到目前为止，全球在面粉中强制强化含铁或叶酸的国家共有66个。除铁和叶酸外，小麦粉中普遍强化的其他微量营养素有：维生素B ₁、维生素B ₂、烟酸、钙、锌。另外，维生素A和维生素B ₁₂也有应用。各国在面粉中实施强制性强化和自愿性强化的标准如下表3-1。

全球大米的强制性强化的国家及其强化标准见表3-2。可强化的微量营养素主要集中于叶酸、铁、维生素B ₁、烟酸。

我国营养强化剂在小麦粉和大米中的使用，主要依据1994年颁布实施的《GB 14880—1994食品营养强化剂使用卫生标准》，2012年前卫生部通过批准此标准的品种增补，不断更新食品营养强化剂的使用；2012年3月15日颁布《GB 14880—2012食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》，食品中的使用范围和使用量均有调整。现行标准规定的允许在小麦粉、大米及其制品中使用的营养素及使用量见表3-3。

根据GB 14880—2012，我国可以在面粉中添加的有9种微量营养素：铁、锌、钙、硒、维生素A、叶酸、维生素B ₁、维生素B ₂、烟酸。由于不同化合物来源的营养强化剂具有不同性质，在小麦粉中使用时应从安全、技术和成本限制因素等多方面进行综合评价，选择适宜的强化剂。

由于许多国家缺铁性贫血（IDA）发生率较高，因此，有必要增加膳食中可吸收性铁的含量，目前全球所有的谷物强化中都包括了铁。对小麦粉中进行有效的铁强化具有一定的技术挑战性，主要在于强化后铁剂的吸收利用率以及对食物载体造成的不良感官变化。通常，水溶性良好的铁盐，吸收利用率相对较高，但将可能引起食物的滋味、色泽和组织状态的不可接受的不良感官改变；难溶于水但可溶于稀酸的铁剂，因可以在胃酸作用下溶出，故也具有较高的生物利用率，但因此类铁剂色泽深棕色可能对面制品的感官产生不利影响；不溶于水并难溶于稀酸的铁剂，对感官方面的滋味、气味、组织状态则影响较小，色泽方面在允许使用量内对面制品影响也较小，但存在生物利用率较低的问题。根据世界卫生组织强化指南对铁剂性质的分类方法，对我国批准的铁营养强化剂来源进行分类和比较，结果见表3-4。

在确定小麦粉作为食物强化的载体后，需要在所列铁营养强化剂化合物来源清单中选择一种或多种适宜的铁剂，由于使用量方面已经经过安全性评价并以法规标准方式发布，铁剂选择则主要从技术和成本限制因素综合来确定，主要关注：

即人体可吸收并利用某种微量元素的程度，是决定铁剂选择的重要因素。不同铁剂中铁的生物利用率有很大差异，其中，硫酸亚铁和富马酸亚铁被认为有很好的生物利用率，而还原铁粉的生物利用率则很低。食物中的很多因素以及人们加工食物的方法可影响对铁元素的吸收率。

硫酸亚铁是一种助氧化剂，可以导致不饱和脂肪酸加速变质。由于面粉含有少量的脂类，添加硫酸亚铁会缩短保质期。如果面粉在出厂后1个月内使用，例如面包房，这种情况下就不会有任何问题。但如果用于家庭，储存超过1个月就会产生难闻的味道。而还原性铁则可以安全地用于各种谷物制品。即使是对于保质期要求较高或高出粉率的面粉和含高脂制品，也完全可以使用。

铁强化的另一个问题是会对食物颜色产生影响，即与谷物作用时变成绿色或蓝色；与巧克力、可可一起时产生灰色。无水硫酸亚铁是一种淡黄褐色的粉末，本身不会改变面粉颜色，但是可以与其他化合物或食物成分（例如：香蕉）发生反应造成显著的颜色变化。大颗粒硫酸亚铁会导致面包皮上产生黑色斑点。七水合硫酸亚铁由于其自身的蓝绿色，影响强化面粉和面包外观色泽的变化，因此，不能在面粉强化中添加。富马酸亚铁不溶于水，不会因溶解而发生类似硫酸亚铁的反应，但因其为深红色，在面粉中含量高时也会使颜色变化显著。元素铁粉为黑色，不会使面粉本身产生颜色变化但是会使整体外观略微变黑，而这种变化在可接受范围内。

我国所批准的铁剂中，成本最低的是元素铁粉，如还原铁粉、电解质铁粉、羰基铁粉等，其后为硫酸亚铁和富马酸亚铁。

WHO于2009年发布《小麦粉和玉米粉强化建议》，对不同出粉率小麦粉和不同人均小麦粉消费量制订相应的强化建议。《小麦粉和玉米粉强化建议》中明确小麦粉强化应用的铁剂为乙二胺四乙酸铁钠（即NaFeEDTA）、无水硫酸亚铁、富马酸亚铁、电解质铁粉，在高出粉率的面粉中，只推荐了NaFeEDTA；在面粉低消费人群，不建议采用电解质铁粉；在低出粉率中铁剂添加量方面，也作了要求，以营养素铁计的使用量电解质铁粉是NaFeEDTA约3倍，硫酸亚铁和富马酸亚铁是NaFeEDTA的2倍。

选择铁强化剂需要考虑的因素是生物利用率、对产品质量的影响以及成本。SUSTAIN（SUSTAIN 2001），WHO（Allen 2003）和PAHO（PAHO 2002）出版的谷物面粉铁强化指南中，根据不同谷物面粉给出建议使用的铁剂，见表3-5。

目前，我国的法规批准小麦粉及其制品中铁剂的使用量为14～26mg/kg，即每千克小麦粉中可以添加的铁剂以铁计为14～26mg。折算成WHO推荐的4种类型铁剂，其使用量范围见表3-6。这些铁剂可以单一或混合使用。

WHO建议中，在高出粉率面粉中只推荐NaFeEDTA，是基于其吸收利用不受面粉制品中所含大量植酸（铁吸收抑制剂）的影响（INACG 1998）。NaFeEDTA是铁与EDTA盐（乙二胺四乙酸盐，一种常用食品添加剂）形成螯合物来防止铁与植酸结合，在人体肠道内EDTA释放铁离子供吸收，进而促进人体对铁的吸收和利用，特别是在高出粉率谷物制品中使用EDTA钠铁。但当通过酵母发酵制作面食时，由于发酵能使植酸含量大大分解，此类面食用途使用EDTA钠铁与其他铁剂则没有很大区别。EDTA钠铁的缺点是成本相对较高，同样也容易造成某些食物的颜色变化，但不会同其他可溶性铁剂一样将引起食物中的磷脂氧化。

硫酸亚铁和富马酸亚铁微囊化粉可供强化使用。微囊化技术采用的辅料包括氢化植物油、单或双甘油酯、麦芽糊精和乙基纤维素。有脂类包埋的铁强化剂可以防止与面粉和玉米面中的不饱和脂肪酸发生化学反应，强化食物中的包埋铁剂可经烘烤融化或被肠道中的脂肪分解酶分解，释放出铁元素经人体吸收和利用。微囊粉铁剂在谷类食物强化中主要的问题可能因颗粒较大而在最后的筛选过程中被分离剔除；另外，铁盐微囊粉价格较高，约是无包埋铁剂价格的4～8倍。但初步测试表明，即使对于高提取谷物制品微囊粉铁剂也更容易吸收。如果微囊粉铁剂被广泛应用，成本则有可能降低。

所有的元素铁粉都具磁性，而铁盐则不具有。许多面粉厂和面包房采用磁铁剔除面粉中混入的铁屑以防止机器的损坏，并保证食品安全。磁铁也能剔除强化添加的铁粉，而不影响硫酸亚铁和富马酸亚铁。因此，在使用元素铁粉时需考虑磁铁对强化制品中铁含量的影响。

磁体分为3种：磁铁、陶瓷、稀土。只有磁性最大、价格最高的稀土磁体才能将还原元素铁粉从面粉中分离。磁铁是3种磁体中最便宜，也是磁性最低的一种；陶瓷介于两者之间，是面粉厂最常用的磁体；面粉厂的新设备中普遍使用稀土为磁体，当对还原铁粉强化面粉使用磁体时，产生的问题并不是磁体会将还原性铁从面粉中分离，而是磁体因还原性铁而无法有效从面粉中分离金属铁屑。此问题可以通过使用自我清洁磁体或改变面粉与磁体的接触面以达到清理还原铁的目的。

目前，没有证据证明面粉加工、运输、保存以及面包制作会分离出铁粉（Fortmann，1974）。如果大量还原铁粉受磁体影响，面粉就会出现条纹，但事实上并没有出现该现象。为了确保均匀性和减少分离，筛子和磁体可同时使用。还原性铁颗粒较小（<325目），可以很容易通过二次筛选和最终筛选。而其他有危险性的大颗粒铁和非铁金属将会被分离。面粉厂也可以在添加铁强化剂之前使用磁体，而在最后使用筛子分离所有残余金属。食品生产商经常使用金属探测器确保最终产品中不存在大块铁质。这些探测器可能会对添加的铁剂产生反应，但是可以通过调节使探测器灵敏度，忽略添加铁，而探测出那些可察觉并且可能对消费者产生危害的铁颗粒。

锌缺乏并不像铁缺乏那样明显，也不易确诊，但缺锌往往与缺铁同时发生。锌和铁的膳食需求量以及锌和铁在谷物中的含量基本一致，并且两者的吸收都受植酸的影响，故缺铁通常也意味着缺锌。基于FAO提供的生物利用率数据和锌的估算摄取量，全世界约有20%的人有可能存在锌缺乏的状况。在20世纪90年代认识到这种情况以及缺锌的危害后，锌被开始作为谷物强化剂使用。锌缺乏对儿童影响尤为严重，会导致儿童身材矮小，患病率增加。

我国批准作为营养强化剂应用的锌化合物有无机酸盐和有机酸盐，无机酸盐：硫酸锌、氧化锌、氯化锌、碳酸锌；有机酸盐：葡萄糖酸锌、甘氨酸锌、乳酸锌、乙酸锌。锌的化合物多为白色，溶解度各有不同，溶解性锌盐通常具不愉快味道，可能影响强化食品的滋味。溶解后目前适合用于食物强化的锌化合物包括硫酸盐、氯化物、葡萄糖酸、氧化物和硬脂酸盐，多为白色也或无色，溶解度不同。有些化合物添加到某些食物后，会产生令人不快的味道。氧化锌为水不溶物，但由于其价格便宜，通常被作为首选的锌强化剂。最近研究表明，氧化锌强化谷物产品中锌的吸收率与溶解性较好的硫酸锌接近，可能是由于氧化物易溶于胃酸。所以，在胃酸分泌低的个体中，氧化锌的吸收可能较低。

从食物中吸收的锌和铁的量相近。平均大约15%的锌强化剂能够被吸收。对于含有高浓度植酸的食物，如全玉米，吸收率可能更低些（5%～10%）；对于精炼谷物制品和植酸含量较低的谷物制品，吸收率则更高（10%～40%）。一项关于面包的研究证明不同锌剂在大鼠体内的吸收率区别不大。

锌与铁的影响吸收因素相似，对于成年人，可通过降低食物中植酸的含量来促进锌的吸收；对于婴幼儿，是否同样适用还尚需研究。维生素C是铁吸收的促进剂，但对锌吸收的影响很小。

到目前为止，锌的强化食品种类较少，通常采用硫酸锌使用于婴幼儿配方奶粉，在美国，还用于辅助食品和早餐谷类食物强化。印度尼西亚对小麦面条强制性强化锌。

补充锌是否能促进儿童生长发育，目前有少量的研究及报道。在美国，添加氧化锌的谷类早餐增加了学龄前儿童血浆锌水平，但没有显现对促进生长发育的作用；在土耳其，锌强化的面包促进了初期血浆锌低的学龄儿童的生长发育。

在色泽方面，与铁剂不同，所有的锌强化剂都是白色的，不会影响面粉制品的颜色。滋味方面，所有锌剂的味道都不是很理想，氧化锌的味道微苦，硫酸锌则有辛辣味道，但强化谷物的使用量并不足以对强化制品产生味道方面的感官影响。硫酸锌有无水和含结晶水两种形式，水合硫酸锌会对蛋糕的制作产生影响，须使用干燥的硫酸锌。研究表明，即使使用高于当前使用量数倍的锌对面粉、面包和面条进行强化，对成品的质量基本也没有影响。

不同锌强化剂间的差异主要是其溶解性，不同溶解性的锌剂具有不同的生物利用率和对食品感官具有不同程度的影响。氧化锌不溶于水，但溶于稀酸，在干燥食物中稳定，且溶于胃酸易被吸收。乙酸锌、葡萄糖酸锌和硫酸锌都可溶于水和胃酸中。

氧化锌在谷类食物中使用最为普遍，其次是硫酸锌，另外，葡萄糖酸锌也被少量使用。氧化锌价格最低，约为硫酸锌的1/3。

钙是形成骨骼和牙齿的必要元素，对保持健康骨骼有重要作用。钙还有助于调节体内酸碱平衡、心率和神经肌肉系统的过度敏感（抽筋）。钙摄入不足会导致骨脆弱和骨质疏松，在老年妇女中，经常发生此类疾病。

人群对钙的需求量都很高，尤其是摄取奶制品较少的发展中国家。小麦和玉米的含钙量很低，谷物食品所提供的钙多数来源于如丙酸钙等强化的面包、饼干等制品；另外，自发粉由于添加了酵母粉，也含有大量钙。其他谷物制品含钙量较少。

钙用于面粉和面包强化有很长的历史。从最开始的骨粉，到现在的钙盐。在二次世界大战中，英国政府命令面粉厂以85%的提取率制作面粉以保证粮食供应。美国IOM建议加入碳酸钙以起到抑制植酸的作用。1942年，英国政府下令以每100g面粉156mg碳酸钙的量对面粉进行强化。到1946年，碳酸钙的量升至235～390mg/100g。1942年的时候，纽芬兰岛还属于英国，对面粉的钙强化是强制实施的。1948年纽芬兰加入加拿大后对面粉的钙强化依然是强制性的。加拿大的其他地区则选择性实施钙强化。许多英联邦国家，如印度、巴基斯坦、肯尼亚、乌干达和尼日利亚，接受英国的面粉强化制度，包括钙的选择性强化。

用于谷物强化的主要钙源包括硫酸钙和碳酸钙。两种物质均为白色，且几乎没有味道。硫酸钙是由石膏矿石经沉淀过程获得，通常以二水结合物（含23%的钙）或无水物（含27%的钙，价格较高）形态存在。谷物强化所用碳酸钙通常是源于碾磨较纯的石灰石获得，粒度规格多种，有1000目以上的超细粉，也有325目的细粉，生产商可以自主选择适合的钙源。

另外，还有其他许多钙盐（如：磷酸钙、乳酸钙和柠檬酸钙）可用于强化不同种类的食物，但成本相对较高，不是非常适用于谷物强化。尽管不同钙盐的生物利用率有所不同，但并不需要像考虑铁一样考虑钙的利用率。目前，磷酸三钙同时含有磷和钙，被用于强化补充食品中，可以防止食物保存时的变质，人体需要钙和磷的平衡摄入，而由于谷物含有大量磷，因此，谷类中无需进行磷的强化。

由于钙剂会结块，所以，通常不在强化预混料中添加，而是单独进行强化。我国小麦粉中规定钙的添加量为1.6～3.2g/kg，折成碳酸钙和硫酸钙分别为4～8kg/吨面粉和7～14kg/吨面粉，是其他面粉营养素预混料添加量的数十倍，因此，在需要添加钙时会使用另外的大容量添加器。

硒作为酶的一种成分参与抗氧化和甲状腺激素的代谢。硒缺乏病如克山病较为罕见，但在土壤严重缺硒地区则易发生。自从1983年开始，在中国缺硒地区就开始用硒化钠（15mg/kg）对盐进行强化。

硒化钠是最常用的硒强化剂。在婴儿配方食品和运动饮料当中都加入了硒。硒化钠无色、较易溶于水且比亚硒酸盐更加稳定（尤其是铜和铁也存在的情况下）。此外，还有含硒量很高的非活性酵母可用于强化制品。

目前，没有国家对面粉或谷物制品进行硒强化，但很多国家，尤其是俄罗斯，对此非常感兴趣。很少量（0.1～0.2ppm）硒就可以提供大部分RDA要求量，并且不会对制品颜色、烘烤属性或消费者接受度产生不良影响。硒添加的成本很低。

全世界许多地区维生素A缺乏都是很严重的健康问题。导致视觉功能障碍，如夜盲和眼球干涩。WHO估算约有300万学龄前儿童存在维生素A缺乏，有254万学龄前儿童存在亚临床维生素A缺乏。

尽管谷物制品含维生素A和β-胡萝卜素（维生素A前体）的量较低，但却是进行维生素A强化的良好载体。在发达国家，通常不对谷物制品进行维生素A强化，而是对黄油进行维生素A强化。美国食品和平计划所提供的面粉和玉米粉均经过维生素A强化。

自1993年起，委内瑞拉在面粉中添加了维生素A。添加量为2.7mg/kg。如果每天食用80g面粉，则可以提供维生素A人体需要量的40%。南非在面粉（1.6mg/kg）和玉米面（1.9mg/kg）中添加维生素A；尼日利亚从2002年起在面粉中添加高浓维生素A（9mg/kg）；在菲律宾，使用4.5mg/kg维生素A对面粉进行强化。最终面包中维生素A的含量为2.2μg/g，可提供菲律宾学龄儿童RDA量的1/3。30周后的评估证实，儿童肝脏储存的视黄醇量有很大提升。

维生素A的来源有多种形式，包括视黄醇醋酸酯、视黄醇棕榈酸酯和维生素A原（β-胡萝卜素）。β-胡萝卜素为橙色，因而不是食物强化的最佳选择，但常用于橘黄色的黄油和饮料的强化。油剂形的视黄醇酯可以用于油脂和脂肪的强化，喷干粉剂可用于强化面粉和奶粉，水分散型可用于强化糖和其他水溶性食物。强化面粉使用的维生素A通常采用视黄醇棕榈酸酯其微胶囊化粉末，商品名为SD250，因含有胶囊和抗氧化剂，性质稳定，储存9个月仍有保存95%的活性。在谷物碾磨和烘烤过程时还有额外的损失，因此，实际约80%的维生素A被人吸收。而对于非面包烘烤食物和玉米面，维生素A的保留率较低，甚至低到50%。

在所有面粉和玉米粉中，包括在某些国家普遍食用的高提取率面粉和全谷粉中添加维生素A都是可行的。最主要的制约因素是成本。添加维生素A会使谷物强化成本加倍甚至高2倍。

虽然叶酸在近十年才开始用于谷物强化，但是效果非常突出。现在，即使是在很少出现微量营养素缺乏的发达国家，叶酸也是谷物强化的主要成分之一。最初添加叶酸的原因是为了防止神经管疾病/NTD（脊柱裂和无脑）。孕妇在怀孕的最初几个月如果体内储存的叶酸不足就有可能导致这些疾病的发生。怀孕前摄入叶酸添加剂可以起到预防的作用。但是，许多妇女在怀孕初期需要补充叶酸的时候并不知道自己已经怀孕。或者由于某种原因，未能摄取叶酸补充剂。

人类几乎无法从天然食物中获取足够量的叶酸。而且天然叶酸盐的活性只有人工合成叶酸盐的60%。谷物制品中，即使是全谷制品，叶酸盐的含量也很低。明确使大众获取叶酸的方法就是在谷物制品中添加叶酸，而且最好是能列入现行的或正在计划中的强化项目。小麦面粉和玉米面都是良好的强化载体。为防止NTD，建议妇女每天摄入0.4mg合成叶酸（而非天然叶酸）。唯一可达到这个目标的方法是对面粉等谷物制品进行强化。

面粉叶酸强化被证实非常有效。研究表明，在美国对谷物进行1.5ppm叶酸强化之后，美国人血液中叶酸含量为原先的3倍，并且NTD的发病率降低了19%。加拿大在降低血叶酸缺乏问题上的相关研究显示了类似的结果。而且研究还显示，NTD的发病率降低了50%。

越来越多的证据表明叶酸强化可以降低高同型半胱氨酸升高的可能性，而高半胱氨酸被认为是造成心脑血管疾病和卒中的主要因素。智利的一项研究表明，叶酸强化使老年人血中的高同型半胱氨酸含量降低。高同型半胱氨酸含量的降低会减少心脏病和卒中的发病几率。目前降低的程度尚未确定。由于已证实添加叶酸对人有益，目前，有超过30个国家向面粉中添加叶酸。由国际面粉强化行动组织所组成一个专家小组建议向所有面粉中添加2.4ppm的叶酸。考虑到高叶酸含量会对摄取维生素B ₁₂较少的人群产生神经问题，有些国家不愿意使用叶酸进行强化。在发达国家，人们可以通过各种膳食补充剂和其他强化食品获取叶酸，这就有可能导致摄入的叶酸超过每天1mg的UL（基于叶酸于维生素B ₁₂的相互作用）。最容易的解决方法就是在添加叶酸的同时添加维生素B ₁₂。叶酸是黄色粉末，但由于含量只有1～3mg/kg，因此不会对面粉颜色产生影响。尽管光照、烹调和烘烤会造成部分叶酸损失，但远远少于预估的损失量。另外，使用酵母发酵面包时，叶酸含量会增加。在制作曲奇饼和披萨的过程中叶酸的损失量最大，但不会超过20%。由于叶酸很难分析，强化面粉和烘烤制品检测报告中的叶酸含量有很大差别。

又称硫胺素，在19世纪40年代最初开始对谷物进行强化的时候，维生素B ₁就是强化剂中的一种。事实上，小麦和面粉中维生素B ₁的含量并不低，即使在精制制品中的含量也很高。但是由于维生素B ₁的不稳定性（尤其是在碱性条件下），所以，谷物的最终制品中含量较低。维生素B ₁在大米中的含量较低，因此，在以大米为主食的地区维生素B ₁缺乏疾病（脚气病）的发病率较高。此外，缺乏维生素B ₁还有可能使嗜酒人群患上韦-科二氏综合征（WKS）。因此，澳大利亚和新西兰开始对面粉进行维生素B ₁强化，目前WKS的发病率已经大幅降低。

维生素B ₁的来源主要有硝酸硫胺素和盐酸硫胺素。硝酸硫胺素性质更稳定，更适宜面粉中使用。这两种物质都是白色粉末，不会改变面粉的颜色。维生素B ₁的添加，没有安全性方面的问题，成本也并不昂贵。

又称核黄素，谷物中的维生素B ₂含量很低，因此以小麦、大米或白精炼玉米为主食的人群很容易因维生素B ₂的缺乏导致皮肤和黏膜方面的问题。可以通过检测血液中高同型半胱氨酸和其他B族维生素是否同时升高来确定维生素B ₂是否缺乏。

食物暴露在太阳光或紫外线下会导致维生素B ₂大量损失。维生素B ₂为黄色，因而可以添加在许多如通心粉和黄玉米面谷物等制品中。但如果添加到如大米和白玉米面等谷物制品中，则可能改变产品原来的颜色。维生素B ₂已经应用于许多强化项目。其价格略高于维生素B ₁。

烟酸在精制面粉中含量较低，而在全玉米粉中含量较高。但全玉米粉中的烟酸是以结合状态存在的，因此吸收很差。而在制作玉米饼的碱化过程中，烟酸脱离结合态而可以被人体吸收。除此之外，其他玉米制品中烟酸的吸收量都很低。这使得在美国东南部以玉米为主食的地区，癞皮病的发病率非常高，每年造成数千人死亡。也正因为如此，烟酸被列入强化项目，并成功预防了癞皮病的发生。

由于烟酸价格较高，烟酸在小麦中强化应用并不普遍。不添加烟酸的另一个原因是考虑到色氨酸的替代作用，色氨酸是烟酸的前体，60mg色氨酸相当于1mg烟酸，即1个烟酸当量（NE）。考虑色氨酸的前提下，精制面粉同样是良好的烟酸来源，而玉米面的含量仍然不足。

烟酸的来源有两种，即烟酸和烟酰胺。烟酰胺的价格较高，但相对烟酸，不会造成血管扩张。两种物质均为白色粉末，而且对味道和面粉加工特性并没有影响。烟酸非常稳定，并且在烹调和烘烤中不会损失。