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1、PAGE PAGE 15我国铁强化食品研究进展摘要:铁是人体所必需的微量元素,而缺铁又会导致各种病发症,对于我国缺铁所导致的各种问题尤其是缺铁性贫血,针对铁缺乏有多种干预措施,其中推广铁强化食品是最具有成本效益性的干预措施。近年来由于人们对铁强化剂和强化技术研究的深入,NaFeEDTA强化食品和氨基酸螯合铁强化食品的研究取得了较大进展,铁盐微囊包裹、添加维生素C和植酸酶以提高铁吸收率的技术也有较大的发展,为全面了解铁强化食品的研究情况,就铁强化剂和强化技术的研究进展进行综述。关键词:铁缺乏;强化;食品1 铁元素对人体的重要意义1.1.铁与酶的关系铁参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、细胞色素氧化

2、酶及触酶的合并激活旈基脱氢酶、黄嘌呤氧化酶等活性。红细胞的功能是输送氧,每个红细胞含2.8亿个血红蛋白,每个血红蛋白分子又含四个铁离子,正是这些亚铁血红素中的铁离子,才是真正携带和输送氧的重要成分。肌红蛋白是肌肉贮存氧的地方,每个肌红蛋白含有一个亚铁血红素,当肌肉运动时,它可以提供和补充血液输氧的不足。近代研究表明急性心肌梗死发作时,血清肌红蛋白显著增加,与上述机制有关。细胞色素酶类,是体内复杂的氧化还原过程所不可缺少的,有了它才能完成电子传递,并在三羧酸循环中使脱下的氢原子与由血红蛋白从肺“运来”的氧生成水,以保证代谢,同时在这一过程中释放出能量,供给机体需要。在氧化过程中所产生的过氧化氢等

3、有害物质,又可被含铁的触酶和过氧化物所破坏而解毒。1.2.铁参与能量代谢与造血功能由于铁在人体内存在形式很多,其生理功能也相应广泛,如血红蛋白可输送氧,肌红蛋白可贮存氧,细胞色素可转运电子,结合各种酶又可分解过氧化物、解毒抑制细菌、参与三羧酸循环、释放能量,释放能量的多少与细胞线粒体聚集铁的数量多少有关,线粒体聚集铁越多,释放的能量也就越多。铁影响蛋白质及去氧核糖核酸的合成及造血、维生素代谢。1.3.铁与免疫功能铁在体内参与造血,并形成血红蛋白、肌红蛋白,参与氧的携带和运输。铁还是多种酶的活性中心。实验表明,缺铁时中性白细胞的杀菌能力降低,淋巴细胞功能受损,在补充铁后免疫功能可以得到改善。在中

4、性白细胞中,被吞噬的细菌需要依赖超氧化物酶等杀灭,在缺铁时此酶系统不能发挥其作用。2 人体铁吸收的机理及其影响因素铁在人体内是由生长在十二指肠和近端空肠部位的肠上皮细胞吸收的,肠上皮细胞朝向肠道生长有刷状缘,刷状缘的外围包裹有肠粘液怕川。铁的吸收形式可以分为非血红素铁和血红素铁两种。食物中的非血红素铁主要为三价铁,不能被人体肠上皮细胞吸收,而是由刷状缘上的铁还原酶(如十二指肠细胞色素B,DcytB)将其还原为二价铁,然后再由二价金属离子转运载体(DMTl)跨膜转运进入肠上皮细胞旧。食物中的血红素铁在肠道蛋白酶的作用下从血红蛋白或肌红蛋白中彻底游离出来而成为溶解态的铁,然后穿过肠粘液层到达肠上皮

5、细胞的刷状缘,由刷状缘上的载体介导,通过内噬作用进入肠上皮细胞,在血红素加氧酶作用下释放出铁,从而进入和非血红素铁相同的代谢途径。进入肠上皮细胞中的铁先由铁蛋白(Ferritin)储藏起来,然后由肝脏分泌的转铁蛋白(Transferrin)运输至肝脏细胞中,再由肝脏分配给体内各组织,特别是骨髓造血组织。巨噬细胞会吞噬衰老的血红细胞,并将其中的铁循环至脾,最后重新再回到肝脏细胞中州。铁的存在形式会影响人体对铁的吸收。血红素铁比非血红素铁更易吸收,其摄入量与不同地区、不同个体的饮食习惯有关,也与各地区的经济发展水平有关。欧洲和美国地区的贫血发生率远远低于非洲和东南亚地区,东亚地区的贫血状况介于二者

6、之间。西方人体内储备铁的三分之二来源于血红素铁,尽管血红素铁在其饮食摄入铁总量中的比例不到三分之一。亚铁形式的非血红素铁比三价形式的非血红素铁更易吸收,原因是肠道环境呈弱碱性,亚铁更易保持溶解状态而被吸收。食物中的其它成分也会影响人体对铁的吸收。食物中的还原剂,如抗坏血酸,能够将三价铁还原为溶解性更好的二价铁而促进人体对非血红素铁的吸收。畜禽肉、鱼肉和牛奶可以促进人体对非血红素铁的吸收。植物性食物中的植酸和单宁,可以与铁形成不溶性的化合物而降低食物中非血红素铁的生物利用率。食物中的无机元素钙和锌也会抑制人体对铁的吸收,钙对铁吸收的抑制机理目前还没有确切结论,锌对铁吸收的抑制可能与锌离子能够竞争

7、性结合二价金属离子转运载体(DMTl)和转铁蛋白(transferrin)有关。3 铁缺乏对人体的影响(1).含铁酶功能的降低:铁缺乏使重要的含铁酶如细胞色素类、过氧化物酶、过氧化氢酶等功能降低,这些酶在物质和能量代谢中起重要作用。(2).影响行为和智力发育:铁缺乏的婴幼儿表现为对周围事物不感兴趣,易于烦躁,运用智力解决问题的主动性降低,全神贯注时间变短,学习和记忆力差;青少年表现为学习能力和工作耐力降低;成人表现为冷漠呆板。(3).机体抗感染能力降低:临床研究表明,铁缺乏婴幼儿的腹泻/呼吸道感染患病率高,补铁后下降。由于许多自由基代谢环节需要铁的参与,所以缺乏时白细胞杀菌能力降低,感染性疾病

8、患病率有所增加。(4).影响机体的体温调节:美国营养学家研究发现,铁缺乏的妇女即使在体内血红蛋白值在正常范围内,但她们对冷的抵抗能力下降表现为怕冷、寒战、失眠等。铁元素与人体健康。(5).影响机体生长发育:缺铁时体重增长迟缓、骨骼异常,这与胶原蛋白合成需要的铁参与脯氨酸羟化有关。4 铁缺乏的相关原因成人缺铁的原因总的有两点,一是铁元素的摄入不足。二是铁元素丢失过多。吃的食物中含铁不足,或者对食物中的铁不能有效的吸收。如胃酸缺乏时,就影铁的吸收利用。有慢性出血可以导致铁丢失过多引起缺乏。如消化道慢性出血,女性月经量过多等原因。婴幼儿(一)体内贮铁不足胎儿期从母体所获得的铁以妊娠最后三个月为最多。

9、正常足月新生儿体内贮铁量约为250300毫克(平均6070毫克/公斤)。贮存铁及出生后红细胞破坏所释放的铁足够出生后34个月内造血之需。如贮铁不足,则婴儿期易较早发生缺铁性贫血。母患严重缺铁性贫血、早产或双胎致婴儿出生体重过低,以及从胎儿循环中失血(如胎儿输血至母体或输血至另一同胞孪生胎儿),都是造成新生儿贮铁减少的原因。出生后结扎脐带的时间延迟一些,并用手将脐带内血挤净,可使新生儿多得75毫升血或35毫克铁。(二)铁的入量不足饮食中铁的供给不足为导致缺铁性贫血的重要原因。人奶和牛奶含铁量均低(0.21毫克/分升),不够婴儿所需,如单用奶类喂养又不及时添加含铁较多的辅食,则易发生缺铁性贫血。食

10、物中菠菜含铁虽较多,但吸收较差,大豆为植物中含铁较高且吸收率较高的食物,故可优先选用。肉类中铁的吸收率较高,而蛋类中铁的吸收率在动物类食物中较低。由于长期腹泻、消化道畸形、肠吸收不良等引起铁的吸收障碍时也可导致缺铁性贫血。(三)生长发育因素随体重增长血容量相应增加,生长速度愈快,铁的需要量相对愈大,愈易发生缺铁。婴儿至一岁时体重增至初生时的3倍,早产儿可增至56倍,故婴儿期尤其是早产儿最易发生缺铁性贫血。(四)铁的丢失或消耗过多正常婴儿在生后两个月内由粪便排出的铁比由饮食中摄取的铁多,由皮肤损失的铁也相对较多。此外,由于肠息肉、美克尔憩室、钩虫病等也可引起肠道失血。因失血1毫升就相当于失铁0.

11、5毫克,故无论何种原因引起的长期小量失血都是发生缺铁性贫血的重要原因。长期反复患感染性疾病,可因消耗增多而引起贫血。缺铁人群举例:婴幼儿:婴儿出生6个月之后,母乳中铁营养消耗殆尽,如果不及时补铁,很容易发生缺铁,进而导致贫血。儿童:少年儿童由于生长发育新陈代谢快,运动量大容易缺铁。女士:女性每次生理周期流失的铁,约为15.68毫克。加上每天从皮肤尿液中正常流失的,每月共损失40.8毫克,非常容易造成铁缺乏。孕妇:孕妇、哺乳期的妇女及成年女性容易缺铁。老年人:老年人吸收利用率降低,活动量减少,消化功能衰退,胃酸缺乏、慢性失血病等均易造成缺铁。运动员:充分的铁质能增强体力和耐力。酗酒者:酗酒者容易

12、引起铁的吸收率降低造成铁缺乏。素食者:植物性食物中的草酸能阻止铁的吸收,长期下来会容易引起铁缺乏。喜欢喝咖啡及浓茶的人:此类型的饮料能阻止铁的吸收。5 中国缺铁性贫血现状中国居民平均贫血患病率为20.1%。其中,2岁以内婴幼儿和60岁以上老年人贫血患病率较高,分别为31.1%、29.1%;育龄期妇女也是贫血高危人群,贫血患病率达19.9%;成年男性贫血患病率虽较育龄期妇女低,但也达到了10.9%。 按城乡分层可见,城市居民贫血患病率平均为18.2%,农村居民平均为20.8%。除了0.51岁组婴儿贫血患病率是城市高于农村,其它各年龄组均为农村高于城市,差别有显著性(P0.01)。 按性别分层可以

13、看出,男性贫血患病率为15.8%,女性为23.3%,存在显著性差异(P0.01)。11岁以前,男女性贫血患病率无明显差别,11岁后,女性贫血患病率明显高于男性。按全国调查划分的六类地区,大城市、中小城市、一、二、三、四类农村的贫血患病率分别为13.4%、20.0%、22.1%、19.2%、23.5%和22.5%。其中大城市居民贫血患病率最低,三类农村贫血患病率最高,中小城市居民贫血率高于二类农村。经统计,除了一类农村与四类农村外,其它各类地区间贫血患病率均有显著性差异(P0.01)。六类地区男性贫血患病率分别为8.5%、15.4%、17.1%、15.0%、20.8%和18.9%,其中大城市贫血

14、患病率最低,三类农村贫血患病率最高。女性贫血患病率分别为16.9%、23.2%、26.1%、22.5%、25.6%和25.3%,其中大城市居民患病率最低,其余地区贫血患病率均超过了20.0%。缺铁性贫血是全球最为普遍的营养性疾病。2001年WHO报道1,4岁以下儿童贫血患病率在不发达国家达39.0%,在发达国家为20.1%育龄期妇女的贫血患病率分别为42.3%、10.3%;成年男性贫血患病率分别为30.0%、4.3%。可见,贫血是全球患病率较高、长期存在的公共卫生问题。大量研究证实,婴儿缺铁不仅可以引起贫血,对其体能、智能、免疫功能和消化功能等也均有影响;并且,贫血对婴儿智能影响是不可逆的。因

15、此预防儿童贫血比治疗贫血更重要。本次调查结果显示,612个月龄组婴儿的贫血患病率最高,城市、农村分别为38.3%、 34.7%。这可能与此时期内婴儿的辅食添加情况有关。婴儿出生后1个月体内红细胞快速生成,而母乳(母乳含铁量为:0.20.3 mg/L)却不能提供足量的铁,只能消耗体内贮备铁以满足身体需要。但至46个月左右时,贮备铁已耗竭。同时,412个月龄的婴儿血容量也增加约2倍,故此年龄段婴儿贫血患病率较高。因此在大力提倡母乳喂养的同时婴儿应从6个月开始科学、合理地添加辅食,以弥补铁的不足青春期也是贫血高发期,该年龄组的人群正处于生长发育的第二个高峰期,所需包括铁在内的各种营养素大量增加,但摄

16、入量通常相对不足。青春期女生除了上述原因外,还与月经初潮、经期紊乱、内分泌失调或经期失血过多有关。此外,一些青少年还有偏食、节食、限食、吃零食的习惯,这些均可能导致贫血患病率的增高。许多研究结果表明,育龄期妇女也是铁缺乏的高危人群,此时期内贫血不仅伴有体力、耐力及劳动能力下降,还能对妊娠结局产生有害的影响,如早产、低出生体重和胎儿死亡率增加等。本次调查结果显示,我国育龄期妇女贫血患病率为19.9%。主要是由于妇女月经期铁丢失较多(月经周期中妇女日铁损耗约1.42.0 mg),膳食摄入无法弥补造成的。此外,Alayne等对中国育龄期妇女的研究发现,叶酸及B族维生素缺乏也是导致贫血的重要原因。6

17、几点预防措施(1)强调母乳喂养的同时,发展适合国情,特别是适用于广大农村地区的含铁丰富的婴幼儿辅助食品,必要时可以进行铁强化。为公众,尤其是儿童、青少年提供更有营养的食品,并逐步实施学生食堂营养配餐制度等。 (2)加强公众教育,倡导平衡膳食和健康生活方式,提高膳食铁的摄入量。特别是青春期少女和孕妇,尤其要注意增加动物性食物的摄入量,从根本上改善铁营养状况。(3)对于经济不发达的农村,可采用低成本、高效、安全的食物强化措施,改善铁缺乏问题,如铁强化酱油、铁强化面粉。由此可见,铁强化食品对于改善我国较为严重的缺铁性贫血现状,预防儿童以及青少年因缺铁而引起的各种症状,有着较大的作用。7 中国营养强化

18、食品的起步与差距我国食品营养强化工作起步较晚。近年来有所发展和改善,主要表现在食品中强化的营养素质不断增多、强化的食品种类也逐步增多;食盐加碘用于防治碘缺乏症以及营养强化食品用于防治克山病、大骨节病等已取得明显成效。2002年第四次全国调查结果显示,高血压、糖尿病等慢性非传染性疾病患病率上升迅速,提示有必要探讨通过营养强化预防一些慢性非传染性疾病的危险因素;同时提示我们必须尽快解决营养强化食品发展中存在的标准、法律法规、监管等多方面的不足。根据食品营养强化剂使用卫生标准的规定:“营养强化食品是指按照本标准加入了一定量营养强化剂的食品。”从功能上,我们也可将营养强化食品定义为为保持食品原有的营养

19、成分,或者为了补充食品中所缺乏的营养素,向食品中添加一定量的食品营养强化剂,以提高其营养价值的一类食品。同时,它也是在现代营养科学理念的指导下,根据居民营养状况,针对不同区域、不同工作、不同生长发育期人群的营养缺乏水平和营养需要,以人群广泛消费的食品作为载体,加入特定营养素生产的食品,以补充人群所缺乏的营养素且不改变人群的饮食习惯的一类食品。营养强化食品是国家按照科学推荐的营养摄入量的最低标准添加的。它的安全性也是通过大量实验证实的。选择营养强化食品,必须根据食品的营养成分与人体必需营养素的合理构成来决定。食用者必需具有食用强化食品的科学根据,应通过医学检验鉴定是否对某种营养素缺乏,才能确定选

20、用何种营养强化食品。此外,食用营养强化食品也要注意适可而止,当身体不缺乏该类营养素的时候应及时停用,否则会造成某种营养素过多而导致不良后果。而国外食品营养强化发展则较早,主要体现为:(1)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。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。(2)日本在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,

21、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。(3)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

22、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欧洲国家普遍都对食品进行了强化。(4)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。由此可见,我国与外国的营养化食品还是有较大的差距的。8 中国强化食品的现状目前,我

23、国强化食品分为以下三类:一是国家强制性推广的强化食品,如加碘盐。二是国家建议性推广的强化食品,由国家相关部门在其中推动、宣传,如针对我国女性和婴幼儿存在的比较严重的贫血问题,我国建议性地推行铁强化酱油;针对西部地区营养素缺乏的状况,我国目前已经开始在西部地区推广添加了维生素、叶酸、钙、铁、锌等多种营养素的强化面粉;针对维生素A缺乏的状况,在食用油里添加维生素A。三是企业自主的食品强化行为,如婴幼儿配方奶粉,添加了钙、铁的饼干,添加了维生素C的糖果、饮料等。我国目前仅有营养强化食品300种,约占食品总数的5%,每年人均消费营养强化食品不到89元。与之相比,美国有10000多种强化食品,占食品总数

24、的85%,每年人均消费营养强化食品达10000元人民币。营养强化食品是国家按照科学推荐的营养摄入量的最低标准添加的,不像很多保健品那样强调保健甚至治病的功效,很少进行商业炒作。选择营养强化食品,必须根据食品的营养成分与人体必需营养素的合理构成来决定。食用者必需具有食用强化食品的科学根据,应通过医学检验鉴定是否对某种营养素缺乏,才能确定选用何种营养强化食品。此外,食用营养强化食品也要注意适可而止,当身体不缺乏该类营养素的时候应及时停用,否则会造成某种营养素过多而导致不良后果。9 常见的铁强化剂食品中的铁营养强化剂是为增强人体内铁营养成份而刻意加入食品中的天然的或者人工合成的属于天然营养素范围的食

25、品添加剂。食品中铁营养强化剂存在的主要目的和意义是通过强化食品中铁元素的含量从而增加铁在人体内的含量,纠正中国人群中普遍存在的缺铁性贫血问题,降低贫血的发生率。根据WHO/FAO规定,铁营养强化剂按照溶解性可分为水溶性、水难溶性但稀酸易溶性、水不溶性和稀酸不易溶性这三大类。一、三种铁强化剂(1)无机盐类铁营养强化剂硫酸亚铁、焦磷酸铁和正磷酸铁等无机铁盐均进行过铁营养强化的尝试,水溶性的硫酸亚铁生物利用率可达100,难溶性的焦磷酸铁和正磷酸铁的生物利用率分别为21-74、2532。硫酸亚铁可以有效地改善人体铁缺乏的状况,这得益于亚铁离子在中性和酸性环境中的良好溶解性,但是硫酸亚铁的副作用较大,会

26、对人体胃肠道引起较大刺激,尤其是直接服用难以让人接受。另外,游离的亚铁离子会催化食品中的油脂发生氧化,从而改变食品的色泽和气味,降低食品品质。为克服上述问题,上世纪九十年代出现了将硫酸亚铁微胶囊化后加入食品的报道,微胶囊化硫酸亚铁不会对食品基质造成不良的影响,保证了亚铁离子的有效性。但是,硫酸哑铁的有效性与食品基质的成分有较大关系,当食品中存在较多的铁吸收抑制因子时,如植酸、单宁等,硫酸亚铁的有效性就会降低。(2)有机盐类铁营养强化剂有机盐类铁营养强化剂可以分为水溶性和水难溶一稀酸溶性两大类。水溶性的葡萄糖酸亚铁和乳酸亚铁等有机盐类铁营养强化剂的生物利用率和硫酸亚铁相当,但用于强化食品时,同样

27、有降低食品品质的问题。难溶于水但可溶于稀酸的有机盐类铁营养强化剂,如富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、蔗糖酸亚铁、柠檬酸亚铁和酒石酸铁等,由于水溶性差,对食品基质的影响较水溶性的铁盐小很多,而其有效性却因为在胃酸中的溶解性而下降较少,这类铁盐在成人铁营养强化食品中的生物利用率高于60,而在婴儿食品中的有效性会因为婴儿的胃酸浓度较低而下降。水难溶一稀酸溶性的有机盐类铁营养强化剂的出现,实现了铁营养强化食品的稳定性和有效性的平衡,推动了铁营养强化食品的发展。但是,有机盐类铁营养强化剂的有效性仍然会受到食品基质中铁吸收抑制因子的较大影响。(3)络合铁类铁营养强化剂乙二胺四乙酸铁钠(FerricSodium E

28、DTA,NaFeEDTA)是这类铁营养强化剂的代表,这是一种EDTA与三价铁的络合物,已经得到商品化的生产。NaFeEDTA做为营养强化剂强化食品时,对食品本身的性质改变较铁盐要小得多,且其安全性和有效性也已经得到证实,故欧盟和中国已批准其在铁强化食品中使用了,尤其是在中国的铁强化酱油中得到了大力的推广使用。EDTA与亚铁或三价铁离子形成的可溶性络合物阻止了植物性食物中的植酸、单宁等抑制因子与这两种离子的结合,从而提高了植物性食品中铁的生物有效性。面粉、水果饮料等植物性食品中同时加入硫酸亚铁和Na:EDTA,其亚铁的生物有效性比只加硫酸亚铁的要好,但是有时会出现与此不一致的报道,这是由于游离的

29、EDTA亦可与其它食品成分结合而失去其有效性,所以最好先让EDTA与铁充分作用形成络合物以后,再加入食品基质。EDTA与亚铁或三价铁的络合物在小肠内的吸收机理目前还有争议,有些研究发现,这种形式的铁可能是以络合物整体穿过小肠上皮细胞间隙而被动吸收的,原因与EDTA亦能与钙结合而使得细胞间的连接不再紧密有关阱引。抗坏血酸能够显著增强食品中内源性铁的吸收,传统认为是三价铁被抗坏血酸还原为二价铁,因而更容易被肠上皮细胞吸收了,但是抗坏血酸也能显著增强外源性的硫酸亚铁的生物利用率,用传统的还原理论解释有些牵强。Thumser等根据自己的研究,提出了抗坏血酸与三价铁形成复合物,该复合物通过细胞膜上除了D

30、MTl以外的其它载体,比如抗坏血酸转运体(SVCTl)、Fe”一粘蛋白转运体系等,进入肠上皮细胞的机理,这种机理正好能解答为什么抗坏血酸也能显著增加亚铁的生物有效性的疑问,但是仍需更多的文献来支持。总之,抗坏血酸具有公认的良好的促铁吸收效果,目前有商品化的抗坏血酸亚铁(Ferrous Ascorbate)营养强化产品。多糖络合铁,如羧基麦芽糖铁(Ir0rlCarboxymaltose)、麦芽聚糖铁(Iron Ploymaltose)等,在缺铁性贫血的静脉注射治疗中取得了很好的效果,具有高效、副作用小的特点,但作为口服铁源时,有效性大大降低,效果不如硫酸亚铁,只和富马酸亚铁的效果相当旺引。甘氨酸

31、络合铁,如盐酸甘氨酸亚铁(Ferrousbisglycinate Hydrochloride)、硫酸甘氨酸亚铁(Ferrous Glycine sulfate)和三甘氨酸铁(FerricTrisglcinate)等,在食品基质中的有效性好于硫酸亚铁,这得益于甘氨酸与亚铁形成的可溶性络合物,阻止了食物中的铁吸收抑制因子与亚铁的结合。甘氨酸络合铁的吸收受体内铁平筏状态的调节,其吸收模式与抗坏血酸亚铁的类似,有可能是以络合物整体被吸收的,但是仍需要进一步的文献来支持”。二、促进铁吸收的蛋白质(1)乳汁中的蛋白质一些从哺乳动物乳汁中发现的蛋白质具有很好的促进铁吸收的效果,这些蛋白质主要有乳清蛋白、酪蛋

32、白磷酸肽(caseinophosphopeptidesCPPs)和乳铁蛋白。Kim等从乳清蛋白的酶解物中分离得到了与铁有较强络合能力的多肽,发现这种多肽含有大量的丙氨酸(1838)、赖氨酸(1797)和苯丙氨酸(1658),几乎不含酪氨酸、谷氨酸和脯氨酸b引。酪蛋白是一种高度磷酸化的蛋白质,体外酶解可以获得CPPs,CPPs由于含有大量的磷酸基团,故在肠道微碱性的环境中可以与亚铁或三价铁形成可溶性的络合物,阻止了铁吸收抑制因子与铁的结合,从而促进人体对非血红素铁的吸收。CPPs结合的铁可能与常规的非血红素铁吸收途径不同,有可能是通过内噬作用(endocytosis)与CPPs一起以整体状态被小

33、肠上皮细胞吸收的旧引。CPPs促进铁吸收的有效性和安全性均已得到大量研究证实,现在已有商品化的产品出现了。乳铁蛋白是一种铁结合能力很强的糖蛋白,最早是在人的乳汁中发现的,后来发现其在哺乳动物的外分泌腺中广泛分布,具有促进铁吸收、抗菌、抗癌、消炎、抗病毒和免疫调节等多种生理功能。乳铁蛋白在人体肠上皮细胞表面有特异性的受体,对于消化能力肉类研究弱的婴儿来说,几乎不被消化而由肠上皮细胞整体摄入。牛乳铁蛋白与人乳铁蛋白在结构上存在差异,人体肠上皮细胞不能识别牛乳铁蛋白,故经牛乳铁蛋白强化的婴儿配方奶粉并不能对婴儿的铁吸收有很大的促进作用。利用现代基因工程技术,人们已经成功地在微生物(酵母、曲霉等)、植

34、物(土豆、稻米等)和哺乳动物(牛、羊等)体系中获得了重组的人乳铁蛋白,应用在婴儿配方奶粉中可以有效促进婴儿铁吸收。重组的人乳铁蛋白对于成人的铁营养强化同样有效,其经过成人的消化系统以后,只有少量被降解,但大部分还是可以被肠上皮细胞识别并吸收的引。(2)畜禽肉和鱼肉中的蛋白质畜禽肉和鱼肉的肌肉组织可以促进人体对非血红素铁的吸收,人们将其中起作用的成分统称为“肉因子(meatfactor)”。从目前发表的研究结果来看,“肉因子”主要是一些能和铁形成络合物的多肽,这些多肽一般含有较多的半胱氨酸、组氨酸、甘氨酸和天门冬氨酸H0。另外,也有研究称葡胺聚糖(Glycosaminoglycan)和甘油磷酸胆

35、碱(Glycerophosphocholine)也可能是起作用的“肉因子”。SStorcksdieck等人通过对几种不同的畜禽肉和鱼肉(牛肉、鸡肉、羊肉、猪肉和鳕鱼肉)的肌肉组织中的肌纤维蛋白、肌浆蛋白,以及酪蛋白和卵清蛋白的横向比较研究发现,肌纤维蛋白较肌浆蛋白、酪蛋白和鸡蛋清易于在胃部环境下降解为低分子量(10kDa)的多肽,因而,经过胃部消化以后,畜禽肉和鱼肉形成更多的低聚肽与铁络合而保持其溶解态,当进入人体肠遭时,阻止了铁吸收抑制因子与铁的结合,从而促进人体对植物性食品中的非血红素铁的吸收。(3)其它蛋白质有些蛋白质,特别是含有大量磷酸化和糖基化基团的蛋白质,其在胃部降解程度低,直接摄

36、入时起不到促进铁吸收的功能,但是将其体外酶解后,得到的低聚肽却与铁有较强的络合能力,可以促进人体对铁的吸收。酪蛋白就是一个典型的例子,虽然直接摄入酪蛋白不能促进人体对铁的吸收,但是体外酶解后获得的酪蛋白磷酸肽就可以显著促进人体对铁的吸收。因而,将廉价的、易于获得的蛋白质体外酶解,以获取铁络合活性肽类铁营养强化剂,是非常有意义的。目前已有酶解猪血浆、菌体和大豆等廉价蛋白来源以获取铁络合括性肽的报道。10 可能存在的问题以铁强化酱油为例:有营养专家称,铁元素摄入过多,可能导致慢性中毒,尤其是儿童,呼吁百姓食用铁强化酱油要谨慎。铁强化酱油是在酱油中添加高吸收的铁剂钠铁EDTA。EDTA是一种很强的络

37、合剂,可以在体内络合二价金属离子,如钙、锌、铜等,也就是说,它会干扰这些矿物质和微量元素的吸收,而导致体内这些微量元素的缺乏。现在把钠铁EDTA作为原料添加到酱油、面粉、饼干等里,来“改善中国人的营养健康”,称为是“强化食品”。这种没有严密的监管,到处添加的做法是很危险的,很可能使消费者铁元素摄入过多,而导致慢性中毒,尤其是儿童。同时,在研究中发现,血液中的铁含量越高,人患癌症的可能性就越高,受中风的伤害较一般人更严重。她建议,应该通过调节饮食来达到轻度缺铁人群补铁的目的,而对中重度缺铁患者应在医生指导下采用药物和食物相结合的方法。11 中国铁强化食品的现状和进展食物强化铁和摄食铁强化食品通常

38、被认为是最“物美价廉”的改善铁营养状况的有效途径。传统的铁营养强化剂一般吸收率较低和对肠胃有刺激性,且可造成食物载体口感及色泽方面的不良变化,给食品中强化铁带来困难。于 1997年组成科研攻关小组,研制成功了无味易溶同时具有生物活性的有机螯合铁营养强化剂乙二胺四乙酸铁钠 ( NaFeEDTA), 商品名益尔铁,又称 乙底酸铁钠 , 全国食品添加剂标准化技术委员会第十九次年会同意作为铁源使用, 已经卫生部1999年第14号通告批准,列入GB2760-1996(1999年增补品种),使用范围和使用量参照执行GB14880-94标准,作为铁营养强化剂使用,这就使食品中成功强化铁成为可能,是目前最具前

39、景的铁营养强化剂。下面以乙二胺四乙酸铁钠为例介绍有关铁强化食品的有关现状。(1)铁强化酱油铁强化酱油是以强化营养为目的,按照标准在 HYPERLINK /view/16159.htm t _blank 酱油中加入一定量的 HYPERLINK /view/450307.htm t _blank 乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)制成的营养强化 HYPERLINK /view/357170.htm t _blank 调味品。它能够控制 HYPERLINK /view/11775673.htm t _blank 铁缺乏和 HYPERLINK /view/269319.htm t _blank 缺铁

40、性贫血,改变目前中国人群的缺铁现状。应用铁强化酱油,控制铁缺乏和缺铁性 HYPERLINK /view/88997.htm t _blank 贫血,改变目前中国人群的缺铁现状。食物铁元素强化是目前国际公认的最经济、有效和可持续的给人群补铁的方法,发达国家早在上个世纪60年代就开始在食物中强化营养素。之所以选择酱油为铁强化食物载体,是因为中国80%以上的家庭食用酱油。此次用于酱油铁强化的是中国疾控中心研制的新型铁强化剂(EDTA钠铁)。EDTA钠铁在人体内的铁吸收、利用率高于其他铁剂,是传统补铁剂硫酸亚铁的2倍至3倍;而且它在酱油中的溶解性较好,不会影响食品的口感,不改变酱油的原有口味。此外,E

41、DTA钠铁在食品加工和储存过程中性质稳定,研究结果表明,EDTA钠铁在酱油中的稳定性可保持两年以上。专家指出,应用铁强化酱油补铁效果显著。中国疾病预防控制中心营养与食品安全所花费了五年多时间潜心研究试验,终于研究出了一种最有效、最经济、最方便的补铁措施通过食用乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)强化酱油持久补铁。经过反复的试验,发现NaFeEDTA强化酱油比同类铁强化产品具有更大的优势:吸收率高、不改变酱油自身的食用方法和口感、改善贫血效果显著,且安全经济。虽然有诸多争议,但有专家中国工程院院士、中国疾控中心食物强化办公室主任陈君石则说,钠铁EDTA是被中国和国际认可的铁强化剂,吸收率高,是安

42、全的,而中国人即使每天食用铁酱油,也不会存在补铁过量的危险。酱油是棕褐色液体调料,是我国人民大众一日三餐必需的调色、调味佳品。在酱油中强化铁元素生产富铁酱油,是安全、经济、理想有效的补铁途径。这是因为人们无需改变现有的饮食方式就可保证较为恒定的铁摄入量,且消费量差异较小;酱油中含有较多的复合氨基酸和多种有机酸以及维生素C等,这些物质可以与铁形成溶解度较大的络合物,经加工后可以改善铁的生物利用率;酱油颜色较深,强化铁后不影响产品的外观,而且价格低廉,增加的成本也很低,能为广大消费者所接受,易于推广;酱油具有良好的溶解性,使铁强化剂的均匀添加在工艺上简便易行;酱油品质稳定、安全,货架期长。我国的酱

43、油资源十分丰富,为大力发展铁强化酱油提供了坚实的后盾。如果酱油厂家在现有生产线的基础上生产铁强化酱油,不需很大投资即可进行,不仅可以取得良好的经济效益,而且可以提高我国人民的健康水平,具有显著的社会效益,极具市场开发潜力,切实可行。生产铁强化酱油既可以在酱油厂的配兑工序中进行,也可以脱离生产线单独进行。一般来说,在酱醅(醪)中添加时,强化剂用量大,成品中的含量还需调整;在成品中添加时,如果不增加设备,只能在加热灭菌后的暂贮罐中添加,为避免污染杂菌,需再次灭菌;在半成品中添加即配兑工序,灭菌前强化,可不增加设备,营养素的损失也较少。下面以工艺流程图进行说明。发酵成熟酱醅淋油配兑营养强化搅拌溶解灭

44、菌测定包装成品多维富铁酱油的开发我国GB14880-94标准中尚未对酱油中铁的强化量予以规定,一般以元素Fe计,酱油中铁强化量为250750mg/kg,每人每日食用10ml铁强化酱油,可摄入铁元素2.57.5mg。为了保证强化后酱油中各营养素之间的平衡,我们研制开发了一种多维富铁酱油,其营养素含量(见表3),其中铁强化剂我们选择了乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA),实验表明:此强化酱油的感官品质无任何不良影响。表3 多维富铁酱油营养素含量营养素名称 含量 (每100克成品) 营养素名称 含量 (每100克成品) 维生素 B 1 维生素 B 2 维生素 C 5mg 5mg 100mg 钙 铁

45、锌 500mg 30mg 30mg(2)铁强化面粉面粉作为面制品和烘焙食品的基础原料,是我国人民大众一日三餐的主食。一般面粉的铁含量很低,只有 2.64.2mg/100g,在面粉中强化铁元素生产富铁面粉,在面粉中强化铁元素,不仅是提高产品档次,拓展市场的一个重要内容,更是改变我国人民缺铁性贫血的一种经济方便、直接有效的理想途径。这是因为人们无需改变现有的饮食方式就可保证较为恒定的铁摄入量;面粉价格低廉,能为广大消费者所接受,易于推广;面粉具有良好的散落性、流动性,使铁强化剂的均匀添加在工艺上简便易行;面粉品质稳定、安全,货架期长。( 1) 强化剂量的确定原则上是要符合消费对象在日常膳食中各种营

46、养素的供给量和保持营养平衡的需要。一般情况下,具体添加量以相当消费对象对该营养素正常供给量标准 (RNI)的1/31/2为宜,应符合上限和下限之规定,还应考虑面粉本身的含量及加工过程中的损失量。国外面粉中铁元素的强化量(见表2)。表 2 各国低抽提面粉铁元素强化量 mg/kg国别 铁元素强化量 备注 巴西 30 还原型铁 加拿大 2943 智利 30 还原型铁 丹麦 30 英国 16.5 瑞典 30 加入量以不同抽提率而异 美国 26.436.3 德国 26.430 硫酸亚铁 一般认为可溶性的乳酸亚铁、硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、柠檬酸铁、富马酸亚铁等不宜在面粉中添加,因为它们可使面粉带上颜色,性

47、质不稳定,易氧化,而且口感不好,有铁腥味。难溶性的淡黄色正磷酸铁、浅黄白色焦磷酸铁、焦磷酸铁钠、甘油磷酸铁等在各种条件下都很稳定,但吸收率较低。目前美国、巴西、智利、英国大多采用元素铁粉(还原铁、电解铁)进行面粉的强化,美国仅用于强化面粉和其他食品的元素铁粉数量就达到了 450t/a,但一般认为铁的吸收率较低,但最新的研究表明,用于强化面粉的还原铁粉在人体中的相对生物利用率平均可达130%。淡土黄色的乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)在面粉中添加无铁腥味,不易氧化和着色,还可避免植酸的阻碍,吸收率较高。我国GB14880-94标准中规定:以元素Fe计,谷类及其制品中铁强化量为2448mg/k

48、g,折算成乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)为180360mg/kg。( 2)生产工艺流程生产铁强化面粉既可以在具有配粉工艺的面粉厂的配粉工序中进行,也可以脱离生产线单独进行。一般是先将铁强化剂或其他辅料制成含量极高的基料,利用梯度稀释筛混法,再将基料与数百倍的面粉进行混合而成。基料的制法主要有喷雾法和直接混合法两种,有时也要进行二次混合。对于强化微量元素的预混合面粉,其混合均匀度要求较高,混合的变异系数(CV值)应不超过7%。目前国际上普遍采用的强化工艺流程为:强化剂粉碎过筛预混合用微量喂料器加入面粉中混合机输送绞龙存料斗振动卸料器自动定量秤包装封口机成品库(3)铁强化牛乳牛乳虽然被认为是

49、一种比较理想的完全食品,但其中的铁含量较低,仅为0.010.1mg/100ml。我国食品营养强化剂使用卫生标准(GB14880-94)中规定:以元素Fe计,乳制品中铁强化量为60100mg/kg,乳饮料中为1020mg/kg。我们在生鲜牛乳中分别添加三氯化铁、硫酸亚铁、乳酸亚铁、乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)、焦磷酸铁,使最终产品中铁的含量达到20mg/L。对以上5种样品进行感官测定,结果如表4所示。由表4结果确定采用乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)为铁源研制富铁牛乳。表 4 不同铁源的富铁牛乳样品感官测定结果样品号 铁源 滋味 体态特征 感官得分 1 三氯化铁 有铁腥味,口感很差

50、有絮状沉淀、色泽深 73 2 硫酸亚铁 有铁腥味,口感较差 无沉淀、色泽略深 88 3 乳酸亚铁 有铁腥味,口感很差 有沉淀、色泽略深 80 4 NaFeEDTA 无铁腥味,口感好 无沉淀、色泽正常 97 5 焦磷酸铁 无铁腥味,口感好 略有沉淀、色泽正常 92 注:感官测定由 10人测试小组以评分方式进行,得分越高感官质量越优。富铁牛乳的配方如表5所示。 表 5 富铁牛乳的配方(以1t计) 原料 用量( Kg) 备注 生鲜牛乳 986.20 脂肪 3.20%,乳固体12.0% 水 10.00 用于溶解稳定剂 全脂奶粉 2.00 脂肪 27.00%,水分2.50% NaFeEDTA 1.60 铁 12.50% 稳定剂 0.20(4)铁强化食盐食盐是人们日常生活中必需的调味品,以其作为载体,为人体补充微量营养素,是实验的一种新的功能,可起到治疗和保健作用。铁强化食盐的添加剂一般是硫酸亚铁和乳酸亚铁,生产方法主要是将乳酸亚铁或硫酸亚铁与载体盐直接混合。由于硫酸亚铁和乳酸亚铁都是还原剂,而载体盐中的碘酸钾是氧化剂,而者相遇就会发生反应,使铁盐的颜色发生变化,同时碘酸钾被还原成游离碘,升华逸出,使碘含量大副下降,变成不合格品。笔者用乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)

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