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

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 d,l-alfa-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 d,l-alfa-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.

Для увеличения стабильности некоторые витамины могут быть также подвержены химической модификации, специальной технологической обработке с целью получения более стабильных форм, позволяющих их использовать в различных отраслях пищевой промышленности. Основные параметры, учитывающиеся при разработке форм продуктов:

• стабильность(в процессе обработки и при хранении)

• удобство при использовании (например минимальное пылеобразование, минимальное расслоение в конечном продукте, устойчивость к слеживанию, хорошая сыпучесть и однородность)

• растворимость(получение вододиспергируемых форм жирорастворимых витаминов и каротиноидов)

• биодоступность

• органолептические характеристики (например, маскирование неприятных запахов за счет встраивания или инкапсулирования действующего вещества в защитную матрицу)

Перед внедрением новых технологий необходимо сопоставлять их с традиционными обычными технологиями для оценки влияния на пищевую ценность конечных продуктов, по этой причине РОШ проводит многочисленные исследования стабильности витаминов в различных технологических процессах (пастеризации, микроволновый нагрев, экструзионная обработка, новые упаковочные материалы).

Стабильность витаминов в основных пищевых продуктах

Сохранность витаминов в премиксе на основе рисовой муки спустя 12 месяцев хранения при комнатной температуре

Выбор оптимальной упаковки в значительной степени определяется сроком хранения и стоимостью. Витамин А необходимо защищать от кислорода и света, витамин С - от кислорода, а рибофлавин и пиридоксин - от света. В напитках, молоке и масле кислород может вызывать быстрое разложение витаминов А и С. Упаковка из стекла - хороший выбор для защиты от кислорода, но с точки зрения удобства использования, утилизации и других причин пластмассовая является более подходящей. Правильно подобранные упаковочные материалы совместно с соответствующими передозировками витаминов - путь преодоления проблем, вызываемых взаимодействием с кислородом. Светозащитная упаковка (темное стекло, темный пластик, асептические коробки) - также способствуют сведению к минимуму воздействие света и, следовательно, сведению к минимуму разложения светочувствительных витаминов.

Стабильность витаминов в напитках

Сохранность витаминов в мультивитаминном соке после 12 месяцев хранения при комнатной температуре

Стабильность витаминов в молочных продуктах

Сохранность витаминов в обогащенном пробиотическом фруктовом йогурте (3,8% жирности) спустя 4 месяца хранения при 5°С

Стабильность витаминов в кондитерских изделиях

Стабильность витаминов в мультивитаминном жевательном драже спустя 12 месяцев хранения в запечатанной полиэтиленовой пленке

Стабильность витаминов в хлебобулочных изделиях

Стабильность витаминов в обогащенных тостах (белый хлеб) после выпечки (30 мин, 230°С)

Стабильность витаминов в обогащенных тостах (белый хлеб)

Сохранность витаминов после хранения (2 недели при комнатной температуре в фольге)

Определение витаминов в продуктах питания

Определяемые концентрации обычно находятся в диапазоне несколько частей на миллион (ppm) или частей на миллиард (ppb). Современные методы анализа витаминов позволяют достаточно точно оценивать потери витаминов в результате обработки пищи. Методы количественнго анализа, применяемые для определения витаминов: газовая хроматография, ВЭЖХ, капиллярный электрофорез и биоспецифические методы, например радиоиммуноанализ.

Выводы

Многие физико-химические факторы оказывают негативное воздействие на стабильность микронутриентов, изначально содержащихся в продуктах питания или добавленных с целью увеличения питательной ценности. Стабильность этих микронутриентов в обогащенных продуктах питания может быть увеличена за счет использования соответствующей упаковки или определенных условий хранения. Для компенсации потерь в процессе технологической обработки, хранения или распространения, предусматриваются определенные перезакладки витаминов, так называемые передозировки.

Примечание : опубликованные данные по потере витаминов справедливы, как правило, только при соответствующих экспериментальных условиях, и не могут быть однозначно экстраполированы на другие условия.

Более чем 50-летний опыт обогащения продуктов питания в цивилизованных и развивающихся странах подтвердил, что обогащение продуктов питания безопасно и эффективно.

Витамины группы В, витамин С и другие не оказывают отрицательного воздействия на организм, даже если их употреблять в количествах, значительно превышающих рекомендуемые нормы потребления. Повышенного внимания требует лишь применение жирорастворимых витаминов А и D.

Поскольку предлагаемые дозировки составляют всего некоторую часть от рекомендуемой нормы потребления данных витаминов в день (RDА), обычно в около 30% рекомендуемых норм потребления на порцию, превышение этой нормы потребителем практически исключается, даже если он будет употреблять обогащенные продукты в больших количествах. Это достигается тем, что объем обогащаемого продукта подобран таким образом, чтобы исключить возможность переедания, и тем самым передозировки потребленных витаминов. Кроме того, пределы безопасных доз для микронутриентов настолько высоки, что даже возможное превышение обычной нормы потребления готового продукта не приведет к получению человеком опасно высокой дозировки микронутриентов.