[发明专利]铁强化体系

说明书

发明领域

本发明描述一种基于卵清蛋白的水解物，可以用于食品和饮料的铁强化体系。本发明也描述一种制备该体系的方法以及以铁强化食品和饮料。

发明背景

铁是一种动物和人类营养必需的微量元素。它是血红蛋白中血红素的组分，并且是肌红蛋白、细胞色素和几种酶类的组分。铁的主要作用是参与氧的运输、储存和利用。铁不足是贫血高发的主要原因，尤其在儿童、青少年和妇女更为常见。对足量铁的需求贯穿于人类的一生中。

不过，人体不产生铁，完全依赖于外源铁如营养和添加剂的供给。一般来说，推荐的每天铁吸收允许量大约是每天10mg。不过，需要量还依赖于年龄和性别。儿童、过了绝经期的妇女和怀孕及哺乳的母亲对铁有更高的需求。

因此，铁缺乏基本上是营养问题，这不仅仅是发展中国家普遍的问题。该问题容易通过天然提供适量铁的消费食品解决，但在不发达社会中经常是不可能的。另外，一般在发达国家消费的许多食品也含铁不足。

为提供铁源，许多食品和饮料添加铁。一般来说，添加时所用的铁源是可溶的铁盐，如硫酸亚铁、乳酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁、柠檬酸铁、柠檬酸胆碱铁和柠檬酸铁铵。尤其是硫酸亚铁因其良好的生物利用度，应用更为普遍。不幸的是，铁添加物特别是硫酸亚铁添加物，具有有害的影响。尤其是，由于能与多酚和脂类相互作用并促进破坏性自由基反应，铁经常引起脱色和丧失味道。这种情况特别在高温以及氧和光线的存在下出现。

例如，把可溶性铁源加到巧克力奶粉中，当用水或奶重新溶解时，引起该饮料变成暗灰色。一般认为，这是因为铁与铁敏感的成分如多酚相互作用引起的。而且，把可溶性铁源加到奶、谷物和其他含脂肪的产品中，最常见的是含高水平的不饱和脂肪酸的产品，由于脂质氧化引起味道的改变。脂质氧化不仅影响食品和饮料的味觉感受特性，而且还令人讨厌地影响这些产品的营养质量。在热处理如巴氏灭菌法或灭菌法中，也能加强这些相互作用。此外，某些铁盐体系的pH可能不和其他成分兼容，或者可能影响味道。另外，从技术观点来看，可溶性铁盐能引起处理设备的腐蚀。

不幸的是，不溶或轻微可溶的铁源，例如元素铁、焦磷酸铁，生物利用度不够。因此，尽管它们可能微弱或不引起脱色和丧失味道的问题，但它们很难被人体吸收。

为了解决这些问题，已经出现几种囊化或复合可溶铁源的方法，这些方法降低它们的反应性但仍保留其生物利用度。不过，这些方法没有完全取得成功。

在美国3,992,555号专利中，描述了囊化铁源的一个实施例，在该专利中，用一种可食用能代谢的脂肪包被铁，该脂肪的熔点大约为38-121℃。氢化并精制的植物油，尤其是来自完全氢化棉子油的提取单酸甘油酯，据描述适用该方法。尽管这种铁的囊化方法导致了其生物利用度降低大约20％，假如所用的铁源具有足够良好生物利用度，据述该方法是可以接受的。不过，主要问题是，如果食品必须经过任何形式的粗级处理，就会毁坏所述的包囊。结果，该囊化铁不能用于需要提纯或进行其它形式粗级处理的产品中。

铁复合体的一个早期实施例在美国专利505,986号中有描述。该复合物是一种铁白蛋白制备物。所述的白蛋白是完整但热凝结的形式。该复合物作为沉淀物重新获得。不过，当这些铁白蛋白复合物被用于饮料时，确实发生了脱色和氧化。例如，用铁白蛋白复合物增强的巧克力饮料变成灰色。

在美国3,969,540号专利中，描述了铁复合物的最近实施例，在该专利中，以亚铁形式的铁与水解酪蛋白或水解肝粉复合。也提到了作为可能配体的各种其他水解蛋白。所述的复合物作为不可溶的沉淀物收集。令人遗憾的是，在该复合物中的铁不可能具有可接受的生物利用度。

在美国4,172,072号专利中，进一步描述了铁复合物的实施例，在该专利中，铁与基本上完全水解的胶原复合。也提到了作为可能配体的各种其他水解蛋白。不过，据述该复合物在酸性条件下稳定；由于在食道中是酸性的，该复合物中的铁不可能具有可接受的生物利用度。此外，该复合物不足以防止脱色和脂质氧化。

在美国4,216,144号专利中，进一步描述了实施例，在该专利中，亚铁形式的铁与水解蛋白尤其是大豆蛋白复合。在该复合物中，铁生物利用度据称比硫酸亚铁更好。不过，当把该大豆水解物亚铁复合物用于饮料时，确实发生了脱色和氧化。例如，用大豆水解物亚铁复合物增强的巧克力饮料变成灰色。