Strategies to improve the oxidative stability of bakery products fortified with heme iron

Abstract

Iron deficiency is the most prevalent nutritional issue worldwide. The fortification of food products could help covering the iron requirements, mainly in certain population groups where prevalence of iron deficiency anaemia is high because its amount in the diet is poor and/or presents low bioavailability. In this regard it is worth to mention that the population groups with higher prevalence of iron deficiency are both women at childbearing age and children.

However, iron fortification should take into account several variables that determine its effectiveness being the bioavailability of the iron form used and its interaction with the matrix the most crucial ones.

The aim of this thesis is to obtain a fortified food product with a high bioavailable iron while being accepted by consumers and stable towards oxidation. In this regard, a sandwich-type cookie filled with a chocolate cream has been selected as example of heme iron fortification in bakery products. The presence of chocolate, apart from making the food product to be more appealing to children, may help disguise the intense colour of the heme iron ingredient, which is intended to be used for its high bioavailability.

Since palm oil is widely used in the manufacture of biscuits, cakes and pastries, it is planned to previously study those strategies that minimize oxidation in a model based on palm oil fortified with heme iron before these are employed in the final food products. By means of this model, we assessed the efficacy of the following strategies: the addition of antioxidants; the heme iron ingredient encapsulation and the combination of both strategies. The strategies that were shown to be efficient in this fortified palm oil model were further assessed on sandwich-type chocolate cookies fortified with heme iron. In these cookies and over a period of one year of storage in the dark at room temperature, the oxidative stability and consumers’ overall acceptability has been studied

By combining the two strategies, the addition of an antioxidant (ascorbyl palmitate) and the encapsulation of heme iron by co-spray-drying it with calcium caseinate, the cookies were oxidative stable and accepted by consumers over one year of storage at room temperature in the dark.

La deficiencia en hierro es la deficiencia nutricional con más prevalencia a nivel mundial. El fortalecimiento de productos alimenticios con hierro puede contribuir a cubrir las necesidades diarias de este elemento, sobre todo en determinadas poblaciones donde la prevalencia de esta deficiencia es elevada debido a que su cantidad en las dietas es pobre y/o presenta una baja biodisponibilidad. Cabe destacar que los grupos con mayor prevalencia de deficiencia en hierro son las mujeres en edad fértil y niños.

Sin embargo, el fortalecimientos de alimentos con hierro debe tener en cuenta diversas variables que condicionan su efectividad, siendo la biodisponibilidad del hierro y su interacción con la matriz alimentaria las más cruciales.

El objetivo que se plantea en esta tesis es conseguir un producto rico en hierro altamente biodisponible que presente una buena aceptabilidad y estabilidad oxidativa. Dentro de los productos de galletería/ bollería, se escoge una galleta rellena de chocolate como ejemplo de fortalecimiento en hierro hémico por su difusión y simplicidad. El chocolate, aparte de hacer el producto más apetecible a la población infantil y juvenil, permite enmascarar el color del ingrediente de hierro hémico que se pretende utilizar por su elevada biodisponibilidad.

Dado que la manteca de palma es ampliamente utilizada en la elaboración de productos de galletería y bollería, se plantea, previamente, estudiar aquellas estrategias que permitan minimizar la oxidación en un modelo basado en manteca de palma fortalecida con hierro hémico. Mediante este modelo se han contemplado las siguientes estrategias: la eficacia de la adición de antioxidantes, la encapsulación del ingrediente de hierro hémico y la combinación de ambas. Las estrategias que resultaron ser más eficaces en este modelo fueron posteriormente estudiadas en galletas tipo sándwich rellenas de chocolate fortalecidas con hierro hémico. En el producto desarrollado a lo largo de un año de almacenamiento en la oscuridad a temperatura ambiente, se ha estudiado su estabilidad oxidativa y su grado de aceptación por parte de los consumidores.

Gracias a la combinación de ambas estrategias, la adición de un antioxidante (palmitato de ascorbilo) y la encapsulación del hierro hémico por co-atomización de éste con caseinato de calcio, se ha obtenido un producto de galletería fortalecido con hierro altamente biodisponible estable frente a la oxidación y que a su vez ha sido aceptado por los consumidores a lo largo de un año de almacenamiento.