大米營養強化生產技術

大米是全球最普遍的谷物食品，有39個、世界上近一半的人口以大米為主食。由于碾磨加工造成谷物中微量營養素大量流失，以大米為主食的，普遍缺乏維生素A、鐵、碘、鋅、維生素B1和維生素B2。

 食物強化是解決微量營養素普遍缺乏的一種有效方式，具有覆蓋人群廣、不改變食品風味、短時間內收效、成本低、安全等優點，在國際范圍內被廣泛應用。因覆蓋率高、攝入量均衡、部分地區集中的工業化生產等特性，大米成為食物強化的重要載體之一，繼碘鹽、強化面粉、維生素A強化人造黃油等大眾性強化食品之后，強化大米也在各國陸續得到應用。

不同的強化工藝對于強化大米的品質有不同程度的影響

 營養強化大米的生產技術主要分為兩類，一類是將各種營養強化劑加在米粒表面，即涂膜法和浸吸法；一類是將各種營養強化劑與淀粉類原料混合均勻后制成與米粒類似的顆粒，被稱為“營養粒”或“人造米”，然后，將營養粒與普通大米按一定的比例混合，即造粒法，也稱擠壓預制粒法（簡稱擠壓法）。

●浸吸法

 浸吸法需要以清潔米（免淘米）為原料，先將維生素B1、B6、B12按配方稱量后溶于中性溶液中(注：過去也有用酸性溶液，但會引起維生素B1的損失，且使米粒結構變松，后續加工時易碎)，在噴涂機內將溶液與米粒一起加入噴涂機中的回轉筒內，讓米粒浸吸營養素約2—4小時。然后在噴涂機中吹入熱風，同時啟動回轉筒使米粒干燥，未吸盡的溶液由機內的噴霧頭再噴至米粒上，直至全部吸收，鼓入熱風將米粒干燥至設定的水分。接下來，將維生素B2及各種氨基酸按配方稱量后同樣溶于中性溶液中，再置于上述噴涂機的回轉筒內與米粒混合進行二次浸吸，溶液與米粒比例及操作與一次浸吸相同，但不進行干燥。再將已進行二次浸吸的較為潮濕的米粒置入蒸煮機中進行連續汽蒸，使米粒表面糊化，有利于防止米粒破碎機洗米時營養素的損失。將汽蒸后的米粒再置回轉筒中，在轉動中噴入5%的醋酸溶液，然后通入熱風，干燥米粒。

 浸吸法主要是靠米粒吸附營養素，顯然質量不穩定，所以實際生產中幾乎未見使用。后來在此基礎上發展出涂膜法——在營養素溶液中添加助劑，以使營養素能穩定附著在米粒上。

●涂膜法

 涂膜法一般以清潔米（免淘米）為原料，在潔凈的生產車間內經過多道涂膜，將營養液覆蓋在米粒的表面。

 次涂膜的溶液以果膠、淀粉等配制而成，第二次涂膜的溶液以阿拉伯膠、淀粉和蔗糖脂肪酯等配制而成，第三次涂膜的溶液以火棉膠等配制而成。一次涂膜可改善風味，并具有高黏稠性，而經過三次涂膜后，除了具有黏稠性、不易吸潮、可延長儲存期的特點，更可降低營養素在儲存過程中和水洗時的損失。

 日本、美國采用此法生產營養強化米，我國天津、吉林、江蘇等地有許多企業用此法生產營養強化大米，但涂膜法與浸吸法具有同樣的軟肋——生產的強化大米顆粒常會帶有特異的、部分消費者不太容易接受的顏色、味道和口感。

●造粒法

 以碎米為原料，微粉碎后與營養強化劑預混料混合，通過蒸汽和水作用，進行調制后進入擠壓機重新制粒，最終干燥后與自然米進行混配，得到營養強化大米。制粒法適合規模化生產，技術和設備都趨于成熟，只是生產成本高些。

 根據擠壓工藝采用的溫度，擠壓制粒可分為熱擠壓（70℃—110℃）和冷擠壓（低于70℃）兩種工藝，前者生產的強化大米顆粒在光澤、透明度、同質性、香味等方面與普通大米的品質類似；后者生產的強化大米顆粒不透明，且沒有光澤。目前，國內市場推出的強化大米以熱擠壓法為主，基礎配方有兩種：一種是強化維生素B1、煙酸、鋅、鐵和葉酸，顏色為米白色；一種是強化維生素B1、煙酸、鐵、葉酸、維生素B2和β-胡蘿卜素，顏色為橘黃色。由于顏色更容易被辨識，橘黃色的營養粒更被看好。

 如果目標消費者對大米的形狀、大小、同質性、香味、色澤有要求，則可能只適合使用熱擠壓工藝；如果對大米的外觀要求不是很高，可能會接受冷擠壓、浸吸、噴涂工藝生產的強化大米。應用正確的話，尤其是在使用無色的預混料的情況下，噴涂工藝可替代擠壓工藝。如果預混劑有顏色，如強化硫酸亞鐵，那么噴涂工藝附著在大米表層的預混料會使大米顆粒變色，從而導致強化大米的可接受度下降。當然，如果強化項目的目標是有意讓消費者知曉強化大米顆粒與天然大米顆粒有所區別，更富營養，則幾種工藝皆可行。

選擇營養強化劑的原則是性質相對比較穩定、顏色為白色或顏色比較淺、不會影響產品的外觀質量

 除了強化工藝的選擇，還要考慮到營養強化劑對于強化大米的影響。根據國標GB1355要求，大米應無異常色澤和氣味。除有意要使消費者辨識的強化顆粒外（以下內容，如未特殊說明，均不包括此種情況），強化大米在與天然大米摻混后，外觀品質不應表現出異常。因此，選擇營養強化劑的原則是性質相對比較穩定、顏色為白色或顏色比較淺、不會影響產品的外觀質量。這樣，在保證強化技術的穩定可靠的前提下，能夠做到產品質量穩定和產品的外觀不發生變化或變化微小。

●維生素A

 維生素A的選擇很大程度上取決于食物載體的特性，當然，也要考慮各種技術、法規和宗教因素。維生素A前體——視黃醇是一種不穩定的化合物，通常使用其與棕櫚酸酯或醋酸酯化形成的穩定酯化物。可用于食物強化的維生素A主要有視黃醇醋酸酯、視黃醇棕櫚酸酯以及維生素A原（β-胡蘿卜素）。β-胡蘿卜素為橘黃色，不適用于某些食物的強化。

 粉狀維生素A添加量適當，不會對強化大米的顏色產生影響。Lee等人以維生素A棕櫚酸酯作為營養素對大米進行強化，并考察其在蒸煮和儲藏過程中的穩定性。無錫維力米業生產的強化大米添加了β-胡蘿卜素，這種添加了β-胡蘿卜素的顆粒呈現鮮艷的橘黃色。該公司計劃用此作為市場宣傳戰略以幫助消費者辨別強化大米。

●葉酸及其他B族維生素

 在谷物和面粉中，強化葉酸、硫胺素、核黃素和煙酸是非常有益的，因為在碾磨加工過程中，這些營養素的損失在65%—85%之間。所以即使在發達，強化面粉和谷物食品，也是滿足這些維生素達到推薦攝入量的主要來源。

 葉酸為淡黃色。Paterson的研究指出，當葉酸和食用膠體共同用于大米強化時，膠體的存在并不能掩蓋葉酸的黃色，從而使大米的明度、紅度值、黃度值都有明顯的增加。因此，將營養強化大米與普通未強化大米以一定比例混合及使用顏色掩蔽劑是十分必要的。

 希臘Tzia的研究團隊分別以噴涂和浸吸的方式對糙米、白米和蒸煮米強化復合B族維生素（B1、B2、B3、B5、B6、B12），結果表明，維生素B2使大米呈淺黃色，維生素B12使大米略帶紅色，所有產品的明度都有所下降。其中，白米和蒸煮米的色澤變化相比較于糙米更為明顯，且浸吸方式比噴涂方式對色澤的影響更大。（上）

資料鏈接

 強化大米于菲律賓開始推廣，在防治當地的維生素B1、尼克酸及鐵缺乏癥方面取得了顯著成效，隨后在斯里蘭卡、日本、印度、泰國等亞洲和古巴、哥倫比亞、委內瑞拉等拉美及美國的若干州陸續被采用。

●菲律賓：推廣強化大米

 大米是菲律賓93%家庭的最重要的主食。消費者購買主要是沒有包裝的散裝大米。大米首次強化的營養素是維生素B1。當時腳氣病是菲律賓主要的公共衛生問題，開展大米維生素B1強化似乎是一個切實可行的解決方式。關于強化大米的色澤、口味、氣味、適口性、消化性等接受性實驗始于1946年。1948年大規模的干預實驗在巴丹省（Bataan）開展，兩年后可喜地發現沒有再發生腳氣病的死亡。這一成功經驗促使大米強化法于1952年出臺，至今未被廢除。不過，盡管法律上要求所有的大米都必須強化，但至今也未得到執行。主要癥結在于，菲律賓沒有大米加工企業聯盟、對于零售商缺乏產品監測和稅收監測等政策壓力，導致大米強化法名存實亡。

 上世紀80年代，由于菲律賓缺鐵性貧血高發，大米強化再次受到重視。通過對比試驗多種鐵營養強化劑的色澤和費用，菲律賓最終選用硫酸亞鐵作為鐵營養強化劑。1998年，食品局（NationalFoodAuthority）在兩省開展強化大米學校早餐干預項目。6個月后，該項目使學生血紅蛋白值從10.8提高到11.7，血清鐵蛋白從8.64提高到21.25。2000年，《食物強化法》通過，規定鐵強化劑量為每公斤大米60—90毫克鐵，計劃由政府控制大米生產企業向低收入人群銷售低價強化大米。為保證強化的效果，菲律賓政府加強了對于食物強化的宣傳。2004年10月29日，當時的菲律賓總統阿羅約簽署了第382號行政令，規定每年的11月7日為“食物強化日”。現在，菲律賓已經有一百多種強化食品，包括大米、鹽、面粉、糖、食用油、調味品、果汁飲料、魚類制品和肉類制品等，還有一些兒童喜愛的零食和餅干，大部分產品標有表示符合食品強化標準和生產規范的標識。

●美國：70％的市售包裝大米為強化大米

 美國早在1936年提出食物強化。美國醫學會下屬的食物委員會為預防甲狀腺腫和佝僂病，提出向食鹽中加碘和向牛奶中加維生素D，也曾研究向人造奶中加維生素A。1938年這個委員會又與美國軍事化學審議會食物委員會一起研究了向面粉中添加維生素和礦物質的問題，主張只允許對廣泛食用的食品進行強化，強化量以達到食品中該營養素的天然含量為限，反對無限制強化，并確認了適宜的強化數量。1941年由當時的總統羅斯福召開會議，規定了食品強化的定義、范圍和標準。1942年公布了食品強化法規，當年美國有27個州用法令規定了面粉強化。1942年1月1日，美國食品藥品管理局(FDA)正式確立了強化面粉的標準，用鐵、維生素B1和尼克酸進行強化，維生素B2和鈣的添加則自行選擇。在人工合成的維生素B2能滿足食品工業的需要后，1943年維生素B2亦被列入強化標準中。

 二戰末期，FDA分別建立了強化通心面（1946年）、面包（1952年）、玉米制品（1955年）標準。美國加利福尼亞州的營養普查發現，由于該地區的亞裔移民人口多，并且喜歡以大米為主食，B族維生素和葉酸的缺乏顯著，因此要求加利福尼亞州銷售的大米需要進行營養強化。隨后，1958年美國建立強化大米標準，明確規定強化維生素和礦物質的種類和添加劑量，種類包括鐵、維生素B1、B2、尼克酸，維生素D和鈣為選擇性強化。1998年，美國將葉酸也納入強制性強化營養素中，大米中強制性化鐵、維生素B1、維生素B2、尼克酸和葉酸，維生素D和鈣為選擇性強化。

 盡管只有亞利桑那、加利福尼亞、康涅狄格、佛羅里達、紐約和南卡羅來納等6個州實行大米強制性強化，但美國各州均有強化大米銷售。目前，美國70%的市售包裝大米為強化大米。

●日本：將強化大米視為降低女性貧血率的重要戰略

 日本政府早在1952年制定了大米的營養強化標準，依靠營養強化來解決維生素B1的供給問題，即在精白米中進行維生素B1、維生素B2、賴氨酸和鈣等營養素的強化。

 日本強化大米于1981年上市。強化大米加入了泛酸、維生素E、鈣、維生素B1、尼克酸、維生素B2和鐵。這種強化大米被稱作“Shingen”，意思是“新時代的糙米”，被視為降低日本女性中高缺鐵性貧血率的重要戰略。

 日本于1949年設立強化食品研究委員會，1952年提出食品強化的建議，同年頒布的《營養改善法》將強化食品稱為“特殊營養食品”，規定了強化食品標準及其特定的標志圖案。1983年日本對《營養改善法》做了部分修訂，修訂后的該法第十二條明確指出，所謂特殊營養食品包括兩類：一類稱為強化食品，即以全面改善國民營養為目的，向國民普遍食用的食品中添加了維生素、礦物質和氨基酸等強化劑的食品。這類食品共有10種，包括大米、面粉、麥片面包、面條、掛面、速食面、大醬、人造奶油、魚肉火腿與香腸，并規定了此類食品的強化標準、要求及標志。

●中國：強化大米尚處于起步階段

 中國食物強化工作起步較晚，在20世紀80年代后起步并逐步發展。1986年頒布，1994年、1996年兩次修訂的《食品營養強化劑使用衛生標準》是中國進行食物強化的基礎法規，其中詳細規定了營養素種類、品種、使用范圍、每公斤使用量等。2012年，衛生部修訂并頒布GB14880-2012《食品安全標準食品營養強化劑使用標準》。

 目前，我國強化食品涉及調味品、谷類及制品、乳類及制品、油脂類、飲料類等。除調味品中的加碘鹽為強制性食物強化外，其他食物強化都為企業自愿性強化，包括已較大規模推廣的鐵強化醬油、強化面粉、維生素A強化食用油、嬰幼兒配方奶粉等；也包括純企業行為的商業強化食品，如維生素飲料、加鈣加鐵加鋅餅干、湯料調味品、營養糖果等。

 強化大米在我國市場上尚未廣泛推開，處于起步階段。根據我國GB14880-2012《食品安全標準食品營養強化劑使用標準》，規定了大米強化中允許使用的營養素(見表1)。

●其他各國

加拿大

 加拿大《食品藥品法》規定，如果食品標簽標注為強化大米，大米中必須強化維生素B1、維生素B6、尼克酸、葉酸、泛酸和鐵。

哥斯達黎加

哥斯達黎加2001年出臺大米強化的強制性法規（#30031-S）。

 不同于菲律賓，哥斯達黎加銷售的大米中大部分都遵從于該標準，僅有5%—20%的銷售大米由于缺乏嚴格的法規或檢測方法而沒有被強化或者低于強化最小劑量。大米中強化的營養素包括維生素B1、維生素B2、煙酸、尼克酸、葉酸、鐵。

巴西

巴西開展的維生素A強化大米的生物學實驗證明，強化大米有助于提高兒童血清視黃醇水平。

印尼

 印尼普遍存在維生素A缺乏，因而也在嘗試開展維生素A強化大米的市場銷售的可行性研究。印尼采用大米擠壓技術，將維生素A強化后的大米粉重新擠壓成為與當地大米形狀大小相似的“營養粒”，最終混入普通大米中，形成強化大米產品。產品被稱為“BerasVitA”。

泰國

 在美國國際開發署支持下，泰國實施了大米強化賴氨酸、蘇氨酸，維生素B1、維生素B2、維生素A和鐵項目，探索強化大米的生產、加工、營銷、倉儲，加工企業的態度、費用以及消費者的接受程度，旨在消除推動強化大米的障礙。