面粉强化工艺及质量控制

1面粉强化工艺及质量控制黄建霍军生于波孙静中国疾病预防控制中心营养与食品安全所，北京，100050摘要介绍强化面粉的批量配粉系统强化工艺及总粉绞龙系统强化工艺，分析了两种面粉生产工艺用于强化时对预混料的要求及营养素于基础面粉中的混合均匀度情况，试验表明批量配粉系统强化工艺及总粉绞龙系统强化工艺均可用于强化面粉的生产。最后介绍强化面粉质量控制的主要要素。关键词强化面粉质量控制批量配粉系统总粉绞龙系统营养素混合均匀度食物强化作为最为经济、有效、可控和可持续的营养改善方法，在许多国家是以立法形式强制进行[1]。目前北美、南美、欧洲、非洲及亚洲许多国家都开展了面粉强化工作，我国结合国家退耕还林（还草）政策，在西部地区首先开展进行。由于各国的面粉品质、面粉加工方式、面粉生产等方面及人群营养状况都存在差异，在借鉴发达国家在面粉强化方面的经验的同时，开展了适合我国面粉强化工作技术方面的研究。强化面粉是将维生素和矿物元素等微营养素添加于基础面粉中，而面粉强化是通过面粉强化工艺系统将微营养素预混料以合理的添加方式和添加位置使其均匀分布于基础面粉中。面粉生产厂中一般都拥有批量配粉系统或总粉绞龙系统，结合国外面粉强化的经验及我国目前面粉生产厂的工艺现状，并通过实地考察和采样分析，证明这两种系统适用于面粉强化的生产。1面粉强化工艺系统我国中等规模以上的面粉生产企业一般都拥有批量配粉系统或总粉绞龙系统的混合设备，主要用于增白剂或其他食品添加剂的添加及混合。强化面粉的生产可沿用这两套系统进行生产，其生产工艺即可分为批量配粉系统强化工艺或总粉绞龙系统强化工艺[2]。着重介绍这两套不同系统的强化工艺流程、混合均匀度的影响因素及避免工艺上潜在的问题。1.1总粉绞龙系统强化工艺系统（Continuousfortificationsystem）总粉绞龙系统强化工艺即在面粉汇集于面粉总粉绞龙时，将欲添加的微营养素预混料放入置于总粉绞龙上的微量添加器中，启动添加器，根据面粉流量，人工调节或通过微机控制预混料添加流量，使面粉强化预混料缓缓流入总粉绞龙中与正在推进的总粉绞龙中的面粉进行混合，经提升机，检查筛和输送绞龙，最后进入面粉打包机。其工艺流程见图1。微量添加器总粉绞龙检查筛输送绞龙提升机面粉打包机2图1总粉绞龙系统强化工艺流程图在大多数面粉厂都有总粉绞龙系统，此系统适合于大规模连续性生产强化面粉。总粉绞龙系统强化工艺中预混料与基础面粉的混合过程：一、面粉于总粉绞龙中推进时，微营养素预混料通过微量添加器，进入绞龙，与面粉在螺杆推动行进中混合；二、从总粉绞龙进入面粉提升机后，于提升机中有较弱的混合；三、强化面粉进入检查筛后，振动过筛是很强的混合过程。影响混合均匀度的因素时表现在两个方面，即工艺过程某一时间段的混合均匀度及各个时间段的含量均一性，前者在上述过程的混合过程可以达到，而后者还取决于微营养素预混料与面粉相对流速的稳定性。对于相对流速的控制，可以通过微机进行时时监控基础面粉的流速来自动调整微量添加器的螺杆转速，使达到相对流速的稳定性。另外，总粉绞龙系统通常要求微量添加器添加位点在总混绞龙的中点上[2]，当添加位置靠前时，面粉不能充实绞龙，流量不稳定，造成预混料添加不均匀；当添加位置靠后时，预混料与面粉混合行程较短，也造成不能均匀混合[2]。总粉绞龙系统强化工艺对微营养素预混料的相对添加率及粒度有要求。微量添加器的加量范围通常为10mg-60mg/100g，即微营养素预混料相对于面粉的最大添加率为万分之六[2]，这将限制宏量矿物营养素（如钙）于面粉中的强化；另外，由于微营养素预混料在添加后，需经检查筛，为避免营养素被检查筛的截留而流失，所以，微营养素预混料的粒度，要求必须能全部通过检查筛，例如，生产特二粉的强化面粉，若使用CB36型号的检查筛，则预混料的粒度要求是全部通过CB36筛。1.2批量配粉系统强化工艺系统（Batchfortificationsystem）批量配粉系统强化工艺系统即通过对微机系统的控制，设定配粉时各配粉仓面粉流量及进入配粉罐（即为称量混合一体机）的面粉总重，一旦配粉罐中基础面粉达到设定量，系统则停止向配粉罐继续送料，再定量称取微营养素预混料，可设定定量仓或人工定量加入配粉罐中，与基础面粉进行混合，混匀后进入打包工序并进行下一批次的混合。其工艺流程图见图2。绞龙面粉仓预混料仓绞龙定量仓配粉罐（称量混合一体机）3图2批量配粉系统强化工艺流程图配粉系统强化工艺为间歇性的生产工艺过程。配粉系统混合强度大，比较适合预混料中在面粉中均匀混合。配粉系统中预混料的加入容易定量，可以通过微机设定预混料仓并控制，也可以直接人工将强化面粉配方设计量的预混料从配粉罐（称量混合一体机）上的料孔加入，对预混料的添加率无限制，可适用于宏量营养素的强化；在预混料与面粉混匀后，强化面粉直接进入打包工序，不再经过检查筛，可以不考虑预混料的粒度问题。另外，配粉系统前面工序中，在面粉进入各面粉仓前，各面粉输送绞龙装置中通常还分别配有微量添加器，面粉的强化也可以在这个绞龙装置中添加，这工艺适用于大规模的强化面粉生产，属绞龙强化工艺系统。相对而言，批量配粉系统强化工艺操作简单，微营养素预混料的添加也容易控制，但在普通的面粉厂一般不具有配粉设备，这套系统投资成本较高，拥有该设备的面粉企业不多。1.3两种强化工艺微营养素混合均匀度的考察以中试生产方式，以强化面粉样品中铁含量作为指标，对两种强化工艺的营养素混合均匀度分别进行考察。总粉绞龙系统强化工艺：在河北承德面粉厂进行，于打包前，随机取强化面粉样品11份，进行Fe测定，计算均匀度。批量配粉系统强化工艺：在北京古船面粉集团嘉荣面粉食品有限公司进行，从最后面粉打包中随机抽取强化面粉样品9个，采用原子吸收法进行Fe测定[3]，计算混合均匀度。两种强化工艺中铁的混合均匀度试验结果见表1。表1两种强化工艺生产的强化面粉中铁元素的混合均匀度配粉系统工艺总粉绞龙系统工艺样品Fe（mg/kg）Fe（mg/kg）139.440.4243.439.6341.945.5440.141.6540.639.8646.441.0744.540.8841.942.3945.340.610/38.711/36.7平均值Mean42.640.6标准偏差SD2.42.2变异系数CV，%5.65.4混合均匀度M99.999%99.999%从表1试验结果来看，两种方式生产的强化面粉的混合均匀度变异系数指标都小于7%，均达到SB/T10144《自发小麦粉》混合均匀度的要求[4]，样品混匀度结果高于99.9%，表明配粉系统和总粉绞龙系统的两种工艺适用于生产强化面粉。2强化面粉质量控制强化面粉的质量控制应在小麦粉的基础上建立微营养素强化过程的质量控制。现以我国西部强化面粉配方为例，介绍强化面粉从预混料、强化过程到终产品的质量控制。我国西部面粉打包4强化面粉的强化配方中微营养素成分为维生素A、硫胺素、核黄素、尼克酸、叶酸、铁、锌。2.1预混料的质量控制2.1.1预混料入库每批次都必须有供应商提供的质检报告及产品标识，报告内容：批号、感官性状、粒度、含量等，标识上应有添加方法、贮存条件及保质期等项说明。预混料待检验合格后方可入库。2.1.2预混料的存放应严格按预混料供应商规定的存放条件贮藏，以免在货架期预混料发生变质或氧化吸潮引起的含量减少。2.1.3预混料出库先入先出原则办理出库，并动态记录每批次预混料的出库和退库数量。2.2强化面粉质量控制为确保预混料于基础面粉中合适的添加率和均匀性，应记录每批强化面粉的产量、预混料的添加量，在生产过程定期检查预混料的添加流速的准确性。2.2.1控制预混料总投料量：应严格按预混料供应商提供的添加量进行投料强化。每批次的预混料需有添加记录使用数量，便于与强化面粉生产记录上基础面粉的投料量或强化面粉产量相对照，以确保强化面粉中预混料的强化量。2.2.2预混料称量检查：总粉绞龙配粉系统可在微量添加器下方，每隔2小时用小碟收集1-3分钟预混料，称重并记录，以检验微量添加器工作是否正常。2.2.3均匀度试验（Spottest）：由于铁营养强化剂于面粉强化后中容易被快速定性并半定量分析，以其于强化面粉中的分布均匀度情况作为质控指标，便于面粉生产企业在强化面粉生产过程中快速半定量反映强化面粉的混合均匀度。操作方法[5]如下：取100g强化面粉样品，置于玻璃表面皿上，用另一个玻璃表面皿底部按压使面粉成弧形光滑表面，用滴管加5滴硫氰酸钾显色剂（10%KSCN水溶液∶2MHCl，使用前配制，24hr内使用）于光滑表面的强化面粉上，湿润成4×4cm以上的面积，放置15-30秒后，再于显色剂湿润处加入5滴3%H2O2，放置1-2min后观察4×4cm面积上的红色斑点数及颜色深浅度。同法试验已知铁强化量的面粉（10,20,40ppm），进行比对斑点数和颜色深浅度，粗略反映强化面粉中的铁剂混合均匀度。2.3强化面粉采样及微量营养素含量分析方法分析用强化面粉采样点应在检查筛后打包前同一位点上，每2hr采样一次，采集的样品必须于整个强化过程中具代表性。样品在分析检验前应于干燥阴凉处存放。每批次的营养素含量测定，可从若干个采集的样品中取少量混合后测定。西部强化面粉的微营养素含量测定方法[3]如下：维生素A：按GB/T5413.9-1997规定的方法进行测定。维生素B1：按GB/T5413.11-1997规定的方法进行测定。维生素B2：按GB/T5413.12-1997规定的方法进行测定。烟酸：按GB/T5413.15-1997规定的方法进行测定方法测定烟酸。叶酸：按GB/T5413.16-1997规定的方法进行测定。铁：按GB/T5413.21-1997规定的方法进行测定。锌：按GB/T5413.21-1997规定的方法进行测定。3参考文献[1]曹劲松王晓琴.食品营养强化剂.中国轻工业出版社，2002.1，210-214[2]RituNalubolaandPenelopeNestel.TechnicalAndOperationalGuidelines.ManualForWheatFlourFortificationWithIron.Part2[3]国家技术监督局.GB/T5413.1～5413.32-1997婴幼儿配方食品和乳粉通用检测方法.中国标准出版社，1998.2[4]朱长国、刘坤华、唐瑞明等.全国粮油检验人员培训教材(二).法规与标准.国家粮食储备局,1997，290-296[5]RituNalubolaandPenelopeNestel.ManualForWheatFlourFortificationWithIron.Part3,15