食品營養強化劑

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食品營養強化劑(Nutrition Intensifiers)

　　食品營養強化劑是指為增強營養成分而加入到食品中的天然或人工合成的屬於天然營養素範圍的食品添加劑。

　　1.氨基酸及含氮化合物

　　蛋白質對人體具有重要作用，其基本組成單位是氨基酸。食物蛋白質不能直接被人體吸收利用，首先經消化分解成氨基酸後被吸收，機體利用這些氨基酸再合成自身蛋白質。所以對蛋白質的需要實際上是氨基酸的需要，構成蛋白質氨基酸有20多種，其中8種是人體必須從食物中獲得而不能自身合成的必需氨基酸。作為營養強化劑的氨基酸和含氮化合物主要是這8種必須氨基酸，但因考慮到加工適用和特殊用途的需要，各國又有所不同，如日本已批准21種，美國為30種，我國目前已批准4種：L-鹽酸賴氨酸、L-賴氨酸天門東氨酸鹽、L-肉鹼和牛磺酸。

　　(1)L-賴氨酸

　　L-賴氨酸是8種必須氨基酸中最重要的一種，人體每日需要量比較高，可調節機體內代謝平衡、增加蛋白質吸收率、增強機體的免疫力以及促進兒童生長髮育、增長智力等，又是合成腦神經、生殖細胞等細胞核蛋白及血紅蛋白的必要成分。賴氨酸是穀類食物的第一限制氨基酸，在大米、玉米、小麥中的含量很少，僅為畜肉、魚肉等動物蛋白質的三分之一。因此，在植物性食物為主的人群中，強化賴氨酸是十分必要的。

　　(2)牛磺酸

　　牛磺酸屬於氨基磺酸，較多含於人乳中，牛乳中幾乎不含有，是人體的條件性必須氨基酸。其作用是與膽汁酸結合形成牛磺膽酸，對消化道中脂類的吸收是必須的；對機體還具有排毒和抗氧化的作用；有報道牛磺酸對人類腦神經細胞的增值、分化及存活具有明顯促進作用；另有研究表明，牛磺酸對嬰幼兒的大腦和視神經發育起非常重要的作用。牛磺酸作為營養強化劑，主要應用於嬰幼兒食品，強化專供嬰幼兒食用的牛奶、奶粉、乳製品等，另外還可強化飲料及穀類製品，強化量一般為0.3～0.5g/kg。

　　(3)L-肉鹼

　　L-肉鹼又稱左旋肉鹼、維生素BT，化學名稱為3-羥基-4-三甲氨基丁酸內酯，是一種新型的食品營養強化劑。在實際應用中，可使用L-肉鹼的鹽類如酒石酸鹽、鹽酸鹽等，或使用經乙酰化的乙酰左旋肉鹼。L-肉鹼對人體具有重要作用：是肌肉的組成成分，能夠促進脂肪代謝速率及其轉化從而提供能量，而且還參與許多代謝過程如精子的成熟和活力；L-肉鹼還具有降低血漿膽固醇、提高人體的耐力、提高免疫力、運動後快速恢復疲勞等功能。因此，L-肉鹼可用作運動員的營養補劑、中老年人的重要營養補充劑、糖尿病人及腎功能疾病患者的特殊營養物質、減肥健美食品。作為食品營養強化劑，L-肉鹼主要應用於嬰兒食品的營養強化，L-肉鹼在嬰兒利用脂肪為能量來源的過程中起重要作用，可使脂肪進行最佳氧化。母乳及牛乳中均含有L-肉鹼，大豆配方食品中欠缺，強化量為70～90mg/kg。

　　2.維生素類

　　維生素是促進人體生長髮育和調節生理功能所必需的一類低分子有機物的總稱，一般按其溶解性質可分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。維生素大多不能在體內合成，或合成量甚微，在體內的儲存量也很少，因此必須經常由食物供給。如果從外界食物中維生素攝取不足，人體就不能正常發育成長，甚至會發生特異性疾病即維生素缺乏症，因此，食品中維生素的營養強化具有重要意義 。

　　(1)脂溶性維生素

　　脂溶性維生素包括維生素A、D、E、K，其中維生素A、D是較常用的兩種食品營養強化劑。維生素A(VA)是中國國民最容易缺乏的3種維生素之一，又稱視黃醇，它的前體叫類胡蘿蔔素，也叫VA源，其中最主要的是β-胡蘿蔔素。VA的主要生理功能是參與正常視覺的感光作用；VA的第二功能與上皮細胞正常形成有關；VA的第三功能是增強人體對傳染病的抵抗力；VA還能促進生長髮育，維持正常生殖機能，對青壯年人以及孕婦、乳母都非常重要。VA作為營養強化劑，其種類主要有天然的維生素A油、由 一紫羅蘭酮合成的維生素A醋酸酯、棕櫚酸酯等脂肪酸酯及天然或合成的各種β-胡蘿蔔素，其中β-胡蘿蔔素具有很強的生理活性，是較好的VA營養強化劑。

　　維生素D(VD)是一種類固醇衍生物，已知VD族化合物有6種，其中VD2和VD3較為重要。VD在人體中的生理功能主要與鈣的吸收有關，能夠促進骨骼和牙齒的正常生長。缺乏VD，兒童易發生佝僂病，成人易發生骨質軟化病。研究還表明，VD能降低患結腸癌的危險性，具有治療癌症的能力；動物研究還揭示了VD在正常胎兒發育中的關鍵作用。許多食品尤其是嬰幼兒食品常需給予VD強化，VD作為營養強化劑的品種主要有由酵母與有關真菌分離的麥角固醇經紫外線輻照後產生並被結晶、純化的VD2、由魚肝油或由7-脫氫膽固醇經紫外線照射製成的VD3結晶以及它們經輻射後的濃縮物。但是，VD的食物來源不是主要的，主要是日光照射下機體自身的合成，因此，每天必須進行戶外活動，以獲得充分的日光照射，這一點對於嬰幼兒尤為重要。

　　(2)水溶性維生素

　　水溶性維生素包括維生素C(VC)和B族維生素(維生素B1、B2、B6、B12等)，其中在食品營養強化中最常用的是VC。VC又名抗壞血酸、抗壞血病維生素，是人體必需的重要營養物質，隨著對VC的認識和研究的不斷深化，其功效已不僅僅局限於防治“壞血病”，而是涉及到許多方面：參與氧化還原反應，具有抗氧化劑作用，可降低過氧化脂質與血清膽固醇；維持骨骼、牙齒、血管、肌肉的正常發育和功能，促進創傷與骨折愈合；有助於機體對鈣、鐵的吸收和葉酸的利用，缺乏會引起造血機能障礙；增加人體抗體的形成，提高白細胞的吞噬能力，具有防治腫瘤的作用；萬能解毒劑，對鉛、苯、砷等化學物質具有一定的解毒作用。至於具體的VC營養強化劑，儘量選用穩定性高的品種。例如，抗壞血酸是最不穩定的品種，它極易受溫度、pH等影響，而抗壞血酸磷酸酯鎂同樣具有VC生理活性，但穩定性卻大為增強。一般說來，VC在飲料中的強化劑量為120～240mg/kg，在夾心糖中的強化劑量為2000～6000mg/kg。

　　3.礦物質類

　　礦物質元素又稱無機鹽，也是人體不可缺少的營養素，具體包括60多種礦物質元素，在人體內約占體重總量的4%。現已發現，其中21種是人體所必須，按其在人體中含量不同，可分為常量元素和微量元素兩大類。礦物質元素既不能在人體內合成，除排泄外也不能在機體代謝過程中消失，但在人的生命活動中卻具有重要的作用，缺乏微量元素，會使機體內很多酶失去活性或作用減弱，引起蛋白質、激素、維生素的合成和代謝障礙，對人體的生長髮育、新陳代謝、組織呼吸、氧化還原過程，以及造血、成骨、精神及神經功能和智力發育等一系列重要生命現象產生嚴重影響。

　　(1)常量元素

　　鈣是人體中含量最多的一種常量元素，鈣在人體生長髮育的各個階段，從幼年到成年乃至老年，都肩負著重要的生理功能，是保證人體健康長壽所必不可少的，有人稱鈣是“生命之源”，專家學者把鈣稱為“體內第二信使”；鈣缺乏會導致肌肉痙攣、背痛、骨骼易斷裂、軟骨病、骨質疏鬆、高血壓、老年痴呆等疾病的發生。鈣在人體內的吸收利用，受許多因素的影響，我國人民膳食結構的特征之一是以植物性食物為主，其中鈣質易受草酸、植酸干擾，不易被人體吸收，所以我國目前食物中鈣的攝取量普遍偏低，居民普遍缺鈣。因此補鈣應成為我國人民保障身體健康的重點項目，進食營養強化劑是一個理想的補鈣途徑。

　　鈣的強化源有檸檬酸鈣、葡萄糖酸鈣、碳酸鈣、乳酸鈣、磷酸鈣、氂牛骨粉、蛋殼鈣、活性離子鈣(牡蠣等蚌殼類經水解處理制得)。有關專家一致認為，一個良好的鈣營養強化劑應具備如下特點：一是要求鈣含量高；二是鈣的吸收率和生物利用率高；三是安全、無毒副作用，不含超標重金屬，其水溶液應呈中性。研究發現，檸檬酸一蘋果酸鈣是鈣、檸檬酸和蘋果酸按一定比例配合成的有機酸複合物，具有高溶解性、高生物學吸收利用性、減少鐵吸收阻礙、風味良好且安全無毒的特點，是一種較理想的鈣營養強化劑。

　　最近在對我國1986年食品營養強化劑使用衛生標準修訂時，將原訂“固體飲料”改為“飲料”以擴大其強化範圍。在進行鈣強化時應註意鈣磷比，美國推薦成人鈣強化時的鈣磷比為1：1，嬰兒為1：0.7。牛奶是補鈣較理想的食品，這不僅因為牛奶含鈣量高，且鈣磷之比(1：1.2)較合適，易吸收利用。

　　(2)微量元素

　　健康成人體內含鐵約3～5克，鐵是對人體健康極為重要的一種必須微量元素：人體內的鐵是構成血紅蛋白、肌紅蛋白的原料，而且還是維持人體正常生命活動最重要的一些酶的組成成分，與能量代謝關係十分密切；鐵的功用並不限於造血，還能促使胡蘿蔔素轉化為VA；清除血脂；產生抗體；合成體內一些重要物質，如嘌呤、膠原等；參與肝髒的解毒作用。鐵缺乏後可因血色素量(紅細胞數和血紅蛋白)不足而易導致貧血，這已成為營養常識。在全世界的各個角落，患缺鐵症的人比患其它任何營養缺乏症的人都多，因此鐵的強化非常重要。鐵的強化劑品種有乳酸亞鐵、葡萄糖酸亞鐵、血紅素鐵和富鐵酵母。一般說來，鐵在夾心糖中強化量以鐵元素計為6O0～1200mg/kg。

　　鋅是人體內40多種金屬酶的主角，例如，向紅細胞運送氧氣和二氧化碳的酶、與骨骼的生長髮育和營養物質代謝有關的酶等都需要鋅的加入；許多生理過程如激素代謝、VA代謝以及免疫功能等體內各種複雜重要的反應如果沒有鋅的參與則無法進行，人的生命也就停止了；所以，有人把鋅譽為“生命之花”。鋅強化在我國1986年所定食品營養強化及使用衛生標準中的強化範圍太廣了，以致人們由各種鋅強化食品中的鋅攝人量大大超過我國每日膳食中營養素供給量標準，鋅攝人過多則會影響體內的銅、鐵代謝和鈣的吸收，對人體產生一定副作用，甚至會引發心臟病，因此取消了食鹽中的強化鋅，並將穀類粉中鋅的強化量由原來的20mg/kg降為10mg/kg。目前我國允許的鋅強化源有葡萄糖酸鋅、乳酸鋅、硫酸鋅、氧化鋅、醋酸鋅、氯化鋅和檸檬酸鋅，其中以葡萄糖酸鋅的生物利用度最高，約為硫酸鋅的1.6倍。

　　我國衛生部於1986 年11月和1994年2月，先後制訂、修訂和頒佈了《食品營養強化劑使用衛生標準》(試行和GB14880—94)及(食品營養強化劑衛生管理辦法》，對食品營養強化劑的使用衛生和安全標準作出了明確的規定，並每年根據食品添加劑. 的發展以衛生部發佈公告的形式進行更新。使用食品營養強化劑必須符合國家標準中規定的品種、範圍和使用量。生產強化食品， 必須經省、自治區、直轄市食品衛生監督檢驗機構批准才能銷售，併在該類食品標簽上標註強化劑的名稱和含量，在保存期內不得低於標誌含量。食品原成分中含有的營養物質，若其含量達到營養強化劑最低標準的1/2時，則不得進行強化。

　　使用已強化的食品原料製作食品時，其最終產品的強化劑含量必須符合營養強化劑標準的要求。生產或使用未列入營養強化劑標準的品種，或需要擴大使用範圍和增加使用量以及生產複合食品營養強化劑時，可經省、自治區、直轄市食品衛生監督部門初審，送衛生部食品衛生監督檢驗所，組織專家審議通過後，報衛生部批准。

　　進口未列入營養強化劑標準名單的品種時，進口單位必須將有關資料送衛生部食品衛生監督檢驗所，組織專家審議通過後，報衛生部批准。進口食品中的營養強化劑必須符合我國規定的營養強化劑使用衛生標準，不符合標準的需報衛生部批准後方可進口。

　　世界上所用的營養強化劑總數約130種，在我國，營養強化劑在食品添加劑中是第16類。按GBI4880-94國家標準列入名單的有37種，其中氨基酸及含氧化合物12種，維生素17種，礦物質8種，對這些產品品種都明確規定了使用範圍和使用量，並制定了實施細則。在如此眾多的營養強化劑中，根據不同情況科學合理地選擇營養強化劑，應遵循一定的原則。

　　(1)在選擇強化某種營養素之前，必須考慮膳食中該營養素的其他來源，一方面要保證攝入強化食品後該營養素水平不會過量；另一方面，該營養素的添加也應該確有必要，營養素的強化用量應該使其在膳食中的含量有明顯的提高，以便攝入通常數量的食物即可得到充足的該種營養素。

　　(2)註意各種營養素之間的平衡，防止由於食品強化而造成營養素攝入的不平衡；而且在食品中添加一種必需營養素後，不得對其它營養素的代謝產生不利影響。

　　(3)儘量選擇具有生物活性和穩定性高的營養強化劑。例如鐵的營養效價就因所用形式不同，而有很大的差異。再如，有些營養素可由於接觸空氣或加熱而被破壞，像維生素A、抗壞血酸和核黃素、氨基酸等可因光、熱和氧化作用而被破壞。麵粉中的β胡蘿蔔素含量很少，而β-胡蘿蔔素的穩定性又比較高，所以可在麵包和餅干中添加適量的β-胡蘿蔔素(用量為0.5mg/kg麵粉中)，經過麵團調製、醒發(麵包)或壓片(餅干)、焙烤其保留量仍高達83.3%。

　　(4)儘量選擇容易被人體吸收的營養強化劑，儘量避免使用難溶的、難以吸收或易被食物影響吸收率的強化劑。有些無機曲和維生素容易在食物中相互作用而被破壞或因水洗而損失，因此所加入的營養素應和原有食物無干擾作用，如鐵就可與食物中的某些單酸、酯酰形成沉澱。

　　(5)強化某種必需營養素必須同時提供其測定和監控的技術方法。

　　(6)添加的營養素不應對食品的特性，如安全性、色、香、味、質構、烹調性質等產生不良影響，也不得過分縮短食品的貨架壽命。

　　種種跡象表明，食品營養強化劑將成為21世紀的朝陽產業，前景十分廣闊。根據不同的需求，營養強化食品在開拓出廣闊市場的同時，也在不斷地發展變化。

　　(1)營養強化劑食品內涵向“功能性” 和“保健性” 拓展

　　現代保健信息空前增多，使越來越多的消費者相信，飲食以及維生素、礦物質、植物性藥材、氨基酸和植物化學成分等有助於預防慢性疾病，提高生活質量。對健康問題的關註焦點已經由解決營養素缺乏拓展到相關營養因數和非營養因數對特定疾病高危人群的實際效果。營養素強化不再僅僅是以維持身體健康或不生病為目的，消費者更加迫切地希望藉助營養素的強化來預防甚至治療某些特殊疾病， 以維持最佳的健康狀況。這與功能性食品所倡導的食品“第三功能”， 即調節人體機能的功能相吻合。

　　目前，食品營養強化向“功能性” 和“保健性”發展已成為一大趨勢。需要特別指出的是，這種變化趨勢並沒有造成最初“營養強化” 概念的過時，因為總會有一些特定營養素攝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、研究營養強化的同時，應當高度重視營養素和非營養素保健因數對消費者健康的價值。

　　(2)採用生物技術提高食品原料中營養素的含量

　　一方面，採用遺傳工程來改良一些植物性食品原料的特性，提高其特定營養素含量和生物利用率或通過降低其中礦物質吸收干擾因數的含量， 問接提高原料中特定礦物質元素的生物利用率。不少植物性食物中維生素含量已經通過該方法得到了較大幅度的提高。另一方面，也可以通過水、肥或飼料成分控制， 在一定限度內改良植物性或動物性食物中的部分營養素和其他功能性組分的含量。例如，採用ω-3 多不飽和脂肪酸強化飼料喂養蛋雞，可生產出富含ω-3 多不飽和脂肪酸的營養保健蛋，這將成為人類快速有效補充ω-3 多不飽和脂肪酸的重要途徑。

　　(3)進行營養強化劑的預混、複合

　　當前營養素強化追求全面、均衡， 強化食品已由早期的單一營養素強化向多種營養素強化發展。為了有效地解決強化食品製造商最常遇到的強化劑加入量的精確控制及其在最終產品中的均勻分佈兩大技術難題，國外營養強化劑製造商已經趨向於提供強化劑預混合物產品。根據客戶強化不同產品的需求，預先配製各種營養素，稀釋、分散到一種適配性較強的載體(如葡萄糖、麥芽糊精)中。

　　營養強化劑預混合物除添加維生素、礦物質、氨基酸和膳食纖維等營養素外，還可組合風味成分、色素以及抗氧化劑等配料， 以提高強化食品的品質。