●鐵
鐵的強化在技術上具有一定的難度，高吸收利用率的鐵劑往往易與食物載體中的成分發(fā)生反應，造成食物難以接受的感官變化。在考慮成本的基礎上，應選擇生物利用率較高、同時不會引起食物感官品質(zhì)發(fā)生不良變化的鐵化合物。鐵源也是到目前為止在營養(yǎng)強化劑中強化技術難度最大的營養(yǎng)素，能與大米的顏色和預混料的穩(wěn)定性相匹配的鐵劑是營養(yǎng)素中最貴的。
用于強化谷物及其制品的鐵化合物可分為3類：水溶性；難溶于水，易溶于稀酸；不溶于水，難溶于稀酸。水溶性鐵化合物活性更強，具有更高的相對生物利用率，所以是食物強化的首選鐵劑，但同時也最容易對食品的感官造成不良影響，特別是色澤和風味。難溶于水、易溶于稀酸的鐵化合物也有較好的吸收率，除患胃酸缺乏癥的個體和嬰幼兒外，大多數(shù)人對這類鐵化合物的吸收率與對水溶性鐵化合物相似，較之水溶性鐵化合物，此類化合物對食品感官特性影響較小，所以在水溶性鐵化合物造成食物載體感官產(chǎn)生不可接受的變化時，常作為第二選擇鐵劑。水不溶性鐵化合物生物利用率偏低，對食物的感官品質(zhì)影響小且價格便宜，在食品工業(yè)中也被廣泛使用。
中國、美國、菲律賓等國的強化大米都強化了鐵。菲律賓選的鐵源是硫酸亞鐵，中國強化的是焦磷酸鐵細粉，美國強化的是正磷酸鐵。添加硫酸亞鐵的顆粒顏色明顯區(qū)別于非強化大米，可能不被消費者接受，且其穩(wěn)定性相對較差，因此沒有作為大米強化鐵源在美國和中國使用。焦磷酸鐵和正磷酸鐵都是白色細粉，水溶性差，化學性質(zhì)相對穩(wěn)定。不考慮價格因素，中國選用焦磷酸鐵細粉是因為其相比正磷酸鐵不易變色，且更穩(wěn)定。焦磷酸鐵細粉較其他形態(tài)的焦磷酸鐵對人體的吸收利用率更好。出于類似原因，美國使用的是正磷酸鐵，但其吸收利用率較低。
近年來，新型鐵化合物的開發(fā)和應用已取得了一定進展，特別是在食物強化中能更好地降低鐵吸收抑制劑的影響，如乙二胺四乙酸鐵鈉（NaFeEDTA）和各種微膠囊化鐵化合物等。
NaFeEDTA在高植酸的強化食品中具有更高的吸收率，且不易造成谷物在儲藏過程中的脂質(zhì)氧化，但價格相對較高，可能引起某些食物顏色改變。
微膠囊化鐵化合物已經(jīng)在進行商業(yè)推廣，硫酸亞鐵和富馬酸亞鐵膠囊在發(fā)達國家已被用于嬰幼兒配方奶粉和嬰幼兒食品中，將進一步在發(fā)展中國家推廣使用。PATH（Program for Appropriate Technology in Health）正在考慮使用日本一家公司生產(chǎn)的微膠囊化焦磷酸鐵，其可保證強化大米與普通大米品質(zhì)更加一致，吸收利用率相當于硫酸亞鐵的95%，但其價格明顯高于其他鐵營養(yǎng)強化劑。
Hurrell分別以硫酸亞鐵、NaFeEDTA、焦磷酸鐵、電解鐵粉及微膠囊化的鐵幾種鐵源以擠壓技術制備鐵強化大米。結果表明，強化焦磷酸鐵的大米與天然大米的顏色最為相近；而以硫酸亞鐵作為鐵源則產(chǎn)品高度變色，白度降低，紅色度和黃色度增加，呈現(xiàn)深褐色；強化膠囊化硫酸亞鐵的大米呈棕色；強化電解鐵粉使大米的黃色度和白度降低，導致大米顆粒變灰白；NaFeEDTA使大米呈現(xiàn)褐紅色。
加拿大與美國合作研究的項目項目表明，未經(jīng)處理的化學形態(tài)的富馬酸亞鐵呈深紅棕色，使擠壓強化大米變?yōu)楹诤稚�；而以二氧化鈦和大豆硬酯作為包埋材料的微膠囊化富馬酸鐵則使大米顏色有很大改善，呈現(xiàn)易于接受的白色。
●鈣
鈣鹽都是白色或無色，且大多是無味的。
美國的研究小組以浸吸法對大米進行鈣強化，將大米在環(huán)境溫度下于3%的乳酸鈣溶液中浸泡3小時，在10磅/平方英寸（約68.9千帕）壓力下蒸氣處理10分鐘，干燥到水分含量至10%—11%。較之對照樣，鈣強化大米紅色度略低，黃色度略高，白度幾乎沒有變化，而半透明度有所增加。這可能是因為糊化的淀粉顆粒造成空氣擾動，且蛋白質(zhì)之間相互黏附形成了一個緊密的結構，因此減少了顆粒邊緣的光散射作用。但總體來看，強化鈣處理并未給大米帶來消費者難以接受的色澤及透明度的改變。
●其他
目前，關于添加鋅、硒對食物外觀影響的研究較少。
用硒源作為營養(yǎng)強化劑必須在省級部門指導下使用。現(xiàn)在美國日本都禁止向飼料中添加亞硒酸鈉，因為如果控制不好，容易引起硒中毒。所以，在大米中強化硒要混合均勻，防止局部過量超標。
此外，配方中添加的物質(zhì)之間的相互反應也可能對強化大米的色澤造成一定的影響。在同時強化維生素A和鐵的人造米項目中，維生素A被鐵氧化，導致產(chǎn)品變色。Li在研究過程中發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸的添加使產(chǎn)品呈紫色（抗壞血酸鐵），而且會發(fā)展成深色的不易被接受的顏色。而將pH值調(diào)至0.5時，則可以抑制紫色復合物的形成，使人造米的色澤與普通大米相近。
營養(yǎng)強化對大米的加工和食用品質(zhì)有哪些影響
目前，關于營養(yǎng)強化對于大米加工品質(zhì)的影響了解較少。國內(nèi)有研究表明，選擇優(yōu)質(zhì)大米，在實驗室條件下，采用多次噴涂的方法，對其進行維生素B1、維生素B2、煙酸、葉酸、鈣、鐵、鋅等營養(yǎng)素的強化，并用涂膜劑（玉米醇溶蛋白）對添加了營養(yǎng)素的大米進行涂膜處理，以減少食用時因水洗營養(yǎng)素的流失。結果表明，噴涂量的多少決定爆腰率的高低，營養(yǎng)素的濃度大小直接影響顏色的變化。比較而言，秈米更易受到水分影響，而營養(yǎng)素混合液濃度對它們影響差別不大。干燥溫度低不利于水分蒸發(fā)，溫度高能使米粒表面干燥速度過快，形成表面糊化而導致內(nèi)部水分向外擴散受阻，從而導致了爆腰率高且出現(xiàn)表面起皺的現(xiàn)象。
營養(yǎng)強化對于大米的食用品質(zhì)也會有所影響，對于強化大米蒸煮前后的外觀、質(zhì)地、味道、香氣等進行評估是十分必要的，可以確定消費者對產(chǎn)品的接受程度。
評估前多先將強化大米與普通未強化大米以一定的比例（1∶50—1∶200）稀釋混合均勻，評價項目主要包括大米的形狀、大小、質(zhì)地、色澤、光澤、堊白度等及對米飯軟硬度、凝聚性、彈性、黏著性、氣味、口味等。蒸煮時大米和水的比例決定米飯的結構特性，從而在很大程度上影響其食味品質(zhì)，研究中多以適量的水、過量的水或采用電飯煲等幾種方式來烹飪大米。
此外，國家標準《糧油檢驗稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評價方法》（GB/T15682-2008）中，關于大米蒸煮食用品質(zhì)的感官評價有以下兩種：一是根據(jù)米飯的氣味、外觀結構、適口性、滋味和冷飯質(zhì)地，對比參照樣品進行評分；二是分別將試驗樣品米飯的氣味、外觀結構、適口性、滋味、冷飯質(zhì)地和綜合評分與參照樣品一一比較評定。根據(jù)好壞程度，以“稍”、“較”、“最”、“與參照相同”的7個等級進行評分。
美國對以乳酸鈣浸吸方式強化的大米的質(zhì)地、水分含量、糊化特性、感官變化等進行研究，結果顯示，強化了鈣的大米在蒸煮前后都表現(xiàn)出比普通大米更高的硬度，這可能與鈣離子的包覆作用及線性直鏈淀粉復合物的形成有關。且在強化過程中，預糊化淀粉產(chǎn)生回生現(xiàn)象，這能夠促進大米堅固外殼的生成。同時，鈣強化處理的米飯軟硬度和黏性都有明顯下降，這可能是因為鈣離子與大米表面的成分相互作用的結果。這種變化也迎合了美國消費者的口味，他們喜歡口感稍硬的、不粘連的米飯。
經(jīng)擠壓技術制得的大米具有較高的黏性和彈性，未經(jīng)鐵強化的大米在此方面表現(xiàn)得更為突出。這可能是因為在擠壓過程中的作用力使大米淀粉塑化，且蛋白質(zhì)發(fā)生可逆或不可逆變性。擠壓技術制備的大米附著力（可以反映大米黏性）明顯增大，這與擠壓大米胞外淀粉數(shù)量的增加有關。未強化營養(yǎng)素的擠壓大米硬度明顯提高，但經(jīng)強化的擠壓大米硬度與普通大米差異不大。
營養(yǎng)強化對于不同種類大米感官品質(zhì)的影響存在差異。Tzia等人的研究指出，糙米能夠最好的保持其原有感官品質(zhì)，噴涂和干燥工藝都會對白米有較大的影響。同時，該研究的感官評價結果還表明，所有樣品在營養(yǎng)強化后其風味和味道都會有所改變，如呈現(xiàn)金屬味、苦味等，這與Lee的研究結果相一致。Lee以硫酸亞鐵為鐵源，采用擠壓方式對大米進行鐵強化。結果表明，強化后的大米在蒸煮后存在金屬的后味，導致其整體可接受度與普通未強化大米存在差異，而降低鐵強化濃度和增加與普通未強化大米的稀釋比例可以緩解該問題。此前還有研究指出，以一水合硫酸亞鐵作為鐵源，可以改善強化大米的感官品質(zhì)。
營養(yǎng)素濃度也會對大米感官品質(zhì)造成不同的影響。對蒸谷米以浸吸法強化螯合鐵（NaFeEDTA），結果顯示，適當?shù)膹娀瘽舛龋?50毫克鐵/升）使大米與普通蒸谷米具有相近的、甚至是更好的外觀和蒸煮及感官品質(zhì)；而當強化濃度為450毫克鐵/升時，會使大米黃色加深，并改變其氣味、咀嚼性等感官品質(zhì)，最終影響其可接受性。
國家糧食儲備局武漢科學研究設計院 謝健
中國疾病預防控制中心營養(yǎng)與健康所 黃建 霍軍生
