矿物质强化剂对食品品质的影响

矿物质（又称无机盐），是人体内无机物的总称；一般多指钙、镁、钾、磷、硫、氯等元素构成的、重要的营养物质。它们维持着体内的酸碱平衡、细胞渗透压，调节神经兴奋和肌肉的运动，维持机体的某些特殊的生理功能。在人体内主要以离子形式存在。

矿物质在食物中的分布很广，一般可满足机体需要，只有少数如婴幼儿、青少年、孕妇和乳母，钙、铁、碘比较缺乏。在食品中强化矿物质，一般采用把其均匀混合于原料中的方法。这类强化剂比较稳定，一般加工条件对它们的特性影响不大。

1.确定矿物质强化时应注意的问题

（1）实际效果 在食品强化过程中要考虑是否真正使消费者获益。例如在国外用铁质强化面包、谷物和面粉已有40年历史，但仍有很多人患缺铁性贫血。

（2）强化剂对食品风味的影响 添加矿物质往往会影响食品的风味和色泽，因此应注意矿物质对强化食品的各种影响。例如葱头含有一种物质叫黄酮素，黄酮素遇铁铝等金属会生成棕色、蓝色、黑色等铬合物，使加工的葱头不透亮，影响色泽。

（3）强化剂对产品形态的影响 强化剂的添加可能会导致食品发生凝固、pH改变、溶解性降低等不足。如凡使用抗氧化剂的食品最好不用铁强化剂。因为抗氧化剂可与铁离子反应而着色。

（4）添加量和摄入量食品中的矿物质对人体虽然非常重要，但含量超过一定范围后会发生毒害作用。例如儿童发生慢性锌缺乏时，主要表现为生长停滞，青少年除生长停滞外还会出现性器官及第二性征发育不全为特征的性幼稚型。缺锌还会使伤口愈合慢，机体免疫力降低。但是大量地服用锌补品，超过人体的负载能力，导致锌中毒。过量的锌会阻断人体对铜的吸收，降低体内铜的含量，导致心肌变性。高剂量锌可能还会降低血液中对人体有益的HDL的浓度。过多的锌还可以抑制肠道对铁的吸收。

（5）确定强化的食品 在食品的强化中，要注意食品中的成分对强化剂的影响，同时选择定量食用的食品作为载体，以避免出现过多摄入或不足的缺点。如添加碘的食盐。

2.常用的矿物质类强化剂

常用的矿物质类强化剂有钙、铁、碘、锌、硒强化剂等。

1.钙强化剂分类

目前市场上的钙强化剂主要可以分为三种类型：即无机钙强化剂、生物钙强化剂和有机钙强化剂；此外还有钙酸复合物。

（1）无机钙强化剂 无机钙强化剂有：碳酸钙、磷酸氢钙、氯化钙等。其主要特点是：价廉、含钙量高。缺点是溶解性差，在机体内需消耗胃酸，吸收利用率低。其中钙元素含量：如碳酸钙40%，磷酸氢钙（含2结晶水）23%，磷酸氢钙（含5结晶水）17.7%。

（2）生物钙强化剂 生物钙强化剂的成分本质是碳酸钙与活性钙（如贝壳粉、珍珠粉）或磷酸钙与磷酸氢钙（如动物骨粉），如牦牛等骨粉、蛋壳粉、生物活性离子钙、生物碳酸钙、贝壳粉、珍珠粉。这类钙强化剂主要特点是：价廉、含钙量较高；同样具有溶解度较低和难于吸收利用的缺点，而且卫生安全性也较低。由于动物自身的饮食卫生差，导致动物从食物中摄取的重金属量增加，由于重金属几乎不能被机体代谢出体外而最终富集在动物的骨骼中，同时由于海洋污染日趋严重，许多重金属离子同样可以富集、沉积在贝壳和珍珠上，造成生物钙强化剂中的重金属超标。这些生物体的骨骼和贝壳中的钙主要以无机盐的形式存在，不具有真正的生物活性（生物活性必须具备生物吸收和生物利用的选择性）。

（3）有机强化剂 有机钙强化剂有：乳酸钙、醋酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、甘油磷酸钙等。有机钙强化剂主要特点是：溶解性较好，较易吸收利用；但价贵，含钙量低。其中钙元素含量：如葡萄糖酸钙9%，柠檬酸钙（含4结晶水）21%，乳酸钙13%，乙酸钙22.2%。也有认为醋酸钙（LD₅₀＜5g/kg体重）容易发生肾结石和心脏痉挛。

因此在采用钙制剂对食品进行强化时要考虑钙制剂的特点及其与食品的相互作用。

（4）钙酸复合物 如柠檬酸一苹果酸钙（简写CCM）是钙、柠檬酸和苹果酸按一定比例反应的复合物的总称。其组成成分柠檬酸和苹果酸是体内三羧酸循环（TCA循环）的中间代谢产物，可以随其在体内的氧化而缓慢释放出钙离子。CCM作为钙强化剂具有如下特点：高溶解性，高吸收利用性，减轻铁吸收阻碍的影响，良好的风味。

2.对钙强化剂的要求

从钙的吸收机理和食物成分等角度考虑，一种好的钙强化剂应具有如下特点：①保证钙离子在溶液中主要以络合状态存在，不易形成难溶性化合物，能够缓慢地释放钙离子；②有较好的水溶性，这是钙能够在肠道吸收的前提；③有适中的脂溶性，以保证较容易地穿透细胞膜。

依据GB 14880—2012《食品安全国家标准食品营养强化剂使用标准》，钙的使用范围和使用量（mg/kg）为：豆粉、豆浆粉1600～8000；大米及其制品、小麦粉及其制品、杂粮粉及其制品、面包1600～3200；藕粉2400～3200；即食谷物，包括辗轧燕麦（片）2000～7000；西式糕点、饼干2670～5330；其他焙烤食品3000～15000；肉灌肠类850～1700；肉松类2500～5000；肉干类1700～2550；脱水蛋制品190～650；醋6000～8000；饮料类160～1350，但是果蔬汁（肉）饮料（包括发酵型产品等）1000～1800，固体饮料类2500～10000；果冻390～800。

依据GB 14880—2012，允许使用的营养强化剂钙的化合物来源是：碳酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙、L—乳酸钙、磷酸氢钙、L—苏糖酸钙、甘氨酸钙、天门冬氨酸钙、柠檬酸苹果酸钙、醋酸钙（乙酸钙）、氯化钙、磷酸三钙（磷酸钙）、维生素E琥珀酸钙、甘油磷酸钙、氧化钙、硫酸钙、骨粉（超细鲜骨粉）。

3.常用钙强化剂

（1）乳酸钙 分子式为C₆H₁₀O₆Ca·5H₂O，相对分子质量为308.3。

乳酸钙为白色颗粒或粉末，几乎无臭，基本无味。在水中缓慢溶解为透明或微混浊的溶液，易溶于热水，几乎不溶于乙醇，在空气中稍风化，加热到150℃则成无水物。

由于人体对乳酸钙的吸收率较好，因此适合作幼儿和学龄儿童的营养强化剂。

依据GB 14880—2012《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》，乳酸钙除作钙强化剂外，还可用作酸度调节剂、抗氧化剂、乳化剂、稳定剂和凝固剂、增稠剂。其使用范围和最大使用量（g/kg）为：加工水果、糖果按生产需要适量使用；蔬菜罐头（仅限酸黄瓜产品）1.5；果冻（如用于果冻粉，以冲调倍数增加使用量）6.0；复合调味料（仅限油炸薯片调味料）10.0；固体饮料类21.6。

但乳酸钙在补钙同时给体内引入使人体容易疲劳的乳酸，所以不宜长期服用。

（2）葡萄糖酸钙 分子式为（C₆H₁₁O₇）₂Ca·H₂O，相对分子质量为448.4。

葡萄糖酸钙为白色结晶或颗粒粉末，无臭，无味，在空气中稳定，在水中缓缓溶解。易溶于热水，水溶液的pH为6～7。不溶于乙醇。其含钙量低（理论含钙量为9.16%）。一般可与乳酸钙混合使用，这种混合物溶解度高且风味平和。

葡萄糖酸钙是婴儿补钙的常用钙源，能降低毛细血管渗透性，增加毛细血管壁的致密度、改善组织细胞膜的通透性。但葡萄糖酸钙不宜于糖尿病患者服用。(www.xing528.com)

铁是人体中最丰富的微量元素，在体内参与氧的运转，交换和组织呼吸过程，人体如果缺铁，则产生缺铁性贫血和营养性贫血。

一般，凡容易在胃肠道中转变为离子状态的铁易于吸收，二价铁比三价铁易于吸收，而植酸盐和磷酸盐可降低铁的吸收，抗坏血酸和肉类可增加铁的吸收。铁的良好来源为动物肝脏、蛋黄、豆类及某些蔬菜。铁化合物一般对光不稳定，抗氧化剂可与铁离子反应而着色，使用时应注意。

依据GB 14880—2012《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》，铁的使用范围和使用量（mg/kg）为：调制乳10～20；调制乳粉（儿童用乳粉和孕产妇用乳粉除外）60～200；调制乳粉（仅限儿童用乳粉）25～135；调制乳粉（仅限孕产妇用乳粉）50～280；豆粉、豆浆粉46～80；除胶基糖果以外的其他糖果600～1200；大米及其制品、小麦粉及其制品、杂粮粉及其制品、面包14～26；即食谷物，包括辗轧燕麦（片）35～80；西式糕点40～60；饼干40～80；其他焙烤食品50～200；酱油180～260；果冻、饮料类10～20，但是固体饮料类95～220。

允许使用的营养强化剂铁的化合物来源是：硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、柠檬酸铁铵、富马酸亚铁、柠檬酸铁、乳酸亚铁、氯化高铁血红素、焦磷酸铁、铁卟啉、甘氨酸亚铁、还原铁、乙二胺四乙酸铁钠、羰基铁粉、碳酸亚铁、柠檬酸亚铁、延胡索酸亚铁、琥珀酸亚铁、血红素铁、电解铁。

各种铁盐中铁元素含量不同，如：硫酸亚铁（含7个结晶水）20%乳酸亚铁（含3个结晶水）19.39%柠檬酸铁（含5个结晶水）16.67%富马酸亚铁32.9%葡萄糖酸亚铁12%柠檬酸铁铵16.3%铁源也可采用猪血中提取的血红素铁，强化时以铁元素计。

下面介绍常用的两种。

1.柠檬酸铁

柠檬酸铁分子式FeC₆H₅O₇；相对分子质量244.94。

柠檬酸铁为红褐色透明小片或褐色粉末；在冷水中逐渐溶解，极易溶于热水，水溶液呈酸性；不溶于乙醇，可被光或热还原。

2.葡萄糖酸亚铁

葡萄糖酸亚铁分子式C₁₂H₂₂O₁₄Zn，相对分子质量455.67。

葡萄糖酸亚铁为黄灰色或浅绿黄色细粉或颗粒。稍有焦糖似的气味。水溶液加葡萄糖可使其稳定。易溶于水，5%水溶液呈酸性；几乎不溶于乙醇。

葡萄糖酸亚铁生物利用率高，在水中溶解性好，风味平和无涩味。广泛应用于谷物制品、乳制品、婴幼儿食品、饮料、保健食品等。

锌参与多种酶的组成和各种细胞代谢，具有重要的生理功能。鉴于营养性缺锌对人体健康的影响，可在食品中强化锌，防治缺锌症的发生。选择锌强化剂必须从生物利用率、加入后食物的色香味和稳定性以及添加成本等几方面来考虑。一般认为，小分子有机锌络合物具有易吸收、生物利用率高等特点。

食品强化锌必须进行锌剂的适当选择，另外，锌强化的载体也应进行选择，在面粉、食盐、酱油等主副食品中进行，可取得良好的强化效果。

依据GB 14880—2012《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》，锌的使用范围和使用量（mg/kg）为：调制乳5～10；调制乳粉（儿童用乳粉和孕产妇用乳粉除外）30～60；调制乳粉（仅限儿童用乳粉）50～175；调制乳粉（仅限孕产妇用乳粉）30～140；豆粉、豆浆粉29～55.5；大米及其制品10～40；小麦粉及其制品、面包、杂粮粉及其制品10～40；即食谷物，包括辗轧燕麦（片）37.5～112.5；西式糕点、饼干45～80；饮料类3～20，但是固体饮料类60～180；果冻10～20。

允许使用的营养强化剂锌的化合物来源是：硫酸锌、葡萄糖酸锌、甘氨酸锌、氧化锌、乳酸锌、柠檬酸锌、氯化锌、乙酸锌、碳酸锌。各种锌盐中锌元素含量如：硫酸锌22.7%葡萄糖酸锌14%乳酸锌（含3结晶水）22.2%，还可采用氯化锌48%、氧化锌80%、乙酸锌29.8%，强化时均以元素锌计。下面介绍常用的两种。

1.葡萄糖酸锌

葡萄糖酸锌，分子式C₁₂H₂₂O₁₄Zn，相对分子质量455.67。

葡萄糖酸锌白色或类似白色颗粒或结晶粉末，含有三分子结晶水或无水物。易溶于水，极难溶于乙醇。

可用于谷类粉、乳制品、固体饮料等。

2.乳酸锌

乳酸锌，分子式C₆H₁₀O₆Zn·3H₂O，相对分子质量297.38。

乳酸锌为白色颗粒或结晶粉末，无味，易溶于热水，水溶性好，性能稳定。

可用于果汁、软饮料等。

全世界有40余国家缺硒，我国有约70%的人口在缺硒地区生活。微量元素硒的缺乏已严重危害人们的健康，如与癌症发病率有关，缺硒导致肌肉营养不良，还有以心肌坏死为重要症状的特异性心脏病——克山病。因此生活在低硒地区的人应补硒。

依据GB 14880—2012《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》，硒的使用范围和使用量（μg/kg）为：大米及其制品、小麦粉及其制品、杂粮粉及其制品、面包140～280；饼干30～110；含乳饮料50～200。

允许使用的营养强化剂硒的化合物来源是：亚硒酸钠、硒酸钠、硒蛋白、富硒食用菌粉、L—硒—甲基硒代半胱氨酸、硒化卡拉胶（仅限用于含乳饮料）、富硒酵母（仅限用于含乳饮料）。

如富硒酵母为淡黄色粉末；一般含硒300～1000mg/kg，其中有机硒含量在95%以上，与蛋白质（胱胺酸）结合的占有机硒量的83%；对重金属还有拮抗解毒作用。