1、第十章 食品添加劑,1,第十章 食品添加劑,汪東風(fēng) 中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,第十章 食品添加劑,2,第一節(jié) 引言,一、食品中一些成分的分類及定義,正常的配料（Normal ingredients）,操作助劑(Processing aids),食品添加劑Food additives,污染物Contaminants,第十章 食品添加劑,3,二、食品添加劑的定義及分類,1、食品添加劑的定義,根據(jù)中華人民共和國食品衛(wèi)生法（試行）規(guī)定，我國對(duì)于食品添加劑的定義是指“為改善食品品質(zhì)和色、香、味以及為防腐和加工工藝的需要而加入食品中的化學(xué)合成或天然物質(zhì)”。 營養(yǎng)強(qiáng)化劑是

2、指“為增強(qiáng)營養(yǎng)成分而加入食品中的天然或人工合成的屬于天然營養(yǎng)范圍的食品添加劑”。 在食品加工或貯藏過程中添加的少量天然或合成的物質(zhì),其目的是為了改善食品質(zhì)量和保持或提高營養(yǎng)價(jià)值。,第十章 食品添加劑,4,多數(shù)國家與地區(qū)將食品添加劑按其在食品加工、運(yùn)輸、貯藏等環(huán)節(jié)中的功能分為以下6類： 、防止食品腐敗變質(zhì)的添加劑有防腐劑、抗氧化劑和殺菌劑； 、改善食品感官性狀的添加劑有鮮味劑、甜味劑、酸味劑、色素、香料、香精、發(fā)色劑、漂白劑和抗結(jié)塊劑； 、保持和提高食品質(zhì)量的添加劑如組織改良劑、面粉面團(tuán)質(zhì)量改良劑、膨松劑、乳化劑、增稠劑和被膜劑； 、改善和提高食品營養(yǎng)的添加劑有維生素、氨基酸和無機(jī)鹽； 、便于食

3、品加工制造的添加劑有消泡劑、凈化劑； 、其他功能的添加劑有膠姆糖基質(zhì)材料、酸化劑、酶制劑、釀造用添加劑和防蟲劑等。,2、食品添加劑的分類,我國將食品添加劑劃分為22類，美國FDA規(guī)定的有32類，歐洲共同體有9類，日本將食品添加劑劃分為25類。,第十章 食品添加劑,5,三、食品添加劑的安全性,1、目前頒布使用的添加劑都是經(jīng)過嚴(yán)格的安全性毒理學(xué)評(píng)價(jià)篩選的。,2、安全的相對(duì)性,3、要嚴(yán)格按ADI和E值而確定用量,第十章 食品添加劑,6,關(guān)于ADI和E值的確定,、根據(jù)動(dòng)物試驗(yàn)確定最大無作用劑量（MNL）。,、根據(jù)MNL定出人體ADI。ADI=MNL0.01,、將ADI平均體重，得每人每日允許攝入總量（

4、A）。,、根據(jù)膳食調(diào)查以了解某種食品的每日攝入量，得出該種食品中某種添加劑的最高允許量（D）。,、根據(jù)D值制定出該種添加劑在每種食品中的最大使用量（E）。,ADI是指每日攝入量，它以每人每日每千克體重?cái)z入的質(zhì)量（mg/kg）表示。E是最大使用量，是指某種添加劑在不同食品中允許使用的最大添加量，通常以g/kg表示。ADI及E值的確定方法如下：,第十章 食品添加劑,7,、計(jì)算實(shí)例（以苯甲酸為例）,A、苯甲酸的MNL=500mg/kg,B、ADI=MNL 0.01=5(mg/kg),C、以人體重60kg計(jì)，苯甲酸的A值為：5mg/kg 60kg=300mg,D、最大使用量E低于D值，符合要求,第十章

5、 食品添加劑,8,四、食品添加劑的管理,（一）、食品添加劑的要求,經(jīng)過毒理學(xué)試驗(yàn)，無毒,明確在體內(nèi)代謝,明確在食品貯藏及加工中變化,不產(chǎn)生或分解出有毒成分,在較低濃度下可達(dá)到其目的,來源充足、成本較低、易于貯運(yùn)、使用方便,有可靠的分析方法,提倡使用天然的FA，發(fā)掘民間的FA,第十章 食品添加劑,9,（二）、食品添加劑的審批及管理,1、審批程序,生產(chǎn)或研制單位提供資料 一級(jí)衛(wèi)生部門初審國家FA秘書處 FA標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)審定 衛(wèi)生部批準(zhǔn)及頒布,2、FA管理,我國已有FA的生產(chǎn)管理辦法、FA衛(wèi)生管理辦法。請(qǐng)嚴(yán)格按國家法規(guī)使用和管理，并時(shí)時(shí)注意新的法規(guī)出臺(tái)。,第十章 食品添加劑,10,第二節(jié) 常用食品添

6、加劑簡(jiǎn)介,一、防腐劑（抗菌劑、抗微生物劑）,（一）、 亞硫酸鹽和二氧化硫,二氧化硫(SO2)及其衍生物早已是普遍使用的食品防腐劑。它們添加到食品中,作為抗氧化劑與還原劑以阻止非酶褐變(nonenzymic browing)和酶催化反應(yīng)(enzyme catalyzed reactions)以及控制微生物。通常SO2及其衍生物代謝成為硫酸鹽,并經(jīng)過尿液排出體外,不產(chǎn)生明顯的病理效應(yīng)。然而由于最近了解到二氧化硫及其衍生物的劇烈反應(yīng)導(dǎo)致敏感性哮喘，另有報(bào)道認(rèn)為，某些氣喘患者進(jìn)食亞硫酸氫鹽食物后，有劇烈反應(yīng)并可能導(dǎo)致突變。對(duì)于二氧化硫及其衍生物的有關(guān)安全性問題，還正在進(jìn)一步觀察中。,第十章 食品添加劑

7、,11,(二)、亞硝酸鹽和硝酸鹽,亞硝酸和硝酸的鈉鹽和鉀鹽通常用于肉類腌制。它們的作用是保持肉類的顏色、抑制微生物的生長(zhǎng)及產(chǎn)生特殊風(fēng)味。實(shí)際起作用的是亞硝酸鹽而不是硝酸鹽。肉中的亞硝酸鹽分解形成一氧化氮，它與血紅素反應(yīng)生成亞硝基肌紅蛋白，使腌制的肉類呈現(xiàn)粉紅色。感官評(píng)價(jià)表明，亞硝酸鹽顯然是通過抗氧劑的作用使腌肉產(chǎn)生風(fēng)味，但其機(jī)理尚不清楚。另外，亞硝酸鹽（150200mg/kg）能抑制碎肉罐頭和腌肉中的梭狀芽胞桿菌。,硝酸鹽存在于多種植物中，如菠菜。過度施肥的土壤所生長(zhǎng)的植物組織中可累積大量硝酸鹽。硝酸鹽在腸道中被還原成亞硝酸鹽而被吸收，這樣會(huì)由于形成高鐵血紅蛋白而導(dǎo)致青紫癥。研究不表明亞硝酸鹽

8、在腌肉中生成少量而且能顯毒性的亞銷胺。所以人們對(duì)在食品中使用亞硝酸鹽和硝酸鹽產(chǎn)生了異議。,第十章 食品添加劑,12,（三）、山 梨 酸,山梨酸（2，4-己二烯酸）和它的鈉鹽和鉀鹽廣泛用于乳酪、焙烤食品、果汁、葡萄糖、蔬菜等各類食品以抑制霉菌和酵母菌。山梨酸阻止霉菌的生長(zhǎng)特別有效，而且濃度高達(dá)0.3%（按重量計(jì)）也幾乎無味道。,研究表明山梨酸鹽有廣泛的抗菌活性，對(duì)與新鮮家禽、魚和肉腐敗有關(guān)的多種細(xì)菌均有抗菌活性。對(duì)于咸肉和在減壓下包裝的冷凍鮮魚，它在阻止產(chǎn)生肉毒桿菌毒素方面特別有效。,第十章 食品添加劑,13,（四）、抗菌素,抗菌素是由各種微生物天然產(chǎn)生的一大組抗菌劑組成的。它們具有選擇性的抗菌

9、活性?？咕卦诳刂苿?dòng)物致病微生物方面的成功使它們有可能應(yīng)用于食品防腐方面?？墒牵捎趽?dān)心經(jīng)常使用抗菌素會(huì)產(chǎn)生微生物抗藥性，有的國家已禁止在食品中使用。,（五）、苯 甲 酸,未解離酸具有抗菌活性，在pH2.54.0范圍內(nèi)呈現(xiàn)最佳活性，因而適合用于酸性食品，如果汁、碳酸飲料，腌菜和泡菜。苯甲酸的鈉鹽比苯甲酸更易溶于水，故一般使用鈉鹽。它在食品中部分轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘乃岬男问?。它抑制酵母菌和?xì)菌的作用強(qiáng)，而對(duì)霉菌的作用小。通常將苯甲酸與山梨酸（即己二烯酸）或?qū)?羥基苯甲酸烷基酯（parabens）合并使用，使用范圍0.05%0.1%。,第十章 食品添加劑,14,（六）、環(huán) 氧 化 物,這些烯烴氧化物與絕

10、大多數(shù)食品抗菌劑不同，它們?cè)谒脻舛确秶鷥?nèi)不僅對(duì)微生物有抑制作用，而且有致死效應(yīng)。它們常用于處理某些低水分食品和無菌包裝材料的消毒。為了使這類抗菌劑和微生物能保持緊密接觸，可先用蒸氣熏蒸，然后用沖洗和抽真空方法除去絕大部分剩余未反應(yīng)的環(huán)氧化物。,環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷是活潑的環(huán)醚，它們可破壞包括孢子甚至病毒在內(nèi)的各種微生物。,環(huán)氧丙烷,環(huán)氧乙烷,第十章 食品添加劑,15,二、抗氧化劑,一般抗氧化劑都是還原性物質(zhì)。例如抗壞血酸被認(rèn)為是一種抗氧劑，用于抑制水果和蔬菜切割表面的酶促褐變。在這種應(yīng)用中，抗壞血酸作為還原劑將氫質(zhì)子轉(zhuǎn)移到被酶氧化的酚類化合物中將其還原。在封閉體系中，抗壞血酸易與氧反應(yīng)，因此可

11、作為去氧劑。,抗氧化劑是指能抑制或阻止食品發(fā)生氧化反應(yīng)的所有物質(zhì),以前主要使用的抗氧化劑主要有：BHA、BHT、PG和TBHQ,許多天然產(chǎn)物具有抗氧化能力，例如生育酚。松柏醇、愈創(chuàng)木酯、愈創(chuàng)木酯酸。以及茶多酚等。目前，它們已在食品加工和貯藏中得到廣泛應(yīng)用。,第十章 食品添加劑,16,三、無營養(yǎng)和低熱量甜味劑,非營養(yǎng)和低熱量甜味劑包括一大類可產(chǎn)生甜味的物質(zhì)，它們能增強(qiáng)甜味。由于美國對(duì)于環(huán)己烷氨基磺酸鹽的禁用和糖精的安全性評(píng)價(jià)等問題，促使人們更深入地研究新的低熱量甜味劑，以滿足人們對(duì)低熱量食品與飲料的需求。因而發(fā)現(xiàn)了許多有甜味的化合物，增加了一批有潛在商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的低熱量甜味劑，它們的相對(duì)甜度列于

12、下表。,1、非營養(yǎng)和低熱量甜味劑開發(fā)背景,2、非營養(yǎng)和低熱量甜味劑開發(fā)要求,具有甜味、安全性、穩(wěn)定性、互溶性、商業(yè)性,第十章 食品添加劑,17,一些甜味劑的相對(duì)甜度（蔗糖1，按單位質(zhì)量計(jì)）,注：相對(duì)甜度是指相對(duì)于蔗糖的甜度，在濃縮或飲料加工時(shí)，其相對(duì)甜度值可能發(fā)生變化。,一些甜味劑的相對(duì)甜度,第十章 食品添加劑,18,3、阿斯巴特姆 （Aspartame）,美國允許用阿斯巴特姆（Aspartame）作為干食品混合物和軟飲料中的甜味劑，并且仍在不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍，其他國家也已經(jīng)準(zhǔn)許使用。阿斯巴特姆的學(xué)名是L-天冬酰基-L-苯基丙氨酸甲基酯，其立體化學(xué)構(gòu)型如下。,阿斯巴特姆雖是一種熱量物質(zhì)（一種二肽

13、），食用后完全消化，但由于它的強(qiáng)甜度（大約比4%蔗糖濃度甜200倍），用量很小，所以產(chǎn)生的熱量也很少。,第十章 食品添加劑,19,阿斯巴特姆具有肽的性質(zhì)，對(duì)水解和其他化學(xué)作用以及微生物降解作用等都很敏感，因此在水體系中存放的有效期受到限制。除了由于苯基丙氨酸的甲基酯，或兩個(gè)氨基酸之間肽鍵發(fā)生水解而引起甜味損失之外，還會(huì)出現(xiàn)分子內(nèi)的縮合，生成二酮吡嗪（5-芐基-3，6-二氧代-2-對(duì)二氮己環(huán)醋酸）如下圖所示。,阿斯巴特姆,二酮對(duì)二氮環(huán),第十章 食品添加劑,20,超阿斯巴特姆（Superaspartame）。它是在阿斯巴特姆的游離氨基上代入（對(duì)-氰苯基）氨甲酸基（P-eyanopHenyl）Car

14、bamoyl。,第十章 食品添加劑,21,4、阿瑟休發(fā)姆K,英國已批準(zhǔn)阿瑟休發(fā)姆（Acesulfame K，6-甲基1，2，3，-氧噻嗪-4（3H）-2，2-二氧化物）可用作非營養(yǎng)甜味劑。它們商品名稱Acesulfame K，是根據(jù)其結(jié)構(gòu)與乙酰醋酸和氨基磺酸及其鉀鹽的結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系命名的，結(jié)構(gòu)式如下：,乙酰醋酸,氨基磺酸,Acesulfame,阿瑟休發(fā)姆K的甜度是3%蔗糖溶液甜度的200倍左右，它的甜度品質(zhì)介于環(huán)己烷氨基磺酸鹽和糖精之間，廣泛試驗(yàn)證明它對(duì)動(dòng)物無毒，并且在食品中特別穩(wěn)定。,第十章 食品添加劑,22,阿斯塔姆（Alitame）是由L-天冬氨酸和D-丙氨酸結(jié)合而成的二肽甜味劑。其化學(xué)

15、名稱是L-天冬-D-丙氨酸-N-3-（2，2，4，4-四甲基）-硫代四環(huán)酰胺。N-3-（2，2，4，4-tetramethyl）-thietanylamide of L-Asp-D-Ala。結(jié)構(gòu)式為：,它是無規(guī)則結(jié)晶，水溶性好，其甜度為蔗糖的二千倍。甜味純正，極似蔗糖，無后味，與阿斯巴特姆相比，具有較高的熱穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性，因此它在冷凍甜食、酸奶、飲料和糕點(diǎn)制作中得到了廣泛應(yīng)用。,第十章 食品添加劑,23,5、從天然產(chǎn)物中可提取高甜度的甜味劑,甘草酸是一種天然的甜味物質(zhì)，它存在于甘草根中，它的根部提取物含甘草酸的鈣鹽和鈉鹽。甘草酸是一種植物糖苷，水解時(shí)生成2mol的葡糖醛酸和1mol的甘草亭

16、酸。在蔗糖甜味閾值的1/50仍可檢查到甘草酸的甜味，可見它的臨界甜味閾值極低。,新橙皮苷二氫查耳酮也是一種非營養(yǎng)甜味劑，它是從柑橘屬水果的苦味黃酮制得的。,熱帶非洲的一種甜水果卡姆費(fèi)（kafemfe），含有很甜的可作為低熱量甜味劑的物質(zhì)。這種物質(zhì)稱為Thaumatin和，屬于堿性蛋白質(zhì)，分子量約為20 000。按mol計(jì)算這種蛋白質(zhì)的甜度大致是蔗糖的105倍。卡姆費(fèi)甜水果的提取物是以商業(yè)名稱Talin出售的，在日本用它作甜味劑和香味增強(qiáng)劑也已得到了批準(zhǔn)。Talin的甜度是4%蔗糖溶液的5 000倍，但是顯示略微帶甘草味的持久甜味。,第十章 食品添加劑,24,另一種堿性蛋白質(zhì)米拉考林（mirac

17、ulin）是從奇跡果（Synsepalum dulcificum）中分離出來的。它沒有味道，但具有使酸味食品帶甜味的特殊性質(zhì)。此物質(zhì)的分子量為42 000，是一種糖蛋白。與其他蛋白質(zhì)甜味劑相似，它對(duì)熱不穩(wěn)定，并且在低pH值時(shí)無活性。,蒙利靈（monellin）是偶然發(fā)現(xiàn)的一種漿果中含有的一種有甜味的蛋白質(zhì)物質(zhì)，分子量約為11 500，它具有類似卡姆費(fèi)中發(fā)現(xiàn)的那些甜味劑的性質(zhì)。這種物質(zhì)在室溫下當(dāng)溶液pH低于2時(shí)，則甜度完全喪失，故其應(yīng)用會(huì)受到一定限制。,第十章 食品添加劑,25,四、穩(wěn)定劑和增稠劑,許多親水性的膠體物質(zhì)對(duì)于乳濁液、懸濁液和泡沫具有穩(wěn)定作用，并且有增稠性質(zhì)。它們獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能特性

18、在食品中被廣泛使用。這些物質(zhì)大多數(shù)來自天然樹膠，或經(jīng)過化學(xué)改性以后獲得所需的特性。它們?cè)S多屬于多糖類如阿拉伯樹膠、瓜爾豆樹膠、羧甲基纖維素、鹿角藻膠、瓊脂、淀粉和果膠。,所有穩(wěn)定劑增稠劑都是親水的，故稱為水膠體物質(zhì)。親水膠體除能穩(wěn)定膠體分散體系外，還能抑制結(jié)晶（糖和冰），改進(jìn)（減小粘結(jié)）焙烤制品的糖霜，以及提高香料和風(fēng)味的保存效力。親水膠體一般使用濃度約為2%或更小。親水膠體在許多應(yīng)用中的功效，直接取決與它們?cè)龃笳扯鹊哪芰Α?第十章 食品添加劑,26,五、膨松劑（發(fā)酵劑）,化學(xué)發(fā)酵劑是由一些化合物混合而成，在適當(dāng)水分和溫度條件下，它能在生面團(tuán)或面糊中反應(yīng)釋放出二氧化碳。二氧化碳的釋放連同帶入的空氣和水汽使之膨脹，使加工制品具有特殊的多孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)。,化學(xué)發(fā)酵劑通常使用的產(chǎn)品有：酒石酸氫鉀、硫酸鋁鈉、-葡糖內(nèi)酸內(nèi)酯鋁鈉、各種磷酸氫鈣、磷酸鋁鈉、酸式焦磷酸鈉等正磷酸、焦磷酸鹽和磷酸鹽。它們的某些性質(zhì)見下表。,第十章 食品添加劑,27,常用膨松劑的某些性質(zhì),a.在簡(jiǎn)單模擬體系中，中和10