶解6 种样品,避光贮存0、8、24 h,测定VB1含量;用60 ℃、pH值为7的纯净水溶解6 种样品,避光贮存0、8、24 h,测定VD含量。

光照:用60 ℃、pH值为5的纯净水溶解6 种样品,将样品暴露于光照条件下8、24 h后,测定VB1含量;用60 ℃、pH值为7的纯净水溶解6 种样品,将样品暴露于光照条件下8、24 h后,测定VD含量。

二次加热:用60 ℃、pH值为5的纯净水溶解6 种样品,测定VB1含量,8 h后二次水浴加热至60 ℃,再次测定;用60 ℃、pH值为7的纯净水溶解6 种样品,测定VD含量,8 h后二次水浴加热至60 ℃,再次测定。

1.4 数据处理

利用Microsoft Excel软件处理数据并绘制图形。

2 结果与分析

2.1 pH值对VB1、VD含量变化规律的影响

VB1亦称硫胺素,是一种水溶性维生素,外观为白色结晶或结晶性粉末[7]。VB1能促进胃肠蠕动,维持机体生理代谢,影响神经活动和心脏功能[8-11]。VD是所有具有胆钙化醇生物活性的类固醇的总称[7]。最具有生物学意义的VD形式有2 种,一种为胆钙化醇(VD3),另一种为麦角钙化醇(VD2)。VD2和VD3均为无色针状结晶或白色结晶状粉末,无臭、无味,是维生素家族中较稳定的成员。VD只溶解于脂肪和非极性溶剂,不溶于水,能够提高机体对钙、磷的吸收,促进骨骼钙化、牙齿健全[12-14]。除此之外,VD还具有免疫调节作用和抗肿瘤作用[15-18]。

由图1可知,随着pH值增加,6 种样品VB1含量均显著降低,且VB1受pH值的影响较明显。酸性条件下,VB1性质较稳定;而碱性条件下,由于硫胺素的噻唑环开环形成硫醇,稳定性差,易被分解破坏,导致VB1性质不稳定。VD性质较稳定,6 种样品VD含量受溶解用水pH值的影响不大。

图1 pH值对VB1(A)、VD(B)含量的影响Fig. 1 Effects of pH on VB1 (A) and VD (B) contents

2.2 水温对VB1、VD含量变化规律的影响

水温对VB1含量的影响与pH值有密切关系。强碱条件下温度对VB1含量影响较大;pH值<5时,样品中VB1含量受温度影响很小,在此pH值下,样品加热至100 ℃,其中的VB1仍可以保持其生理活性不发生变化;pH值>6时,加热会导致样品中VB1降解速率显著上升;pH值≥8时,加热煮沸会导致噻唑环完全断裂。由图2A可知,水温25 ℃时样品的溶解性较差,样品中VB1含量有所降低。由图2B可知,样品中VD含量在配制过程中也受水温的影响,水温较低或较高时,样品中VD含量均不高。因此,溶解样品时温度不宜过低或过高,最佳温度为60 ℃左右。

图2 水温对VB1(A)、VD(B)含量的影响Fig. 2 Effects of water temperature on VB1 (A) and VD (B) contents

2.3 贮存时间对VB1、VD含量变化规律的影响

由图3可知,避光贮存条件下,样品中VB1、VD含量受贮存时间长短的影响较大。随着贮存时间的延长,6 种样品中VB1含量均不同程度降低,贮存8 h后降低显著。不同样品初始VB1和VD含量越高,其降解速率越快。贮存时间越长,剩余含量越低。

图3 贮存时间对VB1(A)、VD(B)含量的影响Fig. 3 Effects of storage time on VB1 (A) and VD (B) contents

2.4 光照时间对VB1、VD含量变化规律的影响

由图4可知,6 种样品中VB1、VD含量受配制后光照的影响较大,尤其在配制后前8 h含量降低明显。VB1是一种见光极易分解的物质,适宜避光保存。同样,光照也是影响样品中VD稳定性的重要因素,长时间光照会造成VD严重损失。由于光照本身可以激发氧气产生自由基或负离子,从而破坏VD的结合结构,进而导致其损失。因此,样品应避光贮存,配制后应尽快食用。

图4 光照时间对VB1(A)、VD(B)含量的影响Fig. 4 Effects of sunlight exposure time on VB1 (A) and VD (B) contents

2.5 二次加热对VB1、VD含量变化规律的影响

由图5可知,6 种样品配制8 h后,其VB1、VD含量受二次加热影响不大,但均小于刚配制时的含量。

图5 二次加热对VB1(A)、VD(B)含量的影响Fig. 5 Effects of reheating on VB1 (A) and VD (B) contents

3 结 论

通过改变配制条件,对特殊医学用途配方食品中VB1、VD的含量变化规律进行研究,分别测定6 种特殊医学用途配方食品在不同pH值、水温、贮存时间、光照、二次加热条件下VB1、VD含量变化规律。结果表明:pH值、水温、贮存时间、光照对特殊医学用途配方食品中VB1含量影响显著,二次加热对其影响较小,随着配制pH值增加、水温升高、光照下贮存时间的延长,VB1含量降低;水温、贮存时间和光照对特殊医学用途配方食品中VD含量影响明显,pH值和二次加热对其影响不大,即随着样品配制后光照下贮存时间的延长,VD含量降低。综上,特殊医学用途配方食品在配制时,纯净水的pH值在7以下、水温40~60℃、避光保存、使用前现配,此时特殊医学用途配方食品中VB1、VD含量较高,可以保证营养素的最大利用率。

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