食品营养强化剂

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食品营养强化剂(Nutrition Intensifiers)

　　食品营养强化剂是指为增强营养成分而加入到食品中的天然或人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂。

　　1.氨基酸及含氮化合物

　　蛋白质对人体具有重要作用，其基本组成单位是氨基酸。食物蛋白质不能直接被人体吸收利用，首先经消化分解成氨基酸后被吸收，机体利用这些氨基酸再合成自身蛋白质。所以对蛋白质的需要实际上是氨基酸的需要，构成蛋白质氨基酸有20多种，其中8种是人体必须从食物中获得而不能自身合成的必需氨基酸。作为营养强化剂的氨基酸和含氮化合物主要是这8种必须氨基酸，但因考虑到加工适用和特殊用途的需要，各国又有所不同，如日本已批准21种，美国为30种，我国目前已批准4种：L-盐酸赖氨酸、L-赖氨酸天门东氨酸盐、L-肉硷和牛磺酸。

　　(1)L-赖氨酸

　　L-赖氨酸是8种必须氨基酸中最重要的一种，人体每日需要量比较高，可调节机体内代谢平衡、增加蛋白质吸收率、增强机体的免疫力以及促进儿童生长发育、增长智力等，又是合成脑神经、生殖细胞等细胞核蛋白及血红蛋白的必要成分。赖氨酸是谷类食物的第一限制氨基酸，在大米、玉米、小麦中的含量很少，仅为畜肉、鱼肉等动物蛋白质的三分之一。因此，在植物性食物为主的人群中，强化赖氨酸是十分必要的。

　　(2)牛磺酸

　　牛磺酸属于氨基磺酸，较多含于人乳中，牛乳中几乎不含有，是人体的条件性必须氨基酸。其作用是与胆汁酸结合形成牛磺胆酸，对消化道中脂类的吸收是必须的；对机体还具有排毒和抗氧化的作用；有报道牛磺酸对人类脑神经细胞的增值、分化及存活具有明显促进作用；另有研究表明，牛磺酸对婴幼儿的大脑和视神经发育起非常重要的作用。牛磺酸作为营养强化剂，主要应用于婴幼儿食品，强化专供婴幼儿食用的牛奶、奶粉、乳制品等，另外还可强化饮料及谷类制品，强化量一般为0.3～0.5g/kg。

　　(3)L-肉碱

　　L-肉碱又称左旋肉碱、维生素BT，化学名称为3-羟基-4-三甲氨基丁酸内酯，是一种新型的食品营养强化剂。在实际应用中，可使用L-肉碱的盐类如酒石酸盐、盐酸盐等，或使用经乙酰化的乙酰左旋肉碱。L-肉碱对人体具有重要作用：是肌肉的组成成分，能够促进脂肪代谢速率及其转化从而提供能量，而且还参与许多代谢过程如精子的成熟和活力；L-肉碱还具有降低血浆胆固醇、提高人体的耐力、提高免疫力、运动后快速恢复疲劳等功能。因此，L-肉碱可用作运动员的营养补剂、中老年人的重要营养补充剂、糖尿病人及肾功能疾病患者的特殊营养物质、减肥健美食品。作为食品营养强化剂，L-肉碱主要应用于婴儿食品的营养强化，L-肉碱在婴儿利用脂肪为能量来源的过程中起重要作用，可使脂肪进行最佳氧化。母乳及牛乳中均含有L-肉碱，大豆配方食品中欠缺，强化量为70～90mg/kg。

　　2.维生素类

　　维生素是促进人体生长发育和调节生理功能所必需的一类低分子有机物的总称，一般按其溶解性质可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。维生素大多不能在体内合成，或合成量甚微，在体内的储存量也很少，因此必须经常由食物供给。如果从外界食物中维生素摄取不足，人体就不能正常发育成长，甚至会发生特异性疾病即维生素缺乏症，因此，食品中维生素的营养强化具有重要意义 。

　　(1)脂溶性维生素

　　脂溶性维生素包括维生素A、D、E、K，其中维生素A、D是较常用的两种食品营养强化剂。维生素A(VA)是中国国民最容易缺乏的3种维生素之一，又称视黄醇，它的前体叫类胡萝卜素，也叫VA源，其中最主要的是β-胡萝卜素。VA的主要生理功能是参与正常视觉的感光作用；VA的第二功能与上皮细胞正常形成有关；VA的第三功能是增强人体对传染病的抵抗力；VA还能促进生长发育，维持正常生殖机能，对青壮年人以及孕妇、乳母都非常重要。VA作为营养强化剂，其种类主要有天然的维生素A油、由 一紫罗兰酮合成的维生素A醋酸酯、棕榈酸酯等脂肪酸酯及天然或合成的各种β-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素具有很强的生理活性，是较好的VA营养强化剂。

　　维生素D(VD)是一种类固醇衍生物，已知VD族化合物有6种，其中VD2和VD3较为重要。VD在人体中的生理功能主要与钙的吸收有关，能够促进骨骼和牙齿的正常生长。缺乏VD，儿童易发生佝偻病，成人易发生骨质软化病。研究还表明，VD能降低患结肠癌的危险性，具有治疗癌症的能力；动物研究还揭示了VD在正常胎儿发育中的关键作用。许多食品尤其是婴幼儿食品常需给予VD强化，VD作为营养强化剂的品种主要有由酵母与有关真菌分离的麦角固醇经紫外线辐照后产生并被结晶、纯化的VD2、由鱼肝油或由7-脱氢胆固醇经紫外线照射制成的VD3结晶以及它们经辐射后的浓缩物。但是，VD的食物来源不是主要的，主要是日光照射下机体自身的合成，因此，每天必须进行户外活动，以获得充分的日光照射，这一点对于婴幼儿尤为重要。

　　(2)水溶性维生素

　　水溶性维生素包括维生素C(VC)和B族维生素(维生素B1、B2、B6、B12等)，其中在食品营养强化中最常用的是VC。VC又名抗坏血酸、抗坏血病维生素，是人体必需的重要营养物质，随着对VC的认识和研究的不断深化，其功效已不仅仅局限于防治“坏血病”，而是涉及到许多方面：参与氧化还原反应，具有抗氧化剂作用，可降低过氧化脂质与血清胆固醇；维持骨骼、牙齿、血管、肌肉的正常发育和功能，促进创伤与骨折愈合；有助于机体对钙、铁的吸收和叶酸的利用，缺乏会引起造血机能障碍；增加人体抗体的形成，提高白细胞的吞噬能力，具有防治肿瘤的作用；万能解毒剂，对铅、苯、砷等化学物质具有一定的解毒作用。至于具体的VC营养强化剂，尽量选用稳定性高的品种。例如，抗坏血酸是最不稳定的品种，它极易受温度、pH等影响，而抗坏血酸磷酸酯镁同样具有VC生理活性，但稳定性却大为增强。一般说来，VC在饮料中的强化剂量为120～240mg/kg，在夹心糖中的强化剂量为2000～6000mg/kg。

　　3.矿物质类

　　矿物质元素又称无机盐，也是人体不可缺少的营养素，具体包括60多种矿物质元素，在人体内约占体重总量的4%。现已发现，其中21种是人体所必须，按其在人体中含量不同，可分为常量元素和微量元素两大类。矿物质元素既不能在人体内合成，除排泄外也不能在机体代谢过程中消失，但在人的生命活动中却具有重要的作用，缺乏微量元素，会使机体内很多酶失去活性或作用减弱，引起蛋白质、激素、维生素的合成和代谢障碍，对人体的生长发育、新陈代谢、组织呼吸、氧化还原过程，以及造血、成骨、精神及神经功能和智力发育等一系列重要生命现象产生严重影响。

　　(1)常量元素

　　钙是人体中含量最多的一种常量元素，钙在人体生长发育的各个阶段，从幼年到成年乃至老年，都肩负着重要的生理功能，是保证人体健康长寿所必不可少的，有人称钙是“生命之源”，专家学者把钙称为“体内第二信使”；钙缺乏会导致肌肉痉挛、背痛、骨骼易断裂、软骨病、骨质疏松、高血压、老年痴呆等疾病的发生。钙在人体内的吸收利用，受许多因素的影响，我国人民膳食结构的特征之一是以植物性食物为主，其中钙质易受草酸、植酸干扰，不易被人体吸收，所以我国目前食物中钙的摄取量普遍偏低，居民普遍缺钙。因此补钙应成为我国人民保障身体健康的重点项目，进食营养强化剂是一个理想的补钙途径。

　　钙的强化源有柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、碳酸钙、乳酸钙、磷酸钙、牦牛骨粉、蛋壳钙、活性离子钙(牡蛎等蚌壳类经水解处理制得)。有关专家一致认为，一个良好的钙营养强化剂应具备如下特点：一是要求钙含量高；二是钙的吸收率和生物利用率高；三是安全、无毒副作用，不含超标重金属，其水溶液应呈中性。研究发现，柠檬酸一苹果酸钙是钙、柠檬酸和苹果酸按一定比例配合成的有机酸复合物，具有高溶解性、高生物学吸收利用性、减少铁吸收阻碍、风味良好且安全无毒的特点，是一种较理想的钙营养强化剂。

　　最近在对我国1986年食品营养强化剂使用卫生标准修订时，将原订“固体饮料”改为“饮料”以扩大其强化范围。在进行钙强化时应注意钙磷比，美国推荐成人钙强化时的钙磷比为1：1，婴儿为1：0.7。牛奶是补钙较理想的食品，这不仅因为牛奶含钙量高，且钙磷之比(1：1.2)较合适，易吸收利用。

　　(2)微量元素

　　健康成人体内含铁约3～5克，铁是对人体健康极为重要的一种必须微量元素：人体内的铁是构成血红蛋白、肌红蛋白的原料，而且还是维持人体正常生命活动最重要的一些酶的组成成分，与能量代谢关系十分密切；铁的功用并不限于造血，还能促使胡萝卜素转化为VA；清除血脂；产生抗体；合成体内一些重要物质，如嘌呤、胶原等；参与肝脏的解毒作用。铁缺乏后可因血色素量(红细胞数和血红蛋白)不足而易导致贫血，这已成为营养常识。在全世界的各个角落，患缺铁症的人比患其它任何营养缺乏症的人都多，因此铁的强化非常重要。铁的强化剂品种有乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、血红素铁和富铁酵母。一般说来，铁在夹心糖中强化量以铁元素计为6O0～1200mg/kg。

　　锌是人体内40多种金属酶的主角，例如，向红细胞运送氧气和二氧化碳的酶、与骨骼的生长发育和营养物质代谢有关的酶等都需要锌的加入；许多生理过程如激素代谢、VA代谢以及免疫功能等体内各种复杂重要的反应如果没有锌的参与则无法进行，人的生命也就停止了；所以，有人把锌誉为“生命之花”。锌强化在我国1986年所定食品营养强化及使用卫生标准中的强化范围太广了，以致人们由各种锌强化食品中的锌摄人量大大超过我国每日膳食中营养素供给量标准，锌摄人过多则会影响体内的铜、铁代谢和钙的吸收，对人体产生一定副作用，甚至会引发心脏病，因此取消了食盐中的强化锌，并将谷类粉中锌的强化量由原来的20mg/kg降为10mg/kg。目前我国允许的锌强化源有葡萄糖酸锌、乳酸锌、硫酸锌、氧化锌、醋酸锌、氯化锌和柠檬酸锌，其中以葡萄糖酸锌的生物利用度最高，约为硫酸锌的1.6倍。

　　我国卫生部于1986 年11月和1994年2月，先后制订、修订和颁布了《食品营养强化剂使用卫生标准》(试行和GB14880—94)及(食品营养强化剂卫生管理办法》，对食品营养强化剂的使用卫生和安全标准作出了明确的规定，并每年根据食品添加剂. 的发展以卫生部发布公告的形式进行更新。使用食品营养强化剂必须符合国家标准中规定的品种、范围和使用量。生产强化食品， 必须经省、自治区、直辖市食品卫生监督检验机构批准才能销售，并在该类食品标签上标注强化剂的名称和含量，在保存期内不得低于标志含量。食品原成分中含有的营养物质，若其含量达到营养强化剂最低标准的1/2时，则不得进行强化。

　　使用已强化的食品原料制作食品时，其最终产品的强化剂含量必须符合营养强化剂标准的要求。生产或使用未列入营养强化剂标准的品种，或需要扩大使用范围和增加使用量以及生产复合食品营养强化剂时，可经省、自治区、直辖市食品卫生监督部门初审，送卫生部食品卫生监督检验所，组织专家审议通过后，报卫生部批准。

　　进口未列入营养强化剂标准名单的品种时，进口单位必须将有关资料送卫生部食品卫生监督检验所，组织专家审议通过后，报卫生部批准。进口食品中的营养强化剂必须符合我国规定的营养强化剂使用卫生标准，不符合标准的需报卫生部批准后方可进口。

　　世界上所用的营养强化剂总数约130种，在我国，营养强化剂在食品添加剂中是第16类。按GBI4880-94国家标准列入名单的有37种，其中氨基酸及含氧化合物12种，维生素17种，矿物质8种，对这些产品品种都明确规定了使用范围和使用量，并制定了实施细则。在如此众多的营养强化剂中，根据不同情况科学合理地选择营养强化剂，应遵循一定的原则。

　　(1)在选择强化某种营养素之前，必须考虑膳食中该营养素的其他来源，一方面要保证摄入强化食品后该营养素水平不会过量；另一方面，该营养素的添加也应该确有必要，营养素的强化用量应该使其在膳食中的含量有明显的提高，以便摄入通常数量的食物即可得到充足的该种营养素。

　　(2)注意各种营养素之间的平衡，防止由于食品强化而造成营养素摄入的不平衡；而且在食品中添加一种必需营养素后，不得对其它营养素的代谢产生不利影响。

　　(3)尽量选择具有生物活性和稳定性高的营养强化剂。例如铁的营养效价就因所用形式不同，而有很大的差异。再如，有些营养素可由于接触空气或加热而被破坏，像维生素A、抗坏血酸和核黄素、氨基酸等可因光、热和氧化作用而被破坏。面粉中的β胡萝卜素含量很少，而β-胡萝卜素的稳定性又比较高，所以可在面包和饼干中添加适量的β-胡萝卜素(用量为0.5mg/kg面粉中)，经过面团调制、醒发(面包)或压片(饼干)、焙烤其保留量仍高达83.3%。

　　(4)尽量选择容易被人体吸收的营养强化剂，尽量避免使用难溶的、难以吸收或易被食物影响吸收率的强化剂。有些无机曲和维生素容易在食物中相互作用而被破坏或因水洗而损失，因此所加入的营养素应和原有食物无干扰作用，如铁就可与食物中的某些单酸、酯酰形成沉淀。

　　(5)强化某种必需营养素必须同时提供其测定和监控的技术方法。

　　(6)添加的营养素不应对食品的特性，如安全性、色、香、味、质构、烹调性质等产生不良影响，也不得过分缩短食品的货架寿命。

　　种种迹象表明，食品营养强化剂将成为21世纪的朝阳产业，前景十分广阔。根据不同的需求，营养强化食品在开拓出广阔市场的同时，也在不断地发展变化。

　　(1)营养强化剂食品内涵向“功能性” 和“保健性” 拓展

　　现代保健信息空前增多，使越来越多的消费者相信，饮食以及维生素、矿物质、植物性药材、氨基酸和植物化学成分等有助于预防慢性疾病，提高生活质量。对健康问题的关注焦点已经由解决营养素缺乏拓展到相关营养因子和非营养因子对特定疾病高危人群的实际效果。营养素强化不再仅仅是以维持身体健康或不生病为目的，消费者更加迫切地希望借助营养素的强化来预防甚至治疗某些特殊疾病， 以维持最佳的健康状况。这与功能性食品所倡导的食品“第三功能”， 即调节人体机能的功能相吻合。

　　目前，食品营养强化向“功能性” 和“保健性”发展已成为一大趋势。需要特别指出的是，这种变化趋势并没有造成最初“营养强化” 概念的过时，因为总会有一些特定营养素摄入量不足的特定人群，如老年人、素食者、青少年等。食品科技工作者在分析、研究营养强化的同时，应当高度重视营养素和非营养素保健因子对消费者健康的价值。

　　(2)采用生物技术提高食品原料中营养素的含量

　　一方面，采用遗传工程来改良一些植物性食品原料的特性，提高其特定营养素含量和生物利用率或通过降低其中矿物质吸收干扰因子的含量， 问接提高原料中特定矿物质元素的生物利用率。不少植物性食物中维生素含量已经通过该方法得到了较大幅度的提高。另一方面，也可以通过水、肥或饲料成分控制， 在一定限度内改良植物性或动物性食物中的部分营养素和其他功能性组分的含量。例如，采用ω-3 多不饱和脂肪酸强化饲料喂养蛋鸡，可生产出富含ω-3 多不饱和脂肪酸的营养保健蛋，这将成为人类快速有效补充ω-3 多不饱和脂肪酸的重要途径。

　　(3)进行营养强化剂的预混、复合

　　当前营养素强化追求全面、均衡， 强化食品已由早期的单一营养素强化向多种营养素强化发展。为了有效地解决强化食品制造商最常遇到的强化剂加入量的精确控制及其在最终产品中的均匀分布两大技术难题，国外营养强化剂制造商已经趋向于提供强化剂预混合物产品。根据客户强化不同产品的需求，预先配制各种营养素，稀释、分散到一种适配性较强的载体(如葡萄糖、麦芽糊精)中。

　　营养强化剂预混合物除添加维生素、矿物质、氨基酸和膳食纤维等营养素外，还可组合风味成分、色素以及抗氧化剂等配料， 以提高强化食品的品质。