营养强化,从一碗主食开始
Foodaily每日食品 2023-05-05 1204
一碗饭里,藏着多少秘密与商机?

文:Frank Li

来源:Foodaily每日食品(ID:foodaily)

今年2月,《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》面向社会公开征求修订意见。此次修订的最大变化莫过于以“大众食物强化”和“自主性食物强化”区分不同的营养强化类型。米面乳油以及酱油这些居民每日食用的食物,成为今后营养强化的重点目标。

在Foodaily看来:营养强化标准将三餐食物纳入考量范围,这不仅是对于近年来居民膳食营养现状,以及全民健康诉求的积极回应,也将会成为食品行业,特别是粮油主食行业、食品配料行业发展创新的一个重要契机。

对米面油等主食进行营养强化,在我国已经实施多年。当下,面对国民饮食习惯发生的巨大变化,主食营养强化还能起到应有的作用吗?不同的营养素强化手段,对于主食的口感、价格会带来怎样的挑战?在开发多样化主食的创新过程中,营养强化还可以有哪些新的思路?

01 中国人的主食营养,到底够不够?

在延绵数千年的中华饮食文化中,谷物始终保持着核心地位。历次颁布的《中国居民膳食指南》都将谷物作为国人膳食的基础。

图片来源:中国宏观经济专题报告第45期

过去30年间,随着人均收入的快速增加,饮食升级趋势愈加明显:大米、小麦的人均消费量缓慢下降,而肉类和植物油则提升了数倍。

2021年10月,中国工程院院刊发布的一篇文章指出:国人日常食物消费正处于由“食好”向“营养”阶段过渡时期。尽管主粮食材已经延伸到藜麦、燕麦、糙米等多个谷物品种,但大米和小麦仍然是国人饭碗里的绝对主角。《2021年轻人主食消费新趋势洞察》报告则认为:糙米、胚芽米等新米种的线上消费量以50%的增速高速奔跑;方便米饭、速食粥等新品类形态也备受关注,但大米仍然是9成年轻人的第一主食。

图片来源:干饭超能“粒”——2021年轻人主食消费新趋势洞察,CBNData X 天猫美食

中国人的主食消费中,存在2大根本问题。首先是食材多样性不足。自然农业条件和历史沿革共同塑造出“北麦南稻”的主食特征。稻米和小麦也始终是几十年来粮食种植与消费的领头羊。

其次是营养类型不合理。精粮占比过高、全谷物类或营养强化类偏少;普通低档主食偏多,中高档偏少。《中国居民膳食指南科学研究报告(2021)》指出:目前仅有20%的成人能够日均摄入50g以上全谷物及杂粮,达到膳食指南(50-150g)的要求。

如果按照人均稻米、面粉的消费量作为每日主食的构成(将南方居民摄入量较大的米粉也计入,按照70%出粉率折算),可以看出:每日主食对于维生素和重要微量元素的贡献率明显不足。

图片来源:马铃薯馒头对中国居民主食营养结构改善分析. 中国农业科技导报,2015

抛开这样的饮食假设,从实际的居民营养状况调查结果看,营养素缺乏也是不容忽视的社会性问题。《2022中国与全球食物政策报告》显示:2020年,城乡居民的谷物、食用油和畜禽肉摄入偏多,而果蔬、水产、蛋奶制品则偏少,导致在维生素A、维生素C、钙、硒的实际摄入量上与膳食指南推荐值相比,差距量普遍达到40%-70%,远高于蛋白质、铁和锌。

改善国民营养状况,一方面需要优化膳食结构,另一方面则通过推行食物营养强化有针对性地提高营养素摄入水平。

中国1993年开始推行强化碘盐,针对居民日常食物的大规模营养强化则始于本世纪初。最早确定的营养强化载体包括盐、面粉、食用油、酱油和儿童辅助食品。目前,针对小麦粉、食用油、鸡蛋和冲调谷物粉的营养强化已相继颁布国家和地方标准,营养强化面条团体标准则进入到征求意见过程之中。

作为食用频率最高、摄入量最大的日常食物,以米面为核心的主食肩负每日营养足量均衡摄入的重任。主食营养强化也因此被列入国家战略:《国民营养计划(2017-2030)》中明确提出推进 “强化营养主食”重大项目实施力度。如今,营养强化的预包装米面产品在电商平台上已随处可见。众多儿童主食、零食品牌,也将添加营养强化食材后的营养均衡作为产品卖点之一。

在全球,食物营养强化被认为是一种解决广泛性微量营养素缺乏问题的最经济、有效和可持续的方法。Mintel数据表明:全球强化维生素和矿物质的米面油新品数量稳步增长,去年总数接近1200款。这些新品主要分布在烘焙食品、食用油和米面类产品中。

图片来源:DSM

消费者的营养强化意识也是推动食物强化市场的动力。帝斯曼2020年进行的一项调查显示:60% 的消费者正在寻找含有膳食纤维、矿物质、Omega-3 脂肪酸等营养强化成分的产品;68% 的人们愿意尝试有助于改善其营养摄入的产品。

02 加工、种植多管齐下:让主粮“天生”更营养

农作物从一粒种子到变成餐盘里的食物,可以从哪些环节入手提高它们的营养表现力?一般而言,生物强化和采收后强化是两种常用的干预方式。生物强化更多依赖于自然条件、作物种植技术与生物技术,实施难度相对较大。采后强化主要指在加工过程中使用各种物理手段,将营养素“绑定”在谷物上,在现阶段更易于推广。

1、加工过程中实现营养强化

这里以大米常用的两类强化工艺为例。第一类是以浸吸或涂膜法,将营养强化剂加在米粒表面。

使用浸吸法时,通过浸泡、热风干燥、汽蒸糊化、喷涂醋酸溶液、二次热风干燥等过程完成营养素的表面吸附。需要指出的是,浸吸法下,营养素吸附质量并不稳定,在此基础上发展而来的涂膜法则大幅提高了营养素结合的牢固程度。

涂膜法多以清洁米为原料,经过加入淀粉、亲水胶体、蔗糖脂肪酸酯等成分的营养素强化溶液多次涂覆后,形成黏稠、不吸湿的涂覆层,具有良好的储存稳定性。涂膜法是国际社会普遍采用的强化工艺。然而,由于添加剂的使用,对于大米天然的色泽风味与口感会有一定影响。

第二种技术路线是“造粒法”。将碎米微粉碎后与营养强化剂预混料在高温水汽里完成混合,经过重新挤压制粒、干燥后,与自然大米混配。根据挤压温度的不同,又形成热挤压和冷挤压两种类型。热挤压强化大米在光泽、透明度、同质性和香味上与普通大米相差无几;而冷挤压后的米粒不透明,无光泽,因为加入β-胡萝卜素而呈现出橘黄色。

尽管造粒法成本较高,但由于能够获得良好的强化效果,而被行业广泛采用。

作为全球营养强化剂和强化技术的领军企业,帝斯曼采用专有技术将维生素和矿物质融入碎裂大米中,通过热挤压生产新米粒,安全“锁定”营养素。经过挤压的米无需水洗,更容易煮熟,因强化维生素和矿物质可能在色泽和口感上与普通大米略有差异。

在营养元素的含量上,未强化米的维生素A、B12与D完全缺失,维生素B6、铁与锌含量也明显不足。经过强化后,5种维生素与3种重要微量元素均达到理想丰度。

图片来源:DSM

除大米外,针对其他米面食品的营养强化技术也日臻成熟。

2006年,国内推行对面粉的强制营养强化。最早推出的强化类型为“7+1”,即强化铁、钙、锌、维生素B1、维生素B2、叶酸、尼克酸和维生素A。后面又陆续增加针对单体营养素的强化品种,如增钙面粉、富铁面粉等。

食用油的营养强化则以2007年颁布的《营养强化 维生素A食用油》国家标准为标志。今年年初公布的“食品营养强化剂使用标准” 修订意见中,首次将维生素D纳入食用油的强化目标中,进一步凸显出通过粮油主食提升国民营养均衡度的重要作用。

通过持续推动对主粮的营养强化,市场与行业逐步培育起营养强化意识。如今,主打营养强化概念的烘焙食品也开始频频亮相。

随着食物形态趋向多样化,对营养强化技术的研究也在不断深入。在强化面粉/米粉时,由于食材与强化剂均为粉状,混合过程并无技术难度,强化成分在食材中的分散均匀程度主要取决于强化剂的颗粒度。帝斯曼的Premix营养预混料针对营养强化米粉,可将维生素、矿物质、DHA等营养素以各种组合形式加入。

同时,在面包/蛋糕/饼干中添加MEG-3® Omega-3粉剂/油剂、FloraGLO®叶黄素,OPTISHARPTM玉米黄质等营养素,在保证原有质构口感的基础上,显著提升产品的微量营养素水平。在支持烘焙产品中营养强化的同时,可以用帝斯曼烘焙酶制剂打造清洁标签。

针对居民日常膳食中脂溶性维生素、不饱和脂肪酸摄入不足问题,帝斯曼推出可用于食用油的维生素A、维生素E和Life’sTMDHA藻油营养强化组合包。

2、基因转移、种质选育、环境干预:现代农业技术赋予主粮超凡营养表现

近年来,国际社会致力于从农业源头进行农作物的营养强化,通过育种、栽培技术创新,借助生物体的间接转化强化农作物中的营养成分。2004年,在中国农业科学院的指导下,中国作物营养强化项目正式启动。至2009年,高叶酸玉米、高 β-胡萝卜素甘薯、高锌小麦等优质品种均已完成试点种植。

过去10年间,国内持续开展针对农作物的生物强化研究,不断取得突破性进展。2018年,华南农业大学科研团队利用高效的多基因载体系统TGSII,培育出世界首例胚乳富含虾青素的水稻种质“aSTARice,虾青素米”(又称赤晶米)。这是该团队继2017年率先开发富含花青素的“紫晶米”后,在生物强化稻米研究上的又一项重大成果。

左图为赤晶米,右图为紫晶米。图片来源:华南农业大学

2019年,西北农林科技大学、杨凌益康农作物开发研究所利用新发现的野生紫粒小麦孑遗种资源,育成了高铁锌特异质小麦新种质——"秦黑1号",已在内蒙古科左中旗得到大面积推广种植,产品销往北京、大连、山东、浙江等地。小麦中铁、锌含量分别为普通小麦的19倍和4倍,成为备受青睐的营养强化主粮和功能食品原料。

去年7月,中国科学院西双版纳热带植物园通过在水稻中接入正调控铁稳态基因片段,同时解决育性降低问题后,获得产量稳定的富铁稻种。

除了上述基因生物技术和优质种质选育等途径外,通过调节种植环境而达到营养素富集的生物强化方式也得到了普遍使用。

美国农业部首席科学家Gary Bãnuelos 教授和中科大苏州研究院功能农业重点实验室尹雪斌博士,以农作物硒强化为例,共同总结出生物营养强化的三种途径。

事实上,我国很早就在各地开展了依托自然环境的营养素富集作物种植试验。比如,被誉为“中国富硒大米之乡”的黑龙江方正县依托富含硒元素的河水,培育出享誉全国的方正大米地理标志品牌。宁波市海曙区出产的富硒大米,通过在种植中后期采用叶面喷施营养剂等手段,使稻米有机硒含量超过每公斤200微克,市场售价高达24元/公斤。安徽桐城同样背靠富锌自然环境,打造出以青草香大米、桐城小花茶、蓝莓、葡萄等13个富锌产品为龙头的富锌农业产业集群。

图片来源:万德隆

2022年10月,农业农村部颁布实施《食用农产品生物营养强化通则》,对于以营养强化为目的的育种、种植与养殖过程提出了具体要求与强化目标值的高限、低限设定依据,为包括主粮在内的生物营养强化探索,以及农产品和预包装食品的商业化开发规范了发展方向。

03 特制与混搭:预包装营养主食的多维度创新思路

根据估算,中国人每天约消耗掉7亿公斤主食。面对用量如此庞大的食物,要想通过营养强化达到真正改善国民营养状况的重任,仅靠在种植和加工阶段的强化显然不够。Foodaily在搜集、归纳全球创新产品的过程中,发现对主食的营养强化还可以有其他思路。

1、以特制食材为核心,提升产品营养表现力

众所周知,对于大米和小麦的精细加工,会让藏在大米皮层、小麦麸皮、胚芽中的营养成分流失殆尽。近年来,追求天然、新鲜、均衡营养成为饮食主潮流,全谷物食品也因此渐受青睐。早餐麦片、全麦面包成为人们对全谷物概念的入门食物,认知度分别达到70%和83%。

在全麦潮流的带动下,人们也开始关注如何保持稻米中的天然营养。胚芽米就是最典型的代表。

与精白米相比,胚芽米保留了富含脂肪、蛋白质及维生素的谷皮、糊粉层和胚乳,兼具良好的营养价值与口感。《2021天猫大米消费白皮书》显示,从2018-2020年,胚芽米的线上消费规模增长20倍以上,品牌数量也增加了5倍。以中粮初萃、金龙鱼、十月稻田为代表的粮油主食品牌,以及窝小芽、秋田满满、小鹿蓝蓝等儿童食品品牌,均推出了胚芽米产品。

图片素材来源:中粮初萃、金龙鱼、十月稻田、窝小芽、秋田满满、小鹿蓝蓝京东旗舰店

发芽米是探索开发高营养谷物的另一项瞩目成就。

2000年,日本采用 47项专利技术,首创发芽糙米。发芽糙米具有0.5~1mm的黄金幼芽,GABA含量高出白米40倍,高出胚芽米20倍,在东亚地区风靡一时。

国内对于发芽糙米的研究也在快速跟进。2010年,袁隆平团队研究出 “发丫红”米。该种米以杂交稻红稻、紫稻为主要原料,采用具有自主知识产权的发芽新工艺生产。其GABA含量为糙米的2倍,精米的10倍,膳食纤维及镁、钙、锌、铁、硒等微量元素也大大超过精米和糙米。“发丫红”米在2011年农博会上大放异彩。隆平发丫红团队此后牵头并参与发芽糙米国家标准(将于2023年7月实施),并于2021年推出神农金匮方发芽糙米胚芽粉,不断推动发芽米的产业化进程。

2、多种食材搭配,构建均衡营养体系

通过不同种类食物的组合,取长补短,达到均衡营养目的,这是我国民间存在已久的营养强化办法。比如在北方某些地区流行的“杂合面”、“二和面”、“三和面”,以及各地采用的“豆谷混食”等。

近年海外上新的米类食品中,突出多食材营养互补概念的产品也比比皆是。

日本町村農場在2021年推出的3种奶酪法师烩饭(3種のチーズリゾット),以糙米、大麦和白米作为主原料,口感软糯,饱腹感强。3种奶酪的加入,成为吸引年轻消费者的突出卖点。产品采用便携式杯装,简单摇晃后放入微波炉加热即可食用。

另一家日本品牌Q' sai在2021年推出的健美杂粮米饭,含有发芽粘性糙米,粘性大麦,年糕,青稞,发芽大麦,粘性黑米,黄豆,粘性红米,黑豆共9种杂粮,富含β-葡聚糖,钙,铁,维生素B1,多酚,GABA等营养素,具有良好的消化吸收性。

图片来源:yahoo.co.jp、kuradashi.jp、drakes.com.au

美国品牌John West在去年3月推出一款高蛋白全麦即食米饭。产品以糙米、红米、鹰嘴豆和金枪鱼的组合,为人们提供每日所需的全部omega-3,EPA和DHA,有助于心脏健康。

体现各国饮食传统的众多地域型食材,进行花样繁多的搭配组合,以丰富营养、新颖口感带动起方便主食的开发热潮,也成为主食营养强化进程中的一道独特风景。

而基于“人造米”的思路,用各种食材而非营养素重新塑造米饭,则是主食创新中极具挑战也极富市场前景的新物种。

成立于2019年的美国初创品牌RightRice在创立之年推出一款颠覆性产品。以扁豆、鹰嘴豆、豌豆和不到10%的大米为原料,按照“人造米”的加工方式,将原料重塑为米饭形状。新米饭的蛋白质含量是普通米饭的两倍多,纤维含量为五倍,而净碳水化合物则减少近40%。此外,豌豆和鹰嘴豆中的B族维生素和维C、扁豆中的维生素A原,以及钾、镁、锌、钙等,也让这款组合米在微量营养素上有上佳表现。

图片来源:RightRice官网

凭借全新概念,RightRice荣登《2019 CircleUp25》榜单,成为2019年度美国最具创新力和影响力的 25 个新兴消费品牌之一。

04 总结

如今,中国农业正从求产量、重质量,迈向“营养”提质的3.0时代。主食营养强化在推动农业升级、带动食品行业创新中扮演着重要角色。

以帝斯曼为代表的食品配料企业,通过不断扩展的营养素产品线和强化技术,为各地区各企业的主食强化实践提供了成熟可行的解决方案。

Foodaily了解到:截止2022年,帝斯曼已经通过强化主食、公共健康行动和紧急救援补充剂等方式,为全球6.42亿弱势人群填补微量营养素缺口。预计到2030年,受助人群将达到8亿人。

如火如荼的主食营养强化,正在让中国人的日常膳食更加科学。远离“隐性饥饿”,不妨就从改变一碗主食做起!

主要参考资料:

1.从粮食安全到食物安全:战略考量与政策逻辑. 中国宏观经济专题报告第45期,2022年4月

2.传统主食制造产业发展现状与对策研究. 中国工程院院刊,2021年11月

3.干饭超能“粒”——2021年轻人主食消费新趋势洞察. CBNData X 天猫美食,2021年

4.中国居民膳食指南科学研究报告(2021)

5.马铃薯馒头对中国居民主食营养结构改善分析. 中国农业科技导报,2015,17(6):64-69

6.2022中国与全球食物政策报告. 中国农业大学,2022年

7.“钢铁侠”IRONMAN助力水稻铁生物强化. 中国科学院西双版纳热带植物园,2022年7月13日

8.我国硒(Se)、锌(Zn)和钙(Ca)生物营养强化研究进展. 战略研究,2021,17(10)

9.大米是如何实现营养强化的.食品工业科技,2015(8)

10.2021天猫大米消费白皮书. CBNData X 天猫美食 X 五丰

本文图片来源:Foodaily每日食品;本文为Foodaily每日食品(ID:foodaily)原创,转载请联系出处。点我看原文

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