ثباتية الفيتامينات أثناء التصنيع الغذائي

1. ثباتية الفيتامينات أثناء التصنيع الغذائي Factors affecting the stability of vitamins: Temperature Moisture Oxygen Light pH Presence of metallic ions( e.g. copper, iron) Oxidizing and reducing agents Presence of other vitamins Other components of food ( e.g. sulphur dioxide) Combinations of the above

2. تابع ثباتية الفيتامينات أثناء التصنيع • تختلف الثباتية من فيتامين إلى فيتامين آخر • قد يحدث التدهور في الفيتامينات خلال تخزين الخضار والفواكه • قد يحصل الفقد خلال إعداد وتصنيع الأغذية ومكوناتها ( المعاملة الحرارية). • العوامل المؤثرة على تدهور الفيتامينات متشابهة ( الفيتامينات الموجودة في الأغذية أو المضافة للغذاء من مصادر صناعية). • الشكل الذي يوجد عليه الفيتامين من مصدر صناعي يعزز من الثباتية: -- استرات التوكوفيرول أكثر ثباتية من التوكوفيرول نفسه.

3. الفيتامينات الذائبة في الدهون فيتامين أ ( A) • المصادر: جاهز أوعلى شكل β-carotene أو related carotenoids. • غير ثابت ويعتبر الريتنول أقل ثباتية من استرات الريتنول retinyl esters . • قابل للتجازؤ isomerisation خاصة في الوسط المائي تحت الظروف الحامضية ( الروابط المزدوجة). • المتجازئ isomer الأعلى نشاطاً من الناحية الحيوية all-trans-vit. A • المتجازئ cis السائد هو 13-cis( neovitamin A ) يعادل 75% من المتجازئ all-trans • أما المتجازئات 6-cis و 2,6-di-cis نشاطها أقل من 25% من all-trans • تحتوي المصادر الطبيعية لفيتامين أ على 1/3 neovitamin A • يعتبر فيتامين أ ثابت نسبياً في الأوساط القاعدية • حساس للأوكسجين الجوي والشكل الكحولي أقل ثباتية من الأسترات ( خاصة في وجود العناصر المعدنية ) -- يحضر تجارياً كخليط من الفيتامين ومضاد للأكسدة أو مع مادة مغلفة -- BHA أو BHT ( يفضل استخدام التوكوفيرول). * يثبط الريتنول واستراته بالأشعة فوق البنفسجية

4. تابع ثباتية فيتامين أ • الفيتامين ثابت نسبياً بوجه عام خلال المعاملات الحرارية • Palmitate ester أكثر ثباتاً للحرارة من الريتنول • ثابت خلال تصنيع الحليب ( UHT أو sterli.) • ثباتية المولدات مشابهة للفتيامين من حيث الحساسية للأكسجين والضوء والأوساط الحامضية • تقلل المعاملة بثاني أكسيد الكبريت من تحطم الكاروتينات خلال التجفيف والتخزين ( أفضل من النيتروجين) • البيتاكاروتين أكثر حساسية من الألفاكاروتين (1,9) للتحطم الحراري خلال الطبخ العادي والسلق • تحفظ المنتجات المحتوية على بيتاكاروتين بعيداً عن الضوء ويكون الهواء في الفراغ الراسي في أدنى مستوياته.

5. Vitamin E • المركبات التي لها نشاط فيتامين E : α- , β-,γ- and δ-tocopherols α-tocotrienols • تتوفر كل من المصادر الطبيعية والصناعية لأشكال فيتامين هـ تجارياً • النشاط الحيوي الأعلى للمصادر الطبيعية للتوكوفيرولات تكون على شكل d • تنتج الأشكال التجارية على شكل dl فقط • تتوفر كل من d و dl تجارياً على شكل استراتesters • فيتامين هـ أكثر الفيتامينات ثباتية إلا أن التوكوفيرول غير المؤسترأقل ثباتية ( free phenolic hydroxyl group )

6. تابع فيتامين هـ • الفيتامين غير عادي ( تنخفض ثباتيته على درجات حرارة تحت التجميد ) - تتحطم peroxidesعلى درجات الحرارة العالية ولكنها ثابتة على درجات حرارة تحت الصفر المئوي لذا تتفاعل مع فيتامين هـ - يعمل α-tocopherol كمؤكسد أولي pro-oxidant في وجود أيونات المعادن مثل الحديد • يتأكسد α-tocopherol بسهولة في الهواء ويعتبر ثابت للحرارة في غياب الهواء - يتأكسد بسهولة خلال تصنيع وتخزين الأغذية - يؤدي القلي العميق للزيوت إلى فقد 10% من فيتامين هـ *خزن الأغذية المقلية على درجات حرارة تصل إلى -12° م يؤدي إلى فقد مهم جداً في الفيتامين * DL-α-tocopherol acetate ثابت نسبياً للهواء ولكنه يتحلل بالرطوبة إلى توكوفيرولات حرة في وجود القلويات أو الأحماض القوية.

7. Vitamin D • يتحطم كل من D3( cholecalciferol ) و D2(ergocalciferol) بسرعة نسبية إذا عرضا للضوء • تحضيرات فيتامين د في زيوت الأكل أكثر ثباتية من أشكاله البلورية • يحضر تجارياً في العادة على شكل مستحضر زيتي أو مسحوق ويحافظ على ثباتيته بإضافة مضاد أكسدة ( توكوفيرول) • تعبأ التحضيرات في عبوات غير منفذة للضوء مع غاز خامل • قابل للتجازؤ isomerisation لوجود الروابط المزدوجة ويحفز بالجزء الحامضي من المركبات التي تضاف للتحضيرات التجارية • D2المتبلور حساس للأكسجين الجوي ( أيام قليلة من التخزين على حرارة الغرفة) • D3يتحطم كذلك بالأكسجين الجوي ولكنه أكثر ثباتيه من D2

8. Vitamin K • K1(phytomenadione= phyloquinone) • K2 ( menaquinone) • Both are laible to isomerisation • Trans –K1الشكل الطبيعي المتواجد في الأغذية ذو الفعالية الحيوية أما الشكل cis من الفيتامين فليس له فعالية حيوية • الأشكال المختلفة للفيتامين ثابتة نسبياً للحرارة • يتحطم بأشعة الشمس ويتكسر بالقواعد • من النادر إضافته إلى الأغذية

9. Water-soluble vitamins Thiamin • على شكل مفسفر في الأغذية الحيوانية وغير مفسفر في الأغذية النباتية • يتوفر تجارياً على شكل : - thiamin hydrochloride - thiamin mononitrate • الثبات الحراري: - التحطم أكثر سرعة في الأوساط القاعدية - الفقد بالمعاملات الحرارية للحليب: -- أقل من 10% للحليب المبستر -- 5-15% UHT -- 30-40% الحليب المعقم -- 30-50% الحليب المبخر

10. تابع فقد الثيامين • فقد الثيامين في عملية الخبز - الفقد من 15-20% وجزء منه يحدث أثناء التخمر - الأبحاث الأولى عن فقده بالخبيز أظهرت تكسر أولي للثيامين إلى pyrimidine و thiazole • تأثير المركبات الكبريتية على الثيامين: - حساس لل sulphites و bisulphites - هذا التفاعل سريع على pHمرتفع ( سلق الخضار) - عند pHمنخفض ( عصائر الفواكه ) لا يحصل فقد معنوي - فقد الثيامين خلال إعداد وخزن اللحم المفروم يكون خطياً مع تركيز ثاني أكسيد الكبريت حتى تركيز 1,.% - يتحطم بالعوامل المؤكسدة والمختزلة

11. العوامل المؤثرة على ثباتية الثيامين • تحمي البروتينات عموماً الثيامين من التحطم • تعيق المواد التالية من معدل تحطم الثيامين: - الفركتوز - invertase - المانيتول - inositol

12. Riboflavin • يوجد في الأغذية على شكلين مرتبطين bound: - flavin adenine nucleotide - riboflavin mononucleotide • الضوء من أكثر العوامل أهمية في التأثير على ثباتية الفيتامين ( الطول الموجي 420 – 560 mµ ) • الرايبوفلافين وفوسفات الرايبوفلافين ثابتان للحرارة والأكسجين الجوي خاصة في الأوساط الحامضيه • يتحطم بالمواد المختزلة خاصة بزيادة الـ pH * ثابت للمعاملات الحرارية التي تجرى للحليب ( يفقد 20-80% خلال ساعتين من التعرض للضوء )

13. Niacin • اسم عام لكل من - nicotinic acid - nicotinamide • يوجد في الذرة وبعض أنواع الحبوب الأخرى على شكل niacytin ( مرتبط مع السكريات العديدة والببتيدات) • لا يتأثر بالأكسجين الجوي والحرارة والضوء في الأوساط الصلبة والسائلة

14. Pantothenic acid • Coenzyme A • يفقد الحليب أقل من 10% من الفيتامين خلال التصنيع ويفقد من اللحوم ولكن ليس بكميات كبيرة • الشكل الحر من الفيتامين غير ثابت و hygroscopic • التحضيرات التجارية تكون في العادة على شكل أملاح للكالسيوم أو الصوديوم ( متوسطة الثباتية للأكسجين والضوء وحساسة للمعاملة الحرارية thermolabile ) • الثباتية القصوى له عند pH من 6-7.

15. Folic acid / Folates • لا يوجد حمض الفوليك pteroylglutamic acidفي الطبيعة ولكن يمكن إنتاجه تجارياً • الموجود طبيعياً عدد من المشتقات تعرف بالفوليت أو folacin ( 1 أو أكثر من حمض الجلوتاميك المرتبط) • تسود polyglutamatesفي الأغذية الطازجة وتتحطم ببطء عند التخزين إلى monoglutamatesوتتأكسد إلى فوليت ( أقل توافراً bioavialable).

16. Stability of folates & Folic acid • معظم دراسات الثباتية أجريت على حمض الفوليك المتوفر تجارياً • متوسط الثباتية للحرارة والأكسجين الجوي • حمض الفوليك السائل ثابت على pH = 7 وتزداد حساسيته في الأوساط الحامضية والقاعدية خاصة عند pH أقل من 2 • يتحطم حمض الفوليك بالعوامل المؤكسدة والمختزلة • UV لها تأثير خطير على ثباتية الفيتامين • تزداد سرعة التحطم بالضوء في وجود الرايبوفلافين ( إضافة مادة مضادة للأكسدة)

17. ثباتيةFolates في الأغذية خلال التصنيع والتخزين • الحليب - البسترة : فقد أقل من 5 % - UHT : 20 % - التعقيم : 30 % - UHT والتخزين : الفقد 50 % خلال 3 شهور • البيض - البيض المسلوق : 10 % - القلي والخلط : 30-35 % • السبانخ - السلق بالبخار : الاحتفاظية 58 % - السلق بالماء : 17 % ( الاحتفاظية ) - التجميد : 72 % بعد 3 شهور من التخزين

18. Pyridoxine • ثابت عادة للأكسجين الجوي والحرارة • تسرع أيونات المعادن من تحطمه • حساس للضوء خاصة في المحاليل القاعدية والمتعادلة • ثابت في الحليب عند البسترة ويفقد منه 20 % خلال التعقيم • يفقد 20 % منه خلال تحمير roasting وشي اللحوم • غلي اللحوم في الماء يؤدي إلى فقد 30-60 % من الفيتامين • يفقد 20-40 % من الفيتامين عند تعليب الخضار

19. Vitamin B12 • يتحطم cyanocobalamine بالعوامل المؤكسدة والمختزلة • ثابت نسبياً في المحاليل المتعادلة والضعيفة الحموضة للأكسجين الجوي والحرارة • ثباتيته ضعيفة في المحاليل القاعدية وقوية الحموضة • حساس للضوء و UV • ثابت للبسترة ويفقد 20 % منه خلال التعقيم و20-35 % عند تجفيف الحليب بالرذاذ • تتأثر ثباتيته معنوياً بوجود الفيتامينات الأخرى

20. فيتامين ج • أكثر المركبات أهمية التي لها شكلL-ascorbic acid(L-AA) • يوجد بمستويات عالية نسبياً في بعض الفواكه والخضار • يتحول إلى dehydro-L- ascorbic acid ( DHA ) • ليس للمتجازئات D-isomersنشاط فيتاميني • يسود الشكل المختزل من الفيتامين عادة في الأغذية الطازجة ولكن المعاملات والتخزين والطبخ تزيد من نسبة DHA • يوجد تجارياً على شكل L-AAوأملاحه من الكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم • يوجد على شكل ascorbyl palimatateويستخدم على هذا الشكل كمضاد للأكسدة في الأغذية المصنعة

21. ثباتية فيتامين ج • فيتامين حمض الأسكوربيك وأملاحه ثابت نسبياً في الهواء الجاف ولكنه غير ثابت في وجود الرطوبة • يتأكسد بسهولة في المحاليل المائية إلى DHA( رجعي ) ثم إلى diketogulonic acid( أكسدة غير رجعية) • يستخدم في المشروبات ( غير ثابت في عصير التفاح وثابت في عصير العنب الأسود)

22. تأثير الأكسجين على فيتامين ج • الأكسجين المذاب له تأثير مهم على ثباتية الفيتامين • يتأكسد 11,2 ملجم من AA / 1 ملجم من الأكسجين • يتحطم 75-100 ملجم من الفيتامين/ لتر من العصير • تستخدم معاملات التفريغ لتقليل هذه المشكلة • تأثيرات أيونات المعادن: النحاس <الحديد <الزنك • يقلل EDTA و Cysteine من أكسدة فيتامين ج • من المهم اختيار أجهزة تصنيع مناسبة ( حديد غير قابل للصدأ , المنيوم , بلاستيك) • يعتمد معدل التحطم في المحاليل المائية على الـpH(التحطم الأقصى على pHحوالي 4) • الفقد في الثلج أسرع من الماء السائل ( يفقد جزء منه خلال التجميد)

23. فقد فيتامين ج خلال تصنيع وطبخ الأغذية • البسترة : فقد حوالي 25 % • التعقيم : 60 % • UHT والتخزين ( 3 ش من التخزين ) : الفقد 100 % • الفقد كبير بعد الطبخ أو التخزين على درجات حرارة عالية للخضار والفواكه • التجفيف التجاري للبطاطس : فقد 35-45 % • تقطيع الخضار يزيد من معدل فقد الفيتامين • سلق الكرنب : 20 % وفقد إضافي 30 % بعد التجفيف التالي للسلق

24. Vitamin-vitamin Interactions • تفاعلات غير متوقعة وغير مفهومة • يقود ذلك إلى تحطم أسرع لواحد أو أكثر من الفيتامينات في الغذاء أو العصائر • يجب أخذ ذلك في الحسبان عند استخدام الفيتامينات لإرجاع restore أو تدعيم العصائر والمشروبات • معظم دراسات تفاعلات الفيتامينات مع بعضها البعض أجريت من قبل الصناعة الصيدلانية • أربع من الفيتامينات يحدث بينها تفاعل ذو تأثير ضار( ج , ب1 , ب2 ,ب12 )

25. Principal vitamin-vitamin Interactions __________________________________ ِActivator Increased instability ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ Ascorbic acid Folic acid Ascorbic acid Vitamin B12 Thiamin Folic acid Thiamin Vitamin B12 Riboflavin Thiamin Riboflavin Folic acid Riboflavin Ascorbic acid ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

26. فقد الفيتامينات خلال التصنيع • كل الفيتامينات لها درجة من عدم الثباتية يعتمد معدلها على عدد من العوامل • تتعرض الفيتامينات الموجودة طبيعياً في الأغذية للعديد من هذه العوامل خلال حصاد وتصنيع وتخزين الغذاء ومكوناته • يجب أخذ هذه التأثيرات في الحسبان عند تقييم ثباتية الفيتامينات • الحرارة من أكثر العوامل تأثيراً ( التعليب) • أجريت دراسات الثباتية للسلق والتعليب في الخضار والفواكه خلال الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين

27. تأثير العمليات التصنيعية على الفيتامينات • السلق Blanching : - حرارة عالية ووقت قصير يعطي إحتفاظية أفضل للفيتامين مقارنة بالوقت الطويل والحرارة المنخفضة - السلق بالبخار أفضل من السلق بالماء - إضافة الكبريت يترك أثر مهم على مستوى الثيامين في الخضار والفواكه - البيتاكارويتن الأفضل من حيث الاحتفاظية خلال السلق - احتفاظية الرايبوفلافين في السلق : 80-95 % - احتفاظية فيتامين ج : 70-90 % - احتفاظية النياسين : 75-90 %

28. تأثير العمليات التصنيعية على الفيتامينات • المعاملة الحرارية - فقد مهم لفيتامين ج والثيامين بالمعاملات الحرارية في عبوات زجاجية أو علب الصفيح tin - كانت نسبة فيتامين ج مباشرة عقب المعاملة الحرارية 15-45 % من مستواه في المنتج الطازج مع فقد إضافي خلال التخزين - نقص الثيامين بحوالي 50 % خلال المعاملة الحرارية وتناقص إلى 15-40 % من المستوى الأصلي بعد 12 شهر من التخزين - الرايبوفلافين : 12-15 % خلال التصنيع , 50 % من المستوى الأصلي بعد 12 شهر من التخزين - النياسين : أكثر ثباتية ( 15-20 %) ولكن فقده خلال التخزين أقل من فقد الرايبوفلافين - البيتاكاروتين : ثابت نسبياً

29. تأثير المعاملة الحرارية على الحليب • فيتامينات ثابتة نسبياً : أ , د , ب2 , النياسين , حمض البنتوثونيك والبيوتين • فيتامينات تتأثر بالمعاملة الحرارية : ج , ب1 , ب6 ,ب12 وحمض الفوليك ( كلما زادت المعاملة الحرارية زاد الفقد ) • بسترة الحليب :فقد الفيتامينات عموماً أقل من 10 % عدا ج • UHT : بين 10 و 20 % • تعقيم الحليب : 20 % للثيامين و ب6 و ب12 و30 % لحمض الفوليك • تتأثر ثباتية فيتامين ج أيضاً بالأكسجين خلال المعاملة الحرارية للحليب: - البسترة : 25 % - UHT : 30 % - التعقيم : 60 % - احتفاظية أكبر في الحليب المكثف كامل الدسم

30. تأثير المعاملة الحرارية على اللحوم والخبز • يؤثر تحمير اللحم roasting على الثيامين • الرايبوفلافين والنياسين وفيتامين ب12 ثابتة خلال طبخ اللحم إذا أخذ السائل المتقطر dripping في الحسبان • فقد حمض البنتوثونيك أقل من 10 % في اللحم المطبوخ • فقد الفوليت أكثر من 50 % في اللحم المغلي لمدة 15 د • تسوية لحم البقر بعد الذبح : 30 % للنياسين (7 أيام) • يفقد حوالي 20 % من الثيامين وحوالي 17 % من ب6 وحوالي ثلث الفوليت عند الخبز • النياسين وحمض البنتوثونيك ثابتان عادة خلال الخبز

31. الفيتامينات وفترة صلاحية المنتج الغذائي • بطاقة الأغذية Food label • المعلومات في البطاقة تخضع للتشريعات • الفيتامينات من أكثر العناصر الغذائية التي يتم الإشارة لها في بطاقة الغذاء • تتعرض للفقد خلال فترة الصلاحية ( التخزين) • يجب على المصنعين إجراء تحاليل لتقييم الثباتية لكل فيتامين وخلال فترة الصلاحية المنصوص عليها في بطاقة الغذاء - يعتمد على تركيب وشكل وطرق تصنيع الغذاء - نوعية العبوة وجودتها ( النفاذية للأكسجين والرطوبة والضوء) • من الصعب إعطاء خطوات أو طرق محددة لتحديد فترة صلاحية الفيتامينات لذا وضعت أدلة Guidelines • التدعيم ( إضافة كمية أكبر overage ولكن ضمن المستويات الآمنة )

32. حماية الفيتامينات في الأغذية • تقييم كل مراحل التصنيع والتداول والتخزين للمنتج لتقليل تحطم الفيتامينات عند حدها الأدنى - الحرارة العالية والوقت القصير - الحد من التعرض للضوء والأكسجين * تغليف encapsulated أو تغطية coating المصادر الصناعية للفيتامينات المضافة للأغذية لتحسين الثباتية