اصول غني سازي شير با ويتامين ها

تاريخچه- غنی سازی شير از اوايل نيم قرن گذشته شروع شده، غنی سازی شير با ويتامين D در کشور انگليس از سال 1923 باين طرف گزارش شده است و در حال حاضر نيز غنی سازی شير با ويتامين های AوD انجام می شود.

در سال 1939 سازمان غذا و داروی امريکا اعلام کرد که بهتر است مقدار ويتامين D اضافه شده به شير بيشتر از IU400 در هر کوارت(معادل 1 ليتر) نباشد.

مقدمه- شير يک ماده مغذی می باشد که با دارا بودن ده اسيد آمینه ضروری و پروتئين با کيفيت بالا نه تنها در کل انرژی دريافتی روزانه سهيم می باشد بلکه حاوی اسيدهای چرب ضروری- ايمونوگلوبولين ها و ساير مواد غذايی ميکرو می باشد- در چندين کشور چهان شير گاو، نوع غالب می باشد، اگر چه شير بز، بوفالو، گوسفند و شتر نيز مورد مصرف قرار می گيرد. شير به شکل های تخمير شده مانند پنير، ماست، کفير، دوغ و کره نيز مورد استفاده قرار می گيرد. شير در دسترس صنعتی به دو گروه عمده شير مايع و شير پودر شده يا خشک تقسيم می شود.

محتوای مواد مغذی موجود در شير: شير منبع عالی کلسيم- ويتامين 2B و منبع خوبی از ويتامينA و منبع ضعيفی از ويتامين D می باشد. با وجود اين بستگی به تغيير الگوهای غذايی در فصول مختلف سال در محتوی ويتامين های شير نيز تغييراتی مشاهده می شود. در تابستان گاو عموماً از چراگاههای ترو تازه و در زمستان از علوفه خشک انبار شده تغذيه می کند. نتيجه اين تغيير به عنوان مثال روی ويتامينA شير تازه در امريکاIU1800-600 در ليتر و بر روی ويتامين D نيز در تغييراتی ازIU40-5 در ليتر می باشد. برای پيشگيری از خطرات تهديد کننده سلامتی انسان در ارتباط با ميکرو ارگانيسم های بيماری زای موجود در شير خام ، شير مورد استفاده انسان اغلب شير گرم می باشد.

در کشورهای در حال توسعه، قسمت عمده شير توسط گاوداريهای کوچک توليد شده و مستقيماً به مصرف کننده فروخته می شود. تيمار حرارتی صنعتی متداول برای شير مايع شامل پاستوريزاسيون تيمار با گرمای بالا يا دمای خيلی بالا(UHT) و استرليزه کردن می باشد. برای بدست آوردن شير خشک- ابتدا شير تازه گرم شده و سپس طی فرايندهای خشک کردن پاششی- غلتکی يا استوانه ای خشک می شود. اين فرايندهای صنعتی بعضی مواد مغذی، بويژه ويتامين هايی را که بطور طبيعی در شير موجود می باشند، از بين برده و باعث اتلاف آنها می شوند. آن دسته از مواد مغذی که طی فرآوری شير از بين می روند ضمن فرآيند تقويت سازی می توانند به شير افزوده شوند. علاوه براين در بسياری از کشورها چربی شير بطور صنعتی(بطور کامل يا بمقدار معين) برای توليد شير کم چرب يا بی چرب خارج می شود. با حذف چربی شير ويتامين های قابل حل در چربی ها نيز حذف می شوند بنابراين اين ويتامين ها نيز می توانند با فرآيند تقويت سازی جايگزين شوند.

مواد مغذی اضافه شده به شير

غنی سازی شير با ويتامين هایA و يا D فقط محدود به چند کشور می باشد، در بعضی از صنايع لبنی امريکا شير با ويتامينC، کلسيم به اضافه ويتامين های AوD غنی می شود.
بتا کاروتن نيز به عنوان عامل بهبود رنگ به بعضی از محصولات شير از قبيل کره اضافه می شود. شير خشک و پودرهای شير معطر يا چاشنی اغلب با ويتامين های Aو D – کلسيم و آهن غنی می شوند، فرمولاهای مخصوص نوزادان بر پايه شير و يا غذاهای جايگزين شير مادر با يکسری ويتامين ها و مواد معدنی و ساير مواد مغذی از قبيل اسيدهای چرب اشباع نشده غنی می شوند. در کشور شيلی پودرهای شير مورد استفاده در تغذيه تکميلی کودکان با ويتامينC،آهن، مس و روی غنی می شوند.
مقدار مواد مغذی اضافه شده به شير به تعدادی از عوامل بستگی دارد، از جمله سطح مصرف شير، مشخصات حسی شير (بو، طعم و رنگ) پايداری مواد مغذی طی مراحل فرآوری و نگهداری شير. شير مايع بويژه شيری که خامه آن گرفته شده است حداقل با ويتامين هایA وD بترتيب با مقادير5000 و 500 واحد بين المللی در هر ليتر غنی می شود.

تکنولوژی غنی سازی شير ساده می باشد، همه ويتامين ها و مواد معدنی که می توانند به شير اضافه شوند بصورت پودر خشک شده و ويتامين های قابل حل در چربی به شکل روغن در دسترس هستند. چون معمولاً ممکن است بيش از يک ماده مغذی به شير افزوده شود ترجيحاً آنها قبلاً با هم مخلوط شده و بصورت يکنواخت در می آيند. اين عمل باعث کسب اطمينان از اضافه کردن صحيح و يکنواختی از مواد مغذی ميکرو در محصول نهايی خواهد شد. به عنوان مثال می توان 1 قسمت از مخلوط ويتامين های AوD را که شامل 1 ميليون واحد بين المللی از ويتامينA و 1000واحد بين المللی از ويتامينD می باشد در 10 قسمت از روغن گرم(50-40 درجه سانتيگراد) مخلوط کرده، سپس با 50 قسمت شير تازه پس چرخ هموژنيزه کرد. همينطور می توان مخلوط ويتامينی (معمولاً 5 گرم در ليتر) در 8 ليتر شير باضافه 2 ليتر خامه تهيه کرده و سپس هموژنيزه کرد. در مورد ويتامين ها و ميکرونوترينت های محلول در آب می توان مواد مغذی را به نسبت 20 برابر وزنشان با شير 45 درجه سانتيگراد رقيق کرد. عمل مخلوط کردن بايد کامل و با ايجاد تلاطم صورت گيرد. تمامی اين مخلوط ها را به محصول نهائی اضافه می کنند.

غنی سازی شير مايع- ويتامين های محلول در چربی می توانند بشکل خشک يا روغنی اضافه شوند، در صورتيکه ويتامين های محلول در آب و مواد معدنی به صورت خشک و مستقيماً به شير مايع افزوده می شوند. غنی سازی شير مايع درست قبل از عمل پاستوريزاسيون يا فرايندUHT صورت می گيرد. البته قبل از فرآيند حرارتی بايد از توزيع خوب نوترنيت ها در شير مطمئن شويم. زمانيکه از ويتامين ها به شکل روغنی استفاده می شود هموژنيزاسيون لازم می باشد.

غنی سازی شير خشک شده- اگر چه می توان شکل های روغنی مواد مغذی را به پودر شير خشک اضافه کرد ولی ساده ترين راه غنی سازی شير خشک مخلوط کردن شکل های خشک ويتامين و مواد معدنی با پودر شير خشک می باشد. برخلاف شير مايع، شير خشک را قبل و بعد از تيمار حرارتی می توان غنی کرد. کاربردی ترين روش های غنی سازی اين نوع شير بصورت اسپری خشک شده می باشد. ويتامين ها نسبت به حرارت، نور، رطوبت، عوامل اکسيداسيون و احيا با درجات مختلف حساسيت دارند. پيشرفت های اخير در تکنولوژی توليد تجاری ويتامين ها با پايداری بهبود يافته و قابليت تطابق با ميکرونوترينت های مختلف را امکان پذير ساخته است. بطور کلی مواد معدنی نسبت به عوامل شيميائی و فيزيکی حساسيت کمتری دارند.
طی دوره فرآوری و پس از يک دوره تيمار حرارتی صنعتی اغلب مواد معدنی و ويتامين ها به ميزان 100-70 درصد حفظ می شوند. اما با تکرار تيمار حرارتی، کاهش شديد در ميزان اين مواد مغذی پيش می آيد. پايداری اکثر مواد مغذی در شير مايع طی زمان انبارداری نيز خوب است. اما ويتامينC که به آسانی تحت تاثير نور و اکسيژن تجزيه می شود يک استثناء می باشد. بسته های مقوايی بهتر از پلاستيکی می توانند مواد مغذی را نگهداشته و در مقابل اثرات مخرب، نور، طعم و بو را حفظ کند شير خشک غنی شده که بمدت 24 ماه در دمای محيط نگهداری شده 100-90 درصد ويتامين های1B-2B-6B-C-E و نياسين را طی زمان انبارداری حفظ می کند اما در طی 5 ماه نگهداری 75-55 درصد کاهش چشمگير در ويتامين A ديده می شود.
طی فرآيند فرآوری و نگهداری انواع مختلفی از ميکرونوترينت ها ممکن است از بين بروند برای جبران اين مسئله بايد مقادير مناسبی از اين مواد را به شير اضافه کرد.

کنترل کيفی-جهت اطمينان از مقادير مطلوب ميکرونوترينت ها- و قبل از استفاده آنها در محصول نهايی تست های لازم بايد تکرار شوند برای اينکار مطمئناً روشها و تجهيزات ويژه ای بايد در دسترس باشند. بويژه برای مواد مغذی ناپايدار مثل ويتامينC، طرح و برنامه کنترل کيفی دقيقی بايد در نظر گرفته شود. ويتامين هایAوD بصورت کمی می توانند با HPLC تعيين شوند. اين روش دقيق بوده ولی تجهيزات آن گران قيمت و نياز به متخصصين مربوطه می باشد. روشهای اسپکترومتريک ارزانتر بوده و کار با آنها نسبتاً راحت تر می باشد. روشهای کمی برای بقيه ميکرونوترينت ها شامل روش فلورومتريک برای ويتامين های1Bو2B و روش اسپکتروفوتومتريک برای مواد معدنی آهن و کلسيم می باشد