不同钙和铁来源对强化米浆中钙和铁生物可及性的影响

作者
Joyce Grazielle Siqueira Silva^aa，Ana Paula Rebellato^aa，Júlia Silvestre de Abreu^aa，Ralf Greiner^bb，Juliana Azevedo Lima Pallone^aa
aa 巴西坎皮纳斯大学食品工程学院食品科学系
^bb 德国联邦营养与食品研究所食品技术与生物过程工程系

摘要

米浆常通过强化矿物质以提升其营养价值，但强化对矿物质生物可及性的影响尚不明确。本研究通过体外消化模拟实验，评估了碳酸钙（CaCO?）、磷酸三钙（Ca?(PO?)?）、乙二胺四乙酸铁钠（NaFeEDTA）和焦磷酸铁（Fe?(P?O?)?）单独或组合添加对米浆中钙和铁生物可及性的影响。结果表明：钙回收率为71.4%~92.0%，铁回收率为61.0%~93.3%；钙生物可及性：碳酸钙（≤39.0%）显著高于磷酸三钙（≤14.4%）；铁生物可及性：NaFeEDTA（≤50.7%）远高于焦磷酸铁（≤3.9%）；钙源之间无显著交互作用，铁源添加对钙生物可及性无影响；NaFeEDTA与焦磷酸铁联合添加未产生协同效应。本研究为开发高生物可及性植物基饮料提供了科学依据。

引言

全球约20亿人面临矿物质缺乏问题，钙和铁缺乏尤为突出。植物基饮料（如米浆）作为牛奶替代品需求增长，但其天然矿物质含量低且受抗营养因子（如植酸）抑制吸收。通过强化可改善其营养品质，但不同矿物质来源的生物可及性差异显著。本研究首次系统评估了四种常用钙、铁强化剂在米浆中的表现。

材料与方法

米浆制备：白米经蒸煮、均质、过滤后，按实验设计添加钙、铁强化剂。

矿物质定量：硝酸-过氧化氢消解后，火焰原子吸收光谱法（FAAS）测定钙、铁含量。

体外消化模拟：采用透析法模拟胃肠消化，计算生物可及性。

实验设计：双因子四水平（2?）全因子设计，包含中心点，共19组实验。

结果与讨论

l  矿物质回收率与沉淀

钙、铁回收率分别为71.4%~92.0%（碳酸钙高于磷酸三钙）和61.0%~93.3%（NaFeEDTA高于焦磷酸铁）。

沉淀现象归因于矿物质与米浆成分（如植酸）的相互作用及pH变化。

l  pH影响

碳酸钙添加使pH升高（7.1±0.1），磷酸三钙、NaFeEDTA和焦磷酸铁降低pH（≤6.6）。

l  钙生物可及性

碳酸钙因溶解性高（Ksp=4.1×10??）显著优于磷酸三钙（Ksp=1.2×10?2?）；

铁源添加对钙生物可及性无显著影响。

l  铁生物可及性

NaFeEDTA水溶性高，生物可及性达50.7%；焦磷酸铁难溶，可及性仅3.9%；

磷酸三钙释放的磷酸根与铁形成难溶物（Fe?(PO?)?，Ksp=1.0×10?3?），抑制铁吸收。

结论

最优强化剂：碳酸钙（钙）和NaFeEDTA（铁）为米浆强化最佳选择；

交互作用：钙源与铁源无显著拮抗，但磷酸盐类可能降低铁生物可及性；

应用建议：需平衡营养、成本与感官特性（如碳酸钙可能引发“肥皂味”）。

本研究为植物基饮料的矿物质强化提供了关键数据，未来可探索复合强化或促吸收剂（如维生素C）以进一步提升效率。

参考文献

Joyce Grazielle Siqueira Silva , Ana Paula Rebellato , Júlia Silvestre de Abreu, et al.Impact of the fortification of a rice beverage with different calcium and iron sources on calcium and iron bioaccessibility[J].Food Research International 161 (2022) 111830