营养预混合产品方案

foodaily翻译
2014.03.17

营养预混合产品是一体化的(集成的)可定制混合物,为食品和饮料制造商提供许多益处,包括成分的准确性和稳定性,还可减少劳动力和库存成本。

很多制造商在营养预混饮料中添加色素、香料甚至甜味剂。但是,相比于大多数配方,饮料更依赖颜色

各种各样的维生素、矿物质、草本植物和营养物质都可用来强化食品和饮料,大多数预混原料成分不需要费尽心思去获取,这给制造商带来了良好效益。预混料也给制造商提供了更好的产品稳定性,并大大降低了在成品制造过程中错误称量原料的机会,特别是考虑到某些营养素的含量必须控制在微克范围之内。

预混料也可以针对特定疗效量身定制,比如骨骼健康、心脏健康、认知健康及体重管理。一些食品和饮料按照法律要求富含特定营养素。这类产品如乳制品、面包、米制品和面条制品。

根据欧睿国际(Euromonitor International)的数据,强化产品和功能产品的市场持续快速扩张,在2012年至2013年期间年增长率为5%,全球营业额达到115亿美元。消费者需求推动了更健康、更天然产品的增长,贴上了更清洁的标签,但是消费者依然想要在食品包装标签上看到标准营养素,同时,他们也希望所购买的产品中添加的抗氧化剂和其它植物营养素均来自纯天然植物来源。

预混料可作为微量或大量成分,或者是两者相结合。这就是说,一份产品中,不同维生素和矿物质可提供或通过定制来满足特定的每份日推荐需求量。或者,制造商可在配方甚至营养预混料中添加预混合的蔬菜粉。例如,将菠菜、胡萝卜和(或)西红柿粉添加到面制品中,不仅可以增强颜色和风味,还可以增加微量元素。从市场营销的角度看,这些配料(成分)可增强品牌吸引力。

营养均衡

烘焙行业一直是预混料发展的先锋。事实上,面包师对标准化浓缩混合物的使用已超过70年。州法律要求白面包和白面粉生产商在产品中添加硫胺素、核黄素、烟酸、铁元素和叶酸(也可选用钙),从而增加营养价值。虽然对全麦和粗粮为原料制作的面包不做要求,但是它们也通常包含这样的浓缩物。

事实上,消费者也开始期待预混料。烘焙预混料也包括发酵剂,甚至是定制的不同类型面粉的复合物。采用预混料,制造商可以保证烘焙所必要的精确性和稳定性。

当配方师开发烘焙预混料时,必须考虑几个重要的技术层面问题。主要是载体的选择、营养素相互作用、营养素生物利用度、标签声称及加工过程中营养素的稳定性。这些方面也应该包括对终产品后续货架期的考虑。

几个因素将会影响营养成分的稳定性。这些因素包括光、热、湿度(相对湿度)、氧气和pH。尽管矿物质通常很稳定,但是维生素和挥发性化合物(膨松剂或酵母)的稳定性会有很大差别。

大多数加工过程涉及高温和水分,这会破坏很多营养物质。在产品的货架期内保护这些营养物质的方法是:在产品原料配方中添加额外物质。基于营养物质对化学和/或热冲击的敏感性,添加量上有所不同。

例如,虽然烟酸是相对稳定的,但是维生素AB1C高度不稳定,因此在货架期内需要更高含量的添加剂来保证它们的效力(见表某些营养素推荐使用量)。这种添加上限是安全有效的,根据产品及其使用的加工方法,预混合配方可以调整来满足制造商的需求。

产品配方师应注意,一种营养素的额外添加,意味着最终配方中其他成分的余地更少。另一点需要考虑的是,各种形式的营养复合物也会影响所需营养的实际价值,因此,需要想方设法满足标签要求。

例如,为了获得与氧化钙同样水平含量的钙,需要添加更多的葡萄糖酸钙。这是因为钙的氧化物中,钙元素含量是71.47%,但是葡萄糖酸钙中,其含量仅有9.31%。(见表不同矿物质补充剂中钙含量的可变性

营养预混料还需要进行微调才能提高功能性成分的生物利用度。为了达到商业目的,有些公司会在他们的预混料中添加钙复合物,但是它可能不是人体所能利用的最佳形式。一般来说,氧化物、硫酸盐和碳酸盐形式的矿物质的溶解性或生物可利用性不如磷酸盐或乳酸盐形式的钙。

然而,粒径大小、成本和潜在的砂质或白垩口感在营养物质形式的选择中也显得相当重要。预混料配方师不仅要熟练掌握活性成分和功能成分的正确平衡,也要考虑到加工商定制配方的特殊需求。

 

粒径大小、成本和潜在的砂质白垩口感是预混料选择矿物质形式所需考虑的关键因素

预混料:新的在线选择

虽然最近的趋势是配料公司成立创新研究中心,并与食品和饮料制造商建立更紧密的合作关系——但有些供应商在定制预混料上取得了新的进展。事实上,这是有可能的,参与的公司已经通过为配方师提供初步概念的模式开始预混料的在线研发。有些供应商甚至提供原型样品。通常使用工作表方法,加工商输入产品类型信息,包括所涉及到的处理方法。

例如,制造商可能会注意到生产过程包括高热加工(如烤制)和/或挤压工艺。生产过程中条件也十分重要,比如预期的或必须的货架期,颜色,风味,一致性,限定温度;甚至货品大小和预期的包装都要考虑在内。供应商的技术可以为专家提供很多细节操作的信息,可以帮助他们与配方设计师交流为预混料难题提供解决方案。

如果这种方式应用成功的话,事情进展到下一阶段将为产品设计师预测产品生产全过程提供新的依据。提供细节并收到方案,建立从开始到最终产品的预混料原型将变为可能。最后配方设计师只要赞成这项技术并在几天内就会得到快递送来的预混料的原型,或甚至是预混料制成的食品或饮料样品。

流动资产

今天,市场上的大多数饮料都向消费者宣称它们的产品具有某种益处,比如可以增强体力或提高智力。很多生产商采用将色素、风味物质以及甜味剂等预混合的方法来使饮料生产过程变的更容易。但是,相比较于其他配方,颜色对饮料的影响非常大,并且特殊的营养物质对饮料的颜色有影响。

核黄素可以产生一种微绿和黄色混合的颜色。如果在一种柠檬风味的饮料中添加核黄素——好极了;但是如果是在比如说蓝莓饮料中,就棘手了。β-胡萝卜素可以呈现一系列的颜色,从黄色到橘黄色,甚至深红色。与此同时,一些矿物质元素,比如铜或铬可以显现出蓝色或者淡绿色。

除极少数例外,生产商需要添加足够量的这些配料作为色素以到达营养食品的功效。但是终产品却不依靠营养物质作为色素的主要来源。

颜色的强度和稳定性决定于它们所处的食品环境,与使用的原材料浓度也有关系。总的来说,在预混合阶段添加像天然花青素或者其他人工色素,并调整产品颜色达到预期要求是可行的。对于饮料来说澄清是必不可少的,在预混合阶段也要保证溶解时足够澄清(比如白藜芦醇,β-胡萝卜素和维生素E)。

水溶性维生素(比如维生素B和维生素C)和一些矿物质盐类(比如氯化物,乳酸盐和葡萄糖酸盐)在溶解状态下是澄清透明的。澄清度是溶解性的一个参数,因此营养素在特定pH的水中溶解,就将一直保持透明,直到体系发生变化。

其他可以在预混合添加的营养物质是氨基酸螯合物。它们由矿物质螯合多种氨基酸形成并能增强生物利用率。比如天冬氨酸钾盐、钙盐,甘氨酸镁盐、烟酸铬、吡啶甲酸铬。它们可以相互增强其营养性,并且相对于使用其他普通盐类来说可以增强吸收能力。

但是,氨基酸螯合物是一种使用成本较高的添加剂,并且对颗粒大小的限制会影响口感和风味。在液体条件下,氨基酸螯合物也会和其他矿物质成分发生反应。

虽然现在营养物质预混物通常是粉末,很多公司开始在饮料生产过程中发展液体预混体系。很多公司开始发展一次性瓶盖技术,即在一次性瓶盖中预存一定量的营养物质,在饮用之前将其混合。饮用前将营养物质直接加入饮料中混合,对于消费者来说这是一种简单易行的方法,并且营养物质在保存的过程中可以避免与光线、水蒸气、氧气等接触。

在液体预混配方中,风味和相关影响因素将变得十分重要。某些维生素尝起来会有“药品的味道,某些生物碱能量配料尝起来会比较苦。还有一些矿物质会在口中留下“金属”的口感。因此在发展饮料营养预混技术时要特别注意减少苦味和异味(比如Ω-3脂肪酸中的DHA)。

 

 反应行为

有时候营养物会和其他物质反应生成异味和令人不悦的颜色变化,特别在饮料产品中这种现象特别明显。在很多茶饮料或者含有大量多酚物质的饮料中,二价铁离子会在维生素C存在的条件下与其他物质反应生成灰黑色的沉淀物。在加热的生产过程中铁离子也会和碳酸钙反应生褐色的微粒。

在生产中使用稳定的硫酸亚铁可以防止上述后果。也可以使用可溶性高的钙盐来稳定果汁产品,但是葡萄汁中的酒石酸可以形成一种不溶解的酒石酸钙使得澄清的效果变差。

很多营养物的负面反应可以通过使用合适的化合物形式和严格的生产条件来加以控制。比如,维生素B1在肉碱(一种可以增强肌肉健康的营养素)的条件下会降解,如果生产商在预混合时严格控制添加的条件,此类负面影响将降到最低。

生产商不能简单的向食品中添加维生素和矿物质。二十年前,FDA颁布了一项软糖条例 jelly bean rule),用来阻止生产商向垃圾食品中添加维生素使它们变成健康食品在市场上销售。
        FDA公告说,生产商只有在产品能够提供至少每日摄入量的百分之十的维生素A、维生素C、钙、蛋白质、纤维素和铁的时候才能用健康食品作为卖点;仅仅是低脂、低胆固醇、低盐,就像软糖一样是不能被称为健康食品的。

FDA同时还公告说,生产商不能仅仅为了达到健康声称的目的而用营养素强化食品。向新鲜农产品、肉类、禽类和鱼类制品这样的新鲜食品中强化营养素认为是不合适的;在糖或零食(如糖果和碳酸饮料)中强化也认为是不合适的。

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