5.食品添加剂

第5章食品添加剂Food Additive1. 概述2. 防腐剂3. 酸味剂4. 抗氧化剂5. 食用色素6. 其它5.1 概述食品添加剂是构成现代食品工业的重要因素，它对于改善食品的色、香、味，增加食品营养，提高食品品质，改善加工条件，防止食品变质，延长食品的保质期有极其重要的作用。

因此，食品添加剂在食品工业中占据重要地位，可以说没有食品添加剂就不可能有现代食品工业。

截至2000年底，经国家批准使用的食品添加剂有22大类，品种达1500余种，实现总产值170亿元，出口达30多万吨，创汇近6亿美元，从业企业数千家。

当前食品添加剂已经进入面食、乳品、营养品、休闲食品、粮油、肉禽、果疏、加工各领域，包括饮料、冷食、调料、酿造、甜食等各工业部门。

1. 食品添加剂的定义美国：¡ª¡ª有明确或合理的预定目标，无论直接使用或间接使用的，变为食品的一种成分或影响食品特征的物质，统称为食品添加剂(包括有意用于生产、制造、加工、调配、包装、处理、运输、贮存等)。

中国：食品添加剂¡ª¡ª为改善食品品质和色、香、味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的天然或者化学合成物质称食品添加剂。

食品强化剂¡ª¡ª为增强营养成分而加入食品中的天然或人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂。

如：氨基酸类、V C、V E、V D、Ca2+、Fe2+、Zn2+等。

2 食品添加剂的作用(1) 提高食品的保存性，防止或延缓食品的腐败变质；(2) 提高食品的感观(色、香、味)性质，满足广大消费者的需要；(3) 提高食品的加工效率，适应现代食品生产和加工工艺需要；(4) 改善和提高食品的营养价值；(5) 充当特殊食品。

3 食品添加剂的分类_表1(1) 酸度调节剂(2) 抗结剂(3) 消泡剂(4) 抗氧化剂(5) 漂白剂(6) 膨松剂(7) 胶母糖基剂(8) 着色剂(9) 护色剂(10) 乳化剂(11) 酶制剂3 食品添加剂的分类_表2(12) 增味剂(13) 面粉处理剂(14) 被膜剂(15) 水分保持剂(16) 营养强化剂4 毒性评价毒性评价指标(1) 日允许摄入量(ADI)¡ª¡ª它指人一生连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量，以每公斤体重摄入的毫克数表示，单位是mg/kg。

对小动物（大鼠、小鼠等）进行近乎一生的毒性实验，取得MNL值（动物最大无作用量），其1/100～1/500即为ADI值或通过对每日动物安全的最大无作用量(MNL)(mg/kg)除以安全系数100后得到。

(2) 半数致死量(LD50)半数致死量(LD50)也叫致死中量。

¡ª¡ª指在一群被测动物中，毒死一半所需的最低剂量。

(以mg/kg体重表示)毒性具体数据表1-2 几种物质的LD50值制定食品添加剂的使用标准是依据其使用情况的实际调查和毒性学评价，制定程序一般如下：6、食品添加剂的一般要求与安全使用为了确保食品添加剂的食用安全，使用食品添加剂应该遵循以下原则：⏹经过规定的食品毒理学安全评价程序的评价，证明在使用限量内长期使用对人体安全无害。

⏹不影响食品感官性质和原味，对食品营养成分不应有破坏作用。

⏹食品添加剂应有严格的质量标准，其有害杂质不得超过允许限量。

⏹不得由于使用食品添加剂而降低良好的加工措施和卫生要求。

⏹不得使用食品添加剂掩盖食品的缺陷或作为伪造的手段。

⏹未经卫生部允许，婴儿及儿童食品不得加入食品添加剂。

1.5 食品添加剂发展趋势(1) 向安全、低毒或无毒发展(2) 向天然食品添加剂转变(3) 进一步研究食品贮藏的新方法(4) 向营养强化方向发展(5) 向生物制剂方向发展5.2 防腐剂2.1概述2.1.1 防腐剂的定义¡ª¡ª防腐剂是抑制微生物活动，使食品在生产、运输、贮藏和销售过程中减少因腐败而造成经济损失的添加剂。

(具有杀菌作用的物质称为杀菌剂；仅具有抑菌作用的物质称为防腐剂)细菌细胞结构防腐机理使蛋白质变性；☐酸型防腐剂属于此类，防腐剂通过渗入微生物细胞内，使蛋白质变性并抑制酶类的活性，显示出防腐作用。

干扰细胞膜；干扰遗传机理；干扰细胞内酶的活力；影响因素PH值；食品污染程度；防腐剂在食品中的分散状态；加热；多种防腐剂共用2.1.2 防腐剂的分类2.2 主要品种及生产方法2.2.1 苯甲酸及盐(1) 理化性能苯甲酸又名安息香酸，无色或白色针状或鳞片状结晶，熔点121.25℃，100℃升华，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等溶剂。

可与人体氨基乙酸结合成马尿酸，从尿中排出，不积蓄。

苯甲酸及盐优缺点：优点：成本低，毒性较小(大白鼠经口LD50=2700mg/kg)，酸性中效果较好。

缺点：pH>4时效果下降，有不良味道。

(2) 应用①酱油、醋、果汁、果酱、罐头：用量1g/kg；②葡萄酒、果子酒：用量0.8g/kg；③汽酒、汽水：用量0.2g/kg；④面酱、蜜饯：0.5g/kg。

(3) 合成方法①甲苯氯化法；②邻苯二甲酸酐脱羟法；③甲苯氧化法。

①甲苯氯化法：②邻苯二甲酸酐脱羟法③甲苯氧化法：甲苯沸点：110.8℃工艺流程图：2.2.2 山梨酸及盐山梨酸 (2,4-已二烯酸，2-丙烯基丙烯酸，花楸酸)(1) 性质白色针状(粉末状)结晶，熔点133-135℃，难溶于水，易溶于乙醇、冰醋酸，常采用山梨酸钾盐，其钠盐在空气中不稳定，一般不采用。

毒性：无毒且能参加人体的新陈代谢，是苯甲酸钠毒性的1/4；是国际公认的低毒食品防腐剂。

LD50=10,500mg/kgADI(每日允许摄入量)=0~25mg/kg•应用：适用于pH5.5以下的食品防腐。

(3) 生产方法：①巴豆醛与乙烯酮法②巴豆醛和丙二酸法(Knovenagel反应)③巴豆醛和丙酮法④山梨醛法①巴豆醛与乙烯酮法②巴豆醛和丙二酸法工艺：③巴豆醛和丙酮法(我国和前苏联采用的工艺)④山梨醛法美国公司曾在1970年前采用生产工艺流程2.2.3 对羟基苯甲酸酯(尼泊金酯)①性质：三色或白色结晶粉末，无味、无臭，有麻木麻醉性气味，油溶性好，对霉菌、酵母菌、细菌等有广泛的抗菌作用。

(R= ¡ªCH3，¡ªC2H5，¡ªCH7，¡ªC4H9)3随着R基团链的增长，防腐性能增强，价格增高，毒性减小。

毒性：尼泊金乙酯(A)：LD50：2500mg/kgADI：0~10mg/kg：8000mg/kg尼泊金丙酯：LD50尼泊金丁酯：LD：17100mg/kg50②应用：常用于香肠、啤酒的防腐(化妆品更常用)。

③抗菌机理：能够抑制微生物细胞的呼吸酶系与电子传递酶系的活性，以及能破坏微生物的细胞膜结构。

④生产原理及工艺原理：尼泊金乙酯生产工艺框图-Ⅰ尼泊金乙酯生产工艺框图-Ⅱ小结：在以上详细介绍的三种常用的防腐剂中，安全性：山梨酸类>尼泊金酯类>苯甲酸类2.2.4 其它防腐剂丙酸及盐、脱氢醋酸及盐、氨基酸、维生素B1、辛酸单甘酯等。

丙酸及其盐：CH2=CH2+CO+H2→CH2=CH2 CHO→→CH=CH2 COOH2丙酸及其盐类丙酸是具有类似醋酸刺激酸香的液体，也是国内外允许使用，特别是西方国家早已普遍使用的酸型防腐剂，由于它是人体新陈代谢的正常中间物，故无毒性，其ADI值不加限制。

主要用于面包及糕点制作。

丙酸盐具有相同的防腐效果，可以是钙盐或钠盐，其作用是通过分解为丙酸而发挥的。

丙酸及其盐的最大使用量规定为5g/kg，其最小抑菌浓度在pH值为5.0时是0.01%，pH值为6.5时是0.5%2.3 防腐剂的发展动向2.3.1 对原有的公认安全的防腐剂进行工艺改进，以降低成本和价格。

(例：山梨酸的合成)例：山梨酸的合成(1) 进行催化剂的选择如：醋酸锌、丁酸锌等。

(2) 重结晶母液用大孔阴离子树脂回收山梨酸等。

2.3.2 进一步开发安全、高效、经济的新型防腐剂例一：富马酸二甲酯主要用于罐装肉食品和面包中，用作面包防腐大大优于丙酸钙。

(富马酸二甲酯的合成和工艺图)富马酸二甲酯的合成：工艺流程：例二双乙酸钠(SDA)CH3COOH¡¤CH3COONa(固体醋酸)具有高效防腐、保鲜、增加营养价值。

(合成方法)双乙酸钠合成方法：2.3.3 天然的食品防腐剂(1) 溶菌酶；(2) 鱼精蛋白；(3) 脱乙酰甲壳质(壳原糖)；(4) 日扁柏醇；(5) 熏液。

2.3.4 复配防腐剂：①扩大单一防腐剂的作用范围山梨酸+草甲酸钠→能抑制更多细菌②增强抗菌作用山梨酸+H2O2或焦碳酸二乙酯→杀菌迅速长效几种禁用的食品防腐剂硼酸¡ª¡ª成人致死量10g甲醛¡ª¡ª口服10~20ml(35~40%)甲醛致死水扬酸¡ª¡ª呕吐、头痛、听觉异常，出现成长障碍β-萘酚¡ª¡ª慢性中毒，胃炎5.2.2 乳化剂乳化剂是改善和稳定食品各组分的物理性质或改善食品组织状态的添加剂。

对食品的¡°形¡±和¡°质¡±及食品加工工艺性能起着重要作用。

使互不相溶的液体（如油和水）形成稳定乳浊液的添加剂。

物理化学性质属于表面活性剂；具有表面活性和乳化增溶性；亲油亲水平衡值（HLB）；大豆磷脂又称磷脂、卵磷脂、加萝乳化蜜。

CH2-OCORCH-OCOR’CH2-O-PO(OH)-OM它是食用油生产的副产品，除乳化作用外，还用作增溶剂、湿润剂、脱模剂、粘度改良剂、营养添加剂、一种药物。

生产流程生产工艺3. 酸味剂3.1 概述3.2 酸味剂的分类3.3 柠檬酸3.4 苹果酸以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂称为酸味剂。

3.1 概述3.1.1 酸味剂的分类3.1.2 酸感酸味感是由H+引起的有机酸酸味>无机酸酸味当pH≥5时，无酸味感觉；当pH≤3时，酸味太重；人不适应。

酸味阈值：无机酸pH为3.4~3.5有机酸pH为3.7~3.9人唾液pH为6.7~6.9当pH为3~5时，酸味较好3.2 柠檬酸(Citric Acid)又称枸橼酸，3-羟基-3-羧基戊二酸3.2.1 性质用途(1) 性质白色结晶或晶粒粉末，含水柠檬酸熔点：100~133℃无水柠檬酸熔点：153℃易溶于水和乙醇，水溶液呈酸性毒性：大白鼠腹腔注射LD=50975mg/kg (ADI：没有特殊规定)(2) 用途①汽水和果汁汽水：1.2~1.5g/kg浓缩果汁：可稀释3倍¡ª¡ª3g/kg稀释6倍¡ª¡ª1.16g/kg ②水果罐头桃：0.2~0.3%桔：0.1~0.3%梨：0.1%荔枝：0.15%③糖果4~14g/kg⑤蔬菜罐头0.7~1g/kg⑥抗氧剂的增效剂3.2.2 生产方法我国的工艺：利用黑曲霉直接涂层发酵薯干粉生产柠檬酸(工艺流程图)薯干粉深层发酵工艺流程图3.3 苹果酸 (Malic Acid)天然存在的左旋体，广泛存在于未成熟的苹果、葡萄、菠萝中，有特殊的酸味。