食品的营养强化.ppt

第十二章食品的营养强化 吉林大学军需科技学院 主要学习内容 第二节营养强化载体与营养强化剂 第三节营养强化技术 第一节概述 一 食品营养强化的概念和分类二 食品营养强化的意义三 食品营养强化的基本要求四 国内外食品营养强化发展概况 一 营养强化载体二 营养强化剂 一 营养强化方法二 营养强化剂混合技术三 营养强化剂的保护措施 第一节概述 一 食品营养强化的概念和分类 1 食品营养强化的概念食品强化定义 根据不同膳食人群的营养需要 向食品中添加一种或多种营养素或者某些天然食物成分的食品添加剂 以改善食品中各营养素之间的比例关系和提高食品营养价值的过程称为食品营养强化 或简称食品强化 营养强化食品 将经过强化处理的食品称为营养强化食品 食品营养强化剂 将为增强营养成分而加入食品中的天然的或人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂称为食品营养强化剂 根据强化的目的不同 可将食品营养强化分为补偿强化和增量强化 补偿强化是指在食品中添加营养素以补偿在加工过程中所受的损失 增量强化是指添加营养素使之高于食品中原来的含量 根据强化营养素的种类不同 可将食品营养强化分为单一营养素强化和复合营养素强化 单一营养素强化是指在食物载体中强化铁 碘 维生素A等任何一种营养素 复合营养素强化是指在食物载体中加入两种或两种以上的微量营养素 如铁 碘 维生素A等 2 食品营养强化的分类 一 食品营养强化的概念和分类 第一节概述 二 食品营养强化的意义 1 弥补天然食物的营养缺陷 例如在碾米和小麦磨粉时有多种维生素的损失 而且加工精度愈高 损失愈大 有的维生素损失高达70 以上 又如在水果 蔬菜的加工过程中 很多水溶性和热敏性维生素均被损失50 以上 现在已有许多国家在面包 大米 面粉等主食中强化维生素B1 维生素B2 赖氨酸 色氨酸等 在乳制品中强化维生素A 维生素D 维生素C 维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B12及尼克酸等 制成调制乳粉 以供应广大人民及婴儿的需要 第一节概述 2 补充食品在加工 储存及运输过程中营养素的损失 3 简化膳食处理 方便摄食 4 适应不同人群的营养需要 例如对缺碘地区的人采取食盐加碘可大大降低甲状腺肿的发病率 下降率可达40 95 用维生素B1防治食米地区的维生素B1缺乏病 用维生素C防治维生素C缺乏病等 与营养补充剂或保健 功能 食品比较 营养强化食品对于改善营养缺乏不仅效果良好 而且价格低廉 适于大面积推广 另外 某些强化剂可提高食品的感观质量及改善食品的保藏性能 第一节概述 5 预防营养不良 二 食品营养强化的意义 食品经过强化后 人们可获得全面的营养 就可以减少多种营养缺乏所引起的其他并发症 三 食品营养强化的基本要求 第一节概述 1 有明确的针对性 2 符合营养学原理 3 应符合国家的卫生标准 4 保持食品原有的色 香 味等感官性状 5 尽量减少强化剂损失 增加食品中的保存率 6 经济合理 有利于推广 四 国内外食品营养强化发展概况 1 国外食品营养强化发展概况 1936年 美国医学协会中的食品营养审议会建议在食物中加碘 在牛奶 人造奶油中加维生素A及维生素D 1937年公布了强化食品法规 美国食品和药物管理局 FDA 对强化食品的营养作用 加工和销售承担重要责任 通过制定食品标准 强化标准以及限制使用食品添加剂来进行控制 美国FDA近年来规定面粉 面包 通心粉 玉米粉 面条和大米等必须强化某些营养素 在低脂牛奶 脱脂牛奶 炼乳及人造奶油等食品经强化后 必须在简称上注明 强化 字样及强化内容 目前 美国常用的强化营养素有 维生素A 维生素B1 维生素B2 维生素C 维生素D 烟酸 碘 钙 铁 磷 蛋白质 赖氨酸 蛋氨酸等 第一节概述 日本也是强化食品发展很快的国家 1949年设立了专门研究强化食品的机构 1952年制定了食品的强化标准 由于19世纪末精米工业的发展 日本人的主食逐步倾向于以精白米为主 引起维生素B1 维生素B2 维生素A及钙等重要营养素的缺乏 特别是脚气病 在20世纪50年代日本政府规定面粉中要添加维生素B1 豆浆中要添加维生素B2 豆浆 酱类 人造奶油 果酱 酱油及糖果等食品中要添加钙 目前 日本主要的强化食品包括大米 面粉 面包 干面包 酱类 人造奶油 果酱 酱油及糖果等 其中大米的强化主要是添加维生素B1和维生素B2 而精白面粉的强化主要是添加维生素B1 维生素B2 丝氨酸及钙 第一节概述 1 国外食品营养强化发展概况 加拿大也是进行食品强化较早的国家之一 1944年 加拿大政府根据美国的一般强化标准 在法令中强制规定在面包 面粉中强化维生素B1 维生素B2 维生素B6及铁等物质 1953年 国家法令又规定在面粉及面包中强化营养素 1978年 加拿大卫生及社会福利部门进一步加强了面粉的强化 在原来强化维生素B1 维生素B2 尼克酸的基础上 允许有选择地在面粉中添加维生素B6 叶酸和泛酸 此外 还允许对人造奶油 牛奶及若干罐头食品进行强化 第一节概述 1 国外食品营养强化发展概况 欧洲国家普遍都对食品进行了强化 有些国家法令规定对若干主要食品强制添加一些营养素 如英国规定面粉中至少应加入维生素B12 4mg 1000g 尼克酸16 5mg 100g 人造奶油中必须添加维生素A及维生素D 丹麦规定对人造奶油及精白粉必须进行强化 瑞士规定在食盐中强化碘 第一节概述 1 国外食品营养强化发展概况 2 我国食品营养强化发展概况 近10余年 我国由于生产技术的发展和提高 食品品种有了大幅度增加 婴幼儿食品开发出配制奶粉 和 以及辅助食品 全国年产量达3万吨 方便食品开发了方便面 全国已有280条生产线 年产20万吨 在其他食品中 开发了果汁及植物蛋白饮料 人造奶油 营养强化饼干等 1989年 卫生部公布了营养强化剂的卫生标准 对赖氨酸 各种维生素及铁 钙 锌 碘等矿物质的使用范围和每千克食品中的使用量作了规定 目前 在大米 面粉 面包 方便面 奶粉 食盐等食品中进行了营养素强化 并正在开发一系列营养保健 功能 食品 如儿童 老年人 各种疾病患者 特殊劳动作业者等食用的系列保健 功能 食品 第一节概述 第二节营养强化载体与营养强化剂 一 营养强化载体 强化食品的种类繁多 从食用角度可分为3类 强化主食品 如米 面粉等 强化副食品 如鱼 肉 香肠及酱类等 强化公共系统的必需食品 如饮用水等 从食用对象可分为4类 即军用食品 婴幼儿食品 职业病食品 勘探采矿等特殊需要食品 从添加强化剂的种类和方式来分类 有维生素类 蛋白质氨基酸类及矿物质类等强化食品 还有用若干富含营养素的天然食物作为强化剂的混合型强化食品 1 食物的消费覆盖率高载体食物的消费覆盖率高主要是体现在应用人群广泛程度较大 特别是能覆盖营养素缺乏最普遍的农村和贫困人群 而且这种食物能够达到工业化生产规模 2 食物的摄入量均衡稳定的或者相似的消费量是便于比较和方便准确地计算营养素添加量的基础 尤其是能避免由于大量摄入如软饮料和零食等食物而发生营养素过量的可能性 3 不同人群消费量的变异数小地区间和个体间消费水平变异小 制作方式和食用方法的相对变化较小 4 不因强化而改变品质注意载体食物和强化营养素之间的匹配 防止由于强化所造成的强化剂或者载体食物在质量上的改变 5 不因强化而改变口感 食物载体选择标准主要包括以下几个方面 食物载体选择标准 二 营养强化剂 1986年11月14日 我国卫生部首次公布了 食品营养强化剂使用卫生标准 试行 和 食品营养强化剂卫生管理办法 1993年卫生部对原有的 食品营养强化剂使用卫生标准 试行 进行修改 1994年6月8日发布实施 食品营养强化剂使用卫生标准 GBl4880 1994 在1996年又进行了补充 GB2760 1996 至此 明确规定了可作为强化营养素31种 87种化合物 其中氨基酸及含氮化合物有3种 维生素17种 24种化合物 微量元素10种 59种化合物 以及 亚麻油酸 并进一步规定了使用范围 添加量及卫生标准的实施细则 第二节营养强化载体与营养强化剂 营养强化剂法规 1 营养强化剂的种类目前 我国食品强化剂大致可分为氨基酸 维生素 矿物质及微量元素和多不饱和脂肪酸等四类 在强化时既可单一营养素强化也可复合营养素强化 1 氨基酸类营养强化剂食物中最主要的限制氨基酸为赖氨酸和蛋氨酸 谷物及其他植物类蛋白中赖氨酸含量很少 而大豆 花生 牛奶 肉类蛋白中蛋氨酸含量相对偏低 因此 赖氨酸是粮谷类食品中蛋白质的第一限制氨基酸 小麦 大麦 大米等中缺乏苏氨酸 玉米中缺乏色氨酸 而这两种氨基酸分别是它们的第二限制氨基酸 蛋氨酸在黑麦 燕麦 大米 玉米 小麦 花生 大豆 土豆 菠菜等植物性食物中属于限制氨基酸 通常应用于上述食品的营养强化 以改善氨基酸平衡 第二节营养强化载体与营养强化剂 二 营养强化剂 常用的氨基酸强化剂有 赖氨酸 谷氨酸 L 色氨酸 L 天门冬氨酸 L 缬氨酸 异亮氨酸等 根据我国食品营养强化剂使用卫生标准 试行 赖氨酸用于强化面包 饼干 面条和面粉 使用量为1 2g kg 除此之外 L 赖氨酸 L 天冬氨酸盐和L 赖氨酸 L 谷氨酸盐2种强化剂用于调味料 清酒 清凉饮料 面包 淀粉制品 强化氨基酸的获取方法有4种 水解植物蛋白质法 由甜菜及糖蜜废液中回收法 发酵法 合成法 第二节营养强化载体与营养强化剂 维生素强化剂是目前国际上应用最广最多的一类 也是在食品中应用最早的一类强化剂 在食品中添加适量的维生素 以弥补食物在精加工 清洗 加热 烹饪等过程中的损失 在食品强化过程中维生素的添加量可分为3级 生理剂量 预防绝大多数人使之不发生维生素缺乏症的量 药理剂量 可以用来治疗维生素缺乏症的量 约为生理剂量的10倍 中毒剂量 当添加量为生理剂量的100倍时 就会引起不良反应或中毒症状 第二节营养强化载体与营养强化剂 2 维生素类营养强化剂 食品营养强化剂使用卫生标准 GBl4880 1994 规定了维生素A 维生素D 维生素E 维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B12 维生素C 维生素K 烟酸 胆碱 肌醇 叶酸 泛酸和生物素等维生素的使用量及使用范围 维生素A主要用于强化植物油 人造奶油 乳制品 具有维生素D活性的物质最主要的是维生素D1 维生素D3 主要用于强化液体奶 乳制品和人造奶油 维生素B1 维生素B2 维生素B6 B12等用于谷物制品 乳制品等的强化 维生素C用于强化果汁饮料 果泥 固体饮料 第二节营养强化载体与营养强化剂 2 维生素类营养强化剂 食物中的矿物元素 按其对人体健康的影响可分为必需元素 非必需元素和有毒元素3类 必需元素存在于机体的所有组织中 缺乏时机体组织和功能则出现异常 待补充后即可恢复正常 但必需元素摄入过量也会引起中毒 必需元素的生理作用浓度和中毒剂量相差不大 应予以注意 第二节营养强化载体与营养强化剂 3 矿物质类营养强化剂 目前 食品中强化最多的是钙 铁 地区性增补的有碘 近年来对氟的强化也已引起注意 食品营养强化剂使用卫生标准 GBl4880 1994 制定了Ca Fe Zn Mg Cu Mn I和Se等8种允许使用的矿物质的使用范围和在食品中的强化量 第二节营养强化载体与营养强化剂 锌营养强化剂 铁营养强化剂 钙营养强化剂 营养强化剂 主要有DHA EPA以及 亚麻酸 亚油酸等 用于功能食品以及婴幼儿食品 乳制品 营养饮料等强化食品 4 多不饱和脂肪酸类 2 选择营养强化剂的基本要求 1 能够实现集中式加工生产 2 强化的营养素和强化工艺应具有低成本和技术简便等特点 3 在食品营养强化的过程中 不改变食物原有感官性状 可以用载体的深色与强烈气味来掩盖强化剂带来的轻微的颜色与气味的改变 4 维生素和某些氨基酸等在强化食品加工及制品的保存过程中损失较少 终产品中微量营养素的稳定性高 储藏过程中稳定性良好 第二节营养强化载体与营养强化剂 5 终产品中微量营养素的生物利用率高 6 营养强化剂与载体之间的亲和性能高 7 各营养素之间不发生相互作用 8 食品强化的费用尽量降低 2 选择营养强化剂的基本要求 第二节营养强化载体与营养强化剂 3 营养强化剂的用量依据 1 不同国家和地区对居民膳食的营养调查膳食营养调查可以对不同国家和地区居民的膳食组成变化 营养素摄入水平进行全面的了解 为食物生产 加工及政策干预提供基本依据 特别是通过营养调查 得出某些人群营养缺乏的发生率 对于合理确定营养素强化用量具有重要指导作用 第二节营养强化载体与营养强化剂 2 不同人群的推荐摄入量 RNI 各国营养素的RNI数值是营养素强化用量的主要依据 强化食品中 营养强化剂的用量与日常膳食中的营养素含量之和 应当以满足特定人群中绝大多数个体的推荐摄入量为目标 设计良好的营养强化剂用量应该依据科学的营养调查资料 计算出目标人群的膳食 包括食物 饮水等来源营养素的全部摄入量 补充不足的部分 达到RNI水平 并使人们通过长期摄入营养强化食品 满足身体对该营养素的需要 并维持人体组织中有适当的储备 可耐受最高摄入量 UL 指的是平均每日可以摄入该营养素的最高限量 营养素摄入水平在此限量以下 对一般人群中的几乎所有个体都不会引起健康损害 它是膳食营养素参考摄入量 DRIs 中的另一个重要指标 中国营养学会制定的中国居民营养素UL数值对我国食品强化是一个良好的安全性指标 如果某种营养素的摄入量超过UL 其损害健康的危险性就随之增大 鉴于我国近年来营养素强化食品和膳食补充剂的快速发展 从安全性考虑 在确定营养强化剂用量时特别有必要考虑UL的水平 第二节营养强化载体与营养强化剂 3 营养素的可耐受最高摄入量 UL 营养强化剂最终要添加到食物载体中形成营养强化食品 人们每日对载体食物的食用量 直接影响其中添加的营养素的摄入量 比如在食盐中强化碘 必须通过膳食调查 了解目标人群平均每日摄入食盐的多少 才能确定在食盐中强化碘元素的用量标准 第二节营养强化载体与营养强化剂 4 营养强化食品的目标人群对食物载体的消费量 为了避免营养强化剂在食物加工 运输 储藏和食物制备过程中损失的影响 一般采用按比例增加营养素强化量和改进工艺 减少加工和储运损失的办法来保证强化营养素的有效含量 第二节营养强化载体与营养强化剂 5 强化剂在营养强化食物的加工 运输 储藏和食物制备过程中的损失率 第三节营养强化技术 一 营养强化方法 凡国家法令强制规定添加的强化食品 以及具有公共卫生意义的强化内容均属于这一类 如某些国家为了预防脚气病而添加维生素B1 有些地区为了预防甲状腺肿而添加碘质等 这类强化食品往往是选择人民习惯上肯定或普遍食用的种类 但由于预先添加的强化剂在贮藏过程中会有一定程度损失 因此对强化剂稳定性能的提高 以及贮藏中保存条件 包装等各方面倍受关注 1 在原料或必需食物中添加 在加工过程中添加是强化食品最普遍采用的方法 将强化剂加入后 再经过若干道加工工序即可使强化剂与食品的其他成分充分混合均匀 并使由于强化剂的加入对食品色 香 味等感官性能造成的影响尽可能地小 此法适用于罐装食品 如罐头 罐装婴儿食品 罐装果汁和果汁粉 亦适用于人造奶油 各类糖果糕点等 因此 在采取这种强化方法时 应注意工艺条件和强化条件的控制 在最适宜的时间和工序添加强化剂 以尽可能减少食品有效成分的损失 2 在加工过程中添加 第三节营养强化技术 为了减少强化剂在加工前原料贮藏过程及加工中的损失 有很多是采取在成品的最后工序中混入的方法 婴儿食品中的调制乳粉 母乳化乳粉等所添加的大多数强化剂均在喷制成粉状的成品中混入 军粮中的压缩食品 也大多是在其他配料经烘干杀菌等工序处理后 再把维生素及矿物质盐混合压缩 3 在成品中混入 第三节营养强化技术 除了用外加的强化剂加入食品的强化方法外 还可利用物理方法将存在于食品本身中的麦角甾醇 经紫外线照射后可转变成维生素D2 因而有将牛乳用石英水银灯等紫外线发生装置来照射的方法 以增加牛乳中维生素D的含量 此外 常用酸水解方法 使蛋白质及糖类等长链大分子水解成短链的小分子物质 以利于消化吸收 4 物理化学强化法 第三节营养强化技术 利用生物化学方法使食物中原来含有的某些成分转变为人体需要的营养成分的强化方法 称为生物化学强化法 如在谷类食品中植酸能与锌结合而形成不溶盐 使锌的利用率下降 若利用酵母菌具有较多活性植酸酶的特点 将面粉经过酵母发酵后 植酸可以减少13 20 锌的溶解度增加2 3倍 利用率增加30 50 5 生物化学强化法 第三节营养强化技术 二 营养强化剂混合技术 食品强化剂的添加方式有4种 添加纯化合物 直接添加片剂 薄膜或块剂 添加配制成的溶液 乳浊液或分散悬浊液 添加经预先干式混合的强化剂 第三节营养强化技术 采取何种添加方式应以能使营养素在制品中均匀分布并保持最大限度的稳定为准 此外 应考虑营养素及食品的化学和物理性能 以及添加后对食品如何处理等因素 还要掌握好添加时间 第三节营养强化技术 食品强化剂的混合添加原则 营养强化的实际生产过程常用的混合技术方法有以下几种 1 固 固混合 干性混合 固 固混合 干性混合 是用少量的微量营养素来强化干性食品的最常用方法 其混合效果与食物组分的特性 大小 形状 密度 稀释性 带电性等 及被混合成分的性质有关 为了在生产 包装 储存和销售中保持混合的均一性 所有添加物和载体 添加物和添加物之间的物理特性应当尽可能的接近 否则容易发生分离 谷类面粉及其产品 奶粉 饮料粉等营养强化食品常采用干性混合技术 第三节营养强化技术 2 固 液混合如果强化剂或预混料是液态的 可以将强化剂以喷洒方式加入到食物载体中去 在螺旋混合机或螺条混合机中都装有喷嘴使少量液体混合到固体中 因此固 液混合技术通常不需要特殊设备 食盐晶体的碘化通常采用滴注法将强化剂溶液加到干盐上 第三节营养强化技术 3 液 液混合对液体和半湿性食物 微量营养素先被溶解或扩散到一个液体介质中 水或油 然后通过搅拌和均质等工艺添加到载体中去 使用的关键设备是搅拌机和均质机 这两种设备是乳制品和饮料加工企业的常用设备 对于一些容易被氧化的微量营养素 如维生素A 维生素C和B族维生素等 应在预混料中加入抗氧化剂 且要尽量减少这些原料与氧气和二价金属的接触 第三节营养强化技术 4 胶囊化胶囊化是对干性 自由流动的颗粒进行包衣的过程 其包装粉粒大小介于50 500 m 目的是通过将强化剂在释放前与载体组织和外环境的隔离 以保持产品质量稳定 延长销售时间和提高产品质量 胶囊化强化技术不但可以用来掩盖令人不悦的气味 而且还能与活性成分隔离以防止微量营养素的降解 并提供了一个保护屏障来使微量元素相互分离 从而避免量元素间的不利反应 第三节营养强化技术 5 谷粒的重组谷粒的重组是由谷粒破碎 混合强化 重新组成完整谷粒的一个工艺过程 例如维生素A强化重组的生产工艺中 由破碎的米粒与视黄酸酯 少量玉米油 食品级猪油 可可油 花生油 进行预混合 然后在预混合料中按1mg g的比例加入 生育酚和维生素C 然后把被强化的米粒重塑成大米粒的形状 并且与普通大米以1 100到l 200 由维生素A缺乏的人群消费情况决定 的比例混合 在强化工艺中需要使用特定的黏合剂 目的是在洗涤和烹调重组米粒的过程中减少强化剂的损失 第三节营养强化技术 三 营养强化剂的保护措施 1 营养强化剂的稳定性的影响因素影响营养强化剂的稳定性有4种因素 食品的成分 强化剂添加的方法 食品加工的工艺方法 食品消费前的贮藏条件 在实际中 必须对上述4种因素进行综合考虑 采取适当措施 提高其稳定性 第三节营养强化技术 作为一般准则 营养强化过程应该做到以下几点 了解强化食品将有哪些食物或成分参与混合 充分搅拌以确保营养素能够完全分散均匀 各组分已知的容量或重量 尽可能减少不利的操作条件 三 营养强化剂的保护措施 第三节营养强化技术 2 营养强化剂的保护措施 1 添加强化剂稳定剂目前 一般采用抗氧化剂 螯合剂等来减少其损失 常用的抗氧化剂有 去甲二氢愈创木酸 NDGA 丁基羟基茴香醚 BHA 2 叔丁基 4 甲氧基苯酚 NDA 螯合剂有已二胺四乙酸 EDTA 此外 有些天然食物对维生素C也有保护作用 第三节营养强化技术 2 改变强化剂本身的结构用某些比较稳定的维生素衍生物代替其不太稳定的物质 例如 目前使用的硫胺素三十二烷基硫酸盐 硫胺素硝酸盐 二苯酰硫胺素 硫胺素二月桂基硫酸盐 二苯甲酰硫胺素 DBT 等维生素B1的衍生物克服维生素B1的盐酸盐的不稳定性 再如维生素C磷酸酯镁或钙 简称AP Mg或AP Ca 具有与维生素C同样的生理功能 用于强化食品比单纯使用维生素C好得多 是较为理想的强化