Проблема витаминизации продуктов питания и сохранность витаминов в технологической обработке и хранении пищи

ФГОУ  ВПО Санкт-Петербургская Государственная  Академия Ветеринарной Медицины 

Кафедра биохимии 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

на тему: 

Проблема  витаминизации продуктов  питания и сохранность  витаминов в технологической  обработке и хранении пищи. 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:

Студентка 2 курса, 1 группы ВСЭ

Басманова Е.С.

Преподаватель:

Волонт  Л.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург  – 2008 г.

Содержание: 

1. Введение

2. Процессы витаминизации:

• Молоко и молочные продукты, йогурты
• Мука, хлебобулочные и мучные кондитерские изделия
• Безалкогольные напитки

3. Стабильность  витаминов

4. Приложения 
Введение. 

   Аспекты обогащения продуктов  питания массового  потребления.

   Недостаточное потребление витаминов и необходимых  микроэлементов продолжает оставаться серьезной проблемой во всем мире - как в промышленно развитых, так и в развивающихся странах.

   Массовые  обследования населения России, регулярно  проводимые Институтом питания РАМН в различных регионах страны, свидетельствуют  о существенных отклонениях в  питании практически всех групп  населения, что крайне отрицательно сказывается на здоровье нации: сокращается средняя продолжительность жизни, снижается производительность трудоспособного населения и устойчивость к заболеваниям.

   К числу  наиболее распространенных в России и опасных для здоровья нарушений  питания относится повсеместный и глубокий дефицит витаминов. Витамины являются незаменимыми пищевыми веществами, которые абсолютно необходимы для осуществления нормального обмена веществ, роста и развития организма, защиты от болезней и вредных факторов внешней среды, надежного обеспечения всех жизненных функций. Организм человека не способен синтезировать витамины и запасать их впрок, они должны поступать с пищей регулярно, в полном наборе и количествах, соответствующих физиологической потребности человека.

   Обобщение всех имеющихся данных Института  Питания РАМН, базирующихся на результатах  клинико-биохимических обследований нескольких тысяч человек в различных  регионах позволяет заключить, что  недостаток витамина С выявляется у 80-90% обследуемых людей, а глубина дефицита этого витамина достигает 50-80%. 40-80% испытывают недостаток витаминов В1, В2, В6, РР и фолиевой кислоты; 40-55% людей испытывают недостаток каротина. Это позволяет следующим образом охарактеризовать ситуацию с обеспеченностью детского и взрослого населения страны витаминами:

• витаминный дефицит носит характер сочетанной недостаточности витаминов С, группы В и каротина, т.е. является полигиповитаминозом ;
• является постоянно действующим неблагоприятным фактором , т. е. носит всесезонный характер
• выявляется практически среди всех групп населения во всех регионах страны;

   Таким образом недостаточное  потребление микронутриентов  является массовым, постоянно-действующим  фактором, отрицательно влияющим на здоровье, рост, развитие и  жизнеспособность всей нации.

   Помимо очевидных, приведенных выше последствий массового  дефицита микронутриентов, он приводит также к прямым убыткам в национальной экономике. Продуманная политика в  области здорового питания и  результаты реализации проектов витаминизации продуктов массового потребления позволяют сохранить средства для финансирования других экономических программ.  

   Критерии  обогащения основных продуктов питания 

   Добавление  витаминов, минералов и микроэлементов в основные продукты питания позитивно  зарекомендовало себя в целом ряде стран в течение многих лет. Данный метод признан эффективным для корректировки дефицита микронутриентов. Его использование не требует активного участия потребителя, охватывает при этом широкие слои населения и является наиболее экономически выгодным.

   При выборе продуктов питания, подлежащих обогащению микронутриентами, можно руководствоваться  национальными особенностями потребления  того или иного продукта питания, а также следующими соображениями.

• продукт должен потребляться регулярно и быть универсальным.
• продукт должен производиться промышленным путем.
• ежедневное потребление не должно сильно варьироваться
• микронутриент не должен изменять основные свойства обогащаемого продукта
• возможность достижения равномерного распределения питательных веществ в массе продукта
• обеспечение соответствующей стабильности и биодоступности микронутриентов
• обогащение должно быть экономически выгодным
• продукт должен содержать от 1/3 до половины суточной потребности организма человека в витаминах.

   Возможные продукты массового потребления  для обогащения микронутриентами:

   Исходя из данных Института питания РАМН, которые  выявили недостаточность основных микронутриентов среди населения  России могут обогащаться витаминами следующие продукты массового потребления:

• Молоко. Может обогащаться витаминной смесью 730/4 (12 витаминов), витаминной смесью Н33053 (10 витаминов), витаминами А и D.
• Мука/хлеб. Обогащение пшеничной муки витаминными смесями Ровифарин (витамины группы В и железо).
• Жиры и масла . Могут рассматриваться как хорошие носители для жирорастворимых витаминов А и D. Маргарин обогащается витамином А в около 24 странах мира.
• Напитки (соки, нектары, сокосодержащие напитки, сухие витаминизированные напитки) обогащаются различными многокомпонентными витаминными смесями, а также антиоксидативными витаминами А,С,Е.

   Процессы  витаминизации: 

   МОЛОКО  И МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ, ЙОГУРТЫ 

   Молоко и  молочные продукты являются важнейшими продуктами питания, которые рекомендуется  употреблять ежедневно, особенно детям дошкольного возраста, школьникам и подросткам. Молоко и молочные продукты хорошо сбалансированы и легко усваиваются организмом, богаты высококачественным полноценным белком, содержат необходимые для жизнедеятельности жирные кислоты, иммуноглобулины, витамины и микроэлементы.

   Микронутриентный  состав цельного коровьего молока, приведенный ниже, показывает, что  молоко является отличным источником кальция (1 литр покрывает суточную потребность) и витамина В2 (60-100% от суточной потребности), хорошим источником витамина А (10 - 24%) и витамина D (5-40%). Однако, питательная ценность молока значительно колеблется в зависимости от сезона, состава кормов; существенные потери микронутриентов, особенно витаминов, возникают в ходе технологической обработки молока: стерилизации, пастеризации, нормализации, сепарировании, сушке и т.п. Одним из самых оптимальных путей восстановления и увеличения питательной ценности молока и молочных продуктов является их обогащение.  

   CОДЕРЖАНИЕ  МИКРОНУТРИЕНТОВ  В КОРОВЬЕМ ЦЕЛЬНОМ  МОЛОКЕ (3.3% жирности)

   ВИТАМИНИЗАЦИЯ ПИТЬЕВОГО МОЛОКА

   Принимая  во внимание важную роль молочных продуктов  в питании детского и взрослого  населения, и тот факт, что традиционно  молочные продукты ассоциируются в  сознании с полезными, "здоровыми" продуктами, наиболее перспективным продуктом для обогащения признано питьевое молоко путем добавления сбалансированных стабильных поливитаминных комплексов.

   Проведенная Институтом питания РАМН, другими  организациями проработка различных  предложений позволяет рекомендовать в качестве одного из наиболее оптимальных, как с медицинской, так и социально-экономической точек зрения, использование поливитаминного премикса 730/4 для обогащения молока и молочных продуктов.

   Премикс 730/4 представляет собой смесь 12 основных необходимых человеческому организму витаминов с молочным сахаром (лактозой), предназначенную для обогащения витаминами молока и кисломолочных продуктов. Соотношение витаминов в премиксе строго соответствует потребностям в них человека. Добавление премикса к молоку в количестве 750 г премикса на 1000 л молока обеспечивает удовлетворение одним стаканом молока (200 мл) половины среднесуточной потребности человека практически во всех витаминах и полностью гарантирует от возможности их избыточного потребления.

   Добавление  премикса перед пастеризацией и  стерилизацией молока гарантирует  микробиологическую чистоту последнего и не оказывает какого-либо влияния  на вкус и другие показатели его  качества.

   Лабораторные  и натурные исследования, проведенные Институтом Питания РАМН, свидетельствуют о высоких вкусовых качествах молока, обогащенного премиксом 730/4, полной его безопасности и высокой эффективности как средства массовой профилактики полигиповитаминозов и восполнения недостаточного потребления витаминов практически у любых возрастных и профессиональных групп населения. ВНИИ молочной промышленности совместно с Институтом питания РАМН разработаны рецептуры, технологии и нормативно-технологическая документация на молоко и кисломолочные продукты, обогащенные поливитаминным премиксом 730/4.  

   ВИТАМИНИЗАЦИЯ ОБЕЗЖИРЕННОГО СУХОГО МОЛОКА

   Жирорастворимые витамины А и D, которые удаляются  из обезжиренного молока одновременно с дальнейшим отделением жира и могут  быть возвращены в обезжиренное сухое  молоко непосредственно в процессе его приготовления. Для этого могут использоваться те же витамины и смеси, как и для цельного и обезжиренного молока. 

   Методы  добавления витаминов

   Влажный процесс:  
1. Масляные формы витаминов А и D разбавляются десятикратным количеством теплого (40-50°С) гидрогенизированного орехового масла. Полученное масло гомогенизируется с 50-ти кратным количеством свежего обезжиренного молока или 15-ти кратным количеством сгущенного обезжиренного молока. Перед распылительной сушкой требуемое количество данного высокожирного премикса добавляется к основному количеству жидкого обезжиренного молока или концентрата. Данный премикс также можно вводить дозирующим насосом в поток сгущенного молока, перекачиваемого в камеру сушки. 
2. Сухие, диспергируемые в воде витамины А и D или витаминные премиксы предварительно растворяются в 20 частях теплого обезжиренного молока и после этого вносятся в основную массу обезжиренного или сгущенного молока перед распылительной сушкой.

   Сухой процесс:  
В этом случае обогащение порошка может проводится следующим способом. Сначала готовят предварительную сухую концентрированную смесь, смешивая витаминный премикс (отдельные витамины в сухом виде) с порошком обезжиренного молока (в пропорции от 1:10 до 1:100). Обогащают продукт, внося в основную массу обезжиренного молочного порошка аликвотную часть премикса. При использовании соответствующего измерительного оборудования и смесителей процесс смешивания может вестись непрерывно.

   Уровень обогащения:  
Сухое молоко может считаться обогащенным, если дневная порция в 40-80 г содержит 25-50% от рекомендуемой суточной потребности в витаминах. 

   ВИТАМИНИЗАЦИЯ ЙОГУРТА

   Обогащение  йогурта витаминами, особенно если йогурт производится из обезжиренного  молока, - широко распространенная практика. Витамины могут вносится в молоко перед ферментацией с использованием способов, указанных выше. Обогащение молока витаминами не оказывает влияния на культуры микроорганизмов, используемых для ферментации. Внесенные витамины также не влияют на вкус, запах, консистенцию или цвет йогурта

   .

   СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА

   Витамины  могут добавляться в виде сухого премикса вместе с другими сухими сыпучими компонентами перед производством или, в качестве альтернативы, объединяться с фруктовой массой или ароматизатором и вноситься в конечной стадии производства.

   Предпочтительно вносить витамины на возможно поздней  стадии, но это не всегда осуществимо  из-за схемы процесса или сложности отслеживания точности дозирования.

   Стабильность  витаминов в йогурте

   Стабильность  витаминов в йогурте зависит  от следующих факторов:

• условия технологического процесса
• тип используемой культуры бактерий
• время выдерживания
• упаковочного материала
• объемного веса заполнения стакана

   МУКА, ХЛЕБОБУЛОЧНЫЕ И  МУЧНЫЕ КОНДИТЕРСКИЕ ИЗДЕЛИЯ. 

   Хлеб, мука, хлебобулочные и мучные кондитерские изделия, другие зерновые продукты являются одними из важнейших продуктов питания, потребляемыми ежедневно и повсеместно всеми группам детского и взрослого населения. Хлебопродукты являются прекрасным источником калорий, белка, витаминов, пищевых волокон и минеральных веществ. Пшеница и рожь, являющиеся наиболее распространенными зерновыми культурами, являются хорошими источниками витаминов В1, В2, ниацина, В6, Е, а также железа и цинка.

   Следует иметь  в виду, что рецептура хлеба  и мучных изделий и, следовательно, пищевая их ценность различны. В  зависимости от сорта муки, используемого  при приготовлении хлебопродуктов, зерновых изделий, содержание витаминов и минеральных веществ в нем колеблется. Переработка зерна на муку, выпечка и другие виды технологической обработки муки при приготовлении хлебобулочных, мучных кондитерских и зерновых изделий сопровождаются значительными потерями витаминов и минералов. Поскольку большая часть микронутриентов сосредоточена во внешних оболочках зерновки и в зародыше, основные потери происходят в процессе помола муки. Чем меньше выход муки, тем больше потери витаминов и минеральных веществ. Данные Всемирной Организации Здравоохранения показывают уровень потерь витаминов в результате помола и увеличения сортности:

   Следовательно, именно эти витамины чаще всего используются для добавления в пшеничную муку высших сортов с целью достижения уровня пищевой ценности исходного зерна и обогащения конечного продукта. 

   Мучные  кондитерские изделия  и зерновые продукты

   Мучные кондитерские изделия представляют собой группу высококалорийной продукции, которая традиционно пользуется в России большой популярностью и спросом. Популярность готовых к употреблению зерновых продуктов, известных как зерновые завтраки, а именно: различные хлопья, воздушные зерна, подушечки, батончики из измельченных зерен с разнообразными добавками, быстрорастворимые каши и другие подобные продукты, изготовленные на основе пшеницы, кукурузы, риса, ячменя или их различных смесей также растет с каждым днем. Эти продукты пользуются большим спросом у различных групп населения, включая детей, подростков, пожилых людей и бизнесменов, которые особенно нуждаются в повышенном потреблении витаминов.

   Основной  недостаток мучных кондитерских изделий  и зерновых продуктов, заключается в том, что физиологическая ценность этих продуктов невелика. Их чрезмерное потребление нарушает сбалансированность рационов питания как по пищевым веществам, так и по энергетической ценности, что объясняется высоким содержанием одних компонентов (жир, углеводы) и достаточно низким, а в ряде случаев и полным отсутствием других компонентов, как, например, витамины. Несмотря на то, что большая часть ингредиентов, используемых при их производстве, является натуральными, после технологической обработки, они почти не содержат витаминов.

   По этой причине производители зерновых завтраков, бисквитов, печенья, и других мучных и кондитерских изделий уделяют  все большее внимание обогащению данных продуктов витаминами и минералами.

   Вывод: единственно  возможным и рациональным способом повышения пищевой ценности хлеба, зерновых завтраков, бисквитов, печенья, и других мучных и кондитерских изделий является обогащение их витаминами и минеральными веществами. Низкая стоимость, простота технологии обогащения делают этот способ ликвидации витаминной недостаточности наиболее эффективным.

   Технология  обогащения

   Технология  обогащения муки проста. Отдельные  витамины или их смесь добавляется  в муку в необходимых количествах  через объемный питатель.

   Существует  два способа внесения премикса в муку:

• гравитационный;
• воздушно-конвективный (для пневматических систем).

   При гравитационном способе, гомогенность микронутриентов в обогащаемой муке существенно зависит от того, в каком месте технологической цепочки расположен питатель, и очень важно, чтобы перемешивание микронутриентов с мукой было хорошим. При пневматическом перемещении муки питатель располагается в центральном положении.

   Основные  технологические  требования при обогащении

• Приготовление концентрированных премиксов, содержащих требуемые необходимые питательные компоненты (витамины, минералы);
• Концентрированный премикс следует добавлять на завершающей стадии технологического процесса
• Перед внесением в продукт, концентрированный премикс необходимо предварительно смешать с одним или несколькими компонентами.
• Средний уровень передозировок для компенсации потерь в процессе производства и хранения должен быть определен опытным путем в конкретных технологических условиях.

   САХАРНЫЕ  КОНДИТЕРСКИЕ ИЗДЕЛИЯ

   Сахарные  кондитерские изделия представляют группу высококалорийной пищевой продукции  широкого ассортимента, традиционно  пользующейся большим покупательским спросом, особенно среди детей и подростков. К этой группе относятся:

• шоколад
• конфеты, ирис, карамель, драже
• мармелад
• пастила, зефир
• жевательная резинка
• халва и т.п.

   Основной  недостаток этих продуктов заключается  в том, что физиологическая ценность их невелика: они служат в основном источником углеводов и жиров, в то же время содержание важнейших микронутриентов в них незначительно. Витаминизация сахарных кондитерских изделий проводится с целью восстановления баланса по энергетической и физиологической ценности продуктов, повышения их пищевой ценности, а также для улучшения их вкусовых качеств (витамин С). 

   БЕЗАЛКОГОЛЬНЫЕ  НАПИТКИ 

   Безалкогольные  напитки, - собирательное название для  нескольких категорий продуктов, входящих в рацион современного человека:

• соки (фруктовые и овощные)
• сокосодержащие напитки
• лимонады
• сухие водорастворимые напитки
• энергетические напитки (изотонические и гипотонические напитки для спортсменов и дюдей, ведущих активный образ жизни)
• водорастворимые чаи и напитки на основе чая (ice tea) и др.

   Соки и  сокосодержащие напитки отчасти  обеспечивают наш организм целым  набором биологически активных веществ: витаминами, минералами, макро- и микроэлементами. Однако прежде чем попасть на стол к потребителю, они проходят долгий путь, и в ходе технологической обработки уровень содержания в них витаминов, присущий свежим фруктам и овощам, постепенно снижается. Существует доступный способ решения данной проблемы: этот уровень может быть восстановлен до исходного путем добавления витаминов в напитки в процессе производства.

   Витамины  добавляются в  безалкогольные напитки  по следующим причинам:

• Обогащение - внесение в продукты питания необходимых питательных компонентов с целью поддержания и улучшения общественного здоровья
• Восстановление - добавление витаминов с целью восстановления уровня витаминов, присутствующих в исходном сырье (свежие фрукты), но утерянного в процессе технологической обработки или хранения.
• Стандартизация - компенсация колебаний качественных показателей продукта, зависящих от содержания питательных веществ, например: гарантия определенного уровня содержания витамина С в готовом соке, независимо от его содержания в концентрате сока. Стандартизация позволяет потребителю удовлетворить потребности в витамине С вне зависимости от типа предпочитаемого напитка. В соответствии с рекомендациями Института питания РАМН, С-витаминизацию следует проводить, если в конечном продукте содержится менее 25% от рекомендуемой сточной потребности на один стакан напитка (200 мл), т.о. если в 1 л напитка содержится менее 90-100 мг витамина С, то можно рекомендовать стандартизацию сока до данного количественного содержания витамина С.
• Подкрашивание каротиноидами - придание напитку оттенка от бледно-желтого до насыщенного оранжево-красного (подробнее смотри главу "Каротиноиды")

   Лимонады  и сухие водорастворимые напитки  для повышения их пищевой ценности и привлекательности для потребителя  также желательно обогащать витаминами. При этом, преимущественно используются витаминные премиксы, которые вносятся вместе с другими компонентами в процессе производства (см. схемы). 

   СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА

   Растворимые напитки

   Нектары и сокосодержащие напитки

   СТАБИЛЬНОСТЬ  ВИТАМИНОВ 

   Успех обогащения зависит от ряда факторов, включая  стабильность вносимых в продукт  питания микронутриентов. При надлежащем хранении витамины в их исходной форме  сохраняют свою биологическую активность в течение ряда лет. Хорошая сохранность отмечается также в сухих продуктах. Однако в более сложных условиях (например при обработке, хранении и приготовлении пищи) витамины подвергаются воздействию ряда физических и химических факторов, которые необходимо принимать во внимание перед выбором обогащающих компонентов:

• температура, тепловая энергия
• срок хранения
• влажность
• неблагоприятная величина рН
• кислород и другие газы
• свободные Радикалы
• свет, облучение
• катализаторы (например, ионы меди и железа)
• ферменты

Физические  и химические факторы, оказывающие влияние  на стабильность витаминов

   В целом, холекальциферол, токоферола ацетат, биотин, ниацин, никотинамид, пиридоксин и рибофлавин могут рассматриваться как стабильные витамины, тогда как витамин А, витамин К, аскорбиновая кислота, цианокобаламин, фолиевая кислота, пантотеновая кислота, пантенол и тиамин могут создавать некоторые сложности, связанные с их стабильностью, возникающих при обработке и/или хранении продуктов.

   Переработка продуктов питания наиболее сильно воздействует на стабильность витаминов  в готовых продуктах. Применение стабилизированных и микрокапсулированных форм витаминов значительно повышает их устойчивость в продуктах при различных условиях переработки и хранения.

   Исследования  показывают, что витамин А стабилен в обогащенной муке (после шести  месяцев хранения при температуре  ниже 25°С сохранность витамина А  составляет 95% от исходного уровня). При выпечке хлеба из обогащенной муки наблюдаются незначительные потери витамина А: 10-20%, при использовании для жарки обогащенного растительного масла потери витамина А могут составить порядка 40%.

   Витамин Е наиболее стабилен в форме a-токоферола ацетата. Природный витамин Е, присутствующий в пищевом сырье в форме аlfa-токоферола, медленно окисляется под воздействием кислорода воздуха. Однако стабильность витамина Е, внесенного в форме a-токоферола ацетата очень высока и его потери появляются только при продолжительном нагревании, например, кипячении или жарке.

   Тиамин (витамин  В1) - один из наименее стабильных витаминов. Выпечка, пастеризация или кипячение продуктов, обогащенных тиамином, может привести к его потерям до 50%. Стабильность тиамина при хранении зависит от влажность продукта. При хранении муки с влажностью 12% в течении пяти месяцев потери тиамина могут составить до 20%, при 6% влажности муки потерь не наблюдается. Тиамин, рибофлавин и ниацин стабильны при выпечке хлеба: потери составляют от 5 до 10%.

   Рибофлавин (витамин В2) очень стабилен во время термообработки, хранения и приготовления пищи. Однако рибофлавин подвержен разрушению под воздействием света. Этого можно избежать при использовании светозащитной упаковки.

   Ниацин - один из наиболее стабильных витаминов и основные потери возникают из-за выщелачивания в воде для приготовления пищи.

   Пиридоксин (Витамин В6) : его потери зависят от типа термической обработки. Например, наибольшие потери в витамина В6 возникают в процессе стерилизации жидкого детского питания, и наоборот, В6 в обогащенной муке стоек к температуре выпекания. В6 чувствителен на свету, вызывающем расщепление и выдерживание в воде может вызвать выщелачивание и привести к значительным потерям. Однако витамин В6 стабилен при хранении, в пшеничной муке, хранящейся при комнатной температуре или при 45°С сохраняется около 90% от внесенного В6.

   Фолиевая  кислота нестабильна и теряет свою активность в присутствии света, окислителей или восстановителей, в кислой или щелочной средах. Однако она относительно стабильна к нагреванию и влажности; так выпечка и зерновые хлопья сохраняют до 100% от добавленного количества фолиевой кислоты после шести месяцев хранения. Свыше 70% ее сохраняется в процессе выпечки хлеба.

   D-пантотенаткальция стабилен при нагревании в слабых кислотах и нейтральной среде, но его стабильность снижается в щелочной среде.

   Биотин чувствителен как к кислотам, так и к основаниям.

   Аскорбиновая  кислота (витамин  С) легко разрушается в ходе технологической обработки или хранении из-за действия металлов таких как медь или железо. Длительное воздействие воздуха и продолжительное нагревание в присутствии кислорода разрушает аскорбиновую кислоту, таким образом стабильность витамина С в обогащенном продукте будет зависеть от самого продукта, технологии его производства, типа используемой упаковки. В витаминизированном продукте или напитке сохраняется от 75 до 97% витамина С при хранении 12 месяцев при комнатной температуре.