食品化学中矿物质营养强化

没有一种天然食物含有人体需要的各种营养素，其中也包括矿物质。此外，食品在加工和贮藏过程中往往造成矿物质的损失。人们由于饮食习惯和居住环境等不同，往往会出现矿物质的摄入不足或摄入过量，都会对机体造成不同程度的危害。因此，为了维护人体的健康，提高食品的营养价值，在食品中适度强化矿物质是非常必要的。

有针对性地进行矿物质的强化对提高食品的营养价值，保护人体的健康具有十分重要的作用。通过强化，可补充食品在加工与贮藏中矿物质的损失；满足不同人群生理和职业的要求；方便摄食以及预防和减少矿物质缺乏症。

食品的营养强化是向食品中添加营养素，以增强其营养价值的措施。根据营养强化的目的不同，食品中矿物质的强化主要有三种形式：

①矿物质的恢复（restoration），添加矿物质使其在食品中的含量恢复到加工前的水平。

②矿物质的强化（fortification），添加某种矿物质，使该食品成为该种矿物质的丰富来源。

③矿物质的增补（enrichment），选择性地添加某种矿物质，使其达到规定的营养标准要求。

一、食品矿物质强化的原则

食品进行矿物质强化必须遵循一定的原则，即从营养、卫生、经济效益和实际需要等方面全面考虑。

（一）结合实际，有明确的针对性

在对食品进行矿物质强化时必须结合当地的实际，要对当地的食物种类进行全面的分析，同时对人们的营养状况做全面细致的调查和研究，尤其要注意地区性矿物质缺乏症，然后科学地选择需要强化的食品、矿物质强化的种类和数量。

（二）选择生物利用性较高的矿物质

在进行矿物质营养强化时，最好选择生物利用性较高的矿物质。例如，钙强化剂有氯化钙、碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙和乳酸钙等，其中人体对乳酸钙的生物利用率最好。强化时应尽量避免使用那些难溶解、难吸收的矿物质如植酸钙、草酸钙等。另外，还可使用某些含钙的天然物质如骨粉及蛋壳粉，骨粉含钙30%左右，其钙的生物可利用性为83%，蛋壳粉含钙38%，其生物可利用性为82%。

（三）应保持矿物质和其他营养素间的平衡

食品进行矿物质强化时，除考虑选择的矿物质应具有较高的可利用性外，还应保持矿物质与其他营养素间的平衡。若强化不当会造成食品各营养素间新的不平衡，影响矿物质以及其他营养素在体内的吸收与利用。

（四）符合安全卫生和质量标准

食品中使用的矿物质强化剂要符合有关的卫生和质量标准，同时还要注意使用剂量。一般来说，生理剂量是健康人所需的剂量或用于预防矿物质缺乏症的剂量；药理剂量是指用于治疗缺乏症的剂量，通常是生理剂量的10倍；而中毒剂量是可引起不良反应或中毒症状的剂量，通常是生理剂量的100倍。

（五）不影响食品原来的品质属性

食品大多具有美好的色、香、味等感官性状，在进行矿物质强化时不应损害食品原有的感官性状而致使消费者不能接受。根据不同矿物质强化剂的特点，选择被强化的食品与之配合，这样不但不会产生不良反应，还可提高食品的感官性状和商品价值。例如，铁盐色黑，当用于酱或酱油强化时，因这些食品本身具有一定的颜色和味道，在合适的强化剂量范围内，不会使人们产生不快的感觉。

（六）经济合理，有利于推广(www.xing528.com)

矿物质强化的目的主要是提高食品的营养和保持人们的健康。一般情况下，食品的矿物质强化需要增加一定的成本，因此，在强化时应注意成本和经济效益，否则不利于推广，达不到应有的目的。

二、几种重要的矿物质强化剂

（一）铁强化剂

某些形式的铁能催化不饱和脂肪酸和维生素A、维生素C以及维生素E氧化。加铁食品成分中的氧化反应和其他反应可能对食品的色泽、气味和/或风味产生不好的影响。在许多情况下，具有高生物利用率的铁的形式也是具有高催化活性的形式，而在化学上较不活泼的形式也是生物利用率低的形式。总之，水溶性铁成分越多，其生物利用率越高，对食品感官特性产生的不好影响也有越大的趋势。一些常用的铁强化剂及其特征如表7-5所示。

表7-5　一些用于食品强化的铁强化剂的性质

硫酸亚铁是可用于食品铁强化的最便宜、生物利用率最高和使用最普遍的铁源。硫酸亚铁在很多食品中的生物利用率较高，在铁的生物利用率的研究中经常被用作参考标准。硫酸亚铁是添加到焙烤制品的优选铁源，但由高浓度硫酸亚铁强化并长时间贮存的面粉加工而成的焙烤制品会有不良气味和风味。硫酸亚铁用于强化小麦面粉时应注意如下问题：硫酸亚铁的浓度应低于40 mg/kg，且强化的小麦面粉在中等温度和湿度条件下贮存期不超过3个月；硫酸亚铁不能用于贮存期长的面粉（如家用面粉）或含有外加脂肪、油或其他易氧化配料的面粉的强化；由于预混料会产生酸败，因此，不能采用先制备含硫酸亚铁和小麦面粉的浓缩预混料然后加入面粉中的操作方式。

除硫酸亚铁外，其他铁源也广泛用于食品强化。最近铁粉也被作为面粉、早餐谷物食品和婴儿谷物食品的强化剂。铁粉强化的食品具有较长的货架期。

铁粉末是由以高度分散状态存在的铁元素组成的，并伴有少量其他微量矿物质和氧化铁的近乎纯的铁。铁粉不溶于水，因此，很可能在小肠被吸收前氧化成较高的氧化状态。当铁与胃酸接触时将在胃部发生氧化反应。

有3种不同类型的铁粉末可供选用。

①还原铁：在3种类型中纯度最低，是通过用氢或一氧化碳气体将铁氧化物还原，然后将其研磨成粉末制成的。

②电解铁：通过电解的方法将铁沉积在由挠性不锈钢片制成的阴极上。弯曲不锈钢片，将沉积在它上面的铁取下，然后将其研磨成粉末。电解铁的纯度高于还原铁，其含有的主要杂质是在研磨和贮存过程中表面形成的氧化铁。

③羰基铁：首先在有一氧化碳存在和高压条件下加热铁粉或还原铁形成五羰基铁[Fe（CO）5]，然后将五羰基铁加热分解得到细度很高的高纯度铁粉末。

铁粉相当稳定，在食品中不会引起严重的氧化问题，但其生物利用率不确定，这可能与粉末的颗粒大小不一有关。铁粉末的色泽为暗灰色，因此，会使白色面粉稍稍变黑，但通常不被认为这是一个问题。

最近，人们重新关注使用螯合形式的铁作为强化剂。动物试验表明，NaFeEDTA中的铁与硫酸铁中的铁吸收率相当或甚至更高。人体试验表明，NaFeEDTA在含有相当数量的铁吸收抑制剂的膳食中的铁的生物利用率比在相同膳食中的FeSO4的生物利用率高。EDTA结合正铁和亚铁离子的亲和力高于其他配基，例如柠檬酸和多酚类化合物。这种高亲和力产生了一种稳定的螯合，使铁在胃与肠中消化而不分散，从而防止铁与铁吸收抑制剂结合。在没有铁吸收抑制剂存在时，NaFeEDTA的铁的生物利用率可能低于FeSO4中铁的生物利用率，这可用于解释EDTA铁钠（NaFeEDTA）中铁的相对生物利用率的变化大的原因。越南的研究显示，在6个月内食用强化EDTA铁钠的鱼肠的妇女，其铁缺乏症的患病率只有食用非强化鱼肠对照组的50%。我国的研究也显示，食用强化EDTA铁钠的酱油可明显降低成年男性和女性及孩童缺铁性贫血的发病率。

氨基酸铁也是一种有前景的食品强化剂。甘氨酸亚铁是研究最多的氨基酸铁，它是亚铁与甘氨酸以1:2的摩尔比率螯合制成的。与硫酸亚铁相比，甘氨酸亚铁吸收抑制剂影响较小，甘氨酸亚铁在粗粮膳食中强化特别有效。

（二）锌强化

锌缺乏症比较普遍，很多营养学家提倡在食品中强化锌。硫酸锌、氯化锌、葡萄糖酸锌、氧化锌和硬脂酸锌是普遍认为安全的5种锌化合物，其中氧化锌是最常用的食品强化剂。氧化锌的溶解度低，在食品中稳定。研究发现，当硫酸锌添加到强化铁的小麦面粉时，会降低4～8岁儿童对铁的吸收，但是，相同数量的锌以氧化锌的方式添加时，对铁的吸收没有影响。