鐵碘強化營養鹽的穩定性研究

魏峰，霍軍生，狄蕊，孫靜，于波

1(黃山學院化學系，安徽黃山，245041)2(中國疾病預防控制中心營養與食品安全所，北京，100050)

食鹽加碘用于防治碘缺乏癥及甲狀腺腫等已取得明顯成效，［1］鐵缺乏是世界上最常見的營養問題之一，［2］鐵與碘在體內的代謝有較為密切的聯系［3］。以食鹽作為強化鐵元素的載體是改善人群營養的安全經濟、簡便有效的措施。［4］對于碘鐵雙強化食鹽的制備，關鍵是要確保碘和鐵的穩定性和鐵的生物利用率，如果以二價鐵鹽作為強化劑，二價鐵離子會與載體鹽中的碘酸鉀發生氧化還原反應，使碘含量大幅下降［5］。焦磷酸鐵或元素鐵粉雖不會引起氧化反應和食鹽的顏色改變，但是在水中溶解性較差，人體吸收率低［6－7］。Diosady 等［8－9］用微囊化技術包裹硫酸亞鐵微粒和碘化鉀微粒使得鐵強化劑不會造成及碘含量的下降，但生產工藝比較復雜。NaFeEDTA是一種新型絡合型鐵營養強化劑，近年來得到了廣泛的應用，其具有無鐵銹味，吸收率高等優點［10－11］。目前，我國已有生產廠家用NaFeEDTA作為鐵源制作的鐵碘雙強化食鹽，但與其他鐵鹽相比在貯藏期間NaFeEDTA的穩定性及對碘的影響還沒有系統的研究。針對這一情況本實驗將不同貯藏條件下以NaFeEDTA、硫酸亞鐵、乳酸亞鐵作為鐵源的鐵碘雙強化食鹽中鐵強化劑及和碘的穩定性進行了考察。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與實驗材料

722N分光光度計(上海精密科學儀器公司)，pHS-3C精密酸度計(上海天達儀器公司)，小型藥用混合機(吉首市中誠制藥機械廠)，WFX-210原子吸收光譜儀(北京瑞利公司)及酸式滴定管，碘量瓶等實驗室常用玻璃儀器。本實驗所有操作均在避光條件下進行。

NaFeEDTA·3H2O(美國Sigma公司);迎客松牌加碘精制鹽，由安徽省鹽業總公司生產;氨水、H2O2、磷酸、KI、淀粉、硫代硫酸鈉、HCl、碘、鄰二氮菲、硫代硫酸鈉、乙酸鈉、鹽酸羥胺等試劑為分析純;K2Cr2O7為基準試劑;市售食品級NaFeEDTA、硫酸亞鐵、乳酸亞鐵(北京維他保健品公司);實驗用水均為經超純水裝置過濾的超純水(18.2 MΩ.cm)。

1.2 營養鹽的制備及穩定性試驗

根據國標GB14880的規定:強化食鹽中鐵含量為 600 ～1 200 mg/kg［12］，因此本實驗在每千克市售普通加碘食鹽中分別加入7.55 g NaFeEDTA，4.96 g硫酸亞鐵，5.26 g乳酸亞鐵，混勻，制成含不同鐵強化劑鐵含量為1 000 mg/kg的鐵碘雙強化食鹽樣品，上述強化食鹽中的碘含量為20～50 mg/kg(市售加碘食鹽包裝上注明的含量)。對上述強化食鹽進行原子吸收實驗［13］測定總鐵含量，顯示其混合均勻度的變異系數小于3.0%(n=12)。

將制備好的每種鐵碘強化營養鹽各分成3份。其中1份敞口放在室內避光保存，標記為“敞口避光”;另1份封口后在室內避光保存，標記為“密封避光”，第3份放入敞口表面皿內放置在室內有陽光直射的窗臺上，標記為“敞口日照。樣品保存期間的溫度為15～25℃，相對濕度為55%，保存期為90 d，實驗時間為2009年3月至6月。從營養鹽制備完成進行儲存后，每隔5 d測量食鹽中鐵的含量及碘的含量，并觀察營養鹽的性狀變化。

1.3 食鹽中NaFeEDTA含量的檢測

本實驗采用過氧化氫分光光度法檢測樣品中的NaFeEDTA含量。FeEDTA-能與過氧化氫進行反應形成超過氧化物，在波長為515 nm處有最大吸收，其吸光度與FeEDTA-絡合物的含量成正比［14］。具體操作步驟為:稱取1.00 g鐵強化食鹽樣品置于25 mL容量瓶中，加入少量水使之溶解，再加入NH3-NH4Cl緩沖溶液5 mL和7.5%的過氧化氫溶液5 mL，用水定容，放置5 min，于515 nm波長處測定吸光度;再稱取1.00 g鐵強化食鹽樣品置于25 mL容量瓶中用蒸餾水定容，作為空白，進行測定，將吸光度的差值代入標準曲線計算樣品中NaFeEDTA的含量。

1.4 食鹽中鐵離子含量的檢測

本實驗采用鄰二氮菲分光光度法測定食鹽中的硫酸亞鐵和乳酸亞鐵的含量，硫酸亞鐵和乳酸亞鐵中的Fe2+和鄰二氮菲可生成紅色絡合物，在試液中加入鹽酸羥胺可將Fe3+還原為Fe2+從而測定試液中的總鐵的含量，若不加鹽酸羥胺則能測定其中的Fe2+的含量［15］。具體操作步驟為:稱取0.500 g含硫酸亞鐵和乳酸亞鐵的強化食鹽樣品置于50 mL容量瓶中用水定容，再分別取上述溶液5 mL至2個25 mL容量瓶，然后向其中1個容量瓶中加0.5 mL 100g/L鹽酸羥胺溶液，另1個加0.5 mL蒸餾水搖勻，2 min后，再各加2.5mL的1 mol/L乙酸鈉溶液及1.5 mL的1 g/L鄰二氮菲溶液，以蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，放置5 min。用1 cm比色皿，在510 nm處，測定各溶液的吸光度。分別用硫酸亞鐵和乳酸亞鐵試劑制作標準曲線，將樣品試液的吸光度代入標準曲線計算鐵含量，其中加0.5 mL 100g/L鹽酸羥胺溶液的試液得出的是樣品的總鐵含量，不加鹽酸羥胺的試液測定的是Fe2+的含量。

1.5 食鹽中碘含量的檢測

本實驗中食鹽中碘含量的測定采用《GB/T 5009.42－2003食鹽衛生標準的分析方法》［16］中規定的碘含量的測定方法。具體步驟為:分別稱取敞口避光、密封避光及敞口日照3種情況下的營養鹽及未加鐵強化劑的食鹽各10.0 g，置于碘量瓶中加水60～80 mL左右溶解，再加入1.5 mL磷酸，接著加入2 mL碘化鉀溶液(50 g/L)，搖勻，立即用Na2S2O3標準溶液(0.002 0 mol/L)滴定，以淀粉溶液(5 g/L)為指示劑，滴定至藍色剛消失即為終點。

2 結果與討論

2.1 鐵強化劑在鐵碘營養強化鹽中的穩定性

制備NaFeEDTA碘強化營養鹽后，每隔5 d對營養鹽中的NaFeEDTA的含量進行測定，得到不同貯藏條件下營養鹽中NaFeEDTA的濃度變化情況，所得的結果見表1。營養強化鹽中NaFeEDTA的初始含量為7.55 g/kg，從表1可以看出，在敞口避光、密封避光及敞口日照3種條件下，營養鹽中NaFeEDTA的含量變化不明顯，在敞口日照條件下，其含量稍微偏低，這可能是因為光照會使NaFeEDTA的含量降低，但在90 d內損失量小于15%，這說明NaFeEDTA在含碘酸鉀的食鹽中含量基本穩定，FeEDTA絡合物沒有明顯的分解現象。

表1 NaFeEDTA在強化食鹽中的保留率

我國的食鹽中所加的碘為碘酸鉀，其還原為碘的標準電極電位為1.20 V，而Fe3+/Fe2+的標準電極電位為0.771V，因此碘鹽中加入亞鐵鹽可能會發生氧化還原反應，所以有必要對硫酸亞鐵和乳酸亞鐵在食鹽的儲存過程中的Fe2+的保留率進行考察。

從表2可以看出在儲存期間硫酸亞鐵和乳酸亞鐵強化在食鹽中Fe2+的保留率都有所下降(P＜0.03)，至實驗結束“敞口日照”保存的2種食鹽中Fe2+的保留率降至50%左右，損失最大。其他情況下硫酸亞鐵食鹽和乳酸亞鐵食鹽的保留率為60%左右，敞口保存的樣品保留率的并不比密封樣品低，這可能與取樣過程對樣品進行了攪動和對樣品上方的氣氛造成了影響有關。實驗期間各種食鹽中總鐵含量為(976±41)mg/kg，無顯著變化，這說明在貯藏過程中損失的Fe2+被氧化成了Fe3+。相對于Fe3+，Fe2+在人體內的生物利用率較高［10］。因此Fe2+的氧化會影響營養鹽中鐵的營養質量。營養鹽中的碘含量一般為20～50 mg/kg，而鐵的含量為600～1 200 mg/kg，食鹽中鐵與碘的摩爾比約為60∶1左右，再考慮到反應比，如果食鹽中的碘酸鉀完全和Fe2+發生氧化反應，消耗的Fe2+約占全部添加量的10%左右。從表2數據可以看出，將鐵強化劑和鹽剛混合后Fe2+的損失可能是與碘酸鉀反應引起的，以后的損失可能和Fe2+的自然氧化有關。3種貯藏條件中，敞口日照情況下的損失最大，這可能和光照因素有關。

表2 硫酸亞鐵和乳酸亞鐵在強化食鹽中二價鐵離子的保留率

2.2 碘在鐵碘營養強化鹽中的穩定性

從NaFeEDTA碘強化食鹽制備完成開始，每隔5 d對其中碘含量進行測定，得到營養鹽中碘濃度變化情況，所得的結果見表3。由表3數據可知，在3種條件下貯藏的鐵營養強化鹽與未加鐵的空白加碘食鹽相比，碘的含量基本維持不變，比較穩定，由此可推測食鹽中的碘酸鉀在貯藏期間不會與NaFeEDTA反應。NaFeEDTA中的鐵為正三價，因此減小了與碘酸鉀反應的可能性。敞口光照條件保存的食鹽中的碘含量較低，至實驗結束碘含量為26 mg/kg左右，這可能是表面受陽光直接照射引起的，但由于內部沒有受到影響，因此差異不大。

表3 營養鹽中碘含量的變化值

市售碘鹽中加入硫酸亞鐵和乳酸亞鐵后，碘含量迅速下降。在營養鹽的制備混合過程完成后碘含量下降至6～2 mg/kg。貯藏期間各種條件下的食鹽的碘含量為3～1 mg/kg。這可能是Fe2+與碘酸鉀反應，使碘酸鉀被還原成游離碘，升華逸出的結果。因此可知在碘鹽中直接加入硫酸亞鐵和乳酸亞鐵等二價鐵鹽類強化劑會造成碘的嚴重損失。

2.3 鐵強化食鹽的外觀變化

加碘食鹽為白色晶體，加入NaFeEDTA后，呈淺黃色，經90 d的貯藏后，性狀穩定，色澤無明顯變化，仍為淺黃色。碘鹽中加入硫酸亞鐵后呈淺藍色，敞口存放的食鹽表面被氧化后顯淺黃色，有結塊現象，經90 d的貯藏后食鹽內部仍為淺藍色。碘鹽中加入乳酸亞鐵后呈淺黃色，經90 d的貯藏后，內部顏色基本無變化，表面有三價鐵離子的黃褐色。碘鹽中加入硫酸亞鐵或乳酸亞鐵后由于與碘酸鉀的反應釋放出大量的碘單質，使攪拌容器和貯藏包裝袋的內壁均呈碘的棕色，嚴重影響包裝外觀。

關于口感方面，根據《GB/T 14195－1993感官分析選撥與培訓感官分析優選評價員導則》［17］，0.01 g/L的七水合硫酸亞鐵溶液就可以使人感到金屬味，強化食鹽中的硫酸亞鐵含量為5 g/kg左右，即如果不考慮食鹽咸味的影響，用含硫酸亞鐵的強化營養鹽制成0.2%的食鹽溶液就可讓人感到有金屬味。而NaFeEDTA在感官方面要明顯優于硫酸亞鐵和乳酸亞鐵。［10］

3 結論

在常溫貯藏條件下，添加硫酸亞鐵和乳酸亞鐵的鐵碘強化營養鹽在90 d貯藏期內，二價鐵離子的損失率為30%～40%，在營養鹽的制備期間含碘酸鉀的食鹽與硫酸亞鐵或乳酸亞鐵混合后，碘含量迅速下降，幾乎完全損失。

添加NaFeEDTA的鐵碘強化營養鹽中NaFeEDTA和碘的含量都基本穩定，顏色為淺黃色，貯藏期間沒有明顯變化。因此以NaFeEDTA作為鐵源可以使食鹽中鐵、碘的含量穩定，外觀影響小，NaFeEDTA可作為鐵強化劑用于生產鐵碘營養強化鹽。

［1］ 楊慧萍，曹玉華，王素雅，等.加碘鹽與人體健康［J］.食品科學，2006，27(11):536－538.

［2］ Michael B Zimmermann，Richard F Hurrell.Nutritional iron deficiency［J］.Lancet，2007，370:511 －520.

［3］ 胡 靜，樸建華.鐵強化食品研究進展［J］.中國食品衛生雜志，2007，19(3):276－280.

［4］ 李衛平，王俊驥.鐵強化食鹽的鐵源篩選及穩定性研究［J］.海湖鹽與化工，2003，32(3):28－30.

［5］ 劉茜.關于鐵強化營養鹽中添加劑的應用［J］.中國井礦鹽，2005，36(4):39－41.

［6］ Michael B Zimmermann，Rita Wegmueller，Christophe Zeder，et al.Triple fortification of salt with microcapsules of iodine ，iron，and vitamin A［J］.Am J Clin Nutr，2004，80(5):1 283－1 290.

［7］ Michael B Zimmermann，Rita Wegmueller，Christophe Zeder，et al.Dual fortification of salt with iodine and micronized ferric pyrophosphate:a randomized，double-blind，controlled trial［J］.Am J Clin Nutr，2004，80(4):952 －959.

［8］ Levente Diosady，Rizwan Yusufali1，Toks Oshinowo et al.A study of storage and distribution of double fortified salts in Kenya［J］.Journal of Food Engineering，2006，76(4):547－556.

［9］ Michael B Zimmermann，Christophe Zeder，Noureddine Chaouki，et al.Dual fortification of salt with iodine and microencapsulated iron:a randomized，double-blind，controlled trial in Moroccan schoolchildren［J］.American Journal of Clinical Nutrition，2003，77(2):425－432.

［10］ Thomas H Bothwell，Macphail A Patrick.The potential role of NaFeEDTA as an iron fortificant［J］.Int J Vitam Nutr Res，2004，74(6):421－434.

［11］ Kloots W，Opden D，Abrahamse L.In vitro iron availability from iron-fortified whole-grain wheat flour［J］.J Agric Food Chem，2004，52(26):8 132－8 136.

［12］ GB14880－1994.食品營養強化劑使用衛生標準［S］.

［13］ GB/T 5009.90－2003.食品中鐵、鎂、錳的測定［S］.

［14］ 魏峰.強化面粉和食鹽中乙二胺四乙酸鐵鈉檢測的分光光度方法研究［J］.食品與發酵工業，2008，34(12):167－170.

［15］ 武漢大學.分析化學實驗(第四版)［M］.北京:高等教育出版社，2001:125－127.

［16］ GB/T 5009.42－2003.食鹽衛生標準的分析方法［S］.

［17］ GB/T 14195－1993.感官分析選撥與培訓感官分析優選評價員導則［S］.