Fortyfikacja: Produkty o zmodyfikowanej zawartości witamin

Modyfikowanie zawartości witamin, co zwykle odnosi się do zwiększania ich ilości w żywności (fortyfikacji), nie jest tematem nowym, nie jest też łatwe, a zwykle kojarzy się z zagadnieniem wzbogacania żywności. Zgodnie z definicją ekspertów FAO/WHO z 1994 r. wzbogacanie żywności definiowane jest jako dodawanie jednego lub kilku składników odżywczych, niezbędnych dla organizmu człowieka, do wybranych produktów bez względu na to, czy występują one w tym produkcie naturalnie czy nie. Jest to jedna ze strategii optymalizacji sposobu żywienia, którego celem jest skorygowanie lub zapobieganie niedoborom składnika lub składników pokarmowych w diecie całych populacji ludzkich lub poszczególnych grup populacyjnych, a tym samym poprawy stanu zdrowia społeczeństwa. Dzięki technologii wzbogacania możliwe jest również wyrównywanie strat składników odżywczych ponoszonych w procesach technologicznych, a także upodobnienie różnych substytutów pod względem wartości odżywczej do produktów konwencjonalnych.

Od wielu lat obserwujemy nieustający rozwój rynku żywności wzbogaconej, co jest rezultatem reakcji producentów na oczekiwania konsumentów dotyczące oferty produktów o działaniu prozdrowotnym, a także efektem starań o zwiększenie konkurencyjności własnego asortymentu i oferowanie żywności funkcjonalnej przeznaczonej do ogólnego spożycia. Ta strategia ma przewagę nad innymi strategiami w zakresie profilaktyki zdrowotnej. Przede wszystkim ze względu na fakt, że podejmowane działania mogą być prowadzone długoterminowo oraz mogą być ukierunkowane na całą populację lub określone grupy osób. Dodatkowo są stosunkowo tanie, dają możliwość łatwej standaryzacji i kontroli procesu.

Wyróżnia się wzbogacanie obowiązkowe (obligatoryjne) oraz dobrowolne. Fortyfikacja obowiązkowa nakłada na producentów określonego asortymentu żywności obowiązek dodawania wybranych witamin w ilości regulowanej odpowiednimi przepisami. Na przykład, w Polsce obowiązkowe jest wzbogacanie tłuszczów do smarowania (z wyjątkiem masła) w witaminy A i D. Natomiast wzbogacanie dobrowolne daje producentom nieco więcej swobody w zakresie dodawanej witaminy i grupy produktów, do której dodatek może (ale nie musi) być zastosowany. Oczywiście aspekty wzbogacania żywności witaminami są regulowane przepisami prawa żywnościowego.

Do żywności mogą być dodawane tylko witaminy określone w wykazie zawartym w załączniku I Rozporządzenia (WE) nr 1925/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 20 grudnia 2006 r. w sprawie dodawania do żywności witamin i składników mineralnych oraz niektórych innych substancji (Dz. Urz. UE L 404 z 30.12.2006 s. 26, z późn. zm.) w formach wymienionych w załączniku II tego aktu prawnego. Załącznik I wymienia następujące witaminy, które mogą być dodawane do żywności: A, D, E, K, B1, B2, niacyna, kwas pantotenowy, B6, kwas foliowy, B12, biotyna i witamina C.

Obecnie istnieje kilka możliwości wzbogacania żywności. Najczęściej jest to wzbogacanie poprzez dodawanie witamin w określonych formach chemicznych. Dla każdej z tych witamin osobno wyszczególniono formy chemiczne, które mogą być dodawane do żywności. Zasada jest taka, że witaminy mogą być dodawane wyłącznie w formie przyswajalnej i bezpiecznej dla organizmu człowieka. Dla witaminy A są to retinol, octan retinylu, palmitynian retinylu oraz beta-karoten. Dla witaminy D dopuszczono użycie cholekalcyferolu oraz ergokalcyferolu. Witamina E może być dodawana w postaci D-alfa-tokoferolu, DL-alfa-tokoferolu, octanu D-alfa-tokoferylu, octanu DL-alfa-tokoferylu lub bursztynianu D-alfa-tokoferylu. Witamina K ma dopuszczone dwie formy: filochinon (fitomenadion) oraz menachinon. Dla witaminy B1 dopuszczono użycie chlorowodorku tiaminy oraz monoazotanu tiaminy. Witamina B2 może być stosowana w formie ryboflawiny lub ryboflawiny 5-fosforanu sodowego. Dla niacyny przewidziano zastosowanie kwasu nikotynowego lub amidu kwasu nikotynowego. Kwas pantotenowy może być w formie D-pantotenianu wapnia, D-pantotenianu sodu lub dekspantenolu. Witamina B6 ma dopuszczone trzy formy: chlorowodorek pirydoksyny, 5’-fosforan pirydoksyny oraz dipalmitynian pirydoksyny. Dla kwasu foliowego dopuszczono użycie kwasu pteroilomonoglutaminowego oraz L-metylofolianu wapnia. Witamina B12 może być stosowana w formie cyjanokobalaminy lub hydroksykobalaminy. Dla biotyny przewidziano wyłącznie formę D-biotyny, zaś dla witaminy C: kwas L-askorbinowy, L-askorbinian sodu, L-askorbinian wapnia, L-askorbinian potasu oraz 6-palmitynian L-askorbylu. 

Preparaty wzbogacające żywność w witaminy nie powinny wywoływać niepożądanych cech organoleptycznych: barwy, smaku, zapachu, zmieniać cech użytkowych produktu czy skracać przydatności do spożycia.

Łączna ilość danej witaminy, niezależnie od celu i rodzaju żywności, nie może przekroczyć ustalonych maksymalnych ilości, przy czym, w przypadku produktów skoncentrowanych (w tym w proszku) ustalone ilości odnoszą się do żywności w postaci przygotowanej do spożycia zgodnie ze wskazówkami producenta. Ustalona maksymalna ilość uwzględnia dzienne referencyjne wartości spożycia (czyli %RWS) witamin dla danej populacji ludzi.

Dzienne referencyjne wartości spożycia witamin dla osób dorosłych są wymienione w załączniku XIII Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 1169/2011 z dnia 25 października 2011 r. w sprawie przekazywania konsumentom informacji na temat żywności, zmiany rozporządzeń Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1924/2006 i (WE) nr 1925/2006 oraz uchylenia dyrektywy Komisji 87/250/EWG, dyrektywy Rady 90/496/EWG, dyrektywy Komisji 1999/10/WE, dyrektywy 2000/13/WE Parlamentu Europejskiego i Rady, dyrektyw Komisji 2002/67/WE i 2008/5/WE oraz rozporządzenia Komisji (WE) nr 608/2004 (Dz.U. L 304 z 22.11.2011, s. 18, z późn. zm.). Dla poszczególnych witamin ustalono następujące wartości RWS:

• 

  witamina A 800 µg,
• witamina D 5 µg,
• witamina E 12 mg,
• witamina K 75 µg,
• witamina B1 1,1 mg,
• witamina B2 1,4 mg,
• niacyna 16 mg,
• kwas pantotenowy 6 mg,
• witamina B6 1,4 mg,
• kwas foliowy 200 µg,
• witamina B12 2,5 µg,
• biotyna 50 µg,
• witamina C 80 mg.

Przy okazji warto nadmienić, że według zacytowanych aktów prawnych nie określa się dobowej referencyjnej wartości spożycia witamin dla dzieci.

Przy etykietowaniu wymagane są informacje określone w Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 1169/2011 z dnia 25 października 2011 r. w sprawie przekazywania konsumentom informacji na temat żywności oraz informacji o całkowitej ilości witaminy obecnej we wzbogacanej żywności. Aby producent mógł umieścić na opakowaniu żywności informację, że produkt został wzbogacony w witaminę, musi dodać jej znaczącą ilość (o ile ilość ta jest określona zgodnie z załącznikiem do dyrektywy 90/496/EWG). Zwykle jest to co najmniej 15% RWS w 100 g, 100 ml lub w porcji (jeśli jest ona mniejsza niż 100 g lub 100 ml). Zgodnie z Rozporządzeniem nr 1924/2006 etykietowanie wartością odżywczą jest obowiązkowe w przypadku produktów, dla których zastosowane jest oświadczenie żywieniowe lub oświadczenie zdrowotne. Wykaz dopuszczalnych oświadczeń zdrowotnych opisano w Rozporządzeniu Komisji (UE) nr 432/2012 z dnia 16 maja 2012 r. Ani etykietowanie, ani reklama żywności wzbogacanej w witaminy nie mogą wprowadzać konsumentów w błąd lub podawać nieprawdy co do wartości odżywczej.

Kontrowersje wśród konsumentów może budzić wybór produktów żywnościowych, które można wzbogacać. I może to odnosić się również do produktów mleczarskich, bowiem są one promowane jako naturalne, a jednocześnie o wysokiej wartości odżywczej. Fakt modyfikacji zawartości niektórych witamin w wyrobach mlecznych może być postrzegany jako maskowanie lub poprawianie wyrobów gorszej jakości lub otrzymanych przy użyciu technologii zubożającej wyrób w naturalnie występujące substancje odżywcze. Dlatego decyzja o wzbogacaniu produktów mleczarskich w witaminy powinna być dobrze przemyślana, a niejednokrotnie uzupełniana o edukację konsumentów.

Ponadto wiadomo że niektóre substancje odżywcze przy nadmiernym spożyciu mogą mieć działanie szkodliwe. Dlatego przy podejmowaniu decyzji dotyczących wzbogacania należy rozważyć zagadnienia bezpieczeństwa, ryzyko przedawkowania danego składnika, przy szacowanej codziennej częstotliwości spożywania danego produktu. Niejednokrotnie zaleca się przeprowadzenie analizy zagrożeń i korzyści. Przy opracowywaniu receptur produktów wzbogaconych należy pilnować, aby nie przekroczyć maksymalnej ilości witaminy w końcowym produkcie. Wynikowa deklaracja zawartości witaminy musi uwzględniać jej ilość w produkcie w stanie naturalnym oraz tę dodaną w formie chemicznej. Ponadto, zwyczajowe ilości spożycia danego rodzaju żywności, mieszczące się w ramach urozmaiconej diety muszą być bezpieczne dla konsumenta.

Koncepcja wzbogacania żywności w witaminy jest dość popularna i stale rozwijana, co wiąże się z wykorzystywaniem trendu żywności funkcjonalnej. W branży mleczarskiej najbardziej rozpowszechniona jest w kategorii produktów przeznaczonych dla dzieci, w tym mleka spożywczego, serków, deserów mlecznych i odżywek. Przeważa wzbogacanie w witaminy z grupy B (witaminy B12, B6, kwas foliowy), witaminy A i D. Rzadko natomiast oferowane jest wzbogacanie produktów mleczarskich w witaminę C. Możliwe jest także stosowanie premiksów witaminowych.

Dobór technologii fortyfikacji zależy od wielu czynników. Ważny jest rodzaj produktu, który ma być poddany procesowi wzbogacenia, jego skład chemiczny (w tym np. zawartość tłuszczu) oraz sposób utrwalania i pakowania (najczęstszym źródłem problemów smakowych spotykanych w mleku fortyfikowanym jest ekspozycja na światło). Poza tym trzeba pamiętać o doborze odpowiedniej chemicznej formy witaminy. Oferowane są dwa rodzaje koncentratów witaminowych: rozpuszczalne w olejach i wodne. Jedną z ważniejszych kwestii w fortyfikowaniu produktów mlecznych jest stabilność witaminy. Dodana witamina musi pozostawać aktywna do końca zadeklarowanego terminu trwałości czy przydatności do spożycia.

Ponadto, różne formy mają również wpływ na witaminę, jej stabilność i aktywność fizjologiczną. Dla przykładu w wyniku utleniania zachodzącego w odtłuszczonym mleku w proszku wzbogacanym palmitynianem retinylu (forma chemiczna witaminy A dopuszczona przy wzbogacaniu żywności) odnotowuje się wyraźny posmak siana. Generalnie, uważa się, że w przypadku fortyfikacji produktów odtłuszczonych lub niskotłuszczowych niezwykle istotne są zmiany cech smakowo-zapachowych. Tłuszcz pełni rolę ochronną przy degradacji witamin, dlatego wszelkie niekorzystne przemiany witamin zachodzące w żywności łatwiej i szybciej ujawniają się w mleku i produktach mleczarskich o obniżonej zawartości tłuszczu lub odtłuszczonych. Ponadto, na stabilność palmitynianu retinylu mogą mieć wpływ zarówno światło i podwyższona temperatura, jak i obecność tlenu czy kwasów, co skutkuje obniżoną aktywnością biologiczną. Dodatkowe straty aktywności witaminy A mogą wystąpić podczas transportu i przechowywania wzbogaconej żywności.

Innym przykładem jest wzbogacanie serów podpuszczkowych dojrzewających w witaminę D. Badania wykazały, że w produkcji serów podpuszczkowych dojrzewających ok. 85-90% dodanej witaminy D jest skutecznie zatrzymywane. Istnieją również badania, w których stabilność tej witaminy wahała się od 40% do 50%. Różnice w odnotowywanej stabilności są prawdopodobnie powodowane różnymi formami witaminy D stosowanymi w procesie wzbogacania, różnicami w matrycy (np. pH, zawartość soli i mikroflory), dalszą obróbką termiczną lub czasem przechowywania.

Osobnym zagadnieniem jest wzbogacanie produktów fermentowanych tj. jogurty czy sery. Fermentacja (głównie mlekowa) jest metodą stosowaną od tysięcy lat w celu zapewnienia dłuższego okresu przydatności do spożycia łatwo psującej się żywności oraz zwiększenia atrakcyjności sensorycznej produktów spożywczych. Uważa się, że mleczne produkty fermentowane, w porównaniu do mleka, są bardziej odżywcze, gdyż są doskonałym źródłem nie tylko białka, wapnia, fosforu, magnezu i cynku, ale również ryboflawiny, tiaminy, witaminy B12, kwasu foliowego oraz niacyny. Jednakże znana jest również zdolność niektórych bakterii mlekowych stosowanych w mleczarstwie do syntezy witamin z grupy B niezbędnej do ich wzrostu, co skutkuje różną zawartością tych witamin w produktach końcowych.

Okazuje się, że część witamin zostaje częściowo utracona podczas fermentacji, ale poziom pozostałych witamin jest stabilny podczas przechowywania w warunkach chłodniczych. Te obserwacje otworzyły firmom biotechnologicznym drogę do poszukiwania kultur bakterii mlekowych, które będą więcej syntetyzować witamin z grupy B, niż ich zużywać do własnego wzrostu. Szczepy bakteryjne wykazujące wysoką zdolność do syntezy witamin znajdują obecnie bardzo duży potencjał aplikacyjny w technologii biofortyfikacji produktów fermentowanych, czyli wzbogacania poprzez wykorzystanie naturalnego zjawiska fermentacji do zwiększenia zawartości witamin w produktach żywnościowych.

Prowadzone w ostatnich dziesięcioleciach badania naukowe nad zawartością wit. K w produktach mleczarskich sugerują także możliwość jej syntezy przez bakterie kwasu mlekowego stosowane w przemyśle mleczarskim, co również już jest wykorzystywane przez biotechnologów do opracowywania starterów zdolnych do biofortyfikacji produktów fermentowanych w różnorodne formy wit. K.

Należy zauważyć, że aby modyfikowanie zawartości witamin w produktach mleczarskich, w jakikolwiek sposób przyniosło społeczeństwu pozytywny efekt zdrowotny, wymagana jest nie tylko znajomość technologii i zjawiska zachodzących we wzbogacanej żywności, ale także działania edukacyjne skierowane do konsumentów. Wyniki niejednych badań dowodzą, że wciąż istnieje konieczność lepszego informowania i edukowania konsumentów na temat jakości żywności, etykietowania oraz interpretacji treści etykiet, w tym również w zakresie deklaracji o modyfikacji zawartości witamin.