第五章食品添加剂污染

第五章食品添加剂污染5-1食品的成分食品的主要组成成分包括：碳水化合物、蛋白质、脂肪、矿物质、维生素5-1-1碳水化合物碳水化合物也称糖类。是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物和缩合物的总称。碳水化合物是自然界分布最广、数量最多的一类有机化合物，占所有陆生植物和海藻干重的3/4，存在于所有人类可食的用的植物中。葡萄糖、蔗糖、淀粉和纤维素等都属于糖类化合物。5-1-2蛋白质蛋白质是由氨基酸按各种不同顺序排列结合成的高分子有机物质。组成蛋白质的基本单元是氨基酸。自然界氨基酸种类很多，但组成蛋白质的氨基酸约为20种。蛋白质是生物体内必不可少的重要成分。根据食物蛋白质所含氨基酸的种类和数量将食物蛋白质分三类：1、完全蛋白质这是一类优质蛋白质。它们所含的必需氨基酸种类齐全，数量充足，彼此比例适当。这一类蛋白质不但可以维持人体健康，还可以促进生长发育。奶、蛋、鱼、肉中的蛋白质都属于完全蛋白质。2、半完全蛋白质这类蛋白质所含氨基酸虽然种类齐全，但其中某些氨基酸的数量不能满足人体的需要。它们可以维持生命，但不能促进生长发育。3、不完全蛋白质这类蛋白质不能提供人体所需的全部必需氨基酸，单纯靠它们既不能促进生长发育，也不能维持生命。例如，肉皮中的胶原蛋白便是不完全蛋白质。5-1-3脂肪脂肪是脂类中最重要的一种，是由1分子甘油和3分子脂肪酸脱水结合而成的酯。若3个脂肪酸分子是相同的，则称为单纯甘油酯，若不相同则称为混合甘油酯。根据室温下存在的状态，习惯上将固体状态的三酰甘油称为脂肪，液体状态称为油。天然油脂的气味是除了极少数由短链脂肪酸挥发所致外，多数是无色无味的。5-1-3矿物质构成生物体的元素，已知有五十多种，除去C、H、O、N四种构成水分和有机物质的元素外，其它元素统称为矿物质。是构成生物体的组成部分；人体内约有50多种矿物质,虽然它们在人体内仅占人体体重的4%,但却是生物体的必需组成部分。已经发现有20种左右的元素是构成人体组织、维持生理功能、生化代谢所必需．矿物质维持生物体的渗透压；维持机体的酸碱平衡；是酶的活化剂；对食品的感官质量有重要作用。根据矿物质在生物体内含量分：常量元素（含量在0.01％以上）和微量元素（含量在0.01％以下）。从食物和营养角度分为必需元素、非必需元素及有毒元素。其中常量元素有7种，如钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫。微量元素有10种，即铜、钴、铬、铁、氟、碘、锰、钼、硒和锌；硅、镍、硼、钒为可能必需元素。5-1-4维生素维生素又名维他命，是维持人体生命活动必需的一类有机物质，也是保持人体健康的重要活性物质。维生素在体内的含量很少，但在人体生长、代谢、发育过程中却发挥着重要的作用。各种维生素的化学结构以及性质虽然不同，但它们却有着以下共同点：维生素均以维生素原(维生素前体)的形式存在于食物中；维生素不是构成机体组织和细胞的组成成分，它也不会产生能量，它的作用主要是参与机体代谢的调节；大多数的维生素，机体不能合成或合成量不足，不能满足机体的需要，必须经常通过食物中获得；人体对维生素的需要量很小，日需要量常以毫克(mg或微克ug计算，但一旦缺乏就会引发相应的维生素缺乏症，对人体健康造成损害。1.维生素A不饱和的一元醇类，属脂溶性维生素。由于人体或哺乳动物缺乏维生素A时易出现干眼病,故又称为抗干眼醇。2.维生素B维生素B是某些维生素的总称，也被称为维生素B族、维生素B复合群。维生素B都是水溶性维生素，它们协同作用，调节新陈代谢，维持皮肤和肌肉的健康，增进免疫系统和神经系统的功能，促进细胞生长和分裂（包括促进红血球的产生，预防贫血发生）。人类所需的维生素B有维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B5（泛酸）、维生素B6、维生素B7、维生素B9、维生素B12。3.维生素C坏血病，是几百年前就知道的疾病，但是由于以前人类对它发生的原因不了解，当时被称作不治之症，且死亡率很高。维生素C由于能够治疗坏血病并且具有酸性，所以称作抗坏血酸。4.维生素D维生素D为类固醇衍生物，属脂溶性维生素。维生素D与动物骨骼的钙化有关，故又称为钙化醇。它具有抗佝偻病的作用，在动物的肝、奶及蛋黄中含量较多，尤以鱼肝油含量最丰富。维生素D的生理功能是帮助人体吸收磷和钙，是骨及牙齿正常发育所必需。5.维生素E维生素E又名生育酚，是一种脂溶性维生素，主要存在于蔬菜、豆类之中，维生素E为微带粘性的淡黄色油状物，在无氧条件下较为稳定，甚至加热至200℃以上也不被破坏。但在空气中维生素E极易被氧化，颜色变深。维生素E易于氧化，故能保护其他易被氧化的物质(如维生素A及不饱和脂肪酸等）不被破坏。5-2食物添加剂由于各国对食品添加剂的定义不同,因而按用途分类亦有所不同。食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需要而加人食品中的化学合成或者天然物质。食品添加剂的种类很多，按照其来源的不同可以分为天然食品添加剂与化学合成食品添加剂两大类，使用的多数属于化学合成食品添加剂。5-2-1防腐剂防腐剂就是能够杀灭微生物或抑制其繁殖作用，减轻食品在生产、运输、销售等过程中因微生物而引起腐败的食品添加剂。防腐剂(又称保藏剂)具有杀死微生物或抑制其增殖的作用。原则上前者称杀菌剂，后者称防腐剂1.苯甲酸及其钠盐苯甲酸又名安息香酸。由于其在水中溶解度低，故多使用其钠盐。成本低廉。纯品为白色有丝光的鳞片或针状结晶，质轻，无臭或微带安息香或苯甲醛味，难溶于水，易溶于乙醇。由于苯甲酸难溶于水，所以一般都使用其钠盐。其防腐效果与苯甲酸相同。苯甲酸及其盐在酸性条件下对细菌的抑制作用较强，pH为3时抑制作用最强；对酵母和霉菌的抑制效果较弱。苯甲酸进入机体后，大部分在9～15h与甘氨酸化合成马尿酸，剩余部分与葡萄醛酸结合形成葡萄糖苷酸，并全部从人尿中排出。因此苯甲酸不会在机体内蓄积，以上两种解毒作用都是在肝脏内进行的，因此苯甲酸及其钠盐对肝功能衰弱的人不适宜。2.山梨酸及其钾盐山梨酸化学名称为2,4一己二烯酸，又名花楸酸。山梨酸为无色针状结晶或白粉末状结晶，无臭或稍带刺激性气味，耐光，耐热，但在空气中长期放置，易被氧化变色，而降低防腐效果。山梨酸微溶于水，而溶于有机溶剂，所以多用其钾盐。山梨酸对霉菌、酵母和好气性细菌均有抑制作用，但对嫌气性细菌与嗜酸杆菌几乎无效。山梨酸是一种不饱和脂肪酸，在机体内正常地参加代谢作用，氧化生成二氧化碳和水，所以几乎无毒，是一种比较安全的防腐剂。有逐渐取代苯甲酸及其钠盐的趋势。3.丙酸及其盐类丙酸及其盐类安全无毒易溶于水和乙醇，为酸性防腐剂，具有良好的防霉效果。对酵母菌无作用，常用于面粉制品发酵，可抑制杂菌生长及乳制品防霉等。丙酸及其盐类其毒性低，可认为是食品的正常成分，也是人体内代谢的正常中间产物。4.脱氢醋酸及其钠盐为广谱防腐剂，特别是对霉菌和酵母的抑菌能力较强，为苯甲酸钠的2~10倍。本品能迅速被人体吸收，并分布于血液和许多组织中。但有抑制体内多种氧化酶的作用，其安全性受到怀疑，故已逐步被山梨酸所取代。5.对羟基苯甲酸酯类对羟基苯甲酸酯类又名尼泊金酯，对羟基苯甲酸脂为无色结晶或白色结晶粉末，是苯甲酸的衍生物。几乎无臭，无味，稍有涩味。难溶于水；可溶于氢氧化钠溶液及乙醇、乙醚、丙酮、冰醋酸、丙二醇等溶剂。其防腐效力较山梨酸和苯甲酸大。对羟基苯甲酸酯类对霉菌、酵母和细菌有广泛的抗菌作用。6.生物型防腐剂乳酸链球菌素，溶菌酶等。乳酸链球菌素是乳酸链球菌属微生物的代谢产物，可用乳酸链球菌发酵提取而得。乳酸链球菌素的优点是在人体的消化道内可为蛋白水解酶所降解，因而不以原有的形式被吸收入体内，是一种比较安全的防腐剂。不会向抗生素那样改变肠道正常菌群，以及引起常用其它抗生素的耐药性，更不会与其它抗生素出现交叉抗性。酸链球菌素的抗菌谱相当窄，只能抑制或杀死革兰氏阳性细菌，如乳酸杆菌、链球菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌等，对革兰氏阴性菌、酵母和霉菌均无作用。可用于罐头、植物蛋白饮料、乳制品、肉制品等。目前食品生产中使用的防腐剂绝大多数都是人工合成的，使用不当会有一定的副作用；以目前广泛使用的食品防腐剂苯甲酸为例，国际上对其使用一直存有争议。即使是作为国际上公认的安全防腐剂之一山梨酸和山梨酸钾，过量摄入也会影响人体新陈代谢的平衡。。5-2-2抗氧化剂抗氧化剂是能阻止或延迟食品氧化，以提高食品质量的稳定性和延长贮存期的食品添加剂。食品在贮存期间所发生的化学变化，以氧化作用最为广泛。氧化是导致食品质量变劣的重要因素之一，特别是对于油脂或含油较多的食品来说更是如此。氧化除使食品中的油脂酸败外，还会使食品发生褪色、褐变、维生素破坏，从而降低食品质量和营养价值，甚至还能产生有害物质，引起食物中毒。1.丁基羟基茴香醚（BHA）丁基羟基茴香醚为白色或微黄色蜡样结晶状粉末，稍有酸类的臭气和有刺激性的气味。BHA对动物脂肪的抗氧化性较强，对不饱和的植物油的抗氧化性较弱。与三聚磷酸钠和抗坏血酸结合使用可延缓冷冻猪排腐败变质。丁基羟基茴香醚可稍延长喷雾干燥的全脂奶粉的货架期、提高奶酪的保质期。能稳定辣椒和辣椒粉的颜色，防止核桃、花生等食物的氧化。2.二丁基羟基甲苯二丁基羟基甲苯又称为2,6一二叔丁基对甲酚，简称BHT。二丁基羟基甲苯为白色结晶或结晶粉末，无味、无臭，不溶于水及甘油和丙二醇，能溶于乙醇、油脂等有机溶剂，对热稳定，与金属离子反应不会着色。具有升华性，加热时能与水蒸气一起挥发。相对BHA来说，毒性稍高一些。3.没食子酸丙酯(PG)没食子酸丙酯(PG)纯品为白色至淡褐色的结晶状粉末，或为乳白色的针状结晶。无臭，稍有苦味，水溶液无味。易溶于乙醇、丙酮、乙醚，难溶于氯仿、脂肪与水。4.抗坏血酸维生素C作为抗氧化剂可用于啤酒，最大使用量为0.04g／kg；用于发酵面制品，为0.2g／kg。实际使用中，可应用于许多食品中，包括水果、蔬菜、肉、鱼、干果、饮料及果汁等。应用于腌制肉制品，抗坏血酸作为发色助剂，0.02％～0.05％的添加量，可有效地促进肉红色的亚硝基肌红蛋白的产生，防止肉制品的褪色，同时抑制致癌物质亚硝胺的生成。应用于水果和蔬菜加工，主要用来抑制褐变，保持风味和颜色。因本品容易被氧化，它的水溶液受热、遇光后易破坏，应避光密闭保存。5-2-3发色剂护色剂又称发色剂，是能与肉及肉制品中成色物质作用，使之在食品加工，保藏等过程中不致分解，破坏，呈现良好色泽的物质。在食品的加工过程中，为了改善或保护食品的色泽，除了使用色素直接对食品进行着色外，有时还需要添加适量的发色剂，使制品呈现良好的色泽为使肉制品呈鲜艳的红色，在加工过程中多添加硝酸盐（钠或钾）或亚硝酸盐。亚硝酸盐在酸性条件下会生成亚硝酸。在常温下，也可分解产生亚硝基（NO），此时生成的亚硝基会很快的与肌红蛋白反应生成，稳定的、鲜艳的、亮红色的亚硝化肌红蛋白。故使肉可保持稳定的鲜艳。亚硝酸盐除可护色外，还能抑制梭状芽孢杆菌为代表的腐败菌的繁殖，从而防止其产生毒素，阻止蛋白质的分解，特别是对于食物中的肉毒梭状芽孢杆菌具有抑制作用，抑制或延缓其产毒。此外，亚硝酸盐还具有增强肉制品风味的作用。迄今为止，尚未见到即能护色又能抑菌，又能增强肉制品的风味的替代品。抗坏血酸与亚硝酸盐有高度亲和力，在体内能防止亚硝化作用，所以在肉类腌制时添加适量的抗坏血酸，有可能防止生成致癌物质。5-2-4着色剂食品的色彩是食品感观品质的一个重要因素。人们在制作食品时常使用一种食品添加剂－食用色素。目前使用的食用色素有天然食用色素和食用合成色素两大类。根据我国食品卫生标准规定，允许使用的人工合成色素主要有苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、靛蓝等几种。苋菜红苋菜红为红色粉未，易溶于水，水溶液为品红色，呈带蓝光的红色溶液，可溶于甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂。2.胭脂红胭脂红为红棕色粉未，水溶液为红色，溶于甘油，微溶于乙醇，不溶于油脂。日落黄日落黄水溶液为橙黄色溶于甘油及丙二醇，难溶于乙醇，不溶于油脂。橙红色粉末或颗粒，无臭。吸湿性强。易溶于水（水溶液呈黄光橙色），甘油，丙二醇，微溶于乙醇，