Prof. dr hab. n. med. Lucyna Ostrowska

Żywność wzbogacona

(fortyfikacja żywności).

Zakład Dietetyki i Żywienia Klinicznego

Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku

Fortyfikacja

Wzbogacanie żywności, fortyfikacja,

zgodnie z definicją FAO/WHO (1994) jest to

dodawanie jednego lub kilku składników

odżywczych do środków spożywczych, bez

względu na to, czy normalnie występują

one w tym środku, czy nie, w celu

zapobiegania i korygowania występujących

niedoborów jednego lub wielu składników

odżywczych w całych populacjach lub

określonych grupach ludności

Inny typ wzbogacania żywności –

karmienie zwierząt hodowlanych

paszą bogatą w składnik

wzbogacający. Np. karmienie trzody

chlewnej lub drobiu paszą

zawierającą rzepak lub mikroalgi

morskie, bogate w wielonienasycone

kwasy tłuszczowe n-3. Otrzymane w

ten sposób mięso i jaja zawierają

zwiększoną zawartość tego składnika

Fortyfikacja ma na celu:

Skorygowanie lub zapobieżenie rozległym niedoborom tych składników w całej populacji lub określonych grupach ludności

Uzyskanie żywności o wartości odżywczej podobnej jak żywność, dla której mają one stanowić zamienniki,

Uzupełnić straty składników odżywczych, które nastąpiły w czasie przetwarzania lub przechowywania żywności

Uzyskanie większego spożycia składników odżywczych, których niedostateczne spożycie stwierdzono w badaniach żywieniowych

Uzyskanie większego spożycia składników odżywczych, ze względu na ich prozdrowotną rolę stwierdzoną w badaniach epidemiologicznych.

Strategia działania mająca doprowadzić do

eliminacji lub ograniczenia niedoborów

pokarmowych:

Zwiększenie podaży i asortymentu produktów będących naturalnym źródłem deficytowych składników odżywczych (produkcja, import, polityka cenowa)

Edukacja żywieniowa społeczeństwa

Suplementacja - indywidualne przyjmowanie deficytowego składnika (krótkotrwałe narzędzie zwalczania ostrych niedoborów zaznaczonych klinicznie)

Wzbogacanie żywności w deficytowe składniki odżywcze (długoterminowa strategia zapobiegania niedoborom w całej populacji).

Warianty wzbogacania żywności

Wzbogacanie interwencyjne – bezpośrednie zapobieganie i zwalczanie określonych niedoborów. Składnik jest dodawany w znacznych ilościach do odpowiednich produktów spożywczych. Dzienna porcja wzbogaconego produktu powinna pokrywać 30-100% zalecanego spożycia. Np. jodowanie soli kuchennej, dodawanie wit. A lub cukru do przetworów zbożowych (przeciw kseroftalmii), fluorowanie wody. W tych przypadkach stosunkowo duże jest niebezpieczeństwo doprowadzenia u części społeczeństwa do niepożądanego w skutkach nadmiaru lub objawów toksyczności, dlatego decyzja o wprowadzeniu wymaga starannego rozważenia.

Wzbogacanie wyrównawcze – bezpośrednie zwiększenie wartości odżywczej produktu spożywczego. Np. dodawanie tiaminy i żelaza do mąki pszennej lub ryżowej w celu skompensowania strat (w procesach przetwórczych, niska biodostępność), czy wzbogacanie soków owocowych w witaminę C,wyrównanie naturalnych różnic w jej zawartości

Warianty wzbogacania żywności

Wzbogacanie wyrównawcze – Dodawany składnik odżywczy powinien być w ilości nie większej od jego naturalnego poziomu w produkcie (nie powinien przekraczać maksymalnej zawartości składnika w surowcu). Jest to najbezpieczniejsza forma wzbogacania.

Wzbogacanie polepszające – nadanie żywności właściwości pożądanych przez konsumenta. Np. dodatek witamin antyoksydacyjnych, błonnika, specyficznych aminokwasów. Produkt nie zawiera tych składników w warunkach naturalnych. Poziom wzbogacania różny. Przykładem tej odmiany fortyfikacji są: upodobnienie produktów substytucyjnych do ich naturalnych odpowiedników, np. margaryn stołowych do masła, czy mieszanek mlekozastępczych do pokarmu matki, a także dodawanie tokoferolu do rafinowanych olejów w celu przedłużenia ich trwałości lub -karotenu do margaryn – dla polepszenia barwy. Produkt zwykle nie jest tu naturalnym źródłem dodawanego składnika.

Wzbogacanie żywności

Wzbogacanie interwencyjne wymaga wyboru produktu – nośnika (produkt ten musi być powszechnie spożywany przez całą populację zagrożoną, a jego spożycie powinno być możliwie stabilne pod względem ilościowym i wyrównane; należy określić najniższe i najwyższe poziomy spożycia). Produkt ten powinien być przy tym przetwarzany przemysłowo, aby ułatwić wdrożenie i kontrolowanie technologii jego wzbogacenia.

W strategii wzbogacania żywności wykorzystuje się jako nośniki: mąkę, ryż, pieczywo trwałe i cukiernicze, śniadaniowe przetwory zbożowe, makarony, mleko odtłuszczone, mleko w proszku i napoje mleczne, sojowe zamienniki mięsa i mleka, masło, margaryny i oleje roślinne, napoje, soki i przetwory owocowe, cukier, sól, glutaminian sodu.

Kierunki wzbogacania żywności

Kierunek dotyczący całej populacji danego kraju – długoterminowa strategia rządowa dotycząca zapobiegania określonym niedoborom, np. jodowanie soli

Kierunek dotyczący poszczególnych grup konsumentów, zagrożonych pewnymi niedoborami, np. żywność dla sportowców, dietetyczne środki spożywcze

Kierunek dotyczący grup konsumentów pragnących poprawić jakość zdrowotną spożywanej diety bez gwałtownych zmian nawyków żywieniowych np. żywność niskoenergetyczna

Naturalne składniki bioaktywne

stosowane do wzbogacania żywności

Błonnik pokarmowy – pektyny, beta-glukany, guar, alginiany, karageny, ksantan, ligniny, skrobia oporna

Oligosacharydy – rafinoza, stachioza, inulina, laktuloza, oligofruktoza, oligogalaktoza

Poliole – sorbitol, ksylitol, maltitol, laktitol, izomalt

Witaminy – z grupy B, D, A, C, E

Aminokwasy, peptydy, białka – kwas glutaminowy, kreatyna, karnityna, tauryna, tyrozyna, glutation, hydrolizaty białkowe, koncentraty i izolaty białkowe

Wielonienasycone kwasy tłuszczowe – linolenowy, EPA, DHA

Składniki mineralne – wapń, magnez, żelazo, cynk, selen, jod, mangan

Cholina i lecytyna – sojowa, rzepakowa, jajeczna

Bakterie fermentacji mlekowej (probiotyki) – Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. rhamnosus, Bifidobacterium bifidum

Substancje fitochemiczne – związki polifenolowe, flawonoidy, karotenoidy, kofeina, glikozydy, fitosterole

Aminokwasy i peptydy

Leucyna, walina, izoleucyna – aminokwasy o rozgałęzionym łańcuchu, których metabolizm zachodzi głównie w mięśniach. Wykazują działanie anaboliczne, powodując przyrost tkanki mięśniowej. Stosowane do wzbogacania diety sportowców. Poprawiają wydolność psychofizyczną przez zmniejszenie odczuwania zmęczenia (hamują przechodzenie tryptofanu do mózgu i opóźniają tworzenie serotoniny)

Tryptofan – substrat do produkcji serotoniny. Jeden z czynników biochemicznych wyzwalających sen. Prekursor melatoniny.

Fenyloalanina – substrat do syntezy noradrenaliny i dopaminy. Wpływa na poprawę pamięci, łagodzi objawy depresji, poprawia nastrój, zwiększa popęd seksualny

Arginina – bierze udział w syntezie i uwalnianiu hormonu wzrostu, zwiększa wydolność psychofizyczną, ułatwia gojenie się ran, nasila metabolizm tłuszczu w stresie, zwiększa produkcję limfocytów i makrofagów, rozszerza naczynia tętnicze przez uwalnianie NO

Kwas asparaginowy – synteza białek i ATP, zapobiega zmęczeniu, zwiększa wydolność psychofizyczną, bierze udział w rozkładzie amoniaku w o.u.n.

Kwas glutaminowy – usprawnia procesy myślowe, przeciwdziała depresji, hamuje nadmierne odczuwanie bólu i zmęczenia, działa mobilizująco

Glutamina – moduluje funkcje immunologiczne, reguluje funkcje mózgu, jelit, nerek, leukocytów i wątroby, utrzymuje równowagę kwasowo-zasadową, prekursor syntezy DNA i RNA, usuwa amoniak z mózgu, bierze udział w syntezie glikogenu. Stosowana w odżywkach dla sportowców i żywności medycznej

L-karnityna – stymuluje przemiany metaboliczne tłuszczów i nasila ich wykorzystanie jako źródła energii, hamuje tworzenie tkanki tłuszczowej i rozwoju otyłości oraz miażdżycy, syntetyzowana w wątrobie z lizyny i metioniny

Tauryna – wpływa na prawidłowe funkcjonowanie narządu wzroku, centralnego układu nerwowego, serca, mięśni szkieletowych, reguluje wewnątrzkomórkowe ciśnienie osmotyczne i powstawanie żółci

Kreatyna – nośnik i magazyn energii w

komórkach mięśniowych (fosfokreatyna),

zwiększa wydolność fizyczną organizmu,

umożliwiając szybką resyntezę ATP

Glutation – naturalny system antyutleniający,

wychwytuje i neutralizuje wolne rodniki

Kazomorfiny i laktorfiny – peptydy z mleka

krowiego. Działają rozluźniająco na ścianę

jelit, przeciwdziałają biegunkom i utracie

wody

Kazeinofosfopeptydy – wiążą wapń

ułatwiając jego wchłanianie i wbudowywanie

do kości i zębów

Wielonienasycone kwasy

tłuszczowe n-3

Otrzymywanie – oleje rybne, hodowla kolonii specyficznych szczepów mikroalg i grzybów morskich (tzw. sco – single cell oils)

Do wzbogacania żywności stosowane w postaci triacyloglicerolowej lub estrów z etanolem

Zastosowanie – tłuszcze do smarowania pieczywa, mleko, jogurty, preparowane sery i wędliny, napoje owocowe, płatki śniadaniowe, pieczywo, oleje sałatkowe, majonezy, lody, koncentraty spożywcze, odżywki dla niemowląt, dzieci starszych, młodzieży i dorosłych

Witaminy

Wit. E – stosowana jako alfa-tokoferol i octan alfa-tokoferolu w postaci proszku lub oleju do wzbogacania margaryn, odżywek dla dzieci, żywności dietetycznej

Wit. C – stosowana jako kwas l-askorbinowy, L-askorbinian sodu i wapnia w formie sproszkowanej lub granulowanej do wzbogacania przetworów owocowych, odżywek dla dzieci i sportowców, soków owocowych, napojów itp.

Wit. D – w formie krystalicznej lub olejowej dodawana do margaryny, odżywek dla dzieci, produktów mlecznych o obniżonej zawartości tłuszczu

Wit. B1 – wzbogacanie płatków śniadaniowych,

pieczywa, odżywek dla dzieci i sportowców,

koncentratów obiadowych, makaronów, napojów

owocowych i mlecznych, słodyczy

Wit. B2 – stosowana łącznie z tiaminą

Wit. B6 – wzbogacanie pieczywa, płatków

śniadaniowych, produktów mięsnych i

mleczarskich, soków owocowych i warzywnych,

żywności dla sportowców, dietetycznych środków

spożywczych

Wit. B9 – odżywki, płatki zbożowe, soki warzywne i

owocowe

Wit. B12 – podobnie jak wit. B9

Zalety wzbogacania żywności Łatwość przeprowadzania

Możliwość długotrwałego oddziaływania na całą zagrożoną populację

Wysoka efektywność prewencyjna

Opłacalność ekonomiczna, społeczna i polityczna

Nie wymaga zmiany zwyczajów żywieniowych populacji

Małe ryzyko toksyczności (bardziej bezpieczna od suplementacji)

Łatwość uzyskania społecznej akceptacji

Możliwość ogólnokrajowej standaryzacji i kontroli

Sprzyjanie edukacji żywieniowej społeczeństwa

Zwiększanie asortymentu żywności na rynku i bezpieczeństwa żywnościowego obywateli.

Wady wzbogacania żywności

Konieczność zaangażowania rządów i instytucji centralnych

Trudności z rozpoznaniem i wybiórczym oddziaływaniem na populację zagrożoną

Możliwość podnoszenia ceny przez producenta oraz niepożądanej zmiany własności sensorycznych i użytkowych produktu

Potrzeba wydatkowania dewiz na zakup aparatury i substancji wzbogacającej

Możliwość niepożądanych efektów hiperalimentacji nośnikiem i fortyfikantem u populacji nie zagrożonych lub przy niedostatecznym wymieszaniu

Potrzeba odpowiedniej legislacji, monitoringu i działań edukacyjnych

Marnotrawstwo przy żywieniu zwierząt i przetwórstwie

Możliwe następstwa wzbogacania żywności

(pozytywne)

Ograniczenie występowania chorób z niedoboru

Wyrównanie strat składników odżywczych wywołanych

procesem przetwarzania

Upodobnienie substytutów do produktów naturalnych

(margaryny, mleko humanizowane, mleko sojowe)

Kompensacja skutków dietoterapii

Zwiększenie wydolności organizmu i osiągnięć

sportowych

Poprawa stanu odżywienia kobiet ciężarnych i

karmiących

Obowiązek zamieszczania informacji żywieniowej i

ściślejszej kontroli jakości produktu

Większa atrakcyjność dla konsumenta

Możliwe następstwa wzbogacania żywności

(negatywne)

Zagrożenie hiperalimentacją

Występowanie skutków spowodowanych niezbilansowaniem diety

Wzrost podaży składników żywieniowo niepożądanych (np. cukry, cholesterol)

Utrudnienie oceny sposobu żywienia w związku z dużą ilością asortymentów tego samego produktu

Możliwość kształtowania wadliwego modelu odżywiania

Możliwość zmiany funkcji i przyswajania związków stosowanych do wzbogacania (np. wit. A rozpuszczalna w wodzie)

Żywność niskoenergetyczna

Żywność o obniżonej kaloryczności – Dyrektywa UE (1994) – żywność, której wartość energetyczną obniżono o 30% w stosunku do produktów tradycyjnych

Produkt niskoenergetyczny – dostarcza nie więcej niż 40 kcal (170 kJ)/100g produktu o konsystencji stałej lub 20 kcal (80 kJ)/100 ml produktu płynnego

Produkt nie dostarczający energii (wolny od energii) – dotyczy jedynie produktów płynnych – dostarcza nie więcej niż 4 kcal (17 kJ)/100 ml

Określenia charakteryzujące rodzaj

produktu

Produkt o niskiej zawartości tłuszczu (niskotłuszczowy) – zawartość tłuszczu 3g/100g produktu o konsystencji stałej lub 1,5g/100 ml produktu płynnego

Produkt nie dostarczający tłuszczu (wolny od tłuszczu, bez tłuszczu) – 0,5g tłuszczu w 100 ml produktu płynnego

Produkt o niskiej zawartości tłuszczów nasyconych – 1,5g/100g produktu stałego i 0,75g/100ml produktu płynnego oraz 10% energii ogółem

Produkt nie dostarczający tłuszczów nasyconych (wolny od tłuszczów nasyconych) – 0,1g/100g produktu stałego i 0,1g/100ml produktu płynnego

Produkt nie dostarczający cukru (wolny od cukru) – 0,5g/100g produktu stałego i 0,5g/100ml produktu płynnego

„light” – w USA kaloryczność obniżona o 30% lub zawartość tłuszczu zredukowano o 50%; kraje skandynawskie, Francja i Niemcy – kaloryczność obniżona o 30%; Holandia – kaloryczność obniżona o 33%

„low” – 100g produktu dostarcza nie więcej niż 120 kcal/100g lub 40 kcal/porcję, gdy porcja nie przekracza 30g lub 100g produktu nie zawiera więcej niż 3 g tłuszczu i jego wartość energetyczna nie przekracza 30% energii ogółem

„reduce” – kaloryczność obniżona o 25% lub o 25% obniżona pierwotna zawartość cukru lub tłuszczu

„free” – 0,5g cukru lub tłuszczu w porcji lub jego wartość energetyczna nie przekracza 5 kcal/porcję

Metody obniżania wartości

energetycznej produktów

Obniżenie zawartości tłuszczu i/lub cukru w produktach tradycyjnych np. dżemy, kompoty, majonezy, mleko, przetwory mleczarskie

Stosowanie substytutów cukru i/lub tłuszczu o mniejszej kaloryczności np. wyroby czekoladowe „light”

Zmniejszenie zawartości mąki lub jaj w produktach węglowodanowych przez dodanie błonnika pokarmowego lub odpowiednich frakcji włókna surowego

Zamienniki cukru

Sacharyna (E-954) – stosowanie ograniczone ze względu na możliwość działania kancerogennego i kokancerogennego

Cyklaminiany (E-952) – mieszanki z sacharyną znane jako Asdugrin, Dulcinetten, Natreen, Schnekoppe, Susskraft, stosowane do produkcji gumy do żucia, lodów i deserów. Zabronione w Polsce, Kanadzie, USA i Wielkiej Brytanii

Aspartam (E-951) – odkryty w 1960r., zbudowany z fenyloalaniny i kwasu asparaginowego. ADI wynosi 40 mg/kg masy ciała. Popularny środek słodzący

Acesulfam K (E-950) – ester metylowy dwóch aminokwasów. ADI wynosi 15 mg/kg masy ciała. W Polsce dopuszczony od 1994 r.

Polialkohole

Sorbitol (E-420) – dodawany do żywności dla diabetyków, do wyrobu syropów i tabletek przeciwkaszlowych, cukierków miętowych, czekolad, herbatników, wyrobów żelowych, gum do żucia; w nadmiarze powoduje zaburzenia żołądkowo-jelitowe

Ksylitol (E-967) – dodawany do gum do żucia, karmelków twardych i nadziewanych, pomadek mlecznych oraz żywności dietetycznej, niskokalorycznej, dla diabetyków

Laktitol (E-966) – produkcja czekolad, kremów waflowych, gum do żucia

Mannitol (E-421) – produkcja gum do żucia o niskiej zawartości cukru

Izomalt (E-953) – produkcja dżemów, galaretek, marmolad, półproduktów owocowych, cukierków

Erytritol – produkcja czekolady, gum do żucia, cukierków, pomadek i kremów oraz zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym

Oligosacharydy

Oligofruktoza i inulina – naturalne w karczochach, szparagach, salsefii, porach, cebuli, ziarnach zbóż; metabolizowane przez florę bakteryjną jelita grubego, w nadmiarze (20-30g jednorazowo) wywołują biegunkę; stosowane w produkcji mleka fermentowanego, napojów mlecznych, serów, deserów oraz w produktach piekarniczych, czekoladzie, batonach, lodach, odżywkach wspomagających odchudzanie. Zalecana dawka 3-6 g/porcję.

Zamienniki tłuszczu

Substytuty tłuszczu – cząsteczki przypominające triacyloglicerole pod względem fizycznym i chemicznym

Poliestry sacharozy – stosowane do pieczenia, smażenia, wchodzą w skład margaryn, olejów kuchennych i sałatkowych, do produkcji dressingów sałatkowych, majonezów i wyrobów czekoladowych

Olestra – dopuszczona w USA od 1996r., produkcja słonych przekąsek (chipsy, paluszki, prażynki) oraz krakersów. Produkty muszą być wzbogacane w witaminy A, D, E i K. Działanie niekorzystne – biegunki, upośledzenie wchłaniania witamin rozpuszczalnych w tłuszczach

Tłuszcze niskokaloryczne – średniołańcuchowe triacyloglicerole; kaloryczność 8,3 kcal/g – składniki diety dla osób z zaburzeniami metabolizowania tłuszczów

Substancje upodobnione do tłuszczu („mimetyki”) – imitują niektóre właściwości fizyczne i organoleptyczne tłuszczu; wartość kaloryczna 4 kcal/g.

„mimetyki” na bazie węglowodanów – gumy ksantan, guar, karob, karagen, guma arabska oraz pektyny – do produkcji niskotłuszczowych margaryn, majonezów, przetworów i deserów mlecznych; celulozy – produkcja niskokalorycznych przetworów mlecznych, lodów, deserów, dressingów sałatkowych, wyrobów wędliniarskich; maltodekstryny – produkcja deserów beztłuszczowych oraz sosów majonezowych, śmietany i past margarynowych o zmniejszonej kaloryczności; inulina – batony dietetyczne, czekolady i ciastka o małej wartości energetycznej, produkcja pieczywa

„mimetyki” na bazie białek – albuminy jaja, kazeiny, albuminy i globuliny serwatki – majonezy, margaryny, jogurty, sery kanapkowe, mrożone desery, śmietana, sosy i zupy nie wymagające działania wysokiej temperatury

Zamienniki mąki

Nierozpuszczalne frakcje błonnika pokarmowego – celulozy, hemicelulozy, ligniny, gumy roślinne, pektyny

Półprodukty – błonnik ziemniaczany (wyroby garmażeryjne o zawartości mięsa < 25%); błonnik z odcukrzonych buraków (produkcja pieczywa, musli, dodatek do mielonego mięsa); pektyny (preparaty owocowe, baza do jogurtów, sosów, deserów mlecznych, napoje niskokaloryczne, konfitury, marmolady, galaretki, nadzienia do pieczywa cukierniczego i słodyczy; skrobia oporna (makarony, przekąski, produkty pieczone i smażone)

Preparaty wysokobłonnikowe

(dietetyczne środki spożywcze)

Wspomagają odchudzanie (proszek,

tabletki, kapsułki)

Preparaty o zawartości błonnika 1,6-2,0g –

Nutra Trim, Forever Slender, Citru Slim

Preparaty o zawartości błonnika ok. 5 g –

Herbalife, Ultra Loss, Redukta

Preparaty o zawartości błonnika 9,0-10,0 g

– Linia 2000

Produkty niskoenergetyczne

Produkty o naturalnie niskiej wartości energetycznej – owoce, warzywa z wyjątkiem zielonego groszku, kukurydzy i nasion strączkowych, przetwory mleczarskie, mięsa chude, mąka razowa

Produkty o zredukowanej wartości energetycznej – wszystkie o obniżonej zawartości tłuszczu, bez cholesterolu, z obniżoną zawartością cukru

Produkty zastępujące posiłek – dieta Cambridge, preparaty Slim Fast, Linia 2000

Dziękuję za uwagę!