» revisor må være oppmerksom på stabilitetsdataene tiletablere og rettferdiggjøre utgifter til potensielle modifikasjoner av behandlingteknikker, kostnaden for næringsstoffpremier, etc.
» ernæringsfysiologen må være oppmerksom på stabilitetsdataene for å vurdere valgene og til slutt tilførsel av næringsstoffer til forbrukerne.Næringsstabilitet påvirkes av fysiske og kjemiske faktorer. Et bredt spekter avfysiske og kjemiske faktorer som påvirker stabiliteten av næringsstoffer kan sesi figur 1. Selv om mange faktorer kan forårsake alvorlig næringsforringelse, kan det utvikles tiltak for å minimere tap ved å bruke riktig teknologi, som inkluderer påføring av et beskyttende belegg for et enkelt næringsstoff; tilsetning av antioksidanter; kontroll av temperatur, fuktighet og pH; og beskyttelse mot luft, lys og inkompatible metaller under behandling og lagring. I dette papiret, flere måter å redusere størrelsen på nedbrytningvil bli diskutert, spesielt med hensyn til vitamin a, jod og jern.
Vitamin A
Vitamin A er et kritisk mikronæringsstoff, viktig for nattesynog for vedlikehold av hud og mukosal integritet. Et tidlig tegn på vitaminmangel er nattblindhet. Alvorlig vitamin a-mangel kan resultere ipermanent blindhet. Vitamin a-mangel er fortsatt et stort næringsproblemi Indonesia så vel som i mange andre deler av verden. De viktigste intervensjonsprogrammene mot vitamin a-mangel administrert Av Indonesiskeregjeringen er næringsopplæring, distribusjon av vitamin a-kapsler og befestning av utvalgte mye forbrukte matvarer.
Befestning av matvarer med vitamin a har vist seg å være en veldiglovende strategi. Et pilotprosjekt på vitamin a befestning av monosodiumglutamat (MSG) i tre provinser har resultert i reduksjon av prevalensenav vitamin a-mangel. Videre utvikling er avhengig av å overvinnefargeendringer forårsaket AV befestning AV MSG med vitamin a. Andre matvarer, slik som palmeolje Og nudler, har også blitt vurdert som bærere for vitamin A.
Vitamin a forekommer i mange former, for eksempel retinol(alkohol), retinal (aldehyd), retinylacetat eller retinylpalmitat (estere) og provitaminakarotenoider (b-karoten, a-karoten, etc.). Vitamin A er relativtustabil under normale lagringsforhold, spesielt i tøffe miljøer.Ustabiliteten skyldes hovedsakelig sin kjemiske struktur, som inneholder mangedobbelbindinger utsatt for nedbrytning(fig. 2).
for å minimere nedbrytningen av vitamin a, har flere tilnærminger blitt introdusert. Siden vitamin a er følsomt for atmosfærisk oksygen(alkoholformen av vitamin a er mindre stabil enn esterne), er den normalt tilgjengelig kommersielt som et preparat beskyttet av et belegg som inkludererantioksidant (er). Ifølge Murphy har Det bare vært en stor leverandørav vitamin a (som retinylpalmitat eller acetat) for matfestning, Hoffman-La Roche I Sveits. Tabell 1 viser de viktigste formuleringene som ereller har vært tilgjengelige.
Antioksidanter som kanskje legges til vitamin a-premixer, er butylerthydroksyanisol (BHA), butylert hydroksytoluen (BHT) og a-tokoferoler(vitamin E). Bruken av vitamin e som en antioksidant blir stadig mer populær. Tracemetals (spesielt jern og kobber) og ultrafiolett lys akselereredegradering av vitamin a. stabiliteten av vitamin A påvirkes også avsurhet. Under en pH på 5,0 er vitamin A svært ustabil.
Jern og jod
Jernmangel Er det mest utbredte ernæringsproblemet i verden. I Indonesia forekomsten av anemi blant gravide kvinner, barnunder fem år, og kvinnelige arbeidere er 64%, 55%, og 30%, henholdsvis.Jernmangel har negative effekter på resistens mot infeksjon, sykelighet og dødelighet fra smittsomme sykdommer, læringsprosesser, oppførsel, fysisktilstand og produktivitet.
En viktig faktor som bør vurderes nøye iforberedelse av mineralpremier (som ingredienser for matfestning) ertype salt som skal forsterkes. Jern leveres vanligvis i form av jernfosfat, jernpyrofosfat, jernnatriumpyrofosfat, jernglukonat, jernholdig laktat, jernsulfat eller redusert jern (tabell 2), mens jod ernormalt tilført i form av kaliumjodid eller jodat.
FIG. 1. Faktorer som påvirkerstabilitet av næringsstoffer
FIG. 2. Kjemisk struktur av vitaminA alkohol og b-karoten
TABELL 1. Kommersielle vitamin a-preparater tilgjengelig frahoffman-La Roche
|
Type |
Ingredienser |
Mat søknad |
|
Retinylpalmitat, akasie, sukker, modifisert matstivelse, BHT, BHA,natriumbenzoat, a-tokoferol |
Ikke-fett tørr melk, dehydrert mat, tørr korn, drikkepulverå rekonstitueres før bruk |
|
|
250 S |
Retinylpalmitat, gelatin, sorbitolmodifisert 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. Utvalgte jernkilder som for tiden brukes i foodfortification
|
Sammensatt |
annet vanlig navn |
Formel |
Jerninnhold (g / kg) |
RBVa |
|
Ferrisk ortofosfat |
FePO4×xH2Ob |
3-46 |
||
|
Ferrisk pyrofosfat |
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 |
|
|
Redusert jern, karbonyl |
Fe |
980 |
67 |
Kilde: ref. 4.
A. RBV angir relativ biologisk verdi. Iron-deficientrats er kurert av jernmangel ved å mate dem enten en test jernprøve eller areferanse dose av jernsulfat. Herdingen måles ved hemoglobin eller emballert cellevolum repletion i rotteblod, og biotilgjengeligheten av prøvene er rapportert mot en verdi på 100 for jernsulfat. Således vil enhver jernprøve som er mindre tilgjengelig enn jernsulfat ha EN RBV på lessthan 100.
B. Ferrisk ortofosfat inneholder fra ett til fire molekyler avhydrering.
c. de nøyaktige strukturer av jernsaltene er usikre.
følgende kjemiske og fysiske faktorer bør sjekkesgrundig i formuleringen for matfestning, spesielt for jern:
» Løselighet: jernholdige salter er mer oppløselige ennferriske salter.
» Oksidativ tilstand: jernholdige salter kan utnyttes mer effektivt enn jernsalter; imidlertid er jernholdige salter også mer reaktive infoodsystemer.
» Evne til å danne komplekser: jern jern har generelt agreater tendens til å danne komplekser enn jernholdig jern; dannelsen av complexeswill sterkt redusere jern biotilgjengelighet.
ved fremstilling av jern som ingrediens for foodfortification, muligheten for at jernet vil reagere eller assosiere med andrenæringsstoffer må utforskes. Tilstedeværelsen av metallioner (som jern) kanhar en skadelig effekt på kvaliteten dersom tiltak ikke er riktig tatt. Jern har vist seg å fremskynde vitamin degradering (spesielt vitamin a og C ogthiamin), katalysere oksidativ rancidity av oljer og fett, og produsereuønskede endringer (farge, av smaker, etc.)
effekt av behandling på stabiliteten av tilsatte næringsstoffer
stabiliteten av næringsstoffer påvirkes av mange kjemiske og fysiske faktorer (fig. 1). Følgelig må behandlingsparametere velgesog kontrolleres under bearbeiding av fortified food for å minimere næringsstofftap.
Sammenlignet med vitaminer, mineraler (jern og jod) er svært stabilunder ekstreme behandlingsforhold. Den primære mekanismen for tap av mineralerer gjennom utvasking av vannløselige materialer . Vitamin A, på den annen side, er veldig labilt i prosessmiljøet. Figur 3 illustrerer muligheter for nedbrytning av vitamin a (spesielt i provitaminform b-karoten). Vitamin A er både oksygen-og temperaturfølsomt.Borenstain Og Ottaway har begge rapportert at vitamin A (og alsob-karoten) tilsatt til mat er følsomt for oksidativ skade. I form avretinol er vitamin A mer labilt enn dets esterform; av denne grunn brukes vitaminA estere vanligvis til matfestning, som illustrert av listen intable 1.
Tabell 3 viser stabiliteten av vitamin A i pasteurisert, multivitamin-supplert appelsinjuice. Vitamin A ble litt forringet underde to første månedene av lagring. Vitamin a-aktivitet var mye mer stabil nårvitaminet ble tilsatt som b-karoten.
stabiliteten av vitamin a påvirkes også sterkt av pH. ved apH på mindre enn 5 er vitamin A utsatt for oksidasjon. Ved lav pH, vitamin Påslutter å isomerisere fra trans til cis-konfigurasjonen, somhar lavere vitaminaktivitet. Problemet med lav pH oppstår spesieltunder juicebehandling. Fruktjuice har vanligvis en lav pH (ca 3,0). Tocompensate for lav pH, karbonering, som utviser oksygen, kan brukes til å stabilisere vitamin a.
TABELL 3. Nedbrytning av vitamin a under behandling og lagringav pasteurisert, multivitamin-supplert appelsinjuice
FIG. 3. Nedbrytningsvei av b-karoten
effekt av høytemperaturbehandling på næringsstoff (vitamin)stabilitet
fordi høye temperaturer kan brukes Til fremstilling av befestet mat, må det treffes tiltak for å minimere tap fra termisk nedbrytning. Tørking er en prosesseringsmetode som bruker høye temperaturer, og denhar mange applikasjoner i produksjon av fortified food. Tørking utføres vanligvis ved hjelp av flere kombinasjoner av tid og temperatur, for eksempel 9 til 12 timer ved 50 hryvnias C, 2 til 3 timer ved 95 hryvnias C, eller 2 til 5 sekunder ved 140 hryvnias C.To minimere næringstap, bruk av lavere kombinasjoner av tid ogtemperatur er ønskelig, noe som kan oppnås ved enten å øke overflatenområde eller redusere trykket under tørkeprosessen.
Ovntørking er den vanligste metoden. Pastaprodukter, for eksempel, kan tørkes i en ovn i 9 til 12 timer ved 50°C eller for 2 til 3 timer ved 95°C. O ‘ Brien Og Roberton rapporterte at b-karoten varmer stabil enn esterformen av vitamin A under ovntørking. Under bearbeiding av makaroni resulterte ovnstørking i 9 til 12 timer ved 50°C i a14 % tap av vitamin A. den samme behandlingen forårsaket imidlertid tap av bare ca. 5% b-karoten. Videre forårsaket tørking i 3 til 5 timer ved95°C ødeleggelsen av 23% av vitamin A, men bare 8% avb-karoten.
Trommeltørking brukes ofte til produksjon av forsterket mat ipulverform. Fordelen med trommeltørking over konvensjonell ovntørking erat høyere temperaturer kan brukes med en behandlingstid på bare 2 til 30sekunder. Kombinasjonen av høy temperatur og kort tid (HTST) maksimerernæringsretensjon.
videre brukes trommeltørkeren vanligvis til flytende matvarer. Derfor kan materialet nå svært høy temperatur da det danner afilm over trommeloverflaten. Dannelsen av denne filmen under tørking kan tilbynoen beskyttelse mot næringsstoffene fra oksidativ skade, spesielt i sammenligningmed lignende HTST-prosesser, som ekstruderingsprosessen. Tabell 4 viser detoppbevaring av næringsstoffer er mye bedre under trommel / rulletørking ennekstrusjonsbehandling på grunn av filmdannelsen .
Spraytørking er en annen teknikk som kan brukes tilproduksjon av forsterket mat. Foruten tidstemperaturkombinasjoner, andretiltak for å forhindre eller minimere kontakt med sprøytede matvarer med oksygenmå påføres. Under sprøytetørking innføres en fin spray av mat itørkekammeret hvor det møter en strøm av varm luft, noe som gir rasktørking. Sprøyteprosessen øker kontakten til maten medoksygen, og dermed akselerere oksidativ skade.
flere måter å minimere oksidativ skade er innført, inkludert tilsetning av antioksidanter og påføring av beleggmaterialerog kapsling. Beleggmateriale kan påføres ved å bruke sukrose i en råmaterialformulering. Johnson et al. viste at Et Belegg som inneholdt minst 10% sukrose var nødvendig for å gi god beskyttelse mot oksidativt angrep under spraytørking. De bemerket også at om mulig tilsetning av 15% til 20% sukrose til råmaterialeformuleringen er ønskelig, siden den gir størrebeskyttelse mot oksidasjon.
TABELL 4. Vitamin tap: ekstrudering vs rulletørking
Kilde: ref. 8.
for å minimere forringelsen forårsaket av oksidasjon under tørking,kan næringsstoffer tilsettes etter tørking. Dette har blitt gjort i melkefestning, hvor tørre premixer som inneholdt næringsstoffet på ønsket nivå ble brukt.Denne prosessen (fig. 4) er relativt enkel og effektiv, men krever ekstramixing utstyr.
En annen matbehandlingsoperasjon som bruker høye temperaturer, er ekstruderingsprosessen. Ekstrudering er veldig populær for produksjon av snackmatog klare frokostblandinger. Ekstrudering har flere fordeler over andremetoder, siden det er en meget allsidig prosess som inkluderer flere operasjonerpå en gang: blanding, matlaging og forming. Flere parametere er viktige for å bestemme kvaliteten på sluttproduktet, inkludert temperatur (100°til 140°C Eller høyere), fuktighetsinnhold, beleggingssystem Og oksygen, samt andre parametere som er karakteristiske for ekstruderingsprosessen,for eksempel trykk, gjennomstrømningshastighet, hastighet (rpm) på skruen og dørdiameteren . Hvismulig, befestning bør gjøres under den endelige prosessen for å kunnemaksimere næringsretensjon. På dette stadiet kan befestning utføresunder påføring av smak.
FIG. 4. Befestning av spraytørket melk med vitaminer
Stabilitet av næringsstoffer og riktig merking
Økt forbrukernes bevissthet om sunn mat har tvunget matprodusenter til å avsløre informasjon om sammensetningen av sine produkter påetiketten. Med fortified foods, mengden av tilsatt næringsstoff deklarert påetiketten er svært viktig.
for å møte etikettkrav innenfor en realistisk holdbarhet, må produsentene studere atferd og kinetikk av næringsforringelse grundig. Tomake riktige påstander om næringsinnholdet i et produkt på etiketten, mengden av det tilsatte næringsstoffet bør faktisk være mer enn det beløpet som er oppgitt på etiketten. Forskjellen mellom formulert og deklarertnivåer er kjent som overage. Overage = (mengde næringsstoffer til stede i produktet – mengde deklarert på etiketten) / mengde deklarert på etiketten × 100.
overskuddet vil variere i henhold til den iboende stabiliteten til næringsstoffer, forholdene under hvilke maten er tilberedt og pakket, og den planlagte holdbarheten til produktet. Dermed er de mer labile eller ustabilenæringsstoffer, som vitamin a, krever generelt høye overages. Tabell 5 visereksempler på vitamin A overages brukt i tre forskjellige produkter. Et overskudd på25% betyr at hvis den deklarerte mengden vitamin A er for eksempel 20 mg pergram produkt, så inngangsnivået eller mengden næringsstoffer iformuleringen skal være 25 mg per gram produkt.
holdbarheten og den deklarerte mengden av et næringsstoff på etiketten (basert på mengden av næringsstoffet som er igjen på slutten av produktets hylle) kan bestemmes ved flere metoder, hvorav Den ene Er Arrhenius ‘ metode som beskrevet Av Labuza og Riboh .
kinetikken til næringsforringelse kan modelleres som null orfirst-order kinetikk . Ved hjelp av en enkel kinetisk modell kan vi spådomholdbarhet og overskudd av et bestemt næringsstoff. Tabell 6 sammenligner næringstap spådd Av Arrhenius ‘ modell med de faktiske tapte beløpene.
Et annet aspekt ved merking av fortified foods er kravet fornutrients. I Storbritannia, for eksempel, hvis et krav er gjort på etiketten at en matvare er en «rik» eller «utmerket» kilde til et bestemt vitamin eller mineral, må den daglige matdelen (beskrevet som «mengden mat som kan forventes å bli konsumert på en dag») inneholde minst halvparten av den anbefalte diettgodtgjørelsen (RDA) for det næringsstoffet . For krav fra andre land bør spesifikke matlover og forskrifter værekonsultert.
TABELL 5. Vitamin A overages i tre produkter
|
Produkter |
Holdbarhet (mo) |
Overage (%) |
|
melkbasert forsterket drikkepulver |
12 |
25 |
|
Fortified meal replacement bar |
12 |
45 |
|
Multivitamin tablett |
30 |
60 |
Konklusjon
matfestning Er et ernæringsmessig intervensjonsprogram med aspecifically definert målpopulasjon, og dens effektivitet måles ved om den forsterkede maten er akseptert, kjøpt og konsumert av den befolkningen. Suksessen til et matfestningsprogram måles ved om ikke ernærings – og helsestatusen til den målrettede befolkningen har blitt forbedret. Derfor bør flere viktige aspekter vurderes nøye i utviklingen av et matfestningsprogram, for eksempel å bestemme næringsstoffbarhet under normale forhold for lagring og bruk. Fra teknisk synspunkt er næringsstabilitet under formulering, forberedelse og prosessering avgjørende for effektiv produksjon av fortified foods.
Mange faktorer kan forårsake alvorlig nedbrytning av næringsstoffer. Derfor må riktig teknologi for å minimere tap implementeres. Somestrategier for stabilisering av næringsinnhold inkluderer påføring avbeskyttende belegg for det enkelte næringsstoffet; tilsetning av antioksidanter;kontroll av temperatur, fuktighet og pH; og beskyttelse mot luft, lys og inkompatible metaller under behandling og lagring.
stabiliteten av næringsstoffer og betingelsene for hvilke forsterkede matvarer blir tilberedt, produsert og pakket, vil påvirke produktets hylleliv og samtidig næringsoverskuddene. Graden avnæringsforringelse i mat og lengden på holdbarheten vil styrenivå av overskudd. Graden av næringsforringelse kan bestemmes avflere metoder, hvorav den ene er den relativt enkle Arrhenius-metoden, somkan brukes til å forutsi holdbarhet og overskudd av et bestemt næringsstoff.
TABELL 6. Vitamin tap ( % ) etter seks måneders lagring ved20°C og 75% relativ fuktighet
|
Vitamin |
Forutsagt Fra Arrhenius ‘ modell |
Analysert etter lagring |
|
24.0 |
23.0 |
|
|
vitamin a-preparat |
15.0 |
10.0 |
|
Folsyre |
8.1 |
7.4 |
|
Vitamin B12 |
9.2 |
7.7 |
Kilde: ref.11.
3. Murphy PA. Teknologi av vitamin A festning av matvarer iutviklende land. Mat Technol 1996; 50 (9): 69-74.
4. Richardson DP. Jernfestning i mat og drikke. Chem Ind1983;13:498-501.
5. Archer MC, Tannenbaum SR. Vitaminer. I: Tannenbaum SR, red.Nærings – og sikkerhetsaspekter ved næringsmiddelforedling. New York: Marcel Dekker, 1979.
6. Borenstain B. Teknologi for festning. I: Tannenbaum SR, red. Nærings – og sikkerhetsaspekter ved næringsmiddelforedling. New York: Marcel Dekker, 1979: 217-31.
9. Johnson LE, Gordon HT, Borenstain B. teknologi for frokostkreftfestning. Frokostblanding Verden 1988;33: 278-330.
10. Schlude M. stabiliteten av vitaminer i ekstrudering matlaging. I: O ‘ Connor C, red. Ekstruderingsteknologi for næringsmiddelindustrien. London: ElsevierApplied Science, 1987.
11. Labuza TP, Riboh D. Teori Og anvendelse Av Arrhenius ‘ kinetikk til prediksjon av næringsstoff tap i mat. Mat Teknol1982; 36 (2):66-74.
12. Labuza TP. Åpen holdbarhet dating av matvarer. Westport, Conn, USA: Mat-Og Ernæringspresse, 1982.