鐵營養(yǎng)缺乏是目前全球最嚴(yán)重的營養(yǎng)問題之一。食品強(qiáng)化鐵和攝食鐵強(qiáng)化食品通常被認(rèn)為是最“物美價廉”的改善鐵營養(yǎng)狀況的有效途徑。傳統(tǒng)的鐵營養(yǎng)強(qiáng)化劑一般吸收率較低和對腸胃有刺激性,且可造成食物載體口感及色澤方面的不良變化,給食品中強(qiáng)化鐵帶來困難。研究人員于1997年組成科研攻關(guān)小組,研制成功了無味易融同時具有生物活性的有機(jī)螯合鐵營養(yǎng)強(qiáng)化劑———乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA),商品名益爾鐵,又稱乙底酸鐵鈉,全國食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會第十九次年會同意作為鐵源使用,已經(jīng)衛(wèi)生部1999年第14號通告批準(zhǔn),列入GB2760-1996(1999年增補(bǔ)品種),使用范圍和時用量參照執(zhí)行GB14880-94標(biāo)準(zhǔn),作為鐵營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用,這就使食品中成功強(qiáng)化鐵成為可能,是目前極具前景的鐵營養(yǎng)強(qiáng)化劑。
一、乙二胺四乙酸鐵鈉的理化性質(zhì)乙二胺四乙酸鐵鈉為淡土黃色結(jié)晶性粉末,性質(zhì)穩(wěn)定,可耐高溫,不易被氧化,貯藏不變,無金屬鐵腥味,口感好,易溶于水(25℃,溶解度為100g/100ml)和稀酸。分子式為C10H12FeN2NaO8·3H2O,分子量為:421.09,理論含鐵量為13.26%。
二、乙二胺四乙酸鐵鈉的生物活性
1.乙二胺四乙酸鐵鈉為穩(wěn)定
的螯合物,無胃腸刺激,有特異的十二指腸吸收。其在胃中結(jié)合緊密,進(jìn)入十二指腸后,鐵才被釋放和吸收。
2.乙二胺四乙酸鐵鈉的吸收率高,能避免植酸等對鐵劑吸收的阻礙,研究表明其鐵的吸收率為硫酸亞鐵的2~3倍。
3.乙二胺四乙酸鐵鈉安全無毒副作用,屬實際無毒物,被列為“一般認(rèn)為安全”(GRAS)。在吸收過程中EDTA還可與有害元素結(jié)合迅速排泄而起到解毒劑的作用。
4.乙二胺四乙酸鐵鈉具有促進(jìn)膳食中其他鐵源或內(nèi)源性鐵源吸收的作用,同時還可促進(jìn)鋅的吸收,而對鈣的吸收無影響。
三、乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)強(qiáng)化食品的應(yīng)用.
1.鐵強(qiáng)化面粉面粉作為面制品和烘焙食品的基礎(chǔ)原料,是我國人民大多一日三餐的主食。一般面粉的鐵含量很低,只有2.6~4.2mg/100g,在面粉中強(qiáng)化鐵元素生產(chǎn)富鐵面粉,在面粉中強(qiáng)化鐵元素,不僅是提高產(chǎn)品檔次,拓展市場的一個重要內(nèi)容,更是改變我國人民缺鐵性貧血的一種經(jīng)濟(jì)直接有效的理想途徑。這是因為人們無需改變現(xiàn)有的飲食方式就可保證較為恒定的鐵攝入量;面粉價格低廉,能為廣大消費者所接受,易于推廣;面粉具有良好的散落性、流動性,使鐵強(qiáng)化劑的均勻添加在工藝上簡單易行;面粉品質(zhì)穩(wěn)定、安全、貨架期長。
(1)強(qiáng)化劑量的確定原則上是要符合消費對象在日常膳食中各種營養(yǎng)素的供給量和保持營養(yǎng)平衡的需要。一般情況下,具體添加量以相當(dāng)消費對象對該營養(yǎng)素正常供給量標(biāo)準(zhǔn)(RNI)的1/3~1/2為宜,應(yīng)符合上限和下限之規(guī)定,還應(yīng)考慮面粉本身的含量及加工過程中的損失量。一般認(rèn)為可溶性的乳酸亞鐵、硫酸亞鐵、葡萄糖酸亞鐵、檸檬酸鐵、富馬酸亞鐵等不宜在面粉中添加,因為它們可使面粉帶上顏色,性質(zhì)不穩(wěn)定,易氧化,而且口感不好,有鐵腥味。難溶性的淡黃色正磷酸鐵、淺黃白色焦磷酸鐵、焦磷酸鐵鈉、甘油磷酸鐵等在各種條件下都很穩(wěn)定,但吸收率較低。目前美國、巴西、智利、英國大多采用元素鐵粉(還原鐵、電解鐵)進(jìn)行面粉的強(qiáng)化,美國僅用于強(qiáng)化面粉和其他食品的元素鐵粉數(shù)量很多,但一般認(rèn)為鐵的吸收率較低。但最新的研究表明,用于強(qiáng)化面粉的還原鐵粉在人體中的相對生物利用率平均可達(dá)130%。淡土黃色的乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)在面粉中添加無鐵腥味,不易氧化和著色,還可避免植酸的阻礙,吸收率較高。我國GB14880-94標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:以元素Fe計,谷類及其制品中鐵強(qiáng)化量為24~48mg/kg,折算成乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)為180~360mg/kg。
(2)生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)鐵強(qiáng)化面粉既可以在具有配粉工藝的面
粉廠的配粉工序中進(jìn)行,也可以脫離生產(chǎn)線單獨進(jìn)行。一般是先將鐵強(qiáng)化劑或其他輔料制成含量極高的基料,利用梯度稀釋篩混法,再將其料與數(shù)百倍的面粉進(jìn)行混合而成。其料的制法主要有噴霧法和直接混合法兩種,有時也要進(jìn)行二次混合。對于強(qiáng)化微量元素的預(yù)混合面粉,其混合均勻度要求較高,混合的變異系數(shù)(CV值)應(yīng)不超過7%。目前國際上普遍采用的強(qiáng)化工藝流程為:強(qiáng)化劑→粉碎→過篩→預(yù)混合→用微量喂料器加入面粉中→混合機(jī)→輸送絞龍→存料斗→振動卸料器→自動定量秤→包裝封口機(jī)→成品庫
2.鐵強(qiáng)化醬油醬油是棕褐色液體調(diào)料,是我國人民大眾一日三餐必需的調(diào)色、調(diào)味佳品。在醬油中強(qiáng)化鐵元素生產(chǎn)富鐵醬油,是安全、經(jīng)濟(jì)、理想有效的補(bǔ)鐵途徑。這是因為人們無需改變現(xiàn)有的飲食方式就可保證較為恒定的鐵攝入量,且消費量差異較;醬油中含有較多的復(fù)合氨基酸和多種有機(jī)酸以及維生素C等,這些物質(zhì)可以與鐵形成溶解度較大的絡(luò)合物,經(jīng)加工后可以改善鐵的生物利用率;醬油顏色較深,強(qiáng)化鐵后不影響產(chǎn)品的外觀,而且價格低廉,增加的成本也很低,能為廣大消費者所接受,易于推廣;醬油具有良好的溶解性,使鐵強(qiáng)化劑均勻添加在工藝上簡便易行;醬油品質(zhì)穩(wěn)定、安全,貨架期長。我國的醬油資源十分豐富,為大力發(fā)展鐵強(qiáng)化醬油提供了堅實的后盾。如果醬油廠家在現(xiàn)有生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上生產(chǎn)鐵強(qiáng)化醬油,不需很大投資即可進(jìn)行,不僅可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,而且可以提高我國人民的健康水平,具有顯著的社會效益,極具市場開發(fā)潛力,切實可行。生產(chǎn)鐵強(qiáng)化醬油既可以在醬油廠的配兌工序中進(jìn)行,也可以脫離生產(chǎn)線單獨進(jìn)行。一般來說,在醬醅(醪)中添加時,強(qiáng)化劑用量大,成品中的含量還需調(diào)整;在成品中添加時,如果不增加設(shè)備,只能在加熱滅菌后的暫貯罐中添加,為避免污染雜菌,需再次滅菌;在半成品中添加即配兌工序,滅菌前強(qiáng)化,可不增加設(shè)備,營養(yǎng)素的損失也較少。
下面以工藝流程圖進(jìn)行說明:發(fā)酵成熟醬醅→淋油→配兌→營養(yǎng)強(qiáng)化→攪拌溶解→滅菌→測定→包裝→成品.我國GB14880-94標(biāo)準(zhǔn)中尚未對醬油中鐵的強(qiáng)化量予以規(guī)定,一般以元素鐵計,醬油中鐵強(qiáng)化量為251~750mg/kg,每人每日食用10ml鐵強(qiáng)化醬油,可攝入鐵元素2.5~7.5mg。為了保證強(qiáng)化后醬油中各營養(yǎng)素之間的平衡,我們研制開發(fā)了一種多維富鐵醬油,其營養(yǎng)素含量(見表3),其中鐵強(qiáng)化劑我們選擇了乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA
),實驗表明,此強(qiáng)化醬油的感官品質(zhì)無任何不良影響。(見表3)
3.鐵強(qiáng)化牛乳牛乳雖然被認(rèn)為是一種比較理想的完全食品,但
其中的鐵含量較低,僅為0.01~0.1mg/100ml。我國《食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB14880-94)中規(guī)定:以元素Fe計,乳制品中鐵強(qiáng)化量為60~100mg/kg,乳飲料中為10~20mg/kg。(1)我們在生鮮牛乳中分別添加三氯化鐵、硫酸亞鐵、乳酸亞
鐵、乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)、焦磷酸鐵,使最終產(chǎn)品中鐵的含量達(dá)到20mg/L。對以上5種樣品進(jìn)行感官測定,結(jié)果如表4所示。由表4結(jié)果確定采用乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)為鐵源研制富鐵牛乳。(2)富鐵牛乳的配方如表5所示。
4.鐵強(qiáng)化食鹽食鹽是人們?nèi)粘I钪斜匦璧恼{(diào)味品,以其作為載體,為人體補(bǔ)充微量營養(yǎng)素,是實驗的一種新的功能,可起到治療和保健作用,鐵強(qiáng)化食鹽的添加劑一般是硫酸亞鐵和乳酸亞鐵,生產(chǎn)方法主要是將乳酸亞鐵或硫酸亞鐵與載體鹽有直接混合。由于硫酸亞鐵和乳酸亞鐵都是還原劑,而載體鹽中的碘酸鉀是氧化劑,兩者相遇就會發(fā)生反應(yīng),使鐵鹽的顏色發(fā)生變化,同時碘酸鉀被還原成游離碘,升華逸出,使碘含量大副下降,變成不合格品。筆者用乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeED-TA)進(jìn)行實驗,制得的鐵強(qiáng)化食鹽呈極淺黃色,無鐵腥味,人們感官易于接受,碘穩(wěn)定,保持期長,久貯不變色變質(zhì)。我國GB14880-94和QB/T2238-96《強(qiáng)化營養(yǎng)鹽》中規(guī)定:在食鹽中鐵(以Fe計)的用量為600~1200mg/kg,折算成乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)為4600~9200mg/kg。
五、結(jié)論
乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)作為鐵營養(yǎng)強(qiáng)化劑,不僅具有合適的穩(wěn)定性和溶出性能,而且在釋放出Fe(Ⅲ)后,配體乙二胺四乙酸(EDTA)不會對身體產(chǎn)生副作用和毒性。還能促進(jìn)鐵、鋅的吸收和利用。乙二胺四乙酸鈉(NaFeEDTA)的優(yōu)點還在于能避免植酸對鐵劑吸收的障礙,其吸收率高,且極少引起食物色與味的改變。我們對其在面制品、乳制品、食鹽、醬油等食品中的應(yīng)用進(jìn)行研究,表明其是目前很有前景的鐵營養(yǎng)強(qiáng)化劑。
一、乙二胺四乙酸鐵鈉的理化性質(zhì)乙二胺四乙酸鐵鈉為淡土黃色結(jié)晶性粉末,性質(zhì)穩(wěn)定,可耐高溫,不易被氧化,貯藏不變,無金屬鐵腥味,口感好,易溶于水(25℃,溶解度為100g/100ml)和稀酸。分子式為C10H12FeN2NaO8·3H2O,分子量為:421.09,理論含鐵量為13.26%。
二、乙二胺四乙酸鐵鈉的生物活性
1.乙二胺四乙酸鐵鈉為穩(wěn)定
的螯合物,無胃腸刺激,有特異的十二指腸吸收。其在胃中結(jié)合緊密,進(jìn)入十二指腸后,鐵才被釋放和吸收。
2.乙二胺四乙酸鐵鈉的吸收率高,能避免植酸等對鐵劑吸收的阻礙,研究表明其鐵的吸收率為硫酸亞鐵的2~3倍。
3.乙二胺四乙酸鐵鈉安全無毒副作用,屬實際無毒物,被列為“一般認(rèn)為安全”(GRAS)。在吸收過程中EDTA還可與有害元素結(jié)合迅速排泄而起到解毒劑的作用。
4.乙二胺四乙酸鐵鈉具有促進(jìn)膳食中其他鐵源或內(nèi)源性鐵源吸收的作用,同時還可促進(jìn)鋅的吸收,而對鈣的吸收無影響。
三、乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)強(qiáng)化食品的應(yīng)用.
1.鐵強(qiáng)化面粉面粉作為面制品和烘焙食品的基礎(chǔ)原料,是我國人民大多一日三餐的主食。一般面粉的鐵含量很低,只有2.6~4.2mg/100g,在面粉中強(qiáng)化鐵元素生產(chǎn)富鐵面粉,在面粉中強(qiáng)化鐵元素,不僅是提高產(chǎn)品檔次,拓展市場的一個重要內(nèi)容,更是改變我國人民缺鐵性貧血的一種經(jīng)濟(jì)直接有效的理想途徑。這是因為人們無需改變現(xiàn)有的飲食方式就可保證較為恒定的鐵攝入量;面粉價格低廉,能為廣大消費者所接受,易于推廣;面粉具有良好的散落性、流動性,使鐵強(qiáng)化劑的均勻添加在工藝上簡單易行;面粉品質(zhì)穩(wěn)定、安全、貨架期長。
(1)強(qiáng)化劑量的確定原則上是要符合消費對象在日常膳食中各種營養(yǎng)素的供給量和保持營養(yǎng)平衡的需要。一般情況下,具體添加量以相當(dāng)消費對象對該營養(yǎng)素正常供給量標(biāo)準(zhǔn)(RNI)的1/3~1/2為宜,應(yīng)符合上限和下限之規(guī)定,還應(yīng)考慮面粉本身的含量及加工過程中的損失量。一般認(rèn)為可溶性的乳酸亞鐵、硫酸亞鐵、葡萄糖酸亞鐵、檸檬酸鐵、富馬酸亞鐵等不宜在面粉中添加,因為它們可使面粉帶上顏色,性質(zhì)不穩(wěn)定,易氧化,而且口感不好,有鐵腥味。難溶性的淡黃色正磷酸鐵、淺黃白色焦磷酸鐵、焦磷酸鐵鈉、甘油磷酸鐵等在各種條件下都很穩(wěn)定,但吸收率較低。目前美國、巴西、智利、英國大多采用元素鐵粉(還原鐵、電解鐵)進(jìn)行面粉的強(qiáng)化,美國僅用于強(qiáng)化面粉和其他食品的元素鐵粉數(shù)量很多,但一般認(rèn)為鐵的吸收率較低。但最新的研究表明,用于強(qiáng)化面粉的還原鐵粉在人體中的相對生物利用率平均可達(dá)130%。淡土黃色的乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)在面粉中添加無鐵腥味,不易氧化和著色,還可避免植酸的阻礙,吸收率較高。我國GB14880-94標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:以元素Fe計,谷類及其制品中鐵強(qiáng)化量為24~48mg/kg,折算成乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)為180~360mg/kg。
(2)生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)鐵強(qiáng)化面粉既可以在具有配粉工藝的面
粉廠的配粉工序中進(jìn)行,也可以脫離生產(chǎn)線單獨進(jìn)行。一般是先將鐵強(qiáng)化劑或其他輔料制成含量極高的基料,利用梯度稀釋篩混法,再將其料與數(shù)百倍的面粉進(jìn)行混合而成。其料的制法主要有噴霧法和直接混合法兩種,有時也要進(jìn)行二次混合。對于強(qiáng)化微量元素的預(yù)混合面粉,其混合均勻度要求較高,混合的變異系數(shù)(CV值)應(yīng)不超過7%。目前國際上普遍采用的強(qiáng)化工藝流程為:強(qiáng)化劑→粉碎→過篩→預(yù)混合→用微量喂料器加入面粉中→混合機(jī)→輸送絞龍→存料斗→振動卸料器→自動定量秤→包裝封口機(jī)→成品庫
2.鐵強(qiáng)化醬油醬油是棕褐色液體調(diào)料,是我國人民大眾一日三餐必需的調(diào)色、調(diào)味佳品。在醬油中強(qiáng)化鐵元素生產(chǎn)富鐵醬油,是安全、經(jīng)濟(jì)、理想有效的補(bǔ)鐵途徑。這是因為人們無需改變現(xiàn)有的飲食方式就可保證較為恒定的鐵攝入量,且消費量差異較;醬油中含有較多的復(fù)合氨基酸和多種有機(jī)酸以及維生素C等,這些物質(zhì)可以與鐵形成溶解度較大的絡(luò)合物,經(jīng)加工后可以改善鐵的生物利用率;醬油顏色較深,強(qiáng)化鐵后不影響產(chǎn)品的外觀,而且價格低廉,增加的成本也很低,能為廣大消費者所接受,易于推廣;醬油具有良好的溶解性,使鐵強(qiáng)化劑均勻添加在工藝上簡便易行;醬油品質(zhì)穩(wěn)定、安全,貨架期長。我國的醬油資源十分豐富,為大力發(fā)展鐵強(qiáng)化醬油提供了堅實的后盾。如果醬油廠家在現(xiàn)有生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上生產(chǎn)鐵強(qiáng)化醬油,不需很大投資即可進(jìn)行,不僅可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,而且可以提高我國人民的健康水平,具有顯著的社會效益,極具市場開發(fā)潛力,切實可行。生產(chǎn)鐵強(qiáng)化醬油既可以在醬油廠的配兌工序中進(jìn)行,也可以脫離生產(chǎn)線單獨進(jìn)行。一般來說,在醬醅(醪)中添加時,強(qiáng)化劑用量大,成品中的含量還需調(diào)整;在成品中添加時,如果不增加設(shè)備,只能在加熱滅菌后的暫貯罐中添加,為避免污染雜菌,需再次滅菌;在半成品中添加即配兌工序,滅菌前強(qiáng)化,可不增加設(shè)備,營養(yǎng)素的損失也較少。
下面以工藝流程圖進(jìn)行說明:發(fā)酵成熟醬醅→淋油→配兌→營養(yǎng)強(qiáng)化→攪拌溶解→滅菌→測定→包裝→成品.我國GB14880-94標(biāo)準(zhǔn)中尚未對醬油中鐵的強(qiáng)化量予以規(guī)定,一般以元素鐵計,醬油中鐵強(qiáng)化量為251~750mg/kg,每人每日食用10ml鐵強(qiáng)化醬油,可攝入鐵元素2.5~7.5mg。為了保證強(qiáng)化后醬油中各營養(yǎng)素之間的平衡,我們研制開發(fā)了一種多維富鐵醬油,其營養(yǎng)素含量(見表3),其中鐵強(qiáng)化劑我們選擇了乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA
),實驗表明,此強(qiáng)化醬油的感官品質(zhì)無任何不良影響。(見表3)
3.鐵強(qiáng)化牛乳牛乳雖然被認(rèn)為是一種比較理想的完全食品,但
其中的鐵含量較低,僅為0.01~0.1mg/100ml。我國《食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB14880-94)中規(guī)定:以元素Fe計,乳制品中鐵強(qiáng)化量為60~100mg/kg,乳飲料中為10~20mg/kg。(1)我們在生鮮牛乳中分別添加三氯化鐵、硫酸亞鐵、乳酸亞
鐵、乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)、焦磷酸鐵,使最終產(chǎn)品中鐵的含量達(dá)到20mg/L。對以上5種樣品進(jìn)行感官測定,結(jié)果如表4所示。由表4結(jié)果確定采用乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)為鐵源研制富鐵牛乳。(2)富鐵牛乳的配方如表5所示。
4.鐵強(qiáng)化食鹽食鹽是人們?nèi)粘I钪斜匦璧恼{(diào)味品,以其作為載體,為人體補(bǔ)充微量營養(yǎng)素,是實驗的一種新的功能,可起到治療和保健作用,鐵強(qiáng)化食鹽的添加劑一般是硫酸亞鐵和乳酸亞鐵,生產(chǎn)方法主要是將乳酸亞鐵或硫酸亞鐵與載體鹽有直接混合。由于硫酸亞鐵和乳酸亞鐵都是還原劑,而載體鹽中的碘酸鉀是氧化劑,兩者相遇就會發(fā)生反應(yīng),使鐵鹽的顏色發(fā)生變化,同時碘酸鉀被還原成游離碘,升華逸出,使碘含量大副下降,變成不合格品。筆者用乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeED-TA)進(jìn)行實驗,制得的鐵強(qiáng)化食鹽呈極淺黃色,無鐵腥味,人們感官易于接受,碘穩(wěn)定,保持期長,久貯不變色變質(zhì)。我國GB14880-94和QB/T2238-96《強(qiáng)化營養(yǎng)鹽》中規(guī)定:在食鹽中鐵(以Fe計)的用量為600~1200mg/kg,折算成乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)為4600~9200mg/kg。
五、結(jié)論
乙二胺四乙酸鐵鈉(NaFeEDTA)作為鐵營養(yǎng)強(qiáng)化劑,不僅具有合適的穩(wěn)定性和溶出性能,而且在釋放出Fe(Ⅲ)后,配體乙二胺四乙酸(EDTA)不會對身體產(chǎn)生副作用和毒性。還能促進(jìn)鐵、鋅的吸收和利用。乙二胺四乙酸鈉(NaFeEDTA)的優(yōu)點還在于能避免植酸對鐵劑吸收的障礙,其吸收率高,且極少引起食物色與味的改變。我們對其在面制品、乳制品、食鹽、醬油等食品中的應(yīng)用進(jìn)行研究,表明其是目前很有前景的鐵營養(yǎng)強(qiáng)化劑。