” contabilul trebuie să fie conștient de datele de stabilitate pentru a stabili și justifica cheltuielile pentru modificările potențiale ale tehnicilor de procesare, costul premixurilor nutritive etc.
” nutriționistul trebuie să fie conștient de datele de stabilitate pentru a evalua alegerile și, în cele din urmă, furnizarea de nutrienți pentru consumatori.Stabilitatea nutrienților este afectată de factori fizici și chimici. O gamă largă defactori fizici și chimici care influențează stabilitatea nutrienților pot fi văzuți în Figura 1. Deși mulți factori pot provoca degradarea gravă a nutrienților,pot fi dezvoltate măsuri pentru a minimiza pierderile prin aplicarea unei tehnologii adecvate, care include aplicarea unui strat protector pentru un nutrient individual;adăugarea de antioxidanți; controlul temperaturii, umidității și pH-ului; și protecția împotriva aerului, a luminii și a metalelor incompatibile în timpul procesării și depozitării. În această lucrare, mai multe mijloace de reducere a amplorii degradăriivor fi discutate, în special în ceea ce privește vitamina A, iodul și fierul.
vitamina A
vitamina A este un micronutrient critic, esențial pentru vederea nocturnă și pentru menținerea integrității pielii și a mucoasei. Un semn precoce al deficienței vitaminei este orbirea nocturnă. Deficitul sever de vitamina A poate duce laorbire permanentă. Deficitul de vitamina A este încă o problemă nutrițională majorăîn Indonezia, precum și în multe alte părți ale lumii. Principalele programe de intervenție împotriva deficienței vitaminei A administrate de Guvernul Indonezian sunt educația nutrițională, distribuția capsulelor de vitamina A și fortificarea alimentelor consumate pe scară largă.
fortificarea alimentelor cu vitamina A S-a dovedit a fi o strategie foarte promițătoare. Un proiect pilot privind fortificarea vitaminei A a monosodiumglutamatului (MSG) în trei provincii a dus la reducerea prevalenței deficitului de vitamina A. Evoluțiile ulterioare depind de depășireamodificări de culoare cauzate de fortificarea MSG cu vitamina A. Alte alimente, cum ar fica ulei de palmier și tăiței, au fost, de asemenea, considerați purtători ai vitaminei A.
vitamina A apare sub mai multe forme, cum ar fi retinolul (alcoolul), retina(aldehida), acetatul de retinil sau palmitatul de retinil (esteri) și Acarotenoizii provitaminei (B-caroten, A-caroten etc.). Vitamina A este relativinstabil în condiții normale de depozitare, în special în medii dure.Instabilitatea se datorează în principal structurii sale chimice, care conține multelegături duble susceptibile la degradare (fig. 2).
pentru a minimiza degradarea vitaminei A, au fost introduse mai multe abordări. Deoarece vitamina A este sensibilă la oxigenul atmosferic (alcoolforma vitaminei A este mai puțin stabilă decât esterii), este în mod normal disponibilăcomercial ca preparat protejat de un strat care includeantioxidant(i). Potrivit lui Murphy,a existat un singur furnizor major de vitamina A (ca palmitat de retinil sau acetat) pentru fortificarea alimentelor, Hoffman-La Roche din Elveția. Tabelul 1 enumeră formulările majore care au fost disponibile.
antioxidanții care pot fi adăugați la premixurile vitaminei A sunt butilhidroxianisolul (BHA), hidroxitoluenul butilat (BHT) și a-tocoferolii(vitamina E). Utilizarea vitaminei E ca antioxidant câștigă popularitate. Tracemetalele (în special fierul și cuprul) și lumina ultravioletă accelereazădegradarea vitaminei A. stabilitatea vitaminei A este, de asemenea, afectată deaciditate. Sub un pH de 5,0, vitamina A este foarte instabilă.
fierul și iodul
deficitul de fier este cea mai răspândită problemă nutrițională din lume. În Indonezia, prevalența anemiei în rândul femeilor însărcinate, al copiilor cu vârsta sub cinci ani și al femeilor care lucrează este de 64%, 55% și, respectiv, 30%.Deficitul de fier are efecte adverse asupra rezistenței la infecții, morbidității și mortalității cauzate de bolile infecțioase, procesele de învățare, comportamentul, starea fizică și productivitatea.
un factor important care trebuie evaluat cu atenție în prepararea premixurilor minerale (ca ingrediente pentru fortificarea alimentelor) este tipul de sare care trebuie fortificată. Fierul este de obicei furnizat sub formă de fericfosfat, pirofosfat feric, pirofosfat feric de sodiu, gluconat feros,lactat feros, sulfat feros sau fier redus (tabelul 2), în timp ce iodul esteîn mod normal furnizat sub formă de iodură de potasiu sau iodat.
FIG. 1. Factorii care influențeazăstabilitatea nutrienților
FIG. 2. Structura chimică a vitaminei alcool și B-caroten
tabelul 1. Preparate comerciale de vitamina A disponibile de lahoffman-La Roche
|
Tip |
ingrediente |
aplicarea alimentelor |
|
palmitat de retinil, salcâm, zahăr, amidon alimentar modificat, BHT, BHA, benzoat de sodiu, a-tocoferol |
lapte uscat fără grăsimi, alimente deshidratate, cereale uscate, pulbere de băuturăpentru a fi reconstituit înainte de utilizare |
|
|
250 S |
palmitat de retinil, gelatină, sorbitol modificat 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. Surse de fier selectate utilizate în prezent în foodfortification
|
compus |
alte denumiri comune |
Formula |
conținutul de fier (g / kg) |
RVA |
|
ortofosfat feric |
FePO4 xH2Ob |
3-46 |
||
|
pirofosfat feric |
fier 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 |
|
|
fier redus, carbonil |
Fe |
980 |
67 |
Sursa: ref. 4.
a. RBV denotă valoarea biologică relativă. Deficitul de fiertrații sunt vindecați de deficiența de fier prin hrănirea lor fie cu o probă de fier testată, fie cu o doză de sulfat feros. Cura este măsurată prin hemoglobina sauumplerea volumului de celule ambalate în sângele șobolanilor, iar biodisponibilitatea eșantioanelor este raportată la o valoare de 100 pentru sulfatul feros. Astfel, orice eșantion de fier care este mai puțin disponibil decât sulfatul feros va avea un RBV mai mic decât 100.
b. ortofosfatul feric conține de la una la patru molecule dehidratare.
c. structurile precise ale sărurilor de fier sunt incerte.
următorii factori chimici și fizici ar trebui să fie verificațibine în formularea pentru fortificarea alimentelor, în special pentru fier:
” solubilitate: sărurile feroase sunt mai solubile decâtsăruri ferice.
” stare oxidativă: sărurile feroase pot fi utilizate mai eficient decât sărurile ferice; cu toate acestea, sărurile feroase sunt, de asemenea, mai reactive în sistemele alimentare.
” capacitatea de a forma complexe: fierul feric are, în general, o tendință mai mare de a forma complexe decât fierul feros; formarea complexelor va reduce foarte mult biodisponibilitatea fierului.
în prepararea fierului ca ingredient pentru fortificarea alimentelor, trebuie explorată posibilitatea ca fierul să reacționeze sau să se asocieze cu alți nutrienți. Prezența ionilor metalici (cum ar fi fierul) poateau un efect dăunător asupra calității dacă măsurile nu sunt luate în mod corespunzător. S-a demonstrat că fierul accelerează degradarea vitaminei (în special vitaminele A și C și tiamina), catalizează randiditatea oxidativă a uleiurilor și grăsimilor și produce modificări nedorite (culoare, arome etc.)
efectul procesării asupra stabilității nutrienților adăugați
stabilitatea nutrienților este afectată de mulți factori chimici și fizici (fig. 1). În consecință, parametrii de procesare trebuie selectați și controlați în timpul procesării alimentelor fortificate pentru a minimiza pierderile nutritive.
în comparație cu vitaminele, mineralele (fier și iod) sunt foarte stabileîn condiții extreme de procesare. Mecanismul principal de pierdere a mineraleloreste prin levigarea materialelor solubile în apă . Vitamina A, pe de altă partemână, este foarte labilă în mediul de procesare. Figura 3 ilustrează posibilitățile de degradare a vitaminei A (în special în provitaminform B-caroten). Vitamina A este atât sensibilă la oxigen, cât și la temperatură.Borenstain și Ottaway au raportat că vitamina A (și, de asemeneaob-carotenul) adăugat la alimente este sensibil la deteriorarea oxidativă. Sub formă deretinol, vitamina A este mai labilă decât forma sa esterică; din acest motiv, esterii vitaminei sunt de obicei utilizați pentru fortificarea alimentelor, așa cum este ilustrat în lista intable 1.
Tabelul 3 prezintă stabilitatea vitaminei A în sucul de portocale pasteurizat,suplimentat cu multivitamine. Vitamina A a fost ușor degradată în timpulprimele două luni de depozitare. Activitatea vitaminei A a fost mult mai stabilă cândvitamina a fost adăugată ca B-caroten.
stabilitatea vitaminei A este, de asemenea, puternic afectată de pH. la apH mai mic de 5, vitamina A este susceptibilă la oxidare. La pH scăzut, vitamina Atends pentru a izomeriza de la trans la configurația cis, careare o activitate mai scăzută a vitaminei. Problema pH-ului scăzut se întâlnește mai alesîn timpul procesării sucului. Sucurile de fructe au de obicei un pH scăzut (aproximativ 3,0). Tocompensate pentru pH scăzut, carbonatare, care expulzează oxigenul, pot fi utilizate pentru a stabiliza vitamina A.
tabelul 3. Degradarea vitaminei A în timpul procesării și depozităriide suc de portocale pasteurizat, suplimentat cu multivitamine
FIG. 3. Calea de degradare a b-carotenului
efectul tratamentului la temperaturi ridicate asupra stabilității nutrienților (vitaminei)
deoarece temperaturile ridicate pot fi utilizate la fabricarea alimentelor fortificate, trebuie luate măsuri pentru a minimiza pierderile cauzate de degradarea termică. Uscarea este o metodă de procesare care utilizează temperaturi ridicate și eaare multe aplicații în fabricarea alimentelor fortificate. Uscarea se realizează de obicei folosind mai multe combinații de timp și temperatură, cum ar fi 9 până la 12 ore la 50 CTF, 2 până la 3 ore la 95 CTF sau 2 până la 5 secunde la 140 CTF C.To minimizați pierderile de nutrienți, este de dorit utilizarea unor combinații mai mici de timp șitemperatura, care poate fi realizată fie prin creșterea suprafeței, fie prin reducerea presiunii în timpul procesului de uscare.
uscarea cuptorului este cea mai comună metodă. Produsele din paste, de exemplu, pot fi uscate în cuptor timp de 9 până la 12 ore la 50 centimetric C sau timp de 2 până la 3 ore la 95 Centimetric C. O ‘ Brien și Roberton au raportat că B-carotenul eramai stabil decât forma esterică a vitaminei A în timpul uscării cuptorului. În timpul procesului de prelucrare a macaroanelor, uscarea cuptorului timp de 9 până la 12 ore la 50 de centi C a dus la pierderea A14% a vitaminei A. cu toate acestea, același tratament a cauzat pierderea a doar aproximativ 5% din B-caroten. În plus, uscarea timp de 3 până la 5 ore la 95 de centicli C a provocat distrugerea a 23% din vitamina A, dar numai 8% dinb-caroten.
uscarea tamburului este adesea folosită pentru fabricarea alimentelor fortificate înformă pulverizată. Avantajul uscării tamburului față de uscarea convențională a cuptorului estecă temperaturile mai ridicate pot fi utilizate cu un timp de procesare de numai 2 până la 30 de secunde. Combinația de temperatură ridicată și timp scurt (HTST) maximizeazăreținerea nutrienților.
în plus, uscătorul cu tambur este de obicei utilizat pentru alimente lichide. Prin urmare, materialul poate atinge o temperatură foarte ridicată, deoarece se formează afilm peste suprafața tamburului. Formarea acestui film în timpul uscării poate oferio anumită protecție a nutrienților împotriva daunelor oxidative, în special în comparație cu procese HTST similare, cum ar fi procesul de extrudare. Tabelul 4 arată acest lucrureținerea nutrienților este mult mai bună în timpul uscării tamburului/ rolei decât prelucrarea extruziunii datorită formării filmului .
uscarea prin pulverizare este o altă tehnică care poate fi utilizată pentrufabricarea alimentelor fortificate. Pe lângă combinațiile timp-temperatură, trebuie aplicate și alte măsuri pentru prevenirea sau minimizarea contactului produselor alimentare pulverizate cu oxigen. În timpul uscării prin pulverizare, se introduce un spray fin de alimentecamera de uscare unde întâlnește un curent de aer cald, care produce uscare rapidă. Procesul de pulverizare crește foarte mult contactul cu alimentuloxigen, accelerând astfel deteriorarea oxidativă.
au fost introduse mai multe moduri de a minimiza daunele oxidative,inclusiv adăugarea de antioxidanți și aplicarea materialelor de acoperireși capsulare. Materialul de acoperire poate fi aplicat prin utilizarea zaharozei într-o formă brutămaterial. Johnson și colab. a arătat că a fost necesară o acoperire care conține cel puțin 10% zaharoză pentru a oferi o bună protecție împotriva atacului oxidativ în timpul uscării prin pulverizare. Ei au remarcat, de asemenea, că, dacă este posibil, adăugarea de 15% până la 20% zaharoză la formularea materiei prime este de dorit, deoarece oferă o protecție mai mare împotriva oxidării.
tabelul 4. Pierderi de vitamine: extrudare vs. uscare cu role
Sursa: ref. 8.
pentru a minimiza deteriorarea cauzată de oxidare în timpul uscării,nutrienții pot fi adăugați după uscare. Acest lucru s-a făcut în fortificarea laptelui,în care au fost utilizate premixuri uscate care conțin nutrienții la nivelul dorit.Acest proces (fig. 4) este relativ simplu și eficient, dar necesită echipamente extramixing.
o altă operațiune de prelucrare a alimentelor care utilizează temperaturi ridicate esteprocesul de extrudare. Extrudarea este foarte populară pentru fabricarea gustărilorși cereale pentru micul dejun gata de consum. Extrudarea are mai multe avantaje față de altelemetode, deoarece este un proces foarte versatil care include mai multe operațiila o dată: amestecarea, gătitul și formarea. Mai mulți parametri sunt importanți indeterminând calitatea produsului final, inclusiv temperatura (100 la 140 la 140 la sută C sau mai mare), conținutul de umiditate, sistemul de acoperire și oxigenul, precum și alți parametri caracteristici procesului de extrudare, cum ar fi presiunea, viteza de transfer,viteza (rpm) a șurubului și diametrul matriței . Dacă este posibil, fortificarea trebuie făcută în timpul procesului final pentru a maximiza retenția nutrienților. În acest stadiu, se poate efectua fortificareaîn timpul aplicării aromei.
FIG. 4. Fortificarea laptelui uscat prin pulverizarelapte cu vitamine
stabilitatea nutrienților și etichetarea adecvată
creșterea gradului de conștientizare a consumatorilor cu privire la alimentația sănătoasă a forțat producătorii de alimente să dezvăluie informații despre compoziția produselor lor peetichetă. Cu alimente fortificate, cantitatea de nutrienți adăugați declarată peeticheta este foarte importantă.
pentru a respecta cerințele etichetei într-un termen de valabilitate realist, producătorii trebuie să studieze cu atenție comportamentul și cinetica degradării nutrienților. Pentru a face afirmații corecte cu privire la conținutul de nutrienți al unui produs pe eticheta sa, cantitatea de nutrienți adăugați ar trebui să fie de fapt mai mare decât cantitatea menționată sau declarată pe etichetă. Diferența dintre formulat și declaratnivelurile sunt cunoscute sub numele de exces. Surplus = (cantitatea de nutrient prezentă în produs – cantitatea declarată pe etichetă)/cantitatea declarată pe etichetă 100.
surplusul va varia în funcție de stabilitatea inerentă a nutrienților, de condițiile în care alimentele sunt preparate și ambalate și de termenul de valabilitate anticipat al produsului. Astfel, cu cât sunt mai labile sau mai instabilenutrienții, cum ar fi vitamina A, necesită, în general, un exces ridicat. Tabelul 5 aratăexemple de exces de vitamina A utilizate în trei produse diferite. Un exces de25 % înseamnă că, dacă cantitatea declarată de vitamina A este, de exemplu, 20 mg PERGAM de produs, atunci nivelul de intrare sau cantitatea de nutrienți dinformularea ar trebui să fie de 25 mg pe gram de produs.
termenul de valabilitate și cantitatea declarată de nutrient de pe etichetă(pe baza cantității de nutrient rămas la sfârșitul vieții de raft a unui produs) pot fi determinate prin mai multe metode, dintre care una este metoda lui Arrhenius descrisă de Labuza și Riboh .
cinetica degradării nutrienților poate fi modelată ca cinetică zero sau de ordinul întâi . Folosind un model cinetic simplu, putem prezicedurata de valabilitate și suprasolicitarea unui anumit nutrient. Tabelul 6 compară pierderile de nutrienți prezise de modelul lui Arrhenius cu sumele reale pierdute.
un alt aspect al etichetării alimentelor fortificate este revendicarea nutrienților. În Regatul Unit, de exemplu, dacă se menționează pe etichetă că un aliment este o sursă „bogată” sau „excelentă” a unei anumite vitamine sau minerale, porția zilnică de alimente (descrisă ca „cantitatea de alimente care poate fi consumată în mod rezonabil într-o zi”) trebuie să conțină cel puțin jumătate din alocația dietetică recomandată (ADR) pentru acel nutrient . Pentru cerințele altor țări, legile și reglementările alimentare specifice ar trebui să fie consultate.
tabelul 5. Vitamina A se suprapune în trei produse
|
produs |
perioada de valabilitate (mo) |
exces (%) |
|
pulbere de băutură fortificată pe bază de lapte |
12 |
25 |
|
Bar de înlocuire a mesei fortificate |
12 |
45 |
|
multivitamine comprimat |
30 |
60 |
concluzie
fortificarea alimentară este un program de intervenție nutrițională cu o populație țintă definită în mod specific, iar eficacitatea sa este măsurată prin faptul că alimentele fortificate sunt sau nu acceptate, achiziționate și consumate de această populație. Succesul unui program de fortificare a alimentelor este măsurat în funcție de faptul dacă starea de nutriție și de sănătate a populației vizate a fost îmbunătățită sau nu. Prin urmare, mai multe aspecte importante ar trebui evaluate cu atenție în dezvoltarea unui program de fortificare a alimentelor, cum ar fi determinarea capacității nutrienților în condiții normale de depozitare și utilizare. Din punct de vedere tehnic, stabilitatea nutrițională în timpul formulării, preparării și procesării este crucială pentru producția eficientă de alimente fortificate.
mulți factori pot provoca degradarea gravă a nutrienților. În consecință,trebuie implementată tehnologia adecvată pentru a minimiza pierderile. Unele strategii pentru stabilizarea conținutului de nutrienți includ aplicarea acoperirii protectoare pentru nutrienții individuali;adăugarea de antioxidanți; controlul temperaturii, umidității și pH-ului; și protecția împotriva aerului, a luminii și a metalelor incompatibile în timpul procesării și depozitării.
stabilitatea nutrienților și condițiile în care sunt preparate, fabricate și ambalate alimentele fortificate vor afecta durata de viață a produsului și, concomitent, excesul de nutrienți. Gradul de degradare a nutrienților din alimente și durata de valabilitate vor guvernanivelul de exces. Gradul de degradare a nutrienților poate fi determinat demai multe metode, dintre care una este metoda relativ simplă Arrhenius, carepot fi utilizate pentru a prezice durata de valabilitate și suprasolicitarea unui anumit nutrient.
tabelul 6. Pierderi de vitamine ( % ) după șase luni de depozitare la20 C și 75% umiditate relativă
|
vitamina |
prezis din modelul lui Arrhenius |
analizat după depozitare |
|
24.0 |
23.0 |
|
|
preparat de vitamina A |
15.0 |
10.0 |
|
acid Folic |
8.1 |
7.4 |
|
vitamina B12 |
9.2 |
7.7 |
Sursa: ref.11.
3. Murphy PA. Tehnologia fortificării vitaminei A a alimentelor înțările în curs de dezvoltare. Tehnologie Alimentară 1996; 50 (9): 69-74.
4. Richardson DP. Fortificarea fierului în alimente și băuturi. Chem Ind1983; 13: 498-501.
5. Archer MC, Tannenbaum SR. vitamine. În: Tannenbaum SR, ed.Aspecte nutriționale și de siguranță ale procesării alimentelor. New York: Marcel Dekker, 1979.
6. Borenstain B. Tehnologia fortificației. În: Tannenbaum SR, ed. Aspecte nutriționale și de siguranță ale procesării alimentelor. New York: Marcel Dekker, 1979: 217-31.
9. Johnson LE, Gordon HT, Borenstain B. tehnologia micului dejuncereal fortificație. Lumea Cerealelor 1988; 33: 278-330.
10. Schlude M. stabilitatea vitaminelor în gătitul prin extrudare. În: O ‘ Connor C, ed. Tehnologie de extrudare pentru industria alimentară. Londra: ElsevierApplied Science, 1987.
11. Labuza TP, Riboh D. Teoria și aplicarea kineticii lui Arrhenius la predicția pierderilor de nutrienți din alimente. Tehnologie Alimentară1982; 36(2):66-74.
12. Labuza TP. Deschideți data de valabilitate a alimentelor. Westport, Conn, SUA: Food and Nutrition Press, 1982.