面粉中脂肪定仪

应用案例分享[高光谱成像技术]面粉无损检测 背景面粉(小麦粉)是中国北方大部分地区的主食，用面粉制成的食物品种多样，如：面条、馒头、水饺等。生活中我们都是依据外包装上的高筋粉、中筋粉、低筋粉、全麦面粉等信息进行采购。很多人在购买面粉的时候会误以为"高筋面粉=高精面粉"，其实"高精"的意思简单说就是高级精制，它只表示小麦的加工工艺，并不能说明面粉的筋度，其蛋白质的含量，决定面粉的“筋度”，即高筋、中筋、低筋。同时，面粉中蛋白质、淀粉、脂肪、矿物质的含量会直接影响面粉的等级。高光谱成像技术不仅有样品图像的信息，并且还可以获得图像上每个点的光谱数据，光谱可以反映特定波长的特征信息，从而获得更全面、更可靠的结果，以及更精确的信息，如糖、脂肪和蛋白质等等。随着生活水平的提高及食品产业规模化，食品品质的提高和改良倍受关注。传统的化学检测手段、精度、效率都不高。亟需建立一种新的能够应用于面粉质量分级的快速无损检测方法。实验设置基于漫反射方式采集面粉的高光谱数据，我们用Camlin型号VNIR-HR(光谱范围400-1000nm)和NIR-HR+(光谱范围900-1700nm)范围内反射光谱，建数学模型，分析面粉种类、颜色、淀粉、蛋白质、脂肪含量等指标，实现对面粉品质的无损检测。(1)VNIR高光谱相机下的测试结果主成分分析图像通过测试用的是VNIR高光谱相机(波长范围400-1000nm)从光谱图中可以看到在580nm附近有特征峰。(2) NIR高光谱相机下的测试结果主成分分析图像通过测试用的是NIR高光谱相机(波长范围900-1700nm)从光谱图中可以看到在970nm、1300nm附近有特征峰。高光谱成像技术在本应用中的独特优点：可以同时获取样品图像和光谱信息，该方法具有不破坏样本原貌，不使用化学试剂、检测快速等优点，避免了人工鉴别方法易受主观因素影响，属于在线快速检测和全检，实用性强，性价比高。1. 无损快速检测2. 全波段测试3. 支持集成、二次开发下表中涂黄部分是此次测试过程中使用的高光谱相机的产品参数:SpectralVNIR-SVNIR-HRNIR-HRNIR-HR+UnitsSpectral Range400 to 1000900 to 1700nmSpectral Resolution810.731.5nmSpectral Bands*892 / 446 / 223830 / 415 / 208250500-Spatial pixels14001600320640pixMaximum line frame rate120120344300lf/sSmile and Keystone errorSub-pixel across the spectrograph output field-InterfaceGiGe- 结论：通过采集面粉的高光谱图像和可见-近红外光谱信息，进一步建模型可分析出面粉中的蛋白质、淀粉、脂肪等的含量，跟国标和常规化学检测方法对比，结果可靠，可实现快速无损检测，且成本低。这能减少整个供应链的浪费，并提高消费者对产品感受的一致性。

2月中旬，赛百味美国被曝光面包制品中含有一种名为偶氮甲酰胺(ADA)的工业发泡剂，引发媒体关注，该成分同样添加于鞋底当中。而就在不久之前，赛百味还被美国第一夫人米歇尔称赞为&ldquo 每一项食物内容符合最高营养标准&rdquo 。赛百味中国声明称，中国市场食品中并不含有这一成分。之后星巴克中国承认，在华出售面包制品中含有偶氮甲酰胺成分，但表示这一食品添加剂符合中国食品添加剂使用标准。 　　偶氮甲酰胺是否有毒害?能否添加到食品中?我们目前平时食用的食品中是否含有这一成分?国家粮食局标准质量中心原高级工程师谢华民告诉记者，虽然&ldquo 偶氮甲酰胺&rdquo 的毒性目前无法精确测定，但偶氮类化学物质都具有一定的致癌性。国家虽定有安全剂量标准，但偶氮甲酰胺在使用中无法检测具体用量 此外，化学物质对人体健康的影响其实具有累积效应。 　　国内多款面粉添加增筋剂 　　目前，偶氮甲酰胺作为面粉处理剂，允许被作为食品添加剂使用。国内多款面粉的配料表中，就标明含有这一成分。 　　国内最新修订版的《食品添加剂使用标准》里，其中标注&ldquo 偶氮甲酰胺&rdquo 的功能是面粉处理剂，允许作为食品添加剂在中国使用，使用范围是小麦粉，最大使用量为0.045g/kg。 　　资料显示，偶氮甲酰胺最初的用途是添加在塑料制品之中以增强其韧性。在致癌物质溴酸钾被禁止使用之后，作为其替代品添加到面粉之中。 　　在欧盟，偶氮甲酰胺因怀疑其对人体致癌而被禁止用于食品添加，&ldquo 即使是儿童使用的塑料地垫里，法国等国也不允许生产商添加这一成分。而我们却可以随意添加到每天食用的主食里。&rdquo 国家粮食局标准质量中心原高级工程师谢华民说。 　　在中粮集团的在线食品销售网站我买网上，记者看到，一款中粮面业出品的名为&ldquo 香雪面粉&rdquo 的配料表里，直接标明内含有偶氮甲酰胺成分。而在北京的一家超市内，一款维维集团出品的&ldquo 维维面粉&rdquo 里，偶氮甲酰胺也是添加剂配料之一。 　　记者在中粮我买网随机查询其在线出售的二十款面包粉中，配料表中标明含有这一成分的共有五款。在北京一家大型超市里，记者看到，货架上出售的十余款面粉中，标明含有偶氮甲酰胺成分的有三种，分别是名为古船金牌面包粉、中粮香雪面包粉以及中裕小麦粉。 　　在京东商城上，记者看到，一款面包粉的介绍中特别标明本产品不含偶氮甲酰胺，请消费者放心购买。 　　据记者不完全统计，淘宝上有约三十家网店销售偶氮甲酰胺这一添加剂，每千克价格在40-55元左右。一位来自河南郑州的淘宝商家表示，&ldquo 偶氮甲酰胺主要用做面粉改良剂和面包口感的改良剂，可以提高面粉的筋度，目前使用得很广泛，很好用。全国各地很多面粉生产商都在使用。至于用量你们可以自己配置。但别超过国内标准就行。&rdquo 　　该商家同时表示，虽然有些企业不会在配料表标明含有偶氮甲酰胺，但并不意味着没有添加。 　　欧盟等多国禁止使用增筋剂 　　世界多国不允许食品中使用偶氮甲酰胺，美国虽未强制禁用，但其有相应的检测标准。 　　在赛百味美国迅速表示本国出售食品将不再使用该添加剂之后，美国网络关于停止在面粉中添加偶氮甲酰胺的请愿人数已经超过9万人。 　　资料显示，包括欧盟在内，澳大利亚、新西兰、日本、新加坡等绝大多数国家均不允许在食品中使用偶氮甲酰胺。 　　各国关于&ldquo 偶氮甲酰胺&rdquo 添加剂的规定 　　中国 　　最新修订版的《食品添加剂使用标准》中，标注&ldquo 偶氮甲酰胺&rdquo 的功能是面粉处理剂，允许作为食品添加剂在中国使用，使用范围是小麦粉，最大使用量为0.045g/kg。 　　日本 　　禁止在食品中添加偶氮甲酰胺成分。 　　欧盟 　　禁止在食品中添加偶氮甲酰胺成分。2005年进一步禁止偶氮甲酰胺在食品包装中使用。2010年，比利时政府要求所有泡沫地垫中禁止使用偶氮甲酰胺。 　　英国 　　英国卫生安全局将偶氮甲酰胺视为致呼吸敏感物，认为其在工作场所的存在可能诱发哮喘。含此物质的产品应标注R42标签，即&ldquo 吸入可能造成敏感&rdquo 。 　　美国 　　美国偶氮甲酰胺的使用标准是45mg/kg，与我国标准相同。但FDA网站上显示，偶氮甲酰胺的使用范围是面粉漂白和烤制面包，相比我国的使用范围更加明确。 　　加拿大 　　加拿大偶氮甲酰胺的使用标准是20mg/kg。 　　&ldquo 虽然北美地区允许使用该添加剂，但是在面粉添加这一成分时会在成分表中标示该物质含有可能致癌成分。&rdquo 谢华民说。 　　美国食品安全科普作家&ldquo 云无心&rdquo 对新京报记者表示，在美国，一种食品添加剂或者功能助剂是否可以使用，从其用量标准、如何监测、到后期如何监管，在标准出台前，全部会纳入安全评估制定的决策，是一套完整的评估体系。 　　国际食品包装协会常务副会长兼秘书长董金狮表示，我国目前对于很多添加剂的使用标准更多借鉴美国和国际卫生组织，但其有相应的监管环节和检测标准，&ldquo 我们只是引进了别人的标准，但却没能引进相应的检测设备和检测方法。&rdquo 尽管国内有标准明确对偶氮甲酰胺使用做出了限制，但在检测环节处于真空状态。 　　国家药物安全评价监测中心病理学顾问、北京大学医学部公共卫生学院毒理学系教授李寅增则认为，对添加剂，做单一的毒理实验是不够的。因为现代人会同时接触到多种人工添加剂。多种添加剂加在一起，对人到底是有好处，还是有坏处?国内这方面做的毒理实验很少。而国外在这方面的发展非常快。 　　增筋剂分解物毒性超标90倍 　　专家表示，偶氮甲酰胺的致癌嫌疑来自其分解物氨基脲，其含量超现有标准90倍。我国尚无相应检测标准和方法。 　　据外媒报道，世卫组织曾将偶氮甲酰胺与呼吸问题、过敏和哮喘等联系在一起。美国消费者维权团体&ldquo 公共利益科学中心&rdquo 指出，偶氮甲酰胺在烘焙过程中会形成氨基脲和尿烷，而氨基脲会导致老鼠罹患肺癌和血癌，尿烷也会使老鼠致癌。 　　今年2月，美国公众科学中心(CSPI)敦促美国食品和药物管理局(FDA)参照《德莱尼修正案》，禁止使用对人或动物存在致癌风险的食品添加剂，至少应降低其使用量。CSPI认为赛百味和麦当劳等连锁店应立即停止使用偶氮甲酰胺。 　　据谢华民介绍，偶氮甲酰胺的致癌嫌疑来自其分解产物氨基脲，而目前禁用的兽药呋喃西林的代谢产物也是氨基脲。 　　吉林农业大学一份名为《食品添加剂副产物氨基脲的毒理学》的研究报告显示，氨基脲属于中等蓄积毒性物质，具有剂量增加而效果递增的毒性关系，对心脏、肝和肾均有损伤作用，并且具有致突变作用，对雄性小鼠具有生殖毒性。 　　&ldquo 在我国和世界上绝大多数国家，呋喃西林都是禁用兽药，呋喃西林通过动物代谢会产生氨基脲。在动物源性食品中，氨基脲的含量不得超过0.5ppb。&rdquo 根据欧盟有关资料显示，加入食品中的偶氮甲酰胺，会产生0.1%的氨基脲。目前国内偶氮甲酰胺在食品中使用的上限标准为45ppm(1000ppb=1ppm)。&ldquo 这意味着，45ppm的偶氮甲酰胺就将产生45ppb的氨基脲，是动物源性食品中检出上限的90倍!&rdquo 谢华民认为，在超标90倍的情况下，我国目前并无任何可用于执法的标准检测方法。是否超标使用，几乎全靠企业自律。 　　上海市食品研究所的周陶忆在其论文中指出，偶氮甲酰胺的水解物氨基脲同时也是禁用兽药呋喃西林的代谢物，而硝基呋喃类药物具有致突变和致癌的作用，偶氮甲酰胺的快速检测方法研究显得十分必要。 　　&ldquo 我们提倡无添加剂的小麦粉，&rdquo 中国粮食行业协会小麦行业处处长赵奕对媒体表示，&ldquo 然而国内现状是，没有检测方法，也没有相应监测部门。&rdquo 　　商家：添加增筋剂更好卖 　　商家为了让面粉好卖口感好，部分会选择添加偶氮甲酰胺。专家表示，其并不是不可或缺的添加剂。 　　为什么商家要在面粉中加入添筋剂?淘宝出售偶氮甲酰胺的商家对记者表示，普通面粉如果想要筋道，一定需要放置一段时间进行氧化，或者在其中添加食盐和鸡蛋。&ldquo 但这太麻烦了，而且不一定能有偶氮甲酰胺这么好的口感。&rdquo 　　淘宝上另一家出售偶氮甲酰胺添加剂的天津卖家对记者表示，据他了解，购买增筋剂的多是一些面条加工商。&ldquo 偶氮甲酰胺添加的剂量你们可以自己配置。放得越多，面条的表面就越光滑，断条率低，耐泡耐煮，吃起来更有嚼劲。&rdquo 　　北京粮食科学研究所副所长王海清认为，偶氮甲酰胺并不是制作面包完全不可或缺的添加剂。&ldquo 偶氮甲酰胺主要起到迅速氧化的作用，而面粉只要放置足够长的时间，也可以自然、充分地氧化。&rdquo 　　&ldquo 偶氮甲酰胺不是唯一的增筋剂，我们做过测试，它是可以被取代的。&rdquo 谢华民指出，&ldquo 测试表明，盐和鸡蛋就是最好的增筋剂。&rdquo 　　专家建议食品中禁止使用 　　最新《食品安全标准》修订稿中，偶氮甲酰胺仍然属于可使用的范围。专家建议禁止在面粉中使用。 　　国家卫生和计划生育委员会此前在接受媒体采访时表示，为及时评估&ldquo 偶氮甲酰胺&rdquo 的使用风险，根据国际上的相关评估结果，我国食品安全风险评估委员会已将其纳入2013年国家优先评估项目，将按照评估结果，及时研究是否修订食品添加剂&ldquo 偶氮甲酰胺&rdquo 的使用标准。 　　然而2013年最新的《食品安全标准》修订稿，偶氮甲酰胺仍然属于可使用的范围。 　　国家食品安全风险评估中心副研究员梁江撰文指出，JECFA(联合国粮农组织和世界卫生组织的食品添加剂联合专家委员会)在1966年就曾对偶氮甲酰胺进行过安全性评估，认为偶氮甲酰胺对动物的经口及经呼吸道的毒性均较低，在体内不易蓄积，可迅速转化为无害的代谢产物并通过尿排泄，且没有发现对实验动物或人群具有生殖发育毒性、遗传毒性和致癌性。 　　谢华民认为，应该禁止在食品中使用偶氮甲酰胺，&ldquo 面粉增筋剂和之前的面粉增白剂及亚硝酸盐一样，都是显示有毒性，也并非食品的必要添加物，却长时间被使用在老百姓的日常饮食之中。我们进食不是因为食物无毒或者少毒才选择进食。&rdquo 　　国内小麦粉的标准参考的便是这份1966年的标准。据我国《食品安全法》第四十五条规定，食品添加剂应当在技术上确有必要且经过风险评估证明安全可靠，方可列入允许使用的范围。国务院卫生行政部门应当根据技术必要性和食品安全风险评估结果，及时对食品添加剂的品种、使用范围、用量的标准进行修订。 　　相关法律人士对记者表示，&ldquo 《食品安全法》作为卫生部标准的上位法，如果随着科技的进步，发现以前不能检测而目前来看存在风险的添加剂，卫生部的新标准作为下位法，应当遵守上位法的规定，进行随时更新。&rdquo 　　谢华民指出，虽然国际相关机构允许这种可疑致癌物作为食品添加剂使用，但是任何国际组织都不对任何国家的食品安全负责，国际标准仅供参考不能照搬，所以才有这么多国家禁止偶氮甲酰胺作为食品添加剂。欧盟的态度是&ldquo 如果国际标准与欧盟标准相比不能提供高标准人类健康保证，则国际标准只做参考&rdquo 。 　　中国农业大学食品学院副教授范志红则表示，偶氮类物质可能会影响儿童对于微量元素的吸收。她认为，如果偶氮甲酰胺对面粉行业来说并不是必需品，那么应该禁止该添加剂的使用。

使用电子式粉质仪（也称为面粉粒度分析仪）来检测面粉粉质是非常重要的，因为它能够提供关于面粉的物理特性和品质的关键信息。以下是使用电子式粉质仪检测面粉粉质的必要性：粒度分布分析：电子式粉质仪可以测量面粉中不同粒径范围内的颗粒分布情况。这对于面粉的质量控制和产品开发至关重要。不同用途的面粉需要不同的粒度分布，如面包粉需要较细的颗粒，而蛋糕粉需要稍粗的颗粒。通过分析粒度分布，生产者可以确保产品满足规格要求。品质改进：粉质仪可以用于监测不同批次面粉的品质变化。这有助于生产者追踪和改进生产过程，以确保面粉的一致性和质量。如果发现面粉中粒度分布或颗粒形状方面的问题，可以采取措施来改进产品。品质控制：在食品加工行业，面粉的品质对最终产品的品质和口感有重要影响。通过使用粉质仪，生产者可以进行精确的品质控制，确保面粉符合标准和规定。成本管理：电子式粉质仪可以帮助生产者有效管理原材料成本。通过了解面粉的粒度分布，可以更好地计划原材料采购，避免浪费。法规合规：在一些国家和地区，面粉必须符合特定的法规和标准。使用粉质仪可以确保产品符合这些法规，避免法律问题和市场风险。总之，电子式粉质仪对于面粉生产和加工行业非常重要，它可以提供关于面粉粉质的关键数据，有助于提高产品质量、降低成本并确保合规性。