Babynahrung

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Hintergrund

Babynahrung ist eine synthetische Version der Muttermilch und gehört zu einer Stoffklasse, die als Milchersatz bekannt ist. Milchersatzstoffe werden seit dem frühen 19. Jahrhundert für Produkte wie Oleomargarine und gefüllten Käse verwendet. Sie werden durch das Mischen von Fetten, Proteinen und Kohlenhydraten unter Verwendung der gleichen Technologie und Ausrüstung hergestellt, die zur Herstellung echter Milchprodukte verwendet werden. Seit den 1940er Jahren haben Fortschritte bei Verarbeitungstechniken wie Homogenisierung, Flüssigkeitsmischung und kontinuierliches Dosieren und Abfüllen die Art und Weise, wie Milchprodukteimitate wie Milchprodukte hergestellt werden, erheblich verbessert. Auch der Absatz von Säuglingsnahrung hat sich in den letzten Jahrzehnten verbessert. Bis Anfang der 1990er Jahre wurde Säuglingsnahrung nur als pharmazeutisches Produkt verkauft. Verkäufer präsentierten ihre Marken Kinderärzten, die die Produkte dann an frischgebackene Mütter empfahlen. Im Jahr 1992 führten bundesstaatliche Kartellmaßnahmen dazu, dass die Hersteller ihre Marketingstrategien auf Direktmarketingtechniken umstellten. Heute verlassen sich Hersteller neben dem Pharmaverkauf stark auf Direktmailing-Kampagnen sowie TV- und Printwerbung, um neue Kunden zu gewinnen. Allein in den Vereinigten Staaten ist die Säuglingsnahrungsindustrie ein Umsatz von 3 Milliarden US-Dollar pro Jahr mit einem Umsatz von etwa einer weiteren Milliarde US-Dollar außerhalb der Vereinigten Staaten. Es gibt jedoch einige Kontroversen im Zusammenhang mit der Vermarktung von Säuglingsnahrung. Es gibt Bedenken, dass Säuglingsnahrung für Babys nicht so gesund ist wie Muttermilch und dass Babys tatsächlich krank werden können, wenn die Säuglingsnahrung falsch gemischt oder verabreicht wird. Darüber hinaus ist es schwierig, wieder zu stillen, sobald Mütter mit der regelmäßigen Säuglingsnahrung begonnen haben. Führende Behörden, darunter die Weltgesundheitsorganisation (WHO), empfehlen, Babys in den ersten sechs Monaten vollständig zu stillen und mindestens bis zum Beginn des zweiten Lebensjahres Muttermilch als Teil ihrer Ernährung zu verwenden.

Design

Es sollte beachtet werden, dass die Gestaltung von Säuglingsanfangsnahrung aufgrund der Natur der biologischen Anforderungen des sich entwickelnden Kindes sehr komplex ist. Was folgt, ist eine verallgemeinerte Beschreibung einiger der Schlüsselbereiche von Säuglingsformulierungen und soll keine erschöpfende Übersicht über die relevante Ernährungschemie sein. Der Schlüssel zu einem erfolgreichen Rezepturdesign besteht darin, die physikalischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften der Muttermilch so gut wie möglich abzustimmen. Milch ist eine natürliche Emulsion, das heißt, sie ist eine feine Dispersion von winzigen Fett- und Öltröpfchen, die in Wasser suspendiert sind. Milch enthält auch wichtige Bestandteile wie Proteine, Zucker, Mineralien, Salze und Spurenelemente. Die Formel wird durch Mischen ähnlicher Materialien hergestellt, um die Eigenschaften echter Milch zu erreichen. Das Formeldesign fällt normalerweise in eine von drei Kategorien:

Milchnahrung (mit Milchbestandteilen wie Casein oder Molkenprotein)

Diese Formeln beginnen typischerweise mit Kuhmilch als Basis, da die meisten Säuglinge kein Problem damit haben, Kuhmilch aufzunehmen. Diese Art von Formel ist mit zusätzlichen Nährstoffen angereichert.

Formeln auf tierischer oder pflanzlicher Fettbasis (mit pflanzlichen und/oder Milchbestandteilen)

Einige Säuglinge haben eine Empfindlichkeit, Allergie oder potenzielle Allergie gegen Säuglingsnahrung, die ausschließlich auf Kuhmilch basiert. Eine Formel mit pflanzlicher Milch oder einer begrenzten Menge von Bestandteilen aus Kuhmilch kann für diese Kinder besser geeignet sein. Die meisten pflanzlichen Formeln basieren auf Soja. Es gibt jedoch auch Allergien gegen Sojamilch, so dass dieser Ansatz keine Garantie für eine problemlose Produktentwicklung bietet. Im Allgemeinen kann die Verwendung von hydrolysierten Proteinen Allergiebedenken minimieren. Sie verursachen weniger wahrscheinlich allergische Reaktionen.

Nicht auf Milchbasis (enthält überhaupt keine Milchbestandteile)

Es gibt teure Spezialnahrungen für Säuglinge, die eine starke Empfindlichkeit sowohl gegenüber Kuh- als auch Sojamilch oder anderen medizinischen oder verdauungsbedingten Erkrankungen haben, die mit der Säuglingsnahrung zusammenhängen.

Formeln sind in drei Formen erhältlich:Pulver, Flüssigkonzentrat und fütterungsfertig. Pulver und flüssiges Konzentrat sind weniger teuer, müssen jedoch vor der Verwendung gemischt/verdünnt werden. Dies kann ein Problem darstellen, da sie falsch oder mit bakteriell verunreinigtem Wasser vermischt werden können. Die fütterungsfertige Variante ist die teuerste Art, erfordert jedoch kein Mischen vor der Verwendung. Dies ist von Vorteil, da die Mutter sicher sein kann, dass das Baby die richtige Dosis an Nährstoffen erhält und sich keine Sorgen über Kontaminationsprobleme machen muss.

Rohstoffe

Proteine ​​

Wie oben beschrieben, kann Protein, das in Formeln verwendet wird, aus einer Vielzahl von Quellen stammen, wie beispielsweise tierischer Milch oder Sojabohnen. Sojamilch wird hergestellt, indem man Sojabohnen nimmt, sie in Backpulver einweicht, sie abgießt, die Bohnen mahlt, dann die Mischung mit Wasser verdünnt und homogenisiert. Die aus Sojabohnen stammenden Proteine ​​können in Form von Proteinkonzentraten oder Proteinisolaten vorliegen. Letzteres hilft, Kohlenhydrate zu eliminieren oder zu reduzieren, die Blähungen und abnormalen Stuhlgang verursachen können. Andere nützliche Proteine ​​können aus Nüssen, Fisch und Baumwollsamenöl gewonnen werden, aber diese haben eine begrenzte Anwendung in Säuglingsnahrung.

Fette und Kohlenhydrate

Fette und Öle sind ein wichtiger Nahrungsbedarf für Säuglinge. Daher versuchen Formulierungen, dem Serumfettsäureprofil von echter Muttermilch zu entsprechen. Diese Fettsäuren umfassen Eicosapentaensäure (EPA), die aus Fischöl und anderen Quellen gewonnen werden kann. In der Muttermilch gibt es eine beträchtliche Menge an Fettverbindungen, die als Triglyceride bekannt sind. Beispielsweise wird Docosahexaensäure (DHA) als wichtige Triglyceride angesehen. Triglyceride, die denen in der Muttermilch ähnlich sind (aber biochemisch nicht identisch sind), können aus Eidotterphospholipiden gewonnen werden. Alternativ können der Säuglingsanfangsnahrung Fettsäurevorläufer (Moleküle, die reagieren, um Nahrungsfettsäuren zu bilden) zugesetzt werden. Diese Vorläufer (z. B. Alpha- und Gamma-Linolensäure) ermöglichen es dem Körper des Säuglings, die notwendigen Fettsäuren zu synthetisieren. Allerdings ist diese Methode zur Abgabe von Fettsäuren nicht so effizient wie Muttermilch.

Verdünnungsmittel

Das Verdünnungsmittel ist der Träger oder die Masse der Flüssigkeit der Formel. Für Formulierungen auf Milchbasis kann Magermilch als primäres Verdünnungsmittel verwendet werden. In milchfreien Formulierungen wird gereinigtes Wasser verwendet.

Mineralien

Der Säuglingsanfangsnahrung werden eine Reihe von essentiellen Mineralien zugesetzt. Dazu gehören Calcium, Phosphat, Natrium, Kalium, Chlorid, Magnesium, Schwefel, Kupfer, Zink, Jod und Eisen. Eisen ist einer der wichtigsten Bestandteile, da alle Babys eine Eisenquelle in ihrer Nahrung benötigen. Einige Eltern befürchten, dass mit Eisen angereicherte Formeln bei Säuglingen Darmprobleme verursachen, aber dies ist ein Mythos. Im Allgemeinen können Eltern davon ausgehen, dass Babys, die mit Säuglingsnahrung gefüttert werden, mehr Magen-Darm-Probleme haben als gestillte Babys.

Vitamine

Vitamine werden hinzugefügt, um den Nährwert der Formel zu erhöhen. Dazu gehören die Vitamine A, B12, C, D und E sowie Thiamin, Riboflavin, Niacin, Pyridoxin, Pantothenat und Folacin.

Emulgatoren/Stabilisatoren

Eine Vielzahl von Materialien wird hinzugefügt, um sicherzustellen, dass die Formel homogen bleibt und die öl- und wasserlöslichen Bestandteile dies nicht tun Sobald das Mischen abgeschlossen ist, kann die Charge zwischengelagert oder über eine Pipeline zu Pasteurisierungsanlagen transportiert werden. Nach Beendigung der Pasteurisierung kann die Charge durch Homogenisieren weiterverarbeitet werden. trennen. Dazu gehören Emulgatoren wie Mono- und Diglyceride sowie Verdickungsmittel wie natürliche Stärken und Gummis (z. B. Carrageenan).

Der Herstellungsprozess
Prozess

Das Herstellungsverfahren hängt von der Art der hergestellten Rezeptur ab. Die folgenden Schritte beschreiben ein allgemeines Verfahren für eine fütterungsfertige Milchnahrung.

Zutaten mischen

• 1 Die Hauptzutaten werden in großen Edelstahltanks gemischt. Die Magermilch wird hinzugefügt und auf 140° F (60° C) eingestellt. Als nächstes werden Fette, Öle und Emulgatoren zugegeben. Zusätzliches Erhitzen und Mischen kann erforderlich sein, um die richtige Konsistenz zu erhalten. Mineralien, Vitamine und stabilisierende Gummis können je nach Hitzeempfindlichkeit an verschiedenen Stellen des Prozesses hinzugefügt werden. Sobald das Mischen abgeschlossen ist, kann die Charge zwischengelagert oder über eine Rohrleitung zu einer Pasteurisierungsanlage transportiert werden.

Pasteurisierung

• 2 Pasteurisierung ist ein Verfahren, das vor Verderb schützt, indem Bakterien, Hefen und Schimmelpilze beseitigt werden. Die Pasteurisierung beinhaltet ein schnelles Erhitzen und Abkühlen des Produkts unter kontrollierten Bedingungen, die Mikroorganismen nicht überleben können. Eine Temperatur von 85-94 °C (185-201,2 °F), die etwa 30 Sekunden lang gehalten wird, ist erforderlich, um Mikroorganismen angemessen zu reduzieren und die Formel zum Abfüllen vorzubereiten. Mehrere Pasteurisierungsmethoden sind im Handel erhältlich – eine übliche Methode erwärmt die Rezeptur, indem sie durch ein Rohr neben dem Plattenwärmetauscher geleitet wird. Somit wird die Formel indirekt erhitzt. Eine andere Methode erhitzt die Formel direkt und verwendet dann die erhitzte Flüssigkeit, um den Rest der eingehenden Formel vorzuwärmen. Die vorgewärmte Formel wird mit Dampf oder heißem Wasser weiter auf die Pasteurisierungstemperatur erhitzt. Nach Beendigung der Pasteurisierung kann die Charge durch Homogenisieren weiterverarbeitet werden.

Homogenisierung

• 3 Homogenisierung ist ein Prozess, der die Gleichmäßigkeit und Stabilität der Emulsion erhöht, indem die Größe der Fett- und Ölpartikel in der Formel reduziert wird. Dieser Prozess kann mit einer Vielzahl von Mischgeräten durchgeführt werden, die eine hohe Scherung auf das Produkt ausüben. Diese Art des Mischens zerbricht die Fett- und Ölpartikel in sehr kleine Tröpfchen.

Standardisierung

• 4 Die resultierende Zusammensetzung wird standardisiert, um sicherzustellen, dass Schlüsselparameter wie pH, Fettkonzentration und Vitamine und Mineralstoffe korrekt sind. Wenn eines dieser Materialien einen unzureichenden Gehalt aufweist, kann die Charge nachbearbeitet werden, um die entsprechenden Gehalte zu erreichen. Die Charge ist dann bereit zum Verpacken.

Herkömmliche Flüssigkeitsabfüllanlagen, die üblicherweise in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet werden, werden zum Verpacken von gebrauchsfertigen Babynahrung verwenden.

Verpackung

• 5 Der Verpackungsprozess hängt vom Hersteller und der Art der verwendeten Ausrüstung ab, aber im Allgemeinen wird die flüssige Formel in Metalldosen mit festgecrimpten Deckeln abgefüllt. Diese können auf herkömmlichen Flüssigkeitsabfüllgeräten abgefüllt werden, die üblicherweise in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verwendet werden.

Sterilisation

• 6 Die gefüllten Packungen können anschließend erhitzt und abgekühlt werden, um eventuelle zusätzliche Mikroorganismen zu zerstören. Die fertigen Dosen werden dann in Kartons verpackt und für den Versand gelagert.

Qualitätskontrolle

Die Qualität der Säuglingsnahrung wird auf drei Ebenen sichergestellt, die sich teilweise überschneiden. Erstens gibt es in den Vereinigten Staaten staatliche Standards, die die Nährwertqualität von Säuglingsanfangsnahrung und anderen Milchersatzprodukten festlegen. Spezifische Einzelheiten zu diesen Standards finden sich im Code of Federal Regulations; Weitere Informationen sind bei der Food and Drug Administration (FDA) erhältlich, die Säuglingsanfangsnahrung als spezielle Diätnahrung regelt. Die FDA veröffentlicht eine Monographie, in der alles von der vorgeschriebenen Nährstoffliste bis hin zu Etikettenkopien und Grafiken auf der Verpackung aufgeführt ist. Zweitens legt die Milchindustrie ihre eigenen branchenweiten Qualitätskontrollstandards fest. Die Industrie überwacht sich selbst und verfügt über eine eigene Regulierungsorganisation, die International Dairy Federation, die Industriestandards für Herstellung und Qualitätskontrolle festlegt. Drittens setzen einzelne Unternehmen ihre eigenen Standards für die Qualitätskontrolle. Martek beispielsweise, ein Hersteller von Triglyceriden, die in Formeln verwendet werden, lässt Mikrobiologen und Ingenieure rund um die Uhr 30 verschiedene Kontrollpunkte der Triglyceridproduktion überwachen.

Die Zukunft

Zukünftige Entwicklungen bei der Herstellung von Säuglingsnahrung werden teilweise von geschäftlichen und Marketingbelangen getrieben. Diese Abhängigkeit vom Marketingklima kann für die Branche von Vorteil sein, da sie enorme Expansionsmöglichkeiten bietet. Es wird geschätzt, dass sich der weltweite Gesamtmarkt für Säuglingsnahrung auf bis zu 80 Milliarden US-Dollar belaufen könnte. Daher macht der derzeit geschätzte Weltumsatz von 4 Milliarden US-Dollar nur 5 % des gesamten potenziellen Umsatzes aus. Sollte der Markt auch nur auf fast 80 Milliarden US-Dollar wachsen, wird dies wahrscheinlich die Hersteller dazu veranlassen, bessere Möglichkeiten zur Simulation von Muttermilch zu finden. Eine solche zukünftige Verbesserung wird von Wissenschaftlern entwickelt, die kürzlich eine wichtige Fettsäure in der Muttermilch identifiziert haben, die in Säuglingsnahrung nicht vorkommt. Diese besondere Fettsäure scheint wichtig für die Entwicklung von Zellmembranen in Augen-, Gehirn- und Nervengewebe zu sein. Die Zugabe dieses Materials könnte ein bedeutender Fortschritt in der Formeltechnologie sein. Formelhersteller können ihre Produkte weiter verbessern, indem sie bahnbrechende Forschungsergebnisse wie diese einbeziehen. Trotz des großen Wachstumspotenzials gibt es jedoch keine Garantie, dass es realisiert wird. Die Industrie erfährt Kritik von Gruppen, die behaupten, dass Säuglingsnahrung unnötig sei und tatsächlich für Säuglinge schädlich sein könnte. Sollte sich dieser Trend negativ auf den Formelverkauf auswirken, werden Hersteller möglicherweise weniger in die Produkt- und Prozessentwicklung investieren.