รูปแบบและความคงตัวของส่วนผสมสำหรับการเสริมสารอาหาร

เมื่อมีการเติมสารอาหารลงในอาหาร สารประกอบทางเคมีที่เลือกใช้เป็นสารเสริมจะกำหนดว่าสารอาหารนั้นถูกดูดซึมได้ดีเพียงใด มีความคงตัวอย่างไรในระหว่างการแปรรูปและการเก็บรักษา และจะเปลี่ยนแปลงสี รสชาติ หรือเนื้อสัมผัสของอาหารหรือไม่ หัวข้อนี้จะสำรวจข้อดีข้อเสียในการเลือกรูปแบบของสารเสริมและรักษาสารเสริมให้คงตัวในเมทริกซ์อาหาร

Definition

รูปแบบของส่วนผสมสำหรับการเสริมสารอาหารคือสารประกอบทางเคมีเฉพาะที่ใช้ในการเติมสารอาหารลงในอาหาร การเลือกสารประกอบเหล่านี้ต้องคำนึงถึงความสมดุลระหว่างความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพ ความคงตัวทางเคมีและการเก็บรักษา และการยอมรับทางประสาทสัมผัสภายในเมทริกซ์อาหารเป้าหมาย

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมถึงสารประกอบเสริมที่ใช้สำหรับสารอาหารหลัก (โดยมีธาตุเหล็กเป็นตัวอย่างหลัก) ความตึงเครียดโดยธรรมชาติระหว่างความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพและความคงตัว ปัญหาทางประสาทสัมผัสและเทคโนโลยีที่สารเสริมอาจก่อให้เกิด และกลยุทธ์การป้องกัน เช่น การห่อหุ้ม (encapsulation) นี่คือข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับเคมีของการเสริมสารอาหาร ไม่ใช่คำแนะนำในการเสริมอาหารใดๆ

Core questions

• เหตุใดจึงมีสารประกอบทางเคมีหลายชนิดที่สามารถใช้เสริมสารอาหารชนิดเดียวกันได้?
• อะไรคือข้อดีข้อเสียระหว่างความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพและความคงตัวของสารเสริม?
• สารเสริมสามารถทำให้เกิดสี รสชาติ หรือกลิ่นหืนผิดเพี้ยนได้อย่างไร และจะป้องกันได้อย่างไร?
• การห่อหุ้มและเทคโนโลยีการป้องกันมีบทบาทอย่างไรในการเสริมสารอาหาร?

Key concepts

• การเลือกสารประกอบเสริม
• ข้อดีข้อเสียระหว่างความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพและความคงตัว
• สารประกอบเหล็กที่ละลายน้ำได้เทียบกับไม่ละลายน้ำ
• ผลข้างเคียงทางประสาทสัมผัสและการเกิดออกซิเดชัน
• การห่อหุ้ม
• ค่าความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพสัมพัทธ์

Mechanisms

รูปแบบทางเคมีของสารเสริมกำหนดทั้งความสามารถในการดูดซึมและการเกิดปฏิกิริยา สำหรับธาตุเหล็ก สารประกอบที่ละลายน้ำได้ เช่น เฟอร์รัสซัลเฟต (ferrous sulfate) ถูกดูดซึมได้ดีแต่มีปฏิกิริยาทางเคมีสูง ส่งเสริมการเกิดออกซิเดชัน รสชาติผิดเพี้ยน และการเปลี่ยนสีในอาหาร สารประกอบเหล็กที่ละลายน้ำได้น้อยกว่าหรือธาตุเหล็กมีความคงตัวในอาหารมากกว่าแต่มีการดูดซึมได้ทางชีวภาพน้อยกว่า ดังนั้นการเลือกสารเสริมจึงเป็นการประนีประนอมโดยเจตนา ซึ่งแสดงออกด้วยค่าความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพสัมพัทธ์ สารยับยั้งที่มีอยู่ในเมทริกซ์อาหาร เช่น ไฟเตต (phytate) ในธัญพืช จะลดการดูดซึมของแร่ธาตุที่เติมเข้าไปอีก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมขั้นตอนการแปรรูปที่ย่อยสลายไฟเตตจึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของการเสริมสารอาหารได้ การห่อหุ้มจะแยกสารเสริมที่มีปฏิกิริยาออกจากอาหารเพื่อรักษาทั้งความคงตัวและความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพ

Clinical relevance

การเลือกรูปแบบของสารเสริมช่วยอธิบายว่าทำไมโครงการเสริมสารอาหารจึงสามารถให้ปริมาณสารอาหารตามที่ระบุไว้แต่ให้ประโยชน์ในโลกแห่งความเป็นจริงที่แตกต่างกัน และทำไมอาหารเสริมบางชนิดจึงเปลี่ยนรูปลักษณ์หรือรสชาติ นี่คือข้อมูลอ้างอิงเชิงพรรณนาเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์การเสริมสารอาหาร และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

การเลือกสารเสริมนั้นได้รับคำแนะนำจากการศึกษาการดูดซึมในมนุษย์ที่เปรียบเทียบความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพสัมพัทธ์ของสารประกอบต่างๆ และจากการทดสอบทางเทคโนโลยีเกี่ยวกับความคงตัวและผลกระทบทางประสาทสัมผัส การทบทวนข้อมูลความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพของธาตุเหล็กจะแปลงข้อมูลเหล่านี้ให้เป็นข้อสมมติฐานเบื้องหลังคำแนะนำในการเสริมสารอาหาร และการทดลองการดูดซึมแสดงให้เห็นว่าปัจจัยเมทริกซ์ เช่น ไฟเตต ปรับเปลี่ยนคุณค่าของสารอาหารที่เติมเข้าไปได้อย่างไร

History

การเสริมแร่ธาตุและวิตามินขยายตัวตลอดศตวรรษที่ 20 ตั้งแต่เกลือเสริมไอโอดีนและแป้งเสริมสารอาหาร ไปจนถึงโครงการอาหารหลักทั่วโลก เมื่อโครงการขยายขนาดขึ้น ก็เป็นที่ชัดเจนว่าความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพและความคงตัวของสารประกอบที่เติมเข้าไป ไม่ใช่แค่ปริมาณที่เติมเข้าไปเท่านั้น ที่เป็นตัวกำหนดความสำเร็จ และการวิจัยก็มุ่งเน้นไปที่การเลือกและการปกป้องรูปแบบของสารเสริมมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกรณีที่ยากของธาตุเหล็ก

Debates

ความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพเทียบกับความคงตัวและการยอมรับในการเสริมธาตุเหล็ก

การเลือกสารเสริมธาตุเหล็กเป็นการเปรียบเทียบระหว่างสารประกอบที่ละลายน้ำได้ซึ่งมีการดูดซึมได้ทางชีวภาพสูงแต่มีปฏิกิริยาสูง กับรูปแบบที่คงตัวแต่ดูดซึมได้ไม่ดี ทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับเมทริกซ์อาหารและยังคงเป็นการตัดสินใจทางปฏิบัติและทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นซ้ำๆ

Key figures

• Richard Hurrell
• Robert Heaney

Seminal works

• hurrell-egli-2010
• hurrell-2003

Frequently asked questions

เหตุใดธาตุเหล็กจึงเป็นหนึ่งในสารอาหารที่เสริมในอาหารได้ยากที่สุด?

สารประกอบเหล็กที่ถูกดูดซึมได้ดีที่สุดก็เป็นสารที่มีปฏิกิริยาทางเคมีสูงที่สุดด้วย มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดสีผิดเพี้ยน รสชาติผิดเพี้ยน และการเกิดออกซิเดชันของไขมัน ในขณะที่สารประกอบที่คงตัวกว่าจะถูกดูดซึมได้ไม่ดี การรักษาสมดุลระหว่างการดูดซึมกับความคงตัวและรสชาติทำให้การเสริมธาตุเหล็กเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง

การห่อหุ้มมีประโยชน์อย่างไรต่อสารเสริม?

การห่อหุ้มจะห่อหุ้มสารอาหารที่มีปฏิกิริยาด้วยสารเคลือบป้องกัน เพื่อไม่ให้ทำปฏิกิริยากับอาหารในระหว่างการแปรรูปและการเก็บรักษา ซึ่งช่วยรักษาทั้งคุณภาพของอาหารและความสามารถในการดูดซึมได้ทางชีวภาพของสารเสริม