我国可可产业现状和质量研究
2023-01-12王海璐李兆阶熊薇姚婧湲林祖权
王海璐,李兆阶*,熊薇,姚婧湲,林祖权
上海市质量监督检验技术研究院(上海 200233)
可可是一种重要的经济作物,主要产地包括拉丁美洲、西非和印度尼西亚。据国际可可组织(ICCO)统计,2021/2022年度全球可可总产量522余万 t,其中非洲占77.4%,美州占17.8%,亚太地区占4.8%[1]。可可豆富含可可脂、可可碱、多酚、类黄酮等活性成分,具有改善心脏、肾脏、肠道功能等保健作用[2],主要用于生产巧克力、饮料,一直以来受到消费者的食用和喜爱。我国仅在海南、台湾地区有少量种植,不能满足市场需求,长期依赖进口,近些年随着政府鼓励加工贸易政策的出台,在苏浙沪地带,形成可可豆加工业,可可制品的主产区在无锡和绍兴,产业的集中度非常高[3],据统计,我国年进口可可豆及可可制品约15万 t,且中国巧克力市场规模正以年均10%~15%的速度增长,消费潜力达200亿元[4]。我国的可可产业未来具备发展前景,但可可受国际市场价格波动很大,国内可可的下游企业较少,且大部分企业以可可豆的初级代加工为主,产品技术含量低,规模较小未形成标准化的产业链。鉴于此,为推进我国可可产业升级,促进行业发展,对我国可可标准体系、工艺流程、食品安全现状和存在问题进行归纳总结,并为监管部门和生产企业提出解决建议,以推进产业发展。
1 标准现状
1.1 产品标准
我国可可及其制品相关标准,在GB/T 20705—2006《可可液块及可可饼块》[5]、GB/T 20706—2006《可可粉》[6]、GB/T 20707—2006《可可脂》[7]3项国家标准是在SB/T 10209—1994《可可粉》、SB/T 10211—1994《可可液块》、SB/T 10210—1994《可可脂》行业标准的基础上,参考国际食品法典委员会(CAC)[8]所修订,自实施以来,为规范可可制品生产、经营发挥重要作用。
GB/T 20705—2006、GB/T 20706—2006与CAC标准相比,增加水分、细度、灰分、pH等理化指标,其中GB/T 20705—2006对可可液块及可可饼块的原料中可可壳要求,即可可仁中的可可壳和胚芽含量,按未碱化干物质计算可可壳不应高于4.5%,CAC标准要求可可饼中的可可壳和胚芽不高于4.5%,但可可液块的可可壳和胚芽不高于1.75%,严于我国标准。GB/T 20706—2006中与CAC标准中对可可粉的分类均根据其中可可脂的含量,分为高脂可可粉、中脂可可粉和低脂可可粉,划分指标稍有不同,另外我国标准又按生产工艺将可可粉分为天然可可粉和碱化可可粉,CAC标准中对可可粉的质量指标仅制定水分限量≤7%,我国标准更严格,规定天然可可粉、碱化可可粉水分≤5%。关于可可脂标准,GB/T 20707—2006与CAC标准增加可可脂的色价、折光指数、水分及挥发物等限量,这些指标对可可脂的质量控制非常重要,值得注意的是CAC标准中明确可可脂不可使用任何添加剂。
可可制品的品质受可可种植条件、环境影响很大,虽然我国可可制品标准增加质量指标之外,也制定安全指标,但是数量较少,如重金属污染物仅制定了砷的限量,缺少镉、汞等重要指标的限量。并且这些标准均为推荐性标准,无法解决生产经营环节出现的所有问题,特别是对进口产品监管存在困难。
1.2 食品安全标准
GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》制定可可制品的食品添加剂135种,GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》制定可可及其制品的重金属污染物2种、GB 2763—2021《食品安全国家标准 食品中农药最大残留量》制定可可豆农药残留41种。CAC标准中涉及食品质量安全的标准(尤其是严重影响食品质量安全的农药残留、重金属等污染物的限量标准)和技术规范很多。CAC不仅制定各类农药残留最大限量标准,还规定农药残留分析推荐的采样方法、分析方法标准和农药残留分析的实验室操作规程等,形成较完整的食品农药残留限量标准体系[8]。欧盟拥有世界最高食品安全标准之一,特别是对农药残留的规定,一直处于世界领先水平。表1对比我国标准与CAC和欧盟标准发现:欧盟对可可豆的农残限量规定多达654种,我国标准41种,CAC 9种;重金属污染物限量,我国分别对可可豆和可可制品的铅、砷制定限量,欧盟仅对可可粉的镉制定限量,但欧盟、CAC一直关注可可的终产品如巧克力的重金属污染物;我国GB 2760规定可用于可可制品的食品添加剂135种,相比之下,CAC和欧盟对于食品添加剂的使用更加严格。表2列举GB 2763—2021对可可豆的农药残留限量,其中部分农药残留项目,CAC和欧盟标准未做限量要求,通过对比发现,我国标准的大部分限量值低于或等于CAC和欧盟的标准,达到国际水平。
表1 我国标准与CAC、欧盟比较
表2 我国标准与CAC、欧盟标准关于农药残留限量的比较
接表2
2 生产工艺和关键控制环节
可可加工可分为初加工和深加工环节,初加工环节以生产可可脂、可可粉和可可液块等可可制品为主;可可深加工环节的产品包括工业巧克力、巧克力粉等品种[9]。可可制品生产流程见图1。可可豆收获后,清洗、发酵、干燥的过程主要在产地国由专业的生产公司清洁包装,对符合相关国际标准和法规要求的可可豆进行清洗;发酵过程同后期的烘炒是决定巧克力风味的重要环节,发酵的时间和控制温度视豆品种而异;干燥通常采用晾晒的方式,因此较易引入石子、玻璃、金属等异物。
图1 可可制品工艺流程图
2.1 生产工艺
2.1.1 清洗筛选
在生产加工前,制造商会根据可可豆的品质情况,再次进行清洗筛选。一是去除异物对设备带来的磨损或损坏;二是去除腐败的豆子,减少对可可制品口味的影响。该环节包括:筛分,筛选粒度大小不一的异物;磁选,去除金属异物;去石,去除高密度的颗粒杂物;振筛,清除灰尘。
2.1.2 壳仁分离
可可壳是包裹在可可仁的外在组织,掺入可可壳会影响可可产品的质量,壳的去除程度是生产优质巧克力的先决条件,且可可壳硬度较硬,对研磨设备存在磨损。通过烘炒可可豆,使可可豆颗粒变得饱满,壳层变得松散,簸筛进行脱壳。
2.1.3 烘炒
烘炒是提升和改善可可豆的香味、色泽的过程,烘炒后消除可可豆因发酵产生的酸,使其特有的巧克力香味散发出来,这个过程降低豆子的水分,会一定程度对可可豆进行消毒,去除可能存在的沙门菌[10]。烘炒条件的确定重点考虑的因素是可可豆的品种、品质及目标产品的风味,而判断可可豆的烘炒程度至今仍依靠生产经验,烘焙条件并不唯一,烘炒温度、时间均可变化,一般控制在98~120 ℃下进行烘炒10~30 min[11],企业通过改变烘炒参数,或将不同品种的豆子进行混品等方式达到具有特定风味的产品。
2.1.4 研磨
可可豆仁大小不等,较难研磨,为提高研磨效率企业通常分阶段进行。第1阶段研磨制浆获得具有一定流动性的酱体,冷却后温度降至32 ℃以下,凝固成固态即可可液块,可可液块的特性决定了巧克力的诸多品质[12];第2阶段细磨,主要通过调整设备类型和操作程序,控制物料的研磨程度,以用于巧克力的生产。
2.1.5 压榨
可可液块进一步压榨,获取可可脂和可可饼块,1 kg可可液块平均能产生46 g油脂和54 g饼块[13],得到的油脂经过过滤、离心,用蒸汽蒸馏除臭后即获得可可脂,是巧克力配方中最昂贵的主要成分,可可脂颜色可以很好地指示工艺过程的潜在问题,如呈现深棕色,表明在加工和储存过程中可能存在处理不当;压榨后得到的可可饼块进一步碾碎制成可可粉,残留在饼块内的脂肪含量因压榨方法、设备的不同存在差异,主要用于生产巧克力、烘焙产品、饮料或化妆品。
2.1.6 碱化
碱化反应可改变巧克力和可可粉的风味色泽,在烘炒前、烘炒中或烘炒后对可可均可进行碱化,即对可可豆、可可液块和可可饼均可碱化,常用的碱性化合物是碳酸钾、碳酸钙和氢氧化钠,产生的产品颜色范围从浅红色到炭黑色。碱化条件需要不断摸索,如对可可液块进行碱化,色泽改变的效果一般,这可能是碱性溶液添加到可可液块中会导致产品粘度变高(粘稠),不易处理,需要特定设备去除多余水分,延长加热时间,容易形成异味;而对可可饼块使用干碱调整pH,常常出现粉碎后粉末pH提高,但可可的颜色变化不大,改成液体碱液通常效果较好。因此实际生产时要结合原料产地、碱液(干碱)选择、高温和适当的压力下等多项条件进行[14]。
2.2 关键控制环节
生产企业通过食品危害分析,确定影响产品质量安全的关键控制环节,根据使用的原料与生产工艺,确定工艺参数和添加剂的使用,确保产品符合相关食品安全等标准规定[15]。不同企业对生产环节中的关键控制点(CCP)和操作性前提方案(OPRP)略有差异,但基本包括3个方面,即原料验收、烘炒参数控制、异物去除,部分企业将原料验收和烘炒参数控制作为OPRP控制点。企业根据食品安全法律法规、GB 14881—2013《食品安全国家标准 食品生产通用卫生规范》[16]和《可可制品生产许可证审查细则》[17]等建立相应的管理制度,包括防止污染的管理制度、虫害控制制度、不合格管理制度、食品安全自查制度等。
3 可可质量安全分析
为从源头加强食品质量安全的监督管理,提高食品生产加工企业的质量管理和产品质量安全水平,我国已建立一套以风险管理、检验检疫和质量安全监控为主的进口食品质量安全监管制度,确保进口食品安全,相关法律依据包括《中华人民共和国海关法》《中华人民共和国进出境动植物检疫法》《中华人民共和国进出境动植物检疫法实施条例》《中华人民共和国进出口商品检验法》《中华人民共和国进出口商品检验法实施条例》《中华人民共和国食品安全法》《中华人民共和国食品安全法实施条例》《进出口食品安全管理办法》,国家强制性标准等[18],可可豆作为重要的进口产品,要符合上述法规要求,同时生产企业结合双边议定书,以及相关标准对进口产品验收,确保原料的安全和符合生产需求。
可可的供应链复杂,由于每个国家地区种植材料、种植条件,以及采后处理方法不同,生产的可可豆风味和质量都会有很大差别,要了解影响可可质量安全的因素,全面分析可可的生产链非常重要,重点关注微生物污染、真菌毒素污染、重金属污染、农药残留、掺假等问题。
3.1 微生物污染
可可豆在发酵和干燥过程可能滋生大量的微生物甚至沙门菌,GB 29921—2021《食品安全国家标准预包装食品中致病菌限量》对可可制品的沙门菌也有限量要求,这种危害在可可豆烘炒阶段能得以控制,烘炒至约120 ℃的表面温度,对微生物也可以进行消杀,2014年食品安全监督抽检以来,可可及其制品微生物不合格1例[19]。通常认为可可粉这类水分较低的食品,微生物指标相对安全,干燥的环境并不能支持食源性病原体的生长。但国外研究发现单核增生李斯特菌和沙门菌等食源性病原体仍然可以在低水分的可可粉中长期存活,且在20 ℃下保存48周后,沙门菌和单核增生李斯特菌在可可粉中仍可检测到[20],尽管可可豆不是将沙门菌引入巧克力的唯一来源,但是可可豆的预加工过程(收获、破荚、发酵、干燥和储存)由于卫生条件差,可可豆荚破损后,可可豆很容易被微生物感染[10],因此生产企业需对微生物进行监测,并且作为重要的安全指标进行出厂检验。
3.2 真菌毒素污染
真菌毒素的毒性作用是食品安全的主要组成部分,国际上普遍关注的真菌毒素包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素A、伏马菌素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、玉米赤霉烯醇,在过去10年中,人们对可可豆中的赭曲霉素A的关注越来越多,这是一种可能对人类产生致癌物质[21],可可豆预处理过程存在被真菌污染的可能性,主要在干燥环节或储存期间,赭曲霉素A易集中在豆壳部分,一小部分污染到可可仁部分,因此可可豆在烘炒、脱壳过程可以物理去除污染物,减少赭曲霉毒素A通过破坏分子进行污染;或通过添加其他未受污染的可可豆稀释污染浓度。但是可可加工不能消除原料中的所有赭曲霉毒素A,因此最好的保护措施是控制可可生产链中的毒素形成,可可豆的初始污染越低,其制品就越安全[22]。
3.3 重金属污染
世界卫生组织一直关注砷、镉、铅和汞等重金属污染物在食品中的含量,这些重金属经食物链和食品生产加工进行传递,通过膳食进入人体,对人类的健康有潜在危害,铅和镉是影响人体健康的主要重金属,其来源主要有:环境污染,土壤、水、空气中的重金属能造成农产品及加工食品直接、间接污染;食品生产加工、储存、运输过程引入,如不合格食品接触材料或相应的洗剂都可能带来重金属的污染;特殊自然环境中高含量重金属如火山区土壤中铅、镉等重金属含量较高[23]。
可可由于种植、生产大多数都在国外完成,对进口国来说很难从源头上对食品的安全性进行检查[24],因此可可豆生产商有必要确保其成品的重金属含量符合相关出口国家标准要求。一直以来,包括欧洲食品安全局(EFSA)、食品标准局(FSA)和美国食品和药物管理局(FDA)在内的食品监管机构,对可可和可可制品中重金属含量长期进行监测,欧洲食品安全局(EFSA)将巧克力中的镉来源确定为原料被镉污染所致[25],研究发现,在同一产品类别中,受生产、加工和环境因素影响,砷、镉和铅等重金属的浓度并不相同[26]。因此生产企业仍需对这些重金属污染物监测,特别是原料验收。
3.4 农药残留
农药残留是由于使用农药而导致的在食品、农产品或动物饲料中残留的一定物质,长期食用含有大量残留农药的果蔬、粮食食品,导致农药残留成分在人体内大量堆积,一旦达到一定量便会给生命安全带来严重威胁[27],引起癌症、致畸、致突变等相关症状。农药残留问题与其他食品安全风险不同,主要是在种植过程有目的使用造成,可可是一种极易受到病害虫、疾病影响的农作物,据统计可可因害虫和疾病的影响,损失达全球产量的30%~40%[1],因此,农户为提高产量而大量使用农药。国家市场监管部门明确加强对进口可可制品及含有可可粉作为成分的可可产品的检验检疫监管,对不符合我国食品安全标准限量要求的可可豆,不予以进口。
3.5 掺假问题
可可产业的发展受制于原料价格的波动,以及生产国的社会和政治等诸多不稳定因素,为降低生产成本,国内外普遍存在将可可加工过程产生的副产品可可壳替代为可可粉,以次充好。可可壳具有与可可粉相似的几个特性,含有丰富的膳食纤维、蛋白质、多酚物质[28-29],尽管可可壳的成分良好,但通常不建议直接用于食品生产,可可壳更易被霉菌毒素、致病菌微生物、多环芳烃和重金属的污染;掺杂可可壳粉某种程度也会影响可可制品的风味,国内的可可粉质量相关标准只是简单在感官和理化要求上做了规定,尚没有可行的检测方法可做鉴别[30]。因此人为进行非法添加、掺假的行为对可可产品形象造成一定影响,不利于行业发展。
4 结语
随着人们对可可制品消费需求向高品质、健康方向转变,实现可可产业升级势在必行,可可生产细则落后,跟不上行业的发展,在具体操作运行层面不能满足新的生产工艺需求;缺乏完善的法规标准,不能满足监管和企业生产的需求。针对上述问题,提出若干建议:各地监管部门加大对生产不合格产品的企业查处力度,加强对企业产品质量法和标准化法等法律法规的宣传,提高企业经营者的法律意识,严格把握质量关,完善监管体系;加快制定新版可可制品生产细则,从工厂布局、原料购置、设备设施、环境卫生、污染控制、人员健康、产品召回等关键环节制定更符合现行生产需求的细则;鼓励企业制定企业标准指导生产,引导企业以国际先进标准进行生产,提升质量管理手段,打造品牌化的可可制品;落实企业主体责任,强化生产加工环节的管控,建议建立原料、出厂验收制度,对不符合要求的产品进行合理处置,不再流入市场;建议高校、科研机构积极参与研发产品掺假的检测技术,寻求速度快、方法简单的检测方法,解决当前掺假问题。