5.食品添加剂

一、天然食品与加工食品1.天然食品：只经过低程度加工或未加工。不含食品添加剂，并能保留大多数的营养成分的食品。5.1概述2.加工食品：经机器或化学药品处理过的食物。在处理的过程中会损失某些食物成分并加进了某些食品添加剂。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入食品中的化学合成或者天然物质。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。二、食品添加剂定义含有的食品添加剂的种类防腐剂：防止食物变质调味剂：使食品更美味色素：使食品外观更吸引人其它：香精、疏松剂、营养强化剂等滥用食品添加剂方式：1.超标添加2.添加非正常的添加物，如:大米（工业石蜡油）；面粉（滑石粉）；黑木耳（硫酸镁）；茶叶（滑石粉,颜料）；粉丝（漂白剂）；白木耳（硫磺熏）；海鲜（甲醛泡）；味精（尿素）；猪饲料（瘦肉精）；豆制品（吊白块，甲醛次硫酸氢钠）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。三、食品添加剂分类我国的《食品添加剂使用卫生标准》将食品添加剂分为22类：（1）防腐剂（2）抗氧化剂（3）发色剂（4）漂白剂（5）酸味剂（6）凝固剂（7）疏松剂（8）增稠剂（9）消泡剂（10）甜味剂（11）着色剂（12）乳化剂（13）品质改良剂（14）抗结剂（15）增味剂（16）酶制剂（17）被膜剂（18）发泡剂（19）保鲜剂（20）香料（21）营养强化剂（22）其他添加剂四、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：1．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。2．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。3．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。4．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。5．不得使用食品添加剂掩盖食品的缺陷或作为伪造的手段。6．未经卫生部允许，婴儿及儿童食品不得加入食品添加剂。评价食品添加剂的毒性（或安全性），首要标准是ADI值（人体每日摄入量），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体重。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。五、食品添加剂的两个评价指标1.ADI值评价食品添加剂安全性的第二个常用指标是LD50值（半数致死量，亦称致死中量），它是粗略衡量急性毒性高低的一个指标。一般指能使一群被试验动物中毒而死亡一半时所需的最低剂量，其单位是mg/kg（体重）。不同动物和不同的给予方式对同一受试物质的LD50值均不相同，有时差异甚大。试验食品添加剂的LD50值，主要是经口的半数致死量。一般认为，对多种动物毒性低的物质，对人的毒性亦低，反之亦然。2.LD50值毒性程度LD50(大鼠经口)(mg/kg)对人致死推断量毒性程度LD50(大鼠经口)(mg/kg)对人致死推断量极大大中11～5051～500约50mg5～10g20～30g小极小无害501～50005001～1500015000200～300g500g500gLD50值与毒性分级和对人的毒性对照物质名称LD50值(mg/kg体重)物质名称LD50值(mg/kg体重)氰化钾杀虫剂敌敌畏药物阿司匹林化学品乙醇250～70500～10006000～8000食品抗氧剂BHA防腐剂苯甲酸钠尼泊金丙酯山梨酸29002700800010500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：平均体重安全系数给定动物毒性实验动物最大无作用量(MNL)人体日允许摄入总量（A）人体日允许摄入量(ADI)每种食品中最高允许量(D)每种食品的使用标准（E）人群膳食调查各种食品中最大使用量（E’）各种食品日平均摄入量（C）六、制定食品添加剂使用标准的一般程序5.2防腐剂一、防腐剂定义为了抑制微生物活动，防止食品腐败和变质，延长贮存期和保鲜期的一类添加剂。目前防腐剂仍以化学合成为主，天然防腐剂的防腐能力较差，抗菌谱较窄，价格也比较高。应用一些无毒，无害或者低毒的防腐剂，如山梨酸，生物防腐剂，复配型防腐剂等。二、防腐剂分类1.酸性防腐剂如苯甲酸，山梨酸，丙酸和它门的盐类。这类防腐剂的特点就是体系酸性越大，其防腐剂效果越好。在碱性条件下几乎无效。2.脂型防腐剂如尼泊金脂类，没食子酸脂，抗坏血酸棕榈酸脂等。这类防腐剂的特点就是在很宽的PH范围内都有效，毒性比较低，溶解性也较低，一般情况下不同的脂要复配使用，一方面提高防腐效果，另一方面提高溶解度。为了使用方便，可已将防腐剂先用乙醇溶解，然后加入体系中。3.无机盐防腐剂如含硫的亚硫酸盐，焦硫酸等，由于使用这些盐后残留的二氧化硫能引起过敏反映，现在一般只将它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。这些物质在体内可以分解成营养物质，安全性提高，有很好的发展前景。目前常用的食品防腐剂主要有4类：1.苯甲酸及其盐类2.山梨酸及其盐类3.对羟基苯甲酸酯类4.丙酸及其盐类5.脱氢醋酸及其盐类三、防腐剂典型产品苯甲酸的制备方法：CH3COOHCOONaO2Na2CO3苯甲酸又称安息香酸，是一种常用的有机杀菌剂，在PH值2.5～4之间，对很多微生物都有效。苯甲酸进入人体后，大部分与甘氨酸化合成马尿酸，剩余部分与葡萄糖醛酸化合而解毒，并全部从尿中排出，不在人体内蓄积。1.苯甲酸及其钠盐山梨酸化学名为2,4–己二烯酸。其结构式为：CH3CH=CHCH=CH-COOH山梨酸及其钠盐、钾盐是一种新型食品添加剂，能抑制细菌、霉菌和酵母菌的生长，效果显著。作为一种不饱和脂肪酸，在体内可以直接参与脂肪代谢，最后被氧化为二氧化碳和水，因此几乎没有毒性，是各国普遍使用的一种较安全的防腐剂。试验证明山梨酸及其钾盐和钙盐的抗菌力在pH值低于5～6时最佳。2.山梨酸及其盐类制备：–丁烯醛和丙二酸法–巴豆醛和乙烯酮法CH2COOHCOOHCH3CHCHCHOCH3CHCHCHCHCOOHCH3CHCHCHOCH2COBF3CH3CHCHCHCHCOOH+3.对羟基苯甲酸酯类对羟基苯甲酸酯又称尼泊金酯，其通式为OHCOORR或C4H9=C2H5,C3H7它是无色结晶或白色结晶粉末，无味，无臭。防腐效果优于苯甲酸及其钠盐，使用量约为苯甲酸钠的1/10，使用范围pH4～8。对羟基苯甲酸酯的毒性低于苯甲酸。主要用于酱油、果酱、清凉饮料等。缺点是水溶性较差，同时价格也较高。制备OHKOH,K2CO3OKCO2OHCOOHROHOHCOORH2OHCl丙酸盐属于脂肪酸盐类抑菌剂，常用的有丙酸钙和丙酸钠。丙酸钙：C6H10O4Ca(CH3CH2COO)2Ca丙酸钠：C3H5O2NaCH3CH2COONa丙酸盐作为一种霉菌抑制剂，必须在酸性环境中才能产生作用。对酵母菌无效，主要用于面点的防腐。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%4.丙酸及其盐类CH2CH2CH3CH2CHOO2CH3CH2COOH+CO+H2环烷酸钴5.脱氢醋酸及其钠盐脱氢醋酸：C8H8O4脱氢醋酸钠：C8H8O4Na·H2O热稳定性好，不受PH值变化影响。H3CCOCH3OOOH3CCOCH3OOONaH2O四、天然防腐剂的发展天然防腐剂具有抗菌性强、安全无毒、水溶性好，热稳定性好、作用范围广等合成防腐剂无法比拟的优点。因此近年来，天然防腐剂的研究和开发利用成了食品工业的一个热点。主要品种：那他霉素、葡萄糖氧化酶、鱼精蛋白、溶菌酶、聚赖氨酸、壳聚糖、果胶分解物、蜂胶、茶多酚等。5.3调味剂调味剂是一类对食品的香与味起着重要作用的食品添加剂，其作用主要是增味和调味，以使食品更香甜可口、味道鲜美，增强人们的食欲。一般分酸、甜、苦、咸、辣、鲜、涩。3.苹果酸2.柠檬酸4.酒石酸5.乳酸1.磷酸一、典型产品5.3.1酸味剂以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂称为酸味剂。1.磷酸工艺路线：–磷矿石、硅石、焦炭→炉中熔融、磷氧化→P2O5→吸水→粗磷酸–粗磷酸→降硫→除砷→脱色去浊→食用磷酸生产工艺（以粗磷酸为原料）：–BaOH降硫；–H2S除砷；–活性碳、硅皂土脱色去浊。工艺流程2.柠檬酸柠檬酸是使用最广的酸味剂，工业上用黑曲霉发酵法生产，它在柑桔类及浆果类水果中含量最多，并且大都与苹果酸共存，它酸味圆润、滋美，但后味延续较短。广泛用于清凉饮料，水果罐头、糖果等CH2CCH2COOHCOOHCOOHOHOH2·柠檬酸3.苹果酸苹果酸几乎一切果实中都含有，以仁果类中最多。它产生的是一种略带苦味的酸味，酸味较柠檬酸强，呈味时间也长。与柠檬酸合用，可强调酸味，工业上用合成法生产。H2CHCHOCOOHCOOH4.酒石酸酒石酸有三种，即D-、L-、DL-存在于许多水果中，以葡萄中含量最多，酸味更强，口感稍涩，多与其它酸并用，并带有较强的水果风味，特别在葡萄类制品中能产生“天然酸味”的感觉。CHHCHOCOOHCOOHHO5.乳酸乳酸在果菜中很少存在，现多用人工合成品。溶于水及乙醇，酸味稍强于柠檬酸，可用于清凉饮料，合成酒、醋、辣酱油等。用其制泡菜或酸菜，不尽调味，还可以防止杂菌繁殖。通常的酸牛奶就是用乳酸菌来产生乳酸的，牛奶变酸后有很好的营养价值，并且别有风味。琥珀酸延胡索酸乳酸从自然界分离的菌种诱变育种基因工程细胞工程生产用菌种培养基配制原料发酵罐发酵条件控制扩大培养接种灭菌分离提纯微生物菌体代谢产物产品发酵工程生产产品流程简图二、发酵工程的概念和内容1、发酵工程：采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。2、内容：①菌种的选育②培养基的配制③灭菌④扩大培养和接种⑤发酵过程⑥分离提纯①②③④⑤⑥培养基配制微生物需要的营养微生物细胞中几种主要元素的含量（干重百分比）元素细菌酵母菌霉菌C5049.547.9N1512.45.2H86.76.7O2031.140.2P3----------S1----------微生物体细胞的化学组成主要由C、H、O、N、P、S等组成微生物需要的五大营养要素（外界环境提供）：碳源、氮源、生长因子、水、无机盐①碳源：能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质无机碳源：CO2、NaHCO3有机碳源：糖类（葡萄糖）、脂肪酸、花生饼、石油等不同微生物利用碳源的能力不同：甲烷氧化菌---甲烷、甲醇产甲烷菌---CO2洋葱假单孢菌利用90多种含碳化合物（自养型微生物）（异养型微生物）②氮源：能为微生物提供生长繁殖所需氮元素的营养物质无机氮源：N2、NH3、NH4+、NO3-有机氮源：尿素、牛肉膏、蛋白胨、鱼粉、玉米浆、黄豆粉饼等（既是氮源，也是碳源）③生长因子：微生物生长不可缺少的微量有机物(维生素、氨基酸、碱基)酶核酸（存在于酵母膏、蛋白胨、玉米浆、麦芽汁、动植物组织提取液中）5.3.2鲜味剂鲜味剂或称风味增强剂，是补充或增强食品原有风味的物质。它们不影响任何其他味觉、刺激，而只增强其各自的风味特征，从而改进食品的可口性。它们对各种蔬菜、肉、禽、乳类、水产类乃至酒类都起着良好的增味作用。一、分类1.第一代鲜味剂：味精2.第二代鲜味剂：核苷酸类3.第三代鲜味剂：风味味精1.第一代鲜味剂——L-谷氨酸钠其性状为无色至白色结晶或晶体粉末，无臭，微有甜味或咸味