专利名称：用edta三价铁盐强化的即食谷物制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及用铁对即食谷物制品进行强化。本强化方法中所使用的含铁化合物是一种铁螯合物，具有令人惊异的意想不到的优点。该铁强化剂为如下的一种形式其能使得到的即食谷物的生物利用率、氧化稳定性改善，色泽或亮度鲜艳亮丽且很少，如果有的话，金属异味。
背景技术：
世界上近五分之一的人口不同程度地缺乏铁营养。与环境有关的贫血和其他铁缺乏症对儿童和育龄妇女的不利影响最严重。怀孕期间贫血会导致早产(Lieberman等人，Am.J.Obstet.Gyn.159107-114)和产期发病率和死亡率升高(Bothwell等人，In Iron Metabolism in Man，1979)。儿童的成长也受到损害，日后他们在学校中的表现将受到影响。铁缺乏症还对产妇有不良影响，使其分娩无力(Edgerton等人，Brit.Med.J.21546-9，1979)。
主要来源于肉中的血红蛋白和肌红蛋白的血红素铁以完整的卟啉配合物形式转移到肠细胞中，在该处铁被血红素加氧酶迅速地释放出来，它与其他被细胞吸收的铁混合后有调节地转移到血液中。这种形式的铁容易被吸收，且一般不受与含血红素食品一起被食用的膳食量大小的影响。非血红素铁具有不同种类的来源，来自植物性食物和无机铁，可以被用来强化食品以提高食物中铁的含量。
来源于植物性食物和强化食品的非血红素铁不象血红素(肉)铁吸收得那么好。另外，在进餐时间饮用的饮料，如咖啡和茶以及其他成分会使非血红素铁的吸收情况不好。
添加抗坏血酸或维生素C可以增强膳食中铁的吸收，且一般不会影响食用者的接受性。但是，相比于铁的强化来说抗坏血酸比较昂贵，且在储藏条件下暴露于氧和水分时会不稳定。若食物的加工包括焙烤、长时间煮或再加热，抗坏血酸反而不利于铁的强化。
最有效经济的防止和治疗铁缺乏症的方法是，用能被充分吸收的形式的铁来强化食品。
近来，乙二胺四乙酸铁钠配合物(本文述为“EDTA三价铁盐”)因其化学稳定性而被人们进行了研究，这些研究主要是从强化铁的目的出发的(参见theInternational Nutritional Anemia Consultative Group的报告-Fe IronEDTA For Food FortiFication)。已发现它适于被用来强化需要长时间储藏的食物或加工中要经受高温的食物。
EDTA三价铁盐是浅黄色溶于水的粉末，能够被添加到许多食物载体中。此外，当EDTA三价铁盐与含有大量吸收抑制剂的食物一起被食用时，铁受到保护而不致受到抑制其被吸收的物质的影响。已有报道说EDTA三价铁盐的生物有效性比一些膳食中FeSO4配合物形式存在的铁的高二至三倍。此外，EDTA三价铁盐在不利的储藏条件下更为稳定且不受烹调的影响。
在试验条件下，其他已知的对EDTA三价铁盐的使用是在下面的食物成分或调味品中，即泰国鱼酱(Garby等人，1974，Ann.Tro.Med.Parasitol.68467-76)，南非咖喱粉(Macphail等人，Experimental FortiFicants，Clydesdale FM等人，eds.Iron FortiFication oF Foods，1985)，埃及小面包干(Guindi等人，Brit.J.Nutr.59205-213，1988)，危第马拉糖(MacPhail等人，Br.J.Nutr.45215-227，1981)。Guindi等人，1988的研究对在诸如小面包干的膳食中的铁的吸收进行了研究。
这是第一次知道用EDTA三价铁盐对即食谷物进行强化。即食谷物制品经常被加入到液体如牛奶中，然后不经再加热或蒸煮即被食用。加入EDTA三价铁盐的即食谷物制品可以按如下方法制得在蒸煮之前将EDTA三价铁盐混入谷物混合物或将EDTA三价铁盐溶液喷雾在已制好的谷物制品上。
已经发现，从生物利用率、亮度特性、金属异味和氧化稳定性方面看，在暴露于高温箱试验后EDTA三价铁盐提供了强化铁的最好综合效果。业已发现，EDTA三价铁盐强化的结果是生物有效性改善，亮度优异，几乎无金属异味以及氧化稳定性优异。
在本发明之前，用EDTA三价铁盐强化的即食谷物制品的上述这些意想不到的性质没有被发现。令人惊异的是，添加EDTA三价铁盐并不改变已制得的谷物制品的亮度或风味。
因此，本发明的主要目的是提供一种用EDTA三价铁盐配合物强化的即食谷物。在即食谷物中用EDTA三价铁盐作铁强化剂制得的产品对消费者来说在感官上是可接受的。产品的颜色、风味和味道不会因添加EDTA三价铁盐强化剂而受到不利影响。即食谷物制品中的铁的生物利用率不受谷物成分的影响，而这些成分可能会抑制其他形式铁的吸收。
本发明进一步的目的是提供用EDTA三价铁盐和其他来源的铁，即还原铁，硫酸亚铁一起强化的即食谷物。
本发明进一步的目的是提供一种通过给需要治疗的个人或群体食用本发明的即食谷物来防止或治疗缺铁性贫血的方法。发明概述本发明提供了一种用EDTA配合的铁化合物强化的即食(R-T-E)谷物制品。用这种特殊的铁配合物强化即食谷物产生了令人惊异的效果，得到的新谷物制品在感官性质，即颜色、风味、稳定性和味道上不受三价铁配合物的影响。在即食谷物制品中EDTA三价铁盐的量为每盎司0.1mg-300mg，或优选每盎司13mg-140mg。在每盎司即食谷物制品中，铁的总含量在0.1-30mg范围，或优选为1.8-18mg/盎司谷物制品。
本发明进一步提供了EDTA三价铁盐与其他铁强化剂，即还原铁，富马酸亚铁，硫酸亚铁或柠檬酸亚铁的结合使用。
本发明还提供了一种通过给需要治疗的人们食用本发明的强化即食谷物来防止或治疗缺铁性贫血的方法。
发明详述下面给出了用EDTA三价铁盐强化的即食谷物制品的实施例。通过参考下面的实施例可以更好地理解本发明。这些实施例仅用来说明本发明，而不是限制本发明。实施例1
用下面的原料制备EDTA三价铁盐强化的即食谷物制品表1原料％干基 重量(1b)玉米渣 87.326 350.000浓缩香精12.42872.500EDTA三价铁盐10.226 1.141维生素 0.020 0.0691典型的EDTA三价铁盐的铁含量会有出入，但本实施例中使用的化合物为近似13％。
按如下方法制作即食谷物制品在20psi(259F)蒸汽下预热蒸煮器30分钟。将玉米渣、浓缩香精、维生素和EDTA三价铁盐放入蒸煮器中，加20psi的蒸汽约100分钟，优选约105分钟。然后将蒸煮好的谷物冷却至室温并分离。干燥谷物至水分含量为12％，压碎，然后干燥至最终水分含量为3％。干燥之后喷雾上维生素。制得的即食谷物制品的铁含量为11.46mg/盎司。
每盎司(28.4g)所得制品中EDTA三价铁盐的含量在0.1-300mg，或优选每盎司13mg-140mg。铁的强化范围近0.1-39mg/盎司，或优选1.8-18mg/盎司。实施例2制作即食谷物也可不向谷物面团中加入铁强化剂。可在制成的谷物片上喷雾上EDTA三价铁盐。表2原料 ％ 重量(g)水 81.1 811.000EDTA三价铁盐18.9 189.000按上述比例将EDTA三价铁盐溶解在水中制得溶液。
如实施例1所述制备即食谷物制品，不加EDTA三价铁盐。当谷物片的水分含量接近3％后，以5.00g/磅制品的速度向制得的制品上喷雾EDTA三价铁盐/水溶液。每盎司(28.4g)终产品中EDTA三价铁盐的含量范围为0.1-300mg，或优选每盎司13mg-140mg。铁的强化量为约0.1-39mg/盎司，或优选1.8-18mg/盎司或约7mg/盎司。
试验使用其他铁来源的可行性。将实施例1即食谷物的EDTA三价铁盐换成还原铁、富马酸亚铁和硫酸亚铁，测定试样的3种性质1)颜色或亮度；2)金属异味和3)氧化稳定性。每个试验将在下面详细讨论。实施例3如前所述，EDTA三价铁盐是一种溶于水的稳定性高的浅黄色粉末。随着谷物中铁含量的提高，谷物的外观越暗。暗淡的终产品也是对人没有吸引力的。铁与食物原料结合制备加工制品经常对食品有不良影响，会导致不期望的变色或终产品颜色暗淡。因此，对各种来源铁强化剂的即食谷物制品进行试验，看看铁强化对终产品的亮度或颜色的明暗有何影响。
按实施例1制备试样，用还原铁、富马酸亚铁和硫酸亚铁代替EDTA三价铁盐。这些试样的铁含量分别为每盎司11.4mg，11.7mg和6.3mg。用这些试样作稳定性对比和感官分析。
由17位受过专业训练的评味员对试样进行评价。评价谷物的外观。将谷物颜色的明暗或亮度定为0-10分的等级。照明是白色的。
对比用四种不同形式的铁强化的制品，结果如下表3铁来源 亮度值*还原铁 5.1AEDTA三价铁盐 5.4A富马酸亚铁 4.1B硫酸亚铁 2.7C
*＝相同字母表示的亮度在统计上区别不明显，其中的p值＜0.2。
0-10分代表谷物亮度或颜色的明暗从不亮到非常亮。相比于富马酸亚铁和硫酸亚铁试样，EDTA三价铁盐强化的制品的亮度得分显著地高。实施例4用金属铁强化食品会产生不易接受的金属异味。但是，用EDTA三价铁盐令人惊异地不明显改变谷物制品的味道。研究数据在下面列出。
用各种形式的铁强化谷物制品，请评味员评价谷物制品中易察觉的金属异味。表4铁来源 金属异味*还原铁1.3AEDTA三价铁盐 2.3A富马酸亚铁4.1B硫酸亚铁 4.7B*＝相同字母表示的亮度在统计上区别不明显，其中的p值＜0.2。
0-10分代表金属异味从没有金属异味到较多的金属异味。相比于富马酸亚铁和硫酸亚铁试样，EDTA三价铁盐强化的制品的金属异味明显较低。实施例5为了试验铁强化谷物的稳定性，将用四种不同来源的铁制备的即食谷物试样放在高温箱中，暴露于100°F下四个星期。过2周和4周进行测定。表5铁来源 己醛量* 酸败异味 异味情况还原铁0.76±8.521.22±0.701.17±0.50EDTA三价铁盐 0.40±0.220.56±0.430.78±0.44富马酸亚铁2.37±1.002.89±0.622.67±0.41硫酸亚铁 2.13±2.021.22±0.572.33±0.48*＝95％的准确范围在上述试验结果的基础上，相比于测试的富马酸亚铁和硫酸亚铁试样，用EDTA三价铁盐强化的制品的酸败异味、异味和己醛的量都较低，这三项指标表明了酸败的程度。
在后面的稳定性试验中，预计相比于其他的铁试样EDTA三价铁盐年对稳定性有所改进。实施例6这个实施例用EDTA三价铁盐强化谷物来实现较高的铁的相对生物有效性。用广泛接受的方法来测定各种铁化合物在即食早餐谷物中的相对生物有效性，一般称作鼠血红蛋白法，(评价铁的相对生物有效性的改进AOAC法)见Williams，S.ed.Official methods of analysis of the Association of OfficialAnalytical Chemists，第14版，Arlington，VA.AOAC，1984；Fritz，J.C.等人，Collaborative Study of rat hemoglobin repletion test forbioavailability of iron，AOAC1974，57513-517。进行一系列分开的试验测定各种铁化合物的相对生物有效性。在每个这样的试验中，用硫酸亚铁作标准或对照化合物。
Sprague Dawley鼠分别装在控制温度和光的单元中，用得自HarlandTekland Laboratories的缺铁膳食饲喂24天。这段缺铁时间之后，给鼠称重并放血，测定血红蛋白的浓度。然后将这些血红蛋白水平介于2.9-4.1g/l的贫血鼠任意标记成对照和试验组。向对照和试验膳食中加入6和18和24mg铁/kg的硫酸亚铁和铁化合物。任意将这些膳食饲喂10只鼠的组14天。用原子吸收光谱测定膳食中的铁含量(Bolin等人，J.Assoc.Off.Anal.Chem.1977，601170-1174)14天的试验期后，测定全部血红蛋白的浓度。
用斜率法(Finney，K.J.，Statistical methods in biological assay.第2版，1964；Amine et L.，Biological assessment of available iron infood products，J.Agric.Food Chem.1974，22470-476)，通过比较血红蛋白的增加和膳食中的铁浓度，计算每种铁来源相对于硫酸亚铁的生物有效性。用常用的最小面积法得到空白组和每组试验膳食的截距和斜率。所有的试验膳食截距与空白膳食比较以验证与一般截距的符合程度。数据与一般截距符合后，将试验膳食的斜率与标准(硫酸亚铁)的进行比较。生物有效性被定义为每种膳食的斜率与硫酸亚铁斜率的比值。使用SAS V.608统计方法。斜率值和比值列于表6中。表6铁来源 斜率斜率比硫酸亚铁 0.33±0.02* 1.00EDTA三价铁盐 0.31±0.03* 0.94还原铁0.16±0.03* 0.48*＝95％的准确范围由EDTA三价铁盐产生的直线的斜率与硫酸亚铁标准产生的斜率相近。还原铁试样的斜率值明显小于EDTA三价铁盐的斜率值。这表明从EDTA三价铁盐吸收铁与从硫酸亚铁吸收的铁没有明显的差异，而明显地优于还原铁。
这个实施例表明EDTA三价铁盐比通常在早餐谷物中用作铁强化剂的还原铁在生物有效性方面要优异。实施例7EDTA三价铁盐也可以与其他的铁来源即还原铁结合，用以强化即食谷物。
制备下面的配方表7配方 ％干基重量(1b)玉米渣87.356 199.9浓缩香精 12.428 41.5EDTA三价铁盐 0.149 0.294还原铁 0.013 0.026维生素 0.020 0.040蔗糖 0.034 0.068如下制作即食谷物制品在20psi蒸汽下预热蒸煮器30分钟。按实施例1中的参数将上述原料混合，再进一步蒸煮至总的蒸煮时间为约65分钟。然后将蒸煮好的谷物冷却至室温并倒出。倒出的谷物在200°F下软化两个半小时，倒出并用磨压碎。然后用喷射箱以450°F焙烤该谷物片。此制品的最终铁含量为约9.1mg/盎司。实施例8EDTA三价铁盐还可以在不同类型的谷物配方中与其他的铁来源即还原铁结合。制备下面的配方表8原料 ％干基 重量(1b)稻米 87.120199.4浓缩香精 12.686 42.3EDTA三价铁盐 0.1880.376还原铁 0.0060.013按如下方法制备即食谷物制品在20psi蒸汽下预热蒸煮器30分钟。在17psi(254F)蒸汽下以低压力(gear)下无水蒸制稻米和铁。在高压力(gear)下加入风味剂并蒸煮15分钟。总的蒸煮时间是1小时20分钟。然后将蒸煮的谷物冷却并倒出。在180°F下干燥约5分钟使水分为20-22％。令蒸煮的谷物在140°-160下软化2小时。该制品被轻微磨碎至密度为0.54-0.56gm/cm3。在200°F下磨碎的谷物片干燥10-20分钟至水分为10％并软化过夜。在喷射箱中以450°F焙烤谷物片。终产品的铁含量为7.2mg/盎司。
基于上述的结果很明显的是EDTA三价铁盐是最好的强化剂，给强化即食谷物提供了好的氧化稳定性，很少的金属异味，明亮的外观和好的生物有效性等综合效果。下面的实施例表明在即食谷物制品中使用EDTA三价铁盐能得到更加鲜艳亮丽的外观。添加铁强化剂经常给谷物制品造成不良影响，使其外观暗淡而不被消费者接受。
还发现EDTA三价铁盐制品也是最稳定的制品，己醛量、酸败味和异味最低。此外，EDTA三价铁盐制品还是味道最好的制品之一，评味员几乎尝不出金属异味。
在本发明之前尚没有将EDTA三价铁盐用于强化即食谷物的。由于在即食谷物的制备过程中加入了铁强化剂，所得的即食谷物是独特的，加铁强化剂的方法是或者将铁强化剂加入到谷物面团中蒸煮/加热形成谷物片，或者将铁强化剂喷雾在已制成的谷物片上。然后干燥该谷物片并储藏可能长的时间。在食用之前该谷物制品通常不需再进一步蒸煮。事实上，即食谷物经常与牛奶或其他液体混合，这会使含有包括EDTA三价铁盐的铁强化剂的谷物片不稳定。许多强化了铁的食品需要加热并尽快消费掉。铁强化剂在即食制品中的稳定性对制品的可口性和对消费者来说的物理可接受性非常重要。任何的不稳定都会影响制品的全部特性。
将EDTA三价铁盐用作特殊的铁强化剂使下面的积极效果达到最好的结合，生物有效性提高、亮度值高、金属异味少和氧化稳定性提高。
EDTA三价铁盐与其他铁强化剂的结合，例如与富马酸亚铁、硫酸亚铁、还原铁、柠檬酸铁、柠檬酸亚铁、乳酸亚铁、瑚珀酸亚铁、磷酸亚铁、葡糖酸亚铁、焦磷酸亚铁、谷氨酸亚铁、酒石酸铁、碳酸亚铁、氯化铁、柠檬酸铁铵、抗坏血酸亚铁、甘氨酸亚铁、苹果酸亚铁和胆碱异柠檬酸亚铁和其他类似的、本领域技术人员容易确定的三价铁或亚铁化合物的结合，非常适于在即食谷物中作为添加的铁强化剂。
当然，用相同的方法也可以对其他的制品如华夫饼干、点心、焙烤制品、面制糕点进行强化，可单独用EDTA三价铁盐也可与其他铁来源结合使用进行强化。
其他的、选自由小麦、稻米、燕麦、玉米、大麦、黑麦、粟、高粱、苋属的籽及其混合物组成的组的谷物原料也可以用于制备即食谷物或其他的食品。
本发明的即食谷物制品可以给个人或人群使用以便防止或治疗缺铁性贫血，即血红蛋白值低、血细胞比容值低或红细胞数少。
此外，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以将增加终产品的风味和营养的其他原料加入到即食谷物制品中。本发明并不限于上述实施方案。本领域技术人员能想到对这些实施方案的改进。本发明的范围将由所附的权利要求确定。
权利要求书按照条约第19条的修改1、一种蒸煮的、含有谷物原料的制品，包括(i)至少一种谷物原料，(ii)EDTA三价铁盐化合物，和(iii)不多于12％的水分。
2、权利要求1的制品，其中所述的制品是即食谷物。
3、权利要求1的制品，其中所述的制品是点心。
4、权利要求1的制品，其中所述的制品是焙烤制品。
5、权利要求1的制品，其中所述的EDTA三价铁盐是NaFeEDTA。
6、权利要求1的制品，包括不多于约3％的水分。
7、权利要求1的制品，每盎司所述谷物制品包括约0.1-约300mg的EDTA三价铁盐。
8、权利要求1的制品，其中铁的量为每盎司所述谷物制品约0.1-39mg。
9、权利要求8的制品，其中铁的量为每盎司所述谷物制品约1.8-18mg。
10、权利要求1的制品，其中所述的谷物原料选自由小麦、稻米、大麦、玉米、大麦、黑麦、粟和苋属的籽组成的一组。
11、权利要求1的制品，进一步包括至少一种选自由下面物质组成的组的铁强化剂富马酸亚铁、硫酸亚铁、还原铁、柠檬酸铁、柠檬酸亚铁、乳酸亚铁、瑚珀酸亚铁、磷酸亚铁、葡糖酸亚铁、焦磷酸亚铁、谷氨酸亚铁、酒石酸铁、碳酸亚铁、氯化铁、柠檬酸铁铵、抗坏血酸亚铁、甘氨酸亚铁、苹果酸亚铁和胆碱异柠檬酸亚铁。
12、一种防止某对象发生缺铁性贫血的方法，包括对所述对象食用足以防止所述对象发生贫血的、一定量的权利要求1即食谷物制品。
13、一种防止某对象发生缺铁性贫血的方法，包括对所述对象食用足以防止所述对象发生贫血的、一定量的权利要求11即食谷物制品。
14、一种治疗某对象发生缺铁性贫血的方法，包括对所述对象食用足以治疗所述对象发生贫血的、一定量的权利要求1即食谷物制品。
15、一种治疗某对象发生缺铁性贫血的方法，包括对所述对象食用足以治疗所述对象发生贫血的、一定量的权利要求11即食谷物制品。
权利要求
1.一种即食谷物制品，包括a)谷物原料；和b)EDTA三价铁盐。
2.权利要求1的即食谷物制品，其中所述的螯合的EDTA三价铁盐是NaFeEDTA。
3.权利要求1的即食谷物制品，每盎司所述谷物制品包括约0.1-约300mg的EDTA三价铁盐。
4.权利要求1的即食谷物制品，其中铁的量为每盎司所述谷物制品约0.1-39mg。
5.权利要求4的即食谷物制品，其中铁的量为每盎司所述谷物制品约1.8-18mg。
6.权利要求1的即食谷物制品，其中所述的谷物原料选自由小麦、稻米、大麦、玉米、大麦、黑麦、粟和苋属的籽组成的组。
7.权利要求1的即食谷物制品，进一步包括至少一种选自由下面物质组成的一组的铁强化剂富马酸亚铁、硫酸亚铁、还原铁、柠檬酸铁、柠檬酸亚铁、乳酸亚铁、瑚珀酸亚铁、磷酸亚铁、葡糖酸亚铁、焦磷酸亚铁、谷氨酸亚铁、酒石酸铁、碳酸亚铁、氯化铁、柠檬酸铁铵、抗坏血酸亚铁、甘氨酸亚铁、苹果酸亚铁和胆碱异柠檬酸亚铁。
8.一种防止某对象发生缺铁性贫血的方法，包括对所述对象食用足以防止所述对象发生贫血的、一定量的权利要求1即食谷物制品。
9.一种防止某对象发生缺铁性贫血的方法，包括对所述对象食用足以防止所述对象发生贫血的、一定量的权利要求7即食谷物制品。
10.一种治疗某对象发生缺铁性贫血的方法，包括对所述对象食用足以治疗所述对象发生贫血的、一定量的权利要求1即食谷物制品。
11.一种治疗某对象发生缺铁性贫血的方法，包括对所述对象食用足以治疗所述对象发生贫血的、一定量的权利要求7即食谷物制品。
12.一种制造铁强化的即食谷物制品的方法，包括将EDTA三价铁盐加入到预混合和预蒸煮的即食谷物中。
13.由权利要求12方法制造的即食谷物制品。
全文摘要
本发明提供一种用EDTA三价铁盐作为铁源强化的即食谷物制品。在每盎司该谷物制品中包括约0.1-约300mg的EDTA三价铁盐，优选每盎司13-140mg。每盎司谷物制品中铁的总含量在约0.1-约39mg范围，优选每盎司约1.8-约18mg。该谷物制品也可以由EDTA三价铁盐配合物和其他的铁强化剂一起强化。本发明还提供一种通过给入EDTA三价铁盐强化的即食谷物来防止或治疗缺铁性贫血的方法。
文档编号A61K31/295GK1142174SQ95191856
公开日1997年2月5日 申请日期1995年2月28日 优先权日1994年2月28日
发明者罗伯特·D·亨伯特, 莱拉·萨尔达尼亚, 约翰·雷普林格 申请人:克罗格公司