” revisorn måste vara medveten om stabilitetsdata tillupprätta och motivera utgifter för potentiella ändringar av bearbetningstekniker, kostnaden för näringsblandningar etc.
” nutritionisten måste vara medveten om stabilitetsdata för attbedöma valen och i slutändan tillgången på näringsämnen för konsumenterna.Näringsstabilitet påverkas av fysiska och kemiska faktorer. Ett brett spektrum avfysiska och kemiska faktorer som påverkar näringsämnenas stabilitet kan sesi figur 1. Även om många faktorer kan orsaka allvarlig nedbrytning av näringsämnen, kan åtgärder utvecklas för att minimera förluster genom att tillämpa korrekt teknik,som inkluderar applicering av en skyddande beläggning för ett enskilt näringsämne;tillsats av antioxidanter; kontroll av temperatur, fukt och pH; och skydd mot luft, ljus och oförenliga metaller under bearbetning och lagring. I detta dokument, flera sätt att minska nedbrytningens storlekkommer att diskuteras, särskilt med avseende på vitamin A, jod och järn.
Vitamin A
Vitamin A är ett kritiskt mikronäringsämne, viktigt för nattsynoch för upprätthållande av hud-och slemhinneintegritet. Ett tidigt tecken på vitaminbrist är nattblindhet. Allvarlig vitamin A-brist kan resultera ipermanent blindhet. Vitamin A-brist är fortfarande ett stort näringsproblemi Indonesien liksom i många andra delar av världen. De viktigaste interventionsprogrammen mot vitamin A-brist som administreras av Indonesienregeringen är näringsutbildning, distribution av vitamin A-kapslar och förstärkning av utvalda allmänt konsumerade livsmedel.
befästning av livsmedel med vitamin A har visat sig vara en mycketlovande strategi. Ett pilotprojekt om vitamin A-befästning av monosodiumglutamat (MSG) i tre provinser har resulterat i minskning av förekomsten av vitamin A-brist. Ytterligare utveckling är beroende av att övervinnafärgförändringar orsakade av befästning av MSG med vitamin A. Andra livsmedel, såsom palmolja och nudlar, har också betraktats som bärare för vitamin A.
Vitamin A förekommer i många former, såsom retinol (alkohol), retinal(aldehyd), retinylacetat eller retinylpalmitat (estrar) och provitaminakarotenoider (b-karoten, A-karoten, etc.). Vitamin A är relativtinstabil under normala lagringsförhållanden, särskilt i hårda miljöer.Instabiliteten beror främst på dess kemiska struktur, som innehåller mångadubbelbindningar som är mottagliga för nedbrytning (fig. 2).
för att minimera nedbrytningen av vitamin A har flera tillvägagångssätt introducerats. Eftersom vitamin A är känsligt för atmosfäriskt syre(alkoholformen av vitamin A är mindre stabil än estrarna) är den normalt tillgängligkommersiellt som ett preparat skyddat av en beläggning som inkluderarantioxidant (er). Enligt Murphy har det bara funnits en stor leverantörav vitamin A (som retinylpalmitat eller acetat) för livsmedelsförstärkning,Hoffman-La Roche i Schweiz. Tabell 1 listar de viktigaste formuleringarna som äreller har varit tillgängliga.
antioxidanter som kanske läggs till vitamin A-förblandningar är butylerade hydroxianisol (BHA), butylerade hydroxitoluen (BHT) och a-tokoferoler(vitamin E). Användningen av E-vitamin som en antioxidant ökar popularitet. Tracemetals (särskilt järn och koppar) och ultraviolett ljus accelererarnedbrytning av vitamin A. stabiliteten hos vitamin A påverkas också avsurhet. Under ett pH på 5,0 är vitamin A mycket instabilt.
järn och jod
järnbrist är det mest utbredda näringsproblemet i världen. I Indonesien är förekomsten av anemi bland gravida kvinnor, barn under fem år och kvinnliga arbetare 64%, 55% respektive 30%.Järnbrist har negativa effekter på resistens mot infektion, sjuklighet och dödlighet från infektionssjukdomar, inlärningsprocesser, beteende, fysisk kondition och produktivitet.
en viktig faktor som bör utvärderas noggrant i beredningen av mineral förblandningar (som ingredienser för livsmedelsförstärkning) är den typ av salt som ska berikas. Järn levereras vanligtvis i form av järnfosfat, järnpyrofosfat, järnnatriumpyrofosfat, järnglukonat,järnlaktat, järnsulfat eller reducerat järn (tabell 2), medan jod levereras normalt i form av kaliumjodid eller jodat.
FIG. 1. Faktorer som påverkarnäringsämnenas stabilitet
FIG. 2. Kemisk struktur av vitaminalkohol och B-karoten
tabell 1. Kommersiella vitamin A-preparat tillgängliga fromHoffman-La Roche
|
Typ |
ingredienser |
Mat ansökan |
|
retinylpalmitat, akacia, socker, modifierad matstärkelse, BHT, BHA, natriumbensoat, a-tokoferol |
icke-fet torr mjölk, dehydrerade livsmedel, torra spannmål, dryckpulveratt rekonstitueras före användning |
|
|
250 S |
retinylpalmitat, gelatin, sorbitolmodifierat 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. Utvalda järnkällor som för närvarande används i livsmedelsförstärkning
|
förening |
annat trivialnamn |
formel |
järnhalt (g / kg) |
RBVa |
|
Järnortofosfat |
FePO4 oc i xH2Ob |
3-46 |
||
|
Järnpyrofosfat |
järn 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 |
|
|
reducerat järn, karbonyl |
Fe |
980 |
67 |
källa: ref. 4.
a. RBV betecknar relativt biologiskt värde. Järndeficientrats härdas av järnbrist genom att mata dem antingen ett testjärnprov eller areferensdos av järnsulfat. Härdningen mäts med repletion av hemoglobin ellerpackad cellvolym i råttans blod, och biotillgängligheten för proverna rapporteras mot ett värde av 100 för järnsulfat. Således kommer varje järnprov som är mindre tillgängligt än järnsulfat att ha en RBV på mindreän 100.
b. Järnortofosfat innehåller från en till fyra molekyler avhydrering.
c. de exakta strukturerna för järnsalterna är osäkra.
följande kemiska och fysiska faktorer bör kontrollerasgrundligt i formuleringen för livsmedelsförstärkning, särskilt för järn:
” löslighet: järnsalter är mer lösliga änferriska salter.
” oxidativt tillstånd: järnsalter kan utnyttjas mereffektivt än järnsalter; emellertid är järnsalter också mer reaktiva imatsystem.
” förmåga att bilda komplex: järnjärn har i allmänhet ensenare tendens att bilda komplex än järnjärn; bildandet av komplexkommer att kraftigt minska järnbiotillgängligheten.
vid beredning av järn som ingrediens för livsmedelsförstärkning måste möjligheten att järnet kommer att reagera eller associeras med andranäringsämnen undersökas. Närvaron av metalljoner (som järn) kanhar en skadlig effekt på kvaliteten om åtgärder inte vidtas korrekt. Järnhar visat sig påskynda vitaminnedbrytning (särskilt vitamin A och C och tiamin), katalysera oxidativ härskning av oljor och fetter, och produceoönskade förändringar (färg, off smaker, etc.)
effekt av bearbetning på stabiliteten hos tillsatta näringsämnen
stabiliteten hos näringsämnen påverkas av många kemiska ochfysiska faktorer (fig. 1). Följaktligen måste bearbetningsparametrar väljasoch kontrolleras under bearbetningen av befäst mat för att minimera näringsförluster.
jämfört med vitaminer är mineraler (järn och jod) mycket stabila under extrema bearbetningsförhållanden. Den primära mekanismen för förlust av mineralerär genom utlakning av vattenlösliga material . Vitamin A, å andra sidan, är mycket labil i bearbetningsmiljön. Figur 3 illustrerarmöjligheter för nedbrytning av vitamin A (särskilt i dess provitaminform b-karoten). Vitamin A är både syre och temperaturkänsligt.Borenstain och Ottaway har båda rapporterat att vitamin A (och ocksåob-karoten) tillsatt till livsmedel är känslig för oxidativ skada. I form avretinol är vitamin A mer labil än dess esterform; av denna anledning används vitaminA estrar vanligtvis för livsmedelsförstärkning, vilket illustreras av listan intable 1.
tabell 3 visar stabiliteten hos vitamin A i pastöriserad,multivitamin-kompletterad apelsinjuice. Vitamin A försämrades något underDe första två månaderna av lagring. Vitamin A-aktivitet var mycket stabilare närvitaminet tillsattes som b-karoten.
stabiliteten hos vitamin A påverkas också starkt av pH.vid apH på mindre än 5 är vitamin A mottagligt för oxidation. Vid lågt pH, vitamin Vidslutar till isomerisera från trans till cis-konfigurationen, vilkenhar en lägre vitaminaktivitet. Problemet med lågt pH uppstår specielltunder juicebehandling. Fruktjuicer har vanligtvis ett lågt pH (ca 3,0). För att kompensera för lågt pH kan karbonering, som utvisar syre, användas för attstabilisera vitamin A.
tabell 3. Nedbrytning av vitamin A under bearbetning och lagringav pastöriserad, multivitamin-kompletterad apelsinjuice
FIG. 3. Nedbrytningsväg AVB-karoten
effekt av högtemperaturbehandling på näringsstabilitet (vitamin)
eftersom höga temperaturer kan användas vid tillverkningen avförstärkt mat måste åtgärder vidtas för att minimera förluster från termisk nedbrytning. Torkning är en bearbetningsmetod som använder höga temperaturer, och dethar många tillämpningar vid tillverkning av befäst mat. Torkning vanligtvisutförs med användning av flera kombinationer av tid och temperatur, såsom 9 till 12 timmar vid 50 CCB, 2 till 3 timmar vid 95 CCB, eller 2 till 5 sekunder vid 140 CCB C.To minimera näringsförluster, användningen av lägre kombinationer av tid ochtemperatur är önskvärd, vilket kan uppnås genom att antingen öka ytområdet eller minska trycket under torkningsprocessen.
ugnstorkning är den vanligaste metoden. Pastaprodukter, forexempel, kan torkas i en ugn för 9 till 12 timmar vid 50 C eller 2 till 3 timmar vid 95 C. O ’ Brien och Roberton rapporterade att b-karoten varmer stabil än esterformen av vitamin A under ugnstorkning. Underbearbetning av makaroner, ugnstorkning i 9 till 12 timmar vid 50 c c resulterade i A14% förlust av vitamin A. Men samma behandling orsakade förlusten av endastcirka 5% B-karoten. Vidare torkning i 3 till 5 timmar vid95 c c orsakade förstörelsen av 23% av vitamin A men endast 8% AVB-karoten.
Trumtorkning används ofta för tillverkning av berikade livsmedel ipulveriserad form. Fördelen med trumtorkning jämfört med konventionell ugnstorkning äratt högre temperaturer kan användas med en bearbetningstid på endast 2 till 30 sekunder. Kombinationen av hög temperatur och kort tid (HTST) maximerarnäringsretention.
dessutom används trumtorken vanligtvis för flytande livsmedel. Därför kan materialet nå en mycket hög temperatur eftersom den bildar afilm över trummans yta. Bildandet av denna film under torkning kan erbjuda ett visst skydd mot näringsämnena från oxidativ skada, särskilt i jämförelse med liknande HTST-processer, såsom extruderingsprocessen. Tabell 4 visar attretentionen av näringsämnen är mycket bättre under trumma/ rulltorkning änextrusionsbehandling på grund av filmbildningen .
spraytorkning är en annan teknik som kan användas förtillverkning av befäst mat. Förutom tid-temperaturkombinationer, andraåtgärder för att förhindra eller minimera kontakt med sprutade livsmedelsprodukter med syrebehöver appliceras. Under spraytorkning införs en fin spray av mat itorkkammaren där den möter en ström av varm luft, vilket ger snabbtorkning. Sprutningsprocessen ökar kraftigt matens kontakt medsyre, vilket accelererar oxidativ skada.
flera sätt att minimera oxidativ skada har införts, inklusive tillsats av antioxidanter och applicering av beläggningsmaterialoch kapsling. Beläggningsmaterial kan appliceras med användning av sackaros i en råmaterialformulering. Johnson et al. visade att en beläggning innehållande minst 10% sackaros behövdes för att erbjuda bra skydd mot oxidativ attack under spraytorkning. De noterade också att om möjligt är tillsats av 15% till 20% sackaros till råmaterialformuleringen önskvärd, eftersom den ger störreskydd mot oxidation.
tabell 4. Vitaminförluster: extrudering vs. rulltorkning
källa: ref. 8.
för att minimera försämringen orsakad av oxidation under torkning kan näringsämnen tillsättas efter torkning. Detta har gjorts i mjölkförstärkning,där torra förblandningar innehållande näringsämnet på önskad nivå användes.Denna process (fig. 4) är relativt enkel och effektiv, men kräver extramixing utrustning.
en annan livsmedelsförädlingsoperation som använder höga temperaturer ärsträngsprutningsprocessen. Extrudering är mycket populär för tillverkning av mellanmålsmatoch färdiga frukostflingor. Extrudering har flera fördelar jämfört med andrametoder, eftersom det är en mycket mångsidig process som innehåller flera operationerpå en gång: blandning, matlagning och formning. Flera parametrar är viktiga ibestämma kvaliteten på slutprodukten, inklusive temperatur (100 till 140 till 140 C eller högre), fuktinnehåll, beläggningssystem och syre, liksomsom andra parametrar som är karakteristiska för extruderingsprocessen, såsom tryck, genomströmningshastighet,hastighet (rpm) hos skruven och formdiametern . Om det är möjligt bör befästning göras under den slutliga processen för attmaximisera näringsretention. Vid detta tillfälle kan befästning utförasunder applicering av smak.
FIG. 4. Förstärkning av spraytorkad mjölk med vitaminer
näringsämnenas stabilitet och korrekt märkning
ökad konsumentmedvetenhet om hälsosam kost har tvingat matproducenter att avslöja information om sammansättningen av sina produkter på etiketten. Med starka livsmedel, mängden tillsatt näringsämne som deklareras påetikett är mycket viktigt.
för att uppfylla märkningskrav inom en realistisk hållbarhet måste tillverkare studera beteendet och kinetiken för näringsnedbrytning noggrant. För att göra korrekta påståenden om näringsinnehållet i en produkt på etiketten bör mängden tillsatt näringsämne faktiskt vara mer än den mängd som anges eller anges på etiketten. Skillnaden mellan den formulerade och den deklareradenivåer är kända som överlagring. Överanvändning = (mängden näringsämne som finns i produkten-det belopp som anges på etiketten) / det belopp som anges på etiketten 100.
överansträngningen kommer att variera beroende på den inneboende stabiliteten av thenutrients, de förhållanden under vilka maten är beredd och förpackad, och theanticipated hållbarhet av produkten. Således kräver de mer labila eller instabilanäringsämnen, såsom vitamin A, i allmänhet höga överansträngningar. Tabell 5 visarexempel på A-vitaminöverskott som används i tre olika produkter. En överanvändning av25 % innebär att om den deklarerade mängden vitamin A är till exempel 20 mg pergram produkt, då ingångsnivån eller mängden näringsämne iformuleringen bör vara 25 mg per gram produkt.
hållbarheten och den deklarerade mängden näringsämne på etiketten (baserat på mängden näringsämne som finns kvar i slutet av en produkts shelflife) kan bestämmas med flera metoder, varav en är Arrhenius metod som beskrivs av Labuza och Riboh .
kinetiken för näringsnedbrytning kan modelleras som noll ellerförsta ordningens kinetik . Med hjälp av en enkel kinetisk modell kan vi förutsägahållbarhet och överskott av ett visst näringsämne. Tabell 6 jämför de näringsförluster som förutses av Arrhenius modell med de faktiska belopp som förlorats.
en annan aspekt av märkning av starka livsmedel är påståendet omnäringsämnen. I Förenade Kungariket, till exempel, om ett påstående görs på etiketten att ett livsmedel är en ”rik” eller ”utmärkt” källa till ett visst vitamin ellermineral, måste den dagliga matdelen (beskriven som ”den mängd mat som rimligtvis kan förväntas konsumeras på en dag”) innehålla minst hälften avdet rekommenderade kosttillägget (RDA) för det näringsämnet . När det gäller krav från andra länder bör särskilda livsmedelslagar och livsmedelsförordningar konsulteras.
tabell 5. Vitamin A-överskott i tre produkter
|
produkt |
hållbarhet (mo) |
överansträngning (%) |
|
mjölkbaserat berikat dryckpulver |
12 |
25 |
|
Fortified meal replacement bar |
12 |
45 |
|
Multivitamin tablett |
30 |
60 |
slutsats
livsmedelsförstärkning är ett näringsinterventionsprogram med specifiktdefinierad målpopulation, och dess effektivitet mäts av huruvida den berikade maten accepteras, köps och konsumeras av den befolkningen. Framgången för ett livsmedelsförstärkningsprogram mäts av huruvida den riktade befolkningens näringsstatus och hälsostatus har förbättrats. Därför bör flera viktiga aspekter noggrant utvärderas i utvecklingen av ett livsmedelsförstärkningsprogram, såsom att bestämma näringsstabilitet under normala lagrings-och användningsförhållanden. Ur teknisk synvinkel är näringsstabilitet under formulering, beredning och bearbetning avgörande för effektiv produktion av starka livsmedel.
många faktorer kan orsaka allvarlig nedbrytning av näringsämnen. Följaktligen måste rätt teknik för att minimera förluster implementeras. Somestrategies för stabiliserande näringsinnehåll innefattar applicering avskyddande beläggning för det enskilda näringsämnet; tillsats av antioxidanter;kontroll av temperatur, fukt och pH; och skydd mot luft, ljus och inkompatibla metaller under bearbetning och lagring.
näringsämnenas stabilitet och de förhållanden under vilka befästa livsmedel bereds, tillverkas och förpackas kommer att påverka produktens shelflife och samtidigt näringsämnena. Graden av nedbrytning av näringsämnen i livsmedel och längden på hållbarheten kommer att styra nivån på överlagring. Graden av näringsnedbrytning kan bestämmas avflera metoder, varav en är den relativt enkla Arrhenius-metoden, somkan användas för att förutsäga hållbarheten och överlagringen av ett visst näringsämne.
tabell 6. Vitaminförluster ( % ) efter sex månaders lagring vid20 c c och 75% relativ fuktighet
|
Vitamin |
förutspådd från Arrhenius modell |
analyseras efter lagring |
|
24.0 |
23.0 |
|
|
vitamin A-preparat |
15.0 |
10.0 |
|
folsyra |
8.1 |
7.4 |
|
Vitamin B12 |
9.2 |
7.7 |
källa: ref.11.
3. Murphy PA. Teknik för vitamin A-befästning av livsmedel iutvecklingsländer. Mat Technol 1996; 50 (9): 69-74.
4. Richardson DP. Järnförstärkning i mat och dryck. Chem Ind1983; 13: 498-501.
5. Archer MC, Tannenbaum Sr.vitaminer. I: Tannenbaum SR, Red.Närings-och säkerhetsaspekter av livsmedelsförädling. New York: Marcel Dekker, 1979.
6. Borenstain B. Teknik för befästning. I: Tannenbaum SR, Red. Närings-och säkerhetsaspekter av livsmedelsförädling. New York: Marcel Dekker, 1979: 217-31.
9. Johnson LE, Gordon HT, Borenstain B. teknik för frukostspannmål befästning. Spannmål Världen 1988; 33: 278-330.
10. Schlude M. stabiliteten av vitaminer i extrudering matlagning. I: O ’ Connor C, Red. Extruderingsteknik för livsmedelsindustrin. London: Elseviertillämpad Vetenskap, 1987.
11. Labuza TP, Riboh D. teori och tillämpning av Arrhenius ’ kinetik för förutsägelse av näringsförluster i mat. Livsmedelsteknik1982; 36 (2):66-74.
12. Labuza TP. Öppen hållbarhet Dejting av livsmedel. Westport, Conn, USA: mat-och Näringspress, 1982.