第三章食品添加剂

第三章食品添加剂第一节概论一、食品添加剂的概念、分类和选用1、食品添加剂概念根据我国食品卫生法、食品添加剂卫生管理办法和营养强化剂管理办法，我国的食品添加剂是指为了改善食品品质和色、香、味以及为了防腐和加工工艺需要而加入食品中的化学合成物质或者天然物质。2、食品添加剂的分类按照来源来分，可以将食品添加剂分成天然和合成食品添加剂两大类；按照功能来分，可以将食品添加剂分成防腐剂、着色剂、抗氧化剂等；按照食品添加剂的安全性评价，可将食品添加剂分为A、B、C三类。3、食品添加剂的选用食品添加剂的选用要注意以下三条：1、不能用非食品添加剂来代替食品添加剂。2、不能用不符合食品卫生质量标准的食品添加剂。3、不得分解产生有毒物质。二、食品添加剂的管理和卫生标准我国对食品添加剂进行严格的管理，制定了多部食品添加剂相关的法规。《中华人民共和国食品卫生法》、《食品添加剂使用卫生标准》、《食品添加剂卫生管理办法》、《食品营养强化剂使用卫生标准》。三、食品添加剂的生产现状和发展趋势现在食品添加剂以及发展成为一个重要的精细化工行业，反过来极大地促进了食品工业的快速发展。美国是食品工业最发达的国家，我国的食品工业正处于快速发展期，我国食品添加剂工业的总体特点是规模小、技术落后，但是近来，我国在味精、木糖、木糖醇、乙基麦芽醇、山梨酸钾、维生素C等方面都实现了规模化生产，扭转了进口产品一统天下的局面。第二节防腐剂和抗氧化剂§1防腐剂微生物引起的食品腐败变质可以分为：细菌导致的食品腐败，霉菌导致的食品霉变及酵母导致的食品发酵。防止食品腐败变质可以采取很多方法，如冷冻、干制、腌渍、烟熏、加热、辐射等，然而最有效的办法是使用防腐剂。防腐剂是一类能抑制微生物活动，防止食品腐败变质的食品添加剂。食品防腐剂抗菌机理可简单地概述为以下几点：作用于遗传物质或遗传微粒结构，作用于细胞壁和细胞膜系统，作用于酶或功能蛋白。全世界使用的食品防腐剂约60种，美国约50种，日本约43种，我国约28种。防腐剂一般可以分为四大类：①酸性防腐剂如苯甲酸、山梨酸和丙酸及它们的盐类。②酯型防腐剂如尼泊金酯类、没食子酸酯、抗坏血酸棕榈酸酯等。③无机盐防腐剂如含硫的亚硫酸盐、焦亚硫酸盐等，由于使用这些盐后残留的二氧化硫能引起过敏反应，现在一般只将它们列入特殊的防腐剂中。④生物防腐剂如乳酸链球菌素、溶菌酶等。目前消费者普遍对防腐剂有负面看法，如认为食品防腐剂有致癌、致畸、致突变作用。食品防腐剂的负面看法一是由于消费者对食品添加剂标准不懂，媒体和生产厂家的炒作，二是部分食品生产厂家过量使用食品添加剂。一、苯甲酸（安息香酸）苯甲酸有杀菌和抑菌作用，可以透过微生物的细胞杀死微生物。苯甲酸是一种价格十分低廉而且比较安全的防腐剂，但有一定的不良气味，在发达国家苯甲酸及其盐类逐渐被山梨酸所取代，但在发展中国家，由于受价格因素的影响，目前仍大量使用。苯甲酸的最适pH值以4.5-5.0为宜，在碳酸饮料中最大使用量为0.2g/kg，在酱类、蜜饯中最大使用量为0.5g/kg，在酱油、食醋、果酱、果汁型饮料中最大使用量为1.0g/kg。苯甲酸进入人体后，大部分在9-15小时内与甘氨酸化合成马尿酸，从尿中排出，剩余部分与葡萄糖醛酸化合而解毒，用示踪14C实验证明，苯甲酸不在人体内积累。二、丙酸无色透明液体，具有特殊的刺激性气味，能溶于水、乙醇及其他有机酸。丙酸能防止由于微生物作用而引起的食物腐烂变质，延长保存时间，特别适于面包和糕点的保鲜和存放，还可用于谷物和饲料的保藏。ADI不作限制性规定。丙酸钠的防腐机理类似于丙酸。三、尼泊金酯类尼泊金酯类的防腐有效pH值范围很宽，对于pH值较高的应用场合有很好的应用效果。尼泊金酯类产品的价格较高，使产品的应用受到了一定的限制。世界上很多国家和地区都把尼泊金酯作为食品防腐剂，在焙烤食品、脂肪制品、乳制品、水产品、肉制品等领域得到应用。ADI0-10mg/kg四、山梨酸山梨酸对霉菌、酵母和好气性菌均有抑制作用，但对嫌气性芽孢形成菌与嗜酸乳杆菌则几乎无效。山梨酸及其盐抗菌力强，毒性小，可参与人体的正常代谢，产生二氧化碳和水，可视作食品的成分之一，故对人体无害。山梨酸能抑制细菌、霉菌和酵母菌的生长，防腐效果好，对食品风味无不良影响，是目前国际公认的最好的防腐剂。山梨酸钾参照山梨酸。五、乳酸链球菌素乳酸链球菌素添加于食品中不会被其中的微生物分解，对人体无毒害作用，人食用后在消化道内很快被水解成氨基酸，并且不改变肠道内的正常菌落，是一种安全的防腐剂。无论从保健的角度还是从食品防腐剂、保鲜剂发展的角度来看，纯天然食品防腐、保鲜剂取代化学防腐剂是大势所趋，乳酸链球菌素作为一种无毒、无任何副作用的天然防腐剂正迎合了这种需要。乳酸链球菌素在啤酒工业、罐头食品、肉品保藏、乳制品和方便食品中均有应用。§2抗氧化剂抗氧化剂是添加于食品后能阻止或延迟食品氧化，提高食品质量的稳定性和延长储存期的一类食品添加剂。抗氧化剂种类繁多，作用机理也不尽相同，主要的机理有：（1）自由基清除剂可分为氢供体和电子供体，可清除原有的自由基，同时自身生成较稳定的自由基中间产物。氢供体有酚类，电子供体有四甲基对苯二胺。（2）单线态氧猝灭剂单线态氧与单线态双键作用，转变为三线态氧。（3）氢过氧化物分解剂氢过氧化物是油脂氧化的初产物，将氢过氧化物转变为非活性物质，可起到抑制油脂氧化的作用。（4）金属螯合剂柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸等能与过渡金属离子（油脂助氧化剂）螯合使之钝化，从而起到抑制油脂氧化的作用。（5）氧清除剂抗坏血酸除了具有螯合金属离子的作用外，还是有效的氧清除剂，通过除去食品中的氧而起到抗氧化的作用。（6）酶抗氧化剂超氧化物歧化酶，可将超氧化物自由基O.2-转变为三线态氧和过氧化氢。（7）增效剂有一些物质，本身没有抗氧化的作用，但与抗氧化剂混合使用，却能起到增强抗氧化剂的效果。如柠檬酸、磷酸、酒石酸、苹果酸、葡萄糖酸钙等。一、丁基羟基茴香醚（丁基大茴香醚）丁基羟基茴香醚在加热后效果保持性较好，是目前国际上广泛应用的抗氧化剂之一，除了抗氧化作用外，还有相当强的抗菌力，可用于食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面等食品中。比较安全。二、没食子酸丙酯没食子酸丙酯比较稳定，在油中加热到227℃，1h仍不会分解。可用于食用油脂、油炸食品、干鱼制品、饼干、方便面、果仁、罐头等食品中。三、L-抗坏血酸（维生素C）根据国家食品添加剂卫生标准规定，可用于啤酒中，最大使用量0.04g/kg，用于发酵面制品中，最大使用量0.2g/kg，用于碳酸饮料、茶饮料、果汁饮料、豆奶饮料中最大使用量0.5g/kg。四、生育酚混合物（维生素E混合物）生育酚有很强的耐热、耐紫外线、耐酸性。生育酚主要用于食用油、乳制品、烘烤食品、婴儿食品、饮料等食品中。生育酚容易被人体吸收，安全性高，预计市场需求量十分可观，特别是在健康功能性食品方面。第三节食品色泽调节剂色泽是人们对颜色的一种感觉，是评价食品质量的重要感官指标。食品色泽调节剂，在增强食品外观方面扮演着重要角色，食品色泽调节剂不仅使食品的种类更加丰富，营养更加全面，而且能满足现代食品现代食品加工技术所不能达到的食品外观要求。主要包括着色剂、护色剂和漂白剂。§1着色剂色素是指能够吸收和反射可见光波而呈现各种颜色的物质。着色剂是赋予及改善食品色泽的物质。一、天然色素1、概述天然色素具有安全性高、色调柔和自然，很多天然色素还具有较高的营养价值和药理作用，有利于人体健康。天然色素根据其分子结构可分为：多烯色素、多酚色素、醌酮色素、吡咯色素和其他色素五大类。2、植物源天然色素大部分植物呈现出的颜色主要是由多酚类、类胡萝卜素类以及叶绿素类色素产生的，少部分颜色是由生物碱类的甜菜红色素和二酮类化合物姜黄色素产生。（1）多酚类包括花色苷、查尔酮和黄酮三类物质。①花色苷类花色苷是被普遍使用的食用色素，主要是花青素与葡萄糖糖基化的化合物，六种主要的花青素如图所示。天竺葵色素：R1=H，R2=H矢车菊色素：R1=OH，R2=H飞燕草色素：R1=OH，R2=OH牵牛色素：R1=OH，R2=OCH3芍药色素：R1=OCH3，R2=H锦葵色素：R1=OCH3，R2=OCH3糖分子通常通过与3位或者5位羟基缩合形成花色苷，少数与7位羟基缩合。花色苷易发生水解、还原等化学反应而发生褪色。花色苷对pH值变化较为敏感，在相对较低的pH条件下稳定性较好，因此适合高酸食品体系，如水果罐头、果浆、酸奶、果酒和软饮料等。花色苷在pH1时，呈现鲜艳的红色；当pH值4-6时，变为紫色甚至无色；当pH7-8时，呈现深蓝色，pH继续升高时，颜色向蓝色-绿色-黄色转变。a、越橘红越橘红色素是从越橘果实中提取制得的，主要成分是矢车菊及芍药素等花色苷，为深红色膏状物。越橘红在酸性条件下呈红色，在碱性条件下呈橙黄色至紫青色，可用于果汁类饮料、冰淇淋、果蔬汁饮料等。b、红米红红米红为紫红色液体或粉末，主要成分为矢车菊素-3-葡萄糖苷。稳定性好，耐热、耐光，但对氧化剂敏感，遇锡变玫瑰红色，遇铅和Fe2+，褪色并沉淀。红米红色素是以稻米中的红色或黑色种子为原料提取，可用于调制乳、冷冻饮品、糖果、配制酒中。c、萝卜红萝卜红素以红心萝卜为原料提取而得。萝卜红色素的耐热性、耐光性、耐酸性、耐盐性、耐金属离子性、耐细菌性较强，但不耐碱和氧化还原剂。萝卜红素在酸性溶液中的颜色随溶液pH值的降低而加深，当pH值高于7时，溶液变成浅黄色。萝卜红可用于冷冻饮品、果酱、蜜饯类、果味饮料等。d、黑加仑红从黑加仑果渣中提取，主要含矢车菊素和飞燕草素。pH5.44时，为稳定的紫红色；pH5.45-6.45时，为不稳定的紫红色；pH值在7.0左右时，为稳定的粉紫色；pH7.44时，为稳定的蓝紫色。黑加仑红可用于糕点上的彩装、碳酸饮料、葡萄酒和果酒中。②查尔酮类查尔酮类天然色素，主要是指从红花花瓣中提取的水溶性色素，包括红花红、红花黄A和红花黄B。其中红花红色素微臭，极难溶于水，目前在我国尚未允许使用。红花黄可用于冷冻饮品、水果罐头、各种饮料等。O+HOOHOHR1R2OH③黄酮类a、高粱红由高粱壳提取制得，主要成分是芹菜素和斛皮黄苷。高粱红水溶液为红褐色，偏酸性时色浅，偏碱性时色深，当pH值小于3.5时易发生沉淀，故不适合高酸性食品。芹菜素斛皮黄苷OHOOHOOHOOOHOOHO5C6H11OHOHb、茶黄色素、茶绿色素茶绿色素主要成分为叶绿素，茶黄色素主要成分为茶黄素。茶绿色素和茶黄色素均易溶于水和乙醇溶液，不溶于氯仿和石油醚，具有抗氧化性，可用于糖果、糕点、饮料、配制酒等。（2）类胡萝卜素类类胡萝卜素类色素由于其良好的色泽和较为广泛的来源受到普遍关注，其不仅存在于植物中（胡萝卜、番茄），在细菌、真菌及动物中也有广泛分布。类胡萝卜素的基本结构为C40的碳氢长链并含有8个异戊二烯结构单元的化合物。a、天然β-胡萝卜素红褐色至红紫或橙色至深橙色粉末、糊状或粘稠状液体。耐热、耐酸性良好，但不耐光。b、辣椒红和辣椒橙辣椒红为深红色粘性油状液体，耐光性差，紫外光可使其褪色，对热稳定，160℃加热2h几乎不退色。辣椒橙一般是从辣椒粉中提取的辣椒油树脂，经除去辣味物质-辣椒碱后，再精制得到。辣椒橙热稳定性好，在270℃时色泽仍稳定。c、玉米黄玉米黄色素为黄色粉末、糊状液体或黄色油状液体，是β胡萝卜素的衍生物，在人体内不能转化为维生素A，没有维生素A活性，对光、热稳定性差。（3）醌酮类①酮类姜黄及姜黄素为酮类天然色素。姜黄亦称姜黄粉，由姜黄干燥粉碎而得，姜黄是生产姜黄色素的主要来源。姜黄成分复杂，主要成分为姜黄素（Ⅰ）、脱甲氧基姜黄素（Ⅱ）、双脱甲氧基姜黄素（Ⅲ）。姜黄色素是植物界稀少的具有二酮结构的色素。不溶于水和乙醚，溶于乙醇和丙二醇，易溶于冰醋酸和碱溶液，在碱性时呈红褐色，在中性、酸性时呈黄色。②萘醌类紫草红为萘醌类天然色素，主要成分为紫草宁及其衍生物，以紫草根为原料提取。紫草红在pH4-6时呈红色，pH=7时呈红紫色，pH=8时呈紫色，pH=9时蓝紫色，pH=10时蓝色。③卟啉类叶绿素是卟