劉喚，章肇敏，2，*，徐德利，曾曉龍，王程，2

（1.江西金薄金生態(tài)科技有限公司，江西高安330812；2.金薄金數(shù)字化營養(yǎng)研究院，江西南昌330003）

FTIR在嬰幼兒配方乳粉中的鑒別研究

劉喚1，章肇敏1，2，*，徐德利1，曾曉龍1，王程1，2

（1.江西金薄金生態(tài)科技有限公司，江西高安330812；2.金薄金數(shù)字化營養(yǎng)研究院，江西南昌330003）

采用傅里葉變換紅外光譜法（fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR），以兩種品牌不同年齡段的嬰幼兒配方乳粉為例，進(jìn)行紅外光譜分析。研究表明，不同品牌和年齡段嬰幼兒配方乳粉的紅外光譜圖比較相似，其中2 926、2856cm-1和1746cm-1處為脂肪特征官能團(tuán)吸收峰，1 657 cm-1和1 541 cm-1處為蛋白質(zhì)特征官能團(tuán)吸收峰，3 383 cm-1、1 200 cm-1～1 029 cm-1和777 cm-1～769 cm-1處為碳水化合物特征官能團(tuán)吸收峰，890 cm-1處為β糖苷鍵特征吸收峰。根據(jù)紅外吸光度的差異，F(xiàn)TIR法可便捷的鑒別不同品牌和年齡段的嬰幼兒配方乳粉，為相關(guān)生產(chǎn)型企業(yè)提供了快速鑒別的方法，具有借鑒意義。

傅里葉變換紅外光譜；嬰幼兒配方奶粉；鑒別

目前，我國嬰幼兒配方乳粉監(jiān)管十分嚴(yán)格，實(shí)行月月抽檢制，產(chǎn)品合格率非常高。隨著國家嬰幼兒配方食品注冊制的實(shí)施，將有大量品牌消失，在未來市場需求依然旺盛、利潤率高的趨勢下，有可能存在極個別不法人員試圖以次充好，特別是在信息不發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)。因此，嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn)企業(yè)有必要建立起有效的快速鑒定方法，不僅利于企業(yè)自身市場督查工作需要，還能保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益。傅里葉紅外光譜法（fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）具有宏觀整體鑒定復(fù)雜體系的優(yōu)點(diǎn)和無損快速的特點(diǎn)[1]，無需對樣品進(jìn)行分離、提取，即可快速的對樣品進(jìn)行整體檢測。本研究隨機(jī)挑選兩種不同品牌不同年齡段的嬰幼兒配方乳粉，分析其主要營養(yǎng)素含量，運(yùn)用FTIR光譜分析手段，初步建立起能快速評價不同品牌嬰幼兒配方乳粉的方法，為廣大嬰幼兒配方乳粉生產(chǎn)企業(yè)提供便捷、快速的鑒別應(yīng)用及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

兩品牌1段～3段嬰幼兒配方奶粉，市售。

硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、乙醚、氨水、溴化鉀：西隴化工股份有限公司；硼酸、石油醚、氫氧化鈉、95%乙醇：天津福晨化學(xué)試劑廠；甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑：上海三愛思試劑有限公司；亞甲基藍(lán)指示劑：上海青析化工有限公司；淀粉酶：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；碘溶液：天津市永大化學(xué)試劑有限公司；剛果紅：天津博迪化工股份有限公司；鹽酸：上海遠(yuǎn)航試劑股份有限公司，所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平（ME104E）：梅特勒托利多公司；凱氏定氮儀（KDN-103F）：上海纖檢儀器有限公司；離心機(jī)（RF-GZ-530A）：哈爾濱乳品檢測技術(shù)研究所制造；恒溫水浴鍋（HH-4）：江蘇榮華儀器制造有限公司；氣相色譜儀（7820A）：美國安捷倫公司；氣相色譜柱（HP-88）：美國安捷倫公司；傅立葉交換紅外光譜儀（Nicolet 5700）：美國熱電尼高力公司。

1.3 方法

1.3.1 蛋白質(zhì)的測定

按凱氏定氮法[2-3]法測定。

1.3.2 脂肪的測定

按索氏提取法[4-5]法測定。

1.3.3 碳水化合物的測定

按GB/Z 21922-2008《食品營養(yǎng)成分基本術(shù)語》[6]法計算。

1.3.4 乳糖的測定

按GB 5413.5-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)嬰幼兒食品和乳品中乳糖、蔗糖的測定》[7]法測定。

1.3.5 亞麻酸和亞油酸的測定

按GB 5413.27-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)嬰幼兒食品和乳品中脂肪酸的測定》[8]中第一法測定。

1.3.5.1 色譜條件

色譜柱HP-88，柱溫箱初始溫度140℃保持5 min，以4℃/min升溫至240℃保持15 min。進(jìn)樣量1.0 μL，進(jìn)樣口溫度260℃，檢測器溫度280℃，分流比30∶1，氮?dú)饬?.0 mL/min。

1.3.5.2 含量計算

按下列公式計算亞油酸和亞麻酸含量：

式中：Xi為試樣中各脂肪酸的含量，mg/100 g；Asi為試樣測定液中各脂肪酸的峰面積；Cstdi為吸取的脂肪酸甘油三酯標(biāo)準(zhǔn)工作液中所含有的標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量，mg；Fj為各脂肪酸甘油三酯轉(zhuǎn)化為脂肪酸的換算系數(shù)；Astdi為標(biāo)準(zhǔn)測定液中各脂肪酸的峰面積；m為試樣的稱樣質(zhì)量，g。

1.3.6 FTIR測定方法

分別取市售兩品牌嬰幼兒配方乳粉1、2、3段樣品各1 mg～2 mg，與KBr按質(zhì)量比1∶100的比例研磨均勻并進(jìn)行壓片，后放入FTIR儀中進(jìn)行測定，掃描范圍4 000 cm-1～400 cm-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 嬰幼兒配方乳粉營養(yǎng)成分分析

對兩品牌嬰幼兒配方乳粉中亞油酸和亞麻酸進(jìn)行了分析，結(jié)果見圖1。

根據(jù)圖1中保留時間和峰面積可計算出各嬰幼兒配方乳粉中亞油酸和亞麻酸的含量，見表1。

（a-1）A品牌1段乳粉亞油酸和亞麻酸氣相色譜

圖1 兩品牌嬰幼兒配方乳粉亞油酸和亞麻酸氣相色譜Fig.1 GC spectra of linoleic acid and α-linolenic acid in infant andfollow-up formula milk powder of two brand

表1 兩品牌嬰幼兒配方乳粉亞油酸和亞麻酸含量Table 1 Content analysis of linoleic acid and α-linolenic acid in infant and follow-up formula milk powder of two brand g

對兩品牌嬰幼兒配方乳粉中蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和乳糖進(jìn)行了測定，并結(jié)合表1結(jié)果獲得兩品牌嬰幼兒配方乳粉主要營養(yǎng)素含量，見表2。

表2 兩品牌嬰幼兒配方乳粉主要營養(yǎng)素含量Table 2 Content analysis of the main nutrient in infant and follow-up formula milk powder of two brand g

由表2可知，不同年齡段嬰幼兒配方乳粉中宏量營養(yǎng)素存在一定差異，其中1段與2、3段在蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的組成和含量上存在較大差異，2、3段差異性較小。這是由于0～6個月月齡的嬰兒攝入的營養(yǎng)素需求應(yīng)當(dāng)接近母乳，在配方成分上1段產(chǎn)品更接近“母乳化”，同時考慮了該年齡段嬰兒的生長發(fā)育及代謝負(fù)荷情況。而從6個月開始，嬰幼兒已逐步開始攝入輔食和主食，可以從更多的食物來源中攝入營養(yǎng)素，并向成人化飲食過渡做準(zhǔn)備，因此2、3段的配方成分差異性不大，盡管如此，2、3段產(chǎn)品仍然能滿足嬰幼兒50%～80%[9]的日常營養(yǎng)素需求。此外，也可以看出兩品牌1段中碳水化合物主要來源都是乳糖，與我國法規(guī)要求90%以上相符[10]，而2、3段則乳糖含量低且略有差異，這是由于其配方中添加了OPO結(jié)構(gòu)脂（1，3-二油酸-2-棕櫚酸甘油三酯）原料，該原料帶入了乳糖的本底值。

2.2 嬰幼兒配方乳粉的紅外圖譜透過率分析

分別對兩品牌嬰幼兒配方乳粉的紅外圖譜透過率進(jìn)行分析，見圖2。

圖2 兩品牌嬰幼兒配方乳粉透過率紅外圖譜Fig.2 FTIR spectra of transmission for infant andfollow-up formula milk powderof two brand

由圖2可以看出，嬰幼兒配方乳粉中脂肪CH2的伸縮振動峰基本在（2 926±0.5）cm-1和（2 856±1）cm-1處，C=O 的伸縮振動峰基本在（1 746±1）cm-1處；蛋白質(zhì)中酰胺Ⅰ帶的C=O吸收峰在（1 657±1）cm-1處，酰胺Ⅱ帶N-H和C-N的吸收峰大概在（1 541±1）cm-1；碳水化合物中OH伸縮振動峰在（3 383±2）cm-1，C-O的伸縮振動峰在1 200 cm-1～1 029 cm-1區(qū)域，環(huán)振動峰在指紋區(qū) 777 cm-1～769 cm-1處[11]，890 cm-1處為乳糖的β糖苷鍵吸收峰。此外，無論是官能團(tuán)區(qū)還是指紋區(qū)嬰幼兒配方乳粉的紅外圖譜基本呈現(xiàn)一致性，表明在營養(yǎng)素組成上差異性不大，即使存在個別選擇性添加的功能性成分，也由于含量低其紅外吸收特征不明顯。因此，從選擇性添加的成分上無法做出鑒別。

2.3 嬰幼兒配方乳粉的紅外圖譜吸光度分析

分別對兩品牌嬰幼兒配方乳粉的紅外圖譜吸光度進(jìn)行分析，見圖3。

圖3 兩品牌嬰幼兒配方乳粉吸光度紅外圖譜Fig.3 FTIR spectra of absorbancefor infant andfollow-up formula milk powderof two brand

由圖3可知，（1 746±1）cm-1處脂肪特征官能團(tuán)吸收峰要明顯高于（1 657±1）cm-1和（1 541±1）cm-1處蛋白質(zhì)的特征官能團(tuán)吸收峰，說明同品牌不同年齡段的嬰幼兒配方乳粉中脂肪含量高于蛋白質(zhì)。（2 926±0.5）cm-1，（2 856±1）cm-1，（1 746±1）cm-1處脂肪特征官能團(tuán)吸收峰，1段～3段的吸光度也呈現(xiàn)下降趨勢，表明1段～3段嬰幼兒配方乳粉中脂肪含量依次降低。同時，3 008 cm-1處是C=C-H中的碳?xì)渖炜s振動峰，表明不飽和脂肪酸的紅外吸收特征明顯，如亞油酸和亞麻酸[12]，且該處1段～3段吸收峰強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢，表明同品牌1段比2、3段不飽和脂肪含量更高，與產(chǎn)品的特性相符。此外，在890 cm-1乳糖β糖苷鍵吸收峰處，1段比2、3段的吸收峰強(qiáng)度更高，表明1段乳糖含量明顯高于2、3段，這也與產(chǎn)品特性相吻合。

3 結(jié)論與討論

FTIR法能夠快速、直觀的表明不同嬰幼兒配方乳粉間的差異，可根據(jù)紅外譜圖吸光度的差異，便捷的鑒別出不同品牌和年齡段的嬰幼兒配方乳粉產(chǎn)品。不同品牌和年齡段嬰幼兒配方乳粉的紅外光譜圖比較相似，2 926 cm-1、2 856 cm-1和 1 746 cm-1處為脂肪特征官能團(tuán)吸收峰，1 657 cm-1和1 541 cm-1處為蛋白質(zhì)特征官能團(tuán)吸收峰，3 383 cm-1、1 200 cm-1～1 029 cm-1和777 cm-1～769 cm-1處為碳水化合物特征官能團(tuán)吸收峰，890 cm-1處為β糖苷鍵特征吸收峰。由于操作簡單、分析速度快、費(fèi)用低廉，F(xiàn)TIR法可應(yīng)用于嬰幼兒配方乳粉這類復(fù)雜營養(yǎng)素體系的在線質(zhì)量控制和成品品質(zhì)的分析中，尤其是相關(guān)生產(chǎn)型企業(yè)進(jìn)行日常市場督查和監(jiān)管工作中。

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Study on Identification by FTIR in Infant and Follow-up Formula Powder

LIU Huan1，ZHANG Zhao-min1，2，*，XU De-li1，ZENG Xiao-long1，WANG Cheng1，2

（1.Jiangxi JinBoJin Eco-technology Co.，Ltd.，Gao'an 330812，Jiangxi，China；2.JinBoJin Institute of Digital Nutrition，Nanchang 330003，Jiangxi，China）

The fourier transform infrared spectroscopy（FTIR）was used to analyze the different ages infant and follow-up formula powder of two brand.Studies have shown that the infrared spectra of different ages infant and follow-up formula powder of different brands were similar，thecharacteristic functional group absorption peaks of fats were 2 926，2 856 cm-1and 1 746 cm-1，the characteristic functional group absorption peaks of proteins were 1 657 cm-1and 1 541 cm-1，the characteristic functional group absorption peaks of carbohydrates were 3 383 cm-1，1 200 cm-1～1 029 cm-1and 777 cm-1～769 cm-1，and the characteristic functional group absorption peak of beta-glycosidic bond was 890 cm-1.Based on the differences of infrared spectra，the method of FTIR is convenient to identify different ages infant and follow-up formula powder of different brands.This study provides a rapid identification method for the related production-oriented enterprises，which can be used for reference.

fourier transform infrared spectroscopy；infant and follow-up formula milk powder；identification

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.21.031

劉喚（1990—），女（漢），助理工程師，碩士，主要從事嬰幼兒配方食品的研究及其產(chǎn)品開發(fā)。

*通信作者：章肇敏（1981—），男（漢），高級工程師，碩士，主要從事特殊人群膳食營養(yǎng)及其理論和應(yīng)用研究。

2017-02-07