基于主成分分析与马氏距离结合运用的婴幼儿配方奶粉营养综合评价

　　婴配奶粉的营养成分必须满足婴幼儿的生长需要，应最大程度地接近母乳，其各营养素成分及含量，构成及量效关系对满足婴幼儿营养需求至关重要。特别是三大产能营养素蛋白质、脂肪、碳水化合物的热量供给更应科学合理，且三者的摄入比例亦影响着微量营养素的摄入状况，因此对其进行合理科学的综合性评价显得尤其重要。

　　西北农林科技大学食品科学与工程学院的张 雪、葛武鹏*、郗梦露等人采用气相色谱、高效液相色谱、离子色谱等方法对婴配奶粉的三大宏量营养素（蛋白质、脂肪、碳水化合物）及其氨基酸、脂肪酸、低聚糖、乳糖含量进行测定并分析，首次利用主成分分析与马氏距离法相结合的方法对婴配奶粉进行营养综合评价，比对不同婴配奶粉的优劣，以期为婴配奶粉的开发及综合科学评价提供更多的参考依据。

　　1、基础营养指标的组成及含量

　　结果可知，除脂肪质量浓度外，婴配奶粉中蛋白质、乳糖质量浓度均高于母乳，均能满足婴幼儿的能量需求。不同基料的婴配奶粉蛋白质量浓度为1.49～1.75 g/100 mL，远高于母乳。这与前人研究结果一致。蛋白质含量过高会加重婴幼儿肾脏的代谢负担，已有多项临床实验证明：低蛋白含量的配方奶粉不影响婴儿的各项生理指标，且有降低肥胖和患慢性疾病的几率。

　　2、低聚糖组成及含量

　　不同品牌的婴配奶粉低聚半乳糖和低聚果糖的添加量差异显著。其中羊奶粉样品C和牛奶粉样品H中未添加低聚半乳糖，其余样品中，低聚半乳糖添加量最少的是样品E，仅为0.61 g/100 g，最多的是样品A，为1.73 g/100 g。低聚果糖添加量最少为样品G（0.41 g/100 g），最多的是样品C（1.83 g/100 g）。国内外的研究发现，母乳中益生元的质量分数为7‰，对应奶粉中益生元质量分数应为5.5%。样品A中益生元添加量最高，为3.34 g/100 g；样品G中益生元添加量最低，为1.07 g/100 g，均与母乳存在较大差异。

　　3、婴配奶粉氨基酸含量分析结果

　　通过柱前衍生高效液相色谱法检测到婴配奶粉中的17 种氨基酸，氨基酸总含量最高的为婴配羊奶粉B样品（12.72 g/100 g），最低的为婴配牛奶粉样品I（10.67 g/100 g）；由氨基酸热图可以看到：婴配羊奶粉B样品多种氨基酸颜色均最深，表明其含量最高；婴配牛奶粉I颜色均最浅，表明其氨基酸含量较低。总体而言，所测样品中婴配羊奶粉氨基酸含量高于婴配牛奶粉，氨基酸总量与蛋白质含量呈正相关。其中包括色氨酸在内的9 种EAA占氨基酸总含量的41.42%～44.10%，EAA/NEAA为70.70%～78.88%，均高于联合国粮食及农业组织/世界卫生组织理想蛋白质标准（40%和60%以上）。婴配牛奶粉样品H的EAA/TAA和EAA/NEAA均最低；婴配羊奶粉A样品最高。所有样品的17 种氨基酸含量中最高和最低的分别为Glu和Trp。

　　4、婴配奶粉脂肪酸含量分析结果

　　不同品牌、基料的婴配奶粉中脂肪酸组成相似，但各种脂肪酸含量差异较大，与母乳仍有较大差距。母乳中主要脂肪酸组成为棕榈酸C16:0、油酸C18:1c和亚油酸C18:2c，其含量占总量的70%以上。婴配奶粉中主要脂肪酸与母乳一致，婴配羊奶粉中其含量占总量的72%～80%；婴配牛奶粉中其含量占总量的80%以上。

　　在短链、中链和长链脂肪酸中，不同品牌奶粉中短链脂肪酸的含量差异性显著，含量最高的为婴配方羊奶粉样品D（5.73%），含量最低的为婴配牛奶粉样品I（0.88%）。可以看出，婴配羊奶粉中短链脂肪酸的含量明显高于婴配牛奶粉。羊乳中的短中链脂肪酸（C4～C10）含量显著高于牛乳和母乳，研究表明脂肪酶分解短中链脂肪酸的能力要比分解长链脂肪酸强的多，这也是山羊乳脂比牛乳脂更易消化的原因之一。

　　5、主成分分析结合马氏距离计算评分

　　结果可知，整体的马氏距离评分受脂肪酸数据影响最大，若脂肪酸组成和含量与母乳差异较大，则其综合评分也较母乳差异较大，而碳水化合物数据对整体马氏距离评分的影响最小，各种营养素之间的交互作用对整体马氏距离评分造成影响。

　　结 论

　　婴配奶粉三大宏量营养素均能满足婴幼儿的能量需求，其组成及质量分数与母乳相似，但其分项指标与母乳仍有差异；为模拟母乳，均添加了低聚糖（低聚果糖或低聚半乳糖＋低聚果糖），平均含量为1.94 g/100 g，但远低于母乳中益生元的水平（5.5%）。氨基酸总量最高的是婴配羊奶粉B样品，12.72 g/100 g，在所测样品中羊奶粉氨基酸含量均高于牛奶粉；婴配奶粉脂肪酸组成与母乳相似，但各种脂肪酸含量差异较大，其中C16:0、C18:1c、C18:2c为主要脂肪酸，占总量80%左右。通过对氨基酸、脂肪酸、乳糖、低聚糖数据预处理，并提取了6 个主成分，代表了90.19%的指标信息；选择马氏距离测算样品中该营养成分与母乳的吻合度，马氏距离评分最高的是婴配羊奶粉D样品，为90.15；婴配羊奶粉F样品次之，为86.96；婴配牛奶粉H、I样品评分均处于较低水平，分别为82.32、82.11，婴配羊奶粉样品评分普遍高于婴配牛奶粉。马氏距离评分越高，表明与母乳营养素含量与组成越相近，吻合度越好。同时综合马氏距离评分发现其受脂肪酸量效影响最大，碳水化合物对整体马氏距离评分影响最小，各种营养素之间存在交互作用对整体马氏距离评分有影响。可以看出婴配奶粉与母乳之间营养素组成相似，但各种营养素的含量存在较大差异，以母乳为“金标准”，婴幼儿奶粉配方达到母乳仍有较大提升空间。

　　本文《基于主成分分析与马氏距离结合运用的婴幼儿配方奶粉营养综合评价》来源于《食品科学》2019年41卷5期166-172页，作者：张雪，葛武鹏，郗梦露，杨莉，何锐，崔秀秀。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190305-051。

　　修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅