Gli scienziati di Cambridge hanno sviluppato un nuovo modo per fortificare i molluschi per affrontare le carenze nutrizionali umane che causano gravi problemi di salute in tutto il mondo.
Il team sta ora lavorando con i principali produttori di frutti di mare per testare ulteriormente la loro tecnologia di microincapsulazione, o “proiettili di vitamine”.
Oltre due miliardi di persone in tutto il mondo sono carenti di nutrienti, portando a una vasta gamma di gravi problemi di salute.
Rafforzare il cibo con micronutrienti è già uno standard industriale per migliorare la salute pubblica, ma ora gli scienziati del Dipartimento di Zoologia di Cambridge hanno collaborato con la società con sede a Cambridge BioBullets per potenziare una delle fonti più sane e sostenibili di proteine animali del mondo: i molluschi bivalvi come le ostriche , vongole e cozze.
Dr. David Aldridge e Ph.D. lo studente David Willer ha prodotto la prima microcapsula al mondo appositamente progettata per fornire nutrienti ai bivalvi che sono benefici per la salute umana.
Questi ” proiettili vitaminici ” – fabbricati su brevetto dalla società Aldridge, BioBullets – sono fatti su misura per dimensioni, forma, galleggiabilità ottimali e per attrarre i crostacei.
Questa svolta, descritta in uno studio pubblicato oggi sulla rivista “Frontiers in Nutrition”, è particolarmente preziosa perché quando mangiamo bivalvi, consumiamo l’intero organismo compreso il suo intestino, il che significa che digeriamo i nutrienti che gli animali hanno consumato verso la fine del le loro vite. Ciò rende i molluschi bivalvi il bersaglio ideale per la fortificazione nutrizionale.
Nel loro laboratorio di Cambridge, gli scienziati hanno testato le microcapsule fortificate con vitamina A e D su oltre 100 ostriche per identificare la dose ottimale. Hanno anche stabilito che questo dovrebbe essere alimentato per 8 ore verso la fine della “depurazione”, il periodo in cui i bivalvi vengono tenuti in vasche di pulizia dopo essere stati raccolti.
Il team ha scoperto che le ostriche fortificate hanno prodotto circa 100 volte più vitamina A e oltre 150 volte più vitamina D rispetto alle ostriche naturali. Ancora più importante, hanno sovraperformato notevolmente il salmone, una delle migliori fonti naturali di queste vitamine.
Le ostriche fortificate hanno fornito oltre 26 volte più vitamina A e oltre 4 volte più vitamina D rispetto al salmone.
Gli scienziati hanno scoperto che una porzione di solo due dei loro molluschi sovralimentati forniva abbastanza vitamina A e D per soddisfare l’indennità dietetica raccomandata nell’uomo (RDA).
Le carenze di vitamina A e D rappresentano una sfida particolarmente grave per la salute pubblica : in Ghana oltre il 76% dei bambini è carente di vitamina A, causando mortalità diffusa e cecità.
In India, l’85% della popolazione è carente di vitamina D , che causa malattie cardiovascolari, osteoporosi e rachitismo. Anche negli Stati Uniti, oltre il 40% delle persone è carente di vitamina D.
David Willer ha dichiarato: “Abbiamo dimostrato un modo economico ed efficace per trasformare i micronutrienti in una fonte di proteine sostenibile e deliziosa. L’uso mirato di questa tecnologia nelle regioni più colpite da carenze nutrizionali, utilizzando specie bivalve e micronutrienti accuratamente selezionati, potrebbe aiutare a migliorare la salute di milioni di persone, riducendo al contempo i danni che la produzione di carne sta arrecando all’ambiente ”.
David Aldridge ha dichiarato: “Siamo molto entusiasti del potenziale di BioBullets. Ora stiamo stabilendo collegamenti con alcuni dei più grandi produttori di pesce del mondo per guidare un cambiamento nella sostenibilità e nel valore nutrizionale del pesce che consumiamo. “
I bivalvi hanno un contenuto proteico più elevato rispetto alla carne bovina, sono una ricca fonte di acidi grassi omega-3 e hanno alcuni dei più alti livelli di minerali chiave di tutti gli alimenti animali.
Tuttavia, è improbabile che i nutrienti che forniscono naturalmente risolvano le carenze globali.
Questi molluschi sono anche altamente sostenibili per l’allevamento, con un’impronta ambientale molto più bassa rispetto alla carne o al pesce animale e inferiore anche a molte colture vegetali come grano, soia e riso.
I bivalvi sono una fonte alimentare altamente accessibile se prodotti su larga scala e il mercato globale si sta rapidamente espandendo. La produzione nella sola Cina è cresciuta di 1000 volte dal 1980 e esiste un grande potenziale per espandere in modo sostenibile l’acquacoltura bivalva in tutto il mondo, con oltre 1.500.000 km2 disponibili per lo sviluppo sostenibile del settore a basso costo, in particolare intorno alla costa occidentale dell’Africa e dell’India.
I ricercatori sottolineano che i consumatori nelle regioni più povere in cui le carenze vitaminiche sono più frequenti hanno maggiori probabilità di acquistare alimenti fortificati leggermente più costosi rispetto a fare acquisti aggiuntivi per assumere pillole di integratori.
Calcolano che la fortificazione aggiunge solo $ 0,0056 al costo di produzione di una singola ostrica.
Le carenze di micronutrienti spesso causano la malnutrizione che è un problema cruciale per la salute pubblica, specialmente nei paesi in via di sviluppo (Ramakrishnan, Goldenberg e Allen, 2011). In effetti, generano diverse malattie infettive o croniche e pertanto incidono sulla qualità della vita e sui parametri epidemiologici come la morbilità e la mortalità (Verma, 2015).
Di conseguenza, questo tipo di malnutrizione porta a morte prematura, disabilità e riduzione della capacità lavorativa (Black et al., 2013) e più spesso raggiunge bambini e donne in età riproduttiva (Method & Tulchinsky, 2015).
La fortificazione alimentare è considerata l’approccio preventivo più appropriato contro la malnutrizione causata da carenze di micronutrienti (Bhagwat, Gulati, Sachdeva e Sankar, 2014). Per molti anni, la fortificazione alimentare è stata utilizzata come mezzo economico per prevenire la malnutrizione da micronutrienti (Method & Tulchinsky, 2015).
Sono stati condotti studi considerevoli per sviluppare la fortificazione alimentare nei paesi in via di sviluppo (Akhtar, Anjum e Anjum, 2010; Bhagwat et al., 2014; Mishra, 2011). Tuttavia, l’efficacia degli approcci di fortificazione alimentare per migliorare lo stato nutrizionale deve essere analizzata e dimostrata in modo coerente.
Al fine di valutare le tendenze globali e i modelli storici più importanti nella fortificazione alimentare, sono necessari grandi database per studiare i diversi tipi di fortificazione. Infatti, i dati relativi alla storia, agli impatti e alle sfide della fortificazione alimentare sono sparsi in tutta la letteratura e le recensioni esistenti riguardano alcuni paesi.
Pertanto, sebbene le informazioni sui successi e sugli insuccessi della fortificazione alimentare possano essere difficili da valutare e confrontare, è necessario identificare i fattori chiave di successo o fallimento degli interventi per informare i responsabili politici e assistere i paesi nella progettazione e attuazione di adeguati programmi di fortificazione.
Prevalenza di denutrizione e carenze di micronutrienti nel mondo
La malnutrizione (insufficienza nutrizionale, denutrizione e carenza di micronutrienti) è uno stato fisiologico caratterizzato da una quantità bassa o elevata di macronutrienti, micronutrienti o entrambi nell’organismo umano (Ortiz-Andrellucchi, Ngo e Serra-Majem, 2016).
Attualmente, in tutto il mondo sono registrati diversi casi di obesità e sovrappeso dovuti a sovralimentazione (IFPRI, 2016). Nel frattempo, carenze di denutrizione e micronutrienti sono ricorrenti e hanno effetti negativi significativi sulla salute pubblica (Lopez, Mathers, Ezzati, Jamison e Murray, 2006).
La prevalenza della denutrizione varia considerevolmente a seconda dei paesi. Nei paesi in via di sviluppo, le popolazioni rurali sono le più sottoposte a denutrizione (Shetty, 2009). In effetti, le carenze di micronutrienti sono spesso associate a basso reddito e scarso accesso a cibi nutrienti, situazioni che sono frequenti nelle aree rurali (Shetty, 2009).
Secondo stime recenti, circa due miliardi di persone soffrono di carenze di micronutrienti (Allen, de Benoist, Dary e Hurrell, 2006). Le carenze di micronutrienti rappresentano circa il 7,3% del carico globale della malattia, con carenze di ferro e vitamina A tra le 15 principali cause del carico globale della malattia (OMS, 2000).
I cibi di origine animale sono importanti fonti di proteine e micronutrienti come ferro, zinco, vitamina A e vitamina B12. Sfortunatamente, nei paesi in via di sviluppo la maggior parte delle persone non può permettersi questi alimenti nella loro dieta quotidiana.
Di conseguenza, soffrono di carenze di micronutrienti. Anche le carenze di acido folico, vitamina D, selenio e zinco, sebbene meno riconosciute, sono importanti. La mancanza di questi micronutrienti rappresenta una grave minaccia per la salute e lo sviluppo delle popolazioni, in particolare nei paesi in via di sviluppo (Bain et al., 2013; Müller & Krawinkel, 2005).
Molti bambini in tutto il mondo soffrono di carenze nutrizionali, che possono influire negativamente sul loro sviluppo fisico e mentale e aumentare la suscettibilità alle infezioni. Inoltre, la malnutrizione amplifica l’effetto di ogni malattia, compresi il morbillo e la malaria. La malnutrizione (53%) causa la stessa mortalità dei bambini di età inferiore ai 5 anni come la diarrea (61%), la malaria (57%), la polmonite (52%) e il morbillo (45%; Black, Morris e Bryce, 2003; Bryce , Boschi-Pinto, Shibuya e Black, 2005).
Inoltre, secondo Black et al. (2008), le donne e i bambini sono i principali obiettivi che soffrono delle conseguenze della carenza di micronutrienti come scarsi esiti della gravidanza, disturbi mentali dei bambini e sviluppo fisico.
Fino a 3,1-3,5 milioni di bambini sotto i 5 anni muoiono ogni anno e le donne in età riproduttiva vivono in paesi a basso e medio reddito a causa della malnutrizione (limitazione della crescita fetale, allattamento al seno non ottimale, arresto della crescita, perdita di energia e carenza di vitamina A, carenza di iodio, zinco, ferro, vitamina D, rachitismo, osteomalacia e carenza di tiroide) (Black et al., 2008, 2003; Mandelbaum, 2004; Method & Tulchinsky, 2015).
La carenza di zinco è un fattore di rischio con effetti avversi a lungo termine su crescita, immunità e stato metabolico della prole sopravvissuta (Harika et al., 2017). Pertanto, l’eliminazione di queste carenze è essenziale, non solo per migliorare la salute, ma anche per una crescita economica sostenuta e lo sviluppo nazionale (Mishra, 2011).
Fortificazione alimentare classica: definizione e importanza
L’assunzione di nutrienti di alimenti, condimenti o condimenti di base può essere potenziata attraverso una fortificazione che aumenta il contenuto di micronutrienti essenziali, come vitamine e minerali (Mannar e Gallego, 2002).
Un modo per fortificare gli alimenti è incorporarvi micronutrienti sintetici (Zimmermann, Muthayya, Moretti, Kurpad e Hurrell, 2006). In molti paesi in via di sviluppo, i veicoli per fortificazione più utilizzati sono tra gli alimenti più comunemente consumati, tra cui oli e grassi, latte, zucchero, sale, riso, grano o farina di mais.
Alcuni fattori legati alla fortificazione alimentare come il livello di fortificazione; biodisponibilità di fortificanti; e la quantità di cibo fortificato consumato ha un effetto significativo sulla salute (Verma, 2015; vedi Das, Salam, Kumar e Bhutta, 2013 per ulteriori informazioni).
La fortificazione alimentare classica con zinco è molto comune; nel caso in cui il veicolo sia una farina di cereali a un livello raccomandato (100 mg di zinco / kg per farina di frumento; Brown, Hambidge, Ranum e Zinc, 2010) di fortificazione di zinco, di cui un livello inferiore potrebbe non avere effetti significativi sulla sostanza nutritiva miglioramento del cereale (Brown, Peerson, Baker e Sonja, 2009).
La fortificazione alimentare porta a un rapido miglioramento dello stato dei micronutrienti di una popolazione ea un costo ragionevole, soprattutto se si trae vantaggio dalla tecnologia esistente e dalle reti di distribuzione locali.
La fortificazione del riso ha un vantaggio a beneficio di quasi la metà della popolazione mondiale (> 3 miliardi di persone hanno consumato il riso come principale alimento in tutto il mondo; de Pee, Tsang, Zimmerman e Montgomery, 2018).
Pertanto, il riso può essere considerato uno dei migliori veicoli alimentari di base per la fortificazione alimentare nelle contee in via di sviluppo per quanto riguarda un intervento a livello di popolazione (Moench-Pfanner, Laillou e Berger, 2012).
La fortificazione della farina di riso con ferro, zinco e acido folico consente ai bambini di età inferiore a 5 anni, con un rapido assorbimento di ferro e zinco, di migliorare la loro crescita e il loro stato di micronutrienti (Hettiarachchi, Hillmers, Liyanage e Abrams, 2004).
Rafforzare la farina è molto più semplice perché i nutrienti disponibili in polvere possono essere miscelati con successo nella farina. Come tale, la farina di riso è stata raccomandata come veicolo adatto per la fortificazione.
Sono state attuate misure a lungo termine per combattere la carenza di vitamina A e ferro, in particolare la fortificazione dell’olio di cotone con vitamina A e della farina di grano con ferro, zinco, acido folico e vitamina B.
La fortificazione multipla di micronutrienti appare relativamente più vantaggiosa e dovrebbe essere presa in considerazione perché in molti casi coesistono carenze multiple di micronutrienti (Tabella 1).
Questa considerazione giustifica il motivo per cui molti programmi di fortificazione sono orientati verso multi-micronutrienti e veicoli scelti adeguatamente per una buona accettabilità degli alimenti fortificati da parte del gruppo target. La fortificazione alimentare può assumere varie forme e possono essere utilizzate diverse tecniche e procedure (Liyanage & Hettiarachchi, 2011).
Tabella 1
Esempi e risultati della fortificazione alimentare classica
| Cibo fortificato | Sostanze nutritive migliorate | Consumo di cibi fortificati | Soggetti | risultati | limitazioni | Riferimenti |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fortificazione alimentare con un micronutriente | ||||||
| Salsa di pesce | Ferro | Consumo di 10 ml al giorno di una salsa fortificata con 100 mg di ferro (come NaFeEDTA) per 100 ml | I soggetti erano operai anemici femminili non incinta in Vietnam | Riduce significativamente la carenza di ferro e l’anemia sideropenica dopo 6 mesi nel gruppo che riceve la salsa fortificata rispetto al gruppo di controllo placebo | FAO e OMS ( 2006 ) | |
| Farina di riso | Ferro | Farina di riso arricchita con ferro (15 mg di ferro al giorno come pirofosfato ferrico) | Bambini piccoli (5-9 anni) | La prevalenza della carenza di ferro è stata significativamente ridotta Vi è stata una significativa riduzione della concentrazione mediana di piombo nel sangue La prevalenza di livelli di piombo nel sangue di 10 g / dl è stata significativamente ridotta. | Lo studio è stato di breve durata (16 settimane) e il piombo nel sangue è stato misurato solo due volte | Zimmermann et al. (2006) |
| Farina di frumento e farina di mais | Ferro | Il composto di ferro (etilendiamminotetraacetato di sodio di ferro [NaFeEDTA], fumarato ferroso o solfato ferroso) è stato variato e dosato secondo le linee guida dell’OMS per il consumo di 75-149 g / giorno di farina di frumento e> 300 g / giorno di farina di mais e testato nuovamente per 150–300 g / giorno per entrambi | Tre paesi sono stati selezionati per le prove: Kenya, Sudafrica e Tanzania | I livelli di composti di ferro utilizzati, in conformità con le linee guida dell’OMS, non portano a cambiamenti nelle proprietà di cottura e cottura della farina di frumento e della farina di mais | Questo studio non ha coperto tutti i possibili livelli di dosaggio delle linee guida dell’OMS, né tutti i possibili prodotti a uso finale di farina di frumento e farina di mais | Randall, Johnson, & Verster ( 2012 ) |
| Sono salice | Iron (con il nome NaFeEDTA) | Consumo giornaliero di 5 mg o 20 mg di ferro nella salsa fortificata | Bambini | Molto efficace nel trattamento dell’anemia sideropenica nei bambini; effetti positivi sono stati osservati entro 3 mesi dall’inizio dell’intervento | — | FAO e OMS ( 2006 ) |
| Riso | Ferro | Il riso viene fortificato a un livello che può portare a un assorbimento supplementare approssimativamente uguale del ferro in entrambi i gruppi. Un bambino di 10 kg nel gruppo di controllo riceverebbe ~ 10 mg Fe / d (una dose di 20 gocce di soluzione di ferro tre volte alla settimana) | Neonati e bambini piccoli (6-24 mesi) | Fortificare il riso con il ferro può migliorare almeno lo stato del ferro e fornire gocce di ferro gratuite | — | Beinner, Velasquez-Melendez, Pessoa & Greiner ( 2010 ) |
| Cereali porridge | Zinco | Un peso secco di 30 g di un porridge di cereali arricchito con ferro e una dose separata di un integratore acquoso multivitaminico (MV) tra i pasti (gruppo di controllo), lo stesso porridge e MV con 3 mg di Zn aggiunti alla dose di supplemento (gruppo ZnSuppl), o il porridge con aggiunta di zinco (150 mg / kg di peso secco) e MV senza zinco (gruppo ZnFort) | Bambini peruviani di età compresa tra 6 e 8 mesi | Aumenta la crescita lineare e l’aumento di peso di una piccola quantità, ma estremamente significativa | Un porridge fortificato non ha influenzato in modo significativo la crescita fisica dei bambini | Brown et al. ( 2009 ) |
| Farina di cereali | Zinco | Il livello massimo raccomandato di fortificazione di zinco è 100 mg di zinco / kg di farina di grano (100 ppm) | Bambini piccoli e donne in gravidanza e in allattamento e uomini adulti | La fortificazione di zinco della farina di cereali è una strategia sicura e appropriata per migliorare lo stato di zinco dei sottogruppi di popolazione che consumano quantità adeguate di farina di cereali fortificata | Maggiori livelli di fortificazione possono influire negativamente sulle proprietà sensoriali degli alimenti preparati con tale farina. La fermentazione della farina riduce il livello di fortificazione dello zinco necessario per soddisfare le esigenze teoriche di zinco assorbito. | Brown et al. ( 2010 ) |
| Margarina | Vitamina A | Consumo di 27 g di margarina fortificata con vitamina A al giorno per un periodo di 6 mesi | Bambini in età prescolare | Riduzione della prevalenza di basse concentrazioni sieriche di retinolo dal 26% al 10% | FAO e OMS ( 2006 ) | |
| Panino con farina di frumento (pandesale) | Vitamina A | Una pandesale fortificata con vitamina A da 60 g è stata consumata dai bambini 5 giorni / settimana per 30 settimane | Bambini dai 6 ai 13 anni che frequentano scuole rurali nelle Filippine | La fortificazione con vitamina A ha modificato significativamente l’effetto del retinolo nel siero Il consumo giornaliero di pandesale fortificato con vitamina A ha migliorato lo stato della vitamina A nei bambini filippini in età scolare con concentrazioni iniziali di siero di retinolo da marginali a basse. | — | Solon et al. (2000) |
| latte | Vitamin D | Un 710 ml di latte fortificato con vitamina D total (totale 300 UI o 7,5 µg) al giorno | Bambini in età scolare mongola (22 ragazze e 24 ragazzi) di età compresa tra 9 e 11 anni | Dopo un mese di bere latte, tutti i bambini hanno avuto un aumento di altezza e peso | — | Ganmaa et al. ( 2008 ) |
| Fortificazione multipla di micronutrienti alimentari | ||||||
| Prodotti lattiero-caseari come formaggio magro naturale e yogurt a ridotto contenuto di lattosio | Calcio e vitamina D | Consumo di calcio (1.000 mg) e 200 UI (5 µg) di vitamina D al giorno per 2 anni | Ragazze (10-12 anni) | L’aumento dell’assunzione di calcio attraverso il consumo di formaggio sembra essere più vantaggioso per l’accumulo di massa ossea corticale rispetto al consumo di compresse contenenti una quantità simile di calcio. | Cheng et al. ( 2005 ) | |
| Chicco di mais | Ferro e vitamina A | Il grano di mais veniva macinato e fortificato in due mulini progettati su misura installati in una posizione centrale nel campo e una razione giornaliera di 400 g per persona veniva distribuita due volte al mese alle famiglie come parte della razione di aiuto alimentare di routine. Fortificante di micronutrienti aggiunto a 1 kg di farina di mais (Vitamina A [mg RE] 2.100 Tiamina (mg) 4,4 Riboflavina (mg) 2,6 Nicotinamide (mg) 35,0 Vitamina B 6 (mg) 2,5 Vitamina B 12 (mg) 10,0 Acido folico (mg ) 1,5 Fe (mg) 35,0 Zn (mg) 20,0 | Adolescenti (10–19 anni), bambini (6–59 mesi) e donne (20–49 anni) | Durante il periodo di intervento, l’Hb medio è aumentato nei bambini e negli adolescenti L’anemia è diminuita nei bambini del 23,4% Recettore trasferente siero che indica un miglioramento dello stato di Fe negli adolescenti Negli adolescenti, il retinolo sierico è aumentato e la carenza di vitamina A è diminuita del 26,1% | L’Hb non è aumentato nelle donne L’anemia non è stata una variazione significativa negli adolescenti o nelle donne. | Seal et al. ( 2007 ) |
| Graffette, condimenti e alimenti trasformati | Micronutrienti singoli, doppi o multipli (ferro, acido folico, zinco, vitamina A, iodio, vitamina D e calcio) | — | Bambini, adolescenti (tutte le età) bambini in età prescolare (età 2-5 anni), bambini in età scolare (età superiore a 5 anni) e adolescenti fino a 18 anni | La fortificazione è potenzialmente una strategia efficace ma le prove del mondo in via di sviluppo sono scarse | Le tecniche di fortificazione non sono menzionate | Das et al. ( 2013 ) |
| Farina di frumento | Ferro, vitamina A, | Il livello di fortificazione per la farina di frumento è il seguente: ferro (come NaFeEDTA) 5 ppm, ferro (come ferro elettrolitico) 50 ppm, acido folico (come acido folico) 1,3 ppm, vitamina B12 (come cianocobalamina) 0,01 ppm e vitamina A (come vitamina A palmitato) 1,5 ppm | Bambini dai 6 ai 59 mesi e donne | — | — | Bhagwat et al. ( 2014 ) |
| Olio di semi di soia | Iron, vitamin D | Il livello di fortificazione dell’olio di soia è il seguente: vitamina A (come palmitato di retinile) 25.000 UI / kg di olio; vitamina D2 2.000 UI / kg di olio | Bambini di età compresa tra 6 e 59 mesi Donne | — | — | Bhagwat et al. ( 2014 ) |
| latte | Iron, vitamin D | Il livello di fortificazione del latte è: vitamina A (come acetato di retinile, miscibile con acqua) 2.000 UI / L di latte, vitamina D − 2.400 UI / L di latte |
Tendenze storiche e impatti della fortificazione alimentare
Per correggere la carenza di iodio (causa del gozzo) verificatasi all’inizio del XX secolo, la salute pubblica ha optato per la prima volta alla fortificazione alimentare (Backstrand, Allen, Black, de Mata e Pelto, 2002; Mannar & Hurrell, 2018).
In effetti, il primo cibo fortificato fu il sale iodato per prevenire il gozzo (Mannar & Hurrell, 2018) che fu introdotto in Svizzera e Michigan (Stati Uniti) nel 1923 e nel 1924, rispettivamente (Abdullahi, Zainab, Pedavoah, Sumayya e Ibrahim, 2014 ; Mannar & Hurrell, 2018; Marine & Kimball, 1920).
Nello stesso periodo, molte vitamine furono isolate e le loro strutture molecolari chiarite. Di conseguenza, è stato possibile produrre vitamine per fortificare cibi su larga scala. Negli anni ’30, il ferro veniva utilizzato principalmente per fortificare farine e prodotti a base di cereali per una vasta popolazione come salsa di pesce (Vietnam), salsa di soia (Cina) e riso (Filippine; Mannar e Gallego, 2002).
Dal 1938, la niacina era stata aggiunta al pane negli Stati Uniti. Dai primi anni ’40 in poi, la fortificazione di prodotti a base di cereali con tiamina, riboflavina e niacina (Kyritsi, Tzia e Karathanos, 2011) divenne una pratica comune.
Nel frattempo, la fortificazione del riso ha ricevuto una notevole attenzione a causa della grande importanza del riso nella nutrizione dei bambini. La margarina è stata fortificata con vitamina A (FAO e OMS, 2006) in Danimarca e latte con vitamina D negli Stati Uniti (Laforest et al., 2007).
La fortificazione dello zucchero con vitamina A è stata introdotta per la prima volta negli anni ’70 in Guatemala, seguita da altri Costa Rica, Honduras ed El Salvador, per raggiungere l’80% (Honduras) e il 95% (Guatemala ed El Salvador) delle famiglie (Mora, Dary, Chinchilla e Arroyave, 2000).
Il successo di questa fortificazione ha permesso a molti paesi di combattere efficacemente le carenze di micronutrienti nelle popolazioni. L’arricchimento di farina e prodotti a base di cereali è passato dall’uso di ferro, niacina, riboflavina e tiamina all’utilizzo di acido folico nel 1996 (Food and Drug Administration, Stati Uniti) per arricchire pane, farine, farina di mais e riso per affrontare difetti del tubo neurale nei neonati (Backstrand et al., 2002).
Pertanto, la fortificazione dell’acido folico del grano si diffuse, una strategia adottata dal Canada e dagli Stati Uniti e da circa 20 paesi dell’America Latina (Samaniego-Vaesken, Alonso-Aperte e Varela-Moreiras, 2010).
Pertanto, l’acido folico è stato aggiunto alla farina su base obbligatoria in oltre 60 paesi per prevenire i difetti alla nascita del tubo neurale (Liyanage & Zlotkin, 2002; Oakley & Tulchinsky, 2010).
Altri veicoli alimentari arricchiti con vitamina A, oltre allo zucchero, includono grassi e oli, tè, cereali, farina, glutammato monosodico e noodles istantanei, nonché latte o latte in polvere, grano intero, riso, sale, olio di soia e formule per bambini (Lotfi, Venkatesh Mannar, Merx e Heuvel, 1996).
In Asia, l’olio di palma rosso veniva usato come fortificante di vitamina A aggiunto ad altri oli commestibili (Solomons, 1998). Attualmente, fortificare gli alimenti con vitamina A sono comuni in 29 paesi in via di sviluppo (Mason et al., 2014).
L’enorme successo della iodizzazione del sale fu probabilmente un fattore critico nel generare supporto per altre iniziative di fortificazione. In Ghana, la fortificazione alimentare è iniziata nel 1996, quando è stata approvata la legislazione per imporre la iodizzazione del sale. La iodizzazione del sale è in corso con l’obiettivo di coprire almeno il 90% della popolazione (Nyumuah et al., 2012).
In Africa, la farina di mais e il pane hanno mostrato di essere i punti di consumo più comuni; quindi, vitamina A, ferro, zinco, acido folico, tiamina, niacina, vitamina B e riboflavina sono stati aggiunti alla farina di mais e alla farina di grano con l’obiettivo di migliorare la crescita e lo stato di micronutrienti dei bambini denutriti (Steyn, Nel e Labadarios , 2008).
Limiti tecnici alla pratica della fortificazione alimentare
Le sfide della fortificazione tecnica si basano su
a) inadeguatezza della fortificazione che causa la perdita di nutrienti,
b) esposizione alla luce solare di alimenti arricchiti da parte dei rivenditori,
(c) monitoraggio non regolare e procedure di controllo di qualità inaffidabili da parte delle società.
La sfida più importante è garantire un monitoraggio regolamentare che mira a soddisfare gli alimenti fortificati secondo gli standard nazionali di fortificazione (Method & Tulchinsky, 2015). I governi dei paesi in via di sviluppo potrebbero non disporre delle risorse per monitorare efficacemente la conformità, soprattutto quando sono presenti molte piccole aziende di trasformazione.
Come hanno dimostrato Luthringer, Rowe, Vossenaar e Garrett (2015), gli input finanziari per il monitoraggio hanno un effetto proporzionale significativo sull’efficacia del rilevamento e dell’applicazione di prodotti non conformi e non fortificati.
Le relazioni di collaborazione tra agenzie di regolamentazione e produttori alimentari costituiranno una strategia utile per programmi di fortificazione di successo. Sfide come la scelta di veicoli di fortificazione appropriati, il raggiungimento di popolazioni target, l’eliminazione del consumo eccessivo in gruppi non target e il monitoraggio dello stato nutrizionale sono rilevanti per tutti i paesi perché si verificano ovunque dove vi sia un tentativo di fortificare gli alimenti per ottimizzare l’assunzione e lo stato nutrizionale (Dwyer et al. , 2015). Nell’Africa sub-sahariana, la diversificazione dietetica può essere utilizzata efficacemente per arricchire cibi indigeni e tradizionali.
Pratiche e benefici della fortificazione da cibo a cibo
Pratiche e benefici La
fortificazione da cibo a cibo spesso utilizza alimenti disponibili nell’area della popolazione target per migliorare l’assunzione di nutrienti. Questo approccio consiste nel selezionare e associare alimenti (un alimento base e un alimento fortificante) in modo tale da ottimizzare la biodisponibilità di micronutrienti interessanti per i consumatori.
Ad esempio, in Nigeria, ogi, un impasto fermentato a base di cereali prodotto principalmente da mais, è arricchito con polvere di frutta di baobab (ricca di vitamine A, C, E e F; proteine; fibre; carboidrati; ferro; zinco; calcio; e potassio; Adejuyitan, Abioye, Otunola e Oyewole, 2012) e tapioca a base di tuberi di manioca sono fortificati con farina di soia (carboidrati, fibre; Kolapo & Sanni, 2015).
In tutto il mondo, la fortificazione da cibo a cibo è stata studiata per combattere la malnutrizione (Abdullahi et al., 2014; Abioye & Aka, 2015; Adejuyitan et al., 2012; Adenuga, 2010; Ajanaku, Ogunniran, Ajani, James e Nwinyi, 2010; De Brito, Garruti, & Silva, 2007; Giwa & Ibrahim, 2012; Kolapo & Sanni, 2015; Lelana, Purnomosari, & Husni, 2003; Meite, Kouame, Amanii, Katii – Coulibaly, & Offoumou, 2008; Nadeem, Javid, Abdullah, Arif e Mahmood, 2012; Okafor, Okafor, Ozumba, & Elemo, 2012; Oluwamukomi & Jolayemi, 2012; Onuoha & Ene – Obong, 2005; Salem, Salama, Hassanein, & El Ghandour, 2013; Samuel, Otegbayo e Alalade, 2012).
In Benin, è comune vedere l’associazione di risorse alimentari locali, come foglie (moringa), frutta (papaia, mango, piantaggine), semi (dall’anguria), legumi (soia) e persino funghi commestibili, come cibo fortificante migliorare l’assunzione di nutrienti di alcuni alimenti carenti (gari, tapioca e pane con farina di grano).
Il ruolo principale di un alimento fortificante è colmare le lacune nutrizionali, sensoriali, biologiche e fisiche. La fortificazione da cibo a cibo di solito fornisce energia, proteine, grassi, fibre, carboidrati, fosforo, ferro, zinco, potassio, manganese, sodio, calcio e vitamina C.
La Tabella 2 riassume le prove dell’efficacia degli interventi di fortificazione da cibo a cibo. Vuong (2000) presenta anche esempi di fortificazioni da cibo a cibo per piatti di riso tradizionali in Vietnam, patatine al fegato come spuntino nel sud della Thailandia (Wasantwisut, Chittchang e Sinawat, 2000) e olio di palma rosso incorporato nei biscotti in programmi di alimentazione dei bambini in Sudafrica (van Stuijvenberg & Benadé, 2000).
Nel nord-est del Brasile, la polpa del frutto di buriti (Mauritia vinifera Mart.) Viene utilizzata quotidianamente come integratore alimentare per i bambini ad alto rischio (12 g contenenti ~ 800 µg β-carotene o 134 µg di retinolo) per risolvere o attenuare i segni clinici di carenza di vitamina A (Mariath, Lima e Santos, 1989).
Nell’India meridionale, l’alga Spirulina blu-verde ricca di β-carotene, preparata come prodotto dolcificato adatto come spuntino, ha migliorato lo stato di vitamina A dei bambini in età prescolare che frequentano i centri diurni (Annapuma, Deosthale e Bamji, 1999).
Odinakachukwu, Nwosu, Ngozi, Ngozi e Aloysius (2014) hanno rivelato che la fortificazione di Moringa oleifera di alimenti complementari per bambini ha migliorato la sua qualità nutrizionale. L’incorporazione di foglie di M. oleifera polverizzate negli alimenti per bambini potrebbe diversificare l’assunzione di cibo e garantire la sicurezza alimentare e nutrizionale.
Una valutazione dell’assorbimento del ferro è stata condotta da Cercamondi et al. (2014) in Burkina Faso e ha indicato qualsiasi cambiamento nella quantità di ferro assorbita dalle giovani donne quando hanno mangiato un pasto costituito da una pasta di mais accompagnata da una salsa di amaranto tradizionale a base di foglie e ferro migliorata con ferro.
Pertanto, aumentare le verdure a foglia in un pasto non potrebbe essere sufficiente per fornire ferro biodisponibile aggiuntivo. Steyn et al. (2008) hanno esaminato l’assunzione dietetica di bambini a livello di popolazione che consumano alimenti di base fortificati in Sudafrica.
I risultati indicano che l’aggiunta di micronutrienti agli alimenti base ha fatto una differenza significativa nell’assunzione di vitamina A, tiamina, niacina, vitamina B, acido folico e ferro. Questi miglioramenti sono stati particolarmente importanti nelle aree rurali dove i bambini avevano il più basso apporto medio di micronutrienti nella dieta.
Tavolo 2
Esempi di efficacia della fortificazione da cibo a cibo
| Alimenti usati per fortificazioni (fortificanti) | Veicoli (alimenti di base) | Rafforzare | Tecnica di fortificazione | vantaggi | limiti | Riferimenti |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Farina di semi di Citrullus lanatus | Pane di farina di frumento | Proteine, grassi e ceneri | La farina di frumento viene sostituita per il 5%, il 15% e il 20% da semi sgrassati di C. lanatus . Il tasso di sostituzione fino al 20% della farina di frumento con i semi di C. lanatus era accettabile in termini di proprietà sensoriali e fisiche con miglioramento delle qualità nutrizionali | Il contenuto di carboidrati nel pane fortificato è inferiore a quello del pane prodotto dal 100% di farina di grano | Meite et al. ( 2008 ) | |
| Soia ( Glycine max ) e semi di melone ( Citrullus vulgaris ): integratori proteici di soia-melone | “Gari”, un granello di manioca fermentato e tostato | Proteina | Il “Gari”, un granello di manioca fermentato e tostato, è stato arricchito con il 10% di integratori di proteine di soia e melone a grassi totali, in diverse fasi di lavorazione (dopo la tostatura e prima della tostatura) | Il gari arricchito prima della tostatura era migliore nella maggior parte delle proprietà di incollaggio, densità apparente e forza del gel | Il campione arricchito di “gari” ha mostrato alti valori di viscosità di rottura e rottura indicando che la sua pasta avrà una stabilità inferiore rispetto al retrogradamento rispetto ai campioni gari non arricchiti | Oluwamukomi e Jolayemi ( 2012 ) |
| Farina di tilapia di Giava (pesce) | Cracker semplice | Proteina | Il cracker semplice è stato fortificato con proporzioni variabili di farina di tilapia Java 5%, 10%, 15% e 20% | La fortificazione del cracker semplice con farina di tilapia Java aumenta il contenuto proteico del cracker normale. È accettabile la fortificazione di cracker con il 5% di tilapia Java | La fortificazione del cracker semplice con farina di tilapia Java riduce l’espansione volumetrica relativa e le proprietà sensoriali del cracker | Lelana et al. ( 2003 ) |
| soia | Gari dai tuberi di manioca ( Manihot esculenta ) | Proteine grezze, fosforo, grassi e ceneri, manganese, ferro, rame, zinco e potassio | Gari è stato fortificato con farina di soia o residuo di soia al 25% in peso secco | La farina di soia ha aumentato il contenuto di macronutrienti e micronutrienti del gari fortificato | Difficoltà nella lavorazione di prodotti fortificati con residui di soia | Kolapo e Sanni ( 2015 ) |
| Tapioca di tuberi di manioca ( Manihot esculenta ) | Proteine grezze, fosforo, grassi e ceneri, manganese, ferro, rame, zinco e potassio | La tapioca è stata fortificata con farina di soia o residuo di soia al 25% in peso secco | La farina di soia ha aumentato il contenuto di macronutrienti e micronutrienti della tapioca fortificata | Difficoltà nella lavorazione di prodotti fortificati con residui di soia | Kolapo e Sanni ( 2015 ) | |
| Acerola ( Malpighia emarginata ), polpe di mango o estratto di soia | Tapioca | Vitamina C e proteine | I prodotti sono stati formulati con amido di tapioca essiccato (63%) integrato con acerola o polpa di frutta di mango o estratto di soia in combinazioni selezionate (37%) | Questo studio ha indicato che i prodotti di tapioca sviluppati avevano una buona accettazione sensoriale con un aumento del valore nutrizionale | — | De Brito et al. ( 2007 ) |
| Farina di soia (grasso intero) | Tapioca | Proteine grezze, grassi grezzi, fibre grezze, ceneri, energia, sodio, potassio, calcio e fosforo | La tapioca è stata arricchita con diverse proporzioni di farina di soia (0, 85% –15%, 75% –25%, 50% –50%) per produrre soia-tapioca | La fortificazione della soia ha comportato un miglioramento della composizione dei nutrienti in termini di contenuto proteico, grasso, energetico e minerale. I campioni di tapioca arricchiti con soia presentavano un basso livello di componenti antinutrizionali, rendendoli sicuri per il consumo. Vi è stata una diminuzione del potenziale cianogenico e un aumento del livello di inibitore della tripsina con l’aumentare della sostituzione della soia | — | Samuel et al. (2012) |
| Liquami alla frutta di papaia | Sorgo – ogi | Proteine, ceneri, grassi, vitamine c e zucchero | 100 g di ogi (base asciutta) sono stati miscelati con 0, 20, 40, 60, 80 e 100 g di fanghi di papaia (base asciutta) | Le miscele con l’aggiunta del 40% di papavero e oltre erano accettabili per migliorare il valore nutritivo di ogi | Non ci sono stati effetti evidenti nell’aggiunta di zampa di leone sul pH e sull’acidità titolabile di ogi | Ajanaku et al. ( 2010 ) |
| Cowpea e arachidi | Alimenti per lo svezzamento infantile a base di patate dolci | Proteine, ceneri, grassi, fibre grezze e carboidrati | Le farine sono state combinate in rapporti specifici (patata dolce: 60%, 65% e 70%; pisello: 25% e 15%, 15%; e arachidi 15%, 25% e 15%) | Fortificazione del 60% di patate dolci e meno del 25% di fagioli di mucca e 15% di farina di arachidi era accettabile in termini di proprietà sensoriali con aumento dei valori nutrizionali. | Il cibo per lo svezzamento del bambino sviluppato utilizzando patate dolci, piselli e arachidi ha mostrato una diminuzione della qualità sensoriale del cibo per lo svezzamento | Adenuga ( 2010 ) |
| Farina di soia sgrassata | Pasto di tapioca | Proteine e ceneri | L’amido di manioca e la farina di soia sgrassata sono stati miscelati nel rapporto 100: 0, 95: 5, 90:10, 85:15 e 80:20 per produrre farina di tapioca | Il campione con amido di manioca 80:20 e farina di soia sgrassata presentava il più alto contenuto di proteine e il minor contenuto di umidità. È stato anche valutato il più alto in termini di accettabilità complessiva dalla valutazione sensoriale | — | Balogun, Karim, Kolawole e Solarin ( 2012 ) |
| Farina di funghi e spezie ( Alllium sativum ) | Biscotti di farina di frumento | — | La farina di grano veniva utilizzata per sostituire la farina di funghi con un rapporto di 70:30, 50:50, 30:70 e con le spezie ( A. sativum ) la cui concentrazione varia da 5, 10 e 15 g, rispettivamente | Produce un effetto significativo sulle proprietà fisiche poiché il diametro, lo spessore e il fattore di diffusione variano significativamente al livello di probabilità inferiore a 0,05 all’aumentare della concentrazione di spezie ( A. sativum ). | — | Giwa e Ibrahim ( 2012 ) |
| Polvere di funghi ostrica ( Pleurotus plumonarius ) | Pane di farina di frumento | Proteine grezze, ceneri e fibre grezze | Il pane contenente livelli graduati di polvere di funghi è stato prodotto sostituendo la farina di grano con 0, 5%, 10%, 15%, 20% e 25% di polvere di funghi | Il tasso di sostituzione del 15% della farina di frumento con la polvere di funghi era accettabile in termini di proprietà sensoriali e fisiche con aumento del valore nutrizionale | L’accettabilità è diminuita con l’aumento dell’inclusione della polvere di funghi. Il pane con il 25% di funghi in polvere era il meno accettabile | Okafor et al. ( 2012 ) |
| Baobab (Adansonia digitata) fruit Pulp powder | Yogurt dal latte | lipidi, fibre, proteine e minerali | La polvere di polpa di A. digitata fruit è stata utilizzata per la produzione di yogurt fortificato in rapporti di 4: 1, 3: 2, 2: 3, 1: 4 e 5: 0. L’incorporazione della polpa di frutta A. digitata ha aumentato la biodisponibilità di nutrienti, minerali e un metabolita volatile con proprietà medicinali. | Aumento del valore nutrizionale | — | Abdullahi et al. ( 2014 ) |
| Polpa di carrube ( Parkia biglobosa ) africana | Prodotti funzionali da pane con farina di grano | Proteine, grassi, ceneri e fibre | Il pane funzionale prodotto dalla farina di grano è stato arricchito con 0, 5%, 10%, 15%, 20%, 30% e 40% di farina di Parkia | L’indagine mostra che c’è stato un significativo miglioramento del contenuto di amido resistente al pane e della qualità nutrizionale con l’aggiunta della farina di Parkia. La valutazione sensoriale ha anche indicato che il pane con farina di Parkia al 5%, 10% e 15% era il pane più accettabile. | Il pane con l’aggiunta di farina di Parkia al 40% aveva un aspetto, una consistenza e un sapore e un aroma di Parkia molto scarsi | Sankhon et al. (2013) |
| Polpa di frutta al baobab | Polvere “Ogi” prodotta da mais | Minerali e vitamina in particolare vitamina C | “Ogi” prodotto dal mais è stato fortificato con polvere di frutta di baobab a livelli di sostituzione di 0, 10, 20 e 50%. | Tutti i campioni fortificati erano accettabili. Ogi integrato con polvere di frutta al baobab aveva minerali più alti e contenuto di vitamina in particolare vitamina C | Diminuzione di proteine, fibre grezze, grassi e carboidrati | Adejuyitan et al. ( 2012 ) |
| Polvere di foglie di moringa oleifera | Burro di latte | Le proteine, la cenere, i solidi totali, il calcio, il ferro e le vitamine del gruppo B. | Le foglie secche di Moringa oleifera sono state incorporate nel latticello a tre diverse concentrazioni 1%, 2% e 3% | Le foglie secche di Moringa oleifera possono essere utilizzate a livello di T3 (aggiunta del 3%) per formulare il latticello fortificato con un valore nutrizionale aumentato e attributi sensoriali accettabili. | È stato osservato un punteggio di colore basso | Nadeem et al. ( 2012 ) |
| Foglie secche di Moringa oleifera | Formaggio Labneh | Ca, Fe, Zn e Si, vitamine A, B1, B2 ed E | Le foglie secche di M. oleifera sono state aggiunte al formaggio Labneh alla concentrazione dell’1%, 2% o 3%. | Labneh fortificato con foglie secche di M. oleifera caratterizzato da alto valore biologico (BV), vera digeribilità delle proteine (TD) e utilizzo netto delle proteine (NPU) e accettabile fino al 2%. | L’aggiunta di foglie secche di M. oleifera tendeva a rendere il colore (aspetto) più verde | Salem et al. ( 2013 ) |
| Polvere di foglie di Moringa | Mais-Ogi | Proteine, grassi, ceneri, fibre grezze, calcio, magnesio, ferro, potassio, zinco e rame | L ‘”ogi” prodotto dal mais è stato fortificato con foglie di moringa a livelli di sostituzione dello 0, 10% e 15%. | Il campione di ogi con sostituzione del 10% di foglie di moringa è stato valutato vicino al campione di ogi non fortificato. Miglioramento delle qualità nutrizionali e sensoriali | La capacità di rigonfiamento è diminuita con l’aumento del livello di sostituzione delle foglie di moringa | Abioye and Aka ( 2015 ) |
Ulteriori informazioni: David F. Willer et al., Vitamin Bullets. Alimenti microincapsulati per fortificare i crostacei e affrontare le carenze nutrizionali umane, Frontiers in Nutrition (2020). DOI: 10.3389 / fnut.2020.00102
