” revisor skal være opmærksom på stabilitetsdataene for at etablere og retfærdiggøre udgifter til potentielle ændringer af behandlingsteknikker, omkostningerne ved næringsstofforblandinger mv.
” ernæringsfysiologen skal være opmærksom på stabilitetsdataene for atvurdere valgene og i sidste ende forsyningen af næringsstoffer til forbrugerne.Næringsstofstabilitet påvirkes af fysiske og kemiske faktorer. En bred vifte affysiske og kemiske faktorer, der påvirker stabiliteten af næringsstoffer, kan sesi figur 1. Selv om mange faktorer kan forårsage alvorlig nedbrydning af næringsstoffer,kan der udvikles foranstaltninger for at minimere tab ved at anvende korrekt teknologi, som omfatter anvendelse af en beskyttende belægning til et individuelt næringsstof;tilsætning af antioksidanter; kontrol af temperatur, fugt og pH; ogbeskyttelse mod luft, lys og uforenelige metaller under forarbejdning og opbevaring. I dette papir betyder flere midler til at reducere størrelsen af nedbrydningvil blive diskuteret, især med hensyn til vitamin A, jod og jern.
Vitamin A
Vitamin A er et kritisk mikronæringsstof, der er afgørende for nattsynog til vedligeholdelse af hud og slimhindeintegritet. Et tidligt tegn på vitaminen mangel er natblindhed. Alvorlig vitamin A-mangel kan resultere ipermanent blindhed. Vitamin A-mangel er stadig et stort ernæringsproblemi Indonesien såvel som i mange andre dele af verden. De vigtigste interventionsprogrammer mod vitamin A-mangel administreret af den indonesiske regering er ernæringsuddannelse, distribution af vitamin A-kapsler ogbefæstelse af udvalgte bredt forbrugte fødevarer.
befæstning af fødevarer med vitamin A har vist sig at være en megetlovende strategi. Et pilotprojekt om vitamin A-befæstning af monosodiumglutamat (MSG) i tre provinser har resulteret i reduktion af forekomsten af vitamin A-mangel. Yderligere udvikling er afhængig af at overvindefarveændringer forårsaget af befæstning af MSG med vitamin A. Andre fødevarer, såsom palmeolie og nudler, er også blevet betragtet som bærere af vitamin A.
Vitamin A forekommer i mange former, såsom retinol (alkohol), retinal(aldehyd), retinylacetat eller retinylpalmitat (estere) og provitaminacarotenoider (b-caroten, A-caroten osv.). A-Vitamin er relativtustabil under normale opbevaringsforhold, især i barske miljøer.Ustabiliteten skyldes hovedsagelig dens kemiske struktur, som indeholder mangedobbeltbindinger, der er modtagelige for nedbrydning (fig. 2).
for at minimere nedbrydningen af A-vitamin har flere tilgange indført. Da A-vitamin er følsomt over for atmosfærisk ilt (alkoholformen af A-vitamin er mindre stabil end esterne), er den normalt tilgængeligkommercielt som et præparat beskyttet af en belægning, der indeholderantioksidant(er). Ifølge Murphy har der kun været en stor leverandør af vitamin A (som retinylpalmitat eller acetat) til fødevarebefæstning,Hoffman-La Roche. Tabel 1 viser de vigtigste formuleringer, som areor har været tilgængelige.
antioksidanter, der måske tilsættes til vitamin A-forblandinger, er butylerethydroksyanisol (BHA), butyleret hydroksytoluen (BHT) og A-tocopheroler(vitamin E). Brugen af E-vitamin som antioksidant er ved at blive populær. Tracemetals (især jern og kobber) og ultraviolet lys fremskynder nedbrydning af vitamin A. stabiliteten af vitamin A påvirkes også afsurhedsgrad. Under en pH på 5,0 er vitamin A meget ustabil.
jern og jod
jernmangel er det mest udbredte ernæringsproblem iverden. I Indonesien er forekomsten af anæmi blandt gravide kvinder, børnunder fem år og kvindelige arbejdstagere henholdsvis 64%, 55% og 30%.Jernmangel har negative virkninger på resistens over for infektion, sygelighed og dødelighed som følge af smitsomme sygdomme, indlæringsprocesser, adfærd, fysisk tilstand og produktivitet.
en vigtig faktor, der bør vurderes nøje iforberedelse af mineralske forblandinger (som ingredienser til fødevarebefæstning) er den type salt, der skal beriges. Jern leveres sædvanligvis i form af ferriphosphat, ferripyrophosphat, ferrinatriumpyrophosphat,jerngluconat, jernholdigt lactat, jernholdigt sulfat eller reduceret jern (tabel 2), mens jod ernormalt tilføres i form af kaliumiodid eller iodat.
FIG. 1. Faktorer der påvirkerstabilitet af næringsstoffer
FIG. 2. Kemisk struktur af vitaminA alkohol og b-caroten
tabel 1. Kommercielle vitamin A-præparater tilgængelige frahoffman-La Roche
|
Type |
ingredienser |
anvendelse af fødevarer |
|
retinylpalmitat, akacie, sukker, modificeret fødevarestivelse, Bht, BHA, natriumbensoat, a-tocopherol |
ikke-fed tør mælk, dehydreret mad, tørt korn, drikkevarepulverskal rekonstitueres før brug |
|
|
250 S |
retinylpalmitat, gelatine, sorbitol-modificeret food starch, sodiumcitrate, corn syrup, ascorbic acid, coconut oil, BHT, a-tocopherol, silicondioxide, BHA |
Dry mix and fluid milk products |
|
Retinyl palmitate, acacia, lactose, coconut oil, BHT, sodiumbenzoate, sorbic acid, silicon dioxide, BHA |
Foods and baked products, dehydrated potato flakes, drymilk |
|
|
500 |
Retinyl palmitate, gelatin, invert sugar, tricalcium phosphate,BHT, BHA, sodium benzoate, sorbic acid, sodium bisulphite |
Dry mix and fluid milk products |
|
Sucrose – retinyl palmitate emulsion in water |
||
|
Oil |
Retinyl palmitate, BHA, BHT |
None |
TABLE 2. Udvalgte jernkilder, der i øjeblikket anvendes i fødevarebefæstning
|
forbindelse |
andet almindeligt anvendt navn |
formel |
jernindhold (g / kg) |
RBVa |
|
Ferriorthophosphat |
FePO4 kr2ob |
3-46 |
||
|
Ferripyrophosphat |
jern pyrophosphate |
Fe4(P2O7)3×9H2O |
45 |
|
|
Ferric sodium pyrophosphate |
Sodium iron pyrophosphate |
FeNaP2O3×2H2O |
14 |
|
|
Ferric ammonium citrate |
FexNH3(C6H8O7)x |
107 |
||
|
Ferrous fumarate |
Fe(C4H2O4) |
330 |
95 |
|
|
Ferrous gluconate |
Fe(C6H12O7)Xc |
120 |
97 |
|
|
Ferrous lactate |
Fe(C3H5O3)2×3H2O |
– |
||
|
Ferrous sulphate |
FeSO4×7H2O |
320 |
100C |
|
|
Iron |
Elemental iron, ferrum reductum, metallic iron |
1,000 |
||
|
Reduced iron, H2 or CO process |
Fe |
960 |
34 |
|
|
Reduced iron, electrolytic |
Fe |
970 |
50 |
|
|
reduceret jern, carbonyl |
Fe |
980 |
67 |
kilde: ref. 4.
a. RBV angiver relativ biologisk værdi. Jernmangelentrater hærdes af jernmangel ved at fodre dem enten en testjernprøve eller en referencedosis af jernholdigt sulfat. Hærdningen måles ved hjælp af hæmoglobin eller pakkecellevolumen i rotternes blod, og biotilgængeligheden af prøverne rapporteres mod en værdi på 100 for jernholdigt sulfat. Således vil enhver jernprøve, der er mindre tilgængelig end jernholdigt sulfat, have en RBV på mindre end 100.
b. Ferrisk orthophosphat indeholder fra et til fire molekyler afhydrering.
c. de præcise strukturer af jernsalte er usikre.
følgende kemiske og fysiske faktorer bør kontrolleresgrundigt i formuleringen til fødevarebefæstning, især for jern:
” opløselighed: jernholdige salte er mere opløselige endferriske salte.
” jernholdige salte kan udnyttes mereeffektivt end jernsalte; men jernholdige salte er også mere reaktive ifødevaresystemer.
” evne til at danne komplekser: jernjern har generelt enere tendens til at danne komplekser end jernholdigt jern; dannelsen af komplekservil i høj grad reducere jern biotilgængelighed.
ved fremstilling af jern som ingrediens til fødevareforstærkning, muligheden for at jernet vil reagere eller forbinde med andrenæringsstoffer skal undersøges. Tilstedeværelsen af metalioner (såsom jern) kanhar en skadelig virkning på kvaliteten, hvis der ikke træffes foranstaltninger korrekt. Jern har vist sig at fremskynde nedbrydningen af vitaminerne (især vitamin A og C og thiamin), katalysere oliers og fedtstoffers iltning og frembringe uønskede ændringer (farve, smagsstoffer osv.).)
effekt af forarbejdning på stabiliteten af tilsatte næringsstoffer
stabiliteten af næringsstoffer påvirkes af mange kemiske ogfysiske faktorer (fig. 1). Derfor skal forarbejdningsparametre vælgesog kontrolleres under forarbejdningen af berigede fødevarer for at minimere næringsstoftabet.
sammenlignet med vitaminer er mineraler (jern og jod) meget stabileunder ekstreme behandlingsbetingelser. Den primære mekanisme for tab af mineralerer gennem udvaskning af vandopløselige materialer . Vitamin A, på den anden side, er meget labil i forarbejdningsmiljøet. Figur 3 illustrerer mulighederne for nedbrydning af vitamin A (især i dets provitaminform b-caroten). A-Vitamin er både ilt-og temperaturfølsomt.Borenstain og Ottavan har begge rapporteret, at vitamin A (og alsob-caroten) tilsat fødevarer er følsomme over for iltningsskader. I form afretinol er A-vitamin mere labilt end dets esterform; af denne grund anvendes vitaminA-estere normalt til fødevarebefæstning, som illustreret af listen intable 1.
tabel 3 viser stabiliteten af vitamin A i pasteuriseret,multivitamin-suppleret appelsinsaft. Vitamin A blev lidt nedbrudt underDe første to måneder af opbevaring. Vitamin A-aktivitet var meget mere stabil, nårvitaminet blev tilsat som b-caroten.
stabiliteten af vitamin A påvirkes også stærkt af pH. ved apH på mindre end 5 er vitamin A modtagelig for iltning. Ved lav pH, vitamin Tilender at isomerisere fra trans til cis-konfigurationen, somhar en lavere vitaminaktivitet. Problemet med lav pH opstår isærunder saftbehandling. Frugtsaft har normalt en lav pH-værdi (ca. 3,0). For at kompensere for lav pH kan kulsyre, der uddriver ilt, anvendes til at stabilisere vitamin A.
tabel 3. Nedbrydning af vitamin A under forarbejdning og opbevaring af pasteuriseret, multivitamin-suppleret appelsinjuice
FIG. 3. Nedbrydningsvej AFB-caroten
effekt af høj temperaturbehandling på næringsstof (vitamin)stabilitet
da høje temperaturer kan anvendes til fremstilling affortificerede fødevarer, skal der træffes foranstaltninger for at minimere tab fra termisk nedbrydning. Tørring er en behandlingsmetode, der bruger høje temperaturer, og dethar mange anvendelser til fremstilling af beriget mad. Tørring udføres normalt ved hjælp af flere kombinationer af tid og temperatur, såsom 9 til 12 timer ved 50 liter C, 2 til 3 timer ved 95 liter C eller 2 til 5 sekunder ved 140 liter C.To minimere næringsstoftab, brugen af lavere kombinationer af tid ogtemperatur er ønskelig, hvilket kan opnås ved enten at øge overfladearealet eller reducere trykket under tørringsprocessen.
ovntørring er den mest almindelige metode. Pastaprodukter kan f. eks. tørres i en ovn i 9 til 12 timer ved 50 liter C eller i 2 til 3 timer ved 95 liter C. O ‘ Brien og Roberton rapporterede, at B-caroten varmere stabil end esterformen af vitamin A under ovntørring. Under forarbejdningen af makaroni resulterede ovntørring i 9 til 12 timer ved 50 kh C i A14% tab af vitamin A. den samme behandling forårsagede imidlertid kun tab afcirka 5% b-caroten. Desuden forårsagede tørring i 3 til 5 timer ved95 K. C. ødelæggelsen af 23% af vitamin A, men kun 8% af B-caroten.
Tromletørring bruges ofte til fremstilling af beriget mad ipulverform. Fordelen ved tromletørring i forhold til konventionel ovntørring erat højere temperaturer kan anvendes med en behandlingstid på kun 2 til 30 sekunder. Kombinationen af høj temperatur og kort tid (HTST) maksimerernæringsretention.
desuden anvendes tromletørreren normalt til flydende fødevarerør. Derfor kan materialet nå en meget høj temperatur, da det danner enfilm over tromleoverfladen. Dannelsen af denne film under tørring kan give næringsstofferne en vis beskyttelse mod brandnærende skader, især i sammenligning med lignende HTST-processer, såsom ekstruderingsprocessen. Tabel 4 viser detretentionen af næringsstoffer er meget bedre under tromle/ rulle tørring endekstruderingsbehandling på grund af filmdannelsen .
spraytørring er en anden teknik, der kan bruges tilfremstilling af beriget mad. Udover tid – temperatur kombinationer, andreforanstaltninger for at forhindre eller minimere kontakt af sprøjtede fødevarer med iltskal anvendes. Under spraytørring indføres en fin spray af mad itørrekammeret, hvor det støder på en strøm af varm luft, der producerer hurtigtørring. Sprøjteprocessen øger fødevarens kontakt medilt, hvilket fremskynder iltskader.
der er indført flere måder at minimere oksidativ skade på, herunder tilsætning af antioksidanter og påføring af belægningsmaterialerog kapsling. Belægningsmateriale kan påføres ved anvendelse af saccharose i en råmaterialeformulering. Johnson et al. viste, at en belægning indeholdende mindst 10% saccharose var nødvendig for at give god beskyttelse mod iltning under spraytørring. De bemærkede også, at hvis det er muligt, er tilsætning af 15% til 20% saccharose til råmaterialeformuleringen ønskelig, da den giver større beskyttelse mod iltning.
tabel 4. Vitamin tab: ekstrudering vs. rulle tørring
kilde: ref. 8.
for at minimere forringelsen forårsaget af iltning under tørring Kan næringsstoffer tilsættes efter tørring. Dette er gjort i mælkefæstning,hvor der blev anvendt tørre forblandinger indeholdende næringsstoffet på det ønskede niveau.Denne proces (fig. 4) er relativt enkel og effektiv, men kræver ekstra blanding udstyr.
en anden fødevareforarbejdningsoperation, der bruger høje temperaturer, erekstruderingsprocessen. Ekstrudering er meget populær til fremstilling af snackfødevarerog klar til at spise morgenmadsprodukter. Ekstrudering har flere fordele i forhold til andremetoder, da det er en meget alsidig proces, der omfatter flere operationerpå en gang: blanding, madlavning og formning. Flere parametre er vigtige ibestemmelse af slutproduktets kvalitet, herunder temperatur (100 liter til 140 liter C eller højere), fugtindhold, belægningssystem og iltsom andre parametre, der er karakteristiske for ekstruderingsprocessen, såsom tryk, gennemstrømningshastighed,skruehastighed (omdr. / min.) og dysediameter. Hvis det er muligt, bør befæstning ske under den endelige proces for atmaksimere næringsretention. På dette stadium kan befæstning udføresunder anvendelse af smag.
FIG. 4. Befæstning af spraytørretmælk med vitaminer
næringsstoffernes stabilitet og korrekt mærkning
øget forbrugerbevidsthed om sund kost har tvunget fødevareproducenterne til at videregive oplysninger om sammensætningen af deres produkter på etiketten. Med berigede fødevarer er mængden af det tilsatte næringsstof angivet påetiketten er meget vigtig.
for at imødekomme mærkningskrav inden for en realistisk holdbarhed skal producenterne undersøge adfærd og kinetik ved nedbrydning af næringsstoffer grundigt. For at fremsætte korrekte påstande om næringsindholdet i et produkt på dets etiket, skal mængden af det tilsatte næringsstof faktisk være mere end det angivne beløb eller angivet på etiketten. Forskellen mellem den formulerede og den erklæredeniveauer er kendt som overage. Overage = (mængde næringsstof til stede i produktet – mængde, der er angivet på etiketten)/mængde, der er angivet på etiketten, 100.
overskuddet vil variere afhængigt af den iboende stabilitet af næringsstoffer, betingelserne for, at fødevaren fremstilles og emballeres, og den forventede holdbarhed af produktet. Således er de mere labile eller ustabilenæringsstoffer, såsom vitamin A, kræver generelt høje overskud. Tabel 5 visereksempler på A-vitaminoverskud anvendt i tre forskellige produkter. Et overskud på25% betyder, at hvis den deklarerede mængde A-vitamin er for eksempel 20 mg pergram produkt, så er indgangsniveauet eller mængden af næringsstof iformuleringen skal være 25 mg pr.gram produkt.
holdbarheden og den deklarerede mængde af et næringsstof på etiketten(baseret på mængden af det næringsstof, der er tilbage i slutningen af et produkts holdbarhed) kan bestemmes ved flere metoder, hvoraf den ene er Arrhenius’ metode, som beskrevet af Labusa og Riboh .
kinetikken for nedbrydning af næringsstoffer kan modelleres som nul eller første ordens kinetik . Ved hjælp af en simpel kinetisk model kan vi forudsigeholdbarhedstiden og overskuddet af et bestemt næringsstof. Tabel 6 sammenligner tab af næringsstoffer forudsagt af Arrhenius ‘ model med de faktiske tabte beløb.
et andet aspekt ved mærkning af berigede fødevarer er påstanden om næringsstoffer. I Det Forenede Kongerige, for eksempel, hvis der er anført på etiketten, at en fødevare er en “rig” eller “fremragende” kilde til et bestemt vitamin ellermineral, skal den daglige fødevaredel (beskrevet som “den mængde mad, der med rimelighed kan forventes at blive forbrugt på en dag”) indeholde mindst halvdelen af den anbefalede kosttilskud (RDA) for det pågældende næringsstof . I forbindelse med andre landes krav bør der høres specifikke fødevarelove og-bestemmelser.
tabel 5. Vitamin A overages i tre produkter
|
produkt |
holdbarhed (mo) |
Overage (%) |
|
mælkebaseret beriget Drikkepulver |
12 |
25 |
|
befæstet måltid udskiftning bar |
12 |
45 |
|
Multivitamin tablet |
30 |
60 |
konklusion
Fødevarebefæstning er et ernæringsmæssigt interventionsprogram med en specifik defineret målpopulation, og dens effektivitet måles ved, om den berigede fødevare accepteres, købes og forbruges af den pågældende befolkning. Et fødevarebefæstningsprograms succes måles ved, om den pågældende befolknings ernærings-og sundhedsstatus eller ej er blevet forbedret. Derfor bør flere vigtige aspekter vurderes nøje i udviklingen af et fødevareforstærkningsprogram, såsom bestemmelse af næringsstofstabilitet under normale oplagrings-og anvendelsesbetingelser. Fra det tekniske synspunkt er ernæringsstabilitet under formulering, tilberedning og forarbejdning afgørende for en effektiv produktion af berigede fødevarer.
mange faktorer kan forårsage alvorlig nedbrydning af næringsstoffer. Derfor skal den rette teknologi til at minimere tab implementeres. Nogle strategier til stabilisering af næringsindholdet omfatter anvendelse af beskyttende belægning til det enkelte næringsstof; tilsætning af antioksidanter;kontrol af temperatur, fugt og pH; og beskyttelse mod luft, lys og uforenelige metaller under forarbejdning og opbevaring.
stabiliteten af næringsstoffer og de betingelser, hvorunder berigede fødevarer fremstilles, fremstilles og emballeres, vil påvirke produktets holdbarhed og samtidig overforbrug af næringsstoffer. Graden af nedbrydning af næringsstoffer i fødevarer og holdbarheden vil være bestemmende for niveauet af overforbrug. Graden af nedbrydning af næringsstoffer kan bestemmes afflere metoder, hvoraf den ene er den relativt enkle Arrhenius-metode, somkan bruges til at forudsige holdbarheden og overskuddet af et bestemt næringsstof.
tabel 6. Vitamin tab ( % ) efter seks måneders opbevaring ved20 kg C og 75% relativ fugtighed
|
Vitamin |
forudsagt fra Arrhenius ‘ model |
analyseret efter opbevaring |
|
24.0 |
23.0 |
|
|
vitamin A præparat |
15.0 |
10.0 |
|
folinsyre |
8.1 |
7.4 |
|
Vitamin B12 |
9.2 |
7.7 |
kilde: ref.11.
3. Murphy PA. Teknologi af vitamin A befæstning af fødevarer iudviklingslande. Mad Technol 1996; 50(9): 69-74.
4. Richardson DP. Jern befæstning i fødevarer og drikkevarer. Chem Ind1983; 13: 498-501.
5. Archer MC, Tannenbaum SR. vitaminer. I: Tannenbaum SR, Red.Ernæringsmæssige og sikkerhedsmæssige aspekter af fødevareforarbejdning. Marcel Dekker,1979.
6. Borenstain B. Teknologi af befæstning. I: Tannenbaum SR, Red. Ernæringsmæssige og sikkerhedsmæssige aspekter af fødevareforarbejdning. Ny York: Marcel Dekker, 1979: 217-31.
9. Johnson LE, Gordon HT, Borenstain B. teknologi til morgenmadkornsfæstning. Korn Verden 1988; 33: 278-330.
10. Schlude M. stabiliteten af vitaminer i ekstrudering madlavning. I: O ‘ Connor C, Red. Ekstruderingsteknologi til fødevareindustrien. London: ElsevierApplied Science, 1987.
11. Teori og anvendelse af Arrhenius ‘ kinetik til forudsigelse af tab af næringsstoffer i fødevarer. Fødevareteknologi1982;36 (2):66-74.
12. TP. Åben holdbarhed dating af fødevarer. Mad og ernæring Press, 1982.